JPS5824116B2 - 通気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 微生物殊に血液のような体液中に含まれる微生物を培養
するために種々の方法及び装置が使用されている。

血液は通常無菌性であるので、その中に含まれるような
細菌はいずれも感染活性を示すものであるから、血液の
培養は極めて重大である。

現在の技術では、全血液は培養の目的のため培地に対し
ての血液の大体の稀釈率は】：８ないし、１：１０とな
るように稀釈することが要求される。

更に血液が感染されている場合には細菌が全く好気性で
あるか或いは又全く嫌気性であるかによって異なり、又
供試血液は、好気性又は嫌気性細菌を培養するための適
当な培地を有する別々の容器中で培養しなければならな
い。

血液又は他の体液を採集するための一般的方法としては
３種類ある。

採取は注射器又は採取針を使用して血管から血液を抽出
し、次いで血液を２又は３個の無菌の培地容器に接種す
る。

第二の方法としては、抗凝固剤を含む真空にしたチュー
ブを使用して血液を採取し、次いで採取した血液の一部
を採取針又は注射器により適当な培地に移すか又は真空
にしたチューブから栓を除きピペットを使用して血液資
料の適当量を拝呈する。

血液採取の第三の方法では、両端に針を有する柔軟なチ
ューブを使用し、その一方の針は血管中に刺し込むのに
使用し、他の針は液体め固体の培地を入れた又は入れな
い、真空にした容器中に直接刺し込む。

しかしこの技術を使用する場合には、培地に対する血液
の適当な比率を保つために容器中に余分の血液が送り込
まないようにチューブをクランプで止めなければならな
い。

又容器は好気性及び嫌気性細菌のための２種類の型を使
用しなげればならない。

嫌気性微生物の培養中に遭遇する問題の一つとして、真
空にしたチューブから内部圧によって止め栓が飛ばされ
ることがあることであり、ネジ込み式栓を使用した場合
には、栓な除く際に爆発的に開き作業域を汚すことがあ
る。

使用されるこれら方法ではいずれの場合でも培養される
資料が雑菌によって感染されないような厳格な技術を必
要とする。

本発明の目的は体液から得られる微生物の採取、培養及
び同定のための改良された培養系を提供することにある
。

本発明の他の目的は好気性及び嫌気性微生物な共に単一
培養装置で培養する方法を提供することにある。

本発明の目的は更に、必要とする体液の量を測定せずに
培地に対する体液殊に血液の一定比が得られるように一
定量の体液が自動的に導入されるような採取容器な提供
することにある。

なお本発明の目的は止め栓を減菌した後、無菌の状態に
保たれるために取付けられ、培養中培地が感染されるを
防ぐための通気装置を提供することにある。

又微生物の発育に伴って発生されるガスのための及び好
気性微生物の発育を保持するための酸素の導入のための
通路が設けられている。

この通路は、微生物のためのトラップ又は障害となるよ
うな全長を有し及び複数個の小さい横断面積を有する通
路が含まれる。

本発明のその他の目的としては安価に製造され、使用が
簡単。

であり及び培地に体液を採取及び移行せしめる場合四囲
の環境条件に保ち得るような微生物を採取及び培養する
ｔ、ｌＢＤ総合装置を提供するものである。

本発明の目的は培地中に酸素が拡散する速度を制御し及
び制限する手段を含む装置中に好久性及。

び嫌気性微生物な同時に培養するような装置を提供する
ものである。

本発明は、一般的には、資料中に含まれる微生物の発育
のために適する培地を含むチューブ中に資料を直接採取
するための改良された系な提供す。

るものである。

必要に応じて或種の微生物を同定するため変色する試薬
を含む種々の培地が使用される。

水系装置には一定の資料対培地の比が得られるように資
料の適当な割合を自動的に採取する方法を含む。

本方法は又特殊の器具又は特殊の方法を使用することな
く試料な培地に移行せしめるような手段を含む。

又−個の培養容器中で好気性又は嫌気性微生物の発育の
ための適当な雰囲気を保持せしめる手段を含む。

本発明方法は真空チューブ及び採取針の附いたホルダー
又はバーレル（円筒）を使用するような血液採取のため
の静脈穿刺装置を使用する。

このような装置は米国特許第２４６０６４１号明細書に
及び集合採取針は米国特許第３４６９５７２号及び第３
４９４３５２号明細書に記載されている。

希望する培地を含み真空にしたチューブは採取針を通し
て血管から血液を取り出すために使用される。

真空にしたチューブは一定量の血液を採取するために充
分な減圧度を有しており、その雰囲気は二酸化炭素又は
窒素にすることも出来る。

チューブ止め栓は殺菌し、次いで通気装置を採取チュー
ブに取付けて、培養中に止め栓附近を無菌に保つ。

通気装置にはサンプルチューブ止め栓より稍大きい直径
を有するバーレル部分を含み、″−レルの閉鎖端には針
が装着されている。

バーレル部分に延長している針の尖った一端は、チュー
ブ内部と外気との間の連絡が出来るよう止め栓と刺通す
るための充分な長さを有している。

針の他端は栓から外に延長しており及び短かい通路を含
む通気シールドが附され、外気は培養チューブ中に侵入
し及び微生物の発育により発生されたガスはチューブ外
に逃れるよ、うになっている。

通気装置の附加された培養チューブを適当な雰囲気及び
３５℃の培養基のような温度環境に置かれ、微生物の生
育が明瞭となった後、培地試料を採って補助培養な行り
い又は更に生育せしめて、次いで同定することが出来る
。

培養装置は、好気性微生物は培地の表面又は表面近くで
発育するような構造となっている。

又嫌気性微生物は培養チューブの底部で又は底部附近で
発育するが、機能的、活動性微生物は培地全体で発育す
る。

培地試料は外部からの感染な避ける適当な技術により培
養チューブから取出す。

培地試料を採り出すためには種々の方法を使用すること
が出来る。

栓は通気装置と一緒にそのまま取はずすことが出来る。

次いで培地の頂部附近から殺菌したピペット又は殺菌し
た注射器又は針を使用して試料を採取する。

試料は好気性と考えられる微生物の同定のための固体培
地を含むペトリシャーレのような次段の培養基に移す。

試料採取の第二の方法としては殺菌したピペット又は殺
菌した針又は注射器を培養チューブに挿入して針の先端
がチューブの底部附近に達するようにして行なう。

培養すべき試料は上記の如く次段の培地に移す。

第三の方法では上記技術を使用して培地の中央部分から
試料を採取する。

次段の培養は適当な温度条件及び適当なガス雰囲気、即
ち好気性の場合は空気の存在下及び嫌気性では窒素又は
二酸化炭素又はこれら両者の存在のもとに又はその他一
般公知方法で培養する。

通気装置は第１０図に示すように柔軟性チューブが針の
外端にかぶさるように取付られるような構造になってい
る。

柔軟性チューブの他端には微生物により発生された特殊
ガスの存在な分析するための装置又はその他の手段に接
続される。

第１図は本発明による使用状態のものを部分的に分解し
て示した培養装置の分解図である。

第２図は第１図に示す培養チューブの所定の位置に取附
けられた通気装置の部分の図である。

第３図は第２図の３−３の線に沿った拡大断面図である
。

第４図は第２図の培養チューブから取りはずした通気装
置及び止め栓の正面位置の断面図である。

第５図は患者の腕上にあるものをそのまま示したホルダ
ー中の培養チューブの正面図であり、応に一定量の血液
を採取せんとするところを示す。

第６図は血液資料を採取し終った後の位置の、ホルダー
からはずした培養チューブの正面図を示す。

第７〜９図は培養チューブから培養資料を取り出すため
の種々の手段を示す。

第１０図は培養された微生物により発生されたガスが、
このガスを分析するための装置に導かれる方法を示す側
面図である。

第１１図はカニューラに取付けられた、取りはずし可能
の栓を有する第４図の通気装置の正面図の部分的切断図
の拡大したものである。

第１２図は通気装置が所定の場所に取付けられた、培地
のための容器の別の型のものを示す。

厳密に好気性又は嫌気性の微生物培養のだめの本発明に
よる改良された密蔽形の培養装置を第１図にその分解図
を示し、当号１０が附しである。

１２は真空にしたチューブ即ち容器を示し、これは培地
及び培養される微生物に対して無毒性又は不活性のガラ
ス又は透明な樹脂材料から形成されたものが使用される
。

止め栓１４は培養チューブ１２の開口端１５に取付けら
れており、取りはずし可能である。

通気装置１６は第２図に示されるようにチューブ１２に
取付けられる。

通気装置には例えばポリエチレンのような柔軟性プラス
ティックで出来ている主体部を含む。

上記主体部分１８は培養チューブ１２より稍大きい直径
を有する円筒形であり、その一端は開口されており第２
図に示すようにチューブの閉鎖される末端が通気装置に
よって蓋されるようになっている。

主体部分の他端は末端壁１９によって閉鎖されている。

壁１９の中心部にはバブ又はチップ２０が形成されてお
り、これにはカニューラ２４が主体部分１８の軸方向に
取付けられるように軸方向に沿った孔２１を有する。

カニューラ２４は例えばエポキシを使用するような適当
な方法で穿孔２１中に固く取付けられている。

カニューラ２４は両端２５及び２６の中間でチップ２０
に取付けられている。

末端２５の先端は、チューブ１２の内部と大気との間の
流通的連絡が得られるよう止め栓を刺し通すのに容易な
らしめるため尖らせである。

第２図に示すように通気装置は所定の位置で、止め栓１
４を通して延長しているカニューラ２４の尖った末端２
５が培地３００表面と間隔が出来るような位置になるよ
うに取付けられている。

即ち装置をある温度環境に置いた場合、その雰囲気の交
換はカニューラ２４で行なわれ、培地３０の上部の空間
に含まれるガスはカニューラ２４を通して大気に排出さ
れ及び適当な雰囲気を培地３０の上方の空間に送り込む
ことによって行なわれる。

通気装置１６にはプラスチックスのシールド２８が含ま
れており、これには第３図に示すように内部隆起（リブ
）２９がその内部の周りに形成されており、これがチッ
プ２０に取りはずし可能に取り付けられるとリブはチッ
プの外面と接触して培養容器内部に含まれる雰囲気がカ
ニューラを通り、次いで外部雰囲気に出るための通路３
１が形成される。

又同時に外気はリブ２９間のこの通路３１を通りカニュ
ーラ２４に通じるので培養系中に含まれる好気性微生物
は最良の速度で発育出来る。

第１１図は別の型の通気装置を示し、カニューラ２４を
通じる通路は最初ワゼリンとパラフィンとの混合物のよ
うな粘稠な物質５２で塞ぐことが出来る。

これは嫌気性微生物を培養する場合に最初培地から酸素
を総べて除かんとする場合に使用される。

即ち例えばＣＯ２、メタン又は酸素以外のその他のガス
のような微生物によって発生されたガス圧により粘稠物
質の栓５２はカニューラ２４から押出され、培地表面か
ら外気に通じる開口された連続通路が形成され及びこれ
により、ガス圧のため止め栓が吹飛ばされることを防ぐ
。

このように発育が進んだ段階に於ては通路を通じて培地
の表面への大気原素の拡散は嫌気性微生物の発育上に何
ら有害な又は抑制的の効果を与えない。

第４図は培養状態のままで培地から試料を取り出すため
に培養チューブ１２から栓１４を取りはずす技術の一例
を説明するため通気装置１６を示したものである。

通気装置の本体１６は押し出し及び上方に引張ることに
よって止め栓はチューブ１２から取はずされる。

即ち図に示す如く、止め栓１４はカニユーレ２４により
その延長している尖った斜めにカットされた尖端２５で
刺し通されている。

第７図は止め栓１４を取除いた培養チューブ１２を示す
。

外部の端に弾性を有する止め４２を附したピペット４０
けチューブの中に挿入されており、ピペットの尖った下
端は培地に浸っている。

そして接種した培地を更に別に培養する目的のためその
任意量を採取することが出来る。

第８図は更に次段の培養の目的のために培養チューブ１
２から試料を採取する別法を示す。

通気装置１６は取りはずし、殺菌した注射器４４又は計
器具な使用、弾性を有する栓１４を針４５で刺し通しチ
ューブ１２から培地３０を採取する。

針は充分の長さを有しその斜めに尖った先端６６は培地
中に浸る。

第９図は培地３０を採取するための他の別法を示す。

通気装置１６のカニユーレ２４の中を滑らして操作する
ため適当な直径を有する円筒体４７を有するミクロピペ
ットを使用する。

ミクロピペットには円筒体に取付けた柔軟性の球４８を
有する。

しかし試料を採取するためには他の如何なる器具をも使
用することが出来る。

試料な採取した後は元の状態に保つためにシールド２８
はチップ２０に戻す。

第１０図は本発明に於ける他の用法を示すものである。

通気装置からはシールドが取除かれている。

柔軟性の管５０をカニユーレ２４の外部先端２６に取付
けて、培養チューブ１２の中のガスをチューブ５０を通
して導びき適当な方法で分析して、ある型の微生物に対
しては特殊ガスが存在することなど検することが出来る
。

又微生物によって発生されたガスの量もチューブ中の培
養の発育の割合を示すものである。

第１２図に示す態様に於ては容器５５は大体図に示すよ
うな形をしている。

円筒形の頚部５４はほぼ容器１２の土部の部分の大きさ
及び形を有しており、第４図に示したように、通気装置
１６を使用することが出来る。

第１２図に示した型を於ける容器５５の第１に有利とす
る点は非常に多量の血液資料を扱うことが出来る点にあ
る。

血液流中に目的とする型の微生物が極めて少数存在する
場合でも、上記型の微生物を非常に良好に検出すること
が出来るし、血液の量が本質上増大しても培地との稀釈
割合をに８ないしＪ：１０に保つことが出来る。

第１２図に示す容器５５についてのその他の利点はチュ
ーブ支え又はホルダー等を使用しなくても上向きに立っ
ていることが出来るような底面を有することである。

本発明を用いて、体液中に含まれる微生物を培養するた
めに適当とする培地を探求することを試みた。

使用することが出来る培地の一例としてベクトン、テイ
ツキンスンアンドカンパニー（Ｂｅｃｔｏｎ、 Ｄ １
ｃｋｉｎｓｏｎ＆ｃ ｏｍｐａｎｙ ） から販売さ
れているサラプレメンテラドペプトンプロス血液培養基
な挙げることが出来る。

特定微生物を培養するために多くの市販の培地を使用す
ることが出来、そのうちの多くのものは若干種の型の微
生物を培養するためには補正を必要とする。

本発明による装置を使用した場合、培養の目的で使用さ
れ得る体液は例えば関節滑液、背髄液、腹膜液、肋膜液
、尿及び血液等である。

本発明による装置を使用することにより共に好気性及び
嫌気性微生物な同時に極めて良好に培養出来るが、その
理由は組合された要因中に極めて大きな漸減的酸素勾配
を適用したことにある。

本発明による装置の外側に常圧に於ける酸素分圧が存在
していても、本発明に於ては培地のカラムの底部にまで
拡散する酸素の量が培地に含まれる嫌気性微生物の発育
及び増殖に対して負の効果を与える量より少ないことが
要因とされているからである。

最も重要な要因は下記の酸素拡散速度の低下で示される
ものである： １）通路３１の全横断面積、即ちリブ２９との間で形成
される通路３１の断面積で、この面積が狭いほど酸素拡
散速度はおそい。

２）通路３１が長いほど拡散速度は小である。

３）通気装置１６のカニューラ２４のルーメンの断面の
直径が小であるほど酸素拡散速度は小である。

４）上記カニューラ２４のルーメンが長いほど酸素拡散
速度は小である。

５）培地カラム３０の頂部の断面積が小であるほと酸素
拡散速度は小である。

６）培地カラム３０の長さく表面から底まで）が長いほ
ど酸素拡散速度は小である。

本発明の好ましい一態様として組合されたこれら要因の
割合の範囲を下記に示す： １）通路３１の全体の断面積範囲が０．００００２５な
℃・し０．００２５００平方インチであること。

２）通路３１の長さが０．２００ないし０．６２５イン
チの範囲であること。

３）カニューラ２４のルーメンの直径が０．０１６ない
し０．０５２インチの範囲であること。

４）カニューラ２４のルーメンの長さが０５０ないし２
．０００インチの範囲であること。

５）培地カラムの表面の全横断面積が１０ないし２０關
直径の範囲の円板に相当するものであること。

６）培地カラムの長さが５．０ｃｒｎないし２００ｍｍ
の範囲であること。

組合されていることシ要する。

下記例は厳密な嫌気性又は好気性である微生物を、体液
が血液である場合同一培地を使用して同一培地チューブ
中で培養するための本発明を例解する。

例 血液採取器具は、培養資料を実験室に於てその他の血液
学分析用の血液資料と一緒に採取するような米国特許第
３４６９５７２号及び第 ３４９４３５２号明細書に記載されているようなものを
使用する。

ただ培養資料だけ採取する場合には米国特許第２４６０
６４１号明細書記載の血液採取器具を使用する。

血液採取器具には血液採取針「Ｎ」及び針な取付けるだ
めのホルダーｒＨＪを有する。

静脈穿刺は通常の形に作られる。

大気圧より低い、一定圧に保った二酸化炭素又は窒素ガ
スの一定量を含み及び培地の長さが１２０ｍｍであるよ
うな血液培養培地を含む直径１６ｍｍのチューブをホル
ダー■中に置く。

使用する培地はベクトンデイッキンスンアンドカンパニ
ーで販売されているサラプレメンテラドペプトンブロス
血液培養基である。

第５図に示すように、チューブ１２はホルダー「Ｈ」中
に移動せしめ、止め栓１４が血液採取針「Ｎ」の一端で
刺通される。

すると一定量だけの血液がチューブ内に送り込み、従っ
て培地に対する血液の比は１：８ないし１：１０となる
。

ついで第６図に示す如く培養チューブはホルダー「Ｈ」
から取り出し、とのま瓦実験室に運べばよい。

チューブは通常の温度環境に置く前に繰返えし反転して
内容物を充分混合せしめ及び培養チューブに通気装置を
取り付け、止め栓が通気装置に付されている通気カニュ
ーラによって刺し通されるようにする。

通気カニューラの長さは１．４５インチであり及びルー
メン直径は０．０４０インチである。

通気装置は無菌に保ち及び大気雰囲気が培養チューブ中
に及び微生物によるガス状副生物が培養チューブから外
に流れるよ゛うにする。

通気キャップは通路３１に形成される複数個の通路を提
供し、ガス雰囲気の培養チューブ中への拡散が抑制され
た速度に保たれる。

通路は０．０００２５平方インチの直径及び０．６２５
インチの長さを有する。

培養チューブのゴム栓は、外側が菌で汚染されないよう
に無菌に保つ。

好気性培養又は共に嫌気性及び好気性培養な行なう場合
は環境温度下の雰囲気は空気を使用する。

培養セットを適当な温度及び気圧条件下に１２ないし２
４時間のような一定時間垂直位置に保つ。

次いで次段の培養及び接種感染のための試料を取り出す
。

第７〜９図に示すような次段の培養のだめの培養チュー
ブから資料を移動せしめる技術はいずれも使用出来る。

又培養した培地及び血液の試料を取り出す他の方法とし
ては、先ず通気装置を取りはずし；繰返し反転して培地
及び血液資料を混合し；再び通気装置を取り付け；シー
ルド２８を取り除き；及び容器を反転して通気装置が下
部に位置するようにし、及び穏やかに振って液体の１滴
又はそれより多くが次段の培地又はスライドのような受
器表面上にカニューラ２４を通して排出されるようにす
る。

しかしこれに続く操作中外部よりの汚染を避けるため無
菌の状態に保たねばならない。

血液以外の体液を使用する場合には培地は殊に特殊の型
の微生物が存在する場合にはいくらか変更する必要があ
ることは勿論である。

本明細書の開示及び特許請求の範囲の規定を逸脱するこ
となく変化せしめることは可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による使用状態のものを部分的に分解し
て示した培養装置の分解図を示す。 第２図は第１図に示す培養チューブ上の所定の位置に取
付けられた通気装置の部分図である。 第３図は第２図の３−３線に沿った拡大断面図である。 第４図は第２図の培養チューブから取はずした通気装置
及び止め栓の下図位置の断面図である。 第５図は患者の腕上にあるものをそのまま示したホルダ
ー中の培養チューブの正面図であり、正に一定量の血液
を採取せんとするところを示す。 第６図は血液試料を採取し終った後の位置の、ホルダー
からはずした培養チューブの正面図を示す。 第７〜９図は培養チューブから培養試料を取り出すため
の種々の手段を示す。 第１０図は培養された微生物により発生されたガスが、
これらガスを分析するための装置に導かれる方法を示す
側面図である。 第１１図はカニューラに取付けられた、取はずし可能の
栓を有する第４図の通気装置の正面図の部分的切断図の
拡大されたものである。 第１２図は通気装置が所定の場所に取付けられた、培地
のための容器の別の型を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カニューラが配置されている、開口端及び少なくと
   も一つの閉鎖端を有する容器を取付けた通気装置にして
   、圧力に応答するガス不透過性障害物が前記カニューラ
   の中に一該障害物が、前記。 容器内で培養されている微生物によって生じた内部ガス
   圧に応答し且つ、該微生物によって生じた圧力が予定の
   圧力に増加すると、該カニューラから押出され得るよう
   に一封鎖の役としてはいってし・る通気装置。