JP4040107B2 - 濾過アッセンブリ - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、微生物の培養（culturing）に使用できる濾過アッセンブリに関するものである。
２．関連技術の説明
流体中の微生物の存在を調査するための一般的な方法は、所定の大きさよりも大きな流体中の微生物を捕捉できるフィルタエレメントに流体を通すことである。濾過の完了後、フィルタエレメント及びこのフィルタエレメントによって捕捉された微生物を栄養溶液が入ったペトリ皿に置く。栄養溶液は、フィルタエレメントを透過して微生物に到り、フィルタエレメント上の微生物を培養できるようにする。
微生物を含む流体の濾過は、典型的には、フィルタエレメントを取り外し自在に置くことができるベースに連結された流体リザーバを含む濾過アッセンブリを使用して行われる。濾過後にフィルタエレメントを入れるためのペトリ皿は、濾過アッセンブリの部分を形成せず、そのため、微生物の培養を行うために別のペトリ皿が必要とされる。
発明の概要
本発明は、微生物を含む流体を濾過するため及び濾過によって流体から取り出された微生物を培養するための両方で使用することができる。濾過アッセンブリを提供する。
更に、本発明は、微生物培養方法を提供する。
本発明の一つの態様では、濾過アッセンブリは、濾過されるべき流体試料を保持するためのチャンバと、このチャンバと流体連通した濾過された流体用ポートと、チャンバと流体ポートとの間の流れ通路に設けられ、フィルタエレメントを支持するように構成された、フィルタ支持体と、チャンバに取り外し自在に取り付けられた下カバーとこの下カバーに取り外し自在に取り付けられた上カバーとを有するカバーアッセンブリとが備えられる。カバーアッセンブリは、フィルタエレメントに存在する微生物を培養するため、フィルタエレメントを内部に置くことができるペトリ皿を構成する。カバーアッセンブリをペトリ皿として使用することができるため、濾過アッセンブリの使用が非常に便利になり、別のペトリ皿が不要になる。
一つの好ましい実施例では、アッセンブリは、チャンバを画成する試料リザーバと、流体ポート及び支持面を持つベースを含む。試料リザーバ及びベースは互いに永久的に連結されていてもよいし、ベースを試料リザーバとは別に、カバーの一方とともにペトリ皿として使用できるように互いから取り外し自在であってもよい。
本発明の別の態様によれば、濾過アッセンブリは、流体試料を保持するための試料リザーバと、この試料リザーバを支持するためのベースとを含む。このベースは、試料リザーバとの間にシール部材を使用せずに試料リザーバに流体密をなして取り外し自在に取り付けることができる。試料とベースとの間にシール部材を必要としないため、濾過アッセンブリの製造費用を減少できる。
本発明の更に別の態様によれば、濾過アッセンブリは、濾過されるべき流体試料を保持するための試料リザーバと、この試料リザーバを支持するためのベースとを含む。ベースは、流体ポート及び真空濾過アッセンブリの真空マニホールドと接触するために流体ポートを取り囲むスカートを含む。このスカートにより、ベースを真空マニホールドに連結するためのストッパー又はアダプタを提供する必要がなるため、フィルタアダプタの使用が容易になる。
本発明の更に別の態様では、流体濾過方法は、試料リザーバ又はベースのフィルタ支持面にフィルタエレメントを置く工程と、試料リザーバをベースに、シール部材を使用せずに、流体密をなして取り外し自在に連結する工程と、流体試料を試料リザーバに導入する工程と、フィルタエレメントを通過した流体をベースの流体ポートから取り出す工程とを含む。
本発明の更に別の態様では、濾過アッセンブリ使用方法は、ベースのスカートがマニホールドの入口チューブと接触した状態で、濾過アッセンブリのベースを真空マニホールドに配置する工程と、入口チューブの内部に吸引力を加え、フィルタエレメントを通して流体を濾過アッセンブリとマニホールドとに吸い込む工程とを含む。
本発明のこれらの態様及びその他の様々な特徴を、以下の説明と添付図面とによって更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による濾過アッセンブリの一実施例の斜視図である。
第２図は、第１図の実施例の縦断面図である。
第３図は、第１図の実施例の試料リザーバの縦断面図である。
第４図は、第１図の実施例のベースの縦断面図である。
第５図は、ベースを上方から見た斜視図である。
第６図は、ベースを下方から見た斜視図である。
第７図は、第１図の実施例の下カバーの縦断面図である。
第８図は、第１図の実施例の上カバーの縦断面図である。
第９図は、第１図の実施例のカバーアッセンブリと同様のカバーアッセンブリを各々含む、互いに積み重ねた二つのペトリ皿の断面図である。
第１０図は、第１図の実施例のベース及び上カバーと同様のベース及び上カバーを各々含む、互いに積み重ねた二つのペトリ皿の断面図である。
第１１図は、第１図の実施例を使用できる真空濾過装置の概略図である。
第１２図は、アダプタ及びストッパーを使用して真空マニホールドに設置した第１図の実施例のベースの縦断面図である。
第１３図は、真空濾過を行うために真空マニホールドと直接係合させた第１図の実施例のベースの縦断面図である。
第１４図は、ベースの流体ポートを通して栄養溶液を導入するための方法を示す、ベースを下方から見た斜視図である。
好ましい実施例の説明
第１図乃至第８図は、本発明による濾過アッセンブリ１０を示す。これらの図に示すように、アッセンブリ１０は、試料リザーバ２０と、この試料リザーバ２０の下端に取り外し自在に係合させることができるベース３０と、試料リザーバ２０の上に取り外し自在に取り付けることができるカバーアッセンブリ５０とを含む。試料リザーバ２０は、濾過されるべき流体試料を保持できるチャンバ２２を画成し、この際、ベース３０は、試料リザーバ２０と流体試料を通過させるフィルタエレメント４５を支持するのに役立つ。本実施例では、カバーアッセンブリ５０は、それ自体がペトリ皿として機能するように、或いは、カバーアッセンブリ５０の一部をベース３０と組み合わせてペトリ皿を形成するように、設計されている。
試料リザーバ２０は、濾過されるべき所望容積の試料流体を保持できる任意の構造を備えているのがよい。本実施例では、試料リザーバ２０は、全体として円筒形の部材であり、即ち、回転体であり、その上端と下端とが開放している。試料リザーバは、試料流体用チャンバ２２の外周を構成する外壁２１を有する。外壁２１の横断面形状は円形であり、内径がその上端から下端まで線型をなして減少しているが、外壁２１の形状は重要ではなく、その直径は必ずしもその高さに亘って変化していなくてもよい。例えば、横断面形状は多角形又は円形以外の湾曲した形状であってもよく、試料リザーバ２０の内径又は他の寸法は、試料リザーバ２０の高さに亘って一定であるが、或いは、任意の所望の態様で変化していてもよい。試料リザーバ２０の内面又は外面には、試料リザーバ２０に導入された試料リザーバの量を使用者が計測するのを助けるための目盛りが形成されることが望ましい。
ベース３０の縦断面図と、上方から見た斜視図である第４図及び第５図とに最もよく示されているように、ベース３０は、濾過中にフィルタエレメント４５を支持可能なフィルタ支持面３１とフィルタエレメント４５とを通過した濾過された流体を濾過アッセンブリ１０から排出できる流体ポート３８を含む。フィルタ支持面３１は、ベース３０の底内面３３から上方に延在する複数の突出部３２を含む上面によって構成されている。これらの突出部３２は互いに離間され、フィルタエレメント４５を通過した濾過された流体を突出部３２の間に流し、流体ポート３８に入れることができる。流体ポート３８の内部を、突出部３２が設けられたベース３０の領域に連結するため、ベース３０の中央に設けられた突出部３２に濾過された流体用の一つ又はそれ以上のドレン開口部３９が形成されている。
本実施例では、ベース３０は、例えば、射出成形によって形成された一体の部材であり、フィルタ支持面３１がベース３０の他の部分と一体に形成されている。しかしながら、別々に形成された複数の構成要素でベース３０を構成することもできる。例えば、フィルタ支持面３１は、ベース３０の内部に取り外し自在に設置され、かつ、フィルタエレメント４５を支持することが可能な、有孔プレート又はメッシュで形成するこができる。
本実施例のフィルタ支持面３１は平坦であるが、濾過を行うためにフィルタエレメント４５を支持することができる任意の形状を備えているのがよい。例えば、皿状、円弧状、又は波形の形状であるのがよい。
フィルタ支持面３１は、その外周から上方に延在する円形の壁３４によって取り囲まれ、複数の半径方向突出部３５が壁３４の上側に形成された押縁から上方に延在している。各突出部３５の垂直方向半径方向内面は壁３４と面一に形成されている。壁３４及び突出部３５は、フィルタ支持面３１上に配置されたフィルタエレメント４５を取り囲み、かつ、位置決めするために役立つ。
フィルタアッセンブリ１０は、平坦な表面上に支持することかく直立させることができるように構成すると便利である。本実施例では、ベース３０は、このベース３０をテーブル又は他の平坦な表面上に支持するため、ベースの全外周に亘って延在する外壁４１を含む。この外壁４１は、必ずしもシール機能を果たさなくてもよく、このため、ベース３０の周囲に亘って必ずしも連続している必要はなく、また、流体密である必要もない。ベースを支持する上で、壁以外の複数の脚部等の部材もまた使用可能である。更に、ベース３０それ自体が支持される必要はなく、それ自体では直立しない形状を備えていてもよく、例えばベース３０の底部を漏斗状に形成してもよい。
試料リザーバ２０とベース３０とは、別々に形成された後、互いに永久的に連結されるのがよく、或いは、単一の部材として形成されるのがよい。しかしながら、本発明では、試料リザーバ２０は、ベース３０を試料リザーバ２０とは別にペトリ皿の部分として使用できるように、ベース３０に取り外し自在に係合されている。試料リザーバ２０とベース３０との間の係合態様は、好ましくは、この係合により、Ｏ−リング等のシール部材を必要とせずに流体密シールを形成するが、試料リザーバ２０とベース３０とを互いに手で容易に外すことができるように構成される。更に、試料リザーバ２０の下端は、好ましくは、試料リザーバ２０とフィルタ支持面３１に配置されたフィルタエレメント４５の上面との間に流体密シールを形成し、試料リザーバ２０からの流体が試料リザーバ２０とフィルタエレメント４５との間を流れることによって、フィルタエレメント４５を迂回することがないように形成される。
一般的には、試料リザーバ２０とベース３０との間をベース３０の全内周に亘ってぴったりと密封接触させる任意の種類の取り外し自在の係合を使用して、二つの部材を取り外し自在に係合させることができる。例えば、試料リザーバ２０とベース３０との間を締まり嵌めさせ、半径方向力によって試料リザーバ２０の周面をこれと向き合ったベース３０の周面に押し付けて密封接触させるか、或いは、試料リザーバ２０及びベース３０の向き合った表面を押し付け合って、濾過アッセンブリの軸線方向に作用する圧縮力によって互いに密封接触させるのがよい。本実施例では、試料リザーバ２０及びベース３０を締まり嵌めで互いに係合させる。締まり嵌めにより、試料リザーバ２０の外周面とベース３０の内周面との間に流体密シールが形成される。試料リザーバ２０とベース３０とは、これらが使用中に互に誤って外れることがないように、これらを引き離そうとする軸線方向力に対して抵抗を付与するように構成されるのが望ましい。本実施例において、外そうとする力に対する抵抗は、試料リザーバ２０の下端をベース３０の上端の内側に受け入れるスナップ嵌めによって付与される。第３図の断面図に示すように、試料リザーバ２０の下端には、溝２４及びその全外周に亘って連続的に半径方向外方に延在する突出部２５が設けられている。同様に、第４図に示すように、ベース３０の上端には、溝３６とその全内周に亘って連続的に半径方向内方に延在する突出部３７とが設けられている。試料リザーバ２０の下端の外径とベース３０の内径とは、好ましくは、突出部２５及び突出部３７が、溝３６と溝２４の内側にそれぞれぴったりと締まり嵌めによってスナップ嵌合し、その結果、各突出部と試料リザーバ２０の全周に亘って設けられた対応する溝との間が、線接触によって又は表面接触によってぴったりと接触するように選択される。試料リザーバ２０は、二つの部材を互いに撓ませることによってベース３０から外すことが可能であり、例えば、突出部と溝との係合を解除するだけでベース３０から外すことができる。一般的には、溝３６と突出部３７とが、出来る限りベース３０の上端の近くに形成されている場合には、これらの二つの部材を外すのは更に容易になる。例えば、本実施例では、突出部３７はベース３０の上端の直ぐ近くに設けられている。通常の使用中、流体が濾過アッセンブリ１０の外部に漏れることが接触により阻止できる限り、試料リザーバ２０とベース３０との間の密封接触の位置は重要でない。例えば、密封接触は、溝２４、３６及び突出部２５、３７の互いに噛み合う表面間に形成され、或いは、これとは異なる位置に形成できる。また、溝と突出部との間の係合は、主に、試料リザーバ２０及びベース３０が誤って外れることがないようにするのに役立ち、又は、試料リザーバ２０とフィルタエレメント４５との間に軸線方向圧縮力を維持し、フィルタエレメント４５に対して流体密シールを形成するのに役立つ。後者の場合、溝及び突出部は必ずしも連続した部材でなくてもよい。
本実施例では、各溝は、対応する突出部と相補的形状をなし、即ち、各溝及び対応する突出部が表面接触するように、対応する突出部と曲率半径が実質的に同じであるが、溝及び突出部の湾曲は、これらが例えば線接触するような湾曲であってもよい。試料リザーバ２０とベース３０との間には、二つの部材のうちの一方の部材の表面に形成された一つの突出部と、この突出部と係合するために、二つの部材のうちの他方の部材の表面に形成された、一つの溝によって、シールを形成することができるが、複数の溝と突出部とを設けることによって、更に一体性の高いシールを形成してもよい。
試料リザーバ２０とベース３０との間が外れないようにするため、バヨネット嵌めやねじ係合等の、スナップ嵌め以外の多くの他の構成を使用することができる。更に、試料リザーバ２０とベース３０との間の接合部の周囲にテープを配置することにより、又は、（例えば超音波溶接によって）二つの部材をそれらの周囲に亘って互いに軽く溶接したり、結合したりすることにより、これらの部材を互いに固定することができる。この場合、これらの部材は、必要なときに互いに容易に外すことができる。試料リザーバ２０とベース３０とに設けた溝及び突出部により締まり嵌めの代わりに、又は、それに加えて、このような連結方法を使用することができる。
試料リザーバ２０の下端には環状シールリム２６が形成されている。このリムは、試料リザーバ２０の全周に亘って全体に試料リザーバ２０の軸線方向に延在する。試料リザーバ２０とベース３０の溝と突出部とを互いに係合させると、シールリム２６は下方に押され、ベース３０のフィルタ支持面３１上に配置されたフィルタエレメント４５の上面と密封接触する。シールリム２６とフィルタエレメント４５との間の圧縮力は、試料リザーバ２０とベース３０の溝と突出部との間の係合によって維持される。本実施例では、シールリム２６は、その外周とベース３０の内周との間にその全周に亘って環状空気空間が形成されるように、試料リザーバ２０に位置決めされている。前記空気空間は、毛管作用による流体のクリープを阻止するエア・ロックを二つの部材間に形成することによって、試料リザーバ２０とベース３０との間のシールの一体性を改善する。しかしながら、空気空間は重要ではなく、シールリム２６をベース３０の内周に密着させてもよい。
本実施例では、フィルタ支持面３１はベース３０の一部であるが、フィルタ支持面を試料リザーバ２０の一部としてもよい。例えば、試料リザーバ２０の下端を完全に開放したものにする代わりに、フィルタエレメント４５を支持するための有孔底面を有する構成にすることが可能であり、ベース３０を、試料リザーバ２０の底面を通過した濾過された流体を収集するための、試料リザーバ２０の下に配置された漏斗として機能させることができる。
フィルタエレメント４５は、濾過を受ける流体から問題の微生物を除去することができる濾材を含む。この濾材は、例えば様々な材料で構成された微孔膜か、濾紙等の任意の所望の種類の濾材であるのがよい。微生物の研究に対し、様々な種類の濾材を商業的に入手することが可能であり、このような濾材のうちの任意の濾材を本発明でフィルタエレメント４５として使用することができる。微生物の研究で使用するための濾材は、多くの場合、平坦な円板状の膜であるが、フィルタエレメント４５は必ずしも任意の特定の形状を備えていなくてもよい。例えば、平坦な形状の代わりに、その表面積を増大するためにプリーツを備えていてもよい。
フィルタエレメント４５は、ベース３０のフィルタ支持面３１と直接接触していてもよいし、フィルタエレメント４５に対して機械的支持を付与するフィルタエレメント４５よりも目の粗いメッシュや、紙や、又は織物でできた層等の中間支持部材に載置されていてもよい。培養中にフィルタエレメント４５をベース３０上に残そうとする場合には、培養中に栄養溶液を保持するのに使用するための吸収体パッド４６を、濾過後ではなく、濾過前に、フィルタエレメント４５の下に配置し、濾過後のフィルタエレメント４５の取り扱い量を少なくするのが便利である。更に、吸収体パッド４６は、濾過中、フィルタエレメント４５に対する支持を提供することができる。更に、前置フィルタや、保護シートや、又はその他の部材を、フィルタエレメント４５の上に載置することができる。
弾性と圧縮性とを有する部材を、シールリム２６がフィルタエレメント４５と接触する場所の下の領域で、フィルタエレメント４５の下面とフィルタ支持面３１との間に配置するのが有利である。このような部材は、シールリム２６の軸線方向長さの変化や、シールリム２６とフィルタ支持面３１との向き合った表面の滑らかさを補償して、シールリム２６をフィルタエレメント４５に密着させて密封された状態に維持することが可能であり、これによって、試料リザーバ２０とベース３０との製造許容差の精度を下げることができる。弾性部材は、濾過を受ける流体に対して、透過性であってもよく、また、不透過性であってもよい。例えば、多孔質のシート又はパッドでできているのが望ましく、本実施例では、吸収体パッド４６が弾性部材として役立つ。別の態様では、弾性部材は、フィルタエレメント４５の下に配置された不透過性ガスケットで構成されるのが望ましい。更に、ガスケット等の弾性シール部材をフィルタエレメント４５の上面とシールリム２６との間に配置することができる。これにより、シールリム２６はフィルタエレメント４５と直接は接触しないが、シール部材に密着させて密封された状態で押し付けられ、これによってシール部材がフィルタエレメント４５に密着して密封するように押し付けられる。このようなシール部材はフィルタエレメント４５とは別体であってもよいし、フィルタエレメントに接合されていてもよい。
本実施例では、フィルタ支持面３１を取り囲む壁３４は、好ましくは、吸収体パッド４６及びフィルタエレメント４５をフィルタ支持面３１に取り付けたとき、吸収体パッド４６が壁３４によって取り囲まれ、少なくとも部分的に壁３４の上端の下に配置されるような高さを備えているが、吸収体パッド４６上に配置されたフィルタエレメント４５は、壁３４の上端付近に又はこれよりも上に位置決めされ、半径方向突出部３５によって取り囲まれる。例えば、壁３４の高さは、吸収体パッド４６の厚さとほぼ同じであるのがよい。吸収体パッド４６の一部又は全部が壁３４の上端の下に配置された構成により、濾過アッセンブリ１０の使用者がフィルタエレメント４５を吸収体パッド４６の上から異なる場所に移そうとするとき、使用者は、吸収体パッド４６を摘み上げることなく、ピンセットを使用して支持エレメント４５を容易に摘み上げることができる。半径方向突出部３５の間の空間により、フィルタエレメント４５に容易に近付くことができ、フィルタエレメントをベース３０から容易に取り外すことができる。
製造を容易にするという観点から、試料リザーバ２０のシールリム２６の軸線方向長さと、ベース３０に設けられた半径方向突出部３５の軸線方向高さとは、第２図に示すように、試料リザーバ２０がベース３０と密封係合し且つ試料リザーバ２０のシールリム２６がフィルタエレメント４５に密封接触するように押し付けられるとき、半径方向突出部３５の上面と試料リザーバ２０の底面との間に軸線方向へ延びる隙間が形成されるように定められているのが好ましい。このような隙間が存在する場合には、半径方向突出部３５とシールリム２６は、半径方向突出部３５の上面が試料リザーバ２０の底面と接触する場合程精度の高い許容差を持つように製造される必要はない。
カバーアッセンブリ５０は、下カバー６０と上カバー７０とを含む。これらのカバーは、第７図と第８図とにそれぞれ最もよく示されている。下カバー６０は、試料リザーバ２０の上端に取り外し自在に嵌着するように形成され、上カバー７０は下カバー６０の上に取り外し自在に嵌着されるか、或いは、ベース３０の上端の上に取り外し自在に嵌着するように形成されている。これによって、これらのカバー６０、７０は、互いにペトリ皿を形成することができ、上カバー７０とベース３０とで別のペトリ皿を形成することができる。更に、上カバー７０は、下カバー６０を取り外した状態で試料リザーバ２０の上端の上に、直接的に、取り外し自在に嵌着するように構成され得る。
下カバー６０は、試料リザーバ２０の上端に様々な方法で係合可能である。例えば、これらのカバーは、スナップ嵌めや、バヨネット嵌めや、ねじ係合や、プレス嵌めや、隙間嵌めによって、互いに係合可能である。これらの係合は、好ましくは、カバーアッセンブリ５０が試料リザーバ２０から外れ落ちることなく、濾過アッセンブリ１０の取り扱いと、持ち運びとを行うことができるように、試料リザーバ２０からの下カバー６０の係合解除に対して或る程度の抵抗を示すように構成されているが、下カバー６０は試料リザーバ２０から容易に取り外すことができる。本実施例では、下カバー６０は連続した環状突出部６２が上面から上方に延在するディスク状プレート６１を有する。カバーアッセンブリ５０をペトリ皿として使用する場合、突出部６２はペトリ皿の外壁として役立つ。プレート６１は、更に、その下面から延在する連続した環状突出部６３を有する。環状突出部６３と、試料リザーバ２０の上端の外周全体に亘って形成された半径方向外方に延在するリップ２３との間に、スナップ嵌めが形成される。下カバー６０に設けられた突出部６３は、半径方向内方への膨出部６４を有する。弛緩（無応力）状態で膨出部６４のところで計測した下カバー６０の最少内径は、弛緩状態での試料リザーバ２０のリップ２３の外径よりも小さく、そのため、リップ２３が膨出部６４を越えて上方に押圧されるとき、膨出部６４は、試料リザーバ２０と下カバー６０との係合が解除しないように抵抗する。下カバー６０と試料リザーバ２０との間の係合は、緊密さの程度が様々に変化する。例えば、この係合は、係合解除に対してシールを形成することなく、或る程度の抵抗を付与するために十分であるのがよく、又は二つの部材間に流体密シールが形成される程度であってもよい。濾過前に流体試料を一時的に貯蔵するために試料リザーバ２０を使用する場合には、下カバー６０と試料リザーバ２０との間の流体密シールが便利である。例えば、工場では、流体試料を工場の一部に集め、次いでこの試料を工場の別の部分にある分析室に送るのが一般的である。このような場合には、カバーアッセンブリ５０と試料リザーバ２０との間に流体密シールを形成することにより、試料リザーバ２０内の流体試料を一つの場所から別の場所に、零したり、汚したりする恐れなしに、輸送できる。流体密シールは、任意の適当な手段で形成できるが、好ましくは、Ｏ−リングやガスケット等の、別のシール手段の使用を必要としない手段で形成される。本実施例では、流体密シールは、下カバー６０の下面から下方に延在する環状突出部６５の補助により、下カバー６０と試料リザーバ２０との間に形成される。弛緩状態の突出部６５の外径は、弛緩状態の試料リザーバ２０の上端の内径よりも大きく、そのため、試料リザーバ２０のリップ２３を二つの突出部６３と６５との間の空間内に配置したとき、試料リザーバ２０の上端は、内突出部６５によって突出部６３に向かって半径方向外方に押圧される。試料リザーバ２０の上端は、これによって、少なくとも突出部６５と、好ましくは突出部６３及び６５の両方とぴったりと接触するように押し付けられ、その結果、下カバー６０と試料リザーバ２０との間に試料リザーバ２０の全周に亘って、二つの突出部６３及び６５間の空間に流体密シールが形成される。
上カバー７０は、同様に、ディスク状プレート７１を有する。このプレート７１には、その下面から下方に延在する複数の環状突出部７３、７４が設けられている。第１突出部７３は、下カバー６０の上面に設けられた突出部６２の内周と係合する外径を備える。
下カバー６０と試料リザーバ２０の上端との間の嵌着と同様に、上下のカバー６０及び７０が突出部６２及び７３で係合したときのこれらのカバー間の嵌着は、緊密さの程度が流体密嵌着状態から隙間嵌め状態まで変化する。本実施例では、上カバー７０に設けられた突出部７３は、下カバー６０の突出部６２の内面とぴったりと係合し、取り扱い中に上カバー７０が下カバー６０から誤って外れることがないようにされている。しかし、必要な場合には、上カバー７０を下カバー６０から手で容易に取り外すことができる。突出部７３は、特に下カバー６０に設けられた突出部６２に対してシールする必要がない場合には、必ずしも上カバー７０に亘って連続的に延在する必要はない。
上カバー７０は、その下面から周囲突出部７３に同心する延在する別の環状突出部７４を有する。第１０図に示すように、上カバー７０は、ベース３０の上端の上に置くことができ、ベース３０のカバーとして役立つ。上カバー７０とベース３０とは互いにペトリ皿を形成する。突出部７４の内径は、突出部７４の内面がベース３０の外周面に密着して係合可能であり、その取り扱い中に、又は、ベース３０と上カバー７０とを引っ繰り返すときに、上カバー７０がベース３０から落下して外れることがないように選択される。この実施例では、突出部７３とベース３０の外周との間の係合はシールを形成しない。しかしながら、上カバー７０とベース３０との間を隙間嵌めにしたり、気密嵌め（流体密シールを形成する嵌着を含む）にすることができる。
カバーアッセンブリ５０をペトリ皿として使用する場合に、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６とを、典型的には、二つのカバー６０と７０との間の空間に配置し、これらのカバーを培養器内に置き、フィルタエレメント４５に存在する微生物を培養する。カバー間に置いた吸収体パッド４６は、通常は、濾過中にフィルタエレメント４５の下に置いたパッドとは異なり（しかし、これらのパッドは同じであってもよい）、そのため、使用者は、濡れた吸収体パッドを一つの位置から別の位置に移す必要がない。使用できる一つの培養方法によれば、カバーアッセンブリ５０が構成するペトリ皿は、培養中に、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６が下カバー６０の上内面に載った正しい側を上にした状態で収納される。しかしながら、使用できる別の培養方法によれば、ペトリ皿は、培養中に、下カバー６０が上カバー７０の上に位置決めされ、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６とが下カバー６０の内面に押し付けられた逆様の状態で収容される。この第２の培養方法でのカバーアッセンブリ５０の使用を容易にするために、上カバー７０の下面には、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６とを下カバー６０の上面に当てた状態に保持するための保持部材が設けられ、カバーアッセンブリ５０を逆様にしたとき、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６との重量はこの保持部材によって支持される。本実施例では、保持部材は、上カバー７０の下面から下カバー６０に向かって下方に延在する環状壁の形状の突出部７２によって構成される。下カバー６０の突出部６２の上面が上カバー７０の底面に当接したとき、突出部７２の底面と下カバー６０の上面との間の距離は、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６とを、これらが存在する場合に、突出部７２によって下カバー６０の上面に押し付けることが可能となり、カバーアッセンブリ５０を引っ繰り返したときに落下しないようにするために十分な距離である。突出部７２は、フィルタエレメント４５に対してシールを形成する必要がなく、そのため、フィルタエレメント４５の全周に亘って連続的に延在する必要がない。保持部材は、必ずしも壁の形状をしている必要はない。例えば、上カバー７０から下カバー６０に向かって下方に延在する複数のピン又は他の突出部の形体であるのがよい。好ましくは、保持部材は、フィルタエレメント４５の外周の近くでフィルタエレメント４５と接触し、フィルタエレメント４５の微生物の成長に対する干渉を最少にするが、フィルタエレメント４５が特に重く、その周囲以外の場所で支持を必要とする場合には、保持部材は、周囲以外の場所でフィルタエレメント４５と接触してもよい。上カバー７０をベース３０の上に取り付ける場合には、保持部材は同様に機能し、上カバー７０とベース３０とを引っ繰り返したとき、フィルタエレメントと吸収体パッド４６とをベース３０のフィルタ支持面３１に対して保持する。カバーアッセンブリ５０を、又は、上カバー７０とベース３０とを、培養中に引っ繰り返さない場合には、保持部材を省略できる。更に、上カバー７０とは別に形成されたリング等の保持部材を使用できる。この保持部材は、二つのカバー６０と７０との間に、本実施例で突出部７２が形成された場所に、フィルタエレメント４５の上面に押し付けられるように挿入できる。
空間を節約するため、代表的には、ペトリ皿での微生物の培養中、複数のペトリ皿を互いに積み重ねる。本実施例は、複数のペトリ皿（各ペトリ皿は、一つのカバーアッセンブリを含み、又は、そうでない場合には上カバー７０及びベース３０を含む）を互いに積み重ねることが可能に構成されている。第９図は、カバーアッセンブリ５０を各々含む、互いに積み重ねられた二つのペトリ皿の縦断面図である。この図では、各下カバー６０の底面に設けられた突出部６３及び６５は、その下に配置されたカバーアッセンブリ５０の上カバー７０の上面に載止している。ペトリ皿の積み重ねを引っ繰り返すと、各上カバー７０の上面は、その下に配置されたカバーアッセンブリ５０の下カバー６０の底面に設けられた突出部６３及び６５の上に載る。第１０図は、ベース３０及び上カバー７０を各々有する互いに積み重ねられた二つのペトリ皿の縦断面図である。各ベース３０の外壁４１は、その下に配置された別のペトリ皿の上カバー７０の上面に載止している。別の態様では、ペトリ皿を引っ繰り返すと、各上カバー７０の上面が、その下に配置されたペトリ皿のベース３０の外壁４１の上に載る。任意の数のペトリ皿を第９図及び第１０図に示すように互いに積み重ねることができる。更に、ペトリ皿の積み重ねは、第９図に示すのと同様の一つ又はそれ以上のペトリ皿を第１０図に示すのと同様の一つ又はそれ以上のペトリ皿とともに含んでもよい。積み重ねられたペトリ皿の安定性を増大させるために、隣接したペトリ皿の横方向移動に抵抗できる安定化構造を各上カバー７０に設け、一つのペトリ皿がその下に置かれたペトリ皿から誤って叩き落とされる。（ｋｎｏｃｋｅｄ ｏｆｆ）ことがないようにすることが望ましい。本実施例では、安定化構造は、上カバー７０の上面から上方に延在する二つの環状リング７５及び７６を含む。一つのペトリ皿の下カバー６０が別のペトリ皿の上カバー７０に載っている場合、上カバー７０の環状外押縁７５が下カバー６０の下面に設けられた二つの突出部６３及び６５間に配置される。一方のカバーに横方向力が加えられたとき、上カバー７０に設けられた環状外押縁７５が下カバー６０に設けられた突出部６３及び６５の一方又は両方と接触し、二つのカバーの相対的横方向移動に抵抗する。第１０図に示すように、一つのペトリ皿のベース３０が別のペトリ皿の上カバー７０に載っている場合、ベース３０の外壁４１が上カバー７０と、二つの環状押縁７５と７６との間で接触し、これらの押縁の一方又は両方が上カバー７０に対する外壁４１の横方向移動に抵抗する。これらの押縁は、これらの押縁が接触する別のペトリ皿の部分に対してシールを形成する必要はなく、そのため、必ずしも連続してなくてもよく、必ずしも隣接したペトリ皿に密着して係合している必要はない。更に、この安定化構造は押縁の形体に制限されない。例えば、この安定化構造は、上カバー７０の上面に設けられたピンや、出っ張り（ｂｕｍｐ）や、タブや、又は、その他の突出部の形態であるのが望ましく、あるいは、下カバー６０に設けられた突出部６３及び６５の一方又は両方又はベース３０の外壁４１を受け入れるために上カバー７０の上面に形成された凹所の形態であるのが望ましい。
濾過アッセンブリ１０は、所望の強度と可撓性と耐熱性と耐蝕性とに応じて、そして、濾過アッセンブリ１０が再使用可能であるようになっているか、或いは、使用完了時に廃棄されるようになっているか、否かに応じて、漏斗やリザーバやペトリ皿やその他の実験器具について従来使用された金属やプラスチックやガラス等を含む様々な材料で形成することができる。濾過アッセンブリ１０の様々な部分を様々な材料で形成することができる。安価に製造するために、型成形によって成形できるプラスチックが、濾過アッセンブリ１０に特に適している。適当なプラスチックの幾つかの例には、ポリプロピレンやナイロンやポリアクリレートが含まれる。場合によっては、アッセンブリ１０内の物質を容易に観察できるように、下カバー６０及び上カバー７０の一方又は両方等のアッセンブリ１０の部分が半透明又は透明であるのが便利である。
試料リザーバ２０内の流体試料の濾過は、重力濾過や真空濾過を含む様々な従来の方法で行うことができる。真空濾過では、濾過アッセンブリ１０を真空マニホールドや濾過フラスコやその他の装置に取り付け、この装置を通して吸収力を流体ポート３８に加え、試料リザーバ２０内の流体をフィルタエレメント４５を通して流体ポート３８の外に吸い出すことができる。第１１図は、本発明による濾過アッセンブリ１０を使用することができる真空濾過装置の概略図である。図示の装置は、濾過アッセンブリ１０を各々支持できる複数の入口チューブ８１を備えた真空濾過マニホールド８０を含む。入口チューブ８１のうちの任意の一つのチューブをマニホールド８０の内部を通してマニホールド８０の真空ポート８２に停止栓８３によって流動学的に連結できる。ホース８５によって真空ポート８２に連結された真空ポンプ８４によって真空ポート８２に真空を加えることができる。ポンプ８４の構造に応じて、空気からエアロゾルを除去するための真空濾過フラスコ８６とフィルタ８７とをマニホールド８０とポンプ８４との間に設置し、濾過を受けている流体がポンプ８４に吸い込まれないようにする。この装置によって濾過を行うため、フィルタエレメント４５を備え、場合によっては、吸収体パッド４６がベース３０のフィルタ支持面３１上に配置された濾過アッセンブリ１０を入口チューブ８１のうちの一つに取り付け、ベース３０の流体ポート３８を入口チューブ８１と流動学的に連通させる。流体ポート３８は、一つの入口チューブ８１に様々な方法で連結できる。第１２図に概略に示す一つの方法は、流体ポート３８を中空アダプタ８８の上端に挿入し、アダプタ８８の下端を、入口チューブ８１の一つの上端に嵌め込まれる大きさのゴム製の中空ストッパー８９のボアに挿入する方法である。剛性又は可撓性のいずれであってもよいアダプタ８８は、流体ポート３８をアダプタ８８に挿入したとき、流体ポート３８の外面に関して線接触又は表面接触をなし、真空ポンプ８４を作動させたときに流体ポート３８内に所望の吸引力が得られるように十分に密着して、流体ポート３８とアダプタ８８とが嵌着するような大きさになっている。別の態様では、第１３図に概略に示すように、濾過アッセンブリ１０のベース３０は、アダプタ８８又はストッパー８９を必要とせずにマニホールド８０の入口チューブ８１と直接係合するように形成されているのがよい。この実施例では、ベース３０は、流体ポート３８と外壁４１との間に配置され、かつ、ベース３０の下面から下方に延在する環状スカート４２を備える。このスカート４２の外周は、スカート４２を入口チューブ８１に挿入したときに、その全周に亘って入口チューブ８１の内面と線接触又は表面接触するように構成されている。スカート４２は、入口チューブ８１に対して流体密シールを形成するのがよいが、必ずしも形成しなくてもよい。スカート４２は、好ましくは、試料リザーバ２０内に収容された流体をフィルタエレメント４５を通して吸引するのに十分な吸引力を真空ポンプ８４が入口チューブ８１に発生するために、入口チューブ８１に十分に密着して係合する。スカート４２が幾分可撓性である場合には、スカート４２と入口チューブ８１とを更に容易に所望通りに嵌着させることができる。更に、スカート４２は、真空濾過マニホールドの入口チューブ以外の濾過フラスコ等の濾過装置と直接接触するように形成できる。入口チューブ８１へのアダプタ１０の取り付けの前後いずれかで、所望量の濾過されるべき流体試料を試料リザーバ２０内に置くことができる。濾過アッセンブリ１０が入口チューブ８１の一つに取り付けられた状態で、真空ポンプ８４を作動させ、流体試料をフィルタエレメント４５を通して濾過フラスコ８６に吸い込む。ポンプ８４の作動中、カバーアッセンブリ５０は、通常は、試料リザーバ２０から外してある。そのため、流体の上方にある試料リザーバ２０の内部は大気圧であり、これによって、濾過を容易にし、ポンプ８４が発生した吸引力によって試料リザーバ２０が潰れることがないようにする。流体試料が試料リザーバ２０からフィルタエレメント４５を通して吸い出された後にポンプ８４を消勢する。このとき、濾過アッセンブリ１０を真空マニホールド８０から取り外してもよいし、そのまま付けた状態にしておいてもよい。カバーアッセンブリ５０をペトリ皿として使用しようとする場合には、環状突出部６２によって取り囲まれた領域内で、下カバー６０上に吸収体パッド４６を配置し、微生物の培養に適した栄養溶液を吸収体パッド４６に従来の方法で加える。次いで、試料リザーバ２０をベース３０から手で外し、フィルタエレメント４５をベース３０の上から例えばピンセットで取り外し、下カバー６０の吸収体パッド４６の上に置く。その後、上カバー７０を下カバー６０の上に置いてペトリ皿を形成し、このペトリ皿内の微生物を適当な方法によって、例えば、従来の培養器内に置くことによって培養する。単一のペトリ皿の培養を行うことができる外、培養中に複数のペトリ皿を第１０図に示すように互いに積み重ねることができる。
ベース３０と上カバー７０とをペトリ皿として使用する場合には、濾過の完了後に、試料リザーバ２０とベース３０との間のスナップ嵌めを手で外すことによって試料リザーバ２０をベース３０から取り外し、フィルタエレメント４５をベース３０の上に残し、この際に適当な栄養溶液をフィルタエレメント４５の下に置かれた吸収体パッド４６に加える。吸収体パッド４６は、代表的には、濾過前にフィルタエレメント４５の下に配置されている。栄養溶液は、上方からフィルタエレメント４５を通して、又は、下から流体ポート３８を介して、吸収体パッドに加えることができる。流体ポート３８を通して溶液を導入する方法を第１４図に示す。栄養溶液は、通常は、流体ポート３８に挿入できるテーパしたスヌート（ｓｎｏｕｔ）９１を持つアンプル９０に収容され、栄養溶液をスヌートから出すことができる。アンプル９０のスヌート９１の外面と流体ポート３８の内面との間の嵌着は非常に密着しているのが望ましく、アンプル９９のスヌート９１の外面を流体ポート３８の内面に密着させて押し付けたときにエア・ロックが発生することによって、流体ポート３８への栄養溶液の導入を妨げることがないように、流体ポート３８から空気を逃がすことができる一つ又はそれ以上の空気抜き４０が流体ポート３８に形成されているのが望ましい。本実施例では、流体ポート３８は三つの空気抜き４０を有し、これらの空気抜きは、それぞれ、流体ポート３８の内周に流体ポート３８の開口部３９とその外端との間に形成された細長い溝からなる。栄養溶液を流体ポート３８を通して吸収体パッド４６に加える場合には、試料リザーバ２０か、上カバー７０をベース３０に取り付け、フィルタエレメント４５と吸収体パッド４６とが落下しないようにする。栄養溶液を吸収体パッド４６に加え、上カバー７０をベース３０に取り付けた後、ベース３０と上カバー７０とを含むペトリ皿は培養の準備ができる。必要な場合には、キャップや栓等の閉鎖体を流体ポート３８の下端に取り付け、流体が培養中に漏れないようにするのが望ましい。培養中にベース３０を逆様にして流体ポート３８を上に向けて配置する場合には、閉鎖体は不要である。
一般的には、カバーアッセンブリ５０を含むペトリ皿と、ベース３０と上カバー７０を含むペトリ皿とは、両方とも、非常に満足できるものである。しかしながら、一方の種類のペトリ皿の利点が他方のペトリ皿の利点を上回る場合がある。例えば、ベース３０と上カバー７０とを備えたペトリ皿を使用する方が便利である。このようなペトリ皿は、濾過の完了後にフィルタエレメント４５をベース３０から取り外す必要がないため、実施される工程数が少なく、フィルタエレメント４５に加わる摩耗が少ないためである。他方、濾過の完了時にベース３０上でフィルタエレメント４５の下にある吸収体パッド４６は、濾過された流体で飽和されている。吸収体パッド４６内に存在する濾過された流体が邪魔である場合や、培養のために吸収体パッド４６に加えられた栄養溶液を濾過された流体が過度に希釈してしまう場合には、このような構成のペトリ皿を使用する代わりに、カバーアッセンブリ５０をペトリ皿として使用するのが望ましい。これは、カバーアッセンブリ５０内の吸収体パッド４６が濾過中に流体に晒されていないためである。

Claims (21)

1. 濾過される流体試料を保持するためのチャンバと、
   前記チャンバに流体連通した、濾過された流体用の流体ポートと、
   前記チャンバと前記流体ポートとの間の流れ通路に設けられ、フィルタエレメントを支持するための、フィルタ支持面と、
   前記チャンバを取り外し自在に覆う下カバーと、前記下カバーに取り外し自在に取り付けられた上カバーとを備え、前記フィルタエレメントに存在する微生物を培養するために前記フィルタエレメントを内部に配置することができるペトリ皿を構成する、カバーアッセンブリと、
   を有することを特徴とする、濾過アッセンブリ。
2. 前記チャンバを画成する試料リザーバと、前記試料リザーバを支持するベースとを備え、前記ベースは流体ポートを備え、前記試料リザーバと前記ベースとの一方がフィルタ支持面を構成し、前記下カバーは前記試料リザーバに取り外し自在に取り付けられている、請求項１に記載の濾過アッセンブリ。
3. 前記ベースは前記フィルタ支持面を有する、請求項２に記載の濾過アッセンブリ。
4. 前記下カバーは、前記試料リザーバにぴったりと嵌合した状態で係合する、請求項２に記載の濾過アッセンブリ。
5. 前記下カバーは、シール部材を使用することなく、前記試料リザーバに流体密嵌合状態で係合する、請求項２に記載の濾過アッセンブリ。
6. 前記上カバーと前記下カバーとは、前記上カバーと前記下カバーとが互いに外れることなく、前記カバーアッセンブリを引っ繰り返すことができるように嵌合した状態で互いに係合している、請求項１に記載の濾過アッセンブリ。
7. 前記上カバーは、前記カバーアッセンブリを引っ繰り返すことにより、前記下カバーが前記上カバーの上に配置されたとき、前記上カバーと前記下カバーとの間に配置された前記フィルタエレメントを前記下カバーに対して保持するための保持部材を含む、請求項１に記載の濾過アッセンブリ。
8. 前記試料リザーバは前記ベースから取り外し可能に構成され、
   前記カバーアッセンブリの前記カバーの一方が、前記ベースに取り外し可能に取り付られて前記ベースとともにペトリ皿を構成する、請求項２に記載の濾過アッセンブリ。
9. 前記カバーの一方は、前記カバーの一方が前記ベースから外れることなく前記ベースを引っ繰り返すことができるように、嵌合した状態で前記ベースと係合できる、請求項８に記載の濾過アッセンブリ。
10. 前記上カバーは、前記上カバーの上面に、前記上カバーの上に積み重ねられたときに同じカバーアッセンブリの横方向運動に抵抗するための安定化構造を備える、請求項１に記載の濾過アッセンブリ。
11. 前記安定化構造は、前記上カバーの前記上面に形成された環状押縁を含む、請求項１０に記載の濾過アッセンブリ。
12. 前記濾過アッセンブリは、さらに、
    前記流体試料を保持するための、チャンバを画成する試料リザーバと、
    前記試料リザーバを支持するためのベースであって、前記試料リザーバと前記ベースとの間にシール部材を使用せずに前記試料リザーバに流体密をなして取り外し自在に取り付けられたベースとを含み、
    前記試料リザーバと前記ベースのうちの一方は、前記フィルタ支持面を有し、
    前記試料リザーバと前記ベースのうちの一方は、その周囲に亘って延在する突出部を有し、前記試料リザーバと前記ベースのうちの他方は、その周囲に亘って延在する溝を有し、前記溝は前記突出部に流体密をなしてその周囲に亘って取り外し自在に係合することを特徴とする、請求項１に記載の濾過アッセンブリ。
13. 前記溝と前記突出部とは相補的形状を備える、請求項１２に記載の濾過アッセンブリ。
14. 前記溝と前記突出部とはそれらの周囲に亘って表面接触する、請求項１２に記載の濾過アッセンブリ。
15. 前記試料リザーバは、その周囲に亘って延在する溝と突出部とを備え、前記ベースは、その周囲に亘って延在する溝と突出部とを備え、前記ベースの前記突出部と前記試料リザーバの前記溝とは、それらの周囲に亘って互いに流体密をなして係合し、前記試料リザーバの前記突出部と前記ベースの前記溝とはそれらの周囲に亘って互いに流体密をなして係合する、請求項１２に記載の濾過アッセンブリ。
16. 前記濾過アッセンブリは、さらに
    濾過されるべき前記流体試料を保持するための、チャンバを画成する試料リザーバと、
    前記流体ポートと真空濾過アッセンブリの真空マニホールドに接触するために前記流体ポートを取り囲むスカートとを含む、前記試料リザーバを支持するためのベースと
    を有し、
    前記試料リザーバと前記ベースのうちの一方が、前記フィルタエレメントを支持するための前記フィルタ支持面を備えることを特徴とする、請求項１に記載の濾過アッセンブリ。
17. 流体試料を試料リザーバに導入する工程と、
    流体を濾過するために、前記試料リザーバの内部と連通したフィルタエレメントに流体試料を通す工程と、
    前記試料リザーバに取り付けることができかつ第１及び第２のカバーを備えたカバーアッセンブリによって構成されるペトリ皿に、流体の濾過後、前記フィルタエレメントを配置する工程と、
    前記ペトリ皿内で微生物を培養する工程と、
    を備えることを特徴とする、微生物培養方法。
18. 前記流体試料を前記試料リザーバに導入する工程の前に、前記試料リザーバとベースのうちの一方に形成されたフィルタ支持面に、前記フィルタエレメントを配置する工程と、
    前記試料リザーバと前記ベースのうちの一方に形成された突出部と、前記試料リザーバと前記ベースのうちの他方に形成された溝との間を係合させることによって、シール部材を使用せずに、前記試料リザーバを前記ベースに流体密をなすように取り外し自在に連結する工程と、
    を有することを特徴とする、請求項１７に記載の流体濾過方法。
19. 前記試料リザーバを前記ベースに締まり嵌めで連結する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記試料リザーバを前記ベースにスナップ嵌めで連結する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
21. 前記フィルタエレメントに前記流体試料を通す工程は、
    濾過アッセンブリのベースを、前記ベースのスカートが前記マニホールドの入口チューブと前記スカートの周囲に亘って接触した状態で、真空マニホールドに配置する工程と、
    前記入口チューブの内部に吸引力を加え、前記濾過アッセンブリ内の前記フィルタエレメントを通して前記流体を前記マニホールドに吸い込む工程と、
    を有することを特徴とする、請求項１７に記載の方法。

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