JP3678612B2 - 試料作製装置及び試料作製用の噴霧装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は食品、製薬、化粧品、電子工業等の分野で使用する水、原料、中間体或いは製品などの中に存在する微生物の菌数を測定する装置等に適用する試料を作製装置に係り、検体に試薬を噴霧してその反応状態を検査あるいは観察することにより、検体の確認、検体の状態の変化などの確認を行うに当たり、試薬の噴霧など試料を作製するための試料作製装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
検体に試薬（反応剤、抽出剤、染色剤、発光剤等）を噴霧してその状態の観察、検体の有無の観察あるいは検体の存在確認あるいは検体の存在量の測定等を行う場合、検体をフィルター等に捕捉し、試薬を噴霧したものを試料とする。当該試料は検査あるいは測定時点で人手を介して作製されるため、工場等の現場で作製する場合、多数の試料を迅速かつ誰にでも容易に作製することができる必要がある。例えば、食品、飲料、化粧品、半導体等の分野においては、製造工程中もしくは製品中の微生物数の測定が極めて重要である。従来は、寒天平板法により微生物数が測定されてきたが、より迅速な測定が要求される中、近年、メンブレンフィルター法とバイオルミネッセンス発光技術さらにそれに微弱光検出技術を巧みに組み合わせた微生物迅速検出装置が開発され、利用されている。
【０００３】
すなわち、その方法は、メンブレンフィルターで検体をろ過し、微生物を捕捉した後、抽出剤、次いで発光試薬を噴霧し、高感度の発光輝点計数システムにより微生物数を測定する方法である。そして、この方法を行うための便利な装置が既に開発され市販され利用されている［日本ミリポア社製、ＲＭＤＳ「微生物迅速検出装置」（商品名）］。上記微生物迅速検出装置の出現によって従来に比べ大幅に微生物数の測定が迅速になった。この微生物迅速検出装置の適用操作の示すところによれば以下のとおりである。すなわち、検体を希釈するか、逆に多量に使用することにより、検体中に混入していた微生物をフィルター上に適切な数になるように濾過、捕捉し得る。その際、フィルター面を可能な限り水平に保持することにより微生物をフィルター面上に分散して捕捉し得る。このように捕捉された微生物をアルコールや各種の有機溶媒でアデノシン三リン酸（以下、ＡＴＰとも記す）を抽出すべく処理し蒸散することによりそれら微生物由来のＡＴＰをフィルター上に析出し得る上に、これら溶媒の量を可能な限り微少量とすることによりそれら微生物由来のＡＴＰは元の微生物の捕捉位置の近傍にとどまらせることが可能となる。次いで、ルシフェリンと発光酵素のルシフェラーゼからなる発光試薬の溶液を供すれば通常共存するマグネシウムと雰囲気の酸素の作用で光を放つが前述の溶媒と同様少量を適用し、発光試薬の溶媒を蒸散すれば発光箇所は捕捉された微生物の近傍に所在し、微生物の捕捉数を発光輝点数として計数測定し得るところとなる。微生物由来の抽出されるＡＴＰが少なく、輝点が不明な微生物に関しては輝点が明確になるようフィルター上に分散捕捉した後、寒天培地に載置し短期間培養して抽出されるＡＴＰを増量せしめて対応し得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の微生物迅速検出装置を使用して微生物数を測定するためには、試料のメンブレンフィルターをキャリアーなどの支持体に固定し、ＡＴＰ（アデノシン三リン酸）の抽出剤、次いで発光試薬を噴霧し、検出器にセットする必要がある。そして、この微生物迅速検出装置を利用して測定を効率的に行うためには、本工程のＡＴＰの抽出及び発光試薬をできるだけ微量で、的確に、しかも時間をかけずに簡便に供給する必要がある。すなわち、ＡＴＰ抽出液が必要以上に供給されると抽出されたＡＴＰが稀釈されたり、また近傍に散逸、あるいは流出して、発光点がぼやけるという問題が生じる他、残存した抽出剤によって発光が阻害されたり、それを防ぐための抽出剤の揮散に時間と手間がかかるので避けなければならないのである。この点は、発光試薬の供給においても同様であり、特に本発明で用いる発光試薬の場合は大量に入手し易くなく、工業的にはできる限り少量で効果的な供給が必要であり、それを実現する試料作成装置の開発が望まれていた。 また、フィルター上に捕捉した微生物に試薬を供給して測定装置にかけて測定する試料を作製するには、種々のステップを必要とし、可能な限り人手を煩わすことなく、自動化することが望まれ、従来より、これらの操作の一部を自動化する試みがなされてきているが、工程間のフィルターの移動やフィルターの取扱いに熟練を要するなど、改良する部分は残されている。例えば、一次乾燥、抽出処理、二次乾燥、発光試薬処理と全て作業者の手で搬送されるため、多量のサンプルを処理する場合には、時間を要するだけでなく、作業者の熟練度によって作業時間が変わる、フィルターを搬送するためのキャリアーの搬送時にフィルターに手が触れる、フィルターを落とすなどの人為的な要因で不正確な測定となる場合がある。例えば食品の出荷判定として検査を行う場合に、測定が滞ると出荷に影響を及ぼすことにもなる。 本発明は、以上に示した種々の問題点を解決するため、人手の介在を可能な限り少なくし、トラブル発生頻度の減少と作業時間の短縮を含む作業性の向上を可能とすると共に、より正確な測定を達成するために検体に試薬を噴霧してその反応状態を検査、観察するための試料を作製するための試料作製装置を提供するものである。
【０００５】
また、試料作成装置を使用して試料を作成する過程で使用する試薬の噴霧装置は、特に、前記した微生物迅速検出の場合、測定環境由来の微生物ないしＡＴＰの混入を避ける必要があり、噴霧装置を構成するシリンダーの洗浄が容易に行われる構造であることが要請されている。また、噴霧する試薬によっては、その活性を保持するため常に低温に保持されている必要があり、試薬容器を冷却装置により覆うようにするが、この場合、試薬の残存量が把握できないといった問題があった。また、試料作製にあたって、可能な限り人手を煩わすことなく、自動化することが望まれるが、例えば、試薬を試料に噴霧して供給する場合、その噴霧状態を的確に把握することも必要である。
【０００６】
本発明は、これらの従来の問題点を解決するためになされたもので、試料作製の作業性を向上させるとともに、自動化にも適した噴霧装置を提供することを目的とする。また、本発明は、試薬の適量を正確に噴霧でき、取扱いの容易な噴霧装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の試料作製装置は、（１）フィルターに試薬を噴霧供給する処理工程。（２）試薬を乾燥する工程、の２工程を備える。また、微生物の個数の測定のための前処理としての試料作製は以下の４つの工程が必要とされる。（１）フィルターにしみ込んだ培地の水分を乾燥させる第一次乾燥工程。（２）フィルターに抽出剤を噴霧供給する抽出剤処理工程。（３）抽出剤を乾燥する第二次乾燥工程。（４）フィルターに発光試薬を噴霧供給する発光試薬処理工程。これらの工程を迅速に正確に、精度よく行う方法として、本発明は、フィルターをターンテーブルに順番に載せて順次処理していく方式を採用した。
【０００８】
上記課題は、本発明のフィルター上に捕捉した検体に試薬を噴霧してその反応状態を検査あるいは観測する試料を作製するための試料作製装置であって、
複数の試料台を形成したターンテーブルと、前記ターンテーブルの周縁部に沿ってその回転方向に順次配置した、フィルター挿入部と、第 1 乾燥室と、抽出試薬噴霧装置と、第 2 乾燥室と、発光試薬噴霧装置とフィルター取出し部と、前記抽出試薬噴霧装置及び発光試薬噴霧装置の少なくともいずれか一方の噴霧に先立ち、対応する試料台上のフィルターの有無を検出する複数のセンサーと、ターンテーブル、第 1 乾燥室、抽出試薬噴霧装置、第 2 乾燥室と、発光試薬噴霧装置のそれぞれ動作を、前記各センサーと、ターンテーブル、第 1 乾燥室、抽出試薬噴霧装置、第 2 乾燥室及び発光試薬噴霧装置からの情報に基づいて制御する制御装置、とからなる試料作製装置によって解決される。
また、本発明の他の態様は、
試料フィルターを保持するようにされた複数の試料フィルター保持手段と、ＡＴＰ抽出試薬を噴霧するＡＴＰ抽出試薬噴霧手段と発光試薬を噴霧する発光試薬噴霧手段を有するターンテーブルを備える試料フィルター作製装置を使用して、試料フィルターに捕捉された検体を検査するための複数の試料フィルターを作製するための試料フィルター作製方法であって、
前記複数の試料フィルター保持手段の一つにフィルターを挿入する段階と、
前記試料フィルター保持手段の上の試料フィルターを検知する段階と、
試料フィルターが対応する試料フィルター保持手段に存在することを検知したとき、前記試料フィルター上にＡＴＰ抽出試薬又は発光試薬を噴霧するように前記ＡＴＰ抽出試薬噴霧手段又は発光試薬噴霧手段を制御する段階と、
を有する試料フィルター作製方法である。
【００１４】
本発明においては、試料作製装置は、複数の試料台を形成したターンテーブルと、ターンテーブルの回転方向にフィルター挿入部、乾燥室、試薬噴霧装置、及びフィルター取出し部を順次配置した構成とし、試薬噴霧装置の動作を自動的に行うようにしているため、フィルター挿入部よりフィルターを試料台に設置するだけで、試薬の噴霧、フィルターの乾燥の一連の操作を人手を介すことなく実行できる。したがって、各工程間のフィルターの移動や試薬噴霧装置の操作を熟練を要することなく、簡単にしかも迅速に行うことが可能となる。
【００１５】
また、ターンテーブルに設けた試料台によって移動されるフィルター上にシリンダーを載置することにより、フィルターをシリンダー内に密閉して収容することが可能となり、試薬を外部に飛散させることなく噴霧することができる。このため、飛散、上昇する微少な霧はフィルター下部からの吸引とシリンダー上部でのカバーで飛散の防止が計られる。また、試料台に載せられたフィルターを移動する場合に、フィルターは吸引装置により試料台に確実に保持される。
また、シリンダーとそれを駆動する駆動装置との着脱を嵌合取付け部を利用することにより、取り付けを容易に行うことができる。これにより、シリンダーの洗浄作業や交換を容易に行うことができる。請求項７の発明においては、流量制御部をタンクより分離することが可能となり、流量制御部の洗浄や保守点検作業が容易となる。
さらに、試薬を低温に保持するとともに、タンク内に収容される試薬の残存量を容易に確認することが可能となる。また、試料作製装置は、複数の試料台を形成したターンテーブルと、ターンテーブルの回転方向にフィルター挿入部、第１乾燥室、抽出剤噴霧装置、第２乾燥室、発光試薬噴霧装置、及びフィルター取出し部を順次配置した構成とし、試薬噴霧装置の動作を自動的に行うようにしているため、フィルター挿入部よりフィルターを試料台に設置するだけで、フィルターの乾燥、抽出剤の噴霧供給、抽出剤の乾燥、発光試薬の噴霧の一連の操作を人手を介すことなく実行できる。したがって、各工程間のフィルターの移動や各試薬噴霧装置の操作を熟練を要することなく、簡単にしかも迅速に行うことが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。先ず、本発明の噴霧装置により作製した試料を使用して微生物数を検出する微生物数検出システムの全体構成について説明する。
微生物数検出システムは、大別すると三つの工程からなる。その第１工程は、メンブレンフィルターで検体をろ過し、微生物をフィルター上に捕捉する工程である。ここで用いられるメンブレンフィルターとしては、ポリカーボネート製のフィルターの周囲にドーナツ型の枠が接合されたフィルターを用いることが好ましい。即ち、フィルターにある程度の剛性を持たすことで、作業中の折れ、しなり、破れなどが格段に少なくなり、作業精度は大きく向上する。さらに、試薬処理工程、測定工程において、従来必要とされていたキャリアー等の支持体に載せて搬送する必要がなくなり、作業性を大幅に向上させることができる。また、ポリカーボネート製のフィルターを用いることで、検体中の微生物を効率的に濃縮捕捉することができ、かつ微生物の均一に分散ができる他、次工程でのＡＴＰ（アデノシン三リン酸）の拡散希釈も防止できる。
【００１９】
第２工程は、上記工程でメンブレンフィルターに捕捉した微生物中のＡＴＰを抽出するための抽出剤を該フィルター上に供給し、次いでそれにルフシェリンとルシフェラーゼを含む発光試薬を供給して発光せしめる工程である。この工程で用いる各試薬は、ＲＭＤ試薬（ミリポア社製）としてキットとなって市販されている。フィルター上に捕捉した微生物由来のＡＴＰと発光試薬を効率良く反応発光させるためには、上記試薬を適量且つ均一に噴霧する必要がある。
【００２０】
図１は、フィルター上に試薬を噴霧するための噴霧装置の概要を示す。図２は、リングを溶着したポリカーボネートメンブレンフィルター１を示す。フィルター１を支持する試料台２の上部にはシリンダ３が配置される。シリンダー３の上部にフィルター１に供給する試薬を収容する試薬タンク４が配置され、カバー８を貫通して、給液具６の僅か上方にまで（約２ｍｍ程度）伸びるようにして設けられた滴下管５を通してシリンダー３の内部に設けられた給液具６に供給される。なお、滴下管５は、滴下試薬を給液部６の底部多孔板に必ず浸透するように微調整の位置決めがなされるように支持されている。給液具６は超音波による振動子７に支持され、給液具６に供給された試薬は振動により噴霧状となって落下し、フィルター１の上に供給されるようにしている。なお、振動子７の振動は、振動子７の固有の周波数に応じて共振周波数が調整され、一回の試薬噴霧量を確実に正確に供給するようにしている。
【００２１】
以上の第２の工程で試薬を噴霧されたフィルターは、第３工程である、例えば生物発光画像解析装置にかけ、その輝点を撮像し、微生物数を測定する。この画像解析システムは、微弱な発光を高感度で処理することができるもので、本発明によるフィルターの噴霧装置と相乗して迅速に、簡便かつ安定的に微生物数を測定することが可能となる。
【００２２】
図３及び図４は、本発明による噴霧装置を適応した微生物数測定用の試料を作製するための試料作製装置１０の全体構成を示す。図３は正面図、図４は平面図である。試料作製装置１０は、基台１１、基台１１上に設けられたターンテーブル１２、ターンテーブル１２の円周に沿って配置された第１乾燥室１３、抽出剤噴霧装置１４、第２乾燥室１５、発光試薬噴霧装置１６、フィルター挿入部１７、フィルター取出し部１８を備えている。また、ターンテーブル１２や噴霧装置１４、１６の作動を制御する制御盤２１を備えた制御装置２０が設けられている。なお、Ｃ１は、試薬噴霧装置の振動子７の共振周波数を調整するための共振周波数調整用つまみである。
【００２３】
第１乾燥室１３は３個の試料台２を収容できる室で構成され、温風の導入、排出穴２２を有し、加熱された温風を導入して所定温度に制御するようにしている。また、第２乾燥室１５は、１個の試料台２を収容する室からなり、第１乾燥室と同様に温風導入、排出穴２３により所定温度に制御され、抽出剤噴霧装置１４で抽出剤が噴霧されたフィルターを乾燥する。
【００２４】
抽出剤噴霧装置１４をその側面図である図５を参照して説明する。抽出剤噴霧装置１４は、基台１１に設けられた支柱２５を有し、この支柱２５はシリンダー２６を支持する支持部材２７を上下に駆動するエアシリンダ２８を備えている。また支柱２５の上部には抽出剤を収容する抽出剤タンク２９及び抽出剤の流量を制御する流量制御部３０が配置される。なお、３１は流量制御部の制御弁を作動する電磁弁である。支柱２５には、シリンダー２６の内部に位置する給液具３２を支持する支持具３３がシリンダー２６の側壁に形成されたスリット３４を通して超音波振動子３５に連結されて固定されている。
【００２５】
ターンテーブル１２の下部には吸引装置３６が配置され、ターンテーブル１２の支持台２に支持されるフィルターを介してシリンダー２６の内部の空気を吸引するようにしている。
なお、発光試薬噴霧装置１６は、基本的には上述の抽出剤噴霧装置１４の構成と同じであり、共通する部分の説明は省略する。発光試薬噴霧装置１６の試薬収容タンク４１が冷却装置５１を備えており、この点が抽出剤噴霧装置１４と異なる。この冷却装置５１については、後に詳述する。
【００２６】
図６はターンテーブル１２の試料台２にフィルター１を設置した状態を示す図で、抽出剤噴霧装置１４のシリンダ２６の位置に移動してきたフィルター１上にシリンダー２６が下方に移動して噴霧が行われる状態を示している。
シリンダー２６の径はフィルター１の径と同じ大きさとなるようにしており、これによって、フィルター１はシリンダー２６によって密閉され、シリンダー内の試薬の霧がシリンダー外に散逸しないようにしている。また、試料台２の下部の吸引装置３６により、シリンダー２６の内部の気体を吸引するようにしている。噴霧終了後は、シリンダー２６は試料台の移動のために、上方に移動するが、このとき、微量の試薬がシリンダーとフィルターの接触面に入り込み、フィルターを持ち上げてしまう場合がある。フィルターを載せた試料台はターンテーブルの回転に伴って移動するが、この場合、フィルターが試料台から外れてしまい、次工程に供しない。そこで、シリンダーの上昇の際、フィルターを確実に試料台に固定しておく必要がある。試料台の下部に設けた吸引装置３６は、このフィルターの試料台への固定に利用される。
【００２７】
吸引の程度は、５〜５０ｍｍＨｇで１〜５秒、好ましくは１０〜３０ｍｍＨｇで１〜５秒がよい。このように、下方に吸引することにより、フィルターを試料台に確実に固定することができる。
図７は試料台２の拡大詳細図で、平面図と理解を助けるためシリンダー２６を描き加えた立面図とからなる。試料台２は、ターンテーブル１２の面より１〜５ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ程度深くなっている。試料台２の径は、フィルター１の径よりおよそ０．５ｍｍ程度大きくしている。試料台２は図示の如く、フィルター１の枠１ａが載置される円形の凹部によって形成されている。このように、試料台２を所定の深さをもった凹部とすることにより、試料台に載せられてフィルターが、ターンテーブルの上面に盛り上がるようなことがなくなり、ターンテーブル１２の移動時にフィルターが引っ掛かり脱落するようなことがなくなる。
【００２８】
試料台２の底部には多数の小孔２ａが形成されており、ターンテーブル１２の下方に設けられている吸引装置によりフィルターを試料台に吸引保持できるようにしている。また、試料台２の円周部の一部には、ターンテブルの上面から裏面にかけて切欠き部２ｂが傾斜して形成されている。フィルターの取扱いは全てピンセットなど手で触れないようにして行うが、試料台２にフィルターを嵌め込むとフィルターの取り出しは必ずしも容易ではない。この切欠き部２ｂはこのために設けたもので、ターンテーブル１２の上部よりピンセット等を差し込んでフィルター１を容易に取り出すことができる。さらに、試料台２の底部には貫通孔２ｃが形成されており、ターンーテーブルの下部に配置されている光センサーにより試料台上にフィルターが在るか否かの検出ができるようにしている。
【００２９】
図８はターンテーブル１２の回転により移動されるフィルターの各処理工程を説明する図である。ターンテーブル１２は８個の試料台２が設けられている。そして、フィルター挿入部１７で微生物を捕捉したフィルターを設置し、ターンテーブル１２を図８の反時計方向に回転駆動させてフィルターを順次、第１乾燥室１３、抽出剤噴霧装置１４、第２乾燥室１５、発光試薬噴霧装置１６に移動させ、最後にフィルター取出し部１８より作製されたフィルターが取り出される。
【００３０】
８個の試料台２は、フィルター挿入部１７に１個の試料台２が位置したとき、第１乾燥室１３に３個、抽出剤噴霧装置１４に１個、第２乾燥室１５に１個、発光試薬噴霧装置１６に１個、フィルター取出し部１８に１個が位置するように配列されている。また、各処理装置の位置に対応してターンテーブル１２の下部に試料の有無を検出するための光センサー１２ｂが、第１乾燥室１３の３番目の試料台、抽出剤噴霧装置１４、第２乾燥室１５及び発光試薬噴霧装置１６及びフィルター取出し部１８の各試料台２に対応する位置に８個設けられている。また、各試料台２には貫通孔２ｃが形成されており、ターンテーブル１２が回転するとき、その軌跡は光センサー１２ｂの配列と一致するように配置している。光センサー１２ｂから出射する検出光は試料台２がその上部に位置したとき、貫通孔２ｃを通過する。試料台２上にフィルターが在れば光センサー１２ｂの受光部でこれを検出し、フィルターがあることを認識する。フィルターがなければ、検出すべき光は戻ってこないため、フィルター無と認識される。このフィルターの有無の情報は後に詳述する試薬の噴霧装置やターンテーブルの作動の制御に利用される。
【００３１】
第１乾燥室１３は３個の試料台２を収容できる室で構成され、温風の導入、排出穴２２，２２を有し、加熱された温風を導入して温度センサー１３ｃに基づき所定温度に制御するようにしている。また、第２乾燥室１５は、１個の試料台２を収容する室からなり、第１乾燥室と同様に温風導入、排出孔とを備え、所定温度に制御され、抽出剤噴霧装置１４で抽出剤が噴霧されたフィルターを乾燥する。
【００３２】
次に、図９乃至図１１に基づき、発光試薬噴霧装置１６の試薬供給部について説明する。
発光試薬タンク４１は発光試薬を低温に保持するために冷却装置５１を備えている。冷却装置５１は、図９及び図１０に示すように、発光試薬タンク４１を囲む断熱材よりなる冷却室５２と、この冷却室５２を冷却する冷却ユニット５３からなる。冷却ユニット５３は冷却室内部に集熱部５４と外部に放熱部５５からなるペルチェ効果を利用したもので、放熱部５５は冷却用ファン５６が取り付けられている。そして、冷却装置５１は、冷却室５２内の温度は内部に取り付けられている温度センサー５７と、この温度センサー５７の測定値に基づいて冷却ユニットの運転を行う冷却ユニットドライバ５８と冷却ファン５６を制御する制御装置５９を備えている。冷却室５２内の温度は２〜１５°Ｃ，好ましくは、４°Ｃである。
【００３３】
冷却室５２は、図１０に示すように、少なくともその一部が透明な材料、例えば、ポリカーボネートでできた窓部５２ａを有しており、内部の試薬タンク４１が観察できるようにしている。試薬タンク４１の一部又は全体を透明な材料で形成するか、あるいは、タンク内の残存量表示手段を設けておくことにより、冷却室５２の外部より窓部５２ａを通して試薬の残存量を把握することができる。
【００３４】
図１１発光試薬タンク４１に連結される流量制御部６０の詳細を示す。
流量制御部６０は、電磁弁６４を支持する支持ブロック６１、発光試薬タンク４１の下部に設けら連結管４２が挿入される連結通路６２，連結通路６２より電磁弁６４を介して下方の振動子に支持される給液具に試薬を滴下する滴下ノズル６３を有している。したがって、図１０の発光試薬タンク４１の下方の連結管４２を流量制御部６０の連結通路６２に挿入することにより、両者を一体化して接続することが可能となる。
【００３５】
電磁弁６４の弁機構は、図１１の拡大図Ａに示すように、管６５，シャフト６６とから形成される。連結通路６２に連通する流入口６７を経て供される試薬は電磁誘導により上下に駆動するシャフトの動きに応じ弁先端部６８と弁座６９の隙間から滴下ノズル６３を経て供給具に供給される。
なお、図１１により説明した発光試薬噴霧装置１６の流量制御部６０の構成は、抽出剤噴霧装置１４の流量制御部３０と同じ構成が採用される。
【００３６】
図１２は、図４に示した抽出剤噴霧装置１４の支柱２５にシリンダー２６を取り付けるための取付け構造を示す。支柱２５に設けられているエアシリンダ２８は取付け部２８を有し、その取付け部２８は十字状の嵌合溝２８ｂが形成されている。一方、シリンダ支持部材２７には、取付け部２８ａの嵌合溝２８ｂに嵌合する４本のピン２７ａが左右、上下に設けられている。この構造により、シリンダ支持部材２７をそのピン２７ａをエアシリンダの取付け部の嵌合溝２８ｂに差し込んで嵌合させることにより、シリンダー２６を支柱２５に対して着脱自在に取り付けることが可能となる。
【００３７】
尚、発光試薬噴霧装置１６のシリンダーの取付け構造も、上述の抽出剤噴霧装置１４のシリンダーの取付け構造と同じであり、その説明は省略する。
図１３は、抽出剤噴霧装置１４及び発光試薬噴霧装置１６におけるシリンダ２６、１６ｂに取付ける噴霧状態を検出するためのセンサユニットとその取付け構造を示す。
【００３８】
センサユニット７０は、シリンダー２６（１６ｂ）（以後、シリンダー２６について代表して説明する）に嵌挿する環状部材７１からなり、環状部材７１には、光センサ７２が挿入される貫通穴７３と、環状部材７１をシリンダー２６の外周に固定するためのストッパ７４を螺入する螺子穴７５が形成されている。環状部材７１の内面には光反射板７６が取り付けられる。この光反射板７６は、光センサ７２からの出射光を反射して光センサ７２の受光部に入射させるものである。ストッパ７４は、図１３に示すように、螺子部７４ａと先端のベアリング７４ｂとからなり、ベアリング７４ｂは、ばね７４ｃにより進退可能に取付けられている。
【００３９】
一方、センサユニットが取り付けられるシリンダー２６は、透明なガラス又はプラスチックよりなるが、その側壁に光センサ７２が挿入される貫通穴７７とストッパ７４の先端のベアリングが嵌入する止め穴７８が形成されている。貫通穴７７と止め穴７８の位置関係は、センサユニットの環状部材７１に形成された貫通穴７３と螺子穴７５と対応するよう定められる。
【００４０】
上記構成のセンサユニット７０のシリンダー２６への取付けは以下のようにして行う。
センサユニットの環状部材７１の螺子穴７５にストッパー７４をその螺子部７４ａを螺子穴７５に螺入して取り付ける。なお、ストッパー７４は、それが環状部材７１に取り付けられた場合、その先端のボールベアリング７４ｂのみが、環状部材７１の内壁面から突出するように設計されている。次にストッパー７４が取り付けられた環状部材７１をシンダ２６に嵌挿する。この場合ボールベアリング７４ｂは内部に押し込められるため、環状部材７１はシリンダー２６の外周を摺動可能な状態となる。環状部材７１を摺動回転させながら、ストッパー７４のボールベアリング７４ｂをシリンダー壁に形成された止め穴７８に位置させると、ボールベアリング７４ｂが止め穴７８内にばね７４ｃにより入り込み、係合し、これにより環状部材７１がシリンダー２６の外壁に装着される。このとき、環状部材７１のセンサー取付け用の貫通穴７３とシリンダー２６の貫通穴７７とは位置が一致した状態となる。そして、光センサー７２を貫通穴７３と貫通穴７７を通してその先端がシリンダー内部に位置するよに挿入される。このようにして、光センサーと反射板を備えたセンサユニット７０をシリンダー２６に装着することができる。
【００４１】
シリンダー２６の外周に取り付けられたセンサーユニット７０によるシリンダー内の噴霧状態の検出は次のようにして行われる。光センサー７２から出射した光が反射板７６により反射し、再度光センサー７２の受光部に入射する。このとき、光センサー７２によって受光される光量は、シリンダー内部の試薬の噴霧状態によって変化する。したがって、光量の変化と時間を検出することにより、適正な噴霧が行われたか否かを把握することが可能となる。したがって、この光センサー７２の出力信号を、例えば、自動化した噴霧装置の噴霧状態の検出に利用することが可能となる。
【００４２】
なお、センサーユニット７０の取付け構造に関して、上述の例では、抽出剤噴霧装置のシリンダーに取り付ける例を示したが、発光試薬噴霧装置のシリンダーに対しても同様な構造を採用することがきる。
以上のように、本実施例の噴霧装置は、ターンテーブルによって移動可能とされる試料台に対して移動可能に試薬の噴霧手段を備えたシリンダーを備える構成としているため、ターンテーブルによって移送されるフィルターに対し順次試薬の噴霧供給を行うようにすることができ、多数のフィルターに対して試薬の噴霧作業を迅速に行うことができ、また、装置の自動化を可能とする。また、噴霧装置を構成するシリンダーはその駆動装置と嵌合方式により着脱自在としているため、シリンダーの洗浄等の保守点検が極めて容易にに行うことができる。また、試薬の収容タンクと滴下ノズル部を分離可能にしているため、滴下ノズル部の保守点検が容易となる。
【００４３】
また、ターンテーブルに形成された試料台は、所定の深さを有する円形の凹所により形成され、その円周部の一部にはターンテーブルの上面から底面に達する傾斜した凹所を形成しているため、フィルターを安定して支持することができると共にフィルターの取出しを容易に行うことができる。
次に、上述の試料作成装置１０の作動及び制御装置が行う動作について説明する。
【００４４】
図１４は、図３に示した試料作製装置１０の各種作動を制御するための制御装置２０の制御盤２１の詳細図である。Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は表示装置であり、Ｄ１は冷却装置２１の温度表示を、Ｄ２は乾燥室１３、１５の温度表示を、またＤ３は待機時間の設定の表示を行う。また、Ｂ１〜Ｂ１０は各種操作釦であり、Ｂ１は抽出剤噴霧装置１４の試薬の滴下を手動で作動させる噴霧操作釦、Ｂ２は超音波振動体を作動させて噴霧を行う操作釦、Ｂ３は発光試薬噴霧装置１６の試薬の滴下を手動で作動させる操作釦、Ｂ４は、発光試薬の噴霧行う操作釦、Ｂ５は抽出剤噴霧装置１４のシリンダ２６を手動で上下動させるシリンダ駆動釦、Ｂ６は発光試薬噴霧装置１６のシリンダ１６ｂを上下動させるシリンダ駆動釦、Ｂ７は停止釦、Ｂ８はターンテーブル１２を回転駆動するためのターンテーブル操作釦、Ｂ９は抽出剤噴霧装置１４のシリンダの上下動、試薬滴下及び噴霧の一連の動作を行う操作釦、Ｂ１０は発光試薬噴霧装置１６のシリンダの上下動及び試薬滴下及び噴霧の一連の動作を行う操作釦である。また、Ｃ１は試薬噴霧量を調整するための共振周波数調整ツマミである。また、ＳＷ１は、電源スイッチ、ＳＷ２は試料作製装置１０の運転モードの切換操作スイッチであり、手動、半自動、運転モードを選択して切り換える。
【００４５】
次に、以上説明した本実施例の試料作製装置１０を使用して微生物数測定装置に使用する試料の作製手順について図１５乃至図１８のフローチャートを参照しつつ説明する。
試料作製装置１０は、全ての作動を手動操作で作動する手動モードと、所定の処理工程を自動的に行わせる自動モードに切り換えて行うことができるようにされている。試料作製装置１０を使用する試料の作製作業は、装置にフィルターを試料台に載せる作業と、作製された試料を取り出す作業は手作業ですることとなるが、他の操作は各種操作釦の操作のみで行う。
【００４６】
先ず、電源スイッチＳＷ１をオンとし、モード切換スイッチＳＷ２を手動にセットする（Ｓ１００）。なお、電源スイッチがオンにされると、第１乾燥室１３第２乾燥室１５は作動を開始し、所定温度の温風が導入されるようになる。
この状態で作業者は、先ず、ターンテーブルのフィルター挿入部１７より、第１のフィルター１を試料台２に載せる（Ｓ１０２）。そして、ターンテーブル操作釦Ｂ８を操作し、ターンテーブルを回転駆動させる（Ｓ１０４）。これにより、ターンテーブルは４５°だけ回転し、停止する。従って、試料台２に載せられた第１のフィルター１は第１乾燥室１３に移動し、ターンテーブル１２のフィルター挿入部１７には、次の試料台２が位置する。そこで、第２のフィルターを試料台２に載せ、同様にターンテーブル操作釦Ｂ８を操作する（Ｓ１０６，Ｓ１０８）。このようにして３個のフィルターを試料台に載せてターンテーブルを回転させると３個のフィルターが第１乾燥室１３に収容された状態となる（Ｓ１１０，Ｓ１１２）。そこで、第４のフィルターをフィルター挿入部より試料台に載置する（Ｓ１１４）。ここまでの操作は、マニュアル操作で行われる。
【００４７】
第４のフィルターが載置試料台に載置された状態で、モード切換スイッチＳＷ２を自動モードに切り換える。自動モードの切換により、制御装置２０は、以下の図１６のフローに示す処理を自動的に実施する。
自動モードの切換により、自動モードがスタートする（Ｓ２００）。すると、試料作製装置におけるタイマーが計時を開始し所定時間（２分）経過するまでその状態を保って待機する（Ｓ２０２）。この待機する時間は、第１乾燥室１３及び第２乾燥室１５において乾燥するための条件が満たされるように設定され、ここでは、２分に設定している。所定時間の経過後、ターンテーブル１２を４５°回転させる（Ｓ２０４）。ターンテーブル１２は、回転検知センサーを備えており、回転角度を検出し（Ｓ２０６），制御装置はこのセンサーが４５°回転したことを検知したとき回転を停止させる（Ｓ２０８）。これにより、第１乾燥室１３内にあった第１のフィルターは抽出剤噴霧装置１４に移送され、第４のフィルターは第１乾燥室１３に導入されることとなる。
【００４８】
次に、抽出剤噴霧装置１４及び発光試料噴霧装置１６及び第１、第２乾燥室１３、１５での処理を実行し（Ｓ２１０），各装置の処理が終了したことを確認した後（Ｓ２１２），ターンテーブルのー試料台上にフィルターが有るかどうか判断する（２１４）。フィルターの存在が確認されれば、さらにターンテーブルの回転を実行し（Ｓ２０４）同様の処理を繰り返す。フィルターがないときには、自動モードを終了する。
【００４９】
図１７は抽出剤噴霧装置１４が行う噴霧処理を説明するフローチャートである。
前述のように、ターンテーブル１２の下部の第１乾燥室１３、抽出剤噴霧装置１４、第２乾燥室１５及び発光試薬噴霧装置１６の各試料台２に対応する位置には、試料台２にフィルターが存在するか否かを検出するセンサー１２ｂが配置されおり、制御装置２０は、ターンテーブルの回転が停止すると、これらの各処理装置において、試料台にフィルターが有るか否かを判断し、この検出結果を基にその後の各処理装置作動の制御を並行して行う。
【００５０】
先ず、抽出剤噴霧装置１４の位置でフィルターの有無が判断される（Ｓ３００）。フィルターの存在が確認されると、抽出剤噴霧装置１４のシリンダー２６がエアシリンダ２８が駆動されて下降し、試料台上に載置される（Ｓ３０２）。なお、対応する試料台にフィルターが存在しなければ、このサブルーチンは終了する。シリンダー２６が試料台上に載置されたことがセンサー（図示せず）により確認されると（Ｓ３０４）、抽出剤の流量制御部３０及び超音波振動子３５を作動させて抽出剤の噴霧が実行される（Ｓ３０６）。そして、シリンダー２６に装着されている噴霧状態を検出するためのセンサーユニット７０により、噴霧されたかどうかがを判断される（Ｓ３０８）。噴霧の実行が確認されると、シリンダー２６を上昇させ（Ｓ３１０）、シリンダーの上昇が終了すると（Ｓ３１２）このサブルーチンは終了する。
【００５１】
発光試薬噴霧装置１６の動作は、抽出剤噴霧装置１４の動作と噴霧する試薬が異なるのみで、その処理フローは同一であるので、便宜上、図１７のフローチャートに括弧内にそのステップＳ４００〜Ｓ４１２を表示して示す。
図１８は第１、第２乾燥室の乾燥処理をそれぞれ示すサブルーチンである。 第１乾燥室１３及び第２乾燥室１５においては、所定位置の試料台上のフィルターの存否を確認する（Ｓ５００）。なお、この場合、第１乾燥室１３においては、ターンテーブルが停止しているとき、３個の試料台が存在するが、第３番目の試料台上にフィルターがあるかどうかを判断する。乾燥室内にフィルターが存在している場合、乾燥のための所定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ５０２）、所定時間の経過を確認してこのサブルーチンは終了する。フィルターが存在しない場合もこのサブルーチンは終了する。
【００５２】
以上のように、自動モードでの運転において、ターンテーブルの試料台２にフィルターが存在するとき、各処理工程において自動的に処理が実行され、ターンテーブル１２が回転して順次、次の工程に移動して処理が施される。ただし、本実施例の試料作製装置１０にあっては、フィルターを試料台に載せる作業、及び試薬の噴霧供給が終了して作製された試料は人手を介して行うものである。 また、上述の例においては、最初の３個のフィルターを試料台に載せた後、自動運転モードに切り換えて操作した例を述べたが、当初より、自動運転モードにして試料を作製することも可能である。この場合、フィルター挿入部１７よりフィルターを挿入してから、図１５のフローが実行されるが、最初のフィルターが第１乾燥室１３の第３番目の位置に到達した時点でステップ５０２の処理が実行されることとなる。
【００５３】
また、上述の例では、第１乾燥室１３及び第２乾燥室１５での乾燥時間の設定を２分として行っているが、通常は１分〜２０分の範囲、好ましくは１分３０秒〜２分の範囲である。そして、ターンテーブルの回転は、乾燥時間を基準にして行っているが、抽出剤噴霧装置と発光試薬噴霧装置での処理時間は、シリンダーの上下駆動と試薬の噴霧に要する時間は１分を超えることはなく、これらの処理に影響を与えることはない。また、乾燥温度は２５°Ｃ〜４５°Ｃの範囲、好ましくは３５°Ｃである。
【００５４】
さらに、試料作製装置１０を全てマニュアル操作により行うことも可能である。この場合は、前述の制御装置の制御盤２０ａの各操作釦を操作して、ターンテーブルの駆動、各噴霧装置のシリンダーの上下駆動、試薬の噴霧の実行等、各工程を手動操作で実行する。
以上のとおり、本実施例の試料作製装置は、複数の試料台を形成したターンテーブルと、ターンテーブルの回転方向にフィルター挿入部、第１乾燥室、抽出剤噴霧装置、第２乾燥室、発光試薬噴霧装置及びフィルター取出し部を順次配置した構成とし、各噴霧装置の動作を自動的に行うようにしているため、各工程間のフィルターの移動や各噴霧装置の操作を熟練を要することなく、簡単にしかも迅速に行うことが可能となる。
【００５５】
なお、上述の実施例の試料作製装置においては複数の試料台を配置したターンテーブルの周縁部に沿ってその回転方向にフィルター挿入部、抽出剤噴霧装置、発光試薬噴霧装置、フィルター取出し部を順次配置した構成であるが、試料台の搬送をターンテーブルの方式に代えて、例えば、水平な２個の回転軸で支えられたゴム製のコンベイヤーベルト方式とし、試料台を直線方向に移動させる構成とすることも可能である。この場合、ベルトが反転して戻る際に試料台を洗浄するようにすることも可能となるといった効果が得られる。
【００５６】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる効果を実現することができる。
本発明の試料作成装置によれば、複数の試料台を形成したターンテーブルと、ターンテーブルの回転方向にフィルター挿入部、試薬噴霧装置、フィルター乾燥室及びフィルター取出し部を順次配置した構成とし、各噴霧装置の動作を自動的に行うようにしているため、各工程間のフィルターの移動や噴霧装置の操作を熟練を要することなく、簡単にしかも迅速に行うことが可能となる。
【００５７】
また本発明の噴霧装置によれば、ターンテーブルに設けた試料台によって移動されるフィルターに試薬を外部に飛散させることなく噴霧することができる。また、試料台に載せられたフィルターを移動する場合に、フィルターを試料台に確実に保持させることができる。
また、シリンダーとそれを駆動する駆動装置との着脱が容易となり、シリンダーの洗浄作業や交換を容易に行うことができる。
【００５８】
また、流量制御部をタンクより分離することにより、流量制御部の洗浄や保守点検作業が容易となる。
また、試薬供給部に透明な窓を有する冷却室を設けることにより、試薬を低温に保持するとともに、タンク内に収容される試薬の残存量を容易に確認することができる。
【００５９】
また本発明の噴霧装置の試料台は、ターンテーブルの上面より、深い位置に載せられるフィルターを容易に取り出すことを可能とする。
また本発明の試薬噴霧装置のシリンダーに設けるセンサーユニットは、シリンダー内部の噴霧状態を的確に検出することができ、また、センサーユニットをシリンダーに容易に着脱可能に装着することができる。
【００６０】
また、本発明の試料作製装置によれば、複数の試料台を形成したターンテーブルと、ターンテーブルの回転方向にフィルター挿入部、第１乾燥室、抽出剤噴霧装置、第２乾燥室、発光試薬噴霧装置及びフィルター取出し部を順次配置した構成とし、各噴霧装置の動作を自動的に行うようにしているため、各工程間のフィルターの移動や各噴霧装置の操作を熟練を要することなく、簡単にしかも迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルター上に試薬を噴霧するための噴霧装置の概要を示す図である。
【図２】メンブレンフィルターを示す。
【図３】本発明による噴霧装置を適応した微生物数測定用の試料を作製するための試料作製装置の正面図である。
【図４】試料作製装置の平面図である。
【図５】試料作製装置の側面図である。
【図６】ターンテーブル試料台にフィルターを設置した状態を示す図である。
【図７】試料台の拡大図で、立面図（Ａ）と平面図（Ｂ）を示している。
【図８】ターンテーブルが移送するフィルターの処理工程を説明する図である。
【図９】発光試薬噴霧装置の試薬タンクの冷却装置を示す図である。
【図１０】冷却室を示す図である。
【図１１】流量制御部を示す図である。
【図１２】シリンダーの駆動部への取付け構造を示す図である。
【図１３】センサーユニットとそのシリンダーへの取付け構造を説明する図である。
【図１４】制御装置の制御盤各種操作釦の配置を示す図である。
【図１５】試料作製装置の手動モードの処理フローを示す図である。
【図１６】自動モードの処理フローを示す図である。
【図１７】抽出剤噴霧装置が行う処理フローを示す図である。
【図１８】乾燥室の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
１ フィルター
２、１２ 試料台
３ シリンダー
４ 試薬タンク
５ 滴下管
６ 給液具
７ 振動子
１０ 試料作製装置
１２ ターンテーブル
１３ 第１乾燥室
１４ 抽出剤噴霧装置
１５ 第２乾燥室
１６ 発光試薬噴霧装置
２０ 制御装置
２１ 制御盤
５１ 冷却装置
５２ 冷却室
７０ センサーユニット

Claims (13)

1. フィルター上に捕捉した検体に試薬を噴霧してその反応状態を検査あるいは観測する試料を作製するための試料作製装置であって、
   複数の試料台を形成したターンテーブルと、
   前記ターンテーブルの周縁部に沿ってその回転方向に順次配置した、フィルター挿入部と、第 1 乾燥室と、抽出試薬噴霧装置と、第 2 乾燥室と、発光試薬噴霧装置とフィルター取出し部と、
   前記抽出試薬噴霧装置及び発光試薬噴霧装置の少なくともいずれか一方の噴霧に先立ち、対応する試料台上のフィルターの有無を検出する複数のセンサーと、
   ターンテーブル、第 1 乾燥装置、抽出試薬噴霧装置、第 2 乾燥室と、発光試薬噴霧装置のそれぞれ動作を、前記各センサーと、ターンテーブル、第 1 乾燥室、抽出試薬噴霧装置、第 2 乾燥室及び発光試薬噴霧装置からの情報に基づいて制御する制御装置、
   とからなる試料作製装置。
2. 前記発光試薬噴霧装置は、前記試料台上方に上下に移動可能に支持されると共に、前記試料台上方に設置可能のシリンダーと、前記シリンダー内に配置され、前記試料台に載置されるフィルター上に発光試薬を噴霧する試薬噴霧手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の試料作製装置。
3. 前記シリンダーは前記ターンテーブルの上部に位置し、
   駆動装置に嵌合取付部により着脱自在に取り付けられ、垂直方向に移動可能とされている請求項２に記載の試料作製装置。
4. 前記シリンダーの上部に配置され、試薬を前記シリンダーに供給する試薬供給部と、前記シリンダー内に設置され、振動体に支持された給液具と、前記試料台の下部に設けられた空気を吸引する吸引装置をさらに備え、
   前記試薬供給部は試薬を収容するタンクと、試薬の供給量を制御する流量制御部を有し、
   前記タンクと前記流量制御部は、互いに着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の試料作製装置。
5. 前記シリンダーの上部に配置され、試薬を前記シリンダーに供給する試薬供給部と、
   前記シリンダー内に配置され、振動体に支持された給液具と、前記試料台の下部に設けられた空気を吸引する吸引装置とをさらに備え、前記試薬は供給部は透明窓を有する冷却室内に収容されていることを特徴とする請求項２に記載の試料作製装置。
6. 前記ターンテーブルはターンテーブルの所定の角度の回転を検知する回転検知センサーを備え、前記回転検知センサーが前記ターンテーブルの所定の角度の回転を検知したとき、前記制御装置が前記ターンテーブルの回転を停止することを特徴とする請求項１に記載の試料作製装置。
7. フィルター上に捕捉された検体を検査するための複数の試料を作製するための試料フィルター作製装置であって、
   試料フィルターを保持する複数の試料フィルター保持手段を持つターンテーブルと、
   前記複数の試料フィルター保持手段の一つにフィルターを挿入するフィルター挿入手段と、
   少なくとも一つの試料フィルターを乾燥する第１乾燥手段と、
   試料フィルターにＡＴＰ抽出試薬を噴霧する抽出試薬噴霧手段と、
   試料フィルターを乾燥する第２乾燥手段と、
   前記試料フィルターに発光試薬を噴霧する発光試薬噴霧手段と、
   前記複数の試料フィルター保持手段から試料フィルターを取り出すためのフィルター取出手段と、
   前記複数の試料フィルター保持手段上の試料フィルターの有無を検地するための検知手段と、
   試料フィルターが検知されたとき、少なくとも前記ＡＴＰ抽出試薬噴霧手段と前記発光試薬噴霧手段をフィルター上に噴霧するよう制御する制御手段と、
   を備えるフィルター作製装置。
8. 前記ＡＴＰ抽出試薬噴霧手段と前記発光試薬噴霧手段は前記ターンテーブルの上部に配置され、各手段は、前記複数の試料フィルター保持手段の少なくとも一つの上部に配置されるシリンダーと、試料フィルターが前記シリンダー内で対応する前記試料フィルター保持手段上に位置したときにＡＴＰ抽出試薬又は発光試薬を噴霧するようにされた噴霧装置を備える請求項７に記載の試料フィルター作製装置。
9. 前記ＡＴＰ抽出試薬噴霧手段と前記発光試薬噴霧手段の少なくとも一つは噴霧中の前記シリンダー内の噴霧状態を検知するための検知手段を有する請求項８に記載の試料フィルター製作装置。
10. 前記発光試薬噴霧装置に発光試薬を供給する発光試薬供給手段を備える請求項７に記載の試料フィルター作製装置。
11. 前記試料保持手段上の試料フィルターを吸引して保持するための吸引手段をさらに有する請求項７に記載の試料フィルター作製装置。
12. 試料フィルターを保持するようにされた複数の試料フィルター保持手段と、ＡＴＰ抽出試薬を噴霧するＡＴＰ抽出試薬噴霧手段と発光試薬を噴霧する発光試薬噴霧手段を有するターンテーブルを備える試料フィルター作製装置を使用して、試料フィルターに捕捉された検体を検査するための複数の試料フィルターを製作するための試料フィルター作製方法であって、
    前記複数の試料フィルター保持手段の一つにフィルターを挿入する段階と、
    前記試料フィルター保持手段の一つの上の試料フィルターを検知する段階と、
    試料フィルターが対応する試料フィルター保持手段に存在することを検知したとき、前記試料フィルター上にＡＴＰ抽出試薬又は発光試薬を噴霧するように前記ＡＴＰ抽出試薬噴霧手段又は発光試薬噴霧手段を制御する段階と、
    を有する試料フィルター作製方法。
13. 前記ターンテーブルを設ける段階は、
    対応する試料フィルター保持手段の上部に位置するように配置されるシリンダーと、前記ＡＴＰ抽出試薬噴霧装置又は発光試薬噴霧装置に供給するためのシリンダー内で噴霧状態を検知するセンサーを設ける段階と、
    前記センサーによって検知されたシリンダー内の噴霧状態に基づいて噴霧を調製するようにＡＴＰ抽出試薬噴霧装置と発光試薬噴霧装置を制御する段階を有する請求項１２に記載の試料フィルター作製方法。

Images