JPS5811192B2 - 微生物菌株自動移植装置 - Google Patents

微生物菌株自動移植装置

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JPS5811192B2
JPS5811192B2 JP54039872A JP3987279A JPS5811192B2 JP S5811192 B2 JPS5811192 B2 JP S5811192B2 JP 54039872 A JP54039872 A JP 54039872A JP 3987279 A JP3987279 A JP 3987279A JP S5811192 B2 JPS5811192 B2 JP S5811192B2
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七字三郎
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微生物菌株自動移植装置、とくに移植具の先
端を加熱殺菌する手段として電熱を利用した装置の改良
に関する。
微生物に関する研究、医薬品や食品の試験、研究および
生産など微生物を取扱うさまざまな分野において、微生
物の分離や同定、培養などを行なうに際して、微生物菌
株をある培養容器から他の容器に移植することが日常行
なわれている。
この作業は、以前はほとんど人手によっていたが、大量
を迅速に処理する必要が生じるに伴い、近年では、機械
装置を用いた自動移植が試みられるようになった。
移植具としてふつうは白金耳のようなものが用いられて
いるが、複数種の菌株を扱うときは、ガスバーナーで加
熱殺菌して次へ移ることが行なわれており、特公昭53
−8792号に開示の装置は、この点を含めて自動化し
たものである。
特公昭53−8792号の自動移植装置は、複数個の原
菌容器をほぼ垂直に保持するターンテーブルと、これに
隣接して配置された、複数個の移植容器をほぼ垂直に保
持するターンテーブルとの組み合わせに、両ターンテー
ブルの上を水平方向に往復し、かつ各テーブル上で上下
動できるようにした移植具と容器の封栓を脱着するクラ
ンプとをそなえている。
この装置における移植具の加熱殺菌は、別に装置に付属
させたガスバーナーを点火して行なう。
ガスバーナーの使用は、操作をはん雑にするだけでなく
、装置内の雰囲気を燃焼ガスにより変えたり、好ましく
ない温度上昇を招くので、できるだけ避けたい。
本発明者らは、このような観点から微生物菌株自動移植
装置の移植具を加熱殺菌する手段を検討した結果、電熱
の利用をはかることによってガスバーナーを使用しなく
ても同様な効果が得られ、しかもそのほかの利益もある
ことを着想して本発明の装置を完成した。
本発明の微生物菌株自動移植装置は、原菌容器から微生
物を採取してこれを移植容器に接種する機能を有すると
ともに電気回路の一部を形成するかまたはその中に電気
回路を有する移植具、移植具のための支持具および電源
をそなえ、通電により移植具の少なくとも先端を所要の
温度にまで加熱できるように構成した装置において、移
植具とその支持具とを、移植具の先端が固体培地の表面
形状に沿って動くことを可能にする連結手段により連結
するとともに、移植具の加熱殺菌のための電気回路が故
障したときにアラーム信号を発し、および(または)自
動移植の操作を停止する機構をそなえたことを特徴とす
る。
本発明による電熱を利用した殺菌手段を有する移植具は
、この移植具を原菌容器と移植容器との間を定められた
順序に従って移動させて移植を行なう機能を有する自動
移植装置に組み込んで使用する。
必要により、この装置は、原菌容器および(または)移
植容器をある目的に従って移動させる機構をもそなえる
自動移植装置の機構としては、前記した特公昭53−8
792号が教示するものを利用できることはもちろんで
あり、また、たとえば実開昭53−49478号や実開
昭53−49479号に開示された機構を利用してもよ
い。
これら実用新案は、一平面上で2列の受器ラックを数個
配置し、受器ラックの一点が描く軌跡が四角形を形成す
るような受器の移動方式を彩用している。
そうしたものを含む従来技術を参考にして、当業者は適
宜の自動化機構を設計することが可能である。
以下、図面により、本発明に従う電熱を利用して加熱殺
菌を行なう微生物菌株自動移植装置の移植具を説明する
第1図はその一例を概念的に示すものであって、金属線
でつくられこれ自体が電気回路の一部を形成するU字状
先端2をもつ移植具1は、モーター・プーリーおよびベ
ルトからなる駆動手段4により所望の上下動を与えられ
る移植具支持具3の下部にとりつけてあり、端子5にお
いてリード線6を介して調整可能な電源(図は電圧可変
トランス)7につらなっている。
移植具の幅は、通常3〜10mm程度が適当である。
この例のような移植具をつくる材料は、電導性とともに
適度の抵抗をもっていて、通電により必要な熱を発生す
るものをえらぶ。
加熱は、単に微生物を失活させるだけでよい場合は、比
較的低温たとえば200°〜300℃で十分であるが、
微生物とともに付着した培地組成物を炭化させ燃焼させ
完全に除去するためには、300℃を超え、赤熱または
それ以上、好ましくは1000°C近い温度にまで昇温
させたい。
従って、空気中つまり酸化性の雰囲気で高温に耐え多数
回使用できる材料が望ましい。
具体的には、白金などの種金属のほか、ニッケルークロ
ム合金やカンタル合金などの高抵抗耐熱合金が適当であ
る。
これらの材料を用いても、1000℃を超える極端な高
温では、くり返し使用すると酸化や結晶化の進行による
強度、弾性の低下などが避けられない。
加熱に要する電力は、移植具に用いた材料やその寸法・
形状によって、また実施しようとする加熱温度などによ
って異なるが、概略の範囲は、電圧で5〜50V程度で
あろう。
電源はもちろん任意であって、自動移植装置をポータプ
ルなものにする場合は電池を用いてもよいが、通常は1
00■の商用電源を利用しトランスで降圧するのが好都
合である。
移植具の加熱保持時間は、菌種や加熱温度にもよるが、
通常は数秒たとえば5秒から5分程度が適当であろう。
あまり短時間では付着物の燃焼除去はおろか微生物の失
活も不完全に終るおそれがあるが、一方あまり長時間の
加熱は、移植操作全体の所要時間が長くなり得策でない
一般には加熱温度が高い方が保持時間は短くて足りるが
、移植具は再使用のためには常温まで冷却するのを待た
ねばならず(さもないと次の接種微生物が失活すること
がある)、加熱温度が高ければ冷却に要する時間も長く
なって、いずれが有利かは一部にいえない。
冷却所用時間は、移植具の熱容量や加熱温度にもよるが
、10秒から3分程度となるであろう。
第1図に示したU字状の移植具は、固体培地相互間の移
植、つまり固体の原菌培地から微生物を採取してこれを
固体の移植培地に接種するのにとくに適するが、そのほ
か液体培地相互間あるいは固体培地と液体培地との間の
移植にも使用できる。
固体培地間の移植は、まず移植具の先端を原菌を培養し
ている固体培地の表面に接触させて原菌の一部を付着さ
せることによって採取し、この移植具の先端を新しい固
体培地の表面に接触させてそこに原菌を接種する。
固体培地から液体培地への移植は、上記のようにして採
取した原菌を、移植具の先端を液体培地の液中に浸漬す
ることによって接種する。
液体の原菌培地からの微生物の採取は、移植具の先端を
液体培地中に入れてひきあげ、U字状の部分に若干の液
を表面張力または粘着性を利用して保持することによっ
て行なえる。
これを液体培地へ接種するには上記のように移植具先端
を新しい培地液中に浸漬して液を混合させればよいし、
固体培地へ接種するには、その表面へ彩取した液を付着
させればよい。
前記のような、金属線を用いてつくりそれ自体を電気回
路の一部とした移植具の形状は、第1図に示したU字状
に限られず、それに似たV字状、W字状などが使用でき
るほか、多くの変形が可能である。
第2図ないし第4図はその若干の例を示したものであっ
て、順に、環状、縦型コイル状および横型コイル状のも
のをそれぞれあられす。
コイル状のものは、液体の原菌培地から微生物を採取す
るにも適している。
その寸法形状は、液体培地の表面張力や粘度などによっ
ても異なるが、ピッチは1〜3mm、径は3〜10mm
程度の範囲が適当であろう。
環状のものは、その移植具全体を太さの一様な金属線で
構成したのでは環状部分の温度があまり高くならないが
、付着した微生物を失活させることは可能である。
しかし、環状部分の金属線の径を適当に細くするか、ま
たは固有抵抗の大きな材料を用いることによって、十分
な加熱温度が得られるようにするのが好ましい。
固体培地のみならず液体培地、とくに後者の取扱いに適
した移植具としては、第5図および第6図に示したカゴ
ないし目皿状のものおよび浅い皿状のものがあげられる
浅い皿を用いることにより原菌培地液を一定量ずつ採取
する容器として役立ちそれを移植培地の液中へ挿入する
ことにより、原菌を含む一定量の液を残すことなく移植
培地中へ混合することができる。
接種に際して容器を傾斜または回転させる機構をあわせ
用いれば、液体培地への移植が完全に行なえる上、固体
培地への移植も可能となる。
この場合、容器は浅い皿に限らず任意の形にすることが
できる。
上記の移植具の先端部分は、とくに皿状のものなど容器
に類する形状のものにあっては、金属線の電熱体だけで
構成せず、他の材料たとえば耐熱ガラス、シリカ、マイ
カなどと組み合わせて構成し、殺菌操作の際は電熱体に
通電することによって、移植具の先端部分全体を加熱で
きるようにしてもよい。
たとえば、耐熱ガラス製の小さな容器の内側および(ま
たは)外側の一部または全体の表面を線状、帯状または
面状の電熱体で覆ったり、あるいは電熱体を内部に封入
したりすることができる。
ただし、この場合は各材料の熱膨張率の組合わせに配慮
する必要がある。
第5図は耐熱性材料でできた皿の表面を線状の電熱体で
覆った例を示し、第6図は電熱体を封入した耐熱性材料
でカゴ状体を形成したものを示す。
このように、耐熱性材料で移植具を構成することは、こ
れらの形状に限らず、前述のU字、V字、W字状や環状
、コイル状のものなどにも適用できる。
原菌培地または移植培地のいずれか一方または両方が固
体培地である場合、微生物の採取または接種を効果的に
実施するには、移植具の先端がその固体培地の表面を、
傾斜や起伏があってもそれに沿って円滑に移動できるよ
うにすべきである。
このことは、試験管中の寒天培地は管を垂直にしたとき
は斜面を形成し、単純な上下動で移植具接触させると、
その先端は培地のある一点に貫入するだけであることを
考えれば、容易に理解できる。
上記の要望にこたえるには、移植具とその支持具との連
結を移植具の先端が固体培地の表面形状に沿って動くこ
とを可能にする連結手段によって行なえばよい。
第7図はこの連結手段として丁番を用いた場合の一例を
示す。
前に示したU字状の先端部2をもつ移植具1と支持具3
との間は丁番31であって、移植具1は培地表面の起伏
に応じて(図では前後に)動くことができる。
第8図は、上記の連結手段としてボールジョイン33を
用いた例を示す。
この場合の利点は、移植具の動く方向が任意であるから
、固体培地の傾斜の方向が培地ごとにまちまちであって
も、すべてに対して効果が期待できる点にある。
もっばら稀薄で粘度の低い液体の培地を対象とする移植
具としては、液の一定量の吸上げおよび押出しの機能を
もつもの、たとえばピストンとシリンダーとの組合せや
、吸引ピペットのタイプとするのが適当である。
この用途に向ける本発明の微生物菌株自動移植装置、原
菌容器から微生物を採取してこれを移植容器に接種する
機能を有するとともに電気回路の一部を形成するかまた
はその中に電気回路を有する移植具、移植具のための支
持具および電源をそなえ、通電により移植具の少なくと
も先端を所要の温度にまで加熱できるように構成した装
置において、移植具が液の吸上げおよび押出し手段であ
り、移植具の加熱殺菌のための電気回路が故障したとき
にアラーム信号を発し、および(または)自動移植の操
作を停止する機構をそなえたことを特徴とする。
そしてこの場合、移植具は耐熱ガラスのような材料でつ
くり、電熱体を、上記したように、その表面または内部
に設けることによって通電加熱を実現したり、あるいは
移植具の一部を電熱体で構成し、残りの耐熱性材料から
なる部分の表面または内部に電熱体を設けて通電加熱を
行なう。
第9図は内部にコイル状の電熱線21を封入した耐熱ガ
ラス状のシリンダー22と、ピストン23の組合せによ
る移植具の例である。
先端を細長くするのであれば、第10図に示すように、
その部分だけ管状の電熱体25でつくることもできる。
第11図は先端へ近づくにつれて細くなるピペット型の
移植具の例であって、上方に(図示してないが)適量の
空気の吸引−排出を行なうエアシリンダまたはゴム球を
そなえ、先端部分は外側に電熱線27を巻きつけである
本発明の自動移植装置は、通常の培地を用いて培養され
るすべての微生物の移植に対して利用でき、酵母、糸状
菌、細菌および放射菌等で代表される各種菌株の移植に
好適である。
前述した移植具の加熱殺菌の温度は、第1図の調整電源
から供給される電力を電流計8の示す値にもとづいて(
回路に加える電圧を調節することにより)調節できる。
加熱時間、放冷時間を定めるオン−オフのタイミングや
流す電流の大きさについては、行なおうとする自動移植
作業に応じたプログラムを別に用意したシーケンス回路
によって実行させることにより、完全な自動化が実現す
る。
このようなコントロール技術は当業者によく知られてい
る。
通電による加熱殺菌が所定の温度において行なわれない
と、異種菌株の混合による相互汚染が起り、これは菌株
のスペアがない場合は取り返しのつかない事故となる。
これを防止するためには、電熱体の断線その他の電気回
路のトラブルがあったときは、たとえば上記電流計の指
示値が一定値以下の場合はアラーム信号を発するととも
に、直ちに移植操作を停止する機能を装置にもたせてお
くことが推奨される。
このような手段もまた当業技術において既知である。
次に本発明の微生物菌株自動移植装置の一例につき、そ
の操作を説明する。
殺菌灯の照射または殺菌液の噴霧などによりあらかじめ
無菌状態としておいた室すなわちカステン内の所定位置
に、原菌容器および移植容器をセットする。
その後、エアフィルターを通してカステン内に無菌空気
を吹き込み、室内を若干の陽圧に保つことによって外気
からの雑菌の侵入を防止し、無菌状態を保持する。
次に、この装置の自動操作を開始すると、プログラムに
従って、まず移植具に通電する回路がはたらき、その先
端部が所定の温度に所定の時間加熱され、予備殺菌が行
なわれる。
所定の放冷時間が経過して移植具の先端が使用可能温度
まで冷えると、下記の工程で移植操作が実行される。
(イ)原菌容器の栓の取り外し、 (0)移植具の原菌容器内への挿入、原菌の彩取、原菌
容器からの取り出し、 (ハ)原菌容器の封栓、 に)移植容器の栓の取り外し、 (ホ)原菌の付着した移植具の移植容器内への挿入、接
種、移植容器からの取り出し、 (へ)移植容器の封栓 続いて移植具への通電による加熱殺菌および付着物の焼
却除去が行なわれ、放冷をまって第二の移植操作が実行
され、以下同様にくり返される。
この1サイクル(殺菌と放冷とを含めた(イ)から(へ
)までの操作)に要する時間は、加熱殺菌と放冷に要す
る時間によって異なるが、通常は約1〜3程度度であり
、最も長くても10分以内である。
加熱殺菌は各々の移植のたびごとに行なうこともできる
が、同種の菌株の移植とくに一つの原菌容器の培養物を
複数の移植容器に接種するような場合には省略して、異
種の菌体に移行したときだけ行なうようにしてもよいこ
とはもちろんである。
以上の説明は個々の原菌容器から原菌を採取して個々の
移植容器へ移植する場合について述べて来たが、本発明
はこのような操作に限らず、液体の培地中に培養した一
つの原菌液を多数の受器中へ接種する、いわゆる分注操
作にも適用できる。
従って、本発明において「移植」とは、こうした分注を
も含む意味である。
分注は一般に、分注ノズルおよびノズルへ原菌液を供給
する分注機構とにより行なうので、その部分を本発明に
従って通電により加熱殺菌できるように構成すればよい
操作は、個々の移植に関して前述したところに準じて行
なうことができる。
また、移植に際して同時に2個以上の移植具を用いるこ
とがあり、とくに分注の場合は多数のノズルを用いるこ
とが多いが、そのような場合のノズルを含めて移植具の
各々に本発明に従う通電加熱による殺菌を採用すれば、
移植具の数の多少にかかわらず、殺菌操作を迅速に行な
うことができる。
以上のように、本発明の微生物菌株自動移植装置は、移
植具の加熱殺菌を従来のように装置外でまたは装置内で
ガスバーナーを用いて行なう方式に比較し、移植具の加
熱殺菌が著しく簡易かつ能率的に行なえる。
全自動システムにする場合のシーケンス回路も、より簡
単なもので足りる。
ガスラインの付設を要しないということは、装置の設置
場所に関する制約を少なくする。
カステン内に燃焼排ガスが充満することが避けられるの
で、その排出策を考える必要はない。
また移植具の熱容量は小さいから、その加熱により装置
内の温度が上昇する度合は、ガスバーナーの使用にくら
べれば全く無視できる程度でしかない。
それゆえ、カステン内の無菌環境の維持、培養条件の撹
乱防止が容易である。
実施例 下記の成分を蒸留水11に溶かし、 結晶ブドウ糖 20 g リン酸水素カリウム 5 硫酸マグネシウム 1 コハク酸アンモニウム 8 酵母エキス 1 粉末寒天 20 10分間120℃に加熱して殺菌したのち硫酸を加えて
pHを4.8に調整し、メイヤーの改良培地組成物を用
意した。
これを試験管に分注して斜面培地AI + A2 t
A3 t A4の4本を調製した。
同様に、下記の成分を蒸留水11に溶かし、 結晶ブドウ糖 30.9 硝酸ナトリウム 2 リン酸カリウム 1 硫酸マグネシウム 0.5 塩化カリウム 0.5 硫酸鉄 0.01 粉末寒天 20 加熱殺菌してツアペック・ドックス培地組成物を用意し
、やはり試験管に分注して、斜面培地B11B2.B3
.B4の4本およびC1,C2,C3,C4の4本を調
製した。
第1図に示したU字状の白金線で製作した移植具をそな
えた本発明による微生物菌株自動移植装置の内部を、殺
菌灯およびオスパン液の噴霧により殺菌処理しておき、
所定の位置に、上記A、〜A4.B1〜B4およびC1
〜C4の斜面培地および次に示す3種の原菌培地を、空
容器とともにセットした。
A・・・・・・カンデダ・ユテリス(Candida
utilis)B・・・・・・アスペルギルス・ニケ7
(Aspergi I 1−us niger ) C・・・・・・ペニシリウム・シトリナム(peHic
i 1l−1iu citrinum) 自動移植装置を自動運転モードにし、まず移植具に通電
して先端を温度900℃に30秒間加熱する予備殺菌を
行ない、30秒間放冷してほぼ常温まで冷却させた。
次に、所定の移植作業、すなわち前記した(イ)〜(へ
)の各工程のくり返し下記のとおり実施した。
(1)原菌容器Aから斜面培地A1への移植(2)原菌
容器Aから斜面培地A2への移植(3)移植具の加熱殺
菌 (4)空容器から斜面培地A3への移植操作(5)空容
器から斜面培地A4への移植操作(6)移植具の加熱殺
菌 (力 原菌培地Bから斜面培地B1への移植(8)原菌
培地Bから斜面培地B2への移植(9)移植具の加熱殺
菌 00)空容器から斜面培地B3への移植操作(11)空
容器から斜面培地B4への移植操作αつ 移植具の加
熱殺菌 03)原菌容器Cから斜面培地C1への移植04)原菌
容器Cから斜面培地C2への移植05)移植具の加熱殺
菌 (16)空容器から斜面培地C3への移植操作(1η
空容器から斜面培地C4への移植操作以上の操作は合計
16分間で終了した。
なお、中間における移植具の加熱殺菌および放冷条件は
、予備殺菌と同じである。
培地試料A1〜A4. B1〜B4およびC1〜C4を
フラン器に移し、37℃で150時間培養してから、移
植状況および加熱殺菌の効果を判定した。
その結果、A1およびA2にはカンデダ・ユテリスだけ
が、B、およびB2にはアスペルギルス・ニゲアだけが
、またC1およびC2にはペニシリウム・シトリナムだ
けがそれぞれ移植され増殖しており、他方A3およびA
4? B3およびB4.C3およびC4のいずれにも菌
の存在は認められなかった。
これにより、本発明の自動移植装置が期待どおり機能し
たことが実証された。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の微生物菌株自動移植装置に用いる移
植具の一例を概念的に示す説明図である。 第2図ないし第4図は線状の材料でつくった移植具の斜
視図であって、先端部が、第2図は環状、第3図は縦型
コイル状、第4図は横型コイル状のものを示す。 第5図および第6図は移植具の別の態様を示す斜視図で
ある。 第7図ないし第9図は液状の原菌液の移植に用いる移植
具の諸態様を示す図であって、第7図は電熱線を封入し
たシリンダーとピストンの断面図、第8図は外側に電熱
線を巻きつけたシリンダーの先端部を細長い管状の電熱
体としたものの側面図であり、第9図はやはり外側に電
熱線を巻きつけたピペットの斜視図である。 第10図および第11図は、移植具とその支持具との連
結を移植具が動くことを可能にする連結手段によって行
なった態様を示す側面図であって、第10図はその連結
手段として丁番を、また第11図はボールジヨイントを
用いた場合をそれぞれあられす。 1・・・・・・(U字状)移植具、2・・・・・・移植
具の(U字状)先端部、3・・・・・・支持具、7・・
・・・・電圧可変トランス、21・・・・・・電熱線、
22・・・・・・シリンダ、23・・・・・・ピストン
、25・・・・・・管状の電熱体、27・・・・・・電
熱線、31・・・・・・丁番、33・・・・・・ボール
ジヨイント。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 微生物菌株自動移植装置であって、原菌容器から微
    生物を採取してこれを移植容器に接種する機能を有する
    とともに電気回路の一部を形成するかまたはその中に電
    気回路を有する移植具、移植具のための支持具および電
    源をそなえ、通電により移植具の少なくとも先端を所要
    の温度にまで加熱できるように構成した装置において、
    移植具とその支持具とを、移植具の先端が固体培地の表
    面形状にそって沿って動くことを可能にする連結手段に
    より連結するとともに、移植具の加熱殺菌のための電気
    回路が故障したときにアラーム信号を発し、および(ま
    たは)自動移植の操作を停止する機構をそなえたことを
    特徴とする微生物菌株自動移植装置。 2 移植具がそれ自体で電気回路を形成する線状の材料
    によって形成され、その先端が、U字、■字もしくはW
    字状または環状もしくはコイル状であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項の微生物菌株自動移植装置。 3 移植具の先端が、容器または目皿状であって耐熱性
    の絶縁材料により形成され、その表面または内部に加熱
    のための電熱体を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項の微生物菌株自動移植装置。 4 移植具の先端がカゴ状であって耐熱性の絶縁材料に
    より形成され、その内部に加熱のための電熱体を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項の微生物菌株自
    動移植装置。 5 連結手段が丁番またはボールジヨイントであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項の微生物菌株自動移
    植装置。 6 微生物菌株自動移植装置であって、原菌容器から微
    生物を採取してこれを移植容器に接種する機能を有する
    とともに電気回路の一部を形成するかまたはその中に電
    気回路を有する移植具、移植具のための支持具および電
    源をそなえ、通電により移植具の少なくとも先端を所要
    の温度にまで加熱できるように構成した装置において、
    移植具が液の吸上げおよび押出し手段であり、移植具の
    加熱殺菌のための電気回路が故障したときにアラーム信
    号を発し、および(または)自動移植の操作を停止する
    機構をそなえたことを特徴とする微生物菌株自動移植装
    置。 7 液の吸上げおよび押出し手段が耐熱性の絶縁材料で
    つくられたものであって、その表面または内部に加熱の
    ための電熱体を有するか、またはさらにその先端部分を
    加熱のための電熱体で形成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第6項の微生物菌株自動移植装置。 8 液の吸上げおよび押出し手段がピストンとシリンダ
    ーの組合せであることを特徴とする特許請求の範囲第6
    項または第7項の微生物菌株自動移植装置。 9 液の吸上げおよび押出し手段が吸引ピペットである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第6項または第7項の
    微生物菌株自動移植装置。
JP54039872A 1979-04-04 1979-04-04 微生物菌株自動移植装置 Expired JPS5811192B2 (ja)

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