WO2005071386A1 - 微生物分離装置 - Google Patents

Abstract

　微生物分離装置は、試料液容器（３２）内の試料液（４０）を第１流路（１２）に供給する試料液供給手段（３０）と、第１流路（１２）を通過する試料液（４０）中の単体の微生物を検出可能な微生物センサ（２２）と，微生物センサ（２２）の微生物の検出結果に基づいて第１流路（１２）への試料液（４０）の供給を停止させるともに検出した微生物を試料液（４０）とともに第１流路（１２）の終端側から排出させるコントローラ（２４）と、第１流路（１２）の終端側から排出される試料液（４０）の液滴（２８）を受ける受容器（５２）とを備えている。これにより、試料液中の微生物を能率よく、かつ生存させたままで１個づつ分離する。

Description

明 細 書

微生物分離装置

技術分野

[0001] 本発明は微生物分離装置に係り、特に液中に分散して混入している微生物を 1個 ずつ分離する場合に好適な微生物分離装置に関する。

背景技術

[0002] 微生物は飲食物の製造や廃水処理など様々な分野で有効利用されている。微生 物は例えば乳酸菌、大腸菌といったようにそれぞれの特徴によって分類されているが 、これらの菌をさらに細力べ分類することができる。微生物を有効利用する場合、同じ グループに属している微生物でも、細力べ分類するとそれぞれの能力が異なるため、 利用目的に対して最も適した微生物を利用することが好ましい。このためには、それ ぞれのグループに属する微生物について、最も細力べ分類された「株」の段階まで分 類し、それぞれの「株」の能力を比較する必要がある。

[0003] 微生物を一種類の「株」に分ける場合、一般に段階希釈法により手作業で分離作 業を行っていた。また、微生物などの粒子を計測する装置として、特許文献 1などに 記載されている粒子解析装置が知られている。また、微生物を自動的に分離できる 装置として、フローサイトメトリー装置が知られている。この装置は微生物を含む試料 液に光を照射して、液中の微生物の種別を判別し、下流の分離機構によって目的の 微生物を得る装置である (例えば、特許文献 2参照)。

[0004] 特許文献 1：特開 2000— 74816号公報

特許文献 2：特開平 9—145593号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、前記した段階希釈法は能率が悪ぐ手間と費用が係る割には微生物 の分離効果が低い。また、特許文献 1などに記載されている粒子解析装置は、粒子 の形状や数を計測するだけであり、計測した微生物などの粒子を分離する機能は具 備していない。また、特許文献 2などに記載されているフローサイトメトリー装置では、 直径が約 10 mを下回る被測定物では検出が難しくなる。このため、蛍光を発する 染料を用いて被測定物を染色し、発する蛍光を計測して被測定物を認識することが 行われている。ところが、微生物は通常、直径が約 10 /z m以下のものが圧倒的に多 い。微生物を染色するとその微生物は一般的に死滅するので、分離後にその微生物 の能力を調べることができない。すなわち、従来のフローサイトメトリー装置では微生 物を生存させたままで分離することが困難であるという問題点があった。

[0006] 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を改善し、試料液中の微生物を能率よく 、かつ生存させたままで 1個づっ分離することができる微生物分離装置を提供するこ とにある。

課題を解決するための手段

[0007] 上記の目的を達成するために、本発明に係る微生物分離装置は、微生物を含む試 料液を収容した試料液容器と、前記試料液容器内の試料液を第 1流路に供給する 試料液供給手段と、前記第 1流路を通過する前記試料液中の単体の微生物を検出 可能な微生物センサと、前記微生物センサの微生物の検出結果に基づいて前記第

1流路への試料液の供給を停止させるともに前記検出した微生物を試料液とともに 前記第 1流路の終端側から排出させる試料液分離手段と、前記第 1流路の終端側か ら排出される試料液を受ける受容器とを備えたことを特徴とする。

[0008] 上記構成の微生物分離装置は、前記第 1流路の終端側から排出される試料液が 1 個の微生物を含むように前記試料液分離手段が制御可能とされたことが好ま U、。ま た、前記第 1流路の終端を第 2流路の中間に結合し、前記第 2流路に前記第 1流路 の終端側カゝら排出された試料液を搬送するための搬送液を流通可能にするとともに 、前記受容器を第 2流路の終端側に配置した構成にすることができる。

[0009] また、前記試料液供給手段にフィルタを設置したことが好ま 、。さらに、前記受容 器を複数個有し、前記第 1流路又は第 2流路の終端の試料液排出部と各受容器の 位置関係が相対的に移動可能とされた構成にすることができる。又は、前記第 2流路 の下流側が複数の分岐管に分かれており、各分岐管の下流に前記受容器が配置さ れた構成にすることができる。

発明の効果 [0010] 本発明によれば、微生物を能率よく高い確率で 1個づつに分離できる。また、約 10 μ mを下回る微生物であっても、微生物を生存させたままで 1個づっ分離することが できる。このため、分離した微生物の培養に成功すれば容易に当該微生物を単離す ることができ、当該微生物の能力を評価できるとともに各種産業用として効果的に利 用することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 図 1は本発明に係る微生物分離装置の第 1実施形態を示す概略構成図である。微 生物分離装置は分離器 10と、この分離器 10に試料液を供給する試料液供給手段 3 0と、分離器 10の終端側に配置された受容器移動機構 50とによって構成される。図 1において分離器 10は断面図として図示されており、分離器 10の中心には第 1流路 12が設けられ、第 1流路 12の始端には試料液供給手段 30から供給された試料液 4 0の流入口 14が形成されている。第 1流路 12の終端は先細部 16とされ、この先細部 16の上流側と下流側に電極部 18, 20が取り付けられている。電極部 18, 20は微生 物センサ 22に接続してあり、計測時には直流電流が流れる。微生物センサ 22の検 出信号はコントローラ 24に送信される。分離器 10の側部には加振器 26が取り付けら れ、加振器 26はコントローラ 24からの信号によって作動が制御される。なお、分離器 10はプラスチック又はガラス等の非導電性材料で形成されることが好ましく、電極部 18, 20は耐食性、非溶出性が要求されるので金、白金，炭素等のイオン化傾向の低 Vヽ材料で形成されることが望まし!/ヽ。

[0012] 試料液供給手段 30は主に試料液容器 32と、この試料液容器 32と分離器 10とを結 ぶ配管 36と、配管 36の途中に設けたポンプ 34と力もなる。ポンプ 34はモータによつ て駆動され、コントローラ 24からの信号によって ON— OFFが制御される。試料液容 器 32には微生物を含む試料液 40が張り込まれている。ポンプ 34の吐出側の配管 3 6には電磁弁 38が取り付けられており、この電磁弁 38の開閉もコントローラ 24からの 信号によって制御される。

[0013] 受容器移動機構 50は複数の受容器 52をピッチ Pで並べた受台 54を備えて 、る。

各受容器 52の上端は開口しており、第 1流路 12の終端力も滴下してくる試料液 40 の液滴 28を受けることができる。受台 54は矢印 Aの方向に移動可能とされ、コント口 ーラ 24からの信号によって 1ピッチづっ移動可能とされる。

[0014] 上記の構成において、ポンプ 34を駆動し、電磁弁 38を開放することによって、試料 液容器 32内の試料液 40が配管 36を介して分離器 10の流入口 14に送り込まれ、第 1流路 12が試料液 40で満たされる。この状態で第 1流路 12内に取り付けた電極部 1 8と外部に取り付けた電極部 20に通電させると両極間の試料液 40の電気抵抗が微 生物センサ 22によって計測される。試料液 40は微生物を含んでおり、この微生物が 先細部 16を通過すると両極間の電気抵抗が変化する。したがって、微生物センサ 2 2では両極間の電気抵抗の変化を計測することによって、微生物が先細部 16を通過 したことを検知することができる。本発明者の知見によれば、先細部 16の最狭断面寸 法に対して、微生物の外形寸法が 2%以上である時には、微生物の通過による両極 間の電気抵抗が変化を明確に識別することができる。微生物の外形寸法は 1一 5 μ mが一般的であるから、先細部 16の最狭断面寸法を 10— 50 m程度にすると微生 物センサ 22による微生物の検知を確実に行うことができ、また、先細部 16の最狭断 面部を微生物が円滑に通過することができる。

[0015] 微生物センサ 22による微生物の検出信号は直ちにコントローラ 24に送信される。コ ントローラ 24は微生物の検出信号に基づいて、まず、ポンプ 34を停止させる。すると 、第 1流路 12内での試料液 40の流れが停止し、図 1に図示したように、第 1流路 12 の終端に試料液 40の液滴 28がぶら下がった状態となり、通常はこの液滴 28の中に 微生物が 1個だけ存在する。この状態でコントローラ 24からの信号によって加振器 26 を作動させる。すると、分離器 10が振動して、液滴 28が第 1流路 12の終端から強制 的に切り離される。切り離された液滴 28は直下位置に待機している受容器 52内に落 下する。その結果、受容器 52内には微生物が 1個だけ存在する試料液 40の液滴 28 が収容されることになり、微生物を生存させたままで 1個づっ分離することができる。

[0016] 上記の操作によって微生物 1個の分離が終了すると、コントローラ 24は加振器 26 の作動を停止させるとともに、受台 54に駆動信号を送信し受台 54を矢印 Aの方向に 1ピッチ移動させて、次の受容器 52を第 1流路 12の終端に待機させる。次に、ポンプ 34を再駆動させる。すると、第 1流路 12内に試料液 40が再び流れ出し、次の微生物 が先細部 16を通過するまでは微生物が存在しな ヽ試料液 40を待機して ヽる受容器 52に排出する。以下、同様の操作を繰り返すことによって、微生物を 1個ずつ確実に 分離していく。

[0017] 上述のとおり、本実施形態の微生物分離装置によれば、微生物を能率よく高い確 率で 1個づつに分離できる。また、微生物センサ 22は電極部 18, 20を用いて微生物 を検出しており、従来のフローサイトメトリー装置のように微生物を染色することなく検 出することができるので、微生物を生存させたままで分離することができる。

[0018] 上記実施形態では液滴 28を第 1流路 12の終端から強制的に切り離す手段として 加振器 26を用いた。しかしながら、本発明に係る液滴分離手段は加振器 26に限定 されない。例えば、液滴分離手段として加振器 26を用いずに閉止しているポンプ 34 を瞬間的に駆動させてもよい。又は、液滴 28に気体を吹き付けて切り離すようにして もよい。又は、第 1流路 12に圧電素子を取り付けて第 1流路 12を瞬間的に圧迫して ちょい。

[0019] また、微生物センサ 22の微生物の検出結果に基づいて前記第 1流路への試料液 の供給を停止させる際にポンプ 34を停止させた力 ポンプ 34の停止に替えて電磁 弁 38を閉止してもよい。さらに、液滴 28を第 1流路 12の終端から強制的に切り離す 際にも、ポンプ 34の駆動によって配管 36に背圧を作用させた状態で電磁弁 38を瞬 間的に開閉させてもよい。

[0020] また、上記実施形態では微生物センサ 22として、試料液 40の電気抵抗を計測する 方式のものを用いた。し力しながら、本発明に係る微生物センサはこれに限らず、第 1流路 12を通過する微生物を光学的な手段又は誘導電流の変化として検出する方 式のものを用いてもよい。

[0021] さらに、電気抵抗を計測する方式の場合において、直流電源ではなく交流電源を 用いても良い。この場合のメリットとしては、通電時の気泡の発生が抑制されることに ある。微小な流路では、発生する気泡が流路の大きさと比較して相対的に大きくなり 易いために、気泡の抑制は重要である。気泡の発生は、計測精度の低下にも繋がる ので、気泡の削減は計測精度の向上に繋がる。また、気泡の発生状態は印加する交 流電源の周波数に依存する。周波数を上げると、気泡の発生が徐々に抑制され、 1 KHzを越えると気泡の発生はほとんど確認できない。また、印加する交流電源の周 期は、発生シグナルのパルス幅（時間）よりも短くする必要がある。これは、交流電源 の周期とシグナルのパルス幅が似ていると、シグナルを認識し難くなるためである。し たがって、ローノ スフィルタ一等を利用して電源の波とシグナルの波を分離する必要 があるため、電源の周期はシグナルのパルス幅の 1 Z 10以下であることが好ましく、 さらに、微生物の通過時に発生するシグナルの検出精度を上げるためには 1Z50以 下であることが好ましい。また、交流電源の周期の下限は接続する増幅器や計測器 のコストパフォーマンスから、 1 X 10— ⁸秒以下であることが好ましい。

[0022] また、第 1流路 12の終端力も滴下する液滴 28を複数の受容器 52で順次、受ける 手段として受容器移動機構 50を用いた。しかしながら、この構成に替えて、複数の受 容器 52を固定位置に配し、第 1流路 12の終端を順次、各容器の開口に合わせて移 動させるようにしてもよい。要するに第 1流路 12終端の試料液排出部と各受容器 52 の位置関係が相対的に移動可能とされた関係にあればよい。

[0023] 図 2は本発明に係る微生物分離装置の第 2実施形態を示す概略構成図である。こ の微生物分離装置は分離器 10aと、この分離器 lOaに試料液を供給する試料液供 給手段 30aと、分離器 10aの終端側に配置された受容器群 50aと、搬送液供給手段 60と、洗浄液供給手段 71と、吸引手段 72とによって構成される。分離器 10aには第 1流路 12aが設けられ、第 1流路 12aの始端には試料液供給系 30aから供給された 試料液の流入口 14aが形成されている。第 1流路 12aの終端は先細部 16aとされ、こ の先細部 16aには微生物センサ 22aが配置されている。微生物センサ 22aの検出信 号はコントローラ 24aに送信される。また、分離器 10aには第 2流路 13が設けられて おり、第 1流路 12aの終端が第 2流路 13の中間に結合している。第 2流路 13の始端 には搬送液供給手段 60から供給された搬送液 70および、洗浄液供給手段 71から 供給された洗浄液 87の流入口 15が形成されている。この第 2流路 13に搬送液 70を 流すと、第 1流路 12aから第 2流路 13内に吐出された微少量の試料液 40aが搬送液 70の流れと混合し、混合液 29となる。第 2流路 13の終端には混合液 29の流出口 17 と、この流出口 17に接続されたノズル 19が設けられている。ノズル 19は移動自在とさ れる。

[0024] 試料液供給手段 30aは主に試料液容器 32aと、この試料液容器 32aと分離器 10a とを結ぶ配管 36aと、配管 36aの途中に設けたポンプ 34aとからなる。ポンプ 34aの駆 動はコントローラ 24aからの信号によって制御される。試料液容器 32aには微生物を 含む試料液 40aが張り込まれている。ポンプ 34aの吐出側の配管 36aには電磁弁 38 aとフィルタ 39とが取り付けられている。電磁弁 38aの開閉はコントローラ 24aからの信 号によって制御される。フィルタ 39は分離目的である微生物よりも大きい微生物ゃ異 物を予め試料液 40aから除去するために設けられる。このフィルタ 39によって第 1流 路 12aの特に先細部 16aでの閉塞トラブルを予防することができる。

[0025] なお、試料液容器 32aに張り込む試料液 40aは予め分離目的である微生物よりも 大き 、微生物や異物を別のフィルタでろ過しておくことが好ま 、。このようにすれば 、フィルタ 39で除去する対象物は試料液供給手段 30aから新たに発生したものに限 られることになり、フィルタ 39の負荷を大幅に低減できる。

[0026] 搬送液供給手段 60は主に搬送液容器 62と、この搬送液容器 62と第 2流路 13の流 入口 15とを結ぶ配管 66と配管 66の途中に設けたポンプ 64とからなる。ポンプ 64の 駆動はコントローラ 24aからの信号によって制御される。搬送液容器 62には搬送液 7 0が張り込まれている。ポンプ 64の吐出側の配管 66には電磁弁 68が取り付けられて いる。電磁弁 68の開閉はコントローラ 24aからの信号によって制御される。

[0027] 吸引手段 72は主に廃液容器 94と、この廃液容器 94と第一流路 12aの鉛直上部に 設置された気体排出流路 11の流出口 27とを結ぶ配管 93と、配管 93の途中に設け た吸引ポンプ 92と力もなる。吸引ポンプ 92の駆動はコントローラ 24aからの信号によ つて制御される。廃液容器 94には気体の排出と同時に排出された廃液が入るように なっている。吸引ポンプ 92の吸引側の配管 93には電磁弁 91が取り付けられている。 電磁弁 91の開閉はコントローラ 24aからの信号によって制御される。

[0028] 吸引手段 72は、第一流路に存在する気泡の除去に使用できる。初期状態の分離 器 10aは、気体で満たされているため、まず、第一流路 12aを液体で満たす必要があ る。第一流路 12aに気体が存在すると、圧力の変化により圧縮、膨張が起こるために 、試料液の正確な駆動制御が難しくなるためである。第一流路 12aを液体で満たす 手順としては、電磁弁 38a, 91を開け、ポンプ 34aと必要に応じて吸引ポンプ 92を駆 動する。すると直ちに、配管 36aは試料液 40aで満たされることとなる。 [0029] また、初期の液体充填時には配管 36a内に小さな気泡が残存する場合がある。さら に、計測時の通電により、電極部付近に気泡が発生することがある。この気泡を除去 するためには、電磁弁 38aを閉じ、電磁弁 91を開け、吸引ポンプ 92を駆動させて、 第一流路 12a内を負圧にする。このとき流出口 17からは外気が入り始める力 外気 が先細部 16aを通過する前に電磁弁 38aを開放し、必要に応じてポンプ 34aを駆動 することで、効率よく第一流路 12a内の気泡を除去できるようになる。

[0030] 洗浄液供給手段 71は主に搬送液容器 86と、この搬送液容器 86と第 2流路 13の流 入口 15とを結ぶ配管 90と、配管 90の途中に設けたポンプ 88と力もなる。ポンプ 88 の駆動はコントローラ 24aからの信号によって制御される。搬送液容器 86には洗浄 液 87が張り込まれている。ポンプ 88の吐出側の配管 90には電磁弁 89が取り付けら れている。電磁弁 89の開閉はコントローラ 24aからの信号によって制御される。

[0031] 先細部 16aには、計測している微生物が付着し、目詰まりを起こすことがある。この ときの洗浄方法としては、まず、電磁弁 89を開けポンプ 88を駆動して洗浄液 87を第 二流路 13に通す。次に、電磁弁 91を開け、吸引ポンプ 92を駆動することで、先細部 16aを洗浄液 87が通過するので、さらに洗浄度が高くなる。

[0032] このとき、洗浄液 87としては微生物を溶解できる、ジクロロメタンやトリクロ口酢酸な どの有機溶媒や、塩酸や硝酸などの強酸を用いることが好まし 、。

[0033] 第一流路 12aに設置されている圧力センサ 85は、主にポンプ 34aの停止時に使用 される。直径 5mm以下程度の微小な流路を用いた液体のハンドリングでは、直径 5 mm以上の太い配管を使用した場合と比較して、圧力変化などによって流路の体積 が相対的に変化しやすい。したがって、ポンプ 34aを停止した直後は、ポンプ 34aと 先細部 16aの間の流路が膨らんでおり、正圧になっていることがある。したがって、ポ ンプ 34aを停止しても、先細部 16aからは、第二流路 13に向力つて試料液 40aが流 れ出す場合がある。これを防ぐために、圧力センサ 85の計測値をコントローラ 24aに 伝送し、直ちに測定値が 0になるようにポンプ 34aを制御する。したがって、ここで言う 圧力センサ 85は、流量センサに置き換えても目的は達成できる。また、使用する液 体によって物性が異なるので、あらかじめそれらの物性を把握し、吸引ポンプ 92の適 切な運転条件を決定しておけば圧力センサを省略することもできる。さらに、配管 93 の断面を先細部 16aの断面よりも大きくしておくことで、ポンプ 34aの停止直後に電磁 弁 95を開放するだけで、第一流路 12a内の高圧になっている多くの試料液は第二 流路 13よりも配管 93に流れ込む事となる。

[0034] 受容器群 50aは複数の受容器 52aと廃液容器 56及びこれらの容器を並べる受台 5 4aからなる。各筆容器 52aと廃液容器 56の上端は開口しており、ノズル 19から吐出 される混合液 29を受けることができる。ノズル 19は前記したように移動自在であり、任 意の受容器 52a又は廃液容器 56の直上位置に移動して混合液 29を目的の容器内 に吐出することができる。

[0035] 図 6は本発明に係る分離器の第 4実施形態を示す概略構成図である。図 7は本発 明に係る分離器の第 5実施形態を示す概略構成図である。この微生物分離装置は、 先細部 16bの鉛直上部に設置された気体排出流路 l ibおよびに配管 93に接続する 流出口 27と、試料液が流れる第一流路 12bおよび配管 36aに接続する流入口 14b と、主に培地が流れる第二流路 13bおよび配管 66に接続する流入口 15bと、混合液 が流出する流出口 17bと、第一流路 12b内に設置された電極部 18bと、第二流路 13 b内に設置された電極部 20bと、電極部 18bを含む電極 21と電極部 20bを含む電極 23とで構成される。また、電極部 18bと電極部 20bは先細部 16b先端の流路断面の 中心を通る法線上に設置されている。

[0036] 電極部 18bと先細部 16bと電極部 20bを結ぶ距離が最短となる部分力 計測時に 流れる電流が多くなる部分である。このため、気泡などによって通電する最短距離が 変化してしまうと計測時の抵抗が大きく変化することとなるので SZN比が低下する。 従って、この影響を受けにくくするためには、電極部は線ではなく面もしくはオリフィス を向いた剣山状で有ることが好ましい。さらには、より気泡の影響を受けに《するた めに、電極は複数の電極部で構成される、例えば平面で多面体を形成することが好 ましぐそれぞれの面と先細部 16bまでの距離を近似させる設置方法が、より好ましい 。さらに好ましくは、電極部を器のような形状とし、電極部上の全ての点から先細部 1 6bまでの距離を近似させることで、微生物の通過時に発生する信号を精度良く計測 でさるよう〖こなる。

[0037] また、電極部と先細部 16bまでの距離が長くなると、計測精度が落ちてくるため、好 ましくは 10mm以下、さらに好ましくは 5mm以下であることが望まれる。

[0038] さらに、板状の電極部の場合、流路形状が複雑になるので、洗浄度の向上が難し い。従って、二面ある電極部面のうちオリフィス側と反対側は、できる限り密閉し、液 体と接しない構造にすることが望ましい。こうすることで、流路形状は簡素になり、洗 浄の容易性が向上する。

[0039] また、第二流路 13bは、培地排出時に層流で流れると分離精度が向上する。従つ て、第二流路の断面の短辺が 10mm以下であることが望まれ、好ましくは、 5mm以 下さらに好ましくは lmm以下であれば、分離精度を向上できる。

[0040] 吸引手段 72は主に廃液容器 94と、この廃液容器 94と第一流路 12aのと、配管 93 の途中に設けた吸引ポンプ 92とからなる。吸引ポンプ 92の駆動はコントローラ 24aか らの信号によって制御される。廃液容器 94には気体の排出と同時に排出された廃液 が入るようになつている。吸引ポンプ 92の吸引側の配管 93には電磁弁 91が取り付け られている。電磁弁 91の開閉はコントローラ 24aからの信号によって制御される。

[0041] 図 3は当該装置の動作手順を示すフローチャートである。先ず、電磁弁 38aと電磁 弁 68を開放しておく（S100)。次に、ポンプ 34aとポンプ 64を稼動させて試料液容 器 32a内の試料液 40aと搬送液容器 62内の搬送液 70をそれぞれ吸引し、第 1流路 12aに試料液 40aを、第 2流路 13に搬送液 70を満たした状態で、ポンプ 34aとボン プ 64を停止させておく（SUO)。次に、ノズル 19を目的の受容器 52aの直上位置に 移動させる（S120)。次に、ポンプ 34aを稼動し第 1流路 12a内の試料液 40aを第 2 流路 13側に吐出させる（S 130)。試料液 40aは微生物を含んでおり、微生物センサ 22aは微生物が先細部 16aを通過したことを検知することができる（S140)。微生物 センサ 22aが微生物を検知しない間は、 S130に戻ってポンプ 34aによる試料液 40a の吐出を継続する。微生物センサ 22aが微生物を検知すると直ちにポンプ 34aを停 止する（S150)。次に、微生物センサ 22aは微生物の通過が 1回である力、又は複数 回であるかを検証する（S— 160)

微生物の通過が 1回であった時には、まず、ポンプ 34aを瞬時的に駆動する（S 17 0)。すると、第 1流路 12a内の試料液 40aが微少量で第 2流路 13内に吐出する。この 微少量の試料液 40aには、微生物が 1個だけ混入している確率が高い。しかしながら 、 SI 70の操作過程で余分の微生物が微少量の試料液 40a中に混入する可能性が あるので、微生物センサ 22aは微生物の通過が 1回である力、又は複数回であるかを 再度、検証する（S180)。もし、微生物の通過が複数回であった時には、目的の受 容器 52aに収容される予定の混合液中には微生物が複数個、混入していることにな る。そこで、このエラー情報が出力される（S190)。

[0042] 次に、 S 180での検証結果に関係なぐポンプ 64を一時的に駆動し、第 2流路 13内 の搬送液 70をノズル 19側に規定量だけ吐出させる（S200)。その結果、第 1流路 12 aから第 2流路 13内に吐出された微少量の試料液 40aが搬送液 70の流れと混合す る。この混合液 29が流出口 17を介してノズル 19から放出され、目的の受容器 52a〖こ 収容される。ポンプ 64を一時的に駆動する時間は、上記微少量の試料液 40aが確 実に目的の受容器 52a内に到達に足る必要最小限であることが好ましい。以上の S1 20— S200の操作によって 1回の微生物分離操作が完了する。次いで、 S120に戻り 、同様の微生物分離操作を繰り返す。混合液 29をそれぞれ収容した複数の受容器 52aの中には、前記 S190でエラー情報が出力されたものが含まれている。したがつ て、エラー情報が出力された受容器 52aの混合液 29は有用性が低いので通常は廃 棄処分される。

[0043] 前記 S160での微生物センサ 22aによる検証において、微生物の通過が複数回で あった時には、ノズル 19を廃液容器 56の直上位置に移動させる（S210)。ポンプ 64 を一時的に駆動し、第 2流路 13内の搬送液 70をノズル 19側に規定量だけ吐出させ る（S220)。この S220は前記した S200と同様の操作であり、 2個以上の微生物を含 んだ不要の混合液 29が流出口 17を介してノズル 19から放出され、廃液容器 56に収 容される。次に、ノズル 19が目的の受容器 52aが存在する元位置に移動する（S230 )。その後、直ちに S130に戻り、再び一連の分離操作が繰り返される。

[0044] なお、上記の動作手川頁【こお ヽて、 S130, S150, S170, S200, S220の操作で ίま 、ポンプ 34aやポンプ 64の駆動、停止によって各液の吐出を制御するようにした。し 力しながら、ポンプ 34aやポンプ 64の駆動、停止に替えて、これらのポンプを常時駆 動させて各流路に背圧を作用させた状態で電磁弁 38a又は電磁弁 68の開閉によつ て各液の吐出を制御するようにしてもょ 、。 [0045] また、上記第 2実施形態では複数の受容器 52aや廃液容器 56を固定位置に配し、 ノズル 19を各容器の開口に合わせて移動させている。しかしながら、これとは逆に、 前記第 1実施形態と同様に受容器 52aや廃液容器 56を移動機構によって任意に移 動可能とし、固定位置のノズル 19に合わせて目的の移動を実行させるようにしてもよ い。

[0046] 図 4は第 2実施形態における第 1流路 12aと第 2流路 13aの結合部の詳細図であり 、図 4 (1)は図 2と同様の側面図、図 4 (2)は図 4 (1)の A— A矢視図である。第 1流路 12aの先細部 16aの第 2流路 13aに対する開口形状は長方形とされている。そして、 この長方形は第 2流路 13a内を流れる搬送液 70の進行方向の長さよりも、進行方向 と垂直な方向の長さが長い。先細部 16aの開口形状がこのような長方形であるため、 図 3に示した S— 200において、ポンプ 64を一時的に駆動し、第 2流路 13内の搬送 液 70をノズル 19側に規定量だけ吐出させた際に、第 2流路 13内に押し出されてい た試料液 40a中の微生物が先細部 16aの開口力も第 1流路 12aの側に逆流する可 能性が低くなる。このため、当該微生物を搬送液 70によって確実にノズル 19に送り 込むことができる。

[0047] 図 5は本発明に係る微生物分離装置の第 3実施形態を示す概略構成図である。当 該微生物分離装置は第 2実施形態に示した分離器 10aと同様の構成であり、第 1流 路 12bと第 2流路 13bと流出口 17bとを備えた分離器 10bを有している。流出口 17b には混合液の排出配管 80が接続されている。排出配管 80は複数本の分岐管 82に 分岐しており、各分岐管 82には切替弁 84が取り付けられている。また、各分岐管 82 の下流側には受容器 52bが配されている。

[0048] この第 3実施形態では、微生物を含む混合液が流出口 17bから排出配管 80に流 れてくると、目的の受容器 52bに対応した分岐管 82の切替弁 84のみを開放し、その 他の切替弁 84を閉止しておく。このようにして、微生物を 1個づっ別個の受容器 52b に振り分けて収容することができる。この実施形態によれば、切替弁 84の開閉を制御 するだけで微生物分離を実施できるので、第 1又は第 2実施形態に示した受容器又 はノズルの移動機構を必要としない利点がある。

[0049] また，前記各実施形態では、 1つの受容器に微生物を 1個づっ収容する場合につ いて説明した。しかしながら、本発明に係る微生物分離装置は種類の異なる微生物 を、それぞれの種類別に分離する場合にも適用することができる。すなわち、試料液 中に種類の異なる複数の微生物が存在している場合、一般に微生物は種類別にそ め大きさや形状が異なる。したがって、前記した微生物センサが微生物を種類毎に 識別できる機能を備えている場合には、その識別結果に基づいて同一種の微生物 を専用の受容器にまとめて複数個収容することができる。このような分離方法を採用 すると、準備する受容器の数を大幅に節減できるという利点がある。さらに、目的とす る微生物のみを専用の受容器に収容し、目的外の微生物はすべて廃液処分とする ことができるので、合目的の微生物分離を行うことができる。

産業上の利用可能性

[0050] 本発明に係る微生物分離装置を用いて分離した微生物を培養すれば容易に当該 微生物を単離することができ、当該微生物の能力を評価できるとともに各種産業用と して効果的に利用することができる。

図面の簡単な説明

[0051] [図 1]本発明に係る微生物分離装置の第 1実施形態を示す概略構成図である。

[図 2]本発明に係る微生物分離装置の第 2実施形態を示す概略構成図である。

[図 3]第 2実施形態の微生物分離装置の動作手順を示すフローチャートである。

[図 4]第 2実施形態における第 1流路 12aと第 2流路 13aの結合部の詳細図であり、図 4 (1)は図 2と同様の側面図、図 4 (2)は図 4 (1)の A— A矢視図である。

[図 5]本発明に係る微生物分離装置の第 3実施形態を示す概略構成図である。

[図 6]本発明に係る微生物分離装置の第 4実施形態を示す概略構成図である。

[図 7]本発明に係る微生物分離装置の第 5実施形態を示す概略構成図である。 符号の説明

[0052] 10, 10a, 10b…分離器、 12, 12a, 12b…第 1流路、 13· · ·第 2流路、 14, 14a- - - 流入口、 16, 16a…先細部、 18, 20· · ·電極部、 19· "ノズル、 22, 22a…微生物セン サ、 24, 24a…コントローラ、 26…加振器、 28· · ·液滴、 30, 30a…試料液供給手段、 32, 32a…試料液容器、 34, 34a…ポンプ、 38, 38a…電磁弁、 40, 40a…試料液 、 50…受容器移動機構、 52, 52a, 52b…受容器、 54, 54a…受台、 56· · ·廃液容 器、 60···搬送液供給手段、 62···搬送液容器、 64…ポンプ、 68…電磁弁、 80…排 出配管、 82…分岐管、 84···切替弁。

Claims

請求の範囲

[1] 微生物を含む試料液を収容した試料液容器と、前記試料液容器内の試料液を第 1 流路に供給する試料液供給手段と、前記第 1流路を通過する前記試料液中の単体 の微生物を検出可能な微生物センサと、前記微生物センサの微生物の検出結果に 基づいて前記第 1流路への試料液の供給を停止させた後に前記検出した微生物を 試料液とともに前記第 1流路の終端側から排出させる試料液分離手段と、前記第 1流 路の終端側カゝら排出される試料液を受ける受容器とを備えたことを特徴とする微生物 分離装置。

[2] 前記第 1流路の終端側から排出される試料液が 1個の微生物を含むように前記試 料液分離手段が制御可能とされたことを特徴とする請求項 1に記載の微生物分離装 置。

[3] 前記第 1流路の終端を第 2流路の中間に結合し、前記第 2流路に前記第 1流路の 終端側から排出された試料液を搬送するための搬送液を流通可能にするとともに、 前記受容器を第 2流路の終端側に配置したことを特徴とする請求項 1又は請求項 2 に記載の微生物分離装置。

[4] 前記試料液供給手段にフィルタを設置したことを特徴とする請求項 1乃至請求項 3 の!、ずれかに記載の微生物分離装置。

[5] 前記受容器を複数個有し、前記第 1流路又は第 2流路の終端の試料液排出部と各 受容器の位置関係が相対的に移動可能とされたことを特徴とする請求項 1乃至請求 項 4の 、ずれかに記載の微生物分離装置。

[6] 前記第 2流路の下流側が複数の分岐管に分かれており、各分岐管の下流に前記 受容器が配置されたことを特徴とする請求項 3又は請求項 4に記載の微生物分離装 置。

[7] 微生物を含む試料液を第 1流路に注入する試料液供給手段と、余分な試料液や 気泡を排出する第 1排出口と、搬送液を第 2流路に注入する搬送液供給手段と、微 生物と共に搬送液が排出される第 2排出口が存在し、第 1流路と第 2流路がオリフィス を通して接続されており、第 1流路と第 2流路のそれぞれに設置された 1対の電極で 微生物のオリフィスの通過を検知できることを特徴とする微生物分離装置。

[8] 微生物センサを構成する第一流路に設けた電極と第二流路に設けた電極におい て、それぞれの電極がオリフィスの中心を通る法線上にあることを特徴とする請求項 7 に記載の微生物分離装置。

[9] 微生物センサを構成する第一流路に設けた電極と第二流路にある電極のうち、少 なくとも一方の電極が複数の面で構成されており、それぞれの面を通る法線がオリフ イスを通るように設置された事を特徴とする請求項 7に記載の微生物分離装置。

[10] 微生物センサを構成する第一流路に設けた電極と第二流路にある電極のうち、少 なくとも一方の電極力 オリフィスの中心を中心とする球上に存在することを特徴とす る請求項 7に記載の微生物分離装置。

[11] 前記微生物分離装置において、第一流路に、圧力または流量を計測するセンサを 備えることを特徴とする請求項 1乃至請求項 8のいずれかに記載の微生物分離装置

[12] 前記微生物分離装置において、センサに印加する電源を交流にすることを特徴と する請求項 1乃至請求項 9のいずれかに記載の微生物分離装置。