JPS63233774A - 純水中の生菌数測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は純水中の生菌数を測定・する装置に関し、特
に超純水中の生菌数を自動測定するのに好適な生菌数測
定装置に関する。

（従来の技術） ＬＳＩ等の半導体製造用純水あるいは医薬製造用純水は
、理論純水に近い超純水が用いられている。

これら超純水は、半導体の高集積化等に伴い、ますます
その高純度が要求されるようになっており、その高純度
を計る１つの指標として、超純水中の生菌数がある。

現在、この生菌数測定方法としては、メンブレン濾過培
養法が知られている。この方法は超純水をメンブレンフ
ィルタで濾過して生菌を捕捉し、この捕捉された生菌を
適当な培地で所定の温度および時間をかけて培養し、こ
れを顕微鏡によりコロニー数を測定するものである。

また、生菌を染色し、これを蛍光顕微鏡で識別計測する
方法も提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来のメンブレン濾過培養法では、培地の種
類、培養温度または培養時間により測定される生菌の種
類や個数が異なる場合があり、正確性に欠ける欠点があ
った。

また、このメンブレン濾過培養法は手分析であり、この
ため１週間に１度程度の測定しかできないという問題点
があるとともに、分析には熟練した者が当たらなければ
ならないという問題があった。

なお、蛍光顕微鏡により識別計測する方法も、この顕微
鏡が高価である上に、自動的に測定するために、まだ多
くの解決しなければならない技術上の問題点があり、実
用化されていない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって試料
を採取して所定時間培養するための滅菌処理された培養
槽と、 前記試料の培養前後の微粒子数を測定するための微粒子
数測定手段と、 前記微粒子測定手段で測定された試料の培養前後の微粒
子数の差から培養前の生菌数を演算するための生菌数演
算手段とからなることを特徴とするものである。

（作用） 本発明は、滅菌処理した培養槽に超純水の試料を採取し
、これを所定時間培養し、培養前後の試料の微粒子数の
差から培養前の生菌数が演算される。

（実施例の説明） 本発明を図示の実施例に基づいて説明する前に、本発明
の測定原理について説明する。

通常、超純水中の生菌の大きさは１μｍ程度であって、
この数は１個／嘘ないし１個／１０Ｃｈｔである。また
、超純水中の微粒子数も１個／嘘ないし１個／１００Ｍ
１で、超純水中に微粒子と生菌が共存している。

ところで、上記微粒子数も超純水の水質を示す指標とな
っていて、この微粒子数の測定は、微粒子数測定装置、
いわゆるパーティクルカウンタで計測されている。この
パーティクルカウンタは０゜２μｍ程度の微粒子も測定
可能であるので、パーティクルカウンタで微粒子数を計
測する際は、生菌も微粒子として計測されていることに
なる。

このパーティクルカウンタとしては自動的に測定できる
装置が市販されている。例えば、本田願人製のレーザ光
散乱方式の超純水用パーティクルカウンタｒＫ−ＬＡＭ
ＩＣ−２００Ｊが知られており、これはＨｅ−Ｎｅレー
ザを光源とするレーザビームを超純水中に照射し、この
レーザビームと超純水中の微粒子が交差したときに発生
するパルス状の散乱光を光電子倍増管で検出して個数を
計測するようになっている。

一方、本出願人は超純水中のような貧栄養下でも生菌が
増殖する知見を得て、超純水を生物学的に処理すること
に関し種々提案している。この知見によれば、超純水を
３０℃程度で保管しておくと２〜３日後には１０４個／
ｌｌ〜１０６個／観に増殖することが確かめられている
。

本発明は、上述のパーティクルカウンタの微粒子計測機
能と、生菌の増殖機能を巧みに利用して超純水中の生菌
数を自動的に測定できるようにしたものである。

すなわち、超純水を滅菌した培養槽に入れた際の微粒子
数を測定しておき、所定時間培養後に培養槽中の超純水
中の微粒子を測定することにより、生菌が存在しておれ
ば生菌の増殖によりその生菌に起因する微粒子数が増加
するので、前後の微粒子数測定値に差がでることを利用
して生菌数を知るものである。

さて、図示の実施例に基づいて本発明を説明すると、第
１図は本発明の概要を示すフローシートであって、１は
レーザ光散乱方式のパーティクルカウンタであり、この
パーティクルカウンタ１には、超純水の試料がバルブ■
１を介在している試料供給ライン！１から供給され、測
定された試料は排出ライン！！１′から排出されるよう
になっている。

また図中ＳａｔないしＳｎｎは、容１１２５ｔｃの栓付
の培養槽であり、Ｓａ＋〜３ａｎまで、例えば５本で１
組として、これが３ａ−８ｎまで複数組、例えば５組の
グループに分けられている。

また、各培養槽にはそれぞれ、超純水の試料がライン！
、からバルブｖ２を有し、かつ、端部が培養槽の底に達
して位置する分岐ライン１１“が設けられている。また
、Ｉ！２は窒素ガス（Ｎ２）供給ラインであり、これは
バルブ■４および除菌フィルタＦを有する分岐ライン１
２−により各培養槽と連絡されている。さらに、各培養
槽には培養槽の底に開口を持つ排出ラインｉ！３がバル
ブＶ３を有して設けられている。

図中Ｈは試料供給ライン１１に螺旋状に巻き付けられた
電熱ヒータからなるヒータであって、通電したときは試
料供給ライン１１を流れる超純水が６０ないし９０℃に
加熱されるようになっている。

図中２は後に詳細に説明されている生菌数演算手段であ
って、パーティクルカウンタ１からの入力を得て生菌数
を演算し、演算結果をプリンタＰに出力できるようにな
っている。

上記のように構成される本実施例において、各培養槽へ
の試料の採取およびパーティクルカウンタ１への試料供
給手順を培養槽Ｓ　ａ　＋を代表にして説明する。

まず、バルブｖ１を閏、バルブＶ２およびバルブ■３を
開にするとともに、ヒータＨを通電すると、培養槽Ｓ　
ａ　＋にはヒータＨにより加熱された超純水（熱水）が
試料供給ラインｌ＋ａｌ＋”を経て供給され、オーバー
フローした熱水は排出ラインＩ！３から排出される。こ
れにより培養槽Ｓａｌ内が熱水により滅菌処理される。

その他の滅菌方法として、過酸化水素、アルコール等を
ライン１１の上流側、例えばヒータの位置に注入するこ
ともできる。

上記の熱水による滅菌処理を所定時間性なった後、バル
ブ■２を閉、バルブ■３およびｖ４を開にすることによ
り、窒素ガスが、窒素ガス供給ライン１２、分岐ライン
Ｊ１２−を経て供給される。

このため培養槽Ｓａｔ中の熱水は排出ライン！３から排
出されて空となる。

次いで、培養槽Ｓａ＋への試料の採取は、バルブＶ２．
Ｖ３を開およびバルブ■４を閉にすると、試料は試料供
給うインｉ！、＋　＊分岐ライン１１“を経て供給され
る。なお、この培養槽への試料採取に当たっては、各培
養槽へ１００城の定量を採取するために、図示しないが
各培養槽に光電式のレベル計が設けられており、これに
より試料が１００憾供給されるとバルブ■２が閉制御さ
れるようになっている。勿論、培養槽への定量採取にあ
たっては、上述の光電式のレベル計に限らず、その他の
公知のレベル計を用いることができるとともに、レベル
計の代りに、試料供給ラインｌ、Ｉ中を流れる流量を測
定する流量計を設けて、これにより定量採取を行なって
もよい。

また、上記培養槽への試料採取時には、バルブ■１を開
にして、パーティクルカウンタ１へ試料を供給する。

ざらに、所定期間培養槽Ｓａ＋に保管されて培養された
試料をパーティクルカウンタ１へ供給する際は、バルブ
Ｖ＋　、Ｖ２および■４を開、バルブ■３を閉にする。

これにより、培養槽Ｓａ１内に窒素ガスが窒素ガス供給
ライン！２２分岐ライン！２′、除菌フィルタＦを経て
供給されるため、培養槽Ｓａ＋内の試料は加圧され、分
岐ライン！１“、試料供給ライ、ン１１を経てパーティ
クルカウンタ１へ試料が供給される。

本実施例においては、生菌数を最確数法により算出する
ため、同一試料を１組５本からなる培養槽Ｓａｔないし
Ｓａｓにそれぞれ採取されるようになっている。

例えば、試料が半導体製造用の超純水である場合、超純
水製造装置のサブシステムの限外濾過膜装置入口あるい
はユースポイント等の各点の試料を５本１組として測定
するようになっている。

従って、パーティクルカウンタ１で１組の各培養槽への
試料採取時にその初期時の微粒子数（Ｎ１ないしＮｓ＞
を測定し、ざらに所定時間、例えば６ないし７２時間経
過後に、各培養槽の後期の微粒子数（Ｎ１−ないしＮ５
−）を測定し、これら測定結果から生菌の増殖しない容
器の本数を抽出する。培養時間は、培養槽Ｓａへの培地
の添加あるいは培養温度のコントロール等の方法で短縮
することも可能である。

つまり、後期の測定値（Ｎ１′ないしＮ５−）から初期
の測定値（Ｎ＋ないしＮｓ＞を減じた値（Ｎ１−　ｆ’
ｈないしＮｓ−Ｎｓ）が測定誤差を考慮した値Ｈより小
さいときは、その培養槽内では生菌は増殖していないと
判断し、試料中の生菌数又は以下の第１式により求めら
れる。

ただし、ｎは培養槽本数、ｑは生菌の発育の認められな
かった培養槽の本数およびａは容器の容量（憾）である
。

第２図は、微粒子演算手段２の詳細を示すブロック図で
おり、これはＣＰＵからなる制御部２１を中心に構成さ
れている。

この制御部２１は、システムＲＯＭに記憶されているプ
ログラムにより入出力部２２．記憶部２３、演算部２４
および出力部２５を制御するようになっている。また、
２６はキーボードから構成されるオペレータコンソール
であって、入力部２２を介して演算部２４に培養槽の本
数（ｎ）、容量（ａ＞等の条件を入力できるようになっ
ている。

上記の構成からなる微粒子数演算手段２において、今、
１組５本の培養槽Ｓ　ａ　＋ないしＳａｓを用いたとき
、パーティクルカウンタ１から初期の微粒子数のデータ
Ｎ、ないしＮｓが入力部２２を介して記憶部２３に記憶
される。次いで所定時間（例えば７２時間）経過後、制
御部２１から入力部２２を介してパーティクルカウンタ
１ヘデータ取込み信号が出力され、後期の微粒子数デー
タＮ１−ないしＮｓ”がパーティクルカウンタ１から入
力部２２を介して演算部２４に与えられる。このとき、
演算部２４では、最初の培養槽Ｓａｔに該当する後期の
微粒子数データＮ＋−がパノノされたら、制御部２１の
信号により記憶部２３から初期のデータＮ１を読込むと
ともに、後期のデータＮ１−から初期のデータＮ、を減
じた値（Ｎ、′−Ｎ１）が、パーティクルカウンタ１の
測定許容範囲を考慮して決められた値Ｈ以下か否かが下
式により演算される。

Ｎ＋”Ｎ＋＜Ｈ・・・（２） もし、この演算において上式を満足する場合には、その
培養槽Ｓ　ａ　＋は生菌の増殖のない培養槽であるので
、この場合は１として記憶部２３に記憶する。

上述の演算を最後の容器Ｓａｓまで行ない、その後、記
憶部２３に記憶されている１の総和（生菌の増殖のない
培養槽の本数）を演算部２３で演算する。

ざらに演算部２４では、前述した第（１）式により生菌
数只を演算し、出力部２５を介してプリンタＰにその結
果を出力する。

例えば、容１１００ｍｌｌの容器５本のうち２本が前期
および後期の微粒子数に変化がなく、このため、生菌の
増殖が認められないときは、記憶部に記憶された１の総
和は１＋１＝２であり、前述の第（１）式のｑは２とな
る。従って、容器本数は５本でおるのでｎ＝５となり、
結局生菌数又は、となる。

以上の実施例においては、複数本の所定音種の培養槽を
１組とし、これら容器を滅菌処理後、試料を採取して所
定時間保管して培養するようにし、その培養前後の試料
中の微粒子数をパーティクルカウンタを用いて測定して
、生国の増殖しない培養槽を検出し、これから最確数法
により培養前の生菌数を測定するようにしたので、パー
ティクルカウンタを用いて、生国の測定が極めて容易に
、しかも自動的に測定できる特長がある。またこのパー
ティクルカウンタは超純水の測定に通常用いられている
のを利用できるという有利な面を備えている。

なお、上述の実施例では、パーティクルカウンタとして
レーザ光散乱方式を採用しているが、これを他の方式例
えば、薄膜フィルタを用いて試料液を濾過し、薄膜フィ
ルタ上に捕捉された微粒子を光学または走査型電子顕微
鏡でカウントする顕微鏡方式、または光源に連続な平行
光源を使用し、この平行光源の光軸上に、試料液を加圧
またはポンプ吸引によって導き、平行光束と交わらせ、
微粒子が通過するとき平行光束は減少し光量も減光され
る現象を利用した光遮断方式、あるいは濾過膜を通して
ナトリウム電気電解液が加えられて、一定電導度の試料
液を作り、この試料液を検出部に加圧により導き、試料
液はポンプ吸引によってざらに検出部の微細孔を通過す
る際、微粒子が試料液とともに微細孔を通過する瞬間に
電流値が変化することを利用した電気抵抗法、さらには
超音波パルスを一定時間間隔で試料液中に発射した際、
試料液中の微粒子に当たり反射してきた超音波を測定し
て、微粒子を検知する超音波方式などを採用することが
できる。

また、上述の実施例では各培養槽に試料をそのまま所定
量採取したが、これを４ないし５雉とし、これに無菌超
純水で８０ないし１００憾に希釈するようにしても良い
。

さらに、上述の実施例においては複数の培養槽を用いて
最確数法により生菌数を演算したが、これを１個の培養
槽を用い、この培養槽での培養前後の試料の微粒子数の
差を求め、その求められた値が、その試料中の生菌の増
殖割合いを予め微粒子数演算手段の記憶部に記憶させて
おき、これと上記値とを対比させて培養前の生菌数を演
算するようにしても良い。

実験例 上述の実施例の装置で、半導体製造用超純水のユースポ
イント手前の試料について、容ｆ１１００憾の培養槽５
本１組として測定を行なった。

まず、超純水を９０℃の熱水としこれで各培養槽を滅菌
処理した後、各培養槽に８０嘘試料を採取し、３０℃の
恒温下で３日間（７２時間）保管して培養した。この培
養の前後の各培養槽の微粒子数をレーザ光散乱方式のパ
ーティクルカウンタ（本田願人製：に−ＬＡＭＩＣ−２
００＞で測定したところ、このうち１本の培養槽の微粒
子数に変化がなく、（生菌の増殖に伴う微粒子増加がな
い）最確数法の演算処理により、この試料の生菌という
結果が得られた。

（効果） 本発明は上記のように、滅菌処理した培養槽中に試料を
採取して所定時間保管して培養し、その培養の前後の試
料中の微粒子数をパーティクルカウンタで測定し、その
微粒子数の差から培養前の生菌数を測定するようにした
ので、超純水の微粒子測定用のパーティクルカウンタを
用いて、生菌の測定が簡単に、しかも自動的にできる特
徴がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係わる純水の生菌数測定装置の一実施例
を示すものであって、第１図は本発明の概略を示すフロ
ーシートおよび第２図は生菌数演算手段のブロック図で
ある。 １・・・生菌数測定手段（パーティクルカウンタ）２・
・・微粒子数演算手段 Ｓａ＋ないしＳｎ・・・培養槽 Ｈ・・・ヒータ Ｐ・・・プリンタ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料を採取して所定時間培養するための滅菌処理
   された培養槽と、 前記試料の培養前後の微粒子数を測定するための微粒子
   数測定手段と、 前記微粒子測定手段で測定された試料の培養前後の微粒
   子数の差から培養前の生菌数を演算するための生菌数演
   算手段とからなることを特徴とする純水中の生菌数測定
   装置。