JP4362010B2 - 微生物試料を濃縮し且つ探知する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、微生物を注射器又は同等物内に入れる、微生物試料を培養し且つ検査する方法に関する。本発明は、また、注射器又は同等物から成る、この方法を実施するための装置にも関する。
【０００２】
微生物スイープ（ｓｗｅｅｐ）試料を採取することは、施設、装置及び器具が衛生的であることが仕事上の絶対的な前提条件である工業的施設、病院、実験室及びその他の場所にて衛生を管理する上で１つの重要なことである。また、スイープ試料は、臨床的診断のため、例えば、人間の皮膚、又は粘膜の薄膜から採取することもできる。
【０００３】
微生物スイープ試料すなわち選び取った試料は、通常、採取手段から緩衝液又は任意の他の適当な溶液中に懸濁され、その溶液中にて、更なる検査及び取り扱いを行うことができる。この場合、採取手段に接着した可能な微生物に関する追加的な情報を得る通常の方法は、いわゆる副次培養である。このことは、通常、検査すべき微生物の懸濁液を液体培養基質又は固体の培養基質（例えば、ペトリ皿）に移すことによって行われる。その後、培養基質中の微生物は、少なくとも数時間、通常、１日以上、又は数週間に亙ってさえ、培養させる。この培養相の間、検査すべき微生物は、使用する指示方法によって指示することができる程度にまで培養する。培養中、好気性生体の成長に対する制限因子は、例えば、酸素である可能性がある。他方、十分な嫌気性環境を実現し且つその環境を保つため、好気性微生物を培養するとき、適当なガスを使用することができる。いわゆる好気性微生物細菌（例えば、キャンピロバクテル（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ ）ｓｐ．）は、少ない酸素量を必要とする。また、必要であるならば、培養スペースに移すべきガスの量を変化させることもできる。
【０００４】
幾つかの状況において、例えば、衛生の管理及び工業的品質管理等において、洗浄手段を選択するとき、患者の治療を成功させる上で微生物の分析を迅速に完了させることが極めて重要である。多くの因子が微生物（院内感染、新たな人間及び動物の病原菌、従来未知の工業的微生物の汚染、微生物による環境汚染等）に起因する危険性を更に増大させている。こうした課題に十分、効果的に対処するためには、微生物を指示し且つ同定するため、いわゆる迅速な診断方法が必要とされている。
【０００５】
国際特許出願第ＰＣＴ／ＦＩ１９５／００３９８号による方法は、更なる検査のため、微生物スイープ試料を可能な限り容易に採取し、また、病原菌を取り扱う場合、可能な限り安全に取り扱うことを目的としている。この目的は、プランジャロッドから離れる方向に面する表面が微生物に対する接着基質を備えることを特徴とする本発明の注射器（例えば、１０−５０ミリリットルの容積）により実現される。プランジャの表面における接着基質は、例えば、注射器と共に、又は別個に（例えば、オートクレーブ又は放射線により）滅菌処理した綿、ベルベット又は同様の多孔質の対応する材料とすることができる。また、特定の微生物の接着を促進する生物分子（例えば、抗体）は、必要であるならば、接着基質の表面に無菌状態に固定することができる。接着基質表面を有する注射器又はそのプランジャを使用することにより、ピペットを使用して微生物を含む液体を余分に取り扱うことを不要にすることができ、このことは、感染性微生物を取り扱うときの安全性を向上させることになる。試料は、注射器から別個の培養基質まで移し替え、この培養基質にて、その試料は、通常の方法にて成長させる。また、試料は、液体を注射器内に吸引することにより通常の方法にて注射器内に採取することができる。このようにして、通常、例えば、血液試料が得られる。液体試料は、注射針の無い注射器内に直接、自然に採取し、又は特殊な製造のより長い先端又は管若しくは同様の物を使用して採取することができる。
【０００６】
本発明の目的は、微生物試料の更なる分析作業の速度が速くなり、また、迅速で確実な指示、同定、培養等を可能にする方法及び装置を提供することである。
【０００７】
本発明の目的は、特許請求の範囲にその特徴を記載した方法及び装置によって達成される。
【０００８】
本発明の方法は、微生物の培養又はその他の成長が注射器内又は同等物の内部で行われることを特徴としている。この培養は、調節した状態にて行われ、この状態は、培養の間、容易に変更可能である。注射器内の成長は、例えば視覚的にすなわちカラー指示薬を使用して容易に観察することが可能であるから、このことは、例えば、所望の成長相内で安全な更なる接種を行うことを可能にする。注射器及びその測定目盛りを使用することは、生物学的希釈手順を便宜に行うことを可能にする。例えば、いわゆる−１希釈は、１つの試料容積当たり９倍の容積の希釈溶液を注射器内に入れることによって行われる。次に、注射器を振って、更なる分析のときに試料として使用することのできる９容積を除去し、別の９容積の希釈溶液を追加し、これはいわゆる−２希釈等々を提供する。
【０００９】
例えば、基質に供給されるガスの温度、ｐＨによって注射器内の既存の状態を変更することが可能である。基質に対し泡状のガス流を使用することが好ましく、このガス流中のガスの組成は調節可能であり、このガス流は、また、温度及びｐＨを調整するために使用することもできる。これと同時に、培養体を混合し、このことは、基質内に栄養物が一層均一に拡がるようにする。必要であるならば、より多くの基質、栄養物、選択的な因子及びその他の液体の形態の物質を注射器内に追加することも容易である。
【００１０】
好気性微生物を培養する間、注射器に供給されるガス流により酸素の拡散が増し、このことは、好気性微生物の培養において酸素の利用可能性は、通常いわゆる制限因子であるから、最良の成長速度を達成する上で重要である。酸素を別にして、窒素及び二酸化炭素のようなガスを基質に供給してもよい。これらの支援により、例えば、培養及び成長を必要とする微生物の型式に従って嫌気性又は好気性状態を実現することができる。選択的因子として異なるガスの分圧を使用することができる。また、基質に導入されたガスを担体ガスとして使用することもでき、このことは、培養体の状態又は実際の培養を管理し又は培養基又は培養体の接種をも行う物質を蒸発形態又は対応する手段によってエーロゾルとして基質に移すことを可能にする。これを実現するためには、注射器に移す前に、ガスは添加すべき成分を保持する液体又は懸濁液を通じて導入することができる。
【００１１】
迅速な微生物の検知の観点からして、確実な検知に必要な十分な微生物の濃度が可能な限り迅速に達成されることが極めて重要である。例えば、免疫学的検知を行う目的のため本発明による方法を使用してこの目的を達成することが可能である。本発明による方法が使用可能な微生物学検知法は、例えば、内面、工具又はその他の任意の面の衛生管理、任意の面からの糸状菌の測定、死骸の衛生管理（例えば、サルモネラ菌の検知）、及び工業的施設、健康管理及び環境の分析に必要とされるその他の多くの微生物スイープ試料及び液体試料の検出である。
【００１２】
経済的な適用例において、微生物の培養のための採取手段として注射器を使用するとき、本発明による方法を利用するならば、採取した直後に微生物の培養のため適当な選択的な栄養培養基を成長培養基として使用することができる。このように、試料の接種又は移し替えに起因する遅れを伴うことなく、採取した直後に、培養を安全に開始することができる。このことは、休止状態にある細胞を有する微生物は細菌が成長する前の遅滞相を有するから、有利な点である。例えば、ブドウ状球菌のアウレウス（ａｕｒｅｕｓ）細菌の遅滞相は約１．５時間、続く。
【００１３】
病院及びその他の同等の施設において、抗生物質耐性を有する微生物株の発生は、内面、装置、人間の皮膚及び粘膜の薄膜から判断することができる。同様の方法にて、血液試料及びその他の任意の液体試料を検査することができる。これらは、微生物学的品質検査を必要とする病院で使用される患者の試料又はその他の液体試料とすることができる。培養中、必要とされる抗生物質を培養基に添加することができる。この場合、及びその他の多くの場合における、本発明の有利な点は、実験室内での危険な微生物の移し替えが最小で済むため、手順が簡単で且つ単純であること、及び材料が節約されることに加えて、安全性が増す点にある。
【００１４】
本発明の経済的な適用例において、培養基室の温度、ｐＨ及び／又はその他の状態は、注射器内の基質に供給されたガス又はガス混合体により調整される。このガスは一般に公知の方法にて注射器内に導入される。培養中の温度はガス流によって調整できるため、培養中、培養チャンバ又は同等の装置は必ずしも必要ではない。注射器を加熱し又は冷却するため、例えばペルチアエレメントのような特定の加熱又は冷却ブロックを使用することができる。
【００１５】
必要であるならば、排ガスは、滅菌（例えば、フィルタ）を介して管により注射器の培養スペースから供給することができる。
【００１６】
本発明の１つの適用例において、培養中、注射器は、先端を上向きにした状態でホルダ内に配置される。これと代替的に、ガスを先端を通じて培養スペースに導入するならば、同様に先端を下向きにして注射器をホルダ内に配置してもよい。
【００１７】
本発明の１つの経済的な適用例において、成長溶液及び試料は、培養が行われる同一の注射器と共に更に検査のために移し替える。必要であるならば、試料は注射器内に移し替えることができ、この目的のため、先端は蓋、弁又はその他の任意の閉塞装置により閉じ得るように製造することができる。培養中、又は試料のその他の更なる処理中、複雑な装置及び作業相が不要であるため、例えば、管理下の製造ライン以外の工業的施設で、この手順を行うことができる。試料を移し替えたり貯蔵する必要がないため、結果がより迅速に得られる。また、移し替え及び貯蔵に伴う安全の危険性も減少する。
【００１８】
本発明による装置は、ガス又はガス混合体を注射器内に導入するために注射器又は注射器プランジャ内に入る導入路又は導管があることを特徴としている。ガスを供給し得るように、注射器のプランジャロッドをロッド内に導管又は幾つかの導管を有する状態で製造するならば、培養基質に空気を含ませるか又は必要なガスを導入して、培養中に、一方にて好気性微生物、他方にて嫌気性微生物の培養を促進することができる。このガスは、圧縮ガス瓶から供給することができる。
【００１９】
例えば、管又は導管によってガス瓶が接続された注射針にて穿刺することにより、ガスをプランジャを通じて、直接、注射器内に導入することもできる。１つの代替法は、注射器の任意の部分に設けられた導入路又は導管を通じてガスを注射器内に導入することである。例えば、培養中の微生物の成長相に従って培養中、ガスの組成を変更することが可能である。このガスは、滅菌状態を確保するため、滅菌フィルタを通じて注射器内に導入することができる。先端を通る対応する排ガスは、滅菌フィルタを使用してろ過することができる。また、注射器の先端は、輸送のため、又はその他の理由のため、キャップ、蓋又は弁により閉じることもできる。
【００２０】
これと代替的に、ガスを先端を通じて注射器内に導入してもよいが、この場合、例えば、弁又は同等物を有する導入路又はプランジャを使用し、又は余剰な圧力の支援を受けてプランジャに形成された空気穴を通じるといった、排ガスに対する別の経路を使用しなければならない。この場合、この案内は、プランジャ又は注射器の壁を通じて注射針を使用して行うことができる。
【００２１】
本発明による装置は、経済的な透明な壁又は窓枠を有する注射器を備えている。このように、例えば、注射器の壁を通じて光学的に又は視覚的に微生物の成長を判断することが可能である。このようにして、例えば、成長培養基中の微生物の代謝の変化を示すｐＨの変化を指示すべく、例えば、指示薬カラー溶液を成長培養基に添加することは勿論、可能である。
【００２２】
以下の説明において、添付図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
図１に図示した装置は、ホルダ２内に先端を上向きにして配置された、微生物培養基を保持する１つ以上の注射器１と、ガス又はガスの混合体を貯蔵する１つ以上の圧縮瓶４と、ガスの温度が公知の手段により調節される、流入するガスに対する加熱／冷却ジャケット５とを備えている。プランジャ３には、注射器の導入路があり、また、この導入路には導管７が接続され、この導管７を通じてガス又はガス混合体が圧縮瓶から注射器内に導入される。導管７は、流入するガスを調節し得るように１つ以上の制御弁１１を備えている。更に、該装置は、流入するガスを滅菌処理し得るように流入導管内に配置された滅菌フィルタ８を備えている。排ガスは、注射器の先端に接続された別の滅菌フィルタ９を使用して滅菌処理される。
【００２４】
図２に図示した適用例において、ガスは、別個の注射針６又は同等物を使用して、プランジャ３を通じて導入される。注射針は、上述したように圧縮瓶に接続された管７又はパイプのような導体を備えている。
【００２５】
以下の説明において、試料を集める間の作用相による方法を説明する。
【００２６】
プランジャ面と共に検査面を前後に吹き払うことにより微生物は、水分（水、緩衝溶液）を含ませ又は乾燥させ且つプランジャ３の表面に取り付けられた接着基質に接着させる。その後、プランジャ３を空の注射器１内すなわち受け部に入れ、空気を受け部の先端開口部を通じて押し出す。これと代替的に、通常の手段により液体を注射器内に吸引することにより試料を注射器内に採取してもよい。この採取は、検査した対象物を十分に表現しまた採取した面積が十分に大きくなるような方法にて行われる必要がある。
【００２７】
その後、受け部は必要な量の液体（例えば、緩衝溶液、水又は培養溶液）を吸引することにより充填し、その後、混合過程を支援し得るように多少の空気で充填する。その後、装置を試験管として回し且つ振って、微生物が液体溶液中に分離することを確実にする。
【００２８】
培養溶液が溶液として使用される場合、注射器は上下逆さのままにし且つ指示しようとする微生物の培養に適した成長温度にてホルダ２内に配置することができる。この場合、ガスは、注射器の先端を通じて代替的な手段にて導入し、注射器は、当然に、培養のため上下逆さの状態にはしない。また、微生物を最初に別の溶液中に懸濁させた後、培養溶液を注射器内に添加してもよい。温度（又はｐＨ又は任意の同等のパラメータ）の調節は、注射器のプランジャ内の導入路を通じて導入されたガスによって行うことができる。懸濁のために緩衝塩溶液、抽出溶液（例えば、希釈酸又は塩基溶液）、洗剤溶液又は任意の同等の溶液を使用することもできる。
【００２９】
懸濁液は、接種のために使用するか又は、直接に又は培養後に培養媒体に移し替えるか、もしくは他の任意の更なる検査へ移し替えすることもできる。この場合、例えば、微生物の同定は、通常の生物化学的、免疫学的又は遺伝子法を使用して行うことができる。検知すべき微生物及びその抗原を培養するとき、例えば、フィンランド国特許第９３７４２号に特徴が記載された方法を利用することが可能である。
【００３０】
適用例に関して本発明を説明したが、本発明は、本発明の思想及び特許請求の範囲に属する多岐に亙る方法にて具体化可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法の特徴を実施する装置の適用例の側面図である。
【図２】 導入路を介してガスを注射器内に導入する別の方法の側面図である。

Claims (15)

1. 微生物を注射器（１）内に入れる、微生物試料を培養し且つ検査する方法において、
   培養体と混合させ又は攪拌若しくは通気のため、或いは、注射器内での微生物の成長にとって重要な他の因子を制御するため、ガス又はガス混合体を培養液が保持された注射器（１）に導入し、注射器（１）内にて微生物の培養又は成長が行われ、
   前記重要な他の因子が培養基質の温度もしくはｐＨ、ガスの分圧もしくは拡散、又は栄養物の濃度もしくは拡散であり、これらの因子が注射器内の基質に供給されたガス又はガス混合体により制御されることを特徴とする、微生物試料を培養し且つ検査する方法。
2. 請求項１に記載の方法において、注射器内に配置された培養基質が、必要とされる微生物に対し選択可能であるように選択されることを特徴とする、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、微生物を含む試料が、成長培養基を追加する前に注射器内に採取されることを特徴とする、方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の方法において、注射器が、培養期間の間、先端を上向きにしてホルダ（２）内に配置されることを特徴とする、方法。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の方法において、注射器が、培養期間の間、先端を下向きにしてホルダ内に配置され、ガスが先端を通じて注射器内に導入されることを特徴とする、方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の方法において、培養溶液が、培養を行ったものと同一の注射器を使用して、更なる検査のために移し替えられることを特徴とする、方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の方法において、微生物希釈手順による希釈を更なる接種前に注射器内で行うことができることを特徴とする、方法。
8. 注射器及び注射器のプランジャを備えた、微生物試料を培養しかつ検査する装置において、
   ガス又はガス混合体を培養液が保持された注射器内に供給する導入路が、前記注射器のプランジャ（３）に形成されていることを特徴とする、微生物試料を培養しかつ検査する装置。
9. 請求項８に記載の装置において、ガス又はガス混合体を瓶から注射器内に導入し得るように１つ以上の圧縮瓶（４）を備えることを特徴とする、装置。
10. 請求項８又は９に記載の装置において、ガスの温度が該ガスを注射器に導入する前に調整される加熱／冷却ジャケット（５）を備えることを特徴とする、装置。
11. 請求項８に記載の装置において、導入路を形成するため、注射器のプランジャ（３）に注射針（６）が使用されることを特徴とする、装置。
12. 請求項１１に記載の装置において、ガスを注射器内に供給するため、管（７）又はパイプが注射針に取り付けられることを特徴とする、装置。
13. 請求項８乃至１２のいずれかに記載の装置において、注射器の先端を閉じるため蓋、キャップ又は弁を備えることを特徴とする、装置。
14. 請求項８乃至１２のいずれかに記載の装置において、微生物培養体の成長を監視し得るように透明な壁又は窓枠を備えることを特徴とする、装置。
15. 請求項８乃至１２のいずれかに記載の装置において、流入するガス、排ガス又はガス混合体を滅菌フィルタを通じて導入し得るように１つ以上の滅菌フィルタ（８、９）を備えることを特徴とする、装置。

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