JP2017502696A - 全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法 - Google Patents

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Abstract

全自動式微生物検出用集積システム及び集積方法を提供する。前記システム及び方法によれば、産業用パソコンを用いて、予備配置操作スペース上の被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを、順に、滅菌室、中包装除去室、内包装剥離室、集積操作室、緩衝室、陽性菌注入室の中に搬送するように、搬送装置を制御して、対応する操作を行い、全自動的に被検試料中の微生物を集積する。前記集積の全段階において無菌・全自動式の操作が実現され、検出が正確に行われ、連続的作動が可能で、しかも、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果が避けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、微生物検出の技術分野に関し、特に、微生物検出における集積工程の自動化を実現する全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法に関する。
現在まで、微生物検出における集積は全て手作業で行われており、消毒滅菌や集菌の駆動、培養基注入及び陽性菌注入等の手段はそれぞれ独立した構成となり、しかも、陽性菌注入環境と集菌環境は異なり、即ち、全部工程は、異なる環境の中で完成する必要がある。異なる環境間における各被検試料の搬送は人工的に行われるため、人為的要素による影響を受け易いので、偽陽性或いは偽陰性の結果を得ることは発生し易い。これは検出の正確性及び時効性に影響を与える。
食品や薬品の安全性に対する要求が高くなることにつれて、食品及び薬品の安全を図るために、人為的干渉を加えない全自動式微生物集積システムは必然に求められるようになる。
本発明は、被検試料集積の自動化を実現して、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果を有効的に回避することができ、検出が正確に行われる全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は下記技術案を用いる
全自動式微生物検出用集積システムは、
被検試料と、培養物を含有する培養基と、濾過膜を介して被検試料を濾過して被検試料中に含まれる微生物を集積する集菌専用のパイプ付濾過器と、濾過器封止プラグとが置かれる予備配置操作スペースと、
前記予備配置操作スペースの後ろに順に隣接して設けられ且つ室同士間は室隔離機構により連通・封止される、滅菌を行う滅菌室と、中包装を除去する中包装除去室と、内包装を除去する内包装剥離室と、被検試料を濾過器に注入して微生物を濾過・集積し、濾過器封止プラグで濾過器の底端を封止し、そして選択的に培養物を濾過器に注入する集積操作室と、集積済の濾過器のパイプを切断したり封止したりする緩衝室と、陽性菌の注入を行う陽性菌注入室と、
予備配置操作スペースからスタートし前記各室を貫通する装置であって、予備配置操作スペースの上にある被検試料、培養基、濾過器及び濾過器封止プラグをそれぞれ対応する前記各室へ搬送する搬送装置と、
前記各室、室隔離機構及び搬送装置に電気的に接続される産業用パソコンとを備える。
好適な実施例では、搬送装置には、被検試料、培養物を含有する培養基、濾過器及び濾過器封止プラグを固定する固定装置が設けられる。
更に/又は、該搬送装置は、被検試料搬送装置、培養基搬送装置、濾過器搬送装置、濾過器封止プラグ搬送装置に分けられる。
更に/又は、該搬送装置は、各室内の所定位置にそれぞれ位置決めセンサを設け、各位置決めセンサはそれぞれ産業用パソコンに電気的に接続される。
更に/又は、該搬送装置はベルト搬送装置又はローラ搬送装置であり、各室の外に設けられるモーターで各室内の磁性流体を回動させることによりベルト又はローラを駆動するか、又は各室内に設けられるモーターで直接にベルト又はローラを駆動して搬送を行う。
更に/又は、各前記室隔離機構は隔離弁である。
好適な実施例では、各前記室の外には、それぞれ、各室内の圧力を調節する気圧調節装置及び換気装置が設けられ、各該気圧調節装置及び各該換気装置はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続され、各該気圧調節装置の内部には対応する室内の圧力を検知する圧力センサがあり、各該圧力センサは該産業用パソコンに電気的に接続される。
更に/又は、前記滅菌室、集積操作室、緩衝室の外には、それぞれ、対応する室内部の細菌を死滅除去する滅菌装置が設けられる。
好適な実施例では、前記中包装除去室及び前記内包装剥離室は、前記搬送装置の上方に、それぞれ、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装及び内包装を除去する中包装除去機構及び内包装除去機構を設け、該内包装除去機構及び中包装除去機構はそれぞれ、該産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記パイプ付濾過器は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、各缶体の底部には濾過膜があり、被検試料が注入された後に、微生物は該濾過膜により集積され、該濾過器のパイプは並列する三つのパイプからなり、該並列する三つのパイプは、一端が前記濾過器の上端に設けられてそれぞれ各該缶体と連通し、他端が濾過器針体となり、該濾過器は、前記集積操作室内において、各前記缶体の底端がそれぞれ廃液槽の支持孔の中に置かれるように所定位置を有する。
前記集積操作室内では、前記濾過器の濾過器針体を被検試料中に挿入したり培養物針体を交換して培養基の培養物に挿入したりする集積操作ロボットが前記搬送装置の上方に設けられ、該集積操作ロボットは該濾過器に該所定位置と搬送装置の間を移動させることが可能で、該集積操作ロボットの前記緩衝室に近接する側には、被検試料又は培養物を前記並列する三つのパイプに注入して前記濾過器に進入させるように駆動する集積駆動機構が設けられる。
前記集積操作室内では、前記所定位置に近接する箇所に、濾過・集積後に濾過器封止プラグで各缶体底端を封止する封止機構が設けられる。
該集積操作ロボット、集積駆動機構及び封止機構はそれぞれ該産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記集積駆動機構は蠕動ポンプであり、該蠕動ポンプのヘッドには第一アーム及び第二アームが設けられ、該第一アーム及び該第二アームは、該集積操作ロボットが濾過器針体を挟持しながら前記被検試料に挿入する際、それぞれ、前記並列する三つのパイプを挟持し、第一アームは該蠕動ポンプのヘッドの前記集積ロボット寄りの片側に伸縮可能に固定され、該第二アームは伸縮可能に且つ該蠕動ポンプのヘッドの周りを回転可能に該蠕動ポンプのヘッドに設けられ、該第二アームは第一位置及び一第二位置を有し、該第一位置は、該第一アームと共に前記並列する三つのパイプを挟持するために該第一アームの近傍に並設され、該第二位置は、該第二アームの回転により前記並列する三つのパイプが揃って前記蠕動ポンプのヘッドに収納できるように臨む位置である。操作に際して、該第一アーム及び該第二アームはそれぞれ前記並列する三つのパイプを挟持してから、該第二アームを第二位置までに回転させ、この後、該第一アーム及び該第二アームがバックして、前記並列する三つのパイプは前記蠕動ポンプのヘッドの中に入れられる。
前記集積操作ロボットは、前記濾過器による前記被検試料の濾過・集積の完成後、培養物が前記濾過器に進入する前に、前記並列する三つのパイプのうち最多二つのパイプを封止する培養基熱封止機構を更に備える。これにより、培養物が選択的に微生物集積済の濾過器に注入される。
前記集積操作室内には、更に、該濾過器の内部圧力を検知する3素子圧力センサ（三つの圧力センサを並列してなるもの）が設けられる。
該蠕動ポンプ、該第一アーム、該第二アーム、該培養基熱封止機構及び該3素子圧力センサはそれぞれ該産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記緩衝室内において、前記搬送装置の上方にパイプ切断・封止機構がある。
該パイプ切断・封止機構は前記産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記陽性菌注入室は加熱機能を有する陽性菌注入室であり、該陽性菌注入室内の搬送装置の上方に陽性菌注入機構が設けられ、該陽性菌注入室は更に温度制御装置が内設される。
該陽性菌注入機構及び該加熱装置はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続される。
更に/又は、該産業用パソコンは上位コンピュータとして用いられても良く、各室では、独自の制御ユニットを用いることができる。
前記何れかの全自動式微生物検出用集積システムを適用する検出方法は下記ステップを含む。
ステップ１ 被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを予備配置操作スペースの前記搬送装置に載せる。
ステップ２ 予備配置操作スペースと滅菌室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記滅菌室内に搬送し、そして滅菌室両側の室隔離機構をクローズして滅菌を行い、滅菌完成後、滅菌室内の圧力のバランスが取れるように換気する。
ステップ３ 滅菌室と中包装除去室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記中包装除去室の中に搬送し、そして中包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装を除去する。
ステップ４ 中包装除去室と内包装除去室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記内包装除去室の中に搬送し、そして内包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器及び濾過器封止プラグの内包装を除去する。
ステップ５ 内包装除去室及び集積操作室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記集積操作室の中に搬送し、そして被検試料中の微生物を濾過器の中に濾過・集積してから濾過器封止プラグで濾過器底端を封止し、この後、培養物を選択的に濾過器に注入し、集積後封止済の濾過器を搬送装置の上に載せ、集積後封止済の濾過器が所定数になったら集積操作室両側の室隔離機構をクローズする。
ステップ６ 集積操作室及び緩衝室の間の室隔離機構をオープンして、集積後封止済の濾過器を前記緩衝室の中に搬送し、そして緩衝室両側の室隔離機構をクローズして、集積後封止済の濾過器のパイプを切断・封止する。
ステップ７ 緩衝室及び陽性菌注入室の間の室隔離機構をオープンして、集積後封止済・切断封止済の濾過器を陽性菌注入室に搬送し、そして陽性菌注入室両側の室隔離機構をクローズして、処理後の被検試料からの微生物集積を完成させるように集積後封止済・切断封止済の濾過器へ陽性菌を注入する。
好適な実施例では、予備配置操作スペース、滅菌室、中包装除去室、内包装剥離室、集積操作室の間の室隔離機構をオープンする毎に、細菌を集積操作室に侵入させないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも低くする一方、集積操作室、緩衝室及び陽性菌注入室の間の室隔離機構をオープンする毎に、陽性菌を逆に集積操作室に送入しないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも高くする。
更に/又は、前記ステップ７において、陽性菌注入室両側の室隔離機構をクローズした後に、更に、前記緩衝室に対して滅菌を行うステップを有する。
更に/又は、前記濾過器は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、選択的にそのうち最多二つの缶体に培養物を注入する。
更に/又は、前記ステップ５において、使用済の被検試料及び培養基を搬送装置で内包装除去室に返送して、内包装除去室の中で回収する。
本発明は、人工的に操作することなく、被検試料中の微生物を自動的に集積して時間及び労力を軽減すると共に、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果を有効的に回避し、集積段階での無菌・全自動式の操作を実現することができ、検出が正確に行われるという本質的効果が得られ、集積中ミスが発生し難く、集積操作中連続的に作動することが可能で、集積操作停止後に集積操作室を一時停止して殺菌を行う必要がなくなり、より高度な実施効果が得られる、全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法を提供することができる。
図１は本発明の全自動式微生物検出用集積システムの好適な実施例を示す平面図である。 図２は本発明の全自動式微生物検出用集積システムの好適な実施例を示す正面図である。 図３は本発明の全自動微生物検出用集積方法の好適な実施例を示すフローチャートである。
以下、本発明を実施することのできる形態を実施例で説明する。なお、本発明の範囲は実施例に限定されるものでない。
図１、図２に示すように、本発明は全自動式微生物検出用集積システムを提供する。
該システムは予備配置操作スペース１０１と、該予備配置操作スペース１０１の後ろに順に隣接して設けられる、滅菌を行う滅菌室１０２と、中包装を除去する中包装除去室１０３と、内包装を除去する内包装剥離室１０４と、被検試料を濾過器に注入して微生物を濾過・集積し、濾過器封止プラグで濾過器の底端を封止し、そして選択的に培養物を濾過器に注入する集積操作室１０５と、集積済の濾過器のパイプを切断したり封止したりする緩衝室１０６と、陽性菌の注入を行う陽性菌注入室１０７とを備える。前記室同士間は室隔離機構１０４により連通・封止される。また、該システムは更に搬送装置４００及び産業用パソコン８００を備える。
更に、該予備配置操作スペース１０１に置かれる、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを備える。該濾過器は、濾過膜で被検試料を濾過して被検試料中に含まれる微生物を集積するものである。
更に、予備配置操作スペースの上にある被検試料１０００、培養基、濾過器１１００及び濾過器封止プラグをそれぞれ対応する前記各室へ搬送する搬送装置４００を備える。該搬送装置４００は、予備配置操作スペースからスタートし前記各室を貫通する。
更に、産業用パソコン８００を備える。該産業用パソコン８００は、前記各室、室隔離機構１４０及び搬送装置４００に電気的に接続して、対応する作動を行わせるように各室を制御する。
それにより、図３に示すように、本発明は下記ステップを含む全自動微生物集積方法を提供することができる。
ステップ１ 被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを予備配置操作スペースの前記搬送装置４００に載せる。
ステップ２ 予備配置操作スペース１０１と滅菌室１０２の間の室隔離機構１４０をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記滅菌１０２室内に搬送し、そして滅菌室１０２両側の室隔離機構をクローズして滅菌を行い、滅菌完成後、滅菌室１０２内の圧力のバランスが取れるように換気する。
ステップ３ 滅菌室１０２と中包装除去室１０３の間の室隔離機構をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記中包装除去室１０３の中に搬送し、そして中包装除去室１０３両側の室隔離機構１４０をクローズして、濾過器１１００及び濾過器封止プラグの中包装を除去する。
ステップ４ 中包装除去室１０３と内包装除去室１０４の間の室隔離機構１４０をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記内包装除去室の中に搬送し、そして内包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器１１００及び濾過器封止プラグの内包装を除去する。
ステップ５ 内包装除去室１０４及び集積操作室１０５の間の室隔離機構１４０をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記集積操作室１０５の中に搬送し、そして被検試料１０００中の微生物を濾過器１１００の中に濾過・集積してから濾過器封止プラグで濾過器底端を封止し、この後、培養物を選択的に濾過器１１００に注入し、集積後封止済の濾過器１１００を搬送装置の上に載せ、集積後封止済の濾過器が所定数になったら集積操作室１０５両側の室隔離機構１４０をクローズする。
ステップ６ 集積操作室１０５及び緩衝室１０６の間の室隔離機構１４０をオープンして、集積後封止済の濾過器１１００を前記緩衝室１０６の中に搬送し、そして緩衝室１０５両側の室隔離機構１４０をクローズして、集積後の濾過器のパイプを切断・封止する。
ステップ７ 緩衝室１０６及び陽性菌注入室１０７の間の室隔離機構１４０をオープンして、集積後封止済の濾過器１１００を陽性菌注入室１０７に搬送し、そして陽性菌注入室１０７両側の室隔離機構１４０をクローズして、処理後の被検試料からの微生物集積を完成させるように集積後封止済・切断封止済の濾過器１１００へ陽性菌を注入する。
総じて、本発明は現在の食品及び薬品安全分野における微生物限度試験（Microbial Limit Test）に必要な集積操作に適用することができる。本発明は全過程で業用パソコン８００による制御を用い、自動化を実現して、人為的要素により生じられる偽陽性或いは偽陰性を排除することができる。
本発明の好適な実施例では、図１、図２に示すように、搬送装置４００の上には、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、濾過器１１００及び濾過器封止プラグを固定する固定装置１５０が設けられる。ことにより、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、濾過器１１００及び濾過器封止プラグを搬送する際に、慣性による位置ずれや転倒により各室内を汚染したり各室における操作の正確性に影響を与えたりすることが避けられる。
物に応じて搬送を行うことで搬送装置４００の複雑性を緩和するために、該搬送装置４００は、被検試料搬送装置、培養基搬送装置、濾過器搬送装置、濾過器封止プラグ搬送装置に分けられる。例えば、緩衝室１０６及び陽性菌注入室１０７内では、濾過器搬送装置だけがあれば良く、他の３種の搬送装置は要らない。これにより、スペースの節約、コストの低減が図られる。
該搬送装置４００は、各室内の所定位置にそれぞれ位置決めセンサ２００を設け、各位置決めセンサ２００はそれぞれ産業用パソコン８００に電気的に接続される。これにより、搬送装置４００による搬送に際して、各室内で該当操作が行われる時の該当物の位置の正確性が確保される。各位置決めセンサ２００は赤外線センサ又は透過型センサ（Beam Sensor）であることが好ましい。
各該室隔離機構１４０は隔離弁である。
本発明の好適な実施例では、該搬送装置４００はベルト搬送装置又はローラ搬送装置であり、各室の外に設けられるモーターで各室内の磁性流体を回動させることによりベルト又はローラを駆動するか、又は各室内に設けられるモーターで直接にベルト又はローラを駆動して搬送を行う。
本発明の好適な実施例では、図１、図２に示すように、前記各室の外には、それぞれ、各室の内部圧力を調節する気圧調節装置１１０及び換気装置１３０が設けられ、各該気圧調節装置１１０及び各該換気装置１３０はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続され、各該気圧調節装置１１０の内部には対応する室の内部圧力を検知する圧力センサがあり、各該圧力センサは該産業用パソコンに電気的に接続される。これにより、室同士間における搬送中、気圧調節装置１１０及び換気装置１３０で各室の圧力を制御することができるようになる。前記滅菌室１０２、集積操作室１０５、緩衝室１０６の外には、それぞれ、対応する室内部の細菌を死滅除去する滅菌装置１２０が設けられる。これにより、対応する室内に対して滅菌を行って汚染から守ることができる
本発明の好適な実施例では、本発明の全自動微生物集積方法において、予備配置操作スペース１０１、滅菌室１０２、中包装除去室１０３、内包装剥離室１０４、集積操作室１０５の間の室隔離機構１４０をオープンする毎に、細菌を集積操作室１０５に侵入させないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも低くする一方、集積操作室１０５、緩衝室１０６及び陽性菌注入室１０７の間の室隔離機構１４０をオープンする毎に、陽性菌を逆に集積操作室１０６に送入しないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも高くすることは好ましい。
また、前記ステップ７では、陽性菌注入室１０６両側の室隔離機構１４０をクローズした後に、更に、前記緩衝室１０６に対して滅菌を行うステップを有する。緩衝室１０６は主に、搬送、陽性菌同士間感染の防止の機能を果たすものである。これは、集積操作室１０５と陽性菌注入室１０７を直接に接続すると陽性菌は集積操作室１０５に侵入する恐れがあるからである。集積操作室１０５は連続的に作動するものなので、滅菌が持続的に行われると、時間を無駄にすることとなる。よって、集積操作室１０５の作動を中断しないように滅菌後に緩衝室１０６を集積操作室１０５に接続して良い。緩衝室１０６を集積操作室１０５から隔離した後、陽性菌注入室１０７と連通させて良い。集積後封止済・切断封止済の濾過器１１００を陽性菌注入室１０６に搬送した後、緩衝室１０６を隔離して滅菌を行うことができる。この後、集積操作室１０５と連通させて、次回の濾過器１１００の移送を行うことができる。このようにすると、陽性菌注入室１０７内の陽性菌の集積操作室１０７への侵入を防止すると共に、集積操作室１０５の操作を中断しないようにすることができるので、システム全体に良好な連続作動性をもたらすことができる。よって、作動効率が高くなる。
図１、図２に示すように、本発明の好適な実施例では、前記中包装除去室１０３及び前記内包装剥離室１０４は、前記搬送装置４００の上方に、それぞれ、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装及び内包装を除去する中包装除去機構３１０及び内包装除去機構３２０を設け、該内包装除去機構３１０及び中包装除去機構３２０はそれぞれ、該産業用パソコンに電気的に接続される。
本発明の好適な実施例では、図１、図２に示すように、前記パイプ付濾過器１１００は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、好ましくは該缶体が透明である。各缶体の底部には濾過膜があり、被検試料が注入された後に、微生物は該濾過膜により集積される。該濾過器１１００のパイプは並列する三つのパイプからなり、該並列する三つのパイプは、一端が前記濾過器１１００の上端に設けられてそれぞれ各該缶体と連通し、他端が濾過器針体となる。該濾過器１１００は、前記集積操作室１０５内において、各前記缶体の底端がそれぞれ廃液槽の支持孔の中に置かれるように所定位置を有する。
前記集積操作室１０５内では、集積操作ロボット５１０が前記搬送装置４００の上方に設けられる。該集積操作ロボット５１０は、前記濾過器１１００の濾過器針体を被検試料中に挿入したり、培養物針体を交換して培養基の培養物に挿入したりするものである。該集積操作ロボット５１０は、該濾過器１１００に該所定位置と搬送装置の間を移動させることができる。該集積操作ロボット５１０の前記緩衝室に近接する側には、被検試料又は培養物を前記並列する三つのパイプに注入し、そして前記濾過器１１００に進入させるように駆動する集積駆動機構５００が設けられる。
前記集積操作室１０５内では、前記所定位置に近接する箇所に、濾過・集積後に濾過器封止プラグで各缶体底端を封止する封止機構５３０が設けられる。
該集積操作ロボット５１０、集積駆動機構５００及び封止機構５３０はそれぞれ該産業用パソコン８００に電気的に接続されて、該産業用パソコン８００により制御される。
本発明の好適な実施例では、前記集積駆動機構５００は蠕動ポンプであり、該蠕動ポンプのヘッドには第一アーム及び第二アームが設けられ、該第一アーム及び該第二アームは、該集積操作ロボットが濾過器針体を挟持しながら前記被検試料中に挿入する際、それぞれ、前記並列する三つのパイプを挟持する。第一アームは該蠕動ポンプのヘッドの前記集積ロボット５１０寄りの片側に伸縮可能に固定され、該第二アームは伸縮可能に且つ該蠕動ポンプのヘッドの周りを回転可能に該蠕動ポンプのヘッドに設けられる。該第二アームは第一位置及び一第二位置を有し、該第一位置は、該第一アームと共に前記並列する三つのパイプを挟持するために該第一アームの近傍に並設され、該第二位置は、該第二アームの回転により前記並列する三つのパイプが揃って前記蠕動ポンプのヘッドに収納できるように臨む位置である。操作に際して、該第一アーム及び該第二アームはそれぞれ前記並列する三つのパイプを挟持してから、該第二アームを第二位置までに回転させ、この後、該第一アーム及び該第二アームがバックして、前記並列する三つのパイプを前記蠕動ポンプのヘッドの中に入れる。
前記集積操作ロボット５１０は、前記濾過器による前記被検試料の濾過・集積の完成後、培養物が前記濾過器に進入する前に、前記並列する三つのパイプのうち最多二つのパイプを封止する培養基熱封止機構を更に備える。これにより、培養物が選択的に微生物集積済の濾過器に注入される。この場合、前記並列する三つのパイプのうち一つ若しくは二つを熱封止するか、又は何れも封止しないように選択することができる。
前記集積操作室１０５内には、更に、該濾過器１１００の内部圧力を検知する３素子圧力センサ９００が設けられる。濾過器の内部圧力を感知することにより集積操作室内の圧力を調節することができる。
該蠕動ポンプ、該第一アーム、該第二アーム、該培養基熱封止機構及び該３素子圧力センサ９００はそれぞれ該産業用パソコン８００に電気的に接続される。
このように前記集積操作室１０５内で操作する際の作動は下記の通りである。
集積ロボット５１０で前記濾過器１１００を該所定位置に置いて、この後、濾過器針体を被検試料１０００の中に挿入し、そして、第一アーム及び第二アームで並列する三つのパイプを蠕動ポンプのヘッド内に入れる。蠕動ポンプは作動を開始すると、被検試料１０００中の液体が濾過器１１００により濾過され、含有される微生物が濾過膜に集積される。すると、集積作業が完了する。その後、封止機構５３０は濾過器封止プラグで各缶体の底端を封止することにより、封止が完成される。更に、培養基熱封止機構で選択的に一つのパイプを封止した後に、集積ロボット５１０で濾過器針体を培養物針体に高官してから培養基中の培養物内に挿入し、そして、蠕動ポンプの働きで培養物を二つのパイプに注入し、対応する二つの缶体中に集積する。前記のように、該集積操作室１０５内で濾過器による集積、封止及び培養物の注入が完成される。
産業用パソコンは、各センサが検出した信号により、内部の制御プログラムを実行して各室内の圧力、搬送装置の搬送及び各室内にある該当実行装置の該当作動をそれぞれ制御する。該制御プログラムは、当業者の周知常識であり、本発明者による発明ではないので、その詳細な説明はここで省略する。
本発明の全自動微生物集積方法の好適な実施例では、前記濾過器は缶体を三つ並設してなるものであり、そのうち二つの缶体に培養物を注入して良い。
好ましくは、前記ステップ５において、使用済の被検試料及び培養基は、搬送装置４００により内包装除去室へ返送され、内包装除去室中に回収される。
好ましくは、図１、図２に示すように、本発明の好適な実施例では、前記緩衝室１０６内において、前記搬送装置４００の上方に該濾過器のパイプを封止するためのパイプ切断・封止機構５２０が設けられる。
該パイプ切断・封止機構５２０は前記産業用パソコン８００に電気的に接続される。
好ましくは、図１、図２に示すように、本発明の好適な実施例では、前記陽性菌注入室１０７は加熱機能を有する陽性菌注入室１０７である。これにより、該陽性菌は、その注入が完成すると該陽性菌注入室１０７内での培養がスタートする。該陽性菌注入室１０７内の搬送装置４００の上方に陽性菌注入機構７００が設けられ、該陽性菌注入室は更に温度制御装置が内設される。
該陽性菌注入機構７００及び該加熱装置はそれぞれ前記産業用パソコン８００に電気的に接続される。
好ましくは、該産業用パソコン８００は上位コンピュータとして用いられ、各室では、独自の制御ユニットを用いて良い。
前記のように、本発明は、人工的に操作することなく、被検試料中の微生物を自動的に集積して時間及び労力を軽減すると共に、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果を有効的に回避し、集積段階での無菌・全自動式の操作を実現することができ、検出が正確に行われるという本質的効果が得られ、集積中ミスが発生し難く、集積操作の際に連続的作動が可能で、集積操作停止後に集積操作室を一時停止して殺菌を行う必要がなくなり、より高度な実施効果が得られる、全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法を提供することができる。
１０１ 予備配置操作スペース
１０２ 滅菌室
１０３ 中包装除去室
１０４ 内包装剥離室
１０５ 集積操作室
１０６ 緩衝室
１０７ 陽性菌注入室
１１０ 気圧調節装置
１２０ 滅菌装置
１３０ 換気装置
２００ 位置決めセンサ
３１０ 中包装除去機構
３２０ 内包装除去機構
１４０ 室隔離機構
４００ 搬送装置
５００ 集積駆動機構
５１０ 集積操作ロボット
５２０ パイプ切断・封止機構
５３０ 封止機構
７００ 陽性菌注入機構
８００ 産業用パソコン
９００ 3素子圧力センサ
１０００ 被検試料
１１００ 濾過器
本発明は、微生物検出の技術分野に関し、特に、微生物検出における集積工程の自動化を実現する全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法に関する。
現在まで、微生物検出における集積は全て手作業で行われており、消毒滅菌や集菌の駆動、培養基注入及び陽性菌注入等の手段はそれぞれ独立した構成となり、しかも、陽性菌注入環境と集菌環境は異なり、即ち、全部工程は、異なる環境の中で完成する必要がある。異なる環境間における各被検試料の搬送は人工的に行われるため、人為的要素による影響を受け易いので、偽陽性或いは偽陰性の結果を得ることは発生し易い。これは検出の正確性及び時効性に影響を与える。
食品や薬品の安全性に対する要求が高くなることにつれて、食品及び薬品の安全を図るために、人為的干渉を加えない全自動式微生物集積システムは必然に求められるようになる。
本発明は、被検試料集積の自動化を実現して、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果を有効的に回避することができ、検出が正確に行われる全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は下記技術案を用いる
全自動式微生物検出用集積システムは、
被検試料と、培養物を含有する培養基と、濾過膜を介して被検試料を濾過して被検試料中に含まれる微生物を集積する集菌専用のパイプ付濾過器と、濾過器封止プラグとが置かれる予備配置操作スペースと、
前記予備配置操作スペースの後ろに順に隣接して設けられ且つ室同士間は室隔離機構により連通・封止される、滅菌を行う滅菌室と、中包装を除去する中包装除去室と、内包装を除去する内包装剥離室と、被検試料を濾過器に注入して微生物を濾過・集積し、濾過器封止プラグで濾過器の底端を封止し、そして選択的に培養物を濾過器に注入する集積操作室と、集積済の濾過器のパイプを切断したり封止したりする緩衝室と、陽性菌の注入を行う陽性菌注入室と、
予備配置操作スペースからスタートし前記各室を貫通する装置であって、予備配置操作スペースの上にある被検試料、培養基、濾過器及び濾過器封止プラグをそれぞれ対応する前記各室へ搬送する搬送装置と、
前記各室、室隔離機構及び搬送装置に電気的に接続される産業用パソコンとを備える。
好適な実施例では、搬送装置には、被検試料、培養物を含有する培養基、濾過器及び濾過器封止プラグを固定する固定装置が設けられる。
更に/又は、該搬送装置は、被検試料搬送装置、培養基搬送装置、濾過器搬送装置、濾過器封止プラグ搬送装置に分けられる。
更に/又は、該搬送装置は、各室内の所定位置にそれぞれ位置決めセンサを設け、各位置決めセンサはそれぞれ産業用パソコンに電気的に接続される。
更に/又は、該搬送装置はベルト搬送装置又はローラ搬送装置であり、各室の外に設けられるモーターで各室内の磁性流体を回動させることによりベルト又はローラを駆動するか、又は各室内に設けられるモーターで直接にベルト又はローラを駆動して搬送を行う。
更に/又は、各前記室隔離機構は隔離弁である。
好適な実施例では、各前記室の外には、それぞれ、各室内の圧力を調節する気圧調節装置及び換気装置が設けられ、各該気圧調節装置及び各該換気装置はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続され、各該気圧調節装置の内部には対応する室内の圧力を検知する圧力センサがあり、各該圧力センサは該産業用パソコンに電気的に接続される。
更に/又は、前記滅菌室、集積操作室、緩衝室の外には、それぞれ、対応する室内部の細菌を死滅除去する滅菌装置が設けられる。
好適な実施例では、前記中包装除去室及び前記内包装剥離室は、前記搬送装置の上方に、それぞれ、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装及び内包装を除去する中包装除去機構及び内包装除去機構を設け、該内包装除去機構及び中包装除去機構はそれぞれ、該産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記パイプ付濾過器は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、各缶体の底部には濾過膜があり、被検試料が注入された後に、微生物は該濾過膜により集積され、該濾過器のパイプは並列する三つのパイプからなり、該並列する三つのパイプは、一端が前記濾過器の上端に設けられてそれぞれ各該缶体と連通し、他端が濾過器針体となり、該濾過器は、前記集積操作室内において、各前記缶体の底端がそれぞれ廃液槽の支持孔の中に置かれるように所定位置を有する。
前記集積操作室内では、前記濾過器の濾過器針体を被検試料中に挿入したり培養物針体を交換して培養基の培養物に挿入したりする集積操作ロボットが前記搬送装置の上方に設けられ、該集積操作ロボットは該濾過器に該所定位置と搬送装置の間を移動させることが可能で、該集積操作ロボットの前記緩衝室に近接する側には、被検試料又は培養物を前記並列する三つのパイプに注入して前記濾過器に進入させるように駆動する集積駆動機構が設けられる。
前記集積操作室内では、前記所定位置に近接する箇所に、濾過・集積後に濾過器封止プラグで各缶体底端を封止する封止機構が設けられる。
該集積操作ロボット、集積駆動機構及び封止機構はそれぞれ該産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記集積駆動機構は蠕動ポンプであり、該蠕動ポンプのヘッドには第一アーム及び第二アームが設けられ、該第一アーム及び該第二アームは、該集積操作ロボットが濾過器針体を挟持しながら前記被検試料に挿入する際、それぞれ、前記並列する三つのパイプを挟持し、第一アームは該蠕動ポンプのヘッドの前記集積ロボット寄りの片側に伸縮可能に固定され、該第二アームは伸縮可能に且つ該蠕動ポンプのヘッドの周りを回転可能に該蠕動ポンプのヘッドに設けられ、該第二アームは第一位置及び一第二位置を有し、該第一位置は、該第一アームと共に前記並列する三つのパイプを挟持するために該第一アームの近傍に並設され、該第二位置は、該第二アームの回転により前記並列する三つのパイプが揃って前記蠕動ポンプのヘッドに収納できるように臨む位置である。操作に際して、該第一アーム及び該第二アームはそれぞれ前記並列する三つのパイプを挟持してから、該第二アームを第二位置までに回転させ、この後、該第一アーム及び該第二アームがバックして、前記並列する三つのパイプは前記蠕動ポンプのヘッドの中に入れられる。
前記集積操作ロボットは、前記濾過器による前記被検試料の濾過・集積の完成後、培養物が前記濾過器に進入する前に、前記並列する三つのパイプのうち最多二つのパイプを封止する培養基熱封止機構を更に備える。これにより、培養物が選択的に微生物集積済の濾過器に注入される。
前記集積操作室内には、更に、該濾過器の内部圧力を検知する3素子圧力センサ（三つの圧力センサを並列してなるもの）が設けられる。
該蠕動ポンプ、該第一アーム、該第二アーム、該培養基熱封止機構及び該3素子圧力センサはそれぞれ該産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記緩衝室内において、前記搬送装置の上方にパイプ切断・封止機構がある。
該パイプ切断・封止機構は前記産業用パソコンに電気的に接続される。
好適な実施例では、前記陽性菌注入室は加熱機能を有する陽性菌注入室であり、該陽性菌注入室内の搬送装置の上方に陽性菌注入機構が設けられ、該陽性菌注入室は更に温度制御装置が内設される。
該陽性菌注入機構及び該温度制御装置はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続される。
更に/又は、該産業用パソコンは上位コンピュータとして用いられても良く、各室では、独自の制御ユニットを用いることができる。
前記何れかの全自動式微生物検出用集積システムを適用する検出方法は下記ステップを含む。
ステップ１ 被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを予備配置操作スペースの前記搬送装置に載せる。
ステップ２ 予備配置操作スペースと滅菌室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記滅菌室内に搬送し、そして滅菌室両側の室隔離機構をクローズして滅菌を行い、滅菌完成後、滅菌室内の圧力のバランスが取れるように換気する。
ステップ３ 滅菌室と中包装除去室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記中包装除去室の中に搬送し、そして中包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装を除去する。
ステップ４ 中包装除去室と内包装除去室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記内包装除去室の中に搬送し、そして内包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器及び濾過器封止プラグの内包装を除去する。
ステップ５ 内包装除去室及び集積操作室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記集積操作室の中に搬送し、そして被検試料中の微生物を濾過器の中に濾過・集積してから濾過器封止プラグで濾過器底端を封止し、この後、培養物を選択的に濾過器に注入し、集積後封止済の濾過器を搬送装置の上に載せ、集積後封止済の濾過器が所定数になったら集積操作室両側の室隔離機構をクローズする。
ステップ６ 集積操作室及び緩衝室の間の室隔離機構をオープンして、集積後封止済の濾過器を前記緩衝室の中に搬送し、そして緩衝室両側の室隔離機構をクローズして、集積後封止済の濾過器のパイプを切断・封止する。
ステップ７ 緩衝室及び陽性菌注入室の間の室隔離機構をオープンして、集積後封止済・切断封止済の濾過器を陽性菌注入室に搬送し、そして陽性菌注入室両側の室隔離機構をクローズして、処理後の被検試料からの微生物集積を完成させるように集積後封止済・切断封止済の濾過器へ陽性菌を注入する。
好適な実施例では、予備配置操作スペース、滅菌室、中包装除去室、内包装剥離室、集積操作室の間の室隔離機構をオープンする毎に、細菌を集積操作室に侵入させないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも低くする一方、集積操作室、緩衝室及び陽性菌注入室の間の室隔離機構をオープンする毎に、陽性菌を逆に集積操作室に送入しないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも高くする。
更に/又は、前記ステップ7において、陽性菌注入室両側の室隔離機構をクローズした後に、更に、前記緩衝室に対して滅菌を行うステップを有する。
更に/又は、前記濾過器は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、選択的にそのうち最多二つの缶体に培養物を注入する。
更に/又は、前記ステップ5において、使用済の被検試料及び培養基を搬送装置で内包装除去室に返送して、内包装除去室の中で回収する。
本発明は、人工的に操作することなく、被検試料中の微生物を自動的に集積して時間及び労力を軽減すると共に、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果を有効的に回避し、集積段階での無菌・全自動式の操作を実現することができ、検出が正確に行われるという本質的効果が得られ、集積中ミスが発生し難く、集積操作中連続的に作動することが可能で、集積操作停止後に集積操作室を一時停止して殺菌を行う必要がなくなり、より高度な実施効果が得られる、全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法を提供することができる。
図１は本発明の全自動式微生物検出用集積システムの好適な実施例を示す平面図である。 図２は本発明の全自動式微生物検出用集積システムの好適な実施例を示す正面図である。 図３は本発明の全自動微生物検出用集積方法の好適な実施例を示すフローチャートである。
以下、本発明を実施することのできる形態を実施例で説明する。なお、本発明の範囲は実施例に限定されるものでない。
図１、図２に示すように、本発明は全自動式微生物検出用集積システムを提供する。
該システムは予備配置操作スペース１０１と、該予備配置操作スペース１０１の後ろに順に隣接して設けられる、滅菌を行う滅菌室１０２と、中包装を除去する中包装除去室１０３と、内包装を除去する内包装剥離室１０４と、被検試料を濾過器に注入して微生物を濾過・集積し、濾過器封止プラグで濾過器の底端を封止し、そして選択的に培養物を濾過器に注入する集積操作室１０５と、集積済の濾過器のパイプを切断したり封止したりする緩衝室１０６と、陽性菌の注入を行う陽性菌注入室１０７とを備える。前記室同士間は室隔離機構１０４により連通・封止される。また、該システムは更に搬送装置４００及び産業用パソコン８００を備える。
更に、該予備配置操作スペース１０１に置かれる、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを備える。該濾過器は、濾過膜で被検試料を濾過して被検試料中に含まれる微生物を集積するものである。
更に、予備配置操作スペースの上にある被検試料１０００、培養基、濾過器１１００及び濾過器封止プラグをそれぞれ対応する前記各室へ搬送する搬送装置４００を備える。該搬送装置４００は、予備配置操作スペースからスタートし前記各室を貫通する。
更に、産業用パソコン８００を備える。該産業用パソコン８００は、前記各室、室隔離機構１４０及び搬送装置４００に電気的に接続して、対応する作動を行わせるように各室を制御する。
それにより、図３に示すように、本発明は下記ステップを含む全自動微生物集積方法を提供することができる。
ステップ１ 被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを予備配置操作スペースの前記搬送装置４００に載せる。
ステップ２ 予備配置操作スペース１０１と滅菌室１０２の間の室隔離機構１４０をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記滅菌１０２室内に搬送し、そして滅菌室１０２両側の室隔離機構をクローズして滅菌を行い、滅菌完成後、滅菌室１０２内の圧力のバランスが取れるように換気する。
ステップ３ 滅菌室１０２と中包装除去室１０３の間の室隔離機構をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記中包装除去室１０３の中に搬送し、そして中包装除去室１０３両側の室隔離機構１４０をクローズして、濾過器１１００及び濾過器封止プラグの中包装を除去する。
ステップ４ 中包装除去室１０３と内包装除去室１０４の間の室隔離機構１４０をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記内包装除去室の中に搬送し、そして内包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器１１００及び濾過器封止プラグの内包装を除去する。
ステップ５ 内包装除去室１０４及び集積操作室１０５の間の室隔離機構１４０をオープンして、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器１１００及び濾過器封止プラグを前記集積操作室１０５の中に搬送し、そして被検試料１０００中の微生物を濾過器１１００の中に濾過・集積してから濾過器封止プラグで濾過器底端を封止し、この後、培養物を選択的に濾過器１１００に注入し、集積後封止済の濾過器１１００を搬送装置の上に載せ、集積後封止済の濾過器が所定数になったら集積操作室１０５両側の室隔離機構１４０をクローズする。
ステップ６ 集積操作室１０５及び緩衝室１０６の間の室隔離機構１４０をオープンして、集積後封止済の濾過器１１００を前記緩衝室１０６の中に搬送し、そして緩衝室１０６両側の室隔離機構１４０をクローズして、集積後の濾過器のパイプを切断・封止する。
ステップ７ 緩衝室１０６及び陽性菌注入室１０７の間の室隔離機構１４０をオープンして、集積後封止済の濾過器１１００を陽性菌注入室１０７に搬送し、そして陽性菌注入室１０７両側の室隔離機構１４０をクローズして、処理後の被検試料からの微生物集積を完成させるように集積後封止済・切断封止済の濾過器１１００へ陽性菌を注入する。
総じて、本発明は現在の食品及び薬品安全分野における微生物限度試験（Microbial Limit Test）に必要な集積操作に適用することができる。本発明は全過程で業用パソコン８００による制御を用い、自動化を実現して、人為的要素により生じられる偽陽性或いは偽陰性を排除することができる。
本発明の好適な実施例では、図１、図２に示すように、搬送装置４００の上には、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、濾過器１１００及び濾過器封止プラグを固定する固定装置１５０が設けられる。ことにより、被検試料１０００、培養物を含有する培養基、濾過器１１００及び濾過器封止プラグを搬送する際に、慣性による位置ずれや転倒により各室内を汚染したり各室における操作の正確性に影響を与えたりすることが避けられる。
物に応じて搬送を行うことで搬送装置４００の複雑性を緩和するために、該搬送装置４００は、被検試料搬送装置、培養基搬送装置、濾過器搬送装置、濾過器封止プラグ搬送装置に分けられる。例えば、緩衝室１０６及び陽性菌注入室１０７内では、濾過器搬送装置だけがあれば良く、他の３種の搬送装置は要らない。これにより、スペースの節約、コストの低減が図られる。
該搬送装置４００は、各室内の所定位置にそれぞれ位置決めセンサ２００を設け、各位置決めセンサ２００はそれぞれ産業用パソコン８００に電気的に接続される。これにより、搬送装置４００による搬送に際して、各室内で該当操作が行われる時の該当物の位置の正確性が確保される。各位置決めセンサ２００は赤外線センサ又は透過型センサ（Beam Sensor）であることが好ましい。
各該室隔離機構１４０は隔離弁である。
本発明の好適な実施例では、該搬送装置４００はベルト搬送装置又はローラ搬送装置であり、各室の外に設けられるモーターで各室内の磁性流体を回動させることによりベルト又はローラを駆動するか、又は各室内に設けられるモーターで直接にベルト又はローラを駆動して搬送を行う。
本発明の好適な実施例では、図１、図２に示すように、前記各室の外には、それぞれ、各室の内部圧力を調節する気圧調節装置１１０及び換気装置１３０が設けられ、各該気圧調節装置１１０及び各該換気装置１３０はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続され、各該気圧調節装置１１０の内部には対応する室の内部圧力を検知する圧力センサがあり、各該圧力センサは該産業用パソコンに電気的に接続される。これにより、室同士間における搬送中、気圧調節装置１１０及び換気装置１３０で各室の圧力を制御することができるようになる。前記滅菌室１０２、集積操作室１０５、緩衝室１０６の外には、それぞれ、対応する室内部の細菌を死滅除去する滅菌装置１２０が設けられる。これにより、対応する室内に対して滅菌を行って汚染から守ることができる
本発明の好適な実施例では、本発明の全自動微生物集積方法において、予備配置操作スペース１０１、滅菌室１０２、中包装除去室１０３、内包装剥離室１０４、集積操作室１０５の間の室隔離機構１４０をオープンする毎に、細菌を集積操作室１０５に侵入させないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも低くする一方、集積操作室１０５、緩衝室１０６及び陽性菌注入室１０７の間の室隔離機構１４０をオープンする毎に、陽性菌を逆に集積操作室１０６に送入しないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも高くすることは好ましい。
また、前記ステップ７では、陽性菌注入室１０７両側の室隔離機構１４０をクローズした後に、更に、前記緩衝室１０６に対して滅菌を行うステップを有する。緩衝室１０６は主に、搬送、陽性菌同士間感染の防止の機能を果たすものである。これは、集積操作室１０５と陽性菌注入室１０７を直接に接続すると陽性菌は集積操作室１０５に侵入する恐れがあるからである。集積操作室１０５は連続的に作動するものなので、滅菌が持続的に行われると、時間を無駄にすることとなる。よって、集積操作室１０５の作動を中断しないように滅菌後に緩衝室１０６を集積操作室１０５に接続して良い。緩衝室１０６を集積操作室１０５から隔離した後、陽性菌注入室１０７と連通させて良い。集積後封止済・切断封止済の濾過器１１００を陽性菌注入室１０７に搬送した後、緩衝室１０６を隔離して滅菌を行うことができる。この後、集積操作室１０５と連通させて、次回の濾過器１１００の移送を行うことができる。このようにすると、陽性菌注入室１０７内の陽性菌の集積操作室１０７への侵入を防止すると共に、集積操作室１０５の操作を中断しないようにすることができるので、システム全体に良好な連続作動性をもたらすことができる。よって、作動効率が高くなる。
図１、図２に示すように、本発明の好適な実施例では、前記中包装除去室１０３及び前記内包装剥離室１０４は、前記搬送装置４００の上方に、それぞれ、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装及び内包装を除去する中包装除去機構３１０及び内包装除去機構３２０を設け、該内包装除去機構３１０及び中包装除去機構３２０はそれぞれ、該産業用パソコンに電気的に接続される。
本発明の好適な実施例では、図１、図２に示すように、前記パイプ付濾過器１１００は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、好ましくは該缶体が透明である。各缶体の底部には濾過膜があり、被検試料が注入された後に、微生物は該濾過膜により集積される。該濾過器１１００のパイプは並列する三つのパイプからなり、該並列する三つのパイプは、一端が前記濾過器１１００の上端に設けられてそれぞれ各該缶体と連通し、他端が濾過器針体となる。該濾過器１１００は、前記集積操作室１０５内において、各前記缶体の底端がそれぞれ廃液槽の支持孔の中に置かれるように所定位置を有する。
前記集積操作室１０５内では、集積操作ロボット５１０が前記搬送装置４００の上方に設けられる。該集積操作ロボット５１０は、前記濾過器１１００の濾過器針体を被検試料中に挿入したり、培養物針体を交換して培養基の培養物に挿入したりするものである。該集積操作ロボット５１０は、該濾過器１１００に該所定位置と搬送装置の間を移動させることができる。該集積操作ロボット５１０の前記緩衝室に近接する側には、被検試料又は培養物を前記並列する三つのパイプに注入し、そして前記濾過器１１００に進入させるように駆動する集積駆動機構５００が設けられる。
前記集積操作室１０５内では、前記所定位置に近接する箇所に、濾過・集積後に濾過器封止プラグで各缶体底端を封止する封止機構５３０が設けられる。
該集積操作ロボット５１０、集積駆動機構５００及び封止機構５３０はそれぞれ該産業用パソコン８００に電気的に接続されて、該産業用パソコン８００により制御される。
本発明の好適な実施例では、前記集積駆動機構５００は蠕動ポンプであり、該蠕動ポンプのヘッドには第一アーム及び第二アームが設けられ、該第一アーム及び該第二アームは、該集積操作ロボットが濾過器針体を挟持しながら前記被検試料中に挿入する際、それぞれ、前記並列する三つのパイプを挟持する。第一アームは該蠕動ポンプのヘッドの前記集積ロボット５１０寄りの片側に伸縮可能に固定され、該第二アームは伸縮可能に且つ該蠕動ポンプのヘッドの周りを回転可能に該蠕動ポンプのヘッドに設けられる。該第二アームは第一位置及び一第二位置を有し、該第一位置は、該第一アームと共に前記並列する三つのパイプを挟持するために該第一アームの近傍に並設され、該第二位置は、該第二アームの回転により前記並列する三つのパイプが揃って前記蠕動ポンプのヘッドに収納できるように臨む位置である。操作に際して、該第一アーム及び該第二アームはそれぞれ前記並列する三つのパイプを挟持してから、該第二アームを第二位置までに回転させ、この後、該第一アーム及び該第二アームがバックして、前記並列する三つのパイプを前記蠕動ポンプのヘッドの中に入れる。
前記集積操作ロボット５１０は、前記濾過器による前記被検試料の濾過・集積の完成後、培養物が前記濾過器に進入する前に、前記並列する三つのパイプのうち最多二つのパイプを封止する培養基熱封止機構を更に備える。これにより、培養物が選択的に微生物集積済の濾過器に注入される。この場合、前記並列する三つのパイプのうち一つ若しくは二つを熱封止するか、又は何れも封止しないように選択することができる。
前記集積操作室１０５内には、更に、該濾過器１１００の内部圧力を検知する３素子圧力センサ９００が設けられる。濾過器の内部圧力を感知することにより集積操作室内の圧力を調節することができる。
該蠕動ポンプ、該第一アーム、該第二アーム、該培養基熱封止機構及び該３素子圧力センサ９００はそれぞれ該産業用パソコン８００に電気的に接続される。
このように前記集積操作室１０５内で操作する際の作動は下記の通りである。
集積ロボット５１０で前記濾過器１１００を該所定位置に置いて、この後、濾過器針体を被検試料１０００の中に挿入し、そして、第一アーム及び第二アームで並列する三つのパイプを蠕動ポンプのヘッド内に入れる。蠕動ポンプは作動を開始すると、被検試料１０００中の液体が濾過器１１００により濾過され、含有される微生物が濾過膜に集積される。すると、集積作業が完了する。その後、封止機構５３０は濾過器封止プラグで各缶体の底端を封止することにより、封止が完成される。更に、培養基熱封止機構で選択的に一つのパイプを封止した後に、集積ロボット５１０で濾過器針体を培養物針体に高官してから培養基中の培養物内に挿入し、そして、蠕動ポンプの働きで培養物を二つのパイプに注入し、対応する二つの缶体中に集積する。前記のように、該集積操作室１０５内で濾過器による集積、封止及び培養物の注入が完成される。
産業用パソコンは、各センサが検出した信号により、内部の制御プログラムを実行して各室内の圧力、搬送装置の搬送及び各室内にある該当実行装置の該当作動をそれぞれ制御する。該制御プログラムは、当業者の周知常識であり、本発明者による発明ではないので、その詳細な説明はここで省略する。
本発明の全自動微生物集積方法の好適な実施例では、前記濾過器は缶体を三つ並設してなるものであり、そのうち二つの缶体に培養物を注入して良い。
好ましくは、前記ステップ５において、使用済の被検試料及び培養基は、搬送装置４００により内包装除去室へ返送され、内包装除去室中に回収される。
好ましくは、図１、図２に示すように、本発明の好適な実施例では、前記緩衝室１０６内において、前記搬送装置４００の上方に該濾過器のパイプを封止するためのパイプ切断・封止機構５２０が設けられる。
該パイプ切断・封止機構５２０は前記産業用パソコン８００に電気的に接続される。
好ましくは、図１、図２に示すように、本発明の好適な実施例では、前記陽性菌注入室１０７は加熱機能を有する陽性菌注入室１０７である。これにより、該陽性菌は、その注入が完成すると該陽性菌注入室１０７内での培養がスタートする。該陽性菌注入室１０７内の搬送装置４００の上方に陽性菌注入機構７００が設けられ、該陽性菌注入室は更に温度制御装置が内設される。
該陽性菌注入機構７００及び該温度制御装置はそれぞれ前記産業用パソコン８００に電気的に接続される。
好ましくは、該産業用パソコン８００は上位コンピュータとして用いられ、各室では、独自の制御ユニットを用いて良い。
前記のように、本発明は、人工的に操作することなく、被検試料中の微生物を自動的に集積して時間及び労力を軽減すると共に、人為的要素からの影響による偽陽性或いは偽陰性の結果を有効的に回避し、集積段階での無菌・全自動式の操作を実現することができ、検出が正確に行われるという本質的効果が得られ、集積中ミスが発生し難く、集積操作の際に連続的作動が可能で、集積操作停止後に集積操作室を一時停止して殺菌を行う必要がなくなり、より高度な実施効果が得られる、全自動式微生物検出用集積システム及びその集積方法を提供することができる。
１０１ 予備配置操作スペース
１０２ 滅菌室
１０３ 中包装除去室
１０４ 内包装剥離室
１０５ 集積操作室
１０６ 緩衝室
１０７ 陽性菌注入室
１１０ 気圧調節装置
１２０ 滅菌装置
１３０ 換気装置
２００ 位置決めセンサ
３１０ 中包装除去機構
３２０ 内包装除去機構
１４０ 室隔離機構
４００ 搬送装置
５００ 集積駆動機構
５１０ 集積操作ロボット
５２０ パイプ切断・封止機構
５３０ 封止機構
７００ 陽性菌注入機構
８００ 産業用パソコン
９００ ３素子圧力センサ
１０００ 被検試料
１１００ 濾過器

Claims (10)

  1. 被検試料と、培養物を含有する培養基と、濾過膜を介して被検試料を濾過して被検試料中に含まれる微生物を集積する集菌専用のパイプ付濾過器と、濾過器封止プラグとが置かれる予備配置操作スペースと、
    前記予備配置操作スペースの後ろに順に隣接して設けられ且つ室同士間は室隔離機構により連通・封止される、滅菌を行う滅菌室と、中包装を除去する中包装除去室と、内包装を除去する内包装剥離室と、被検試料を濾過器に注入して微生物を濾過・集積し、濾過器封止プラグで濾過器の底端を封止し、そして選択的に培養物を濾過器に注入する集積操作室と、集積済の濾過器のパイプを切断したり封止したりする緩衝室と、陽性菌の注入を行う陽性菌注入室と、
    予備配置操作スペースからスタートし前記各室を貫通する装置であって、予備配置操作スペースの上にある被検試料、培養基、濾過器及び濾過器封止プラグをそれぞれ対応する前記各室へ搬送する搬送装置と、
    前記各室、室隔離機構及び搬送装置に電気的に接続される産業用パソコンと、
    を備えることを特徴とする全自動式微生物検出用集積システム。
  2. 搬送装置には、被検試料、培養物を含有する培養基、濾過器及び濾過器封止プラグを固定する固定装置が設けられること、及び/又は、
    該搬送装置は、被検試料搬送装置、培養基搬送装置、濾過器搬送装置、濾過器封止プラグ搬送装置に分けられること、及び/又は、
    該搬送装置は、各室内の所定位置にそれぞれ位置決めセンサを設け、各位置決めセンサはそれぞれ産業用パソコンに電気的に接続されること、及び/又は、
    該搬送装置は、ベルト搬送装置又はローラ搬送装置であり、各室の外に設けられるモーターで各室内の磁性流体を回動させることによりベルト又はローラを駆動するか、又は各室内に設けられるモーターで直接にベルト又はローラを駆動して搬送を行うこと、及び/又は、
    各前記室隔離機構は隔離弁であることを特徴とする請求項１に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  3. 各前記室の外には、それぞれ、各室内の圧力を調節する気圧調節装置及び換気装置が設けられ、各該気圧調節装置及び各該換気装置はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続され、各該気圧調節装置の内部には対応する室内の圧力を検知する圧力センサがあり、各該圧力センサは該産業用パソコンに電気的に接続されること、及び/又は、
    前記滅菌室、集積操作室、緩衝室の外には、それぞれ、対応する室内部の細菌を死滅除去する滅菌装置が設けられることを特徴とする請求項１に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  4. 前記中包装除去室及び前記内包装剥離室は、前記搬送装置の上方に、それぞれ、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装及び内包装を除去する中包装除去機構及び内包装除去機構を設け、該内包装除去機構及び中包装除去機構はそれぞれ、該産業用パソコンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  5. 前記パイプ付濾過器は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、各缶体の底部には濾過膜があり、被検試料が注入された後に、微生物は該濾過膜により集積され、該濾過器のパイプは並列する三つのパイプからなり、該並列する三つのパイプは、一端が前記濾過器の上端に設けられてそれぞれ各該缶体と連通し、他端が濾過器針体となり、該濾過器は、前記集積操作室内において、各前記缶体の底端がそれぞれ廃液槽の支持孔の中に置かれるように所定位置を有し、
    前記集積操作室内では、前記濾過器の濾過器針体を被検試料中に挿入したり培養物針体を交換して培養基の培養物に挿入したりする集積操作ロボットが前記搬送装置の上方に設けられ、該集積操作ロボットは該濾過器に該所定位置と搬送装置の間を移動させることが可能で、該集積操作ロボットの前記緩衝室に近接する側には、被検試料又は培養物を前記並列する三つのパイプに注入して前記濾過器に進入させるように駆動する集積駆動機構が設けられ、
    前記集積操作室内では、前記所定位置に近接する箇所に、濾過・集積後に濾過器封止プラグで各缶体底端を封止する封止機構が設けられ、
    該集積操作ロボット、集積駆動機構及び封止機構はそれぞれ該産業用パソコンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  6. 前記集積駆動機構は蠕動ポンプであり、該蠕動ポンプのヘッドには第一アーム及び第二アームが設けられ、該第一アーム及び該第二アームは、該集積操作ロボットが濾過器針体を挟持しながら前記被検試料に挿入するときに、それぞれ、前記並列する三つのパイプを挟持し、第一アームは該蠕動ポンプのヘッドの前記集積ロボット寄りの片側に伸縮可能に固定され、該第二アームは伸縮可能に且つ該蠕動ポンプのヘッドの周りを回転可能に該蠕動ポンプのヘッドに設けられ、該第二アームは第一位置及び一第二位置を有し、該第一位置は、該第一アームと共に前記並列する三つのパイプを挟持するために該第一アームの近傍に並設され、該第二位置は、該第二アームの回転により前記並列する三つのパイプが揃って前記蠕動ポンプのヘッドに収納できるように臨む位置であり、操作に際して、該第一アーム及び該第二アームはそれぞれ前記並列する三つのパイプを挟持してから、該第二アームを第二位置までに回転させ、この後、該第一アーム及び該第二アームがバックして、前記並列する三つのパイプが前記蠕動ポンプのヘッドの中に入れられ、
    前記集積操作ロボットは、前記濾過器による前記被検試料の濾過・集積の完成後、培養物が前記濾過器に進入する前に、前記並列する三つのパイプのうち最多二つのパイプを封止する培養基熱封止機構を更に備えることにより、培養物が選択的に微生物集積済の濾過器に注入され、
    前記集積操作室内には、更に、該濾過器の内部圧力を検知する３素子圧力センサが設けられ、
    該蠕動ポンプ、該第一アーム、該第二アーム、該培養基熱封止機構及び該３素子圧力センサはそれぞれ該産業用パソコンに電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  7. 前記緩衝室内では、前記搬送装置の上方にパイプ切断・封止機構があり、
    該パイプ切断・封止機構は前記産業用パソコンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  8. 前記陽性菌注入室は加熱機能を有する陽性菌注入室であり、該陽性菌注入室内の搬送装置の上方に陽性菌注入機構が設けられ、該陽性菌注入室は更に温度制御装置が内設され、
    該陽性菌注入機構及び該加熱装置はそれぞれ前記産業用パソコンに電気的に接続されること、及び/又は、
    該産業用パソコンは上位コンピュータとして用いられて、各室では、独自の制御ユニットを用いることができることを特徴とする請求項１に記載の全自動式微生物検出用集積システム。
  9. 前記何れかの請求項に記載の全自動式微生物集積方法であって、下記ステップを含むことを特徴とする。
    ステップ１ 被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを予備配置操作スペースの前記搬送装置に載せる；
    ステップ２ 予備配置操作スペースと滅菌室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記滅菌室内に搬送し、そして滅菌室両側の室隔離機構をクローズして滅菌を行い、滅菌完成後、滅菌室内の圧力のバランスが取れるように換気する；
    ステップ３ 滅菌室と中包装除去室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記中包装除去室の中に搬送し、そして中包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器及び濾過器封止プラグの中包装を除去する；
    ステップ４ 中包装除去室と内包装除去室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記内包装除去室の中に搬送し、そして内包装除去室両側の室隔離機構をクローズして、濾過器及び濾過器封止プラグの内包装を除去する；
    ステップ５ 内包装除去室及び集積操作室の間の室隔離機構をオープンして、被検試料、培養物を含有する培養基、集菌専用のパイプ付濾過器及び濾過器封止プラグを前記集積操作室の中に搬送し、そして被検試料中の微生物を濾過器の中に濾過・集積してから濾過器封止プラグで濾過器底端を封止し、この後、培養物を選択的に濾過器に注入し、集積後封止済の濾過器を搬送装置の上に載せ、集積後封止済の濾過器が所定数になったら集積操作室両側の室隔離機構をクローズする；
    ステップ６ 集積操作室及び緩衝室の間の室隔離機構をオープンして、集積後封止済の濾過器を前記緩衝室の中に搬送し、そして緩衝室両側の室隔離機構をクローズして、集積後封止済の濾過器のパイプを切断・封止する；
    ステップ７ 緩衝室及び陽性菌注入室の間の室隔離機構をオープンして、集積後封止済・切断封止済の濾過器を陽性菌注入室に搬送し、そして陽性菌注入室両側の室隔離機構をクローズして、処理後の被検試料からの微生物集積を完成させるように集積後封止済・切断封止済の濾過器へ陽性菌を注入する。
  10. 予備配置操作スペース、滅菌室、中包装除去室、内包装剥離室、集積操作室の間の室隔離機構をオープンする毎に、細菌を集積操作室に侵入させないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも低くする一方、集積操作室、緩衝室及び陽性菌注入室の間の室隔離機構をオープンする毎に、陽性菌を逆に集積操作室に送入しないことを確保するように前段の室の圧力を後段の室の圧力よりも高くすること、及び/又は、
    前記ステップ７において、陽性菌注入室両側の室隔離機構をクローズした後に、更に、前記緩衝室に対して滅菌を行うステップを有すること、及び/又は、
    前記濾過器は、両端のそれぞれに出口がある缶体を三つ並設してなるものであり、選択的にそのうち最多二つの缶体に培養物を注入すること、及び/又は、
    前記ステップ５において、使用済の被検試料及び培養基を搬送装置で内包装除去室に返送し、内包装除去室の中で回収することを特徴とする請求項１０に記載の全自動式微生物集積方法。
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