KR20210058857A - 입자 제거를 위한 무결한 건조 가스의 사용 및 이를 위한 어셈블리 - Google Patents

입자 제거를 위한 무결한 건조 가스의 사용 및 이를 위한 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경, 제약, 생물학적 및 기타 샘플들에 존재하는 미생물(예를 들어, 박테리아, 진균 또는 원생 생물)의 콜로니 계수를 개선하기 위하여, 샘플 용기로부터 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 입자 제거 어셈블리 및 방법을 특징으로 한다. 본 발명의 어셈블리는 입자 제거를 위한 구성 요소들, 예를 들어, 필터, 건조기, 유량 제어기 및 배출구를 포함한다. 본 발명은 또한 무결한 및/또는 건조 가스로 샘플 용기를 세척한 후 샘플을 검출하는 방법을 제공한다.

Description

입자 제거를 위한 무결한 건조 가스의 사용 및 이를 위한 어셈블리
본 발명은 입자 제거 어셈블리 및 방법에 관한 것이다.
많은 산업들, 특히 식품, 음료, 의료, 전자 및 제약 산업에서 박테리아, 효모 또는 곰팡이와 같은 미생물에 의한 오염 정도에 대해 샘플을 신속하게 분석하는 것이 필수적이다. 미생물 수측정(microbial enumeration) 또는 콜로니 계수(colony counting)라고 하는 하나의 미생물 배양 기술은 샘플의 미생물 세포 수를 정량화한다. 인-시츄(in situ) 미생물 복제를 기반으로 하는 미생물 수측정 방법은 일반적으로 샘플의 각 미생물 세포에 대해 시각적으로 감지가능한 하나의 "콜로니"를 생성한다. 따라서 가시적인 콜로니를 계산하면 미생물학자가 샘플의 미생물 세포 수를 정확하게 결정할 수 있다. 미생물 수측정을 수행하려면, 세균 세포는 페트리 접시("한천 플레이트")에서 영양 한천의 표면에 분산될 수 있으며 인-시츄 세균 복제를 허용하는 조건에서 배양될 수 있다. 미생물 수측정은 간단하고 민감하며 저렴하고 정량적이지만 느릴 수도 있다. 콜로니들은 디지털로 이미지화될 수 있다. 그러나 어떤 경우에는 먼지 및 기타 이물질으로 인해 콜로니 계산이 더 어려워질 수 있다.
따라서, 샘플의 빠르고 정확한 미생물 수측정을 위해 샘플 용기에서 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 구성 요소를 포함하는 감지 장치가 필요하다.
발명의 요약
본 발명은 입자 제거 어셈블리를 제공한다. 어셈블리는 예를 들어, 환경 샘플과 같이 샘플의 정확한 미생물 수측정을 위해 샘플 용기에서 먼지 및 기타 이물질을 제거하는데 사용될 수 있다.
일 양상에서, 본 발명은 필터, 예를 들어, 0.01 마이크론 필터; 건조기, 예를 들어, 멤브레인 건조기; 유량 제어기, 예를 들어, 밸브; 및 배출구, 예를 들어, 분사 노즐을 포함하는 입자 제거 어셈블리를 제공한다. 어셈블리에서 가스는 필터, 건조기 및 배출구를 통해 흐르고 유량 제어기는 어셈블리를 통한 흐름 속도를 제어한다. 입자 제거 어셈블리는 샘플을 감지하기 이전에 샘플 용기(예를 들어, 뚜껑, 바닥 또는 이미지화되는 다른 부분)에서 먼지 및 기타 이물질을 제거하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 필터는 상부, 즉 유입구에 더 가깝고, 건조기로부터 및/또는 건조기는 흐름 제어기로부터 상부에 있으며, 예를 들어, 가스는 공급원에서 필터를 통해 건조기로, 배출구로 흐른다. 흐름 제어기는 어셈블리를 통한 가스 흐름을 제어하기 위해 건조기와 배출구 사이와 같은 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
특정 실시예에서, 배출구, 예를 들어, 분사 노즐은 복수의 개구들을 포함한다. 일 실시예에서, 필터는 섬유 필터, 폴리머 필터, 종이 필터, 금속 메쉬 필터, 멤브레인, 활성탄, 전기 집진기 또는 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된다.
필터의 기공은 0.1μm 이하일 수 있다. 실시예에서, 건조기는 증발 건조기, 멤브레인 건조기, 흡수 건조기, 흡착 건조기, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 어셈블리는 배출구의 상부에 가스를 저장하기 위한 저장소(reservoir)를 더 포함할 수 있는데, 예를 들어, 저장소는 필터 및 건조기의 하부에 있다. 일 실시예에서, 필터와 건조기를 통과한 후, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1000 입자수/m3 이하를 포함하며, 가스의 증기압 이슬점은 ≤ -20℃ 이고/이거나 가스의 총 오일량은 ≤ 0.1mg/m3 이다. 일부 실시예에서, 입자 제거 어셈블리는 샘플 용기, 예를 들어, 샘플 용기의 이미지화 가능한 표면으로부터 먼지 및 기타 입자의 적어도 50%(예를 들어, 적어도 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 99%)를 제거한다. 일부 실시예에서, 건조기는 가스에서 물 또는 다른 액체를 질량 기준으로 적어도 60%(예를 들어, 적어도 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 99%)를 제거한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 영상기(imager) 및 배출구, 예를 들어, 이미징 이전에 가스를 샘플 용기로 보내도록 구성된 분사 노즐을 포함하는 입자 제거 어셈블리를 포함하는 샘플 이미징 장치를 제공한다. 실시예에서, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하를 포함하고, 예를 들어, 가스의 증기압 이슬점은 ≤ -20℃ 이고/이거나 가스의 총 오일량은 ≤ 0.1mg/m3 이다. 이미징 장치는 샘플 용기가 이미징 전에 보관되는 인큐베이터를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 본 명세서에 기술된 바와 같은 영상기 및 입자 제거 어셈블리를 포함하는 샘플 이미징 장치를 제공한다. 장치는 인큐베이터를 추가로 포함할 수 있다
또 다른 양상에서, 본 발명은 예를 들어, 미생물 수측정을 위해 샘플을 검출하는 방법을 제공한다.
이 방법은 입자상 물질을 제거하기에 충분한 시간, 예를 들어, 10초 이하, 예를 들어, 5초, 3초, 2초, 1초 또는 0.5초 이하로, 샘플 용기의 표면에 예를 들어, 공기, 질소 또는 아르곤과 같은 무결한 및/또는 건조 가스의 부피를 적용하는 단계 및 검출하는 단계, 예를 들어, 샘플 용기에 있는 샘플을 이미징하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 가스 내 입자상 물질의 질량 농도는 30μg/m3 미만이고, 예를 들어, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.005, 0.001, 0.0005, 0.0001, 0.00005, 또는 0.00001μg/m3 미만이고/미만이거나 입자 수 농도는 20,000 입자수/cm3 미만, 예를 들어, 10,000, 5,000, 1000, 500, 100, 50, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 또는 0.01 입자수/cm3 미만이다.
대안으로 또는 추가로, 가스는 100 ppm 미만의 액체, 예를 들어, 물, 예를 들어, 50, 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0.5, 0.2, 0.01 또는 0.001 ppm 미만의 액체, 예를 들어, 물을 포함한다. 예를 들어, 가스는 0.1-0.5μm 크기의 20,000 입자수/m3 이하, 0.5-1μm 크기의 400 입자수/m3 이하, 1-5μm 크기의 10 입자수/m3 이하를 포함하고; 예를 들어, 가스의 증기압 이슬점은 ≤ -20℃, 예를 들어, ≤ -40℃ 또는 ≤ -70℃ 일 수 있고; 총 오일(에어로졸 및 증기)이 0.1mg/m3 이하, 예를 들어, 0.01mg/m3 이하이다.
본 발명은 샘플을 포함하는 샘플 용기의 표면에서 입자를 제거하고 샘플 용기에서 샘플을 이미징하기 위해 본원에 설명된 입자 제거 어셈블리를 작동시켜 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법을 제공한다. 본 발명은 가스 공급원을 작동시켜 샘플이 들어있는 샘플 용기의 표면에서 입자를 제거하고 샘플 용기에서 샘플을 이미징함으로써 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법을 제공하는데, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하를 가지고, 예를 들어, 가스의 증기압 이슬점은 ≤ -20℃ 이고/이거나 가스의 총 오일량은 ≤ 0.1mg/m3 이다
실시예에서, 샘플은 미생물을 포함하고, 방법은 샘플에서 미생물 콜로니의 수를 정량화하는 것을 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 방법은 샘플을 한 번 이상 이미징하는 것을 추가로 포함하며, 샘플은 이미징 사이에 배양된다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 예를 들어, 미생물 수측정을 위해 샘플을 검출하는 방법을 제공한다. 이 방법은 샘플 용기에서 입자상 물질을 제거하기 위해 입자 제거 어셈블리를 작동시키고, 예를 들어, 샘플 용기에서 샘플을 이미징하는 것을 포함한다.
다른 특징들 및 이점들은 다음의 설명, 도면 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 필터, 건조기, 예를 들어, 멤브레인 건조기, 유량 제어기(예를 들어, 밸브) 및 배출구(예를 들어, 분사 노즐)를 포함하는, 입자 제거 어셈블리의 분해도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 저장소, 필터, 건조기, 예를 들어, 멤브레인 건조기, 유량 제어기(예를 들어, 밸브) 및 배출구(예를 들어, 분사 노즐)를 포함하는, 입자 제거 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 입자 제거 어셈블리를 포함하는 샘플 이미징 장치의 측면 개략도이다.
본 발명은 예를 들어, 환경, 제약, 생물학적 및 기타 샘플들에 존재하는 미생물(예를 들어, 박테리아, 진균 또는 원생 생물)의 콜로니 계수를 개선하기 위하여, 샘플 용기로부터 먼지 및 기타 이물질을 제거하는 입자 제거 어셈블리 및 방법을 특징으로 한다. 본 발명의 어셈블리는 입자 제거를 위한 구성 요소들, 예를 들어, 필터, 건조기, 유량 제어기 및 배출구를 포함한다.
입자 제거 어셈블리
샘플 용기의 먼지 및 기타 입자들(예를 들어, 고체 입자, 물 또는 기름)은 예를 들어, 미생물 수측정와 같은 샘플의 정확한 검출(예를 들어, 이미징)을 방해 할 수 있다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리는 샘플 용기, 예를 들어, 감지(예를 들어, 이미징)가 발생하는 덮개 또는 바닥의 일부에서 먼지 및 기타 이물질을 제거하여 콜로니 계수에서 위양성을 줄이는데 도움이 된다. 특히, 어셈블리, 장치 및 방법은 샘플 용기가 여러번 이미지화될 때 위치를 변경할 수 있는 이동 가능한 입자들을 제거하는데 특히 사용된다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리는 필터, 건조기, 예를 들어, 멤브레인 건조기, 유량 제어기(예를 들어, 밸브) 및 배출구(예를 들어, 분사 노즐)를 포함할 수 있다. 가스 유입구도 존재할 수 있다. 예시적인 어셈블리는 도 1 및 2에 도시된다. 필터(예를 들어, 0.01μm 필터)는 통과하는 공기, 아르곤 또는 질소와 같은 가스로부터 입자를 제거한다. 건조기는 가스에서 물과 기타 액체를 제거한다. 배출구(예를 들어, 분사 노즐)는 여과되고 건조된 가스를 샘플 용기(예를 들어, 뚜껑)의 표면으로 보내 먼지 및 기타 이물질을 제거한다. 필터와 건조기는 입자 제거에 사용되는 가스의 품질을 보장한다. 가스 공급원에 입자가 없거나 충분히 건조하면 이러한 구성 요소 중 하나 이상이 어셈블리에서 생략될 수 있다. 적합한 가스에는 공기, 질소 및 아르곤이 포함된다.
일부 경우에, 필터는 가스에서 입자상 물질을 제거하기에 적합한 임의의 필터일 수 있다. 필터의 예는 섬유 필터, 예를 들어, 층상 유리 섬유 또는 면, 폴리머 필터, 예를 들어, 폴리에스터 또는 폴리우레탄, 종이 필터, 금속 메쉬 필터, 멤브레인, 활성탄 또는 이들의 조합, 예를 들어, HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 대안으로 또는 추가로, 필터는 가스로부터 입자를 제거하기 위해 전기 집진기를 포함할 수 있다. 본 발명의 입자 제거 어셈블리는 예를 들어, 직렬로 2 개 이상의 필터를 포함할 수 있으며, 각 필터는 동일하거나 상이한 유형이고/이거나 상이한 크기 입자들을 포획하기 위한 상이한 기공들을 갖는다. 예를 들어, 본 발명에 유용한 필터는 거친 입자들, 즉 직경이 10μm보다 큰 입자를 제거하기 위한 제1 스테이지를 가질 수 있으며 가스에서 더 미세한 입자들을 제거하는 연속 스테이지들을 가질 수 있다.
본 발명에 유용한 필터는 100μm 내지 0.001μm, 예를 들어, 100μm 내지 10μm, 50μm 내지 5μm, 10μm 내지 1μm, 10μm 내지 0.001μm, 5μm ~ 0.5μm, 1μm ~ 0.1μm, 1μm ~ 0.001μm, 0.5μm ~ 0.05μm, 0.1μm ~ 0.001μm, 0.05μm ~ 0.005μm 또는 0.01μm ~ 0.001μm의 기공 크기를 가질 수 있다. 본 발명에 대한 예시적인 필터는 0.01μm의 기공 크기를 갖는다. 본 발명의 입자 제거 어셈블리의 필터는 가스로부터 입자상 물질의 적어도 50%, 예를 들어, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%,적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%,적어도 99.5%, 적어도 99.95%, 적어도 99.995%, 적어도 99.9995%, 적어도 99.99995%, 또는 적어도 99.999995% 를 제거할 수 있다.
대안으로 또는 추가로, 필터(또는 필터들)는 입자상 물질의 질량 농도를 30μg/m3 미만, 예를 들어, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.005, 0.001, 0.0005, 0.0001, 0.00005, 또는 0.00001μg/m3 미만으로 감소시키고/감소시키거나 입자 수 농도를 20,000 입자수/cm3 미만, 예를 들어, 10,000, 5,000, 1000, 500, 100, 50, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.02, 0.01, 0.005, 0.002, 또는 0.001 입자수/cm3 미만으로 감소시킨다.
건조기의 실시예들은 증발식 건조기, 멤브레인 건조기, 예를 들어, 할로겐화물 또는 황산염 건조기를 포함하는 흡수식 건조기, 예를 들어, 활성탄, 실리카겔, 활성 알루미나 또는 분자체, 또는 이들의 조합을 포함하는 흡착 건조기를 포함한다. 다른 가스 건조기들이 당업계에 알려져 있다. 본 발명의 입자 제거 어셈블리를 위한 예시적인 건조기는 멤브레인 건조기이다. 본 발명의 입자 제거 어셈블리는 예를 들어, 직렬로 2 개 이상의 건조기를 포함할 수 있으며, 각각의 건조기는 동일하거나 상이한 유형의 건조기이고/이거나 가스로부터 상이한 액체를 포획하도록 구성된다. 예를 들어, 본 발명에 유용한 건조기는 기체로부터 잔류 유기 액체를 제거하기 위한 제 1 스테이지 및 기체로부터 수증기를 제거하기 위한 제 2 스테이지를 포함할 수 있다. 또한, 건조기는 건조기에서 나오는 가스의 온도를 낮추기 위해, 예를 들어, 건조된 가스로 액체의 추가 흡수를 줄이기 위해 온도 제어될 수 있다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리의 건조기는 투입 가스로부터 액체의 질량 기준 적어도 50%, 예를 들어, 가스로부터 액체의 질량 기준 적어도 50%,적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%,적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%,적어도 99.5%, 적어도 99.95%, 적어도 99.995%, 적어도 99.9995%, 적어도 99.99995%, 또는 적어도 99.999995%를 제거할 수 있다.
특정 실시예에서, 건조기는 투입 가스로부터 물의 질량 기준 적어도 50%, 예를 들어, 가스로부터 물의 질량 기준 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%,적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%,적어도 99.5%, 적어도 99.95%, 적어도 99.995%, 적어도 99.9995%, 적어도 99.99995%, 또는 적어도 99.999995%를 제거할 수 있다.
대안으로 또는 추가로, 건조기(또는 건조기들)는 10ppm 미만의 액체, 예를 들어, 물, 예를 들어, 100, 50, 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0.5, 0.2, 0.01 또는 0.001 ppm 미만의 액체, 예를 들어, 물을 갖는 가스를 생성한다.
입자 제거 어셈블리는 ISO8573-1:2010에 따라 공기를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 입자 제거 어셈블리는 예를 들어, 7:4:4 또는 6:4:4 등급의 공기로부터 3:3:2, 3:2:2:, 3:1:2:, 3:3:1, 3:2:1, 3:1:1, 2:3:2, 2:2:2:, 2:1:2, 2:3:1, 2:2:1, 2:3:1, 2:1:1, 1:3:2, 1:2:2, 1:1:2, 1:1:1, 또는 1:3:1 등급의 공기를 생성할 수 있다. 다른 예에서, 입자 제거 어셈블리는 이러한 등급의 입자 및 수질을 갖는 공기 이외의 가스를 생성한다.
따라서 입자 제거 어셈블리는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하, 예를 들어, 0.1-0.5μm 크기의 400,000 입자수/m3 이하, 0.5-1μm 크기의 6,000 입자수/m3 이하, 및 1-5μm 크기의 100 입자수/m3 이하(예를 들어, 0.1-0.5μm 크기의 20,000 입자수/m3 이하, 0.5-1μm 크기의 400 입자수/m3 이하, 1-5μm 크기의 10 입자수/m3 이하)의 가스를 생성할 수 있고; 생성된 가스의 증기압 이슬점은 ≤ -20℃, 예를 들어, ≤ -40℃ 또는 -70℃이고/이거나; 생성된 가스는 ≤ 0.1mg/m3, 예를 들어, ≤ 0.01 mg/m3의 총 오일(에어로졸 및 증기)의 양을 포함할 수 있다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리는 저장소를 포함할 수 있다. 저장소는 필터 및/또는 건조기의 하부에 배치될 수 있다. 저장소는 배출구에서 균일하고 일관된 가스 흐름을 보장하기 위해 무결한 및/또는 건조 가스를 저장하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리의 유량 제어기는 배출구를 빠져 나가는 가스의 존재, 부재 및/또는 유량을 제어하는 밸브를 포함한다. 유량 제어기는 필터 및/또는 건조기와 어셈블리의 배출구 사이와 같은 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다. 유량 제어기의 밸브는 버터 플라이 밸브, 다이어프램 밸브, 글로브 밸브, 니들 밸브 또는 포핏 밸브(poppet valves)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 가스 흐름을 제어 또는 조절하기 위한 임의의 적합한 밸브일 수 있다. 다른 적합한 밸브가 당업계에 공지되어 있다. 밸브의 작동은 예를 들어, 측정 중에 원하는 시간에 가스가 전달되는, 신속한 콜로니 계수용 GROWTHDIRECT® 시스템(Rapid Micro Biosystems, Lowell, MA)과 같이 기구의 작동을 제어하는 컴퓨터 구현 프로그램에 의해서 외부에서 제어될 수 있다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리의 배출구, 예를 들어, 분사 노즐은 미립자로 오염될 수 있는 표면으로 무결한 건조 가스를 보내어 표면으로부터 이들을 제거한다. 예를 들어, 분사 노즐과 같은 배출구에는 가스 흐름을 유도하기 위한 하나 이상의 개구부가 있을 수 있으며, 또한 적절한 크기와 모양을 가질 수 있어 배출구에서 나오는 가스가 샘플 용기의 원하는 전체 영역에서 입자를 제거할 수 있는 크기를 갖도록 한다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배출구, 즉 분사 노즐은 가스 흐름 방향에 수직인 선형 치수에 걸쳐있는 복수의 개구들을 갖는다. 통상의 기술자는 배출구에 있는 개구부의 크기, 모양 및 개수가 샘플 용기의 크기 및 모양에 따라 변경될 수 있음을 인식할 것이다.
샘플 이미징 장치
본 발명의 일 양상에서, 입자 제거 어셈블리는 예를 들어, GROWTHDIRECT® 시스템을 사용하거나 미국등록특허 제7,582,415호에 기재된 바와 같이 미생물의 자동화 검출에 유용하다. 적합한 샘플 용기에는 페트리 접시 및 미국등록특허 제9,057,046호, 미국등록특허 제9,745,546호 및 미국공개특허 제2015/0072377호에 설명된 것과 같은 유사한 용기들이 포함된다.
특히 입자 제거 어셈블리는 예를 들어, 뚜껑과 같은 샘플 용기에 다량의 가압된 무결한 건조 가스를 보냄으로써 미생물이 배지 또는 배지와 접촉하는 막에서 성장하는 미생물 성장 배지를 포함하는 샘플 용기에서 먼지와 기타 이물질을 제거하는데 유용하다. 검출은 표지의 검출 또는 미생물의 고유 특성(예를 들어, 자가 형광)의 검출을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 영상기 및 이미징 이전에 가스를 샘플 용기로 보내도록 구성된 배출구, 예를 들어, 분사 노즐을 포함하는 입자 제거 어셈블리를 포함하는 샘플 이미징 장치를 제공한다. 예시적인 샘플 이미징 장치가 도 3에 도시된다. 도시된 바와 같이, 장치는 각 샘플 용기를 이미징 위치를 향해 회전시키는 복수의 샘플 용기를 고정할 수 있는 턴테이블을 포함한다. 입자 제거 어셈블리는 대량의 가압된 무결한 건조 가스를 사용하여 이미징 이전에 샘플 용기에서 입자를 제거할 수 있도록 배치된다. 미립자들이 제거되면 샘플 용기가 이미지화된다. 샘플 이미징 장치는 미생물 성장을 위한 인큐베이터를 포함할 수 있으며, 샘플 이미징 장치는 배양 중에 다양한 시간에서 샘플 용기의 이미징을 허용하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 각각의 이미징은 입자 제거 어셈블리를 사용하여 샘플 용기에 있는 입자의 제거가 선행된다.
샘플 이미징 장치는 예를 들어, 5, 10 또는 100cfm, 5-1000cfm, 10-100cfm, 250-750cfm 또는 500-600cfm과 같은 공기 흐름을 더 포함하여 이미징 장치 외부의 샘플 용기에서 제거된 모든 입자상 물질을 세정한다.
사용방법
본 발명은 예를 들어, 이미징과 같은 검출 전에 입자상 물질을 제거하기 위해 샘플 용기를 세척하는 방법을 제공한다. 이 방법은 입자상 물질을 제거하기에 충분한 시간 동안, 예를 들어, 10초 이하, 예를 들어, 5초, 3초, 2초, 1초 또는 0.5초 이하, 예를 들어, 0.1-10초 또는 0.5-5초 동안 샘플 용기의 표면에 무결한 및/또는 건조 기체, 예를 들어, 공기, 질소 또는 아르곤의 부피를 적용하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 가스 내 입자상 물질의 질량 농도는 30μg/m3 미만이고, 예를 들어, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.005, 0.001, 0.0005, 0.0001, 0.00005, 또는 0.00001μg/m3 미만이고/미만이거나 입자 수 농도는 20,000 입자수/cm3 미만, 예를 들어, 10,000, 5,000, 1000, 500, 100, 50, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 또는 0.01 입자수/cm3 미만이다.
대안으로 또는 추가로, 가스는 100 ppm 미만의 액체, 예를 들어, 물, 예를 들어, 50, 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0.5, 0.2, 0.01 또는 0.001 ppm 미만의 액체, 예를 들어, 물을 포함한다.
무결한 건조 가스는 ISO8573-1 : 2010에 따른 공기, 예를 들어, 1:3:2, 1:2:2, 1:1:2, 또는 1:3:1 등급의 공기 또는 동등한 특성을 가진 기타 가스일 수 있다.
예를 들어, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하, 예를 들어, 0.1-0.5μm 크기의 400,000 입자수/m3 이하, 0.5-1μm 크기의 6,000 입자수/m3 이하, 및 1-5μm 크기의 100 입자수/m3 이하(예를 들어, 0.1-0.5μm 크기의 20,000 입자수/m3 이하, 0.5-1μm 크기의 400 입자수/m3 이하, 1-5μm 크기의 10 입자수/m3 이하)를 포함하고; 가스의 증기압 이슬점은 ≤ -20℃, 예를 들어, ≤ -40℃ 또는 -70℃ 이고/이거나; 가스는 ≤ 0.1mg/m3, 예를 들어, ≤ 0.01 mg/m3의 총 오일(에어로졸 및 증기)의 양을 포함할 수 있다.
청정 및/또는 건조 가스는 본원에 설명된 입자 제거 어셈블리에 의해 생성될 수 있다.
샘플 이미징 장치는 예를 들어, 5, 10 또는 100cfm인, 5-1000cfm, 10-100cfm, 250-750cfm 또는 500-600cfm과 같은 공기 흐름을 더 포함하여 이미징 장치 외부의 샘플 용기에서 제거된 모든 입자상 물질을 세정한다. 가스 전달 속도는 먼지 제거에 적합한 속도, 예를 들어, 최대 1000, 500 또는 100cfm, 예를 들어, 최대 50, 10, 5, 1, 0.5, 0.3, 또는 0.1cfm, 예를 들어, 0.0001-1000cfm, 0.0001-500cfm, 0.0001-100cfm, 0.0001-50cfm, 0.0001-10cfm, 0.0001-5cfm, 0.0001-1cfm, 또는 0.0001-0.1cfm, 0.001-100cfm, 0.001-50cfm, 0.001-10cfm, 0.001-5cfm, 0.001-1cfm, 또는 0.001-0.1cfm, 0.01-100cfm, 0.01-50cfm, 0.01-10cfm, 0.01-5cfm, 0.01-1cfm, 또는 0.01-0.1cfm, 0.1-100cfm, 0.1-50cfm, 0.1-10cfm, 0.1-5cfm, 또는 0.1-1cfm 사이일 수 있다. 배출구에서 가스의 압력은 임의의 적절한 압력, 예를 들어, 최대 25 bar, 예를 들어, 최대 20, 15, 10, 5 또는 3 bar, 예를 들어, 1-25, 1-20, 1-15, 1-10, 1-5, 1-3, 1.5-25, 1.5-20, 1.5-15, 1.5-10, 1.5-5, 또는 1.5-3 bar 사이일 수 있다.
예를 들어, 본원에 설명된 입자 제거 어셈블리를 사용하여 생성된 청정 및/또는 건조 가스는 샘플 용기 표면의 먼지 및 기타 이물질에 의해 생성될 수 있는 위양성(false positive)의 수를 줄임으로써 샘플의 콜로니를 정확하게 계수하는 것을 촉진한다. 예를 들어, 감지(예를 들어, 이미징) 이전에 입자 제거 어셈블리에 의해 생성되는 청정 및/또는 건조 가스를 사용하면 위양성 수를 적어도 2, 5, 10, 15, 20, 25, 50, 75, 100, 250, 500, 750, 또는 1000배, 예를 들어, 5-500, 5-100, 5-50, 5-25, 또는 5-20배 줄일 수 있다.
예를 들어, 입자 제거 어셈블리에 의해 생성되는 청정 및/또는 건조 가스의 사용은 예를 들어, 직경(또는 두 개의 직교 치수)이 1000, 750, 500, 250, 100, 75 또는 50μm 미만인 마이크로 콜로니를 감지할 때 특히 유용할 수 있다.
예를 들어, 각각의 반복 이미징을 수행하는 것이 입자 제거 어셈블리를 사용하여 샘플 용기에 있는 입자를 제거하기 이전에 수행되어 성장하지 않는 미생물로부터 성장하는 콜로니를 식별하도록 검출이 반복될 수 있다. 다중 검출이 사용되는 경우, 샘플 용기는 예를 들어, 닫힌 배양 챔버에서 검출 사이에 배양되거나 보관 될 수 있다. 샘플 용기는 자동화 시스템을 사용하여 인큐베이터 또는 보관 영역, 입자상 물질 제거 위치 및 검출(입자상 물질 제거와 다른 경우) 사이에서 추가로 이동될 수 있다. 이러한 시스템은 예를 들어, 미생물 콜로니의 수를 계산하기 위해 검출에서 얻은 데이터를 추가로 분석할 수 있다. 콜로니의 검출은 임의의 적절한 방법에 의해 발생할 수 있으며 세포 또는 배지의 라벨 또는 세포의 고유 광학 특성(자가 형광)을 기반으로 할 수 있다. 감지는 일반적으로 카메라를 사용한 광학 이미징으로 발생한다.
샘플 용기는 본원에 설명된대로 적절한 크기일 수 있다.
또한, 가스와 접촉할 샘플 용기의 면적은 1mm와 100mm 사이, 예를 들어, 10mm와 80mm 사이의 단면 치수를 가질 수 있다; 영역은 두 개의 직교 치수에서 동일한 범위를 가질 수 있다. 검출 할 영역은 다각형, 예를 들어, 정사각형, 원형, 타원형 또는 기타 모양일 수 있다.
샘플 수집 및 샘플 이미징 장치에 샘플 용기를 설치한 후, 예를 들어, 본 발명의 입자 제거 어셈블리로부터의 신속한 콜로니 계수, 세정 및/또는 건조 가스를 위한, 예를 들어, GROWTHDIRECT® 시스템은 샘플에서 콜로니들을 검출하기 이전에 샘플 용기에서 먼지 및 기타 이물질을 제거하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 입자 제거 어셈블리는 샘플 용기로 일정량의 무결한 건조 가스를 보낸다. 자동화 시스템은 이미징을 위한 위치에서 샘플 용기의 존재를 감지할 수 있으며, 자동화 시스템의 컨트롤러는 입자 제거 어셈블리의 유량 제어기와 연통되어, 유량 제어기의 밸브를 열고 배출구, 예를 들어, 분사 노즐에서 샘플 용기로 대량의 가스를 배출한다.
본 발명의 입자 제거 어셈블리와 함께 사용될 수 있는 수동 또는 자동 콜로니 계수를 위한 다른 방법 및 장치들은 당업계에 공지되어 있다.
실시예
입자 제거 어셈블리의 일 실시예가 도 2 및 3에 도시된다. 이 실시예에서, 외부 소스의 공기가 입자 제거 어셈블리로 유입된다. 어셈블리에는 수동 온/오프 밸브가 포함된다. 어셈블리에 들어가는 공기는 0.01 필터와 멤브레인 건조기(Festo)를 통과한다. 건조기에서 나오는 공기는 0.4 리터 저장소(Festo)에 저장된다. 공압으로 제어되는 포핏 밸브(Festo)는 분사 노즐(McMaster-Carr)로부터 공기 방출을 제어한다. 구성 요소 사이의 관 연결은 도시되지 않지만 플라스틱 또는 금속과 같은 적절한 재료로 제조될 수 있다. 도 3은 신속한 콜로니 계수를 위한 GROWTHDIRECT® 시스템의 입자 제거 어셈블리를 도시한다. 신속한 콜로니 계수를 위해 GROWTHDIRECT® 시스템을 갖는 입자 제거 어셈블리를 사용하여 위양성 수를 2-3/1000에서 1-2/10,000으로 줄였다.
다른 실시예들은 청구 범위에 기재된다.

Claims (26)

  1. (a) 필터;
    (b) 건조기;
    (c) 유동 제어기; 및
    (d) 배출구를 포함하는 입자 제거 어셈블리로서,
    상기 필터, 건조기, 유량 제어기 및 배출구는 가스가 필터, 건조기 및 배출구를 통해 흐르도록 연결되며, 유량 제어기는 배출구를 통해 유량을 제어하는, 입자 제거 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 필터는 건조기의 상부에 있는, 입자 제거 어셈블리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건조기는 유량 제어기의 상부에 있는, 입자 제거 어셈블리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 배출구는 분사 노즐(blow-off nozzle)인, 입자 제거 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 분사 노즐은 복수의 개구들을 포함하는, 입자 제거 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유량 제어기는 밸브를 포함하는, 입자 제거 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 필터는 섬유 필터, 폴리머 필터, 종이 필터, 금속 메쉬 필터, 멤브레인, 활성탄, 전기 집진기(electrostatic precipitator) 또는 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는, 입자 제거 어셈블리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 건조기는 증발 건조기, 멤브레인 건조기, 흡수 건조기, 흡착 건조기 또는 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는, 입자 제거 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서, 건조기는 멤브레인 건조기를 포함하는, 입자 제거 어셈블리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 입자 제거 어셈블리는 배출구의 상부에 가스를 저장하기 위한 저장소를 더 포함하는, 입자 제거 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서, 저장소는 필터와 건조기의 하부에 있는, 입자 제거 어셈블리.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 필터는 0.1μm 이하의 기공을 갖는, 입자 제거 어셈블리.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 및 건조기를 통과한 후, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하를 갖는, 입자 제거 어셈블리.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 및 건조기를 통과한 후, 가스는 -20℃ 이하의 증기압 이슬점을 갖는, 입자 제거 어셈블리.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 및 건조기를 통과한 후, 가스의 총 오일량은 0.1 mg/m3 이하인, 입자 제거 어셈블리.
  16. (a) 영상기(imager); 및
    (b) 이미징 이전에 샘플 용기로 대량의 가스를 보내도록 배치된 배출구를 포함하는 입자 제거 어셈블리를 포함하는 샘플 이미징 장치로서, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하를 갖는, 샘플 이미징 장치.
  17. 제16항에 있어서, 가스의 증기압 이슬점은 -20℃ 이하인, 샘플 이미징 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 가스의 총 오일량은 0.1 mg/m3 이하인, 샘플 이미징 장치.
  19. (a) 영상기; 및
    (b) 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 입자 제거 어셈블리를 포함하는, 샘플 이미징 장치.
  20. 제19항에 있어서, 샘플 이미징 장치는 인큐베이터를 추가로 포함하는, 샘플 이미징 장치.
  21. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 어셈블리를 작동시켜 샘플이 들어있는 샘플 용기의 표면에서 입자를 제거하는 단계 및 샘플 용기의 샘플을 이미징하는 단계를 포함하는, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법.
  22. 가스 공급원을 작동하여 샘플이 들어있는 샘플 용기의 표면에서 입자를 제거하는 단계 및 샘플 용기의 샘플을 이미징하는 단계를 포함하는, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법으로서, 가스는 0.5-1μm 크기의 90,000 입자수/m3 이하 및 1-5μm 크기의 1,000 입자수/m3 이하를 갖는, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 가스의 증기압 이슬점은 -20℃ 이하인, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 가스의 총 오일량은 0.1 mg/m3 이하인, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법.
  25. 제21항 내지 24항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플은 미생물을 포함하며, 샘플에서 미생물 콜로니의 수를 정량화하는 단계를 추가로 포함하는, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법.
  26. 제21항 내지 25항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플을 한 번 이상 이미징하는 단계를 더 포함하며, 샘플은 이미징들 사이에 배양되는, 샘플에서 콜로니를 검출하는 방법.
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