JP2019509718A - 生存可能な微生物を検出するためのキャパシタ - Google Patents

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Abstract

本発明は、誘電体によって隔てられている2つの導電体を備えていて、誘電体は微生物を備えている、キャパシタに関する。誘電体は生物学的インジケータを備えていてもよい。本発明は、微生物が生存しているか死滅しているかを判定する工程に関する。微生物数を求めることができる。本発明は、滅菌工程の有効性の試験を、キャパシタを用いて行う工程に関する。

Description

発明の詳細な説明
[関連出願の相互参照]
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、2016年1月25日に出願された米国仮特許出願第62/286,621号、及び2016年11月23日に出願された米国仮特許出願第62/425,745号に基づく優先権を主張する。これらの出願は参照によって本明細書に援用する。
[技術分野]
本発明は、生存可能な微生物を検出するキャパシタに関する。キャパシタは複数の導電体と1つの誘電体を備えていてもよい。誘電体は生物学的インジケータと評価用培地を備えていてもよい。キャパシタを用いて、滅菌工程の有効性を評価し、微生物を計数してもよい。
[背景]
生物学的インジケータは、通常は試験微生物(例えば芽胞)を備えており、滅菌工程の有効性を評価するのに使用されている。生物学的インジケータは滅菌室内に配置されていて、滅菌するつもりの負荷(例えば医療機器)とともに滅菌工程が施される。滅菌工程後、生物学的インジケータは、試験微生物のうちのいずれかが生存可能であるかどうかを判定するために、増殖用培地に曝露され、培養される。「滅菌工程が成功した」ことは、試験微生物の完全な不活化(全く成長しない)によって示される。「滅菌工程が成功しなかった」ことは、試験微生物の不完全な不活化(成長が検出される)によって示される。
[発明の概要]
主に医療産業において、さらには他の多くの商用や産業用の用途において、医療機器や非医療機器等の装置、器具や他の製品や素材等を滅菌するために用いられる工程の効果のモニタリングが必要であることがよくある。これらの滅菌工程では、滅菌される製品のバッチ内に生物学的インジケータを挿入しておくことは、多くの場合標準的な技法である。これにより、滅菌工程の致死性を直接的に評価できる手法が可能になる。
無菌を保証する方法には、通常、試験微生物を含有する生物学的インジケータを滅菌工程に曝露して、その後、生き残った試験微生物全ての成長を測定することが含まれている。無菌であることは、滅菌工程への曝露後に試験微生物の成長がなければ保証できる。試験微生物としては、細菌の芽胞(例えばゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌等)を使用してもよい。滅菌工程完了時には、生物学的インジケータは、生き残ったいずれの試験微生物の成長も促進する状況下で、増殖用培地に曝露される。多くの場合、増殖用培地は、活発に成長している(代謝している)細胞に反応して色を変化させる化学染料を含有している。成長や代謝には必要であるので、これらの試験微生物を用いる工程は、通常、滅菌工程の効果を判定する前に約24〜72時間の培養時間を要する。この工程の問題は、医療施設等の滅菌された製品の使用者の多くは限られた資材しか持っておらず、「滅菌された」製品を24〜72時間以内に、時には今すぐに再使用することもあるということに関連する。このような状況において、無菌の実証のための24〜72時間の保持時間は、実用的ではなく、コストがかかり、非効率的であり得る。
したがって、この技術分野における問題は、滅菌工程の有効性を短時間で判定することに関係する。本発明はこの問題の解決手段を提供する。本発明を用いると、滅菌工程の有効性が、瞬時に、または約2000秒までの時間内に、または約1500秒までの時間内に、または約1000秒までの時間内に、または約500秒までの時間内に、または約200秒までの時間内に、または約100秒までの時間内に、または約50秒までの時間内に、または約30秒までの時間内に、または約5秒〜約2000秒の時間内に、または約10〜約1800秒の時間内に、または約20〜約1500秒の時間内に、または約30〜約1200秒の時間内に、または約50〜約1000秒の時間内に、または約60〜約800秒の時間内に、判定可能である。
本発明は、誘電体によって隔てられている2つの導電体を備えているキャパシタであって、誘電体は生物学的インジケータと評価用培地とを備えていて、生物学的インジケータは試験微生物を備えているキャパシタに関する。ある実施形態において、試験微生物は細菌で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、生物学的インジケータは担体上に芽胞を備えている。ある実施形態において、生物学的インジケータは担体上に細菌の芽胞を備えている。ある実施形態において、導電体は金属板または金属薄板で構成されている。ある実施形態において、キャパシタは巻かれることによって、導電体の間に位置する絶縁層を有する円筒形を形成する。ある実施形態において、導電体には導線が接続されている。ある実施形態において、キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている。キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有していてもよい。ある実施形態において、誘電体は約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5000nFの範囲の容量を有している。ある実施形態において、誘電体は試験微生物の約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位を備えている。ある実施形態において、誘電体は芽胞を備えており、芽胞は担体上にあり、担体上の芽胞の個体数は約500,000〜約4,000,000芽胞の範囲である。ある実施形態において、試験微生物は担体上にあり、担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、導電体は間隙で隔てられていて、間隙によって与えられた離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。ある実施形態において、誘電体は液体で構成されている。
本発明は容量デバイスに関し、容量デバイスは、生物学的インジケータを収容している第1区画であって、生物学的インジケータは試験微生物を備えており、第1区画は間隙で隔てられている2つの導電体を収容していて、生物学的インジケータは導電体の間にある間隙内に位置しており、第1区画は滅菌工程中に滅菌剤が生物学的インジケータと接触できるように構成されている、第1区画と、評価用培地を収容している第2区画であって、第2区画は、滅菌工程中に、評価用培地が生物学的インジケータから隔てられている状態を保持するように構成されていて、第2区画は、生物学的インジケータが滅菌剤に曝露された後に、評価用培地が流れ込んで生物学的インジケータに接触できるように構成されており、生物学的インジケータと評価用培地とが導電体の間で誘電体を構成している、第2区画と、を備えている。ある実施形態において、容量デバイスは滅菌工程の効果を確認するための検出装置に接続されている。検出装置は、制御ユニットと、インジケータと、センサとを備えていてもよい。ある実施形態において、容量デバイスはキャパシタンスブリッジに接続されている。キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有していてもよい。ある実施形態において、誘電体の容量は約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5000nFの範囲である。ある実施形態において、試験微生物は細菌で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は担体上にある芽胞で構成されている。担体上にある試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲であってもよい。ある実施形態において、担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、各導電体は、長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。
本発明は生物学的インジケータを分析する工程に関し、本工程は、生物学的インジケータと評価用培地をキャパシタ内に配置して、生物学的インジケータは試験微生物を備えており、キャパシタは2つの導電体を備えていて、生物学的インジケータ及び評価用培地は2つの導電体の間に配置されてキャパシタの誘電体を構成しており、導電体に電気信号を印加し、キャパシタの容量を測定し、キャパシタの容量から、試験微生物のうちのいずれかが生存しているかどうかを判定する。ある実施形態において、キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている。キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有していてもよい。ある実施形態において、誘電体の容量は、約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5,000nFの範囲である。ある実施形態において、試験微生物は細菌で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は担体上にあり、担体上にある試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されていて、芽胞は担体上にある。担体上にある芽胞の個体数は、約500,000〜約4,000,000芽胞の範囲であってもよい。ある実施形態において、試験微生物は担体上にあり、担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、間隙によって与えられた導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。ある実施形態において、試験微生物のうちの全てが死滅している。ある実施形態において、試験微生物のうちのいくつかは生存していて、生存試験微生物数は1〜約4,000,000、または1〜約2,000,000、または1〜約1,000,000、または1〜約100,000、または1〜約50,000、または1〜約10,000コロニー形成単位の範囲である。
本発明は滅菌工程の有効性を判定する工程に関し、本工程は、滅菌される製品と生物学的インジケータとを滅菌剤に曝露させて、生物学的インジケータは試験微生物を備えており、生物学的インジケータと評価用培地とをキャパシタ内に配置して、キャパシタは2つの導電体を備えていて、生物学的インジケータ及び評価用培地は2つの導電体の間に配置されてキャパシタの誘電体を構成しており、導電体に電気信号を印加し、キャパシタの容量を測定し、キャパシタの容量から、試験微生物のうちのいずれかが生存しているかどうかを判定する。ある実施形態において、滅菌剤は、過酸化水素、水蒸気、エチレンオキシド、過酢酸、オゾン、紫外線光、放射線、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。ある実施形態において、キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている。キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有していてもよい。ある実施形態において、誘電体の容量は約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5000nFの範囲である。ある実施形態において、試験微生物は細菌で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は担体上にある。担体上にある試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲であってもよい。ある実施形態において、担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。ある実施形態において、試験微生物のうちの全てが死滅している。ある実施形態において、試験微生物のうちのいくつかは生存していて、生存試験微生物数は1〜約4,000,000、または1〜約2,000,000、または1〜約1,000,000、または1〜約100,000、または1〜約50,000、または1〜約10,000コロニー形成単位の範囲である。
本発明は滅菌工程の有効性を判定する工程に関し、本工程は、(a)滅菌される製品と生物学的インジケータとを滅菌剤に曝露させて、生物学的インジケータは、試験微生物を備えていてキャパシタ内に配置されており、キャパシタは2つの導電体を備えていて、生物学的インジケータは2つの導電体の間に配置されていてキャパシタの誘電体を構成しており、(b)生物学的インジケータと接触している導電体の間に評価用培地を配置して、キャパシタの誘電体を構成し、(c)導電体に電気信号を印加し、(d)キャパシタの容量を測定し、(e)キャパシタの容量から、試験微生物のうちのいずれかが生存しているかどうかを判定する。ある実施形態において、ある実施形態において、滅菌剤は、過酸化水素、水蒸気、エチレンオキシド、過酢酸、オゾン、紫外線光、放射線、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。ある実施形態において、キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている。キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有していてもよい。ある実施形態において、誘電体の容量は約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5000nFの範囲である。ある実施形態において、試験微生物は細菌で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は芽胞で構成されていて、芽胞は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、試験微生物は担体上にある。担体上にある試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲であってもよい。ある実施形態において、担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。ある実施形態において、試験微生物のうちの全てが死滅している。ある実施形態において、試験微生物のうちのいくつかは生存していて、生存試験微生物数は1〜約4,000,000、または1〜約2,000,000、または1〜約1,000,000、または1〜約100,000、または1〜約50,000、または1〜約10,000コロニー形成単位の範囲である。ある実施形態において、ステップ(a)の間、滅菌される製品と生物学的インジケータは筐体内に位置して滅菌剤に曝露されている状態であり、ステップ(b)、(c)、(d)、(e)の間、生物学的インジケータは筐体の内部に位置している。ある実施形態において、ステップ(a)の間、滅菌される製品と生物学的インジケータは筐体内に位置して滅菌剤に曝露されている状態であり、ステップ(b)、(c)、(d)、(e)の間、生物学的インジケータは筐体から取り出されている。
本発明は、処理後の生物学的インジケータ上にある試験微生物を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程に関し、本工程は、(a)容量試験システムを、(1)試験微生物の全てが死滅している状態の試験微生物を含有する全死滅制御用生物学的インジケータを用いて、全死滅容量制御値を定めるように、及び、(2)試験微生物の全てが生存している状態の試験微生物を含有する生存制御用生物学的インジケータを用いて、全生存容量制御値を定めるように、較正し、全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、死滅試験微生物か生存試験微生物が存在していることを除いて同じであり、全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、試験微生物の概算数が同じであり、(b)全生存容量制御値と全死滅容量制御値との差を求めて正味の容量制御値を得て、(c)正味の容量制御値を、全生存制御用生物学的インジケータ上にある試験微生物の概算数で除算し、各試験微生物の容量値を得て、(d)処理後の生物学的インジケータの容量値を求め、(e)(d)での処理後の生物学的インジケータの容量値と(a)での全死滅容量制御値との差を求めて、正味の処理後容量値を得て、(f)(e)での正味の処理後容量値を、(c)での各試験微生物の容量値で除算し、処理後の生物学的インジケータ上にある生存試験微生物数を得る。本発明は、処理後の生物学的インジケータ上にある芽胞を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程に関し、本工程は、(a)容量試験システムを、(1)芽胞の全てが死滅している状態の芽胞を含有する全死滅制御用生物学的インジケータを用いて、全死滅容量制御値を定めるように、及び、(2)芽胞の全てが生存している状態の芽胞を含有する生存制御用生物学的インジケータを用いて、全生存容量制御値を定めるように、較正し、全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、死滅芽胞か生存芽胞が存在していることを除いて同じであり、全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、芽胞の概算数が同じであり、(b)全生存容量制御値と全死滅容量制御値との差を求めて正味の容量制御値を得て、(c)正味の容量制御値を、全生存制御用生物学的インジケータ上にある芽胞の概算数で除算し、各芽胞の容量値を得て、(d)処理後の生物学的インジケータの容量値を求め、(e)(d)での処理後の生物学的インジケータの容量値と(a)での全死滅容量制御値との差を求めて、正味の処理後容量値を得て、(f)(e)での正味の処理後容量値を、(c)での各芽胞の容量値で除算し、処理後の生物学的インジケータ上にある生存芽胞数を得る。ある実施形態において、全死滅容量制御値は全生存容量制御値よりも高い。ある実施形態において、全死滅容量制御値は全生存容量制御値よりも低い。ある実施形態において、キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している。ある実施形態において、キャパシタは誘電体を備えていて、誘電体の容量は約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5,000nFの範囲である。ある実施形態において、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータ上にある芽胞は、細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータ上にある芽胞は、バチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている。ある実施形態において、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータ上にある芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている。ある実施形態において、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータ上にある芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの組み合わせで構成されている。ある実施形態において、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータは、担体上に芽胞を備えていて、各生物学的インジケータの担体上にある芽胞の個体数は、約500,000〜約4,000,000芽胞の範囲である。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータは、担体上に芽胞を備えていて、各生物学的インジケータの担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、全死滅制御用生物学的インジケータ、全生存制御用生物学的インジケータ、及び処理後の生物学的インジケータは、担体上に芽胞を備えていて、各生物学的インジケータの担体は、長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である。ある実施形態において、キャパシタは導電体を備えており、導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせでできている。ある実施形態において、導電体は、ガラス板上に酸化インジウムスズが付着している酸化インジウムスズ(ITO)板で構成されている。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。ある実施形態において、試験微生物は芽胞であって、処理後の生物学的インジケータ上の芽胞のうちの全てが死滅している。ある実施形態において、試験微生物は芽胞であって、処理後の生物学的インジケータ上の芽胞のうちのいくつかは生存していて、生存芽胞数は1〜約4,000,000、または1〜約2,000,000、または1〜約1,000,000、または1〜約100,000、または1〜約50,000、または1〜約10,000の範囲である。
ある実施形態において、全死滅容量制御値は約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、全生存容量制御値は約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、各試験微生物または芽胞の容量値は約10pFまでの範囲である。ある実施形態において、生存試験微生物または芽胞は約2000秒までの時間内に検出される。ある実施形態において、約2000秒までの時間内に全試験微生物または芽胞が死滅していることが判定される。
本発明は、滅菌工程の有効性を判定する方法に関し、本方法は、少なくとも1つの滅菌される品物を収容する領域内部に芽胞を配置して、少なくとも1つの品物と芽胞とを滅菌剤に曝露させて、滅菌剤への曝露後、導電体対の間に位置する評価用培地内に芽胞を配置して、芽胞及び評価用培地はキャパシタの誘電体として作用しており、キャパシタの容量を測定し、測定された容量が、生存芽胞が存在していることを表す第1容量値範囲に入るかどうか、または死滅芽胞が存在していることを表す第2容量値範囲に入るかどうかを判定し、第1容量値範囲は第2容量値範囲とは重ならない。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの組み合わせである。ある実施形態において、評価用培地はグリセロールで構成されている。ある実施形態において、評価用培地は約20容量%グリセロール水溶液で構成されている。ある実施形態において、生物学的インジケータは瞬時に読み取れる生物学的インジケータである。ある実施形態において、キャパシタは平行平板型キャパシタである。ある実施形態において、滅菌剤は水蒸気である。
本発明は生物学的インジケータに関し、生物学的インジケータは、導電体対と、評価用培地と滅菌剤に曝露された後の複数の芽胞とで構成されている誘電体と、を有しているキャパシタ、を含んでいる容量センサと、
生存芽胞が存在していることを表す第1容量値範囲に関連したデータと、死滅芽胞が存在していることを表す第2容量値範囲に関連したデータとが事前に記憶されているメモリを有している制御ユニットであって、第1容量値範囲は第2容量値範囲とは重ならない、制御ユニットと、を備えている。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの組み合わせである。ある実施形態において、評価用培地はグリセロールで構成されている。ある実施形態において、評価用培地は約20容量%グリセロール水溶液で構成されている。ある実施形態において、生物学的インジケータは瞬時に読み取れる生物学的インジケータである。ある実施形態において、キャパシタは平行平板型キャパシタである。ある実施形態において、滅菌剤は水蒸気である。
本発明は滅菌工程の有効性を判定するシステムに関し、本システムは、滅菌剤に曝露された後の複数の芽胞と、評価用培地と、容量センサであって、導電体対と、評価用培地と複数の芽胞とで構成されている誘電体と、を有しているキャパシタを含んでいる容量センサと、生存芽胞が存在していることを表す第1容量値範囲に関連したデータと、死滅芽胞が存在していることを表す第2容量値範囲に関連したデータとが事前に記憶されているメモリを有している制御ユニットであって、第1容量値範囲は第2容量値範囲とは重ならない、制御ユニットと、を備えている。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの組み合わせである。ある実施形態において、評価用培地はグリセロールで構成されている。ある実施形態において、評価用培地は約20容量%グリセロール水溶液で構成されている。ある実施形態において、生物学的インジケータは瞬時に読み取れる生物学的インジケータである。ある実施形態において、キャパシタは平行平板型キャパシタである。ある実施形態において、滅菌剤は水蒸気である。
本発明は、担体上にある微生物を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程に関し、本工程は、(a)担体の容量値を定め、(b)担体上において既知量の微生物の制御用付着物がある担体の容量値を定め、(c)(b)での容量値と(a)での容量値との差を求めて、(b)での既知量の微生物の正味の容量値を得て、(d)(c)での既知量の微生物の正味の容量値を、(b)での微生物の既知量で除算し、各微生物の容量値を得て、(e)微生物の試験付着物が担体上にある状態の担体の容量値を求めて、(f)(e)での微生物の試験付着物を有する担体の容量値と、(a)での担体の容量値との差を求めて、正味の容量試験値を得て、(g)(f)での正味の容量試験値を(d)での各微生物の容量値で除算し、(e)での微生物の試験付着物内の微生物数を得る。当業者であれば、ステップ(a)、(b)、及び(e)で言及した担体は各ステップで完全に同じ担体でなくてもよいが、各々は最低でも、同じ担体の同一試料か同等試料であることは認識されるであろう。ある実施形態において、(b)での既知量の微生物は約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である。ある実施形態において、(g)での微生物の試験付着物内の微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である。ある実施形態において、(b)での既知量の微生物の制御用付着物を有する担体の容量値は、約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、(d)での各微生物の容量値は約10pFまで、または約0.05〜約2pFの範囲である。
本発明は、担体上にある芽胞を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程に関し、本工程は、(a)担体の容量値を定め、(b)担体上において既知量の芽胞の制御用付着物がある担体の容量値を定め、(c)(b)での容量値と(a)での容量値との差を求めて、(b)での既知量の芽胞の正味の容量値を得て、(d)(c)での既知量の芽胞の正味の容量値を、(b)での芽胞の既知量で除算し、各芽胞の容量値を得て、(e)芽胞の試験付着物が担体上にある状態の担体の容量値を求めて、(f)(e)での芽胞の試験付着物を有する担体の容量値と、(a)での担体の容量値との差を求めて、正味の容量試験値を得て、g)(f)での正味の容量試験値を(d)での各芽胞の容量値で除算し、(e)での芽胞の試験付着物内の芽胞数を得る。当業者であれば、ステップ(a)、(b)、及び(e)で言及した担体は各ステップで完全に同じ担体でなくてもよいが、各々は最低でも、同じ担体の同一試料か同等試料であることは認識されるであろう。ある実施形態において、キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している。ある実施形態において、キャパシタは誘電体を備えていて、誘電体の容量は約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、芽胞は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている。ある実施形態において、(b)での芽胞の既知量は、約500,000〜約4,000,000芽胞の範囲である。ある実施形態において、担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である。ある実施形態において、キャパシタは導電体を備えており、導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、キャパシタは導電体を備えており、導電体はガラス上の酸化インジウムスズで構成されている。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。ある実施形態において、芽胞の試験付着物内の芽胞数は1〜約4,000,000の範囲である。ある実施形態において、担体の容量値は約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、(b)での既知量の芽胞の制御用付着物を有する担体の容量値は、約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、各芽胞の容量値は約10pFまで、または約0.05〜約2pFの範囲である。
本発明を用いると、滅菌が施された後の生物学的インジケータ上に生存試験微生物(例えば芽胞)が存在するかどうか、存在している場合はその数を求めることが可能である。生存試験微生物または芽胞が存在するかどうかの判定は、瞬時に、または約2000秒までの時間内に、または約1500秒までの時間内に、または約1000秒までの時間内に、または約500秒までの時間内に、または約200秒までの時間内に、または約100秒までの時間内に、または約50秒までの時間内に、または約30秒までの時間内に、または約5秒〜約2000秒の時間内に、または約10〜約1800秒の時間内に、または約20〜約1500秒の時間内に、または約30〜約1200秒の時間内に、または約50〜約1000秒の時間内に、または約60〜約800秒の時間内に、検出可能である。
本発明は、液体内にある微生物を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程に関し、本工程は、(a)液体の容量値を定め、(b)既知量の微生物の制御試料が液体内にある状態である、(a)での液体の容量値を定め、(c)(b)での容量値と(a)での容量値との差を求めて、(b)での既知量の微生物の正味の容量値を得て、(d)(c)での既知量の微生物の正味の容量値を、(b)での微生物の既知量で除算し、各微生物の容量値を得て、(e)微生物の試験試料が液体内にある状態である、(a)での液体の容量値を求めて、(f)(e)での微生物の試験試料を有する液体の容量値と、(a)での液体の容量値との差を求めて、正味の容量試験値を得て、(g)(f)での正味の容量試験値を(d)での各微生物の容量値で除算し、(e)での微生物の試験試料内の微生物数を得る。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、ステップ(e)の間、微生物の試験試料は導電体の間に配置されて、キャパシタの誘電体を構成する。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、ステップ(e)の間、微生物の試験試料は導電体の間に流れ込んで、キャパシタの誘電体を構成する。ある実施形態において、(e)での液体内の微生物の試験試料における微生物濃度は、(e)での微生物の試験試料内の微生物数を、(e)での液体の容積で除算することによって求められる。ある実施形態において、(b)での微生物の既知量は約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である。ある実施形態において、(g)での微生物の試験試料内の微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である。ある実施形態において、(b)での既知量の微生物の制御試料を有する液体の容量値は、約0.1nF〜約20mFの範囲である。ある実施形態において、(d)での各微生物の容量値は約10pFまでの範囲である。ある実施形態において、キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している。ある実施形態において、微生物は、細菌、古細菌、原虫、真菌、藻類、ウイルス、蠕虫、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、微生物は細菌で構成されている。ある実施形態において、微生物は細菌の芽胞で構成されている。ある実施形態において、芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている。ある実施形態において、芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている。ある実施形態において、微生物は酵母類または乳酸菌類微生物で構成されている。ある実施形態において、キャパシタは導電体を備えており、導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている。ある実施形態において、キャパシタは導電体を備えており、導電体はガラス上の酸化インジウムスズで構成されている。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である。ある実施形態において、キャパシタは2つの導電体を備えており、導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である。
付随する各図面において、同様の構成要素及び特徴は同様の呼称を有する。
本発明のある実施形態に係る、検出装置とともに構成されているキャパシタの側面に沿った断面図である。 ある実施形態に係る、滅菌工程の有効性を判定する例示的な容量センサの模式図である。 他の実施形態に係る、滅菌工程の有効性を判定する例示的な容量センサを図示した模式図である。 他の実施形態に係る、滅菌工程の有効性を判定する例示的な容量センサの模式図である。 例1で得られた容量値を示す棒グラフである。 本発明に従って使用可能な容量デバイスの斜視図である。 第1の非作動位置においてキャパシタ上に装着されたキャップを示している、図6の容量デバイスの斜視図である。 第2の作動位置においてキャパシタ上に装着されたキャップを示している、図6の容量デバイスの斜視図である。キャパシタは、本発明のある実施形態に係る、検出装置とともに構成されている。
[発明の詳細な説明]
本明細書及び請求項で開示されている全ての範囲及び比率の限定値は、いかなる形で組み合わせてもよい。特に具体的に明記してあるものを除いて、「1つの(a、an)」及び/または「その(the)」という記載は、1つまたは2つ以上であることを含んでいてもよく、ある項目の単数での記載は、その項目の複数での記載を含んでいてもよいことを理解されよう。
「及び/または(and/or)」という語句は、このように接続された要素のうちの「どちらか、または両方」、つまり、ある場合には接続されて存在する要素、別の場合には離接されて存在する要素を意味することを理解されるべきである。「及び/または」節によって具体的に識別されている要素以外に、別の要素が任意で存在していてもよく、これは、逆に明確に示されていない限り、この別の要素が、具体的に識別されているこれらの要素に関連しているか無関係かに関わらない。よって、限定しない例として、「A及び/またはB」という記載は、「備えている、構成されている(comprising)」等の非制限語(open−ended language)とともに用いられている場合は、一実施形態ではBはなくAのみ(必要に応じてB以外の要素を含む)を表し、別の実施形態ではAはなくBのみ(必要に応じてA以外の要素を含む)を表し、さらに別の実施形態ではAとBの両方(必要に応じて他の要素を含む)を表す、等の可能性がある。
「または(or)」という語は、上記で定義したように「及び/または」と同じ意味を有することを理解されよう。例えば、リスト内にある項目を選別する場合、「または」または「及び/または」は、包括的である、つまり、多数の要素、またはリスト上の要素のうちの少なくとも1つ含むが、2つ以上を含むこともあり、必要に応じてリストにない別の項目を含むこともあるとして解釈すべきである。「1つのみ(only one of)」や「厳密に1つ(exactly one of)」といった、逆の意味で明確に示されている語のみが、多数の要素、またはリスト上の要素のうちの厳密に1つの要素を含むことを表し得る。一般に、本明細書で用いられているように、「or」という語は、「いずれか(either)」「〜のうちの1つ(one of)」「1つのみ(only one of)」または「厳密に1つ(exactly one of)」等の排他的な語が前に来る場合には、排他的な代替語(つまり「一方または他方であり、両方ではない(one or the other but not both)」)を意味するものとしてのみに解釈されるものとする。
「少なくとも1つ(at least one)」という語句は、1つ以上の要素のリストに関して、要素リスト内の要素のうちの任意の1つ以上から選択された、少なくとも1つの要素を意味するが、要素リスト内に具体的に列挙された各々の要素、または全ての要素のうちの少なくとも1つを必ずしも含んでいるとは限らず、また、要素リストにある要素同士の任意の組み合わせを排除することもないことを理解されよう。この定義は、「少なくとも1つ」という語句が指す要素のリスト内で具体的に識別された要素以外の要素が、その要素が具体的に識別された要素に関連しているか無関係に関わらず、必要に応じて存在してもよいことも認めている。よって、限定しない例として、「A及びBのうちの少なくとも1つ」(または「AまたはBのうちの少なくとも1つ」、すなわち「A及び/またはBのうちの少なくとも1つ」)は、一実施形態では、必要に応じて1つ以上も含む、少なくとも1つのAがあり、Bはない(必要に応じてB以外の要素を含む)ことを表し、別の実施形態では、必要に応じて1つ以上も含む、少なくとも1つのBがあり、Aはない(必要に応じてA以外の要素を含む)ことを表し、さらに別の実施形態では、必要に応じて1つ以上も含む、少なくとも1つのAがあり、かつ、必要に応じて1つ以上も含む、少なくとも1つのBがある(必要に応じて他の要素を含む)ことを表す、等の可能性がある。
移行語または移行句、例えば「備えている(comprising)」「含んでいる(including)」「携えている(carrying)」「有している(having)」「含有している(containing)」「伴っている(involving)」「保持している(holding)」等は、非制限語である、つまりそれを含んではいるがそれに限定はしていないことを意味していることを理解されよう。
「キャパシタ」という語は、電気エネルギーを一時的に蓄積するために使用される二端子素子を指す。本発明で提供されているキャパシタは、1つの誘電体によって隔てられている2つの導電体を備えている。
「誘電体」という語は、印加された電界によって分極可能な絶縁体を指す。電界上に誘電体を配置しても、その材料内には、導体では流れるようには電荷が流れないが、平均平衡位置からほんのわずかにシフトさせただけで、誘電体の分極が生じる。誘電体は微生物を備えていてもよい。誘電体は微生物を評価用流体と組み合わせて備えていてもよい。誘電体は試験微生物を備えていてもよい。誘電体は細菌を備えていてもよい。誘電体は芽胞を備えていてもよい。誘電体は生物学的インジケータを備えていてもよい。誘電体は生物学的インジケータを評価用培地と組み合わせて備えていてもよい。
「微生物」という語は、微視的な生物を指す。微生物は、単細胞でも、多細胞でもよく、もしくは細胞集塊の形をしていてもよい。微生物は、細菌、古細菌、原虫、真菌、藻類、ウイルス、多細胞動物寄生虫(蠕虫)、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。微生物は芽胞で構成されていてもよい。微生物は細菌の芽胞で構成されていてもよい。微生物はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されていてもよい。微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス(Geobacillus stearothermophilus)、枯草菌(Bacillus atrophaeus)、バチルス・スフェリカス(Bacillus sphaericus)、炭疽菌(Bacillus anthracis)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・コアグランス(Bacillus coagulans)、クロストリジウム・スポロゲネス(Clostridium sporogenes)、ディフィシル菌(Clostridium difficile)、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)、枯草菌グロビジ(Bacillus subtilis globigii)、セレウス菌(Bacillus cereus)、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されていてもよい。微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されていてもよい。微生物は、酵母類または乳酸菌類微生物で構成されていてもよい。ある実施形態において、「微生物」という語は赤血球または白血球(例えばウシ血液)を含まない。
「細菌」という語は原核微生物領域を指す。細菌は単細胞微生物であってもよい。この細胞は細胞核がないので、原核細胞と説明することもできる。細菌の細胞は、4種類の主な形状、すなわち、桿菌(桿状)、球菌(球状)、らせん菌(らせん状)、またはビブリオ菌(弧状)のうちの1つの形状であってもよい。細菌はペプチドグリカン細胞壁を有していてもよい。細菌は、細菌の分裂によって分割されてもよい。細菌には運動を行うための鞭毛があってもよい。細菌は、グラム染色を用いる際には、グラム陽性またはグラム陰性のいずれかに分類されてもよい。細菌は、気体酸素への反応に基づいて、好気性(酸素の存在下で生存する)、嫌気性(無酸素状態で生存する)、及び通性嫌気性(どちらの環境でも生存できる)のいずれかの群に区分されてもよい。細菌は、従属栄養生物か独立栄養生物かに分類されてもよい。独立栄養生物は、自身の食料を日光のエネルギーや化学反応を用いることによって作り出すが、化学反応を用いる場合には化学合成独立栄養生物と呼ばれる。従属栄養生物は自身のエネルギーを他の生物を消費することによって獲得する。エネルギー源として腐敗していく生活型を用いる細菌は、腐生菌と呼ばれてもよい。
「芽胞」という語は、散乱するようになっていてもよく、かつ、好ましくない状況下で長期間にわたって生存する、無性生殖単位を指す。芽胞は耐性が非常に高く、休眠状態の細胞型である。環境の悪条件への変化、最も一般的には栄養分の枯渇に反応して、増殖期の母細胞内部では、内生芽胞(または簡潔に芽胞)が発生する。母細胞は非対称な細胞分裂が生じ、ここで自身の遺伝物質を複製するが、遺伝物質はその後、芽胞固有の複数の同心層に囲まれる。その後、母細胞は崩壊して、生存のために栄養も水も空気も必要とせず、かつ、極限の温度、放射線、化学的な攻撃等の様々な外傷から保護されている、成熟休眠芽胞を放出する。
「細菌の芽胞」という語は細菌が産出した芽胞を指す。
「試験微生物」という語は、滅菌工程の有効性を試験するために使用してもよい微生物を指す。試験微生物は、滅菌工程中に全滅させるつもりの生物よりも滅菌工程に耐性があり得る。理論上は、試験微生物滅菌工程中に死滅したとしたら、試験微生物よりも滅菌に対して耐性がない、滅菌工程中に全滅させるつもりの全生物も死滅している。試験微生物は細菌で構成されていてもよい。試験微生物は芽胞で構成されていてもよい。試験微生物は細菌の芽胞で構成されていてもよい。試験微生物は、バチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されていてもよい。試験微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されていてもよい。試験微生物は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されていてもよい。
「生物学的インジケータ」という語は、滅菌工程の有効性を判定するために使用できる製品または材料を指す。生物学的インジケータは、試験微生物(例えば細菌、芽胞、または細菌の芽胞)を備えていてもよい。生物学的インジケータは、担体上にある試験微生物を備えていてもよい。生物学的インジケータは細菌を備えていてもよく、細菌は、画定された空間内に存在していてもよく、また、担体上に付着させてもよい。生物学的インジケータは芽胞(例えば細菌の芽胞)を備えていてもよく、芽胞は画定された空間内または担体上に存在していてもよい。生物学的インジケータは芽胞片を備えていてもよい。
「担体」という語は、微生物を付着してもよい支持体を指す。
微生物または芽胞を「死滅させる」という語は、微生物または芽胞を繁殖、代謝、及び/または成長できない状態にすることを指す。「死滅した」微生物または芽胞という語は、繁殖、代謝、及び/または成長できない状態になった微生物または芽胞を指す。生物学的インジケータとともに使用されている微生物または芽胞は、モニタリングするつもりの滅菌工程に対して、当該滅菌工程で死滅させられる生物よりも耐性のあるものの中から選定されてもよい。滅菌工程中に生物学的インジケータの微生物または芽胞を死滅させることは、滅菌工程が成功したことを示唆している。
「生存している」微生物または芽胞という語は、繁殖、代謝、及び/または成長できる微生物または芽胞を指す。
「ファラッド」(F)という語は、静電容量の単位を指す。静電容量とは、ある物体が電荷を蓄積できる能力の尺度である。1ファラッドとは、1クーロン充電した時に、両端に1ボルトの電位差がある静電容量である。多くの用途において、ファラッドは容量単位としては非現実的に大きい。よって、多くの電気的及び電子的用途の場合、1mF(ミリファラッド)=10−3ファラッド、1μF(マイクロファラッド)=10−6ファラッド、1nF(ナノファラッド)=10−9ファラッド、1pF(ピコファラッド)=10−12ファラッド、1fF(フェムトファラッド)=10−15ファラッド、及び1aF(アトファラッド)=10−18ファラッドといった接頭語が用いられている。
「対数減少(log reduction)」という語は、滅菌工程中に微生物または芽胞を滅菌剤に接触させることによって死滅した生存微生物または芽胞の数を示す数学用語である。「4logの減少」とは、滅菌工程終了時の生存微生物または芽胞数が10,000分の1に減少したことを意味する。「5logの減少」とは、生存微生物または芽胞数が100,000分の1に減少したことを意味する。「6logの減少」とは、生存微生物または芽胞数が1,000,000分の1に減少したことを意味する。これより、例えば、ある担体上には1,000,000個の生存微生物または芽胞があるならば、6logの減少であれば、生存微生物または芽胞数が1に減少したことになる。
「滅菌」という語は、滅菌工程完了後に残っている生存試験微生物が全く存在しない工程を指して用いられてもよい。しかし、滅菌工程と比較して厳格性が劣る工程、例えば、消毒、衛生化、除染、清浄工程等も有用であってもよく、また、本発明では考慮に入れられている。特に示されていない限り、「滅菌」という語は、本明細書では滅菌工程だけでなく、例えば消毒、衛生化、除染、清浄等の厳格性が劣る工程にも言及するように用いられている。
「滅菌剤」という語は、基体(例えば医療機器、空間内部等)を滅菌するために使用可能な任意の媒体またはエネルギーを指す。滅菌剤は液体または気体で構成されていてもよい。滅菌剤は、過酸化水素、水蒸気、エチレンオキシド、過酢酸、オゾン、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。滅菌剤は紫外線光または放射線で構成されていてもよい。放射線は、X線放射線、ガンマ放射線、または電子ビーム放射線で構成されていてもよい。
本明細書で提供されている滅菌工程は任意の滅菌剤を用いてもよい。滅菌工程は、繁殖、代謝、及び/または成長できる試験微生物数において、少なくとも4logの減少、または少なくとも5logの減少、または少なくとも6logの減少を達成する効力のある時間の間実施されていてもよい。少なくとも6logの減少が達成された場合に、その工程は滅菌工程と称されてもよい。少なくとも4logの減少または5logの減少が達成された場合、その工程は滅菌工程よりも厳格性が劣るが、消毒、衛生化、除染、及び/または清浄に適用するには有用であるとみなしてもよい。
生物学的インジケータは、担体上に付着した試験微生物(例えば芽胞)を備えていてもよい。生物学的インジケータの試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位(colony forming unit:cfu)の範囲、または約500,000〜約2,500,000cfuの範囲、または約500,000〜約1,500,000cfuの範囲、または約750,000〜約1,200,000cfuの範囲、または約10cfuであってもよい。試験微生物が芽胞である場合、生物学的インジケータの芽胞の個体数は、約500,000〜約4,000,000芽胞、または約500,000〜約2,500,000芽胞、または約500,000〜約1,500,000芽胞、または約750,000〜約1,200,000芽胞の範囲であってもよい。芽胞の個体数は約10芽胞であってもよい。生物学的インジケータは、芽胞試験片と称されてもよい。
芽胞は細菌の芽胞で構成されていてもよい。これにはバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞が含まれていてもよい。芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の組み合わせ、の芽胞であってもよい。芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、またはこれらの組み合わせ、の芽胞で構成されていてもよい。
担体は、滅菌工程中に溶解も劣化もしない任意の材料からなる細片、薄板、または薄膜で構成されていてもよい。担体は、紙片、例えばセルロース片、もしくはプラスチック製薄板または薄膜で構成されていてもよい。プラスチックは、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリイミド、ポリエステル、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。担体は、ガラス、セラミック、金属箔、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。担体は、キャパシタの一方の導体、または両方の導体を構成していてもよい。担体は、約1〜約5cm、または約2〜約4cmの範囲の長さ、約0.1〜約1cmまたは約0.4〜約0.7cmの範囲の幅、及び、約0.2〜約3mmまたは約0.5〜約1.5mmの範囲の厚さであってもよい。
生物学的インジケータは芽胞試験片を備えていてもよい。芽胞試験片は、水蒸気滅菌をモニタリングする際に使用するゲオバチルス・ステアロサーモフィルス試験片、エチレンオキシド及び乾熱滅菌をモニタリングする枯草菌試験片、照射滅菌用のバチルス・プミルス試験片、水蒸気、エチレンオキシド、及び乾熱滅菌をモニタリングするゲオバチルス・ステアロサーモフィルス(G.stearothermophilus)及びバチルス・アトロファエウス(B.atrophaeus)を組み合わせた種の芽胞試験片、等を含んでいてもよい。これらの試験片は、芽胞の個体数が試験片あたり約500,000〜約4,000,000芽胞、または約500,000〜約2,500,000芽胞、または約500,000〜約1,500,000芽胞、または約750,000〜約1,200,000芽胞の範囲によって、もしくは芽胞の個体数が試験片あたり約10芽胞によって特徴づけられてもよい。
生物学的インジケータは、ステリス社(STERIS Corporation)が供給するS40(登録商標)滅菌剤濃縮液(S40 Sterilant Concentrate)用ベリファイ(登録商標)芽胞試験片(VERIFY Spore Test Strip)を備えていてもよい。この試験片は、液体による化学的滅菌、例えば過酢酸滅菌のモニタリングに使用されてもよい。これらの試験片は、試験片あたりの芽胞の個体数が少なくとも約10個のゲオバチルス・ステアロサーモフィルス芽胞によって特徴づけられる。
キャパシタは、2つの導電体(導体板)が誘電体で隔てられている、二端子受動素子で構成されていてもよい。キャパシタの導体板の面積は、約0.5〜約15cm、または約1〜約10cmの範囲であってもよい。両導体板間の間隔、つまり離隔距離は、約0.5〜約5mm、または約1〜約3mmの範囲であってもよい。導体板は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、ガラス上に蒸着させた酸化インジウムスズ、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。誘電体は、評価用培地と組み合わせた生物学的インジケータを備えていてもよい。生物学的インジケータは芽胞試験片を備えていてもよい。
評価用培地は、微生物、試験微生物、芽胞、または生物学的インジケータと混合してキャパシタの誘電体を形成可能な任意の流体(例えば気体または液体)で構成されていてもよい。評価用培地は、約−10℃〜約60℃、または約0℃〜約50℃、または約0℃〜約40℃の範囲の温度で測定した比誘電率が1〜約90、または約5〜約85、または約10〜約80の範囲である任意の液体または気体で構成されていてもよい。評価用培地は、空気、1または複数の溶媒(例えば水、ジメチルスルホキシド、酸化重水素)、1または複数のアルコール類または多価アルコール類(例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、フェノール、ビフェニル、ベンジルアルコール、クレオソール、グリコール、ペンタンジオール、グリセロール)、アルデヒド類(例えばアセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ブタナール、ブチルアルデヒド、サリチルアルデヒド)、ケトン類(例えばアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘプチルシクロペンタノン(heptone)、ベンゾフェノン、ベンゾイルアセトン、クロロアセトン、シクロヘキサノン、ヘキサノン)、炭化水素類及びハロゲン置換炭化水素類(例えばクロロメタン、ブロモメタン、塩化ベンジル、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタン)、窒素化合物類(例えばアセトニトリル、ニトロトルエン、ブチロニトリル、ラクトニトリル、アンモニア、ホルムアミド、ヒドラジン、ニトロベンゼン、ピリジン、プロプリオニトリル、ニトロベンゼン)、無水物類(例えば無水マレイン酸、無水酪酸、無水酢酸)、油類(例えばヒマシ油)、酢酸塩類及びシアノ酢酸塩類(例えばシアノ酢酸メチル、クロロ酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シアノ酢酸エチル)、チオシアン酸塩類(例えばチオシアン酸エチル、チオシアン酸ペンチル)、シアン化水素酸、過酸化水素、トリフルオロ酢酸、乳酸、ジクロロ酢酸、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されていてもよい。評価用培地はグリセロールを溶かした水溶液(例えば20容量%グリセロール水溶液)で構成されていてもよい。評価用培地は、微生物または生物学的インジケータと組み合わせた場合、キャパシタの両導電体間の間隙を充填するのに効果的な量で用いてもよい。
ある実施形態において、生物学的インジケータは(滅菌工程に曝露された後)、担体材料からなる追加の薄板(例えばキャパシタ紙)、2枚の金属薄板、及び絶縁層と組み合わせてキャパシタを形成してもよい。生物学的インジケータは、担体上にある試験微生物、例えば芽胞試験片を備えていてもよい。生物学的インジケータは厚さが約0.2〜約3mm、または約0.5〜約1.5mm、または約1mmであってもよい。担体材料からなる追加の薄板は、生物学的インジケータの上方に配置されて試験微生物を覆ってもよい。この追加担体薄板の厚さは、約0.0001〜約0.01mm、または約0.001〜約0.008mm、または約0.005mmであってもよい。生物学的インジケータと追加担体薄板を合わせた厚さは、約0.21〜約3.1mm、または約0.5〜約1.5mm、または約1mmの範囲であってもよい。生物学的インジケータと追加担体薄板は、形状が正方形または矩形で、長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲であってもよい。生物学的インジケータと追加担体薄板は、導電体として用いられてもよい2枚の金属薄板(例えばアルミニウム、銅、金、銀、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせ)の間に配置されてもよい。2枚の金属薄板はそれぞれが金属箔で構成されていてもよい。2枚の金属薄板は、形状が正方形または矩形で、長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.5〜約3cmの範囲であってもよい。金属薄板は、厚さが約0.001〜約0.02mm、または約0.003〜約0.006mmの範囲であってもよい。絶縁層は、紙、ポリマー、エラストマー、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されていてもよい。絶縁層は、厚さが約0.1〜約5mm、または約0.5〜約1.5mmの範囲であってもよい。絶縁層は、形状が正方形または矩形で、長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲であってもよい。生物学的インジケータと追加担体材料薄板は、2枚の金属薄板の間に配置されてもよく、その結果得られる構造はその後、金属薄板の間に位置する絶縁層とともに巻かれて、キャパシタを形成してもよい。絶縁層の材料は短絡を防止するために使用されてもよい。導線が、金属薄板と接触しているように配置されてもよい。
キャパシタをキャパシタンスブリッジに接続して、生物学的インジケータの容量値を検出してもよい。キャパシタンスブリッジは、約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5,000nF、または約10〜約2,000nF、または約1,500nF以下の容量値を検出できる任意のキャパシタンスブリッジであってもよい。使用し得るキャパシタンスブリッジの一例は、AH2700Aの商標名称でAndeen−Hagerling社から入手可能である。AH2700Aのブリッジは、50Hz〜20kHzでのキャパシタンス/損失ブリッジとして識別されている。AH2700Aのブリッジは、以下のような高精度の仕様を有している。
生物学的インジケータの容量を滅菌工程後に測定することによって、いずれかの芽胞が滅菌工程を生き延びたかどうかを判定し、生き延びた場合は、生き残った芽胞数を判定することが可能である。容量値の測定値を使用して、全芽胞を死滅させたか、もしくは、1、2、3等の芽胞が滅菌工程を生き延びたかを判定してもよい。
いくつかの用途では、キャパシタを用いて、生物学的インジケータの全試験微生物(例えば芽胞)が死滅したかどうか、または、いずれかの試験微生物が滅菌工程後もまだ生存していたかどうかを判定すれば十分なこともある。他の用途では、もし生存していれば、滅菌工程を生き延びた試験微生物数を計数することが有用なこともある。本発明を用いれば、生物学的インジケータの全試験微生物が死滅したかどうかを判定するだけでなく、滅菌工程を生き延びた試験微生物数を計数することも可能であり、それにより、どの滅菌レベル(または消毒、衛生化、除染、及び/または清浄)が達成されたかが判定される。
使用されている特定の生物学的インジケータ及びキャパシタ次第で、結果は様々であり得るので、制御ユニット(下記で説明する)で使用されているソフトウェア内に、使用されている特定の生物学的インジケータ(例えば既知の市販芽胞片)の、全試験微生物が死滅している場合の結果、及び、使用されている特定のキャパシタの結果が保存されている「制御」をプログラム可能である。試験が行われた生物学的インジケータ及び使用されているキャパシタの各結果を制御と比較することにより、生き残っているならば、試験されている生物学的インジケータ上の生存試験微生物数の計測値に変換可能である容量の読み取り値が得られる。
生き残っているならば、処理後の生物学的インジケータ上にいる生存試験微生物数は、以下に示す工程によって決定することができる。この工程を用いる場合、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムが使用される。容量試験システムは最初に、全死滅試験微生物か全生存試験微生物のいずれかを含有する、全死滅と全生存に対する制御用生物学的インジケータを用いて較正される。次に、本システムを使用して、滅菌を施された処理済生物学的インジケータを評価する。本工程には、(a)容量試験システムを、(1)試験生物または芽胞の全てが死滅している状態の試験生物または芽胞を含有する全死滅制御用生物学的インジケータを用いて、全死滅容量制御値を定めるように、及び、(2)試験微生物または芽胞の全てが生存している状態の試験微生物または芽胞を含有する生存制御用生物学的インジケータを用いて、全生存容量制御値を定めるように、較正するステップであって、全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、生存試験微生物または芽胞が死滅しているか生存しているかを除いて同じであり、全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、試験微生物または芽胞の概算数が同じである、ステップと、(b)全生存容量制御値と全死滅容量制御値との差を求めて、正味の容量制御値を得るステップと、(c)正味の容量制御値を、全生存制御用生物学的インジケータ上にある試験微生物または芽胞の概算数で除算し、各試験微生物または芽胞の容量値を得るステップと、(d)処理後の生物学的インジケータの容量値を求めるステップと、(e)(d)での処理後の生物学的インジケータの容量値と(a)での全死滅容量制御値との差を求めて、正味の処理後容量値を得るステップと、(f)(e)での正味の処理後容量値を、(c)での各試験微生物または芽胞の容量値で除算し、処理後の生物学的インジケータ上にある生存試験微生物または芽胞数を得るステップと、が含まれている。
上述の試験手順を行う際に、容量試験システムの較正に使用する生物学的インジケータ(つまり死滅及び生存制御用生物学的インジケータ)と、滅菌が施される処理用の生物学的インジケータとは、同じ種類のもの(例えば芽胞片)にする。よって、例えば、死滅及び生存制御用生物学的インジケータとして、ステリス社が供給するS40(登録商標)滅菌剤濃縮液用ベリファイ(登録商標)芽胞試験片を使用する場合には、処理される生物学的インジケータにも、ステリス社供給のS40(登録商標)滅菌剤濃縮液用ベリファイ(登録商標)芽胞試験片が使用される。
全死滅容量制御値は、約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5,000nF、または約100〜約2,000nF、または約1000nFであってもよい。全生存容量制御値は、約0.1nF〜約20mF、または約1〜約5000nF、または約100〜約1,000nf、または約600nFであってもよい。各試験微生物または芽胞の容量値は、約10pFまで、または約0.05pF〜約2pF、または約0.1〜約1pF、または約0.3pFであってもよい。
多くの滅菌処理にとって、理想は、滅菌工程を生き延びる試験微生物または芽胞がないことである。しかし、いずれかの試験微生物が生き残っている場合、この工程を使用して生き残っている数を検出することができる。たとえ試験微生物に滅菌工程が施されなかったとしても、本発明の方法を用いて計数することが可能である。この方法は、他の工程、例えば、液体(例えば牛乳、ビール等)中の微生物の計数に適用してもよい。検出・計数され得る微生物数は、例えば、1〜約4,000,000コロニー形成単位(cfu)、または1〜約3,000,000cfu、または1〜約2,000,000cfu、または1〜約1,000,000cfu、または1〜約500,000cfu、または1〜約200,000cfu、または1〜約100,000cfu、または1〜約50,000cfu、または1〜約10000cfu、または1〜約5000cfu、または1〜約2000cfu、または1〜約1000cfu、または1〜約500cfu、または1〜約200cfu、または1〜約100cfu、または1〜約50cfu、または1〜約20cfu、または1〜約10cfu、または1〜約5cfuであってもよい。
検出・計数され得る芽胞数は、例えば、1〜約4,000,000芽胞、または1〜約3,000,000芽胞、または1〜約2,000,000芽胞、または1〜約1,000,000芽胞、または1〜約500,000芽胞、または1〜約200,000芽胞、または1〜約100,000芽胞、または1〜約50,000芽胞、または1〜約10000芽胞、または1〜約5000芽胞、または1〜約2000芽胞、または1〜約1000芽胞、または1〜約500芽胞、または1〜約200芽胞、または1〜約100芽胞、または1〜約50芽胞、または1〜約20芽胞、または1〜約10芽胞、または1〜約5芽胞、または約5〜約10000芽胞、または約5〜約5000芽胞、または5〜約1000芽胞、または5〜約500芽胞、または5〜約200芽胞、または5〜約100芽胞、または5〜約50芽胞、または5〜約20芽胞、または約10〜約10000芽胞、または約10〜約5000芽胞、または10〜約1000芽胞、または10〜約500芽胞、または約10〜約200芽胞、または約10〜約100芽胞、または約10〜約50芽胞、または約10〜約30芽胞、または約15〜約10000芽胞、または約15〜約5000芽胞、または約15〜約2000芽胞、または約15〜約1000芽胞、または約15〜約500芽胞、または約15〜約200芽胞、または約15〜約100芽胞、または約15〜約50芽胞、または約15〜約30芽胞、または約20〜約10000芽胞、または約20〜約5000芽胞、または約20〜約1000芽胞、または約20〜約500芽胞、または約20〜約200芽胞、または約20〜約100芽胞、または約20〜約50芽胞、または約20〜約40芽胞、または約25〜約10000芽胞、または約25〜約5000芽胞、または約25〜約1000芽胞、または約25〜約500芽胞、または約25〜約200芽胞、または約25〜約100芽胞、または約25〜約50芽胞、または約25〜約40芽胞であってもよい。本発明を用いることにより、滅菌工程を生き延びた芽胞数は1あるいはゼロであることを検出可能である。
生き残っていたのであれば、滅菌工程を生き延びた試験微生物数は、瞬時に、または約2000秒までの時間内に、または約1500秒までの時間内に、または約1000秒までの時間内に、または約500秒までの時間内に、または約200秒までの時間内に、または約100秒までの時間内に、または約50秒までの時間内に、または約30秒までの時間内に、または約5秒〜約2000秒の時間内に、または約10〜約1800秒の時間内に、または約20〜約1500秒の時間内に、または約30〜約1200秒の時間内に、または約50〜約1000秒の時間内に、または約60〜約800秒の時間内に、または約100〜約600秒の時間内に、または約200〜約600秒の時間内に、または約300〜約600秒の時間内に、検出可能である。これは、微生物を検出及び/または計数する他のシステムや工程(例えば牛乳やビール等の液体)にも適用可能である。
生物学的インジケータは、医療現場において負荷を取り除く、または滅菌室の機能性の検証を行うために使用されてもよい。この科学的な現場では、生物学的インジケータを用いることによって、滅菌室の機能性の検証を行い、品物の負荷を取り除き、また、ある工程が要求される機能性を満たしていることの検証を行うことが可能である。
生物学的インジケータは、滅菌を所望されている製品と同じ滅菌剤及び滅菌進行状況に曝されることによって使用されてもよい。滅菌後、生存試験微生物または芽胞が滅菌工程を生き延びたかどうかを判定するために、生物学的インジケータの容量を試験してもよい。必要に応じて、滅菌を生き延びた生存試験微生物または芽胞数を求めてもよい。
各図面を参照すると、図1は、試験微生物(例えば芽胞)を備えた生物学的インジケータ(図1では図示せず)を有している容量デバイスAと、滅菌工程の有効性を確認するための検出装置50で構成されているシステム10を示している。検出装置50はキャパシタンスブリッジを備えていてもよい。感度の良いキャパシタンスブリッジは安価であるので、本発明の瞬時に読み取れる生物学的インジケータを高感度で安価なデバイスにすることができる。
容量デバイスAは、生物学的インジケータハウジングアセンブリBと、キャップCと、評価用培地ハウジングDとを有している。試験微生物を備えた生物学的インジケータ(図1では図示せず)は、ハウジングアセンブリB内に位置している。キャップCは、生物学的インジケータハウジングアセンブリBをほぼ覆っている。蛇行経路Eは、キャップCとハウジングBにより、生物学的インジケータハウジングアセンブリB内の試験微生物と容量デバイスAの周囲の環境との間において画定されている。キャップCは評価用培地ハウジングDに対して可動であり、蛇行経路Eを開放及び閉鎖する。さらに、キャップCによって、滅菌剤が、蛇行経路Eを介して生物学的インジケータハウジングアセンブリBへ間接的に浸入する。滅菌剤は、気体状滅菌剤、蒸気状滅菌剤、またはこれらの組み合わせで構成されていてもよい。例としては、水蒸気、過酸化水素蒸気、過酢酸、オゾン、エチレンオキシド等が挙げられる。
評価用培地ハウジングDは、評価用培地Fを保持する保持区画または保持槽を確定する。生物学的インジケータハウジングアセンブリB、キャップC、及び培地ハウジングDを組み合わせて、滅菌サイクル後の封止構造が形成されている。その後、試験微生物をハウジングアセンブリBから評価用培地ハウジングDへと移動させ、ここで微生物を評価用培地F内に浸す。導電体対(例えば導体板)301,302は評価用培地ハウジングD内部に位置している。試験微生物と評価用培地Fとを組み合わせて、導電体301,302の間に位置する誘電体が構成されている。
蛇行経路Eは、内部表面及び試験微生物に対して微生物の汚染除去を行った後での外部からの汚染を阻止する。同時に、蛇行経路Eは、試験微生物と周囲環境との間で滅菌剤が効率的に出入りできるようにしている。
好適には親水性の微孔膜Gは、周囲環境と生物学的インジケータの間の蛇行経路E内において、キャップC内部に位置している。この微孔膜は、生物学的インジケータハウジングアセンブリB内部にある空洞(図示せず)を覆って密閉している。
膜Gは少なくとも2つの機能を行う。1番目の機能として、いかなる試験微生物もが生物学的インジケータハウジングアセンブリBの外側に出ていくことを防止する。2番目の機能として、試験微生物に接触しているハウジングアセンブリB内に滅菌剤が入ることと、ハウジングアセンブリBから滅菌剤を除去することを可能にする。これにより、滅菌工程の効果を試験している間、生物学的インジケータハウジングアセンブリBの内部にある試験微生物を確実に格納できる。
滅菌工程の効果は、試験微生物を、滅菌中の負荷と同じように滅菌剤に接触させることによって試験してもよい。滅菌剤は蛇行経路Eに沿って生物学的インジケータハウジングアセンブリBへと流れていき、そこで滅菌剤は試験微生物の上及び間へと流れ込む。滅菌工程の完了後、評価用培地ハウジングDをキャップC内に押し込む。このように押し込むと、同時に試験微生物が評価用培地F内に導入されるとともに、蛇行経路Eが閉鎖される。このように蛇行経路が閉鎖されることで、試験微生物が周囲環境から封止される。
ある実施形態において、図6〜8に図示されている容量デバイスが用いられてもよい。図6〜8を参照すると、容量デバイス100は、キャップ110と、第1区画120と、第2区画130とを有している。第1区画120は、生物学的インジケータ160を保持し、導電体301,302を収容している。生物学的インジケータ160は、担体上にある試験微生物(例えば芽胞)を備えている。第2区画130は、評価用培地150を収容している壊れやすいアンプル140を保持している。壊れやすいアンプル140はガラスアンプルであってもよい。
キャップ110は、滅菌工程で使用されるときは、図7に示されているように開位置に保持されている。次に、容量デバイス100及び滅菌される品物に滅菌工程が施される。滅菌工程中、滅菌剤は、矢印121で示されているように、キャップ110と第2区画130の間にある開口を通過して第1区画120内へと流れ込み、矢印131で示されているように、そこで生物学的インジケータ160上にある試験微生物と接触して作用する。
滅菌工程完了後、容量デバイス100は、キャップ110を下方向にねじ込んで図8に示すような閉位置にすることによって作動する。この結果、壊れやすいアンプル140は壊れてしまう。次に、評価用培地150が第2区画130から第1区画120内へと流れて、生物学的インジケータ160に接触する。生物学的インジケータ160と評価用培地150とを組み合わせて、導電体301,302の間に位置する誘電体が構成されている。その後、容量デバイス100を、電気接点307,308を含むドック306に置く。電気接点307,308はそれぞれ、導電体301,302に接触する。
検出装置50は、制御ユニット60と、インジケータ70と、センサ300とで構成されている。電源(例えばバッテリー)は、ここでは示されていないが、制御ユニット60、インジケータ70、及びセンサ300に電力を供給する。制御ユニット60はマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラであってもよい。制御ユニット60は、データを保存するデータ記憶デバイスも有していてもよい(あるいはデータ記憶デバイスに接続されている)。インジケータ70は、視覚式及び/または可聴式インジケータの形式であってもよい。これらは、1つ以上のLED、LCD、スピーカー、及び/または警報器を有していてもよい。
図2を参照すると、センサ300は、検出素子として機能するキャパシタ305を有している。キャパシタ305は、容量デバイスAの評価用培地ハウジングDの内部、または容量デバイス100の第1区画120の内部に位置している導電体対301,302で構成されている。容量デバイスA内において、評価用培地Fは導電体301,302の間に位置している。評価用培地Fは、評価用培地ハウジングD内に導入された試験微生物と組み合わさって、キャパシタ305の誘電体として機能する。容量デバイス100内では、評価用培地150は第1区画120内に流れ込み、評価用培地150と生物学的インジケータ160とが組み合わさって、導電体301,302の間にある誘電体として機能する。
キャパシタの電気的性質は、滅菌工程完了後の評価用培地に接触する試験微生物の生理的状態(つまり生存しているか死滅しているか)に応答する。この点において、例えば生存芽胞は自然の中では回転楕円体状である傾向があるが、死滅芽胞はその形態が萎んだ風船に類似している傾向にある。キャパシタの電気的性質は、死滅試験微生物が存在する場合と比べて、生存試験微生物が存在する場合の方が、測定可能な程度に異なっている。その理由は、生存試験微生物と組み合わせた評価用培地の比誘電率は、死滅試験微生物と組み合わせた評価用培地の比誘電率とは異なるからである。このように比誘電率が異なっている結果、キャパシタの容量は、死滅試験微生物と組み合わせた評価用培地と比較して、生存試験微生物と組み合わせた評価用培地の方が、測定可能な程度に異なっている。これらの容量差を観測することによって、滅菌工程が効果的であったかどうかを判定できる。
理論によって結びつけようとは思っていないが、試験微生物が死ぬと、イオンが放出され、これらのイオンの放出が、一部ではあるが、観測された容量測定値の差を生み出すものであると考えられている。生存試験微生物と死滅試験微生物とは、検出するために信号蓄積時間や成長促進培養を必要とすることなく、大幅に異なる容量を示す。よって、本発明を用いると、滅菌工程が成功したかどうかに対して瞬時に測定値を得ることが、滅菌工程の終わりに生物学的インジケータの容量を測定することによって可能である。
センサ300は「ブリッジ回路」形式である。ブリッジ回路は、未知のインピーダンス値を、値が既知の他のインピーダンスに換算して求めるために使用されてもよい。ゼロ状態を使用して未知のインピーダンスを求めるので、精度の高い測定値を得ることが可能である。ブリッジ回路は、培地ハウジングD内部(図1)、または導電体301,302の間にある第1区画120内(図6〜8)に、生存芽胞か死滅芽胞が存在することを判定するために用いられる。
センサ300は、電圧源322と、ゼロ検出器330と、電子式可変抵抗器340と、既知の容量Cのキャパシタ315と、容量Cを有するキャパシタ305と、で構成されている。キャパシタ305の容量Cは、評価用培地ハウジングD内部(図1)または第1区画120内(図6〜8)の生存試験微生物または死滅試験微生物(例えば芽胞)の存在に応じて変化する。
ある実施形態において、本発明のキャパシタは平行平板型キャパシタであってもよい。しかし、本キャパシタは、異なる形状で構成されていてもよい、例えば円筒形または球面形キャパシタが含まれるが、これらに限定するものではないことを認識すべきである。キャパシタとして球面キャパシタが用いられている場合、キャパシタの外殻に、試験微生物がキャパシタを出入りするように穴を配置してもよい。導電体は、銅、アルミニウム、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせでできていてもよい。導電体は、ガラス上の酸化インジウムスズ(ITO)で構成されていてもよい。
電子式可変抵抗器340は機械式可変抵抗器と同じ手法で機能する。この点において、電子式可変抵抗器340は3端子デバイスであってもよい。3端子のうちの2つの間には抵抗素子がある。「摺動子」として知られる3つ目の端子は、抵抗素子に沿った様々な点に接続されてもよい。図示されている実施形態において、摺動子は制御ユニット60によってデジタル制御されている。摺動子は抵抗素子を2つの抵抗RBC,RACに分割する。電子式可変抵抗器340は、カリフォルニア州サニーベールのカタリスト・セミコンダクタ社(Catalyst Semiconductor, Inc)から入手可能である、デジタル処理でプログラム可能な可変抵抗器(digitally programmable potentiometer:DPPTM)の形態であってもよい。
ある実施形態において、電圧源322は、波形が例えば正弦波またはパルス波である交流電圧信号を供給する。ゼロ検出器330は、検流計、電圧計、周波数選択増幅器等といった、ゼロ状態(つまり短絡)を検出するデバイスである。
次に、センサ300の動作を図2を参照して説明する。ブリッジ回路の各素子は、接点AC,BC,AD,BDの間で接続されている。制御ユニット60によって電子式可変抵抗器340を動作させて、接点Aと接点Bの間の電位差(VAB)がゼロになるまで抵抗RBC及びRACを変化させる。この状況が実在する場合、ブリッジは平衡状態にあると言われる、つまり「ゼロ状態」である。よって、主分岐における電圧について、以下の関係が成り立つ。
AC=VBC かつ VAD=VBD
ここでVACは接点Aと接点Cの間の電圧であり、VBCは接点Bと接点Cの間の電圧であり、VADは接点Aと接点Dの間の電圧であり、VBDは接点Bと接点Dの間の電圧である。したがって、
AD/VAC=VBD/VBC
AD=VBD/(VAC/VBC
容量Cのキャパシタ305は接点Aと接点Dの間に、既知の容量Cのキャパシタ315は接点Bと接点Dの間にそれぞれ接続されている。電子式可変抵抗器340は、接点Aから接点C、そして接点Bに接続されるが、制御ユニット60によって調整されることによって、電圧VAC及び電圧VBCを変化させる。
ゼロ検出器330でゼロが検出された場合、電流Iは接点Cから接点A、そして接点Dへと流れ、電流Iは接点Cから接点B、そして接点Dへと流れる。接点Aから接点Cの間の電圧VAC、及び接点Bから接点Cの間の電圧VBCは、
AC=IAC かつ VBC=IBC
容量Cのキャパシタ両端の電圧、電流I、周波数fは、
よって、電圧VAD及び電圧VBDは、以下のように表される。
上記で説明したように、VAD=VBD/(VAC/VBC),VAC=IAC,かつVBC=IBCである。したがって、
上記の関係に鑑みて、ゼロ状態が検出された場合、RBCとRACの抵抗値は、キャパシタ315の既知の容量Cとともに用いることによって、キャパシタ305の未知の容量値Cを求めることができる。
キャパシタ305をブリッジ回路の一要素として構成することにより、ブリッジ回路が平衡状態、つまりゼロ状態である場合に、抵抗値RAC,RBCの測定値を用いて、キャパシタ305の容量Cを求めることができる。キャパシタ305の容量Cを変更することは、評価用培地Fに生存芽胞または死滅芽胞が存在することの表れである。
平行平板型キャパシタの場合、C=(kε)(A/d)=(ε)(A/d)であり、ここでCは容量、kは比誘電率、εは自由空間の誘電率(8.85x10−12F/m)、εはキャパシタの誘電体の誘電率(ファラッド/メートル)、Aはキャパシタ板の面積(m)、dはキャパシタ板間の離隔距離をメートルで表したものである。εが増すと、容量Cも増す。キャパシタが直径Dの円板を有する平行平板型キャパシタの場合、
C=(πDε)/(4d)
キャパシタの比誘電率kは、以下の式に従って求められる。
ここで容量値Cは上述のように求められる。キャパシタの比誘電率はまた、導体板間に誘電体が挿入されている状態の容量(C)を求め、次に誘電体が挿入されていない状態の容量(C)を求めることによって決定することもできる。この2つの容量比は比誘電率に等しい。
キャパシタの応答は、印加された交流波形の特徴(例えば周波数)の影響を受ける。この点において、容量リアクタンス(X)は周波数の関数である。容量リアクタンスは、交流の流れに対して与えられた、純容量による抵抗であり、オームで表される(X=1/(2πfC))。よって、電圧源322で発生させた波形の周波数は、キャパシタの応答に影響を及ぼす。
センサ300はブリッジ回路形式であるとして示されているが、他のタイプの回路及び技術(他のタイプのブリッジ回路や容量計を含む)を用いて容量を測定してもよい。例えば、図3は代替センサ300Aを図示している。センサ300AはLC共振回路であり、可変キャパシタ325(容量Cを有している)と、上述したように、検出素子として機能するキャパシタ305(容量Cを有している)とを有している。共振周波数ω=[L(C+C)]−1/2であるので、キャパシタ305の未知の容量Cを求めることができる。
図4は、本発明とともに使用するのに適している、さらに別の代替センサ300Bを図示している。センサ300Bは「電荷移動」センサ回路である。電荷移動センサ回路は、フェムトファラッド分の1の分解能が得られると認められている。電荷移動センサ回路内では、検知電極の未知の容量Cは、検知電極に充電して固定電位にした後、その電荷を既知の容量Cのキャパシタ335を備えた電荷検出器まで移動させることによって求められる。センサ300Bでは、未知の容量Cのキャパシタ305は、上述したように検出素子として機能する。この点において、評価用培地と芽胞はキャパシタ305の両導体板間の間隙を充填し、これによりキャパシタ305の絶縁体、つまり「誘電体」として機能する。キャパシタ305はまず、スイッチSを介して直流基準電圧(V)に接続される。スイッチSは、キャパシタ305が十分に充電されて電位がVになった後に再び開放される。その後、コンダクタンスによって生じる漏れの影響を最小限にするためにできる限り短い遅延後に、スイッチSを閉じて、キャパシタ305上にある電荷(Q)をキャパシタ335(つまり電荷検出器)へと移動させる。電荷Qが十分にキャパシタ335へと移動したら、スイッチSを再び開放する。電圧Vを読み取ることにより、キャパシタ305の容量Cを求めることができる。Vを増幅器へ入力して、デジタル処理に有用な電圧範囲を有するアナログ・デジタル変換器(analog−to−digital converter:ADC)を提示するのに必要なスケーリングを行ってもよい。スイッチSは電荷移動サイクル間で電荷をリセットするリセット手段として機能するので、各電荷移動サイクルは一貫した初期条件を有している。スイッチS,S,Sは電気機械式スイッチまたはトランジスタであってもよい。好適には、デジタル制御倫理回路を用いてスイッチS,S,Sを制御する。キャパシタ335はキャパシタ305よりも大幅に大きくてもよい。
センサ300Bを決定する式は以下のとおりである。
=V[C/(C+C)]
よって、C=V/[V−V
電荷移動センサは、自立式容量・デジタル変換器(capacitance−to−digital−converter:CDC)集積回路(IC)内に適用されてきた。例えば、クアンタム・リサーチ・グループ(Quantum Research Group)は、フェムトファラッドレベルの電荷を容量で検出する、QProx(商標)CDCセンサIC(例えばQT300及びQT301 CDCセンサIC)を製造している。CDCセンサICは、検出した入力容量に相当するデジタル値を出力する。外部サンプリングキャパシタの値によって、センサの利得が制御される。
他の高感度回路は、例えば英国チェシア州のプロセストモグラフィー社(Process Tomography Limited)製のPTL110容量変換器といった、使用可能なデバイスによって提供される。PTL110は、1fFの分解能を有し、小さな容量値(10pFまで)を測定する。ニューヨーク州ウェストベリーのIETラボ社(IET Labs,Inc.)製7600 Plus Precision LCR容量測定ブリッジによって、0.01fF〜10Fの範囲の容量の測定が可能になる。テクトロニクス社(Tektronix)は、0.3pF〜3pFの容量を測定する、Tektronix 130 LC測定器を製造している。従来技術文献において、現代の演算増幅器とアナログ・デジタル変換器(ADC)を使用している容量センサ回路では、0.01pFまでの分解能が簡単に得られることも認められている。ある実施形態において、誘電体セルを使用して、より正確な容量の読み取り値を、無関係の電気信号を排除することによって提供してもよい。ASTM D150を参照のこと。
ここで、図1に図示されているような本発明の動作を要約する。容量デバイスAは、少なくとも1つの滅菌される品物を収容している筐体内に位置している。ハウジングアセンブリB内の試験微生物は、滅菌される品物とともに、滅菌を行うのに効果的な時間の間、滅菌剤に曝露される。滅菌工程中、図1に示されているように、試験微生物はハウジングアセンブリB内部に保持されている。滅菌工程完了後、試験微生物は評価用培地Fに混合される。評価用培地は、試験微生物と混ぜ合わされて、導電体301,302の間に配置されて誘電体を構成している。検出装置50によりキャパシタの測定容量が求められることによって、試験微生物が生存しているか死滅しているかを確認する。
本発明のある実施形態に従って、滅菌工程の有効性を判定する方法は、(a)試験微生物を備えている生物学的インジケータを、少なくとも1つの滅菌される品物を収容する領域内に配置するステップと、(b)少なくとも1つの品物と生物学的インジケータを滅菌剤に曝露するステップと、(c)滅菌剤への曝露後に、生物学的インジケータと評価用培地をキャパシタの導電体対の間に配置するステップであって、生物学的インジケータと評価用培地はキャパシタの誘電体として作用しているステップと、(d)キャパシタの容量を測定するステップと、(e)測定された容量値が生存試験微生物の存在を示しているかどうかを判定するステップと、を含んでいる。存在していれば、容量値を用いて、滅菌工程を生き延びた生存試験微生物を計数してもよい。生存試験微生物が存在しているかどうか、及び、もし存在していればその個数の判定は、瞬時に、または約2000秒までの時間内に、または約1500秒までの時間内に、または約1000秒までの時間内に、または約500秒までの時間内に、または約200秒までの時間内に、または約100秒までの時間内に、または約50秒までの時間内に、または約30秒までの時間内に、または約5秒〜約2000秒の時間内に、または約10〜約1800秒の時間内に、または約20〜約1500秒の時間内に、または約30〜約1200秒の時間内に、または約50〜約1000秒の時間内に、または約60〜約800秒の時間内に、または約100〜約600秒の時間内に、または約200〜約600秒の時間内に、または約300〜約600秒の時間内に、行うことができる。
制御容量値は予め求められていて、、制御ユニット60のメモリ内に事前に記憶されていてもよい。制御容量値はいくつかの要因次第で、例えば、評価用培地の種類、試験微生物数、キャパシタの物理的構成(例えばキャパシタ板の寸法や形状)等によって決まってもよい。
インジケータ70は、生存可能な試験微生物が検出されているかどうかに対する視覚式及び/または可聴式指標を与えるために使用してもよい。例えば、生存可能な試験微生物が存在しない(つまり滅菌サイクルが成功した)ことを示すために緑色LEDを点灯させてもよく、また、生存可能な試験微生物が存在する(つまり滅菌サイクルが成功しなかった)ことを示すために赤色LEDを点灯させてもよい。あるいは、生存可能な試験微生物が存在していると判定されたときに警報音を作動させてもよい。
[例1]
キーサイト・テクノロジー(Keysight Technologies)社のモデルである、1000pF〜199.99mFの測定範囲を有するU1701B手持式容量計を用いて、2組の芽胞試験片の試験を行う。一方の組の芽胞試験片(処理後)には水蒸気による滅菌工程が施され、もう一方の組(未処理)には滅菌工程が施されていない。キーサイト社製容量計をバイオ・ラッド社製ショックポッド(Bio−Rad Shock Pod)に電気的に接続する。バイオ・ラッド ショックポッドは、マイルス社製(Mirus)のIngenio 0.2cmキュベットと電気通信が行える。キュベットは、高さが4.5cm(キャップを除く)、両側面が1.2cmの使い捨てプラスチック容器である。キュベットの2つの対向側面それぞれの側壁は、アルミニウム板(各々が高さ2cmで幅1cm)で構成されている。アルミニウム板は側壁全体に延在し、キュベットの内側に通じている。アルミニウム板は導電体として機能する。キュベット内部における板同士の間隙は0.2cmである。
試験片は、ステリス社供給のS40(登録商標)滅菌剤濃縮液用ベリファイ(登録商標)芽胞試験片である。この試験片は幅0.6cm、長さ3.8cm、厚さ0.1cm未満のセルロース片である。この試験片は約10芽胞のゲオバチルス・ステアロサーモフィルス芽胞群によって特徴づけられる。この試験片のうちの1枚を、長さが1.9cmになるように折り重ねる。この試験片をキュベット内に挿入し、アルミニウム板同士の間に配置する。20%グリセロール(v/v)水溶液をキュベットに加えることによって各板の頂部を覆い、これにより全ての隙間を塞ぐ。試験片はグリセロール溶液と組み合わさって、誘電体を構成する。アルミニウム板は導電体として機能する。各試験片の容量は、キーサイト社製容量計を用いて、電気信号を導電体に印加して容量を測定することによって求められる。
各試験片(処理後のものと未処理のもの)の追加サンプルを増殖用培地に移動させて、芽胞片の芽胞の状態を確認する。未処理の試験片上の芽胞は一晩で成長するが、処理後の試験片上の芽胞は成長しない。これは、処理後の試験片では完全に芽胞が死滅した、つまり、滅菌が成功したことを示している。
処理後の試験片は、1004ナノファラッド(nF)の容量値を、33nFの標準偏差で示す。未処理の試験片は、626nFの容量値を、23nFの標準偏差で示す。これらの結果を図5に示す。
[例2]
例1において、未処理の試験片(芽胞が生存)の場合、1つの標準偏差での容量値は、626nF+23nF=649nFから626nF−23nF=603nFまでである。例1において、処理後の試験片(芽胞が死滅)の場合、1つの標準偏差での容量値は1004−33=971nFから1004+33nF=1037nFまでである。この例の目的上、試験片の芽胞の個体数は10芽胞であると想定される。キャパシタが生存芽胞を1つ検出するのに必要な最小精度水準を求めるために、971nF−649nF(死滅芽胞10個の最小値マイナス生存芽胞10個の最大値)=322nFのようにして、容量値の差が求められる。この数を10芽胞で除算すると、0.32pF/芽胞(または約0.3pF/芽胞)が得られる。これは、約0.3pF未満の精度のキャパシタンスブリッジを用いる際には、10芽胞の中から生存芽胞を1つ検出することができることを表している。1つの生存芽胞も検出できない場合は、芽胞の全てが死滅しており、滅菌工程が成功している。
[例3]
Andeen−Hagerling社AH2700A型キャパシタンスブリッジ用ソフトウェアを使用して、芽胞を計数するための容量値を求める。AH2700A型キャパシタンスブリッジの分解能は0.8aFである。例2に示されているように、生存芽胞の存在を検出するには0.3pF/芽胞の変化が必要であるので、0.8aFの分解能値は必要分解能の375倍優れている(0.3pF/0.8aF=375)。AH2700A型キャパシタンスブリッジの精度は5ppm、つまり5E(−6)である。この精度はAH2700A型キャパシタンスブリッジが測定可能な最大値(1.5マイクロファラッド)に基づいていると想定される場合、精度は5E(−6)x1.5E(−6)=7.5E(−12)=7.5pFである。しかし、上述したように、生存芽胞が1つ存在していることを表すためには、0.3pFの精度が必要である。7.5pFの精度では、25個の生存芽胞に変換される容量変化を示す((7.5pF)(0.3pF/芽胞)=25芽胞)ことができる。
AH2700A型キャパシタンスブリッジが提供するソフトウェアを用いて、0.3pF未満の精度水準を得るのに必要と考えられる容量値は15nF以下であると求められる。これは、滅菌前には元々10個の生存芽胞を含有していた処理後の試験片上で、生存芽胞を1つ検出することができるキャパシタを供給可能であることを意味する。このことを実証するAH2700A型ャパシタンスブリッジのソフトウェアの値は、以下のとおりである。
[例4]
試験片が枯草菌芽胞を含有する未処理の試験片である場合を除き、例1で用いた手順を繰り返す。これを何もないセルロース片と比較する。未処理の試験片が示す容量値は609.2nFである。何もないセルロース片が示す容量値は1042.7nFである。
[例5]
例1で示した試験片を用いて統計分析を行い、処理後の試験片と未処理の試験片に対して容量値に統計的差異が存在するかどうかを判定する。2つのキュベット(1つは処理後の試験片用、もう1つは未処理の試験片用)をバイオ・ラッド ショックポッド内に別々に配置し、キーサイト社製容量計を作動させる。各試験片を用いて、初期容量の読み取りを行い、15分の間で5分ごとに読み取りを行う(180個の読み取り値)。最初の15分の試行(180データポイント)の終わりに、データを集約する。この1回目の試行の結果を、以下において「live 1」(1回目の試行、未処理芽胞片)及び「dead 1」(1回目の試行、処理後芽胞片)として表中に報告する。次に、2回目の試行、そして3回目の試行でこの容量計を作動させて、各試行の構成として、15分の間で5分ごとに読み取りを行う(180個の読み取り値)。2回目及び3回目の試行の結果を、以下において「live 2」(2回目の試行、未処理芽胞片)、「dead 2」(2回目の試行、処理後芽胞片)、「live 3」(3回目の試行、未処理芽胞片)及び「dead 3」(3回目の試行、処理後芽胞片)として表中に報告する。この3回の試行でのデータも合わせて(540個の読み取り値)、以下において「all live」(1回目、2回目、及び3回目の試行を合わせたもの、未処理芽胞片)及び「all dead」(1回目、2回目、及び3回目の試行を合わせたもの、処理後芽胞片)として報告する。以下に示す数値はナノファラッド(nF)単位で測定された容量値である。
使用されている分析は、2つの独立した母集団の各平均がターゲット値に等しいかどうかを判定する、2標本t検定と称することができる。下記のデータにおいて、「個数」は、読み取り値またはデータポイントの数である(各分析の場合は180、処理後芽胞片及び非処理芽胞片からの全データポイントが示されていて個数は540である最後の分析を除く)。「平均」という語は、nF単位で測定された容量値の合計をデータポイント数(個数)で割った値を指す。「標準偏差」という語は標準偏差を指し、1つのサンプル内での容量値のばらつきの測定値である。「平均標準誤差」という語は、サンプル間の容量値のばらつきの測定値である、平均の標準誤差を指す。「差=μ(live_)−μ(dead_)」という語は、生存数検定と死滅数検定の各平均の差を指す。「差の概算値」という語は、芽胞の母集団の統計に基づいた2つの平均の差の概算値を指す。「差の95%信頼区間」という語は、95%信頼区間の範囲を指し、その組が0を含む場合にその標本組の平均は同等であるとみなされる。「差のt検定」という語は、両方の平均が同等である(T=0)という検定の仮定を指す。「t値」という語は、T=0と比較した場合のt検定の計算値を指す。「p値」という語は、同等であるという判定に通常使用される値を指す。本明細書で使用されている信頼区間は95%であり、したがって、p値に対して0.05以上のいずれの値も、芽胞の母集団の平均が同等であることを示している。「自由度」という語は、検定における自由度を指す。
結果を以下に示す。
これらの試験結果から、95%信頼水準で、生存芽胞を有する(未処理)芽胞片を、死滅芽胞を有する(処理後)芽胞片と比較すると、容量値に統計的差異が存在することが示されている。
種々の実施形態との関連で本発明を説明してきたが、本明細書を読めば、その様々な変形が当業者には明らかであることが理解されよう。したがって、本明細書で開示されている本発明には、添付請求項の範囲の範疇にあり得る、あらゆるこのような変形も含まれることが理解されよう。
[例1]
キーサイト・テクノロジー(Keysight Technologies)社のモデルである、0.1pF〜199.99mFの測定範囲を有するU1701B手持式容量計を用いて、2組の芽胞試験片の試験を行う。一方の組の芽胞試験片(処理後)には水蒸気による滅菌工程が施され、もう一方の組(未処理)には滅菌工程が施されていない。キーサイト社製容量計をバイオ・ラッド社製ショックポッド(Bio−Rad Shock Pod)に電気的に接続する。バイオ・ラッド ショックポッドは、マイルス社製(Mirus)のIngenio 0.2cmキュベットと電気通信が行える。キュベットは、高さが4.5cm(キャップを除く)、両側面が1.2cmの使い捨てプラスチック容器である。キュベットの2つの対向側面それぞれの側壁は、アルミニウム板(各々が高さ2cmで幅1cm)で構成されている。アルミニウム板は側壁全体に延在し、キュベットの内側に通じている。アルミニウム板は導電体として機能する。キュベット内部における板同士の間隙は0.2cmである。

Claims (184)

  1. 誘電体によって隔てられている2つの導電体を備えているキャパシタであって、前記誘電体は生物学的インジケータと評価用培地とを備えていて、前記生物学的インジケータは試験微生物を備えている、キャパシタ。
  2. 前記試験微生物は細菌で構成されている、請求項1記載のキャパシタ。
  3. 前記試験微生物は芽胞で構成されている、請求項1または2に記載のキャパシタ。
  4. 前記試験微生物は細菌の芽胞で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  5. 前記生物学的インジケータは担体上に芽胞を備えている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  6. 前記生物学的インジケータは担体上に細菌の芽胞を備えている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  7. 前記評価用培地は、比誘電率が1〜約90の範囲である液体または気体を備えており、前記比誘電率は約−10℃〜約60℃の範囲の温度で求められる、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  8. 前記評価用培地は、空気、1または複数の溶媒、アルコール類、多価アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、炭化水素類、ハロゲン置換炭化水素、窒素化合物、無水物類、油類、酢酸塩類、シアノ酢酸塩類、チオシアン酸塩類、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  9. 前記評価用培地は、水、ジメチルスルホキシド、酸化重水素、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、フェノール、ビフェニル、ベンジルアルコール、クレオソール、グリコール、ペンタンジオール、グリセロール、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ブタナール、ブチルアルデヒド、サリチルアルデヒド,アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘプチルシクロペンタノン、ベンゾフェノン、ベンゾイルアセトン、クロロアセトン、シクロヘキサノン、ヘキサノン、クロロメタン、ブロモメタン、塩化ベンジル、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタン、アセトニトリル、ニトロトルエン、ブチロニトリル、ラクトニトリル、アンモニア、ホルムアミド、ヒドラジン、ニトロベンゼン、ピリジン、プロプリオニトリル、ニトロベンゼン、無水マレイン酸、無水酪酸、無水酢酸、ヒマシ油、シアノ酢酸メチル、クロロ酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シアノ酢酸エチル、チオシアン酸エチル、チオシアン酸ペンチル、シアン化水素酸、過酸化水素、トリフルオロ酢酸、乳酸、ジクロロ酢酸、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  10. 前記導電体は金属板または金属薄板で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  11. 前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  12. 前記導電体は、ガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項1から10のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  13. 前記キャパシタは巻かれることによって、前記導電体の間に位置する絶縁層を有する円筒形を形成する、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  14. 前記導電体には導線が接続されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  15. 前記キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  16. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項15記載のキャパシタ。
  17. 前記誘電体は約0.1nF〜約20mFの範囲の容量を有している、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  18. 前記試験微生物は芽胞で構成されており、前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  19. 前記試験微生物は芽胞で構成されており、前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  20. 前記試験微生物は芽胞で構成されており、前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  21. 前記誘電体は前記試験微生物の約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位を備えている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  22. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  23. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  24. 各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  25. 前記導電体は間隙で隔てられていて、前記間隙によって与えられた離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、先行する請求項のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  26. 前記誘電体は液体で構成されている、請求項1から4、6から21、または25のいずれか1項に記載のキャパシタ。
  27. 生物学的インジケータを収容している第1区画であって、前記生物学的インジケータは試験微生物を備えており、前記第1区画は間隙で隔てられている2つの導電体を収容していて、前記生物学的インジケータは前記導電体の間にある前記間隙内に位置しており、前記第1区画は滅菌工程中に滅菌剤が前記生物学的インジケータと接触できるように構成されている、第1区画と、
    評価用培地を収容している第2区画であって、前記第2区画は、前記滅菌工程中に、前記評価用培地が前記生物学的インジケータから隔てられている状態を保持するように構成されていて、前記第2区画は、前記生物学的インジケータが前記滅菌剤に曝露された後に、前記評価用培地が流れ込んで前記生物学的インジケータに接触できるように構成されており、前記生物学的インジケータと前記評価用培地とが前記導電体の間で誘電体を構成している、第2区画と、
    を備えている、容量デバイス。
  28. 前記容量デバイスは前記滅菌工程の効果を確認するための検出装置に接続されている、請求項27記載の容量デバイス。
  29. 前記検出装置は、制御ユニットと、インジケータと、センサとを備えている、請求項28記載の容量デバイス。
  30. 前記センサは前記導電体に接続するように構成されている、請求項29記載の容量デバイス。
  31. 前記導電体には導線が接続されている、請求項27記載の容量デバイス。
  32. 前記容量デバイスはキャパシタンスブリッジに接続されている、請求項27記載の容量デバイス。
  33. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項32記載の容量デバイス。
  34. 前記誘電体の容量は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項27記載の容量デバイス。
  35. 前記試験微生物は細菌で構成されている、請求項27から34のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  36. 前記試験微生物は芽胞で構成されている、請求項27から35のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  37. 前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項36記載の容量デバイス。
  38. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項36記載の容量デバイス。
  39. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項36記載の容量デバイス。
  40. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体上にある前記試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項27から39のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  41. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記容量デバイスの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項27から40のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  42. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、請求項27から41のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  43. 前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項27から42のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  44. 前記導電体は、ガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項27から42のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  45. 各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項27から44のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  46. 前記導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項27から45のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  47. 前記評価用培地は、誘電率が1〜約90の範囲である液体を備えており、前記誘電率は約−10℃〜約60℃の範囲の温度で求められる、請求項27から46のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  48. 前記評価用培地は、1または複数の溶媒、アルコール類、多価アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、炭化水素類、ハロゲン置換炭化水素、窒素化合物、無水物類、油類、酢酸塩類、シアノ酢酸塩類、チオシアン酸塩類、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項27から47のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  49. 前記評価用培地は、水、ジメチルスルホキシド、酸化重水素、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、フェノール、ビフェニル、ベンジルアルコール、クレオソール、グリコール、ペンタンジオール、グリセロール、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ブタナール、ブチルアルデヒド、サリチルアルデヒド,アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘプチルシクロペンタノン、ベンゾフェノン、ベンゾイルアセトン、クロロアセトン、シクロヘキサノン、ヘキサノン、クロロメタン、ブロモメタン、塩化ベンジル、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタン、アセトニトリル、ニトロトルエン、ブチロニトリル、ラクトニトリル、アンモニア、ホルムアミド、ヒドラジン、ニトロベンゼン、ピリジン、プロプリオニトリル、ニトロベンゼン、無水マレイン酸、無水酪酸、無水酢酸、ヒマシ油、シアノ酢酸メチル、クロロ酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シアノ酢酸エチル、チオシアン酸エチル、チオシアン酸ペンチル、シアン化水素酸、過酸化水素、トリフルオロ酢酸、乳酸、ジクロロ酢酸、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項27から47のいずれか1項に記載の容量デバイス。
  50. 生物学的インジケータを分析する工程であって、
    前記生物学的インジケータと評価用培地をキャパシタ内に配置して、前記生物学的インジケータは試験微生物を備えており、前記キャパシタは2つの導電体を備えていて、前記生物学的インジケータ及び前記評価用培地は前記2つの導電体の間に配置されて前記キャパシタの誘電体を構成しており、
    前記導電体に電気信号を印加し、
    前記キャパシタの容量を測定し、
    前記キャパシタの容量から、前記試験微生物のうちのいずれかが生存しているかどうかを判定する、工程。
  51. 前記キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている、請求項50記載の工程。
  52. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項51記載の工程。
  53. 前記誘電体は約0.1nF〜約20mFの範囲の容量を有している、請求項50から52のいずれか1項に記載の工程。
  54. 前記試験微生物は細菌で構成されている、請求項50から53のいずれか1項に記載の工程。
  55. 前記試験微生物は芽胞で構成されている、請求項50から54のいずれか1項に記載の工程。
  56. 前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項55記載の工程。
  57. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項55記載の工程。
  58. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項55記載の工程。
  59. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体上にある前記試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項50から58のいずれか1項に記載の工程。
  60. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項50から59のいずれか1項に記載の工程。
  61. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、請求項50から60のいずれか1項に記載の工程。
  62. 前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項50から61のいずれか1項に記載の工程。
  63. 前記導電体は、ガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項50から61のいずれか1項に記載の工程。
  64. 各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項50から63のいずれか1項に記載の工程。
  65. 前記導電体は間隙で隔てられていて、前記間隙によって与えられた離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項50から64のいずれか1項に記載の工程。
  66. 前記評価用培地は、比誘電率が約1〜約90の範囲である液体または気体を備えており、前記比誘電率は約−10℃〜約60℃の範囲の温度で求められる、請求項50から65のいずれか1項に記載の工程。
  67. 前記評価用培地は、空気、1または複数の溶媒、アルコール類、多価アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、炭化水素類、ハロゲン置換炭化水素、窒素化合物、無水物類、油類、酢酸塩類、シアノ酢酸塩類、チオシアン酸塩類、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項50から66のいずれか1項に記載の工程。
  68. 前記評価用培地は、水、ジメチルスルホキシド、酸化重水素、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、フェノール、ビフェニル、ベンジルアルコール、クレオソール、グリコール、ペンタンジオール、グリセロール、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ブタナール、ブチルアルデヒド、サリチルアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘプチルシクロペンタノン、ベンゾフェノン、ベンゾイルアセトン、クロロアセトン、シクロヘキサノン、ヘキサノン、クロロメタン、ブロモメタン、塩化ベンジル、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタン、アセトニトリル、ニトロトルエン、ブチロニトリル、ラクトニトリル、アンモニア、ホルムアミド、ヒドラジン、ニトロベンゼン、ピリジン、プロプリオニトリル、ニトロベンゼン、無水マレイン酸、無水酪酸、無水酢酸、ヒマシ油、シアノ酢酸メチル、クロロ酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シアノ酢酸エチル、チオシアン酸エチル、チオシアン酸ペンチル、シアン化水素酸、過酸化水素、トリフルオロ酢酸、乳酸、ジクロロ酢酸、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項50から67のいずれか1項に記載の工程。
  69. 前記試験微生物のうちの全てが死滅している、請求項50から68のいずれか1項に記載の工程。
  70. 前記試験微生物のうちのいくつかは生存していて、生存試験微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項50から68のいずれか1項に記載の工程。
  71. 滅菌工程の有効性を判定する工程であって、
    滅菌される製品と生物学的インジケータとを滅菌剤に曝露させて、前記生物学的インジケータは試験微生物を備えており、
    前記生物学的インジケータと評価用培地とをキャパシタ内に配置して、前記キャパシタは2つの導電体を備えていて、前記生物学的インジケータ及び前記評価用培地は前記2つの導電体の間に配置されて前記キャパシタの誘電体を構成しており、
    前記導電体に電気信号を印加し、
    前記キャパシタの容量を測定し、
    前記キャパシタの容量から、前記試験微生物のうちのいずれかが生存しているかどうかを判定する、工程。
  72. 前記滅菌剤は、過酸化水素蒸気、水蒸気、エチレンオキシド、過酢酸、オゾン、紫外線光、放射線、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項71記載の工程。
  73. 前記キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている、請求項71または72に記載の工程。
  74. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項73記載の工程。
  75. 前記誘電体の容量は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項71から74のいずれか1項に記載の工程。
  76. 前記試験微生物は細菌で構成されている、請求項71から75のいずれか1項に記載の工程。
  77. 前記試験微生物は芽胞で構成されている、請求項71から76のいずれか1項に記載の工程。
  78. 前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項77記載の工程。
  79. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項77記載の工程。
  80. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項77記載の工程。
  81. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体上にある前記試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項71から80のいずれか1項に記載の工程。
  82. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項71から81のいずれか1項に記載の工程。
  83. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、請求項71から82のいずれか1項に記載の工程。
  84. 前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項71から83のいずれか1項に記載の工程。
  85. 前記導電体は、ガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項71から83のいずれか1項に記載の工程。
  86. 各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項71から85のいずれか1項に記載の工程。
  87. 前記導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項71から86のいずれか1項に記載の工程。
  88. 前記評価用培地は、比誘電率が1〜約90の範囲である液体または気体を備えており、前記比誘電率は約−10℃〜約60℃の範囲の温度で求められる、請求項71から87のいずれか1項に記載の工程。
  89. 前記評価用培地は、空気、1または複数の溶媒、アルコール類、多価アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、炭化水素類、ハロゲン置換炭化水素、窒素化合物、無水物類、油類、酢酸塩類、シアノ酢酸塩類、チオシアン酸塩類、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項71から88のいずれか1項に記載の工程。
  90. 前記評価用培地は、水、ジメチルスルホキシド、酸化重水素、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、フェノール、ビフェニル、ベンジルアルコール、クレオソール、グリコール、ペンタンジオール、グリセロール、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ブタナール、ブチルアルデヒド、サリチルアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘプチルシクロペンタノン、ベンゾフェノン、ベンゾイルアセトン、クロロアセトン、シクロヘキサノン、ヘキサノン、クロロメタン、ブロモメタン、塩化ベンジル、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタン、アセトニトリル、ニトロトルエン、ブチロニトリル、ラクトニトリル、アンモニア、ホルムアミド、ヒドラジン、ニトロベンゼン、ピリジン、プロプリオニトリル、ニトロベンゼン、無水マレイン酸、無水酪酸、無水酢酸、ヒマシ油、シアノ酢酸メチル、クロロ酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シアノ酢酸エチル、チオシアン酸エチル、チオシアン酸ペンチル、シアン化水素酸、過酸化水素、トリフルオロ酢酸、乳酸、ジクロロ酢酸、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項71から89のいずれか1項に記載の工程。
  91. 前記試験微生物のうちの全てが死滅している、請求項71から90のいずれか1項に記載の工程。
  92. 前記試験微生物のうちのいくつかは生存していて、生存試験微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項71から90のいずれか1項に記載の工程。
  93. 滅菌工程の有効性を判定する工程であって、
    (a)滅菌される製品と生物学的インジケータとを滅菌剤に曝露させて、前記生物学的インジケータは、試験微生物を備えていてキャパシタ内に配置されており、前記キャパシタは2つの導電体を備えていて、前記生物学的インジケータは前記導電体の間に配置されていて、
    (b)前記生物学的インジケータと接触している前記導電体の間に評価用培地を配置して、前記キャパシタの誘電体を構成し、
    (c)前記導電体に電気信号を印加し、
    (d)前記キャパシタの容量を測定し、
    (e)前記キャパシタの容量から、前記試験微生物のうちのいずれかが生存しているかどうかを判定する、工程。
  94. 前記滅菌剤は、過酸化水素蒸気、水蒸気、エチレンオキシド、過酢酸、オゾン、紫外線光、放射線、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項93記載の工程。
  95. 前記キャパシタはキャパシタンスブリッジに接続されている、請求項93または94に記載の工程。
  96. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項95記載の工程。
  97. 前記誘電体の容量は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項93から96のいずれか1項に記載の工程。
  98. 前記試験微生物は細菌で構成されている、請求項93から97のいずれか1項に記載の工程。
  99. 前記試験微生物は芽胞で構成されている、請求項93から98のいずれか1項に記載の工程。
  100. 前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項99記載の工程。
  101. 前記芽胞は、
    前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項99記載の工程。
  102. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項99記載の工程。
  103. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体上にある前記試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項93から102のいずれか1項に記載の工程。
  104. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項93から103のいずれか1項に記載の工程。
  105. 前記試験微生物は担体上にあり、前記担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、請求項93から104のいずれか1項に記載の工程。
  106. 前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項93から105のいずれか1項に記載の工程。
  107. 前記導電体は、ガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項93から105のいずれか1項に記載の工程。
  108. 各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項93から107のいずれか1項に記載の工程。
  109. 前記導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項93から108のいずれか1項に記載の工程。
  110. 前記評価用培地は、比誘電率が約1〜約90の範囲である液体または気体を備えており、前記比誘電率は約−10℃〜約60℃の範囲の温度で求められる、請求項93から109のいずれか1項に記載の工程。
  111. 前記評価用培地は、空気、1または複数の溶媒、アルコール類、多価アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、炭化水素類、ハロゲン置換炭化水素、窒素化合物、無水物類、油類、酢酸塩類、シアノ酢酸塩類、チオシアン酸塩類、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項93から110のいずれか1項に記載の工程。
  112. 前記評価用培地は、水、ジメチルスルホキシド、酸化重水素、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、フェノール、ビフェニル、ベンジルアルコール、クレオソール、グリコール、ペンタンジオール、グリセロール、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ブタナール、ブチルアルデヒド、サリチルアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ヘプチルシクロペンタノン、ベンゾフェノン、ベンゾイルアセトン、クロロアセトン、シクロヘキサノン、ヘキサノン、クロロメタン、ブロモメタン、塩化ベンジル、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタン、アセトニトリル、ニトロトルエン、ブチロニトリル、ラクトニトリル、アンモニア、ホルムアミド、ヒドラジン、ニトロベンゼン、ピリジン、プロプリオニトリル、ニトロベンゼン、無水マレイン酸、無水酪酸、無水酢酸、ヒマシ油、シアノ酢酸メチル、クロロ酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シアノ酢酸エチル、チオシアン酸エチル、チオシアン酸ペンチル、シアン化水素酸、過酸化水素、トリフルオロ酢酸、乳酸、ジクロロ酢酸、またはこれらの2つ以上の混合物で構成されている、請求項93から111のいずれか1項に記載の工程。
  113. 前記試験微生物のうちの全てが死滅している、請求項93から112のいずれか1項に記載の工程。
  114. 前記試験微生物のうちのいくつかは生存していて、生存試験微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項93から112のいずれか1項に記載の工程。
  115. ステップ(a)の間、前記滅菌される製品と前記生物学的インジケータは筐体内に位置して前記滅菌剤に曝露されている状態であり、ステップ(b)、(c)、(d)、(e)の間、前記生物学的インジケータは前記筐体の内部に位置している、請求項93から114のいずれか1項に記載の工程。
  116. ステップ(a)の間、前記滅菌される製品と前記生物学的インジケータは筐体内に位置して前記滅菌剤に曝露されている状態であり、ステップ(b)、(c)、(d)、(e)の間、前記生物学的インジケータは前記筐体から取り出されている、請求項93から114のいずれか1項に記載の工程。
  117. 処理後の生物学的インジケータ上にある試験微生物を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程であって、
    (a)前記容量試験システムを、(1)前記試験微生物の全てが死滅している状態の試験微生物を含有する全死滅制御用生物学的インジケータを用いて、全死滅容量制御値を定めるように、及び、(2)前記試験微生物の全てが生存している状態の試験微生物を含有する生存制御用生物学的インジケータを用いて、全生存容量制御値を定めるように、較正し、前記全死滅制御用生物学的インジケータ及び前記全生存制御用生物学的インジケータは、死滅試験微生物か生存試験微生物が存在していることを除いて同じであり、前記全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、試験微生物の概算数が同じであり、
    (b)前記全生存容量制御値と前記全死滅容量制御値との差を求めて正味の容量制御値を得て、
    (c)正味の容量制御値を、前記全生存制御用生物学的インジケータ上にある試験微生物の概算数で除算し、各試験微生物の容量値を得て、
    (d)処理後の生物学的インジケータの容量値を求め、
    (e)(d)での処理後の生物学的インジケータの容量値と(a)での前記全死滅容量制御値との差を求めて、正味の処理後容量値を得て、
    (f)(e)での前記正味の処理後容量値を、(c)での各試験微生物の容量値で除算し、前記処理後の生物学的インジケータ上にある生存試験微生物数を得る、工程。
  118. 処理後の生物学的インジケータ上にある芽胞を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程であって、
    (a)前記容量試験システムを、(1)前記芽胞の全てが死滅している状態の芽胞を含有する全死滅制御用生物学的インジケータを用いて、全死滅容量制御値を定めるように、及び、(2)前記芽胞の全てが生存している状態の芽胞を含有する生存制御用生物学的インジケータを用いて、全生存容量制御値を定めるように、較正し、前記全死滅制御用生物学的インジケータ及び前記全生存制御用生物学的インジケータは、死滅芽胞か生存芽胞が存在していることを除いて同じであり、前記全死滅制御用生物学的インジケータ及び全生存制御用生物学的インジケータは、芽胞の概算数が同じであり、
    (b)前記全生存容量制御値と前記全死滅容量制御値との差を求めて正味の容量制御値を得て、
    (c)正味の容量制御値を、前記全生存制御用生物学的インジケータ上にある芽胞の概算数で除算し、各芽胞の容量値を得て、
    (d)処理後の生物学的インジケータの容量値を求め、
    (e)(d)での処理後の生物学的インジケータの容量値と(a)での前記全死滅容量制御値との差を求めて、正味の処理後容量値を得て、
    (f)(e)での前記正味の処理後容量値を、(c)での各芽胞の容量値で除算し、前記処理後の生物学的インジケータ上にある生存芽胞数を得る、工程。
  119. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項117または118に記載の工程。
  120. 前記キャパシタは誘電体を備えていて、前記誘電体の容量は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項117または118に記載の工程。
  121. 前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータ上にある前記芽胞は、細菌の芽胞で構成されている、請求項118から120のいずれか1項に記載の工程。
  122. 前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータ上にある前記芽胞は、バチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項118から120のいずれか1項に記載の工程。
  123. 前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータ上にある前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項118から120のいずれか1項に記載の工程。
  124. 前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータ上にある前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項118から120のいずれか1項に記載の工程。
  125. 前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータは、担体上に芽胞を備えていて、前記担体上にある前記試験微生物の個体数は、約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項118から124のいずれか1項に記載の工程。
  126. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータは、担体上に芽胞を備えていて、各生物学的インジケータの前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項118から125のいずれか1項に記載の工程。
  127. 前記全死滅制御用生物学的インジケータ、前記全生存制御用生物学的インジケータ、及び前記処理後の生物学的インジケータは、担体上に芽胞を備えていて、各生物学的インジケータの前記担体は、長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、請求項118から126のいずれか1項に記載の工程。
  128. 前記キャパシタは導電体を備えており、前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項117から127のいずれか1項に記載の工程。
  129. 前記キャパシタは導電体を備えており、前記導電体はガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項117から127のいずれか1項に記載の工程。
  130. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項117から129のいずれか1項に記載の工程。
  131. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、前記導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項117から130のいずれか1項に記載の工程。
  132. 前記処理後の生物学的インジケータ上の前記芽胞のうちの全てが死滅している、請求項118から131のいずれか1項に記載の工程。
  133. 前記処理後の生物学的インジケータ上の前記芽胞のうちのいくつかは生存していて、生存芽胞数は1〜約4,000,000の範囲である、請求項118から131のいずれか1項に記載の工程。
  134. 前記全死滅容量制御値は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項117から133のいずれか1項に記載の工程。
  135. 前記全生存容量制御値は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項117から134のいずれか1項に記載の工程。
  136. 各芽胞の容量値は約10pFまでの範囲である、請求項118から135のいずれか1項に記載の工程。
  137. 生存芽胞は約2000秒までの時間内に検出される、請求項118から136のいずれか1項に記載の工程。
  138. 約2000秒までの時間内に全芽胞が死滅していることが判定される、請求項118から136のいずれか1項に記載の工程。
  139. 滅菌工程の有効性を判定する方法であって、
    少なくとも1つの滅菌される品物を収容する領域内部に芽胞を配置して、
    前記少なくとも1つの品物と前記芽胞とを滅菌剤に曝露させて、
    前記滅菌剤への曝露後、導電体対の間に位置する評価用培地内に前記芽胞を配置して、前記芽胞及び評価用培地はキャパシタの誘電体として作用しており、
    前記キャパシタの容量を測定し、
    前記測定された容量が、生存芽胞が存在していることを表す第1容量値範囲に入るかどうか、または死滅芽胞が存在していることを表す第2容量値範囲に入るかどうかを判定し、前記第1容量値範囲は前記第2容量値範囲とは重ならない、方法。
  140. 生物学的インジケータであって、
    導電体対と、評価用培地と滅菌剤に曝露された後の複数の芽胞とで構成されている誘電体と、を有しているキャパシタ、を含んでいる容量センサと、
    生存芽胞が存在していることを表す第1容量値範囲に関連したデータと、死滅芽胞が存在していることを表す第2容量値範囲に関連したデータとを事前に記憶させたメモリを有している制御ユニットであって、前記第1容量値範囲は前記第2容量値範囲とは重ならない、制御ユニットと、
    を備えている、生物学的インジケータ。
  141. 滅菌工程の有効性を判定するシステムであって、
    滅菌剤に曝露された後の複数の芽胞と、
    評価用培地と、
    導電体対と、前記評価用培地と前記複数の芽胞とで構成されている誘電体と、を有しているキャパシタ、を含んでいる容量センサと、
    生存芽胞が存在していることを表す第1容量値範囲に関連したデータと、死滅芽胞が存在していることを表す第2容量値範囲に関連したデータとを事前に記憶させたメモリを有している制御ユニットであって、前記第1容量値範囲は前記第2容量値範囲とは重ならない、制御ユニットと、
    を備えている、システム。
  142. 担体上にある微生物を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程であって、
    (a)前記担体の容量値を定め、
    (b)担体上において既知量の微生物の制御用付着物がある前記担体の容量値を定め、
    (c)(b)での容量値と(a)での容量値との差を求めて、(b)での前記既知量の微生物の正味の容量値を得て、
    (d)(c)での前記既知量の微生物の正味の容量値を、(b)での前記微生物の既知量で除算し、各微生物の容量値を得て、
    (e)微生物の試験付着物が前記担体上にある状態の前記担体の容量値を求めて、
    (f)(e)での前記微生物の試験付着物を有する前記担体の容量値と、(a)での前記担体の容量値との差を求めて、正味の容量試験値を得て、
    (g)(f)での前記正味の容量試験値を(d)での各微生物の容量値で除算し、(e)での前記微生物の試験付着物内の微生物数を得る、工程。
  143. (b)での前記既知量の微生物は約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項142記載の工程。
  144. (g)での前記微生物の試験付着物内の微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項142または143に記載の工程。
  145. (b)での前記既知量の微生物の前記制御用付着物を有する前記担体の容量値は、約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項142から144のいずれか1項に記載の工程。
  146. (d)での各微生物の容量値は約10pFまでの範囲である、請求項142から145のいずれか1項に記載の工程。
  147. 担体上にある芽胞を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程であって、
    (a)前記担体の容量値を定め、
    (b)担体上において既知量の芽胞の制御用付着物がある前記担体の容量値を定め、
    (c)(b)での容量値と(a)での容量値との差を求めて、(b)での前記既知量の芽胞の正味の容量値を得て、
    (d)(c)での前記既知量の芽胞の正味の容量値を、(b)での前記芽胞の既知量で除算し、各芽胞の容量値を得て、
    (e)芽胞の試験付着物が前記担体上にある状態の前記担体の容量値を求めて、
    (f)(e)での前記芽胞の試験付着物を有する前記担体の容量値と、(a)での前記担体の容量値との差を求めて、正味の容量試験値を得て、
    (g)(f)での前記正味の容量試験値を(d)での各芽胞の容量値で除算し、(e)での前記芽胞の試験付着物内の芽胞数を得る、工程。
  148. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項142から147のいずれか1項に記載の工程。
  149. 前記キャパシタは誘電体を備えていて、前記誘電体の容量は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項142から148のいずれか1項に記載の工程。
  150. 前記芽胞は細菌の芽胞で構成されている、請求項147から149のいずれか1項に記載の工程。
  151. 前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項147から149のいずれか1項に記載の工程。
  152. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項147から149のいずれか1項に記載の工程。
  153. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項147から149のいずれか1項に記載の工程。
  154. (b)での前記芽胞の既知量は、約500,000〜約4,000,000芽胞の範囲である、請求項147から153のいずれか1項に記載の工程。
  155. 前記担体は、紙、プラスチック、ガラス、セラミック、金属箔、前記キャパシタの一方または両方の導電体、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項142から154のいずれか1項に記載の工程。
  156. 前記担体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が約0.1〜約1cmの範囲、厚さが約0.5〜約3mmの範囲である、請求項142から155のいずれか1項に記載の工程。
  157. 前記キャパシタは導電体を備えており、前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項142から156のいずれか1項に記載の工程。
  158. 前記キャパシタは導電体を備えており、前記導電体はガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項142から157のいずれか1項に記載の工程。
  159. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項142から158のいずれか1項に記載の工程。
  160. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、前記導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項142から159のいずれか1項に記載の工程。
  161. 前記芽胞の試験付着物内の芽胞数は1〜約4,000,000の範囲である、請求項147から160のいずれか1項に記載の工程。
  162. 前記担体の容量値は約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項142から161のいずれか1項に記載の工程。
  163. (b)での前記既知量の芽胞の前記制御用付着物を有する前記担体の容量値は、約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項147から162のいずれか1項に記載の工程。
  164. 各芽胞の容量値は約10pFまでの範囲である、請求項147から163のいずれか1項に記載の工程。
  165. 液体内にある微生物を、キャパシタとキャパシタンスブリッジとを備えた容量試験システムを用いて計数する工程であって、
    (a)前記液体の容量値を定め、
    (b)既知量の微生物の制御試料が前記液体内にある状態である、(a)での前記液体の容量値を定め、
    (c)(b)での容量値と(a)での容量値との差を求めて、(b)での前記既知量の微生物の正味の容量値を得て、
    (d)(c)での前記既知量の微生物の正味の容量値を、(b)での前記微生物の既知量で除算し、各微生物の容量値を得て、
    (e)微生物の試験試料が前記液体内にある状態である、(a)での前記液体の容量値を求めて、
    (f)(e)での前記微生物の試験試料を有する前記液体の容量値と、(a)での前記液体の容量値との差を求めて、正味の容量試験値を得て、
    (g)(f)での前記正味の容量試験値を(d)での各微生物の容量値で除算し、(e)での前記微生物の試験試料内の微生物数を得る、工程。
  166. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、ステップ(e)の間、前記微生物の試験試料は前記導電体の間に配置されて、前記キャパシタの誘電体を構成する、請求項165記載の工程。
  167. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、ステップ(e)の間、前記微生物の試験試料は前記導電体の間に流れ込んで、前記キャパシタの誘電体を構成する、請求項165記載の工程。
  168. (e)での前記液体内の前記微生物の試験試料における微生物濃度は、(e)での前記微生物の試験試料内の微生物数を、(e)での前記液体の容積で除算することによって求められる、請求項165から167のいずれか1項に記載の工程。
  169. (b)での前記微生物の既知量は約500,000〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項165から168のいずれか1項に記載の工程。
  170. (g)での前記微生物の試験試料内の微生物数は1〜約4,000,000コロニー形成単位の範囲である、請求項165から169のいずれか1項に記載の工程。
  171. (b)での前記既知量の微生物の制御試料を有する前記液体の容量値は、約0.1nF〜約20mFの範囲である、請求項165から170のいずれか1項に記載の工程。
  172. (d)での各微生物の容量値は約10pFまでの範囲である、請求項165から171のいずれか1項に記載の工程。
  173. 前記キャパシタンスブリッジは約1μF以下の精度水準を有している、請求項165から172のいずれか1項に記載の工程。
  174. 前記微生物は、細菌、古細菌、原虫、真菌、藻類、ウイルス、蠕虫、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項165から173のいずれか1項に記載の工程。
  175. 前記微生物は細菌で構成されている、請求項165から174のいずれか1項に記載の工程。
  176. 前記微生物は細菌の芽胞で構成されている、請求項165から175のいずれか1項に記載の工程。
  177. 前記芽胞はバチルス属またはクロストリジウム属の芽胞で構成されている、請求項176記載の工程。
  178. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルス、枯草菌、バチルス・スフェリカス、炭疽菌、バチルス・プミルス、バチルス・コアグランス、クロストリジウム・スポロゲネス、ディフィシル菌、ボツリヌス菌、枯草菌グロビジ、セレウス菌、バチルス・サーキュランス、またはこれらの2つ以上の混合物、の芽胞で構成されている、請求項176から177のいずれか1項に記載の工程。
  179. 前記芽胞は、ゲオバチルス・ステアロサーモフィルスの芽胞、枯草菌の芽胞、またはこれらの混合物で構成されている、請求項176から178のいずれか1項に記載の工程。
  180. 前記微生物は酵母類または乳酸菌類微生物で構成されている、請求項165から174のいずれか1項に記載の工程。
  181. 前記キャパシタは導電体を備えており、前記導電体は、アルミニウム、銅、銀、金、白金、またはこれらの2つ以上の組み合わせで構成されている、請求項165から180のいずれか1項に記載の工程。
  182. 前記キャパシタは導電体を備えており、前記導電体はガラス上の酸化インジウムスズで構成されている、請求項165から180のいずれか1項に記載の工程。
  183. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、各導電体は長さが約1〜約5cmの範囲、幅が0.5〜約3cmの範囲である、請求項165から182のいずれか1項に記載の工程。
  184. 前記キャパシタは2つの導電体を備えており、前記導電体の離隔距離は約0.5〜約5mmの範囲である、請求項165から183のいずれか1項に記載の工程。
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