WO2023120369A1 - 微生物回収方法 - Google Patents

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秀喜 中山
大祐 入倉
陽子 小川
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株式会社堀場アドバンスドテクノ
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26Inoculator or sampler
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/24Methods of sampling, or inoculating or spreading a sample; Methods of physically isolating an intact microorganisms

Definitions

  • the present invention relates to a method for efficiently recovering microorganisms for rapid, highly sensitive and quantitative detection of microorganisms present on the surface of an object to be inspected.
  • Non-Patent Document 1 As a method for confirming the absence of contaminant microorganisms on the surface of the workbench, wipe the surface of the workbench with the tip of a swab (medical cotton swab) moistened with water, and wipe the tip of the swab It is recommended to apply a suspension obtained by shaking in water or a buffer solution in a test tube, apply it to a medium, culture it, and confirm whether colonies of microorganisms occur (Non-Patent Document 1).
  • a swab medical cotton swab moistened with water
  • this conventional method has the problem that it takes a long time to detect contaminant microorganisms because it requires culturing for 2 to 5 days for bacteria and 5 to 7 days for fungi, for example. be.
  • the method according to the present invention is a method for recovering microorganisms adhering to the surface of an object to be inspected, comprising a liquid supply step of supplying a liquid to the surface; a recovery step of recovering the liquid from the surface; includes.
  • the liquid is directly supplied to the surface of the object to be inspected, and the liquid is recovered. Microorganisms can be collected well.
  • the inventors of the present invention carefully studied the conventional methods and found that, in the conventional method described above, since the swab is used to collect the microorganisms, the microorganisms are collected at the tip of the swab made of non-woven fabric. It was discovered that there is a possibility that the particles have been adsorbed. Therefore, if the liquid supplied to the surface of the object to be inspected is collected by collecting the liquid with a collection member that does not easily adsorb the microorganisms, it is considered that the collection rate of the microorganisms can be further improved.
  • At least the portion of the collecting member that contacts the liquid is made of resin such as natural resin or synthetic resin.
  • resin such as natural resin or synthetic resin.
  • the natural resin include natural rubber.
  • the synthetic resin include at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, silicone resins, and thermoplastic elastomers.
  • the liquid In order to further improve the collection rate of microorganisms, it is preferable to supply the liquid by spraying it onto the surface.
  • the concentration of contaminant organisms in the liquid can be increased by concentrating the liquid collected from the surface of the test object by filtration or the like, the culture time of microorganisms can be further shortened, or microorganisms can be cultured without culturing. can be detected, which is preferable.
  • Examples of rapid microorganism test methods that detect microorganisms in as short a time as possible without culturing them include solid-phase cytometry, flow cytometry, immunological methods, nucleic acid amplification methods, bioluminescence methods, microcolony methods, impedance methods, Gas measurement methods, fatty acid decomposition methods, infrared absorption spectrometry methods, mass spectrometry methods, fingerprint methods, high-throughput sequencing, and the like are known.
  • the ATP measurement method for measuring the amount of ATP derived from microorganisms which is one type of bioluminescence method, is preferable because even minute amounts of microorganisms can be detected with high accuracy.
  • ATP measurement method after adding an ATP elimination solution for removing free ATP to the liquid recovered from the surface of the test object or the concentrated liquid obtained by concentrating the liquid by filtration or the like, If the amount of ATP extracted from microorganisms is measured, it is preferable because only ATP derived from living microorganisms can be measured.
  • ATP may not be extracted by the ATP extraction solution described above. Therefore, if the amount of ATP extracted from the microorganism is measured after adding a germination solution for germinating the contaminant microorganism in the spore state to the liquid or the concentrated liquid, the microorganism in the spore state ATP can be extracted from all microorganisms contained in the liquid, including
  • the present invention also includes a contaminant microorganism recovery device comprising a suspension supply unit that supplies liquid to the surface of an object to be inspected, and a liquid recovery unit that recovers the liquid from the surface.
  • microorganisms existing on the surface of an object to be inspected can be recovered at a higher recovery rate than before.
  • FIG. 1 is a flow chart showing the procedure of a method for recovering microorganisms according to one embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic diagram of a microorganism detection device used in this embodiment;
  • FIG. 1 is an overall view of a microorganism detection system using a microorganism recovery method according to the present invention;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a concentrator according to another embodiment of the present invention;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a filter cassette portion of a concentrator according to another embodiment of the present invention;
  • 1 is a schematic diagram showing a method for recovering microorganisms according to one embodiment of the present invention;
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional method for recovering microorganisms (comparative example).
  • the microorganism recovery method is intended to recover contaminant microorganisms adhering to the surface of an inspection object such as a work table in a sterile environment such as a clean room.
  • a method for recovering microorganisms adhering to a surface comprising a liquid supply step of supplying a liquid to the surface and a recovery step of recovering the liquid from the surface.
  • the microorganisms include protozoa, algae, lichens, fungi, eubacteria, archaea, molds, yeasts, and bacteria.
  • the liquid contains water, and is preferably pure water, buffer solution, or the like, which does not damage the microorganisms to be collected. More preferably, the liquid contains a surfactant.
  • the liquid may contain an inactivating agent such as, for example, lecithin, polysorbate 80, sodium thiosulfate. The inactivating agent neutralizes and inactivates the decontaminating agent and disinfectant present on the surface of the object to be inspected, and prevents the microorganisms contained in the collected liquid from being affected by the decontaminating agent and disinfectant. It suppresses.
  • As the liquid a sterilized one containing no fungus is used. All the tools, containers, etc. that come into contact with this liquid are also sterilized.
  • the liquid is supplied to the surface by, for example, dropping or spraying.
  • the liquid is sprayed so that the droplets are distributed as uniformly as possible over the entire surface.
  • the liquid supplied to the surface is recovered in a container such as a tube using, for example, a pipette.
  • a container such as a tube using, for example, a pipette.
  • the liquid is sprayed over the entire surface. Therefore, when collecting droplets of the liquid supplied over the entire surface, the liquid is collected and then collected. is preferred.
  • the liquid supplied to the surface is collected by a collection member such as a cell scraper, and then sucked up by a pipette.
  • a collection member such as a cell scraper
  • the collecting member it is easy and convenient to use a commercially available sterilized cell scraper or the like as described above.
  • the method of collecting the liquid is not particularly limited. For example, the entire examination area of the surface is rubbed with the blade of the collection member described above without any gaps, and the microbial cells are collected together with the liquid at, for example, one or more places. I'm trying to get it together.
  • the part of the collecting member that comes into contact with the liquid adsorbs the liquid and thereby adsorbs the microorganisms contained in the liquid, the collection of the microorganisms contained in the liquid collected by the pipette is performed. rate will decline. Therefore, the part of the collecting member that comes into contact with the liquid (for example, a blade) is made of a material that does not easily adsorb the liquid, that is, does not readily adsorb microorganisms, or the surface is made of a material that does not readily adsorb microorganisms. It is preferably provided with a coated layer.
  • a wide range of resins such as natural resins and synthetic resins can be used.
  • the resin include at least one substance selected from the group consisting of natural rubber, polyethylene, polypropylene, silicone resin, and thermoplastic elastomer. Among them, it is more preferable to deform along the surface shape even when the surface of the object to be inspected is not flat but curved, such as silicone resin.
  • the above-described coating layer may be further formed on the surface of the blade formed of the material containing the above-described substance that hardly adsorbs microorganisms. Examples of substances forming the coating layer include 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine polymer.
  • the method for detecting microorganisms in the liquid collected from the surface in this manner is not particularly limited, but for example, a microorganism detection device that detects substances derived from microorganisms present in the liquid may be used. .
  • microorganism detection device examples include those that measure the amount of biological substances by analyzing the light generated by the microorganism-derived substances contained in the sample.
  • a display unit (not shown) for displaying the ATP amount calculated by the calculation unit 4, and the like.
  • the measurement unit 2 is a so-called ATP meter, and for example, as shown in FIG. a holder driving mechanism 24 for moving; a reagent setting unit 25 in which reagent containers 251 containing various reagents including a luminescence reagent for emitting light from ATP are set; It has a dispensing mechanism 26 for dispensing various reagents from a reagent container 251 set in the unit 25 and a housing (not shown) that accommodates them inside.
  • PMT photomultiplier tube
  • the holder driving mechanism 24 moves the holder 22 and sequentially positions each container 21 held by the holder 22 to the detection position by the photodetector 23 .
  • reaction reagents include an ATP removal solution that removes ATP (free ATP) other than viable cells (viable bacteria) contained in the treated liquid, a spore reaction solution that germinates spores, and extracts ATP from viable cells.
  • ATP ATP
  • the dispensing mechanism 26 for example, dispenses each reagent set in the reagent setting section 25 to the sample accommodated in each container 21 held by the holder 22 .
  • the liquid recovered by the recovery method described above is set as a sample in the holder 22 of the microorganism detection device configured in this way, and measurement is started.
  • a predetermined amount of the liquid may be dispensed from the tube containing the collected liquid, transferred to the container 21 of the microorganism detection device, and then set in the holder 22.
  • the liquid may be used as the container 21.
  • the liquid may be collected directly in a microtube.
  • control unit 3 controls the dispensing mechanism 26 to dispense each reaction reagent into each container according to a predetermined sequence.
  • a predetermined treatment ATP extraction
  • a mixture of the ATP-scavenging solution and the spore reaction solution is dispensed into the sample in the container 21, and the sample is kept at a predetermined temperature until the reaction of each reagent is completed.
  • the ATP extraction solution is dispensed into the sample in the container, and the sample is kept at a predetermined temperature and waits until the extraction of ATP is completed.
  • the ATP-removing solution and the spore reaction solution may be separately dispensed instead of the mixed solution of the ATP-removing solution and the spore reaction solution.
  • ATP is extracted with an ATP extraction solution, and a luminescence reagent is added for measurement
  • the entirety of living contaminant microorganisms, including contaminant microorganisms in the spore state can be measured. It is possible to measure the amount of ATP derived from At this time, if the amount of ATP extracted from a control sample to which no spore reaction solution is added is also measured, it is possible to calculate the amount of ATP derived only from microorganisms in the spore state.
  • control unit 3 controls the holder drive mechanism 24 to move the container 21 to be measured to the detection position.
  • the controller 3 controls the dispensing mechanism 26 to introduce the luminescent reagent into the container 21 at the detection position.
  • the light emitted from the sample in the container 21 at the detection position is detected by the photodetector 23, whereby luminescence measurement is performed.
  • a blank solution containing no ATP and a standard solution with a known ATP concentration are measured to perform zero point calibration and span calibration.
  • the light intensity signal obtained by the photodetector 23 is subjected to arithmetic processing by the calculator 4 to calculate the amount of ATP (amol).
  • the calculation unit 4 removes the phosphorescence of the container 21 by, for example, subtracting the "light intensity signal obtained before adding the luminescent reagent" from the "light intensity signal obtained after adding the luminescent reagent to the sample". to calculate a value related to the amount of biogenic substance.
  • the user determines whether contaminating microorganisms are present in the sample based on the amount of ATP calculated as described above. Specifically, for example, a predetermined threshold is set in advance for the ATP concentration in the sample obtained from the ATP amount calculated as described above, and if the ATP concentration in the sample exceeds this threshold Alternatively, it may be determined that contaminant microorganisms are present.
  • the collection rate of microorganisms can be improved is that since the liquid is sprayed over the entire surface, destruction of microorganisms due to friction or the like during wiping can be suppressed. possible.
  • the liquid is collected using a collection member such as a cell scraper, the part that comes into contact with the liquid is made of a material that does not readily adsorb the liquid and microorganisms, the liquid is collected in the conventional manner. It is also believed that the ability to adsorb microorganisms to the collection member can be reduced compared to using a water-moistened swab.
  • the method of measuring ATP derived from microorganisms is used as the detection method, even if the population of contaminating microorganisms in the sample is extremely small, it is possible to detect microorganisms with high sensitivity.
  • this method does not require culturing microorganisms, it is possible to detect microorganisms in a short time.
  • the measurement unit 2 of the ATP amount measuring device 1 subtracts the light intensity signal obtained before the sample and the luminescent reagent react from the light intensity signal obtained after the sample and the luminescent reagent react. Since a value related to the amount of ATP is calculated using the above method, there is no need to detect "the luminescence intensity when the luminescence stops" as in the conventional case. As a result, the sample measurement time can be shortened. As a result, it is possible to further shorten the time required for detecting microorganisms.
  • microorganism collection method according to the present invention may be performed by a person as described above, but may be performed using, for example, a microorganism collection apparatus as described below.
  • the microorganism recovery device is, for example, a device for recovering contaminant microorganisms adhering to the surface of an inspection object such as a work table in a sterile environment such as a clean room. and a liquid recovery part for recovering the liquid from the surface.
  • the liquid supply unit collects a predetermined amount of the liquid from a liquid holding unit that stores the liquid and sprays it onto the surface.
  • a tube forming a channel for transporting the liquid to the nozzle, and a pump or the like provided on the channel may be provided.
  • the liquid recovery unit sucks the liquid supplied to the surface and recovers it in a container such as a tube or a bottle. It is also possible to provide a tube forming a flow path for transporting the liquid that has been collected to the container, and a pump or the like provided on the flow path.
  • a microorganism detection system 100 may be employed in which the microorganism detection device detects microorganisms in liquid collected by a person or the microorganism collection device using the microorganism collection method described above.
  • a concentrating step of filtering the liquid recovered from the surface of the object to be inspected may be further provided to condense the microorganisms to be detected, and then the detection of the microorganisms may be performed.
  • This concentration step may be manually performed by the user using a filter as described later, or the microorganism detection system 100 may include a concentration device that concentrates the liquid by filtering.
  • the concentrating device functions as a concentrating part for obtaining a concentrated liquid in which contaminant microorganisms are concentrated, for example, and concentrates using a filter FC1 that does not allow contaminant microorganisms to permeate.
  • the concentrator is detachably attached to a bottle BT in which a sample is stored and a lower end opening of the bottle BT. is provided with a cartridge (specimen tube FC) having a filter FC1 formed with and a pump (not shown) for sucking the internal liquid from the lower end of the specimen tube.
  • the liquid inside is aspirated from the lower end of the sample tube FC by a pump or the like, thereby transferring the sample onto the filter FC1 of the sample tube FC. It is configured so that it can be concentrated.
  • the concentrated liquid may be washed by adding distilled water, an appropriate buffer solution, etc. onto the filter FC1. This washing step may be performed by the concentrator, or may be manually performed by the user.
  • the specimen tube FC described above is arranged so as to be in contact with a cylindrical tube main body FC2 with both ends open, and the inner peripheral surface of the tube main body FC2. and a filter cassette FC3 in which the above-described filter FC1 is arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the tube main body FC2.
  • a slight gap S may be formed between the filter cassette FC3 and the inner peripheral surface of the tube main body FC2. If the sample is supplied into the sample tube FC while this gap S is formed, there is a risk that part of the sample that has passed through the filter will enter this gap S. As a result, if the sample contains a component that affects luminescence measurement, accurate measurement will be hindered.
  • a gap-filling liquid such as a buffer solution or distilled water is circulated to fill the gap S formed between the filter cassette FC3 and the tube main body FC2. It is preferred that the filling liquid is incorporated.
  • the gap-filling liquid that is filled in the gap S in advance may be of any type as long as it does not affect the ATP measurement, and may be any liquid other than the buffer solution and distilled water described above.
  • This liquid preferably has viscosity, and more preferably has viscosity derived from a non-biological chemical substance. Specific examples of such gap-filling liquids include aqueous solutions containing viscous substances such as polyols.
  • the viscous substance include one or more selected from the group consisting of glycerol, polyethylene glycol, polyoxyethylene, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyacrylamide, and the like.
  • the gap-filling liquid may contain a chemical agent such as a surfactant.
  • the method for collecting microorganisms according to the present invention is not limited to this, and can be applied, for example, to various microorganisms adhering to dry surfaces. be able to.
  • the effect can be remarkably exhibited when it is desired to detect the presence of microorganisms, but since the microorganisms are present in only a very small amount, it is desired to increase the recovery rate as much as possible.
  • the method of detecting microorganisms is not limited to the ATP measurement as described above, but it may also be a method using growth as an index, such as culturing on a plate and confirming the number of colonies as in the past. It is also possible to use a method for directly measuring microorganisms, such as a cytometry method.
  • the determination of whether or not microorganisms are present in the sample may be made by the user as described above, or the apparatus further includes a determination unit that determines the presence or absence of microorganisms based on the amount of ATP calculated by the calculation unit. It is good as In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the microbial recovery method according to the present invention improved the microbial recovery rate as compared with the conventional method.
  • the experiment was performed in the following procedure.
  • Example> the surface of a 10 cm square stainless steel plate was washed and dried. A predetermined number of Bacillus subtilis was seeded on the surface of the stainless plate. Specifically, a predetermined amount of a bacterial solution with a known number of bacteria contained in 1 ml was dropped and dried. After that, the entire surface was sprayed with 0.3 mM PB (pH 7.2, sterile) containing 0.05% Tween 80, and the entire surface of the stainless steel plate was wiped with a sterile cell scraper to scrape and collect the water. The collected water was pipetted into a sterilized microfuge tube.
  • PB pH 7.2, sterile
  • FIG. 6 summarizes the procedure of this embodiment.
  • Bacillus subtilis remaining on the surface of the stainless steel plate after recovery of Bacillus subtilis was very small, about 1%, by any method. From these results, in the conventional method, Bacillus subtilis could be wiped off from the surface of the stainless steel plate, but Bacillus subtilis was removed from the swab during the process of suspending the collected bacterial cells at the tip of the swab in sterilized water in the tube. may not have been extracted. In this regard, according to the present invention, since a swab that easily adsorbs sterilized water is not used, the number of microorganisms that adsorb to the tool during recovery is reduced, resulting in higher recovery. It can be inferred that the rate has been achieved.
  • the recovery rate was sufficiently higher than that of the conventional method, it was found that the recovery rate was about 35%. .
  • the liquid supplied to the surface to be inspected is more preferably supplied uniformly over the entire surface by a method such as spraying.

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Abstract

検査対象物の表面に存在する微生物を従来よりも効率よく回収することを目的とする。検査対象物の表面に付着した微生物を回収する方法であって、前記表面に液体を供給する液体供給工程と、前記微生物を吸着しにくい収集部材によって前記液体をかき集めて前記液体を回収する回収工程と、を含む微生物回収方法。

Description

微生物回収方法
 本発明は、検査対象物の表面に存在する微生物を迅速、かつ高感度で定量検出するために微生物を効率的に回収する方法に関するものである。
 例えば、培養細胞を扱う場合等に使用するクリーンルーム等の無菌環境においては、該環境中に微生物汚染が無いことが非常に重要である。
 そのため、クリーンルームにおける作業の前には、例えば、作業台の表面等に微生物汚染源である夾雑微生物が存在していないことを確認した上で作業をすることが好ましい。
 作業台の表面に夾雑微生物が存在していないことを確認するための方法としては、作業台の表面を水で湿らせたスワブ(医療用綿棒)の先端部でふき取って、該スワブの先端部を試験管内の水や緩衝液中で揺り動かして得た懸濁液を培地に塗布して培養し、微生物のコロニーが発生するかどうかを確認する方法が推奨されている(非特許文献1)。
 しかしながら、この従来の方法では、例えば、細菌の場合には2~5日、真菌類の場合には5~7日の培養が必要であるために、夾雑微生物の検出に時間がかかるという問題がある。
 従来の方法で夾雑微生物の検出に時間がかかってしまう理由の一つとしては、そもそも作業台の表面等から回収できる夾雑微生物の量が少ないことが挙げられる。
 そこで本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、夾雑微生物を従来よりもさらに迅速に検出するために、従来よりも夾雑微生物の回収率を向上させることができる夾雑微生物の回収方法を提供することを目的とするものである。
 すなわち、本発明に係る方法は、検査対象物の表面に付着した微生物を回収する方法であって、前記表面に液体を供給する液体供給工程と、前記表面から前記液体を回収する回収工程と、を含むものである。
 このような微生物の回収方法によれば、検査対象物の表面に直接液体を供給し、これを回収するので、従来のようにスワブの先端を湿らせて前記表面から微生物をふき取るよりも、効率よく微生物を回収することができる。
 本発明者らが従来の方法について慎重に検討を重ねたところ、前述した従来の方法においては、スワブを用いて微生物を回収しているので、不織布で形成されているスワブの先端部に微生物が吸着してしまっている可能性があることを見出した。そこで、検査対象物の表面に供給された前記液体を、前記微生物を吸着しにくい収集部材によってかき集めて採取すれば、より微生物の回収率を向上させることができると考えられる。
 本発明の具体的な実施態様としては、前記収集部材の少なくとも前記液体と接触する部分が、例えば、天然樹脂、合成樹脂等の樹脂からなるものである。前記天然樹脂の具体例としては天然ゴムなどを挙げることができる。前記合成樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマーからなる群のうち少なくとも1種以上を挙げることができる。
 微生物の回収率をより向上させるためには、前記表面に対して前記液体を噴霧して供給することが好ましい。
 検査対象物の表面から回収した前記液体をフィルトレーション等により濃縮することによって、前記液体中の夾生物の濃度を高めることができれば、微生物の培養時間をより短縮したり、培養せずに微生物を検出したりすることが可能となり、好ましい。
 微生物を培養せず、できるだけ短時間で検出する微生物迅速試験法としては、例えば、固相サイトメトリー、フローサイトメトリー、免疫学的方法、核酸増幅法、生物発光法、マイクロコロニー法、インピーダンス法、ガス測定法、脂肪酸分解法、赤外吸収スペクトル測定法、質量分析法、フィンガープリント法、ハイスループット・シークエンシング等が知られている。これら迅速試験法の中でも、生物発光法の1種である微生物由来のATP量を測定するATP測定法は、微量の微生物であっても精度よく検出することができるため好ましい。
 前述したATP測定法においては、検査対象物の表面から回収した前記液体又は前記液体をフィルトレーション等により濃縮した濃縮液に対して、遊離のATPを除去するATP消去液を添加した後に、前記微生物から抽出されたATPの量を測定するものとすれば、生きている微生物由来のATPのみを測定することができるため好ましい。
 前記液体又は前記濃縮液に含まれる微生物が、耐久性の高い芽胞状態になっている場合には、前述したATP抽出液によってATPが抽出できない場合がある。そこで、前記液体又は前記濃縮液に対して芽胞状態の前記夾雑微生物を発芽させる発芽液を添加した後に、前記微生物からATPを抽出されたATPの量を測定するものであれば、芽胞状態の微生物を含めた前記液体に含まれる全ての微生物からATPを抽出することができる。
 本発明は、検査対象物の表面に液体を供給する懸濁液供給部と、前記表面から前記液体を回収する液体回収部とを備える夾雑微生物回収装置をも含むものである。
 本発明によれば、検査対象物の表面に存在する微生物を従来よりも高い回収率で回収することができる。その結果、微生物を検出するための培養時間を短縮したり、微生物を培養せずに検出したりすることが可能となり、微生物を従来よりも迅速に検出することができる。
本発明の一実施形態に係る本実施形態の微生物回収方法の手順を示すフローチャートである。 本実施形態で使用する微生物検出装置の模式図である。 本発明に係る微生物回収方法を用いた微生物検出システムの全体図である。 本発明の他の実施形態に係る濃縮装置を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る濃縮装置のフィルタカセット部分を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る微生物回収方法を示す模式図である。 従来の微生物回収方法(比較例)を示す模式図である。
 以下、本発明に係る微生物回収方法を用いて微生物を検出する方法について説明する。
<微生物回収方法>
 本実施形態に係る微生物回収方法は、例えば、クリーンルーム内等の無菌環境において、作業台等の検査対象物の表面に付着した夾雑微生物を回収することを目的とするものであり、検査対象物の表面に付着した微生物を回収する方法であって、前記表面に液体を供給する液体供給工程と、前記表面から前記液体を回収する回収工程と、を含むものである。
 前記微生物としては、例えば、原生動物、藻類、地衣類、菌類、真正細菌、古細菌、カビ、酵母、細菌などを挙げることができる。
 前記液体は、水を含むものであり、例えば、純水や緩衝液等の回収対象である微生物にダメージを与えないものであることが好ましい。前記液体が界面活性剤を含有するものであることがより好ましい。前記液体は、例えば、レシチン、ポリソルベート80、チオ硫酸ナトリウム等の不活化剤を含有するものとしても良い。なお、この不活化剤は検査対象表面に存在する除染剤や消毒剤を中和して不活化し、回収された液体中に含まれる微生物への前記除染剤や前記消毒剤による影響を抑えるものである。
 なお、前記液体としては、菌体を含まない滅菌済みのものを使用している。以下、この液体に触れるツールや容器等についても全て滅菌済みのものを使用している。
 前記液体供給工程においては、前記液体を前記表面に対して、例えば、滴下したり噴霧したりして供給する。本実施形態においては、前記液体をスプレーにより噴霧することによって、前記表面全体にできるだけ均一に液滴が供給するようにしている。
 前記液体回収工程においては、前記表面に供給された前記液体を、例えば、ピペットなどでチューブなどの容器に回収する。本実施形態においては、前述したように前記液体が前記表面全体に噴霧されているので、前記表面全体に供給された前記液体の液滴を回収する際には、前記液体を集めてから回収することが好ましい。
 そこで、本実施形態においては、前記表面に供給された液体を、例えば、セルスクレイパーのような収集部材でかき集めてからピペットで吸い取って回収している。
 前記収集部材としては、前述したように市販の滅菌済みセルスクレイパー等を用いることが手軽で便利であるが、これに限らず、前記表面上の前記液体をできるだけ漏れなくかき集めることができるブレード(ワイパー)を備えているものであることが好ましい。前記液体をかき集める方法は特に限定されないが、例えば、前述した収集部材のブレード等で前記表面の検査領域全体を隙間なく擦って前記液体とともに微生物の菌体を、例えば、一か所又は複数か所に寄せ集めるようにしている。
 前記収集部材の前記液体と触れる部分(例えば、ブレード)が、前記液体中を吸着することによって前記液体に含まれる微生物を吸着してしまうと、ピペットで回収された前記液体に含まれる微生物の回収率が低下してしまう。
 そのため、前記収集部材の前記液体と触れる部分(例えば、ブレード)が、前記液体を吸着しにくい、すなわち微生物を吸着しにくい素材からなるものである、又は表面に前記微生物を吸着しにくい素材で形成されたコーティング層を備えたものであることが好ましい。
 微生物を吸着しにくい素材としては、例えば、天然樹脂や合成樹脂等の樹脂を広く使用することができる。樹脂の具体例としては、例えば、天然ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマーからなる群のうち少なくとも1種以上の物質を挙げることができる。なかでもシリコーン樹脂のように、検査対象物の表面が平坦なものではなく湾曲しているような場合であっても、その表面形状に沿って変形するものであることがより好ましい。
 前述した微生物を吸着しにくい物質を含む素材で形成されたブレードの表面にさらに前述したコーディング層を形成するものとしても良い。
 前記コーティング層を形成する物質の例としては、例えば、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンポリマー等を挙げることができる。
<微生物検出方法>
 このようにして前記表面から回収した前記液体について、微生物を検出する方法は、特に限られないが、例えば、前記液体中に存在する微生物由来の物質を検出する微生物検出装置を用いるものとしても良い。
 前記微生物検出装置としては、試料に含まれる微生物由来の物質により生じる光を分析することによって、その生体由来の物質の量を測定するものを挙げることができる。なお、以下では、微生物由来の物質としてATP(アデノシン三リン酸)の量(amol(=10-18mol))を測定するATP量測定装置1について説明する。
 このATP量測定装置1は、例えば、図2に示すように、試料中のATP量を測定する測定部2と、この測定部2を制御する制御部3と、前記測定部2からの出力信号に基づいてATP量を算出する算出部4と、算出部4によって算出されたATP量を表示する表示部(不図示)等とを備えるものである。
 測定部2は、いわゆるATP計であり、例えば、図2に示すように、試料を収容する複数の容器21を保持するホルダ22と、所定位置に固定された光検出器23と、ホルダ22を移動させるホルダ駆動機構24と、ATPを発光させる発光試薬をはじめとする各種試薬を収容した試薬容器251がセットされる試薬セット部25と、ホルダ22に保持された容器21内に、前記試薬セット部25にセットされた試薬容器251から各種試薬を分注する分注機構26と、これらを内部に収容する筐体(不図示)とを備えている。
 光検出器23は、図2に示すように、ホルダ22に保持された容器21内の試料から出る光を検出するものであり、例えば光電子増倍管(PMT)である。
 ホルダ駆動機構24は、ホルダ22を移動させ、ホルダ22に保持されている各容器21を、光検出器23による検出位置に順次位置づけるものである。
 前記試薬セット部25は、試料からATPを抽出するための反応試薬を収容した試薬容器251や発光試薬を収容した試薬容器251がセットされるものである。反応試薬としては、処理済み液に含まれる生細胞(生菌)以外のATP(遊離ATP)を消去するATP消去液、芽胞状態の菌を発芽させる芽胞反応液、及び、生細胞からATPを抽出するATP抽出液等を挙げることができる。
 分注機構26は、例えば、前記試薬セット部25にセットされた各試薬を、ホルダ22に保持された各容器21に収容された試料に対して分注するものである。
 このように構成された微生物検出装置のホルダ22に、前述した回収方法によって回収した液体を試料としてセットし、測定を開始する。前記液体は、回収した前記液体を収容したチューブから所定量分取して、微生物検出装置の容器21に移してから前記ホルダ22にセットするようにしても良いし、前記容器21として使用可能なマイクロチューブに直接前記液体を回収するようにしておいても良い。
 測定が開始されると制御部3は、分注機構26を制御して容器それぞれに、各反応試薬を所定のシーケンスに従って分注する。これにより容器21内の試料に所定の処理(ATP抽出)が行われる。
 具体的には、容器21内の試料に、ATP消去液及び芽胞反応液の混合液を分注し、各試薬の反応が完了するまで、所定温度に保温しながら待機する。その後、容器内の試料にATP抽出液を分注して、ATPの抽出が完了するまで、所定温度に保温しながら待機する。なお、ATP消去液及び芽胞反応液の混合液ではなく、ATP消去液及び芽胞反応液を別々に分注してもよい。
 例えば、試料にATP液及び芽胞反応液を添加し、その後ATP抽出液でATPを抽出し、発光試薬を添加して測定すれば、芽胞状態の夾雑微生物をも含めた生きた状態の夾雑微生物全体に由来するATP量を測定することが可能である。また、この時に芽胞反応液を添加しない対照サンプルから抽出されたATP量についても測定しておけば、芽胞状態の微生物のみに由来するATP量を算出することも可能である。
 その後、制御部3が、ホルダ駆動機構24を制御して測定すべき容器21を検出位置に移動させる。測定すべき容器21を検出位置に移動させた後、制御部3は、分注機構26を制御して発光試薬を検出位置にある容器21内に導入する。これにより、検出位置にある容器21内の試料から出る光が光検出器23により検出されることにより発光測定が行われる。なお、各容器21の発光測定前に、ATPを含まないブランク液の測定及びATP濃度が既知の標準液の測定が実施されて、ゼロ点校正及びスパン校正が行われるようにしてある。
 光検出器23により得られた光強度信号は、算出部4により演算処理が施されてATP量(amol)が算出される。
 算出部4は、例えば、「試料に発光試薬を添加した後に得られた光強度信号」から「発光試薬を添加する前に得られた光強度信号」を差し引くことにより容器21の蓄光を除去して、生体由来の物質の量に関連する値を算出する。
 利用者は、前述したようにして算出されたATP量に基づいて、試料中に夾雑微生物が存在しているか否かを判断する。具体的には、例えば、前述したようにして算出されたATP量から求められる試料中のATP濃度について、予め所定の閾値を設定しておき、試料中のATP濃度がこの閾値を超えている場合には、夾雑微生物が存在していると判断するようにしても良い。
<本実施形態の効果>
 このように構成された本実施形態に微生物回収方法及び微生物検出方法によれば、液体を前記表面全体に噴霧して、これをセルスクレイパーなどでかき集めて回収するので、従来法よりも微生物の回収率を大幅に向上させることができる。
 微生物の回収率を向上させることができる理由の一つとしては、前記表面全体に前記液体を噴霧して供給しているので、ふき取り時の摩擦等で微生物が破壊されてしまうことを抑えることができることが考えられる。
 また、本実施形態では、前記液体と触れる部分の材質が前記液体及び微生物を吸着しにくい素材で形成されているセルスクレイパー等の収集部材を使用して前記液体を集めているために、従来の水で湿らせたスワブを使用する場合に比べて、前記収集部材に吸着される微生物を低減可能であることも一因であると考えられる。
 検出方法として微生物由来のATPを測定する方法を採用しているので、試料中の夾雑微生物の個体数が非常に少ない場合であっても、微生物を感度よく検出することができる。
 また、この方法によれば微生物を培養する必要がないので、微生物検出を短時間で行うことができる。
 さらに、本実施形態では、ATP量測定装置1の測定部2が、試料及び発光試薬が反応した後に得られた光強度信号から試料及び発光試薬が反応する前に得られた光強度信号を差し引いて、ATPの量に関連する値を算出するので、従来のように「発光が収まった状態の発光強度」を検出する必要がない。その結果、試料の測定時間を短縮することができる。その結果、微生物の検出に係る時間をさらに短縮することが可能である。
 <その他の実施形態>
 なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
 本発明に係る微生物回収方法は、前述したように人が行うものとしても良いが、例えば、以下に説明するような微生物回収装置を用いて行うものとしてもよい。
<微生物回収装置>
 本発明に係る微生物回収装置としては、例えば、クリーンルーム内等の無菌環境において、作業台等の検査対象物の表面に付着した夾雑微生物を回収するための装置であり、検査対象物の表面に液体を供給する液体供給部と、前記表面から前記液体を回収する液体回収部とを備えるものを挙げることができる。
 前記液体供給部は、例えば、前記液体を収容する液体保持部から前記液体を所定量採取して前記表面に対して噴霧するものであり、前記液体を噴出するノズルと、前記液体保持部から前記ノズルまで前記液体を輸送するための流路を形成する管と、該流路上に設けられたポンプ等を備えるものとしても良い。
 前記液体回収部は、前記表面に供給された前記液体を吸引することによってチューブやボトル等の容器に回収するものであり、例えば、前記液体を吸入するための吸入口と、該吸入口から吸入された前記液体を前記容器まで輸送するための流路を形成する管と、前記流路上に設けられたポンプ等とを備えるものとしても良い。
 例えば、図3に示すように、前述した微生物回収方法を用いて人又は前記微生物回収装置が回収した液体中の微生物を前記微生物検出装置によって検出する微生物検出システム100としてもよい。
 検査対象物の表面から回収した液体を、フィルタリング等する濃縮工程をさらに設けて、検出したい微生物を濃縮してから微生物の検出を行うようにしても良い。
 この濃縮工程は、ユーザが後述するようなフィルタを用いて手動で行うものとしても良いが、前記微生物検出システム100が、前記液体をフィルタリングによって濃縮する濃縮装置を含むものとしても良い。
 前記濃縮装置は、例えば、夾雑微生物を濃縮した濃縮液を得る濃縮部としての機能とを果たすものであり、夾雑微生物を透過させないフィルタFC1を用いて濃縮するものである。
 前記濃縮装置は、例えば、図4に示すように、試料を貯留したボトルBTと、該ボトルBTの下端開口部に着脱可能に取り付けられるものであり、内部に夾雑微生物を透過させないサイズの細穴が形成されたフィルタFC1を備えたカートリッジ(検体チューブFC)と、当該検体チューブの下端部から内部の液体を吸引するポンプ(不図示)とを備えるものである。
 前記カートリッジの上端部を、ボトルBTの下端開口部に差し込んだ状態で、当該検体チューブFCの下端部から内部の液体をポンプ等で吸引することにより、前記検体チューブFCのフィルタFC1上に試料を濃縮することができるように構成されている。
 夾雑微生物細胞以外の物質をできるだけ除去するために、フィルタFC1上に蒸留水や適切な緩衝液等を添加することによって、濃縮液を洗浄するものとしても良い。この洗浄工程は、濃縮装置が行っても良いし、ユーザーが手作業で行うものとしても良い。
 前述した検体チューブFCは、例えば、図5に示すように、両端が開口した筒状のチューブ本体FC2と、該チューブ本体FC2の内側周面に接するように配置されて、チューブ本体FC2の中程に前述したフィルタFC1をチューブ本体FC2の軸方向に対して垂直な方向に配置するフィルタカセットFC3とを備えるものである。このフィルタカセットFC3をチューブ本体FC2の内周面に取り付けた際に、フィルタカセットFC3とチューブ本体FC2の内周面との間にわずかな隙間Sが形成されてしまう場合がある。この隙間Sが形成されている状態で検体チューブFC内に試料を供給するとフィルタを通過した試料の一部がこの隙間Sに侵入してしまう恐れがある。その結果、試料が発光計測に影響を与えるような成分を含む場合、正確な測定を阻害することになる。
 そこで、検体チューブFCに試料を供給する前に、緩衝液や蒸留水等の隙間充填用液体を流通させて、前述したフィルタカセットFC3とチューブ本体FC2との間に形成された隙間Sに予め隙間充填用液体を入り込ませておくことが好ましい。前記隙間Sに予め入り込ませておく隙間充填用液体の種類としてはATP測定に影響を与えないものであれば良く、前述した緩衝液や蒸留水以外のものであっても良い。この液体は粘性を有しているものであることが好ましく、生物由来ではない化学物質由来の粘性を有するものであることがより好ましい。このような隙間充填用液体の具体的には、ポリオール等の粘性物質を含有する水溶液等を挙げることができる。前記粘性物質の具体例としては、グリセロール、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート及びポリアクリルアミド等からなる群より選ばれる1種以上を挙げることができる。前述した隙間Sにこれら隙間充填用液体をより入り込みやすくするために、隙間充填用液体が界面活性剤等の薬剤を含有するものとしても良い。
 前述した実施形態においては、クリーンルーム内の夾雑微生物を回収する場合について説明したが、これに限られず本発明に係る微生物回収方法は、例えば、乾燥した表面に付着している様々な微生物に適用することができる。特に微生物の存在を検出したいけれども、微生物が微量しか存在しないために、回収率をできるだけ高めたい場合にその効果を顕著に発揮することができる。
 微生物を検出する方法は、前述したようなATP測定だけではなく、例えば、従来のようにプレート上で培養しコロニー数を確認するなどの増殖を指標とする方法であっても良い。また、サイトメトリ法等の直接的に微生物を計測する方法を使用することも可能である。
 試料中に微生物が存在するか否かの判断については、前述したように利用者が行うものとしても良いし、算出部によって算出されたATP量から微生物が存否を判断する判断部をさらに備えるものとしても良い。
 その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
 以下に、本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
 この実施例においては、本発明に係る微生物回収方法について、微生物回収率が従来の方法よりも向上することを確認した。実験は以下のような手順で行った。
<実施例>
 まず、10cm四方のステンレス板の表面を洗浄し、乾燥させた。
 この表面に所定数の枯草菌を前記ステンレス板の表面に播種した。具体的には、1ml中に含まれる菌数が既知の菌液を所定量滴下して乾燥させた。
 その後、この表面全体に対して0.05%のTween80を含有する0.3mM PB(pH 7.2、滅菌済み)をスプレーし、滅菌済みのセルスクレイパーでステンレス板の表面全体をワイプして前記水をかき集め、集めた水をピペットで滅菌済みのマイクロチューブに回収した。
 マイクロチューブに回収した前記緩衝液に含有される枯草菌の菌体数を、ATP測定又は寒天培地上でのコロニー形成によって測定した。
 また、前記水をふき取った後のステンレス板上にも寒天培地を供給し、ステンレス板状に残留した菌体数をコロニー形成によって確かめた。
 この実施例の手順を図にまとめたものが図6である。
 <比較例>
 実施例と同様の手順で、実施例の場合とほぼ同じ数の枯草菌を播種したステンレス板の表面を、従来の方法で回収した。
 具体的には、先端を滅菌水で湿らせたスワブで、前記ステンレス板の表面全体をふき取り、その後スワブをその先端がチューブ内に収容された滅菌水に浸漬するように配置した状態でチューブをボルテックスによって振とうさせ、懸濁液を得た。
 このようにして得た懸濁液及び枯草菌をふき取った後のステンレス板について、実施例と同様の手順でそれぞれに含まれる菌体数を測定した。
 この比較例の手順を図にまとめたものが図7である。
<結果及び考察>
 この実験の結果、実施例においては、複数回行った全ての実験において、ステンレス板の表面に播種した枯草菌のうちのほぼ100%を回収することができた。なお、実施例において、前記緩衝液の代わりに滅菌水を使用した場合であっても、50%以上の菌体を回収することに成功している。
 一方、比較例においては、ステンレス板の表面に播種した枯草菌のうちの2%~15%の枯草菌を回収するにとどまった。
 この結果から、本発明に係る微生物回収方法によれば、微生物の回収率を従来法に比べて大きく向上できたことが分かる。
 枯草菌を回収した後のステンレス板表面に残留した枯草菌の割合は、いずれの方法によっても1%程度と非常に少ないものであった。
 これらの結果から、従来法においては、ステンレス板の表面から枯草菌をふき取ることはできているものの、スワブ先端に回収された菌体をチューブ内の滅菌水に懸濁させる工程においてスワブから枯草菌が抽出できていない可能性があると考えられる。
 この点、本発明によれば、スワブのように滅菌水を吸着しやすいものを使用していないために、回収途中でツールに対して吸着してしまう微生物の数を低減して、より高い回収率を実現できていることが推測できる。
 また、従来法において回収率が低い他の原因としては、先端を湿らせたスワブでステンレス板表面をふき取る場合には、スワブ先端に十分な液体が存在しない場合があるために、スワブとステンレス表面とが直接触れて摩擦が発生し、枯草菌がこの摩擦力によって破壊されている可能性もあると考えられる。
 そこで、前述した実施例において、ステンレス板表面全体に滅菌水を噴霧するのではなく、同量の滅菌水をステンレス板表面の一か所にまとめて滴下し、この液滴がステンレス板表面全体を移動するようにセルスクレイパーでステンレス板表面をふき取ってから、前記液滴を回収してみたところ、従来法よりは十分に高い回収率ではあるものの、回収率が35%程度となることが分かった。
 一か所に液体を滴下して検査対象前面をふき取る場合には、従来に比べて十分に液体が存在しているものの、スクレイパーとステンレス表面との間に液体が存在しない状態で、ステンレス表面をこすることとなる場合があり、このような場合に枯草菌が摩擦によって壊されてしまっている可能性があると考えられる。そこで、摩擦を低減するという観点から、検査対象表面に供給される液体は噴霧するなどの方法で、表面全体に均一に供給されることがより好ましいことが分かった。

Claims (9)

  1.  検査対象物の表面に付着した微生物を回収する方法であって、
     前記表面に液体を供給する液体供給工程と、
     前記微生物を吸着しにくい収集部材によって前記液体をかき集めて前記表面から前記液体を回収する回収工程と、を含む微生物回収方法。
  2.  前記収集部材の少なくとも前記液体と接触する部分が、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマーからなる群のうち少なくとも1種以上の物質によって形成されている、請求項1に係る微生物回収方法。
  3.  前記液体供給工程が、前記表面に前記液体を噴霧するものである、請求項1又は2に記載の微生物回収方法。
  4.  回収した前記液体を濃縮する濃縮工程をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の微生物回収方法。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載の微生物回収方法によって回収した前記液体中に存在する微生物を微生物迅速試験法によって検出する微生物検出方法。
  6.  前記微生物迅速試験法が、前記液体中に存在するATP量を測定するものである、請求項5に記載の微生物検出方法。
  7.  前記液体又は前記液体を濃縮した濃縮液に対して、遊離のATPを除去するATP消去液を添加した後に、前記液体又は前記濃縮液に対してATP抽出液を添加し、抽出されたATPの量を測定する、請求項6に記載の微生物検出方法。
  8.  前記液体又は前記液体を濃縮した濃縮液に対して、芽胞状態の前記微生物を発芽させる発芽液添加した後に、前記液体又は前記濃縮液に対してATP抽出液を添加し、抽出されたATPの量を測定する、請求項6に記載の微生物検出方法。
  9.  検査対象物の表面に付着した微生物を回収し、該微生物を検出するためのシステムであって、
     前記表面に供給した後に、前記微生物を吸着しにくい収集部材によってかき集めることによって前記表面から回収した液体中に含まれる微生物を検出する微生物検出装置を備えた微生物検出システム。

     
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