KR940005602B1 - 공기 부유 박테리아를 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 부유 박테리아를 측정하기 위한 방법 및 장치

제1도는 삼각대에 고정된 본 발명에 따른 장치의 한 실시예의 사시도.

제2도는 본 발명의 장치에 사용된 홀더의 한 실시예의 단면도.

제3도는 본 발명의 장치에 사용된 펌프 수단의 한 실시예의 작동 원리를 도시하는 도면.

제4도는 펌프 수단이 하우징내에 수용된 본 발명의 장치의 한 실시예의 단면도.

제5도는 본 발명의 장치의 작동을 도시하는 순서도.

제6도는 제거 가능한 상부를 갖는 홀더를 포함하는 본 발명의 장치의 실시예를 도시하는 사시도.

제7도는 매체가 홀더안에 주입되는 방법을 도시하는 사시도.

제8도는 매체가 주입되는 홀더의 사시도.

제9도는 박테리아 콜로니가 확장되는 표면상의 박막 필터의 평면도.

제10도는 공기의 박막 통과 속도와 박테리아 생존율을 측정하기 위한 실험적 시스템의 다이아그램.

제11도는 공기의 박막 통과 속도가 박테리아의 생존율 사이의 관계를 도시하는 그래프.

제12도는 박막에 충돌된 박테리아에 가해진 압력과 박테리아의 생존율을 측정하기 위한 실험적 시스템의 다이아그램.

제13도는 트랜스멤브레인 압력과 박테리아 생존율 사이의 관계를 도시하는 그래프.

제14도는 박테리아상의 공기 흐름 파동의 영향을 결정하기 위한 실험적 시스템의 다이아그램.

제15도는 본 발명의 장치에 의하여 얻어진 실험실내 공기 부유 박테리아 갯수의 측정결과와 종래의 충돌법에 의하여 얻어진 결과를 도시하는 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 홀더

3 : 삼각대 4 : 공기 입구

6 : 시동 스위치 20 : 하부 홀더

21 : 중간 홀더 22 : 상부 홀더

23 : 공기 출구 24 : 매체 흡수 패드

25 : 박막 필터 26 : 캡

30 : 펌프 수단 31 : 전자석

32 : 축 33 : 다이아프램

37 : 공기 흡입 포트 38 : 공기 배출 포트

43 : 체크 밸브

본 발명은 공기내에 부유하는 박테리아 및 균류( 이하 공기 부유 박테리아이라고 칭한다)와 같은 미생물의 밀도를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

공기 부유 박테리아의 밀도(단위 부피당 갯수)의 결정은 환경 오염의 결정 및 유사한 목적을 위하여 실내의 청결도를 제어하는 수단의 하나로서 수행된다. 낙하 박테리아법 및 충돌법은 공기 부유 박테리아의 밀도를 결정하는데에 사용되었다.

전자, 즉, 낙하 박테리아법은 지정 기간동안 공기로부터 낙하하는 박테리아를 수집하고 배양하도록 한천(ager) 매체를 포함하는 개방 스케일(schale)을 지정 기간동안 마루위에 세워두고, 다음에는 매체상에 발생된 콜로니(colony) 갯수를 측정하는 것을 포함한다. 이 방법은 용이한 측정 방법의 이점을 갖지만, 박테리아 밀도의 정량적 결정을 할 수 없고, 측정치의 큰 변화 때문에 재현성이 나쁘다는 문제점을 갖는다. 후자의 방법, 즉, 충돌법은 측정 장치 상부로부터 공기의 일정량을 흡입하고, 박테리아를 수집하기 위해서 흡입 공기를 한천 매체에 충돌시키는 것을 포함하는데, 여러 가지 측정 장치가 이용 가능하다. 슬릿-샘플러형(slit-sampler type) 측정 장치가 이 목적에 일반적으로 사용된다. 이 장치는 그 상부에 좁은 슬릿을 포함하는 공기 흡입 포트를 갖는데, 공기는 슬릿을 통해 슬릿 아래에 장착된 회전테이블상에 위치된 스케일로 취입된다. 이 방법은 정략적 측정을 할 수 있으나, 장치가 비싸고, 높은 공기 흐름으로 인해 수집된 박테리아가 쉽게 건조되는 문제가 있다.

최근에, 박막 필터를 사용하는 여과법이 상기 낙하 박테리아법과 충돌법 대신에 많은 주위를 끌고 있다.

이 방법은 홀더(holder)내에 수용된 박막 필터를 통해 일정 부피의 공기를 간헐적으로 통과시키고, 박막 필터의 표면상에 박테이라를 수집하는 것을 포함한다. 다음에는 필터는 홀더로부터 취외되고, 필터면에 수집된 박테리아는 액체 매체내로 세척되거나, 박테리아를 가진 필터가 박테리아를 배양하기 위해 한천 매체상에 놓이며, 다음에는 박막 표면에 발생된 콜로니 갯수를 측정입니다.

여과법은 높은 재현성을 가지며 낙하 박테리아법 및 충돌법보다 양호하다. 그러나 이 방법은 충분한 재현성과 함께 높은 정확도를 갖는다고 말할 수는 없는데, 왜냐하면, 예로서 동일 실내의 공기 부유 박테리아가 분석될 때, 측정 데이터는 예로서 공기 흡입율과 방향등의 측정 상태에 따라 박테리아가 죽기 때문에 변화되어 산포도가 크다. 또한, 상기 충돌법과 여과법은 사용되는 장치의 소독및 살균, 또한 매체의 준비 및 유사한 준비에 많은 시간을 필요로 하고, 숙련된 요원에 의해서만 수행될 수 있다.

여과법의 측정 데이타의 큰 산포도는 첫째로 공기 부유 박테리아가 박막 필터를 통해 수집될 때 박막 필터에 대한 충돌로 인해 박테리아의 세포막이 손상되거나 간헐적인 압력 적용으로 인해 박테리아가 죽는다는 사실에 기인하는 것이다. 따라서, 재현성을 증가시키는 목적을 위해서는 박테리아를 죽이지 않고 있는 그대로 수집하는 것이 중요하다.

큰 산포도는 둘째로, 박막 필터상에 수집된 박테리아가 배양을 위해 액체 매체상에 세척될 때 또는 박테리아를 가진 박막 필터가 홀더로부터 제거된후에 매체상에 놓일 때에 발생되는 다른 박테리아의 오염에 기인한다.

따라서, 본 발명의 목적은 박테리아를 죽이지 않고 수집하는 것과 다른 박테리아를 오염시키지 않고 배양하는 것을 포함하는 공기 부유 박테리아를 높은 재현성을 가지고 측정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사용되는 장치의 소독 또는 살균의 사전 복잡한 조작을 또는 매체의 준비를 필요로 하지 않고 직접 용이하게 수행될 수 있는 공기 부유 박테리아의 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법의 실행에 적합한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 개스 환경에서 박테리아에 외력이 적용될 때 적용 전후의 배양된 콜로니 갯수의 변화는 관찰하여 박테리아의 생존율을 검토함으로써 박테리아를 죽이지 않고 박막 필터를 통해 공기 부유 박테리아를 확실히 수집하는 방법을 연구하였다. 그 결과로, 박테리아에 적용되는 외력이 특정 레벨 아래에 있을 때에는 박테리아가 죽지 않는다는 것을 알수 있었다.

따라서, 본 발명은, 공기 부유 박테리아가 박막 필터를 통해 수집될 때에, 박막 필터의 전후에 적용되는 압력차(이하 트랜스멤브레인(transmembrane) 압력이라고 칭한다)을 특정 레벨 아래로 유지하고, 압력 변동이 없게 유지하며, 동시에, 박막 필터의 유효 면적당 공기 흐름량(이하 박막 통과 속도라 칭한다)을 특정 레벨 아래로 유지하면 박테리아가 죽는 것을 방지할 수 있고 따라서 높은 재현성을 가진 측정이 가능하다는 발견에 기초되었다.

상기 목적은, 공기 부유 박테리아를 박막 필터 표면상에 수집하기 위하여 다수의 작은 구멍을 가지며 홀더내에 수용된 매체-흡수 패드상에 제공된 박막 필터를 통하여 15cm/sec 이하의 박막 통과 속도와 100mmHg 이하의 일정 트랜스맴브레인 압력하에서 흡입 펌프 수단에 의해 공기의 체적을 통과시키는 단계와, 상기 홀더내에 수용된 매체-흡수 패드로 매체를 주입하는 단계와, 수집된 박테리아를 배양하는 단계와, 박막 필터 표면상에 생성된 콜로니 갯수를 측정하는 단계의 연속 단계를 포함하는 공기 부유 박테리아 측정 방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 또한, 상부에 공기 입구와 하부에 공기 출구가 장착되고, 다수의 작은 구멍을 가지며 매체-흡수 패드상에 위치된 박막 필터를 수용하는 홀더와, 홀더의 공기 출구가 장착될 수 있는 공기 흡입 포트를 갖고 박막 필터를 통해 공기를 흡입하는 펌프 수단과, 일정 시간동안 펌프 수단을 구동시키는 타이머 수단을 포함하는 장치를 제공한다.

제1도는 본 발명 장치의 일예의 사시도이다. 장치는 공기를 흡수하며 공기 흡입 포트(도시않음)를 가지는 그 측벽상에 설치된 펌프 수단(도시않음)을 수용하는 하우징(1)과 다수의 작은 구멍을 가지는 박막 필터를 수용하며 공기 출구에 설치된 홀더(2)로 이뤄지며, 홀더의 공기 출구는 공기 흡입 포트상에 홀더 기밀를 위해 하우징의 공기 흡입 포트 안으로 삽입시킨다. 하우징(1)의 하부는 삼각대(3)상에 고정되며, 삼각대는 소정 수준으로 홀더상에 제공된 공기 입구(4)를 조절하여 그 높이를 변화시킬 수 있다. 공기 입구(4)는 바닥 수준으로부터 0.5 내지 1.5m의 높이에서 세트된다. 참조 번호 5는 전원 스위치이며 참조 번호 6과 6'는 펌프 수단의 구동 시간을 세팅하고 이를 시동하기 위한 스위치이다. 시동 스위치(6)의 선택은 약 10분동안 펌프 수단을 가동하며, 6'는 약 20분동안 펌프 수단을 가동한다.

제2도는 하우징(1)의 측벽상에 제공된 공기 흡입 포트안으로 일치시킨 홀더(2)의 단면도이다. 홀더는 하부상에서 공기 출구(23)을 가지며 개방 상부 부분에서 매체 흡수 패드(24)와 박막 필터(25)로 제공된 하부홀더(20)와, 하부단부가 박막필터를 하부홀더에 부착하기 위해 박막의 주변과 접촉하여 상부 단부가 공기 입구로 구성되어 개방되는 중간 홀더(21)와, 중간 홀더(21)상에 임의로 설치 및 분리 가능한 상부 홀더(22)로 구성된다. 상부 홀더(22)의 상부 단부는 입구로 제공되며 개구는 캡(26)으로 확실히 차단된다. 홀더(2)의 중간 및 상부 홀더(21,22)에 둘러싸인 공간은 메틸렌 옥사이드 개스에 의해 살균된다. 홀더가 사용될 때 홀더(22)가 분리되며, 하부 홀더상에 제공된 공기 출구(23)는 하우징(1)상에 제공된 공기 흡입 포트와 일체로 된다. 접합부는 분리 가능한 구조를 가지며 실내에 있는 박테리아가 홀더에 침입하는 것을 방지한다.

본 발명에 사용된 홀더(2)는 투명 플라스틱 재료, 예를 들어 폴리카보네이트, 폴리프로필렌과 스티렌 아크릴노니트릴 공중합체로 제조되므로 홀더내에 배양된 콜로니 갯수는 외측으로부터 눈으로 계수될 수 있다.

홀더에 수용된 박막 필터(25)는 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에테르 술폰, 폴리카보네이트등으로 제조된 박막이며 거의 균일 직경을 가지는 다수의 밀집한 작은 구멍을 가진다. 종래의 필터는 다수의 필라멘트의 얽힘에 의해 형성되어서 불규칙한 형상을 가지는 작은 구멍을 가지므로 여과에 의한 박테리아의 분리 가능성이 불충분하다. 반면에 박막 필터는 균일 형상의 작은 구멍을 가지며 매우 뚜렷한 박테리아의 분리 가능성을 특징으로 한다. 공기 부유 박테리아의 수집을 위하여 0.2 내지 0.8μ 적합하게는 0.2 내지 0.45μ의 구멍 직경을 가지는 박막 필터가 일반적으로 사용된다. 예를 들어 2 내지 3mm의 피치를 가지는 격자 마크로 제공된 박막 필터를 사용하는 것이 적합하므로 수집된 박테리아가 내양되어진 후에 콜로니 갯수를 정확히 셀수 있다. 박막 필터는 셀룰로오스 값은 소프트 콘텍트 렌즈 섬유로 제조된 비직조직물등을 포함하는 매체 흡수 패드로 그 배면상에 적층되어서 박막 필터는 패드를 매체로 스며들게 함으로써 그 위에 수집된 공기 부유 박테리아를 배양할 수 있다.

흡수된 공기의 유속을 항상 일정하게 유지할 수 있는 펌프 수단을 사용하는 것이 필요하다. 그러나 종래의 로터리 또는 피스톤형의 진공 공기 흡수 포트로부터 배출 포트까지 통과 저항이 변할때 유속의 상당한 변동을 일으키며 또한 큰 소음뿐만 아니라 유속의 순간적인 파동을 일으킨다. 또한 중량이 있으며 바닥에 놓이는 로터리 또는 피스톤형의 진공 펌프가 사용된다면 파이프등을 통해 공기 부유 박테리아를 수집하기 위해 홀더에 접속되어야만 한다. 그후 공기 통과는 길어지게 될 것이며 연결파이프는 그 형상을 변화시켜서 공기 흐름에 대한 저항이 변하며 유속이 변동된다. 따라서, 박테리아가 외력에 의해 영향을 받기 쉽기 때문에 공기 유속 또는 파동의 변화를 일으키지 않는 구조를 가지는 펌프를 선택하는 것이 중요하다.

종래 펌프 수단의 고려 결과로서, 다이아프램 펌프가 저소음인 것을 발견하였으며, 유속의 순간적인 파동이 거의 일어나지 않으며 무게가 가볍기 때문에 홀더에 직접 접속될 수 있어서 하우징내에 전체 장치를 수용할 수 있다. 그러므로 공기 흡입 포트와 배출 포트 사이의 공기 통로는 짧게 제조될 수 있으므로 공기 유동에 대한 저항이 일정하며 유속은 매우 작은 정도로만 변동된다. 따라서 다이아프램 펌프는 본 발명에 사용할 펌프 수단에 매우 양호하게 적용된다.

그러나 다이아프램 펌프는 반복 흡입 및 간헐적으로 배출되므로 박테리아에 필연적인 악영향을 끼친다. 이를 극복하기 위하여 적어도 2세트의 다이아프램 펌프의 사용은 일정 유속과 일정 압력하에서 항상 공기를 흡수하는 것을 보장할 수 있다. 펌프 구조는 소형 펌프 수단을 얻은 목적으로도 연구되며, 제3도에 도시한 펌프 수단은 본 발명의 방법 및 장치에 가장 적합하다는 것을 나타낸다.

제3도는 본 발명의 장치에 사용된 펌프 수단(30)의 일예의 주요한 작동을 보여주는 도면으로 제1 및 제2다이아프램(33)이 한쌍의 전자석(31) 사이에서 수평및 왕복 행정하는 가동축(3)의 양단부상에 설치된다. 두 다이아프램과 펌프 하우징(34)은 제1및 제2공기 챔버(35,36)을 형성한다. 제1 및 제2 공기 챔버는 공기 흡입 포트(37)과 공기 배출 포트(38)로 제공된다. 제1및 제2 공기 챔버(35,36)의 공기 흡입 포트(37)는 흡수 파이프(39)에 의해 서로 연결되며, 흡수 파이프는 단부상에서 박막 필터를 수행하는 홀더를 설치하기 위해 공기 흡입 포트(40)를 가지는 분기로 설치된다. 공기 배출 포트(38)는 그 단부상에서 공기 배출 포트를 가지는 분기로 설치된 공기 배출 파이프(41)를 통해 서로 연결되며, 배출 포트를 통한 공기가 방출된다.

제1 및 제2공기 챔버(35,36)의 공기 흡입 포트(37)는 압축 이동시에 차단되고 다이아프램(33)의 복귀시에 개방되는 체크 밸브(43)로 각각 설치된다. 반면, 공기 배출 포트(38)는 압축시에 개방되며 다이아프램(33)의 복귀시에 차단되는 체크 밸브(44)로 각각 설치된다. 그와 같은 구조로 인해 다이아프램이 교대로 압축 및 복귀를 반복하도록 전자석(31)의 간헐적 전환은 가동축(32)를 고속으로 타격하게 되어서, 공기가 공기 흡입 포트(40)를 통하여 지속적으로 흡수된다.

제3도에 도시한 펌프 수단은 가동축의 양단부상에 설치된 두 다이아프램을 포함하는 구조이기 때문에 소형 및 경량이며 삼각대에 설치될 수 있다. 또한 펌프 수단이 직접 홀더에 접속되므로, 펌프 수단에 긴 파이프를 통하여 홀더에 접속된다면 분석할 수 있는 유속 변동을 일으키지 않는다.

본 발명의 펌프 수단은 한쌍의 펌프를 소형 본체로 합체하며 한쌍의 다이아프램으로 제공된 양단부를 가지는 가동축을 포함하는 제3도에 도시한 구조일 필요를 없다. 예를 들어 파이프를 통해 서로 연결된 적어도 그 세트의 독립 다이아프램 펌프도 사용될 수 있다. 이 경우에 지속적으로 공기를 흡수하기 위해 제3도에 도시한 동일 방법으로 적어도 2다이아프램 펌프의 공기 흡입 포트와 공기 배출 포트상에 체크 밸브를 설치하는 것이 필요하다. 체크 벨브의 설비는 적어도 2세트의 다이아프램 펌프가 사용된다할지라도 공기의 연속 흡수를 보장한다.

제4도는 상술한 펌프 수단(39)을 수용하는 하우징(1)의 단면도로 하우징의 측벽상에 제공된 공기 흡입포트(7)가 파이프(40)를 통해 펌프 수단(30)상에 제공된 공기 흡입 포트(7')에 연결된다. 파이프(40)는 공기 흐름 변동을 방지하기 위해 가능한 한 짧아야 한다. 하우징의 하부벽은 삼각대를 위해 공기 배출 포트(8)와 접합부(9)로 제공된다. 공기 배출 포트(8)는 공기 배출 포트(42)를 통해 이송된 공기를 바깥으로 방출시킨다. 공기 배출 포트로부터 공기는 하우징 안으로 일단 이송될 수 있으며, 펌프를 냉각하기 위해 펌프 수단과 하우징 사이의 간극을 통해 사라진다. 그래서 펌프 수단은 온도 상승을 막으며 안정한 공기 유속을 보장하도록 한다. 하우징에 수용된 펌프 수단(3)을 포함하는 구조는 저잡음을 이유로 다른 장점이 있다.

상술한 트랜스맴브레인 압력과 공기의 박막 통과 속도는 사용된 박막 필터의 박막 지역이 공지된채로 펌프 수단이 일정 공기 흡수 속도 및 일정 공기 압력하에서 가동되는 한 특정 수준에서 항상 유지될 수 있다.

대용량을 가지는 펌프 수단에 대하여 유동계량과 조절 밸브 설치는 특정 레벨 이하의 박막 통과의 트랜스멤브레인 압력을 확실히 유지할 수 있다.

본 발명의 장치는 일정한 공기의 체적에 포함된 박테리아가 수집될 수 있도록 일정한 주기동안 일정 비율로 공기를 유동시키는 타이머 수단을 설치하는 것이 필요하다. 사용된 타이머 수단이 여러 가지 상이한 시간 레벨을 설정할 수 있어서, 샘플로 되는 공기 체적이 측정의 정확도를 높이기 위하여 공기 부유 박테리아의 밀도에 따라 변화될 수 있는 것이 양호하다. 제4도에 도시된 하우징의 전방에 설치된 베이스 패널(45)은 펌프 수단을 작동시키고 그 구동 시간을 셋팅하기 위한 스위치를 설치하고 있다. 참조 번호 46은 타이머 수단을 수용하는 제어부이다. 참조 번호 47은 전운 코드이다. 본 발명의 장치는 제5도에 도시된 순서도를 따라 작동한다.

본 발명의 장치에 있어서, 타이머 인터럽션이 제5도에 도시된 바와 같이 주 루틴의 실행동안 타이머 인터럽션 루틴을 실행시키기 위하여 예를 들어 매 1.95ms 마다 발생한다. 스위치(6.6')는 제1도에 도시된 것과 대응하며, 스위치(6)는 타이머 수단을 약 10분동안 작동하도록 인가하며 스위치(6')는 약 20분동안 인가한다.

특정 상태하에서 공기를 흡수함으로써 그리고 상술한 구조를 포함하는 본 발명의 장치를 사용하여 일정한 트랜스멤브레인 압력하에서 박막 필터를 통하여 공기를 통과시킴으로써,흡수된 공기내의 박테리아는 죽지 않고 박막 필터의 표면상에 양호하게 수집될 수 있는 것을 인지하였다. 또한, 공기 부유 박테리아 갯수는 박막 필터와 매체 흡수 패드를 수용하는 특정 홀더는 사용하여 매우 간단한 방법으로 폐쇄된 시스템내에서 측정될 수 있는 것을 알았다.

박테리아에 가해진 외압과 세포막 손상으로 인한 박테리아의 죽는 것 사이에는 밀접한 관계가 존재하는 것이 명백하게 되었다. 또한, 공기가 박막 필터를 통과하는 박막 통과 속도의 박테리아의 생존율 사이에도 밀접한 관계가 존재하는 것이 명백하다. 그래서, 100mmHG 이상의 트랜스멤브레인 압력이나 15cm/sec 이상의 박막 통과 속도가 사용되면, 생존율은 증가한 트랜스멤브레인 압력이나 박막 통과 속도로 인하여 감소하며 측정 데이타의 산포도는 두드러지게 증가한다. 또한, 생존율은 흡수된 공기 흐름 파동이 발생하면 감소하는 것을 알았다. 따라서, 박테리아를 거의 줄이지 않을 수 있으며 공기가 15cm/sec 이하로 박막 필터를 통과하는 박막 통과 속도와 트랜스멤브레인 압력이 100mmHg 이하에서 일정하게 유지함으로써 특정 데이타의 산포도는 최소화시킨다.

공기 부유 박테리아를 측정하기 위한 공기 샘플에 있어서, 공기가 홀더의 배치에 의하여 수평하게 상하로 어느 방향으로도 박막 필터를 통하여 통과할 수 있다. 그러나 상방에 위치하는 것은 오퍼레이터에 부착된 먼지와 함께 몇몇 다른 박테리아가 박막 필터 표면상에 낙하하기 때문에 측정 데이타를 때때로 변화시킨다.

측정 데이터의 재현성을 증가시키기 위하여 공기 흐름이 박막 필터를 수평하게 통과하도록 홀더는 수평하게 위치하는 것이 적합하다.

이하, 본 발명의 장치를 사용하여 공기 부유 박테리아를 측정하기 위한 방법을 기술한다.

우선, 제1도에 도시된 장치의 전력 스위치가 눌러지면, 홀더(2)의 상부 홀더(22)가 제6도에 도시된 바와 같이 필터 오프너(10)을 제거한다. 그후 하부 홀더(20)의 공기 출구(23)는 하우징(1)의 측벽상에 제공된 공기 흡입 포트(7)내로 주입되어 그곳에서 고정된다. 그래서, 중간 홀더(21)의 개구는 공기 유입 포트가 된다.

원하는 흡입 시간을 선택하고 나서, 시동 스위치(6)가 눌려진다. 펌프 수단은 상기 스위치가 커지고 약10분동안 박막 필터 표면에 박테리아를 충돌시키기 위하여 공기를 흡입하면 구동을 시작한다. 선택된 흡입시간이 끝나면, 스위치는 펌프 수단을 멈추기 위하여 꺼진다.

펌프 수단이 정지하고 나면, 홀더(2)가 하우징의 공기 흡입부로부터 제거된다. 상부 홀더(22)는 공기 입구를 폐쇄하기 위하여 분리된 홀더의 중간 홀더상에 장착된다. 그후 홀더는 제7도에 도시된 바와 같이 상부가 뒤집히고, 매체를 갖는 앰플(27)의 단부는 매체를 주입하기 위하여 하부 홀더(20)상에 제공된 공기 출구(23)를 통하여 홀더에 주입된다.

패드를 흡수한 매체가 박막 필터의 뒷면상에 쌓이면, 앰플내 함유된 매체의 규정양이 패드의 전폐 표면에 균일하게 스며든다. 배양 매체가 박테리아와 균류의 매체로 분류되며, 박테리아 매체는 포도상구균 또는 그와 유사한 것을 배양하기 위하여 사용된다.

일반적으로 박테리아를 위한 매체의 예가 육즙(beef extract), 트립톤(tryptone), 포도당등과 같은 혼합물이며 트립톤, 소이 팹톤(soy peptone), 아염소산 나트륨, 한천와 같은 혼합물이다.

매체의 주입을 완료하고 나서, 하부 홀더상에 제공된 공기 출구는 제6도에 도시된 바와 같이 캡(28)으로 단단히 밀봉된다. 패드에 매체를 빨리 흡수시키기 위하여 매체가 주입될 때 상부 홀더(22)의 공기 입구를 막는 캡(26)이 제거되는 것이 적합하다. 이러한 경우에 상부 홀더(22)의 개구는 매체의 주입이 완료딘 후 캡(26)으로 닫힌다.

예를 들어 측정 데이타와 장소, 샘플 번호등을 나타내는 라벨이 캡(28)으로 닫혀진 홀더(2)의 측벽상에 붙여지며, 하부 홀더가 상승된 홀더는 예정된 시간동안 예정된 조건하에서 배양기내에서 배양된다. 박테리아가 예를 들면 24 내지 48시간동안 35 내지 37에서 배양된다. 배양 시간이 경과한 후, 콜로니 갯수는 제9도에 도시된 바와 같이 박막 필터의 표면에서 관찰된다. 콜로니 갯수는 투명 홀더 위에서 눈으로 측정된다. 테스트된 방의 오염도는 공기의 단위 체적당 콜로니 갯수에 기초하여 판단될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법 및 장치는 공기 부유 박테리아를 구별하지 않고 정확히 수집할 수 있어서 높은 재현결과를 제공할 수 있다. 게다가, 상기 방법은 준비 작업을 필요로 하지 않으며 간단한 방법으로 정확하게 적용될 수 있다. 또한 상기 방법은 환경 위생상 엄격한 통제가 요구되는 병상등의 오염도를 검사하고 청결을 유지하기 위하여 유용하게 사용된다.

본 발명의 기타 특징은 본 발명의 설명을 위하여 제공되었으며 제한할 목적이 없는 하기 실시예의 설명에서 분명하게 될 것이다.

[실시예]

[제1실시예]

박테리아의 생존율은 제10도에 도시된 바와 같은 기구를 이용하고, 박막 필터를 통과하는 공기의 박막 통과 속도를 변화시킴으로써 연구되었다. 상당히 오염된 공기가 실험실에서 시험되었다. 동일한 공기 저장도(51)가 제1홀더(52)의 제2홀더(52')에 연결되고, 동일한 흡입 펌프 수단(55)에 의해 유량계(53,53')와 조절 밸브(54,54')를 거쳐 공기가 흡입되었다. 제1홀더(52)에서의 박막 통과 속도가 일정하게 유지되는 동안, 제2홀더(52')에서의 박막 통과 속도는 대장균과 포도상구균의 밀도를 측정하기 위해 변화되며, 박막 통과 속도와 생존율 사이의 관계가 연구되었다. 그 결과는 제11도에 도시되어 있으며 여기에는 20회 측정의 평균치가, 측정 데이타의 범위를 나타내는 수직 막대로 표시되어 있다.

제11도에서 알수 있듯이, 박막 통과 속도가 15cm/sec를 초과하는 곳에서는 생존율이 박막 통과 속도가 증가함에 따라 감소하고 측정 데이타의 분산이 현저하게 증가한다. 따라서 박막 통과 속도를 15cm/sec 이하로 유지시키는 것이 박테리아의 거의 완전한 생존율을 보장하며 측정 데이타의 분산을 최소화한다는 것을 알아야 한다. 일반적으로 박막 통과 속도는 박테리아에 대한 역효과를 피하도록 3 내지 12cm/sec가 선호된다.

[제2 실시예]

공기 부유 박테리아는 제10도에 도시된 바와 같이 장치의 박막 필터의 표면으로 모였다. 이 과정은 박막 필터 표면상에 박테리아가 모여진 제1홀더(52)를 다수 준비하기 위해 여러 번 반복되었다. 그와 같이 준비된 홀더의 공기 출구가 개방된 후에, 각각의 홀더는 공기 저장조(57)를 거쳐 공기 흡입 펌프 수단(56)에 연결되었다. 공기 저장조(57)상에 제공된 압력 게이지(58)를 구비한 펌프 수단은 박막 필터상에 일정한 압력이 20분간 적용되도록 제12도에 도시된 바와 같이 집단 조절된다. 압력 게이지에 의한 지시는 박막 필터의 트랜스맴브레인 압력에 대응한다.

공기 저장조의 압력, 즉 박막 필터에 적용되는 트랜스멤브레인 압력은 변화시키면서 시험이 반복되었다. 각각의 시험이 끝날 때마다 박막 필터는 증류수로 세척되고 증류수내의 칼륨 이온 농도가 측정되었다.

박테리아의 세포막이 손상되었을 때, 그 세포내의 칼륨 이온이 증류수 내부로 흘러든다. 따라서 칼륨 이온 농도의 변화는 세포막의 손상 정도, 즉 박테리아의 사망도를 나타낸다.

제13도는 트랜스멤브레인 압력과 증류수내 칼륨 이온 농도 사이의 관계로 나타내는 그래프이다. 제13도로 알수 있듯이 트랜스멤브레인 압력이 100mmHg을 넘지 않을 때는 칼륨 이온이 눈에 띨만큼 수용역에 흘러들어가지 않으나, 100mmHg을 넘을때는 수소 이온이 트랜스멤브레인 압력과 함께 증가하며, 이는 트랜스멤브레인 압력과 박테리아 생존율간의 관계를 명백히 도시한다. 박테리아에 대한 영향의 관점에서 볼 때 트랜스멤브레인 압력은 10 내지 75cmHg으로 세트되는 것이 바람직하다.

[제3실시예]

박테리아에 대한 공기 흐름 파동의 영향이 제14도에 도시된 기구를 이용하여 연구되었다. 견본이 되는 공기는 제1실시예에서 시험된 바와 같이 상당히 오염된 실험실에서 취한다. 동일한 공기 저장도(51)가 제1홀더(52)와 제2홀더(52')에 연결되었고, 제1홀더(52)는 공기를 연속적으로 흡입하도록 다이아프램 펌프 두세트를 구비하는 펌프 수단(59)에 연결되었다. 상기 두 다이아프램 펌프의 공기 흡입 포트 및 공기 배출 포트는 제3도에 도시된 바와 같이, 공기가 일정 압력하에 흡입되도록 각각 체크 밸브를 구비한다. 다이아프램 펌프(60)는 제2홀더(52')상에 장착되었다. 박막 통과 속도가 12cm/sec로 그리고 트랜스멤브레인 압력이 100mmHg를 넘지 않도록 설정된 상태에서, 제1홀더에 연결된 펌프 수단(59)은 20분간 작동하고 제2홀더에 연결된 다이아프램 펌프(60)는 40분간 작동한다.

상기 제1및 제2홀더에 수용된 박막 필터는 꺼내어져 제2실시예서와 동일한 방식으로 각각 수용액으로 세척되었다. 수용액은 칼륨 이온 농도에 대해 시험되었다. 제1홀더에 수용되었던 박막 필터의 칼륨 이온 농도가 0인 반면, 제2홀더내의 박막 필터의 그것은 1.3ppm이었다. 이 사실은 압력의 단속적 적용에 의해 박테리아가 죽는 것을 나타낸다.

[제4실시예]

제1도에 도시된 본 발명의 장치는 공기 부유 박테리아에 의해 시험될 방의 중앙에 위치되며, 홀더는 공기가 마루로부터 1미터 높이에서 수평으로 유동하도록 위치된다. 직경이 33mm인 박막 필터는 3mm 피치의 분쇄 자극을 갖는다. 셀룰로오스 섬유재의 짜찌 않은 직물이 매체 흡수 패드로서 사용되었으며 이는 약1ml의 흡수 성능을 갖는다. 공기 흡입 포트상에는 캡슐이 장착되었고 타이머가 작동되었다. 상기 펌프는 약 13분간 작동하였다. 공기는 전체 통과 체적이 56.6리터가 될 때까지 8.8cm/sec의 속도로(4.5ℓ/min, 15℃) 박막 필터를 수평으로 통과한다. 흡입된 공기는 하우징상에 제공된 공기 배출 포트로부터 방출된다.

지정된 체적의 공기가 통과하고 펌프 수단이 정지한 후, 공기 입구를 폐쇄하기 위해 홀더의 공기 입구에 상부 홀더가 장착되고, 상기 홀더는 하우징으로부터 떼어졌다. 박막 필터의 뒤에 얇은 판이 씌우진 패드로약 1.0ml의 매체가 분사된다. 상기 매체는 6g/ℓ의 육즙, 10g/ℓ의 트립톤 및 2g'/ℓ의 포도당으로 조성된다.

매체가 분사된 홀더는 배양기내에 위치되어 37℃에서 48시간 동안 배양된다. 그리고 박막필터의 표면상에서 증식되는 콜로니의 갯수가 계수된다. 공기가 부유 박테리아의 농도는 입방피트당 피스(pcs/f)로 표현된다.

실험실 공기에 있는 공기 부유 박테리아는 상기 방법에 따라 결정되어진다. 본 발명 측정의 정확도를 확인하기 위해, 공기 부유 박테리아를 각각 측정하도록, 상당히 정확한 측정법으로 알려진 충돌법 또한 이용되는 이는 정해진 양의 공기를 슬릿형 측정 기구 상부로부터 흡입되는 단계와 공기가 한천 매체와 충돌할 수 있도록 하는 단계를 포함한다. 상기 두 방법에 의해 얻어지는 결과는 제15도에 도시되는 바와 같이 매우 높은 상호 관계를 나타낸다.

상기 내용에 비추어볼 때, 본 발명에 대한 여러 가지 수정 및 변경이 가능함은 명백하다. 따라서, 청구범위의 범주이내에서 본 발명은 본원에 기재된 것과 달리 실시될 수도 있음을 알아야 한다.

Claims (10)

1. 공기 부유 박테리아를 박막 필터 표면상에 수집하기 위하여 다수의 작은 구멍을 가지며 홀더내에 수용된 매체-흡수 패드상에 제공된 박막 필터를 통하여 15cm/sec 이하의 박막 통과 속도와 100mmHg 이하의 일정 트랜스멤브레인 압력하에서 흡입 펌프 수단에 의해 공기의 체적을 통과시키는 단계와, 상기 홀더내에 수용된 매체-흡수 패드 안으로 매체를 주입하는 단계와, 수집된 박테리아를 배양하는 단계와, 상기 박막 필터 표면상에 생성된 콜로니 갯수를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 부유 박테리아 측정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기의 체적은 상기 박막 필터를 수평으로 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 공기의 체적은 상기 박막 필터를 통과하고, 트랜스멤브레인 압력은 압축과 복귀를 연속적으로 반복하는 적어도 2세트의 다이아프램 펌프의 조합에 의하여 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 상부에 공기 입구와 하부에 공기 출구가 장착되고 다수의 작은 구멍을 가지는 박막 필터를 수용하는 홀더와, 상기 홀더의 공기 출구가 고정될 수 있는 공기 흡입 포트를 갖고 박막 필터를 통해 공기를 흡입하는 펌프 수단과, 일정 시간동안 상기 펌프 수단을 구동시키는 타이머 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 부유 박테리아 측정 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 박막 필터는 매체-흡수 패드상에 적층되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 펌프 수단은 15cm/sec 이하의 박막 통과 속도와 100mmHg 이하의 일정한 트랜스멤브레인 압력하에서 박막 필터를 통하여 공기를 흡수하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 박막 필터가 장착된 홀더는 마루에서 수직하게 0.5 내지 1.5m의 높이로 설치되는 것도 특징으로 하는 장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 펌프 수단은 다이아프램 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제4항에 있어서, 한쌍의 다이아프램이 왕복 가동축의 양단부에 설치되고, 상기 왕복 가동축의 행정은 상기 쌍의 다이아프램을 교대로 압축 및 복귀를 반복시키는 것은 특징으로 하는 장치.
10. 제4항에 있어서, 상기 펌프 수단은 압축시에 개방되고 복귀시에 폐쇄되는 체크 밸브가 제공된 공기 배출 포트와 압축시에 폐쇄되고 복귀시에 개방되는 체크 밸브가 제공된 공기 흡입 포토를 각각 갖는 적어도 2개의 다이아프램 펌프를 포함하며, 상기 다이아프램의 공기 흡입 포트는 상기 홀더의 공기 출구가 그 내부에 끼워질수 있는 공기 흡입 포트를 갖는 연결 파이프에 의하여 연결되며 다이아프램에 의하여 압축과 복귀의 연속적인 반복에 의하여 공기를 연속적으로 흡입하는것을 특징으로 하는 장치.

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