生乳検査装置並びにこれを用いた体細胞数測定方法及び家畜症状診断方法
【課題】乳房炎を初期段階で診断することを可能とする、生乳検査装置を提供する。
【解決手段】生乳検査装置１Ａは、生乳を一端３ａから他端３ｂに流すための流路３が設けられたセンサ２を備える。流路３は、途中に、生乳中に含まれる活性酸素を検出するための測定室３１を有する。測定室３１には、表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極と、作用極との間に電圧が印加される対極とが設けられている。生乳検査装置１Ａは、さらに、測定室３１よりも上流側で流路３を流れる生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させる刺激手段４Ａを備える。
【解決手段】生乳検査装置１Ａは、生乳を一端３ａから他端３ｂに流すための流路３が設けられたセンサ２を備える。流路３は、途中に、生乳中に含まれる活性酸素を検出するための測定室３１を有する。測定室３１には、表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極と、作用極との間に電圧が印加される対極とが設けられている。生乳検査装置１Ａは、さらに、測定室３１よりも上流側で流路３を流れる生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させる刺激手段４Ａを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生乳の検査に用いられる生乳検査装置並びにこれを用いた体細胞数測定方法及び家畜症状診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
畜産において、家畜の病気、けがの発見、投与した薬剤の効果の診断など、家畜の状態を早期に詳しく診断するニーズは近年ますます高まっている。特に感染性の疾病においてはそのニーズは高い。哺乳類、とりわけ牛、羊、山羊など酪農用の家畜の症状診断には家畜の生乳を分析することが重要かつ有効な手段である。
【０００３】
たとえば乳房炎は、乳用牛の死廃傷病事故のなかで最大の問題になっている。乳房炎は、罹りやすい上に極めて治りにくい病気であるため、世界的に最難治疾病の一つとされている。乳房炎に罹患した乳用牛の生乳中の体細胞数は、正常な乳用牛が通常２〜１０万個であるのに対し、３０万個／ｍＬ以上、なかには３００万個／ｍＬ以上の慢性乳房炎に至る場合も少なくない。体細胞数の測定は煩雑であり、しかもそれを実現する装置は高価なため、通常生乳の検査は大型タンクに集められて（多くの場合は別の検査機関などに搬送されて）から行われる。そうすると、発覚が遅れて被害量が増えるだけでなく、サンプリングした生乳中の体細胞数が規定値以上であることが発覚した場合、生乳がタンク単位で廃棄されたり酪農家へペナルティ（課徴金）が課されたりする。そして、その年間被害額は、日本全体で８００億円〜１０００億円と試算されている。
【０００４】
また、乳房炎による体細胞数の増加は、食の安全にも直結した課題である。乳房炎に感染すると、黄色ブドウ球菌が乳腺組織に定着するとともに、生乳中に黄色ブドウ球菌が混入する。黄色ブドウ球菌は、食中毒の原因となるエンテロトキシンを産生し、これを生乳中に放出する。生乳の製造工程において、殺菌によって黄色ブドウ球菌は殺菌されるものの、エンテロトキンは分解されないため、食中毒のリスクは排除されない。エンテロトキシンによる食中毒リスクを回避するためにも、乳房炎の早期発見と治療が望まれている。これら乳房炎の発見及び診断においては前記家畜の生乳を分析する方法は非常に有効である。
【０００５】
けが、炎症、感染性の疾病においては生乳中の体細胞、例えば好中球が増加する場合が多く見られる。とりわけ乳房炎においてはこの傾向は顕著である。
【０００６】
画像識別法は、生乳中の好中球を染色し、カメラによって脂質粒子と好中球を識別、自動計測する方法である。画像識別法においては、脂質粒子による遮光の問題が生じるため、生乳の容量は０．１ｍＬ以下とされ、薄い平らな空間に生乳を固定する等して計測を行う。しかしながら、画像識別法による自動細胞数測定機器による体細胞数測定は、極めて高額であるという問題があった。また、光学顕微鏡による塗沫測定では、手間がかかりすぎるという問題があった。また使用するサンプルが少量であるため、測定誤差が生じやすいという問題もあった。
【０００７】
そこで、生乳の分析において混入した体細胞から放出される活性酸素量を、ルミノール化学発光法で測定することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
ルミノール化学発光法は、ルミノール試薬によって、好中球から放出された活性酸素を励起し、その化学発光量を検出して、増幅・定量化する方法である。細菌侵入に連動して集まる好中球数を、感染初期の細菌侵入開始段階から、重度乳房炎まで広範囲にわたって、高感度で検出可能な技術である。
【０００９】
しかしながら、ルミノール化学発光法による乳房炎診断装置は、装置が高額となり、一定の光量を得るまでに１０分以上の時間を必要とするため、実用性に課題を有していた。日本における乳用牛の飼養頭数だけでも、１００万頭以上である。分房別に感染の有無を診断しようとすると、４００万個以上の分房が対象となる。年間数回の感染チェックを行おうとすると、年間１０００万回を超える測定が必要となり、迅速測定及び装置価格の点で課題を有するルミノール化学発光法は実用性に課題を有していた。また一定の光量を得るまでに時間がかかるため、製造コストと迅速化が課題となっていた。更に、通常ルミノール化学発光法を用いて生乳中の体細胞数を計測する場合、生乳中の脂質粒子が透明性を損なうために測定に用いる生乳の容量を０．１ｍＬ以下とし、数倍〜数１０倍透明な生理食塩水で希釈することが必要となる。生乳中の好中球の存在比率は通常多少のバラツキあるため、サンプル量を少なくすることで、バラツキが測定値に与える影響が大きくなり、測定精度が低下する。
【００１０】
この問題を改良した方法として、好中球から放出された活性酸素の存在を電流として検出することが提案されている。例えば特許文献２には、円筒状の絶縁部材の内周面に作用極が形成され、外周面に対極が形成されたニードル状の活性酸素センサを備える乳房炎診断装置が開示されている。この乳房炎診断装置は、活性酸素センサによって活性酸素の濃度を測定し、その濃度に基づいて乳房炎に罹っているか否かを判定するものである。作用極及び対極は、導電性部材の表面に金属ポルフィリン錯体の重合膜が形成されたものであり、活性酸素の測定原理は次のとおりである。
【００１１】
活性酸素センサを活性酸素（例えば、スーパーオキシドアニオン：Ｏ2-）の存在する生乳中に漬けると、金属ポルフィリン錯体中の金属が活性酸素により還元される（例えば、Ｆｅ3+→Ｆｅ2+）。そこで、作用極と対極との間にある程度の電圧を印加すると、還元された金属が再酸化され（例えば、Ｆｅ2+→Ｆｅ3+）、電流が流れる。このときの電流値は、活性酸素の濃度と対応しているため、その電流値から活性酸素の濃度を検出することができる。
【００１２】
生乳の生産において、体細胞数の管理目標値は、３０〜５０万個／ｍＬ以下に設定されている。乳房炎に感染した生乳中の体細胞数に占める好中球の比率は、８割〜９割と報告されており、体細胞数が３０〜５０万個／ｍＬの場合、好中球数は２７〜４５万個／ｍＬと推定される。このような生乳中の体細胞数は、健康な牛の血液中の好中球数の約１／１０程度と低濃度であることから、生乳の分析による家畜の症状診断においては低濃度の体細胞を再現性よく測定できることが望まれる。
【００１３】
しかしながら、電極に金属ポルフィリン錯体の重合膜を用いたニードル状の活性酸素センサの場合、好中球数がそれほど増加しない乳房炎の初期段階では、金属ポルフィリン錯体の重合膜表面からの反応によって得られる電流値の増加量は非常に小さく、乳房炎を初期段階で診断することが困難であった。
ニードル状の活性酸素センサの場合、測定を行う作用極及び対極はニードルの先端となり、反応面となる作用極の面積は極めて小さくなるため、得られる電流値は小さくなり、検出感度に課題を有していた。作用極の面積が極めて小さいため、生乳中の脂質粒子が作用極に付着すると、更に検出感度は低下することになる。作用極の面積を大きくしようとすると、ニードルの直径を太くすることが必要となり、ニードルの体積増加による電流量の損失が発生して検出感度を高めることにはならない。
また、生乳中の体細胞から放出される活性酸素は生乳中に拡散しているため濃度が低く、ニードル状の活性酸素センサを生乳に浸しただけでは、活性酸素を検出することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−０４１６９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６４９０号公報
【特許文献３】特開２００６−３１４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、電極に金属ポルフィリン錯体の重合膜を用いたニードル状の活性酸素センサを備える生乳の分析方法は、作用極の面積が極めて小さく、好中級がニードル状の活性酸素センサの近傍に存在しないため、金属ポルフィリン錯体の重合膜表面からの反応によって得られる電流値の変化量が非常に小さくなり、低濃度での分析が困難であった。このため例えば乳房炎を初期段階で診断することが困難であった。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、畜産業において高い精度で迅速に生乳を分析することによって、例えば酪農におけるタンク単位での生乳の廃棄や被害の拡大を防止するために乳房炎を初期段階で診断することを可能とする、生乳検査装置並びにこれを用いた体細胞数測定方法及び家畜症状診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これら目的を達成するために、本発明は、生乳の検査に用いられる生乳検査装置であって、前記生乳を一端から他端に流すための流路であって前記生乳中に含まれる活性酸素を検出するための測定室を途中に有する流路、前記測定室に設けられた、表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極、及び前記測定室に設けられた、前記作用極との間に電圧が印加される対極、を含むセンサと、前記測定室よりも上流側で前記流路を流れる生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させる刺激手段と、を備える、生乳検査装置を提供する。
【００１８】
この構成によれば、生乳を流路に流しながら分析できる。しかも、測定室の上流側で生乳中の体細胞に刺激を与えることにより活性酸素の発生を促し、更にまた、活性酸素とＳＯＤ酵素の迅速で高感度な反応によって発生する電流を測定するため、体細胞の濃度が低い場合も精度の高い測定が可能である。
【００１９】
なお、本発明でいう生乳検査装置とは、活性酸素とＳＯＤ酵素の反応によって発生した電流量に基づいて体細胞数の評価を可能にするものである。電流量から体細胞数を算出する算出部を該装置内に設けてもよく、電流値そのものや、これから算出した別の数値（例えば活性酸素量）を該装置で測定し、別途算出手段によって体細胞数を評価してもよい。
【００２０】
また、本発明は、上記の生乳検査装置から得られる検査結果を用いて家畜の症状を診断する、家畜症状診断方法を提供する。
【００２１】
この構成によれば、本発明の高感度な生乳検査装置から得られる検査結果を用いることで、家畜の疾病を初期段階で確認でき、個体ごとの免疫力や薬剤投与効果なども容易に確認できる。免疫力などを診断することで出産が家畜に与える影響や、育種、血統、育成環境などの影響も整理が容易になり、繁殖、品種改良などでも有用である。また個体ごとに診断し、疾病が確認できるので、疾病した生乳を健康な生乳と混入させて、廃棄対象が広がることも防げるばかりか、その場で結果が判断できることで疾病した生乳の出荷を速やかに停止できるので、無駄が少なく効率が高い。
【００２２】
本発明の生乳検査装置を用いた症状診断方法により、例えば体細胞数及びその変化を把握することができ、潜在性乳房炎の早期感染を発見したり、臨床性乳房炎に移行する可能性のある乳用牛を特定したりすることが可能となる。
体細胞から放出される活性酸素量は、育種別及び血統別によって異なることが予測される。本発明の生乳検査装置を用いることにより、育種別及び血統別に好中球から放出される活性酸素量を電流量で把握することができ、乳房炎に感染しにくい育種を選抜して繁殖させることが可能となる。
体細胞から放出される活性酸素量は、乳腺組織及び生乳中の黄色ブドウ球菌数が多いか少ないかによって変動することが予測される。例えば、非感染の健康乳牛であれば、黄色ブドウ球菌数は少なく、好中球から放活性酸素を放出する必要ないため好中球の活性が高く、得られる電流量が大きくなると予想される。逆に、乳房炎感染が進行した乳用牛では、黄色ブドウ球菌数が多いため、好中球から活性酸素を放出して死滅する好中球が多く、得られる電流量が小さくなると予測される。
乳用牛の出産後は、免疫力が低下するために生乳中の体細胞数が多くなることが知られている。酪農家は、治療のために抗生物質を投与するが、投与期間中は生乳を出荷することができない。また、抗生物質の投与効果を迅速に把握するシステムは存在しない。
また本発明の生乳検査装置を用いた症状診断方法により、好中球から放出される活性酸素量の増減を把握することができ、薬剤投与効果のある乳用牛は好中球１個あたりの電流値が高いといった、飼養中の乳用牛に対しての新しい確認方法を提供できる。
【００２３】
さらに、本発明は、上記の生乳検査装置を用いて、前記生乳検査装置における作用極と対極との間に電圧を印加したときに生乳中に含まれる活性酸素とＳＯＤ酵素との反応によって流れる電流量を測定し、該電流量を体細胞数に換算する、体細胞数測定方法を提供する。
【００２４】
この構成によれば、測定した電流量を体細胞数に換算することで、他の方法で行われてきた過去のデータとの比較が容易になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、乳房炎を初期段階で診断することが可能となる。これにより、タンク単位での生乳の廃棄を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る生乳検査装置の平面図、（ｂ）は同装置の正面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した生乳検査装置を構成するセンサの平面図、（ｂ）は（ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。
【図３】第１電極部の表面に突起によって凹凸形状を形成した例を示す斜視図である。
【図４】突起の配置の変形例を示す平面図である。
【図５】突起の拡大断面図である。
【図６】図１に示した生乳検査装置のブロック図である。
【図７】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る生乳検査装置の正面図、（ｂ）は同装置の要部拡大断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る生乳検査装置の正面図、（ｂ）は同装置の要部拡大断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る生乳検査装置の平面図、（ｂ）は同装置の正面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第５実施形態に係る生乳検査装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のXＢ−XＢ線断面図である。
【図１１】図１０（ａ）の一部拡大図であり、ベースプレートにチップを装着する前の状態を示す図である。
【図１２】体細胞数と電流値の関係を示すグラフ（散布図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の生乳検査装置は、生乳中の体細胞数が例えば１０〜３０万個／ｍＬの範囲であっても、精度の高い測定を実行することができ、乳房炎の早期感染を把握することが可能である。通常、乳房炎感染の目安は、２０〜３０万個／ｍＬの範囲とされている。正常な分房別の体細胞数は２〜１０万個／ｍＬの範囲であることが多く、乳用牛１頭が有する４つの乳房のなかで、１つ又は２つの分房のみが乳房炎に感染している場合が多い。本発明の生乳検査装置によれば１０〜３０万個／ｍＬの体細胞数を測定可能であるために、分房別の感染の有無を、精度良く判別することが可能となる。
【００２８】
通常、生乳中の体細胞は凝集することなく、生乳中に概ね均一に浮遊している。結果として測定電極である作用極の周囲には浮遊している体細胞のごく一部しか存在せず、大部分の体細胞は電極との距離が離れているため、十分な測定精度を得るには、生乳中に高濃度（例えば、１００万個／ｍＬ以上）で体細胞が存在する必要がある。例えば、測定電極である作用極の電極直径が５ｍｍの場合、電極から高さ０．５ｍｍ程度の生乳中に存在する体細胞から放出された活性酸素しか検出できないとすれば、生乳中の体細胞数が３０万個／ｍＬの場合、直径５ｍｍの作用極が検出可能な体細胞数は約３０００個と少ない。生乳中の好中球の存在比率は通常多少のバラツキあるため、測定する体細胞数が低下すると、バラツキが測定値に与える影響が大きくなり、測定精度が低下する。
【００２９】
本発明の生乳検査装置は、流路を流れる生乳中の体細胞に測定室の上流で刺激を与える刺激手段を有することで、生乳中の体細胞の活性を高めることが特徴の一つである。刺激手段によって刺激を受けることで、体細胞は擬似足場を形成し粘着性を発現すると共に、活性酸素の産生量を高めることができるようになる。例えば、流路の測定室の上流側に刺激室を設け、この刺激室内で刺激手段によって生乳中の体細胞に刺激を与えてもよい。本発明の刺激手段は、体細胞を活性化するための薬剤であってもよく、生乳に物理的エネルギーを加えるものであってもよい。
【００３０】
刺激手段として薬剤を採用する場合は、例えば刺激室の床面に薬剤を塗布又は固定しておけばよい。体細胞を活性化する薬剤として、例えば好中球の活性化剤としては、例えば、ケモカイン、エイコサノイド、ロイコトリエン、ＦＭＬＰ、ザイモザン、ホルボールミリステートアセテート（ＰＭＡ）、コンカナバリンＡ、遊離脂肪酸、界面活性剤、金属微粒子、ポリマー微粒子等があげられる。金属微粒子に接着した好中球は、磁力によって電極近傍へ集積させてもよく、またポリマー微粒子に接着した好中球は重力、あるいは浮力で電極近傍へ集積させてもよい。また、通常特に制限はないが、活性化因子として活性化剤を用いる場合の好適な量は測定室又は生乳の体積に対して１ｎｇ／ｍＬ〜５００μｇ／ｍＬである。
【００３１】
生乳に物理的エネルギーを加える方法によれば、工業技術上確立された素子を使用して安価かつ高精度にエネルギーを与えることができるため、生乳検査装置の製造コストを安価にすることが可能である。また、生乳に物理的エネルギーを加える方法は、薬剤刺激と比較して長期安定性があり、しかも生乳検査装置が設置された環境温度及び湿度に影響を受け難いため、使用年数が経過しても精度の高い測定値を再現することが可能となる。
【００３２】
生乳に物理的エネルギーを加える場合、刺激手段としては、生乳に電磁波又は超音波を照射する刺激手段、生乳に剪断応力をかける刺激手段、生乳に電場又は磁場を印加する刺激手段等が好適に用いられる。
【００３３】
生乳に電磁波を照射する刺激手段を用いる場合には、細胞核に作用する０．０１〜０．４μｍの波長の紫外線を照射することが好ましい。紫外線を照射すると、体細胞の外殻の一部が破壊されやすくなり、それによって活性化が促進され、体細胞からの活性酸素の放出量が多くなる。より好ましい紫外線の波長は０．１〜０．３μｍである。
【００３４】
また、電磁波としては、紫外線以外に、細胞内の水の分子運動を高めて細胞膜を柔軟化させるという観点から、マイクロ波、赤外線、可視光線等を用いてもよい。マイクロ波を用いる場合は、周波数が１〜１０ＧＨｚの範囲内のマイクロ波が好ましく、周波数が２〜４ＧＨｚの範囲内のマイクロ波がより好ましい。赤外線を用いる場合は、波長０．７〜１０００μｍの赤外線が好ましく、波長２．０〜５００μｍの赤外線がより好ましい。可視光線を用いる場合は、波長３８０〜７５０ｎｍの可視光線が好ましく、波長４３０〜６００ｎｍの可視光線がより好ましい。
【００３５】
生乳に超音波を照射する刺激手段を用いる場合には、通常特に制限はないが、１０〜２００ｋＨｚの周波数の超音波を照射することが好ましく、２０〜１００ｋＨｚの周波数の超音波を照射することがより好ましい。
【００３６】
生乳に剪断応力をかける刺激手段を用いる場合には、剪断応力は１０〜１００００ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2であることが好ましく、５０〜５０００ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2であることがより好ましい。
【００３７】
生乳に電場を印加する刺激手段を用いる場合には、電場の強さは０．００１〜１０Ｖ／ｃｍの範囲が好ましく、０．０１〜５Ｖ／ｃｍの範囲がより好ましい。さらに前記の電場は、２０Ｈｚ〜１０ＭＨｚのパルス状に印加してもよい。
【００３８】
生乳に磁場を印加する刺激手段を用いる場合には、磁場の強さは０．０５〜３０ｍＴの範囲が好ましく、０．１〜２０ｍＴの範囲がより好ましい。さらに前記の磁場は、２０Ｈｚ〜１０ＭＨｚのパルス状に印加してもよい。
【００３９】
あるいは、生乳に物理的エネルギーを加える場合、刺激手段としては、例えば、生乳に圧力をかける刺激手段や、上記の構成を組み合わせた刺激手段を用いることも可能である。
【００４０】
例えば、物理的エネルギーとして浸透圧を用いる場合には、浸透圧は１０〜２５０ｍＯｓｍの範囲内であることが好ましく、２０〜１００ｍＯｓｍの範囲内であることがより好ましい。
また、浸透圧以外の圧力としては、空気圧、水圧、真空圧を用いてもよい。活性化因子として空気圧、水圧、真空圧を用いる場合は、白血球が破壊されない程度の加圧又は減圧を行えばよく、その圧力は通常特に制限はないが、０．０１Ｐａ〜１０ＭＰａの範囲内であることが好ましく、０．１Ｐａ〜１ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。
【００４１】
本発明の生乳検査装置のもう一つの特徴は、生乳が流路を流れることによって作用極への体細胞の付着機会を飛躍的に高めることである。体細胞のかなりの部分を占める殺菌能を有する好中球は走化性を有することが知られている。しかし、菌等を捕捉するための好中球の走化速度は１〜５分／ｍｍ程度と遅いため、例えば測定室に生乳を滴下した場合には、生乳中の好中球が作用極に到達するのに少なくとも数分間かかり、迅速な測定は困難である。また、好中球は、活性化させる薬剤（刺激物質）濃度を感知し、薬剤濃度の高い方に移動する。作用極への体細胞の付着機会を高めるためには、薬剤を作用極に固定することが好ましいが、このようにすると薬剤の安定性及び製造コストが問題になる。
【００４２】
本発明では、刺激手段によって粘着性と活性酸素の放出量を高めた体細胞を、流れによって迅速に、作用極及びその近傍に付着させることが可能である。刺激手段による刺激と流れにより、通常の生乳中に浮遊している場合と比較して、作用極の表面には、数倍以上の好中球を付着させることができ、数倍以上の検出感度を実現可能となる。また、更に、作用極の表面を疎水性とすることで、作用極及びその近傍への好中球の付着性を高めることができる。体細胞のなかで、好中球、血小板は疎水性表面に粘着しやすいことが知られている。刺激手段によって付着性の高まったこれらは、疎水性表面に触れることで、付着の程度を増すことになる。直径５ｍｍの作用極上に、高さ０．５ｍｍの高さまで集積可能な好中球数は、好中球の直径を２０μｍ、間隔を２０μｍとした場合、約１５万個となる。
【００４３】
本発明を、人の疾患にて説明する。好中球の組織付着による疾患として、虚血再還流時の組織損傷、歯周病が挙げられる。
【００４４】
虚血再還流とは、外科手術における組織の切開の際、患者の出血を抑えるために動脈、静脈血管をクランプ等で閉塞させた後、術後にクランプ等を開放し、組織や臓器への血流を再開するステップをいう。虚血再還流時における大きな課題は、血流が再開された際、血小板や好中球が、手術を行った臓器の血管の内側に急速に集中（粘着）し、好中球から放出される活性酸素によって臓器の細胞を破壊して組織損傷を発生させることである。
外科的処置を必要とする患者は、生体免疫機能のバランスが崩れやすく、血小板や好中球の走化性、粘着性が高まっていること多いとされる。更に、再還流時の血管内皮の性質変化により、好中球が血管内皮により粘着し易くなり、組織損傷を発生させるリスクが高くなるとされている。
【００４５】
歯周病は、歯を支える歯肉組織、及び骨組織が損傷し、症状が進行すると歯が抜けてしまう疾患である。歯周病における組織損傷も、好中球の関与が明らかになっている。口腔内には、多くの細菌、及び細菌から産生されたＬＰＳ等の毒素が存在する。このプラークと呼ばれる細菌や毒素が歯肉組織に定着すると、血管内の好中球はプラークを退治しようと歯肉組織に定着し、好中球から産生される活性酸素によって歯肉や骨の細胞を破壊し、歯周病が進行する。
【００４６】
本発明では、前記人の疾患と同じような好中球の挙動（作用極とその近傍への好中球付着と活性酸素放出量の増大）を、作用極上での生理活性物質等の薬剤刺激を必要とすることなく実現することが特徴であり、更に流路による流れを利用することによって迅速かつ高精度に、しかも低コストで体細胞数を測定することが可能である。
【００４７】
本発明では、生乳中の脂質粒子による遮光の問題は障害とならないため、生乳の容量を０．１ｍＬ以上とすることで、測定値のバラツキを少なくし、高感度化に必要な作用極及びその近傍への好中球の付着機会を増すことが可能となる。
前記流路の容積は０．１〜５０ｍＬの範囲であることが望ましく、０．５〜２０ｍＬの範囲であることがより好ましい。容積が５０ｍＬを超えると装置が大型化してしまう。また、容積が０．１ｍＬを下回ると、流路内の生乳に含まれる体細胞の濃度が低い場合、測定値に十分な精度が得られない場合がある。
【００４８】
生乳サンプルの採取時期は、朝、夕方の搾乳時のいずれであっても良い。ミルカーによる搾乳時、前絞り、中絞り、後絞りであってもよく、酪農家別に搾乳時間が異なるので、乳用牛の乳量状態に応じて、適宜選択することが望ましい。
【００４９】
電気化学測定法における３電極測定方式は、測定極となる表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極、参照極、及び対極からなる。３電極方式の場合、最初に、作用極と参照極に等電圧が印加された後、作用極に追加電圧（例えば０．３Ｖ）を印加し、作用極と対極間に流れる酸化還元電流値を測定する。
３電極測定方式は、２電極測定方式と比較し、基準電圧を印加するために必要な参照極を有することで、僅かな酸化還元電流であっても、再現性よく検出できることが特徴である。
【００５０】
好中球は、疎水性表面に触れると擬似足場を形成して、付着しやすくなる。前記刺激室及び前記測定室の少なくとも一方の壁面を疎水性表面とすることで、作用極及びその近傍に好中球を付着しやすくなり、センサが高感度化できる。
刺激室及び／又は測定室の壁面を疎水性にするには、そのような材料でセンサを構成してもよいし、刺激室及び／又は測定室の壁面を疎水性有機材料で被覆してもよい。疎水性有機材料を被覆する場合は、刺激室及び／又は測定室の壁面（例えば、天井面、床面、４つの側面）のうち少なくとも最も大きな壁面に疎水性有機材料を塗布しておくことが好ましい。
【００５１】
また、同様の疎水性有機材料により、ＳＯＤ酵素上に疎水性表面を有する表層を形成してもよい。活性酸素は有機材料を通過可能であるため、有機材料を被覆しても感度に問題はない。
【００５２】
疎水性表面の水に対する接触角は、３０°以上１１０°以下の範囲が好ましく、４０°以上１００°以下の範囲がより好ましい。該接触角が３０°を下回ると、好中球の接着性は低下する。一方、該接触角が１１０°を超えると、材料の選択肢が限定され、製造コストに悪影響を与える。
【００５３】
また、疎水性表面を有する前記刺激室を、狭隘な流路とすることで、好中球の付着性を更に高めることができる。刺激室の形状を、例えば、幅２ｍｍ、深さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍとすることで、好中球の疎水性表面への接触機会を高めておき、作用極に付着する好中球数を更に増やすことが可能となる。
【００５４】
作用極の表面は、複数の点状の突起又は複数の点状の窪みによって凹凸形状とされていることが好ましい。通常、作用極の面積が大きくなると、体細胞の付着面積が増大することで、作用極から対極に流れる電流量が多くなり、検出感度が向上する。一方、作用極の面積が大きくなりすぎると、作用極上での電流が生乳中にも拡散するようになり、作用極から対極に流れる電流量は低下し、検出感度が低下する結果となる。
【００５５】
体細胞から放出された活性酸素による電流値をＳ（信号）、作用極から対極に流れるベース電流値をＮ（ノイズ）とすると、Ｓ／Ｎ比を高めることで検出感度は高まる。Ｓ／Ｎ比の向上のため、電流値の生乳中への拡散を極力抑え、作用極から対極に流れる電流値を低くするために、小さな電極を複数配置する方法が考えられるが、小さな電極を複数有することは、電極の造形精度が求められ、収率低下による生産性が低下する。
【００５６】
作用極の表面に、例えば、直径２０μｍ、高さ４０μｍの突起、又は直径２０μｍ、深さ４０μの窪みを、２０μｍ間隔で配置することで、電流の生乳中への拡散を抑制し、電流密度の増大による、Ｓ／Ｎ比の向上が期待できる。作用極上に複数の突起又は窪みを有することで、凹凸形状の先端面（突起の頂面又は窪み以外の面）で発生した電流は生乳中に拡散するものの、凹凸形状の先端面以外の表面で発生した電流は生乳中に拡散することなく、作用極から対極に電流を流すことが可能となり、Ｓ／Ｎ比を飛躍的に高めることが可能となる。
【００５７】
好ましい突起又は窪みの密度は、２００〜１５０００個／ｍｍ2が好ましく、５００〜１００００個／ｍｍ2がより好ましい。突起又は窪みは、例えば柱形であり、その断面形状は円形であっても多角形であってもよい。突起又は窪みの密度が２００個／ｍｍ2を下回る場合、電流が拡散しやすくなり、Ｓ／Ｎ比を高めることは困難な場合がある。一方１５０００個／ｍｍ2を上回る場合、造形精度を維持するために製造タクトタイムが長くなる等、工業生産における難易度が高くなり、高コストとなる場合がある。
【００５８】
生乳中には、固形分である脂質粒子が、好中球数の１００倍以上存在している。また、脂質粒子の粒子径は、乳用牛の育種、飼料の内容等によって異なり、２μｍ〜３０μｍの広い範囲となっている。隣り合う突起の間の距離又は窪みの幅は、生乳中の脂質粒子による閉塞を考慮し、４〜１００μｍが好ましく、１０〜６０μｍがより好ましい。
【００５９】
好ましい突起の高さ又は窪みの深さは、０．５〜１０００μｍであり、より好ましくは５〜５００μｍである。突起の高さ又は窪みの深さが０．４μｍを下回る場合、平坦な作用極と変わらず、Ｓ／Ｎ比の向上が困難となる場合がある。一方１０００μｍを上回る場合、造形精度を維持するために製造タクトタイムが長くなる等、工業生産における難易度が高くなり、高コストとなる場合がある。
一方、突起の幅に対する高さのアスペクト比又は窪みの幅に対する深さのアスペクト比は、大きくなるほど好中球が付着する可能性が高くなるが、同時に工業技術の観点で難易度が高くなり、生産性が低下する可能性があることから、０．２〜１０の範囲から選択することが好ましく、０．５〜５の範囲から選択することがより好ましい。
【００６０】
バッチ測定式の生乳検査装置においては、サンプリングした生乳の温度が、室温付近、例えば２３℃程度まで低くなっていることが予測される。このように生乳の温度が低い場合は、体細胞数が例えば３０万個／ｍＬ以下と少ないと、十分な検出感度が得られない可能性がある。このような場合、作用極を３０〜４５℃の範囲内の温度に保つためのヒータを装備することが好ましい。これにより、生乳を例えば３０〜４５℃付近まで昇温することができ、生乳中の好中球が放出する活性酸素とＳＯＤ酵素との反応性を高め、十分な検出感度を得ることができる。
【００６１】
１つの装置本体に対して、複数のセンサ及び複数の刺激手段を設けることも可能である。乳用牛の乳房は４つあり、例えば、１つの装置本体に４個のセンサを搭載することで、一度で１頭分の４分房を測定することができ、更に迅速な測定が可能になる。
あるいは、１つのセンサ本体に、作用極、参照極及び対極を有するチップを複数設けることも可能である。センサの製造コストの観点からすれば、１つのセンサ本体に複数のチップを有することになれば、大面積化による大量生産が可能となり、低コスト化が可能になる。
【００６２】
電気化学測定法により好中球数を定量化しようとした場合、ｐＡ（ピコアンペア）単位の電流量を電圧に変換した後に、この電圧を増幅することになる。しかし、これらを正確に実行する電子素子は極めて高額となる。
【００６３】
測定装置の販売価格は、例えば１００〜５００万円／台と極めて高額となることが予測され、顧客となる酪農家、生乳検査を行う協会等への普及性は低くなってしまう。顧客となる酪農家、生乳検査を行う協会等への普及性を高めるには、測定装置の販売価格を、例えば、２０万円／台以下にすることが望ましい。２０万円／台以下を実現するには、汎用の電流電圧変換素子、電圧増幅素子を使用することが望ましく、ｎＡ（ナノアンペア）単位の電流量を得ることが望ましい。
【００６４】
本発明は、生乳中の好中球数が、３０万個／ｍＬ以下であっても、測定電極である作用極、及びその近傍に好中球を集めることができ、再現性よく、ｎＡ（ナノアンペア）単位の電流量を得ることを特徴としている。
【００６５】
作用極と対極との間に電圧を印加したときに流れる電流は、１〜５０００ｎＡが好ましく、１０〜１０００ｎＡがより好ましい。電流が１ｎＡを下回る場合は、電流量を電圧に変換するための素子が極めて高額となり、装置価格が高額となり、普及性を損なう場合がある。一方５０００ｎＡを上回る場合、突起又は窪みの密度を高め、アスペクト比を高めることが必要となり、工業生産上の難易度を高め、センサの価格が高額となり、普及性を損なう場合がある。下限値が１ｎＡを下回らない範囲であれば装置は十分な精度が得られる。
【００６６】
体細胞から放出された活性酸素とＳＯＤ酵素との反応によって、酸化還元電流が発生する。この酸化還元電流をＳＯＤ酵素から作用極に良好に伝搬させるためには、作用極をシステイン溶液に浸漬させ、システインの自己組織化単分子膜を形成させた後、その上にＳＯＤ酵素を塗布することが好ましい。
【００６７】
好中球から放出される活性酸素量は、育種別の免疫力、及び血統別によって異なることが予測される。家畜（例えば乳用牛など）の飼養方法は、従来の自然繁殖から、全て人工授精に変わっている。人工授精とは、血統別に冷凍保存されたオスの精子を、メスに注入し、血統別に繁殖させる方法である。更に近年では、食肉処理場で回収された卵巣から卵子を取り出し、血統別の精子と、血統別の卵巣を特定した繁殖法が広がりつつある。
本発明の生乳検査装置、測定方法及び診断方法を用いることにより、育種別、及び血統別に好中球から放出される活性酸素量を電流量として把握することができ、例えば乳房炎に感染しにくい乳用牛など、育種を選抜して繁殖させることが可能となる。
【００６８】
好中球から放出される活性酸素量は、乳腺組織、及び生乳中の黄色ブドウ球菌数の多い、少ないによって変動する。例えば、非感染の健康乳牛であれば、黄色ブドウ球菌数は少なく、好中球から放活性酸素を放出する必要ないため好中球の活性が高く、得られる電流量が大きくなる。逆に、乳房炎感染が進行した乳用牛では、黄色ブドウ球菌数が多いため、好中球から活性酸素を放出して死滅する好中球が多く、得られる電流量が小さくなる。
雌の出産後は、免疫力が低下するために生乳中の体細胞数が多くなることが知られている。そのため治療のために抗生物質を投与するが、投与期間中は家畜やその生乳を出荷することができない。また、抗生物質の投与効果を迅速に把握するシステムは存在しない。
【００６９】
本発明の生乳検査装置、測定方法及び診断方法を用いることにより、好中球から放出される活性酸素量の増減を把握することができ、薬剤投与効果のある個体は好中球１個あたりの電流値が高いといった結果を用いることで効率的に家畜を飼養することができる。
【００７０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。
【００７１】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る生乳検査装置１Ａを示す。この生乳検査装置１Ａは、生乳中の体細胞数を測定可能なものであり、回路基板等を内臓する装置本体１０と、装置本体１０に着脱可能な板状のセンサ（活性酸素測定センサ）２を備えている。なお、本明細書では、説明の便宜のために、図１（ａ）の下側を前方、上側を後方、左側を左方、右側を右方というとともに、図１（ｂ）の下側を下方、上側を上方という。
【００７２】
装置本体１０は、前方に開口するコネクタ部１１ａが設けられた、上下方向に扁平で左右方向に延びる直方体状の主部１１と、コネクタ部１１ａよりも下側で主部１１から前方に張り出す台座部１２と、台座部１２上に設けられた左右一対のガイド部１３とを有している。センサ２は、台座部１２上に載置された状態で、ガイド部１３に沿って後方に押し込まれることにより、コネクタ部１１ａに差し込まれて装置本体１０に装着される。
【００７３】
主部１１の上面には、体細胞数を表示する表示部１６、ユーザーから操作される入ボタン１５ａ及び切ボタン１５ｂ、並びに測定した体細胞数が予め定めた閾値よりも大きな場合にユーザーにそれを報知するブザー１８及び警報ランプ１７が設けられている。また、台座部１２には、ユーザーが握るためのグリップ部１２ａが連設されている。グリップ部には貫通孔１２ｂが設けられており、この貫通孔１２ｂを利用して生乳検査装置１Ａをフック等に吊り下げ可能となっている。
【００７４】
さらに、本実施形態では、主部１１にセンサ２上の所定位置まで延びるアーム部１４が設けられており、このアーム部１４の先端の下面に刺激手段４Ａが設けられている。
【００７５】
＜センサ＞
次に、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して、センサ２の構成について詳細に説明する。センサ２の内部には、左右方向に延び、センサ２の上面に開口する右側の一端３ａから同じくセンサ２の上面に開口する左側の他端３ｂに生乳を流すための流路３が設けられている。
【００７６】
具体的に、センサ２は、左右方向に延びる長方形状のベースプレート２１と、このベースプレート２１の上面に積み重ねられた左右方向に延びる長方形状のカバープレート２２とを有している。カバープレート２２の長さはベースプレート２１の長さと同じであるが、カバープレート２２の幅はベースプレート２１の後端部を露出させるようにベースプレート２１の幅よりも短く設定されている。そして、ベースプレート２１のカバープレート２２よりも後側の部分は、装置本体１０のコネクタ部１１ａに嵌り込む接続部２ａとなっている。ベースプレート２１のサイズは、例えば、長さ１１５ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚み１ｍｍであり、カバープレート２２のサイズは、例えば、長さ１１５ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み４ｍｍである。
【００７７】
ベースプレート２１及びカバープレート２２の材質は、絶縁性のものであれば特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、スチレン系樹脂、アクリル−スチレン系共重合樹脂（ＭＳ樹脂）、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン−ビニルアルコール系共重合樹脂、スチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂等を挙げることができる。中でも、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル−スチレン系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることが好ましい。
【００７８】
カバープレート２２には、左右に離間する位置にカバープレート２２を厚み方向に貫通する貫通孔３３，３６が設けられており、カバープレート２２の下面には、それらの貫通孔３３，３６をつなぐ溝３０が設けられている。そして、カバープレート２２の下面にベースプレート２１の上面が接合されることにより、貫通孔３３，３６、溝３０及びベースプレート２１の上面によって流路３が形成されている。すなわち、右側の貫通孔３３が生乳を投入するための投入口である流路３の一端３ａを構成し、左側の貫通孔３６が投入された生乳の流れを止めて流路３内に一定量の生乳を確保するための貯留口である流路３の他端３ｂを構成する。溝３０の深さは例えば１ｍｍであり、右側の貫通孔３３の直径は例えば３０ｍｍであり、左側の貫通孔３６の直径は例えば２０ｍｍである。
【００７９】
流路３の一端３ａと他端３ｂの間（途中）には、溝３０の形状の設定によって、上流側から順に、刺激室３２、上流側狭隘部３４、測定室３１、及び下流側狭隘部３５が設けられている。測定室３１は、生乳中に含まれる活性酸素を検出するための部屋であり、刺激室３２は、生乳中の体細胞に刺激を与えるための部屋である。上流側狭隘部３４及び下流側狭隘部３５は、生乳の流通を制限して生乳を刺激室３２及び測定室３４に長い時間留まらせる役割を果たす。測定室３１の大きさは例えば３０ｍｍ×３０ｍｍであり、刺激室３２の大きさは例えば２０ｍｍ×２０ｍｍである。また、上流側狭隘部３４及び下流側狭隘部３５の長さは例えば２ｍｍであり、幅は例えば１ｍｍである。
【００８０】
ベースプレート２１の上面には、接続部２ａから測定室３１内の所定位置まで前後方向に延びる３本の第１〜第３電極６１〜６２が設けられている。第１電極６１〜第３電極６３は、右側から左側にこの順に並んでいる。第１電極６１の前端部には表面にＳＯＤ（スーパーオキサイドジスムターゼ）酵素が塗布された作用極６Ａが設けられており、第２電極６２の前端部には基準極として使用される参照極６Ｂが設けられており、第３電極６３の前端部には主に作用極６Ａとの間に電圧が印加される対極６Ｃが設けられている。カバープレート３２は、これらの第１〜第３電極６１〜６３の上からベースプレート２１に接合されている。なお、第１〜第３電極６１〜６３の後端部は、センサ２がコネクタ部１１ａに差し込まれたときに、装置本体１０側の端子（図示せず）と電気的に接続される。
【００８１】
作用極６Ａと対極６Ｃとの間及び参照極６Ｂと対極６Ｃとの間には、例えば直流１Ｖの電圧が均等に印加される。その上で、作用極６Ｂに重畳的に例えば０．３Ｖの追加電圧が印加されると、作用極６Ａ上でＳＯＤ酵素による生乳中に含まれる活性酸素の酸化分解（正確には生乳中の好中球から放出されたスーパーオキシドアニオンの酸化分解：Ｏ2-→Ｏ2＋ｅ-）が発生するとともに、作用極６Ａ上から溶け出したＳＯＤ酵素が対極６Ｃ上で還元されて、作用極６Ａと対極６Ｃとの間に電流が流れる。作用極６Ａと対極６Ｃとの間に流れる電流量を測定することにより、好中球から放出される活性酸素量、ひいては生乳中の体細胞数を測定することが可能となる。
【００８２】
作用極６Ａ、参照極６Ｂ及び対極６Ｃの形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態では全て円形状になっている。作用極６Ａと対極６Ｃとの間の抵抗値を低くするためには、それらを例えば０．５〜１．０ｍｍ程度に近接させて配置することが好ましい。対極６Ｃの面積は、作用極６Ａの面積よりも大きいことが好ましい。このようになっていれば、作用極６Ａ上での酸化分解に対する還元電流を検出しやすくできるからである。例えば、対極６Ｃの直径を作用極６Ａの直径の２倍としてもよい。
【００８３】
第１〜第３電極６１〜６３の形成法は、蒸着、スパッタリング、電解メッキ、無電解メッキ、シルクスクリーン印刷、金属ペーストのインジェクション法等を用いることができる。電極に用いられる導電性材料としては金、銀、塩化銀、白金、銅、アルミニウム等を挙げることができる。本実施形態では、活性酸素として好中球から放出されるスーパーオキシドアニオンを主に検出するので、第１電極（作用極６Ａ）を金、第２電極６２（参照極６Ｂ）を銀／塩化銀、第３電極６３（対極３３）を白金で構成している。
【００８４】
本実施形態では、図３に示すように、作用極６１の表面は、複数の点状の突起６ａによって凹凸形状とされている。複数の突起６ａを設けることにより、作用極６Ａの表面で発生した酸化還元電流は、突起６ａの頂面で発生した電流のみが生乳中に拡散し、そのほとんどが作用極６Ａから対極６Ｃに流れるようになり、フラットな作用極と比較してＳ／Ｎ比の向上が可能となる。
【００８５】
具体的に突起６ａは、図５に示すように、ベースプレート２１に形成された凹凸構造２１ａと、この凹凸構造２１ａの上に形成された薄膜の作用極６Ａとで構成されている。そして、作用極６Ａの上に、ＳＯＤ酵素７２がシステインの自己組織化単分子膜７１を介して塗布されている。さらに、ＳＯＤ酵素７２の上には、疎水性材料により、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の表面を有する表層７３が形成されている。
【００８６】
凹凸構造２１ａの形成方法は、特に限定されないが、例えば、射出成形、プレス成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形、ホットエンボス成形、押出成形によるロール転写法等を挙げることができる。なかでも、生産性及び型転写性の観点から、射出成形が好ましく用いられる。
【００８７】
突起６ａは、図３に示すようにマトリクス状に配置されていてもよいし、図４に示すように千鳥状に配置されていてもよい。また、突起３１ｄは、規則的に並んでいる必要はなく、ランダムに配置されていてもよい。なお、本発明の「隣り合う突起の間の距離」とは、図３及び図４中に符号Ｌで示すように、突起６ａが並ぶ方向における突起６ａ同士の間の間隔のことである。
【００８８】
＜刺激手段＞
次に、刺激手段４Ａについて詳細に説明する。本実施形態の刺激手段４Ａは、センサ２の上からセンサ２を透過して生乳に電磁波を照射することにより、刺激室３２内で生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させるものである。すなわち、刺激手段４Ａは、センサ２が装置本体１０に装着されたときに刺激室３２の真上に位置する位置に配置されている。例えば、電磁波として紫外線を用いる場合は、刺激手段４Ａとして紫外線ＬＥＤを採用すればよい。
【００８９】
＜ヒータ＞
さらに、本実施形態では、装置本体１０の台座部１２に、作用極６Ａを３０〜４５℃の範囲内の温度に保つためのヒータ５が埋め込まれている。本実施形態のヒータ５は、センサ２が装置本体１０に装着されたときに流路３の一端３ａから測定室３１までの領域に略重なる程度の大きさを有している。このように、ヒータ５は、作用極６Ａだけでなく、測定室３１及びその上流側を広く加熱可能なように配置されていることが好ましい。このようになっていれば、生乳を流路３の一端３ａに投入された直後から加熱することができるからである。
【００９０】
＜装置本体＞
次に、図１０を参照して、装置本体１０の構成について詳細に説明する。装置本体１０は、作用極６Ａと対極６Ｃとの間に電圧を印加したときに流れる電流に基づいて生乳中に含まれる体細胞数を算出するものである。具体的に、装置本体１０は、電源１０１と、作用極６Ａと対極６Ｃとの間及び参照極６Ｂと対極６Ｃとの間に電圧を印加して、それらの間に流れる電流を検出する電流検出回路１０２と、検出された電流を電圧に変換する電流電圧変換回路１０３と、電圧値から体細胞数を算出する演算部１０４とを備えており、演算部１０４で算出された体細胞数が表示部１６に表示される。また、装置本体１０は、刺激手段４Ａ及びヒータ５（図１０では図示省略）に電力を供給する電力供給部１０５を有している。
【００９１】
電源１０５は、電池やバッテリー等の内部電源であってもよいし、家庭用電源等の外部電源であってもよい。電流検出回路１０２は、スイッチング素子等で構成されている。電流電圧変換回路１０３は、電流電圧変換素子や電圧を増幅するオペアンプ等で構成されている。演算部１０４は、ＣＰＵや記憶部（ＲＯＭ及びＲＡＭ）等からなっている。記憶部には、電圧値と体細胞数とを関係づける検量線が記憶されており、演算部１０４は、電流電圧変換回路１０３から送られる電圧値に応じた体細胞数を算出する。なお、感度の異なる複数種類のセンサ２を使用する場合には、センサ２毎に検量線を記憶部に記憶させておけばよい。
【００９２】
本実施形態では、参照極６Ｂが設けられているので、体細胞数を算出する際の電圧値は、参照極６Ｃを考慮した値である。すなわち、装置本体１０は、作用極６Ｂと対極６Ｃとの間に電圧を印加したときに流れる電流を電圧に変換して作用電圧値を得るとともに、参照極６Ｂと対極６Ｃとの間に電圧を印加したときに流れる電流を電圧に変換して参照電圧値を得る。そして、装置本体１０は、体細胞数を算出する際には、作用電圧値から参照電圧値を控除した電圧値から体細胞数を算出する。このようにすれば、生乳中に含まれる活性酸素とＳＯＤ酵素との反応に基づく電圧値を正確に得ることができる。
【００９３】
＜使用要領＞
次に、生乳検査装置１Ａを使用して体細胞数を測定する方法を説明する。まずセンサ２を装置本体１０に装着し、入ボタン１５ａを押して、電源スイッチをＯＮにする。これにより、電力供給部１０５が刺激手段４Ａ及びヒータ５に電力を供給し、刺激手段４Ａから電磁波が照射されるとともに、ヒータ５によってセンサ２の作用極６Ａが所定温度まで加熱される。また、電源スイッチがＯＮされると、それと同時に電流検出回路１０２によって作用極６Ａと対極６Ｃとの間及び参照極６Ｂと対極６Ｃとの間に等しい電圧が印加され、さらにその後（例えば、装置本体１０内の電子素子が安定になる、電源スイッチがＯＮされてから５秒後）に作用極６Ａに追加電圧が印加されて、体細胞数の測定が可能な状態とされる。なお、追加電圧は、電源スイッチがＯＮされると同時に作用極６Ａに印加されてもよい。
【００９４】
この状態で、流路３の一端３ａにサンプルの生乳を投入する。生乳の投入に関しては、搾乳前の前絞り操作の際に滴下する生乳を直接一端３ａに投入してもよいし、予めサンプリングしておいたものを一端３ａに投入してもよい。生乳が流路３の一端３ａに投入されると、生乳は流路３を一端３ａから他端３ｂに流れる。生乳の投入は、例えば、他端３ｂにおける生乳の液面がセンサ２の上面と一致するまで行う。
【００９５】
流路３の一端３ａに投入された生乳は、投入後直ちに刺激室３２に流れ込み、ここで刺激手段４Ａから電磁波を照射される。これにより、生乳中の体細胞が活性化される。活性化された体細胞は、生乳が測定室３１を通過する間に作用極６Ａの表面に粘着、凝集する。そうすると、体細胞（特に好中球）が放出する活性酸素とＳＯＤ酵素が反応し、その酸化還元電流が装置本体１０に送られて、体細胞数が算出される。算出された体細胞数は、表示部１６に表示される。
【００９６】
本実施形態の生乳検査装置１Ａでは、小型化及び低コスト化が可能であり、簡易かつ迅速に体細胞数を精度よく測定できることができる。従って、酪農家による生乳の生産現場において、乳房炎を初期段階で診断することが可能になる。これにより、タンク単位での生乳の廃棄を効果的に防止することができる。
【００９７】
（第２実施形態）
図７（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第２実施形態に係る生乳検査装置１Ｂを示す。なお、本第２実施形態及び後述する第３〜第５実施形態では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９８】
第２実施形態では、生乳に電場を印加する刺激手段４Ｂが採用されている。具体的に、装置本体１０のアーム部１４の下面には、センサ２が装置本体１０に装着されたときに刺激室３２の真上に位置する位置に正電極４１が設けられており、台座部１２には、正電極４１と対応する位置に負電極４２が埋め込まれている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
（第３実施形態）
８（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第３実施形態に係る生乳検査装置１Ｃを示す。第３実施形態では、生乳に超音波を照射する刺激手段４Ｃが採用されている。具体的に、第３実施形態では、装置本体１０にアーム部が設けられておらず、台座部１２におけるセンサ２が装置本体１０に装着されたときに刺激室３２の真下に位置する位置に超音波発信素子が埋め込まれている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
なお、超音波発信素子に代えて電気磁石を台座部１２に埋め込めば、生乳に磁場を印加する刺激手段を構成することも可能である。
【０１０１】
（第４実施形態）
９（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第４実施形態に係る生乳検査装置１Ｄを示す。第３実施形態では、生乳に剪断応力をかける刺激手段４Ｄが採用されている。具体的に、第３実施形態では、装置本体１０に、左側のガイド１３と台座部１２を貫通する縦穴４６が設けられている。縦穴４６の上端には、先端にコネクタを有するチューブ４５が接続されており、縦穴４６の下端には、所定長さの排出管４８が接続されている。排出管４８の途中には、電磁弁４７が設けられている。
【０１０２】
一方、センサ２では、刺激室３２が狭隘の流路となっている。このため、刺激室３２と測定室３１の間には、上流側狭隘部ではなく、刺激室３２の幅と測定室３１の幅の中間の幅を有する開放部３７が設けられている。すなわち、第４実施形態では、下流側狭隘部３５のみが設けられている。
【０１０３】
第４実施形態の生乳検査装置１Ｄを使用するには、センサ２を装置本体１０に装着した後に、流路３の他端３ｂにチューブ４５の先端に設けられたコネクタを接続する。その後、流路の一端３ａに生乳を投入しながら電磁弁４７を開くことにより、縦穴４６及び排出管４８による落差圧によって一端３ａに投入された生乳が刺激室３２内に引き込まれる。これにより、刺激室３２の前後の側面によって生乳に剪断応力がかけられる。すなわち、第４実施形態では、刺激室３２、チューブ４５、縦穴４６、排出管４８及び電磁弁４７によって刺激手段４Ｄが構成されている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
なお、電磁弁３７に代えて、例えばポンプを用いれば、生乳にかける剪断応力を自由に設定することができる。
【０１０５】
（第５実施形態）
図１０（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第５実施形態に係る生乳検査装置１Ｅを示す。この生乳検査装置１Ｅでは、生乳の検査を４箇所で同時に行うことが可能なセンサ２が装置本体１０に固定されており、装置本体１０には、生乳の検査場所に対応した４つの表示部１６が設けられている。なお、図１０（ａ）では、ボタン１５ａ，１５ｂを省略している。
【０１０６】
具体的に、センサ２は、試料ガイド８によって４つの流路３が形成されたセンサ本体２７と、センサ本体２７に着脱可能な４つのチップ２５とを有する。４つの流路３の一端３ａはセンサ本体２７の４つのコーナーの近くに配置されており、４つの流路３の他端３ｂはセンサ本体２７の中央にまとめて配置されている。
【０１０７】
センサ本体２７は、グリップ部１２ａが連設されたベースプレート２６を有している。ベースプレート２６には、流路３に沿って溝が形成されていてもよい。試料ガイド８は、例えば高さ５ｍｍ、幅１ｍｍのものである。
【０１０８】
試料ガイド８は、図１１に示すように、生乳の投入口である流路３の一端３ａを構成する一部が途切れた円形筒状部８１と、生乳の貯留口である流路の他端３ｂを構成する一部が途切れた矩形筒状部８２とを有している。なお、矩形筒状部８２の２つの壁部は他の流路３用の矩形筒状部８２と共用となっている。また、試料ガイド８は、円形筒状部８１の途切れた部分と矩形筒状部８２の途切れた部分をつなぐ一対の縦壁部８３，８４を有している。一方の縦壁部８３は、上流側縦壁部８３ａと下流側縦壁部８３ｂに分断されており、この間にチップ２５が装着されるようになっている。
【０１０９】
チップ２５は、基板２５ａを有し、この基板２５ａの上面に、一端に作用極６Ａを有する第１電極６１、一端に参照極６Ｂを有する第２電極６２、及び一端に対極６Ｃを有する第３電極６３が設けられている。さらに、基板２５ａの上面には、第１〜第３電極６１〜６３を横切るように例えば高さ３ｍｍの液止めシート２５ｂが貼着されており、チップ２５における液止めシート２５ｂよりも第１〜第３電極６１〜６３の他端側の部分が装置本体１０に接続される接続部となっている。
【０１１０】
そして、チップ２５が上流側縦壁部８３ａと下流側縦壁部８３ｂの間に装着されたときには、液止めシート２５ｂによってその間が塞がれ、流路３に生乳を満たすことが可能となる。また、上流側縦壁部８３ａの下流端には、他方の縦壁部６４に向かって延び、隔壁部８３ｃとの間に上流側狭隘部３４を形成する形成隔壁部８３ｃが設けられている。一方、下流側狭隘部３５は、縦壁部６４の下流端と下流側縦壁部８３ｂの下流端とで形成されている。すなわち、第４実施形態では、縦壁部８４の上流側部分、上流側縦壁部８３ａ、隔壁部８３ｃ及びベースプレート２６の上面によって刺激室３２が構成され、隔壁部８３ｃ、縦壁部８４の下流側部分、液止めシート２５ｂ、下流側縦壁部８３ｂ及び基板２５ａの上面によって測定室３１が構成される。
【０１１１】
なお、第５実施形態では、第３実施形態と同様に、刺激室３２の床面に超音波発信素子又は電気磁石を埋め込むことにより、刺激室３２内で生乳に超音波を照射する又は生乳に磁場を印加する刺激手段を構成すればよい。
【０１１２】
このような構成であれば、チップのみを使い捨てとすることができ、使い勝手をよくすることができる。また、測定室３１の床面を構成するチップのみを使い捨てとすることで、材料の無駄を少なくでき、センサの低コストが可能となる。さらに、センサ本体２７は繰り返し使用とし、チップ２５を使い捨てとすることで、測定室３１を集中して配置することが可能となり、１つのセンサで１頭分、４分房の測定を行うことも可能となる。
【０１１３】
（変形例）
なお、前記実施形態では、生乳の投入開始から投入終了までの全期間に亘って刺激手段が生乳に物理的エネルギーを加えるようになっているが、生乳の投入開始から投入終了までの期間のうちで所定時間だけ刺激手段が生乳に物理的エネルギーを加えるようにしてもよい。例えば、装置本体１０に刺激開始用の押しボタンを設け、その押しボタンが生乳投入時にユーザーに押されてから一定時間だけ刺激手段に電力が供給されるようにしてもよい。なお、前記の所定時間は、刺激手段の刺激を与える方法に応じて決定すればよい。
【０１１４】
また、流路３には、刺激室３２が特別に区画されている必要はなく、例えば流路３の一端３ａから測定室３１までの部分が一定幅となっていて、この部分を生乳が流れる途中で刺激手段によって生乳に物理的エネルギーが加えられるようになっていてもよい。
【実施例】
【０１１５】
以下に実施例を説明する。本実施例で示した生乳検査装置は一例であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１１６】
［生乳サンプル中の体細胞数計測］
５頭の乳房炎既往症履歴を持つ乳用牛を特定した後、各乳用牛から分房別に生乳サンプルを採取した。
【０１１７】
生乳サンプルをスライドグラスの上の一定面積に塗抹し、乾燥、染色、鏡検して、細胞数を数えた結果と、顕微鏡（油浸レンズ観察）の視野の面積との関係によって、生乳サンプル中に存在する体細胞数を算出した。なお、代表視野は１６視野以上計測し、視野全ての有核体細胞数を計測した。体細胞数計測には、オリンパス光学工業株式会社の検査用顕微鏡（型式：ＢＸ４１）を使用した。
【０１１８】
体細胞数計測は全ての生乳サンプルについて行い、それらのうちから各乳用牛から１つの生乳サンプルを選定した。生乳サンプルの体細胞数は、ａ：８万個／ｍＬ、ｂ：２０万個／ｍＬ、ｃ：２８万個／ｍＬ、ｄ：６０万個／ｍＬ、ｅ：１４３万個／ｍＬであった。
【０１１９】
［活性酸素測定センサの製造］
［実施例１〜４］
実施例１〜４では、センサを共通にした。まず、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、長さ１１５ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。このベースプレートの水に対する接触角は７２°であった。次に、ベースプレートにマスキングを施し、蒸着装置〔（株）アルバック社製、型式：ＵＥＰ〕を用い、作用極（金）、参照極（銀／塩化銀）、対極（白金）を形成した。作用極の直径は６ｍｍ、対極の直径は１２ｍｍとした。
【０１２０】
次に、作用極（金）をシステイン溶液に浸漬させ、作用極の表面上にシステインの自己組織化単分子膜を形成した後、浸漬法によりＳＯＤ酵素を塗布して固定した。ＳＯＤ酵素の厚みは０．０２μｍとした。
【０１２１】
次に、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、２つの貫通孔及びこれらの貫通孔をつなぐ深さ１ｍｍの溝を有する、長さ１１０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み４ｍｍのカバープレートを形成した。具体的に、生乳の投入口を構成する貫通孔を直径３０ｍｍ、生乳の貯留口となる貫通孔を直径２０ｍｍとし、溝を、刺激室が２０ｍｍ×２０ｍｍ、上流側狭隘部が長さ２ｍｍ×幅１ｍｍ、測定室が３０ｍｍ×３０ｍｍ、下流側狭隘部が長さ２ｍｍ×幅１ｍｍとなる形状にした。カバープレートの水に対する接触角は７２°であった。
【０１２２】
次に、レーザー樹脂溶着機（ミヤチテクノス社製、型式：ＭＬ−５２２０Ｂ）を使用し、ベースプレートとカバープレートとを溶着し、活性酸素測定センサを得た。
【０１２３】
［実施例５］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を用いて射出成形法により、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。その際、スタンパーを使用して、ベースプレートの作用極を形成する領域に、直径２０μｍ、高さ２０μｍの突起を、図３に示すように１５μｍの間隔Ｌにてマトリクス状に形成し、その上に直径１２ｍｍの作用極を形成した。その他は実施例１〜４と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１２４】
［実施例６］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を用いて射出成形法により、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。その際、スタンパーを使用して、ベースプレートの作用極を形成する領域に、直径３０μｍ、高さ７５μｍの突起を、図４に示すように２０μｍの間隔Ｌにて千鳥状に形成し、その上に直径１２ｍｍの作用極を形成した。その他は実施例１〜４と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１２５】
［比較例１］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、長さ６０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。次に、ベースプレートにマスキングを施し、蒸着装置〔（株）アルバック社製、型式：ＵＥＰ〕を用い、作用極（金）、参照極（銀／塩化銀）、対極（白金）を形成した。作用極の直径は４ｍｍ、対極の直径は８ｍｍとした。
【０１２６】
次に、作用極（金）の表面上に、システイン単分子膜及び酵素試薬の代わりに金属ポルフィリン錯体の重合膜を形成した。金属ポルフィリン錯体の重合膜は、特許文献３の参考例１，２の手法に沿って形成した。
【０１２７】
次に、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、２つの貫通孔及びこれらの貫通孔をつなぐ深さ０．５ｍｍの溝を有する、長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み３ｍｍのカバープレートを形成した。２つの貫通孔の直径をそれぞれ２０ｍｍ、３０ｍｍとし、溝の形状を長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍの長方形状とした。
【０１２８】
次に、レーザー樹脂溶着機（ミヤチテクノス社製、型式：ＭＬ−５２２０Ｂ）を使用し、ベースプレートとカバープレートとを溶着し、活性酸素測定センサを得た。
【０１２９】
［比較例２］
作用極（金）の表面上に金属ポルフィリン錯体を設けない、すなわち作用極の表面を露出させた以外は比較例１と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１３０】
［比較例３］
作用極（金）の表面上に、金属ポルフィリン錯体の代わりにＳＯＤ酵素を塗布した以外は比較例１と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１３１】
［比較例４］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を用いて射出成形法により、長さ６０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成する際に、スタンパーを使用して、ベースプレートの作用極を形成する領域に、直径１００μｍ、高さ１００μｍの突起を、３００μｍの間隔でマトリクス状に形成し、その上に作用極を形成した以外は作用極を露出させた比較例２と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１３２】
［活性酸素測定センサが検出する電流値の測定］
前述した各生乳サンプルａ〜ｅについて、実施例及び比較例の活性酸素測定センサを用いて電流を検出し、その電流値を測定した。電流値の測定は、ポテンシオスタット・ガルバノスタット（北斗電工株式会社、型式：ＨＡ―１５１）を使用した。
【０１３３】
活性酸素測定センサの流路の一端に生乳サンプルを投入しながら、作用極と参照極に直流１Ｖを印加した後、作用極に０．３Ｖの追加電圧を印加した。作用極上で酸化分解が発生すると同時に、対極には酵素の還元が起こり、作用極と対極との間に電流が流れた。その電流値を測定した。電流値の測定は、活性酸素測定センサを、３７℃に設定されたプレート式のヒータ上に固定して行った。
【０１３４】
実施例１，２では、刺激室に流入した生乳に、センサ２の外から波長０．３６μｍの紫外線を照射した。紫外線照射は、照度２０００ｍＷ／ｃｍ2の条件にて、実施例１では２秒間、実施例２では５秒間行った。実施例３，６では、刺激室に流入した生乳に、センサ２の外から中心波長１．０μｍの赤外線を照射した。赤外線照射は、放射強度２０００ｍＷ／ｓｒの条件にて、実施例３，６ともに５秒間行った。実施例４では、刺激室に流入した生乳に、センサ２の外から１Ｖ／ｍの電場を印加した。実施例５では、刺激室に流入した生乳に、周波数５０ｋＨｚの超音波を照射した。超音波照射は、出力１０００Ｗの条件にて、１０秒間行った。比較例１〜４では、生乳に対して刺激を与えず、単に流路に流すだけにした。
【０１３５】
上記の刺激の方法及び条件並びに作用極の構成をまとめると表１のようになる。
【表１】
【０１３６】
また、電流値の測定結果は、表２及び図１２に示すとおりであった。
【表２】
【０１３７】
表２から、比較例１〜４では、乳房炎に罹患した履歴を有する牛のものであるが生乳中の体細胞数が８万個／ｍＬと低い生乳サンプルａと比較し、体細胞数の値が高い生乳アンプルｂ，ｃとで電流値の差がほとんどなく、乳房炎を初期段間で診断することが困難であることが分かる。体細胞数の値が更に高い生乳サンプルｄ，ｅにおいても、体細胞数の増加に応じた電流値を得ることができない。
これに対し、実施例１〜６では、生乳サンプルａ〜ｅの体細胞数に応じて電流値の増大が認められ、体細胞数が３０万個／ｍＬ以下の範囲においても高い電流値を得ることができ、乳房炎を初期段間で診断することができる。
【０１３８】
また、図１２のグラフから、実施例１〜６では、生乳中の体細胞数の増加に従い、活性酸素測定センサが検出する電流値が大きく増大し、生乳中の体細胞数と電流値との相関関係が良好であることが確認できる。なかでも、実施例５の作用極が複数の突起を有する場合、電流値が高くなることが確認できた。実施例６のように作用極の複数の突起のアスペクト比が高くなると、さらに電流値が高くなることがわかる。
【符号の説明】
【０１３９】
１Ａ〜１Ｅ 生乳検査装置
２ センサ
２５ チップ
２７ センサ本体
３ 流路
３ａ 一端
３ｂ 他端
３１ 測定室
３２ 刺激室
３４ 上流側狭隘部
３５ 下流側狭隘部
４Ａ〜４Ｄ 刺激手段
５ ヒータ
６Ａ 作用極
６ａ 突起
６Ｂ 参照極
６Ｃ 対極
７１ 単分子膜
７２ ＳＯＤ酵素
７３ 表層
１０ 装置本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生乳の検査に用いられる生乳検査装置並びにこれを用いた体細胞数測定方法及び家畜症状診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
畜産において、家畜の病気、けがの発見、投与した薬剤の効果の診断など、家畜の状態を早期に詳しく診断するニーズは近年ますます高まっている。特に感染性の疾病においてはそのニーズは高い。哺乳類、とりわけ牛、羊、山羊など酪農用の家畜の症状診断には家畜の生乳を分析することが重要かつ有効な手段である。
【０００３】
たとえば乳房炎は、乳用牛の死廃傷病事故のなかで最大の問題になっている。乳房炎は、罹りやすい上に極めて治りにくい病気であるため、世界的に最難治疾病の一つとされている。乳房炎に罹患した乳用牛の生乳中の体細胞数は、正常な乳用牛が通常２〜１０万個であるのに対し、３０万個／ｍＬ以上、なかには３００万個／ｍＬ以上の慢性乳房炎に至る場合も少なくない。体細胞数の測定は煩雑であり、しかもそれを実現する装置は高価なため、通常生乳の検査は大型タンクに集められて（多くの場合は別の検査機関などに搬送されて）から行われる。そうすると、発覚が遅れて被害量が増えるだけでなく、サンプリングした生乳中の体細胞数が規定値以上であることが発覚した場合、生乳がタンク単位で廃棄されたり酪農家へペナルティ（課徴金）が課されたりする。そして、その年間被害額は、日本全体で８００億円〜１０００億円と試算されている。
【０００４】
また、乳房炎による体細胞数の増加は、食の安全にも直結した課題である。乳房炎に感染すると、黄色ブドウ球菌が乳腺組織に定着するとともに、生乳中に黄色ブドウ球菌が混入する。黄色ブドウ球菌は、食中毒の原因となるエンテロトキシンを産生し、これを生乳中に放出する。生乳の製造工程において、殺菌によって黄色ブドウ球菌は殺菌されるものの、エンテロトキンは分解されないため、食中毒のリスクは排除されない。エンテロトキシンによる食中毒リスクを回避するためにも、乳房炎の早期発見と治療が望まれている。これら乳房炎の発見及び診断においては前記家畜の生乳を分析する方法は非常に有効である。
【０００５】
けが、炎症、感染性の疾病においては生乳中の体細胞、例えば好中球が増加する場合が多く見られる。とりわけ乳房炎においてはこの傾向は顕著である。
【０００６】
画像識別法は、生乳中の好中球を染色し、カメラによって脂質粒子と好中球を識別、自動計測する方法である。画像識別法においては、脂質粒子による遮光の問題が生じるため、生乳の容量は０．１ｍＬ以下とされ、薄い平らな空間に生乳を固定する等して計測を行う。しかしながら、画像識別法による自動細胞数測定機器による体細胞数測定は、極めて高額であるという問題があった。また、光学顕微鏡による塗沫測定では、手間がかかりすぎるという問題があった。また使用するサンプルが少量であるため、測定誤差が生じやすいという問題もあった。
【０００７】
そこで、生乳の分析において混入した体細胞から放出される活性酸素量を、ルミノール化学発光法で測定することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
ルミノール化学発光法は、ルミノール試薬によって、好中球から放出された活性酸素を励起し、その化学発光量を検出して、増幅・定量化する方法である。細菌侵入に連動して集まる好中球数を、感染初期の細菌侵入開始段階から、重度乳房炎まで広範囲にわたって、高感度で検出可能な技術である。
【０００９】
しかしながら、ルミノール化学発光法による乳房炎診断装置は、装置が高額となり、一定の光量を得るまでに１０分以上の時間を必要とするため、実用性に課題を有していた。日本における乳用牛の飼養頭数だけでも、１００万頭以上である。分房別に感染の有無を診断しようとすると、４００万個以上の分房が対象となる。年間数回の感染チェックを行おうとすると、年間１０００万回を超える測定が必要となり、迅速測定及び装置価格の点で課題を有するルミノール化学発光法は実用性に課題を有していた。また一定の光量を得るまでに時間がかかるため、製造コストと迅速化が課題となっていた。更に、通常ルミノール化学発光法を用いて生乳中の体細胞数を計測する場合、生乳中の脂質粒子が透明性を損なうために測定に用いる生乳の容量を０．１ｍＬ以下とし、数倍〜数１０倍透明な生理食塩水で希釈することが必要となる。生乳中の好中球の存在比率は通常多少のバラツキあるため、サンプル量を少なくすることで、バラツキが測定値に与える影響が大きくなり、測定精度が低下する。
【００１０】
この問題を改良した方法として、好中球から放出された活性酸素の存在を電流として検出することが提案されている。例えば特許文献２には、円筒状の絶縁部材の内周面に作用極が形成され、外周面に対極が形成されたニードル状の活性酸素センサを備える乳房炎診断装置が開示されている。この乳房炎診断装置は、活性酸素センサによって活性酸素の濃度を測定し、その濃度に基づいて乳房炎に罹っているか否かを判定するものである。作用極及び対極は、導電性部材の表面に金属ポルフィリン錯体の重合膜が形成されたものであり、活性酸素の測定原理は次のとおりである。
【００１１】
活性酸素センサを活性酸素（例えば、スーパーオキシドアニオン：Ｏ2-）の存在する生乳中に漬けると、金属ポルフィリン錯体中の金属が活性酸素により還元される（例えば、Ｆｅ3+→Ｆｅ2+）。そこで、作用極と対極との間にある程度の電圧を印加すると、還元された金属が再酸化され（例えば、Ｆｅ2+→Ｆｅ3+）、電流が流れる。このときの電流値は、活性酸素の濃度と対応しているため、その電流値から活性酸素の濃度を検出することができる。
【００１２】
生乳の生産において、体細胞数の管理目標値は、３０〜５０万個／ｍＬ以下に設定されている。乳房炎に感染した生乳中の体細胞数に占める好中球の比率は、８割〜９割と報告されており、体細胞数が３０〜５０万個／ｍＬの場合、好中球数は２７〜４５万個／ｍＬと推定される。このような生乳中の体細胞数は、健康な牛の血液中の好中球数の約１／１０程度と低濃度であることから、生乳の分析による家畜の症状診断においては低濃度の体細胞を再現性よく測定できることが望まれる。
【００１３】
しかしながら、電極に金属ポルフィリン錯体の重合膜を用いたニードル状の活性酸素センサの場合、好中球数がそれほど増加しない乳房炎の初期段階では、金属ポルフィリン錯体の重合膜表面からの反応によって得られる電流値の増加量は非常に小さく、乳房炎を初期段階で診断することが困難であった。
ニードル状の活性酸素センサの場合、測定を行う作用極及び対極はニードルの先端となり、反応面となる作用極の面積は極めて小さくなるため、得られる電流値は小さくなり、検出感度に課題を有していた。作用極の面積が極めて小さいため、生乳中の脂質粒子が作用極に付着すると、更に検出感度は低下することになる。作用極の面積を大きくしようとすると、ニードルの直径を太くすることが必要となり、ニードルの体積増加による電流量の損失が発生して検出感度を高めることにはならない。
また、生乳中の体細胞から放出される活性酸素は生乳中に拡散しているため濃度が低く、ニードル状の活性酸素センサを生乳に浸しただけでは、活性酸素を検出することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−０４１６９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６４９０号公報
【特許文献３】特開２００６−３１４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、電極に金属ポルフィリン錯体の重合膜を用いたニードル状の活性酸素センサを備える生乳の分析方法は、作用極の面積が極めて小さく、好中級がニードル状の活性酸素センサの近傍に存在しないため、金属ポルフィリン錯体の重合膜表面からの反応によって得られる電流値の変化量が非常に小さくなり、低濃度での分析が困難であった。このため例えば乳房炎を初期段階で診断することが困難であった。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、畜産業において高い精度で迅速に生乳を分析することによって、例えば酪農におけるタンク単位での生乳の廃棄や被害の拡大を防止するために乳房炎を初期段階で診断することを可能とする、生乳検査装置並びにこれを用いた体細胞数測定方法及び家畜症状診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これら目的を達成するために、本発明は、生乳の検査に用いられる生乳検査装置であって、前記生乳を一端から他端に流すための流路であって前記生乳中に含まれる活性酸素を検出するための測定室を途中に有する流路、前記測定室に設けられた、表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極、及び前記測定室に設けられた、前記作用極との間に電圧が印加される対極、を含むセンサと、前記測定室よりも上流側で前記流路を流れる生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させる刺激手段と、を備える、生乳検査装置を提供する。
【００１８】
この構成によれば、生乳を流路に流しながら分析できる。しかも、測定室の上流側で生乳中の体細胞に刺激を与えることにより活性酸素の発生を促し、更にまた、活性酸素とＳＯＤ酵素の迅速で高感度な反応によって発生する電流を測定するため、体細胞の濃度が低い場合も精度の高い測定が可能である。
【００１９】
なお、本発明でいう生乳検査装置とは、活性酸素とＳＯＤ酵素の反応によって発生した電流量に基づいて体細胞数の評価を可能にするものである。電流量から体細胞数を算出する算出部を該装置内に設けてもよく、電流値そのものや、これから算出した別の数値（例えば活性酸素量）を該装置で測定し、別途算出手段によって体細胞数を評価してもよい。
【００２０】
また、本発明は、上記の生乳検査装置から得られる検査結果を用いて家畜の症状を診断する、家畜症状診断方法を提供する。
【００２１】
この構成によれば、本発明の高感度な生乳検査装置から得られる検査結果を用いることで、家畜の疾病を初期段階で確認でき、個体ごとの免疫力や薬剤投与効果なども容易に確認できる。免疫力などを診断することで出産が家畜に与える影響や、育種、血統、育成環境などの影響も整理が容易になり、繁殖、品種改良などでも有用である。また個体ごとに診断し、疾病が確認できるので、疾病した生乳を健康な生乳と混入させて、廃棄対象が広がることも防げるばかりか、その場で結果が判断できることで疾病した生乳の出荷を速やかに停止できるので、無駄が少なく効率が高い。
【００２２】
本発明の生乳検査装置を用いた症状診断方法により、例えば体細胞数及びその変化を把握することができ、潜在性乳房炎の早期感染を発見したり、臨床性乳房炎に移行する可能性のある乳用牛を特定したりすることが可能となる。
体細胞から放出される活性酸素量は、育種別及び血統別によって異なることが予測される。本発明の生乳検査装置を用いることにより、育種別及び血統別に好中球から放出される活性酸素量を電流量で把握することができ、乳房炎に感染しにくい育種を選抜して繁殖させることが可能となる。
体細胞から放出される活性酸素量は、乳腺組織及び生乳中の黄色ブドウ球菌数が多いか少ないかによって変動することが予測される。例えば、非感染の健康乳牛であれば、黄色ブドウ球菌数は少なく、好中球から放活性酸素を放出する必要ないため好中球の活性が高く、得られる電流量が大きくなると予想される。逆に、乳房炎感染が進行した乳用牛では、黄色ブドウ球菌数が多いため、好中球から活性酸素を放出して死滅する好中球が多く、得られる電流量が小さくなると予測される。
乳用牛の出産後は、免疫力が低下するために生乳中の体細胞数が多くなることが知られている。酪農家は、治療のために抗生物質を投与するが、投与期間中は生乳を出荷することができない。また、抗生物質の投与効果を迅速に把握するシステムは存在しない。
また本発明の生乳検査装置を用いた症状診断方法により、好中球から放出される活性酸素量の増減を把握することができ、薬剤投与効果のある乳用牛は好中球１個あたりの電流値が高いといった、飼養中の乳用牛に対しての新しい確認方法を提供できる。
【００２３】
さらに、本発明は、上記の生乳検査装置を用いて、前記生乳検査装置における作用極と対極との間に電圧を印加したときに生乳中に含まれる活性酸素とＳＯＤ酵素との反応によって流れる電流量を測定し、該電流量を体細胞数に換算する、体細胞数測定方法を提供する。
【００２４】
この構成によれば、測定した電流量を体細胞数に換算することで、他の方法で行われてきた過去のデータとの比較が容易になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、乳房炎を初期段階で診断することが可能となる。これにより、タンク単位での生乳の廃棄を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る生乳検査装置の平面図、（ｂ）は同装置の正面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した生乳検査装置を構成するセンサの平面図、（ｂ）は（ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。
【図３】第１電極部の表面に突起によって凹凸形状を形成した例を示す斜視図である。
【図４】突起の配置の変形例を示す平面図である。
【図５】突起の拡大断面図である。
【図６】図１に示した生乳検査装置のブロック図である。
【図７】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る生乳検査装置の正面図、（ｂ）は同装置の要部拡大断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る生乳検査装置の正面図、（ｂ）は同装置の要部拡大断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る生乳検査装置の平面図、（ｂ）は同装置の正面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第５実施形態に係る生乳検査装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のXＢ−XＢ線断面図である。
【図１１】図１０（ａ）の一部拡大図であり、ベースプレートにチップを装着する前の状態を示す図である。
【図１２】体細胞数と電流値の関係を示すグラフ（散布図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の生乳検査装置は、生乳中の体細胞数が例えば１０〜３０万個／ｍＬの範囲であっても、精度の高い測定を実行することができ、乳房炎の早期感染を把握することが可能である。通常、乳房炎感染の目安は、２０〜３０万個／ｍＬの範囲とされている。正常な分房別の体細胞数は２〜１０万個／ｍＬの範囲であることが多く、乳用牛１頭が有する４つの乳房のなかで、１つ又は２つの分房のみが乳房炎に感染している場合が多い。本発明の生乳検査装置によれば１０〜３０万個／ｍＬの体細胞数を測定可能であるために、分房別の感染の有無を、精度良く判別することが可能となる。
【００２８】
通常、生乳中の体細胞は凝集することなく、生乳中に概ね均一に浮遊している。結果として測定電極である作用極の周囲には浮遊している体細胞のごく一部しか存在せず、大部分の体細胞は電極との距離が離れているため、十分な測定精度を得るには、生乳中に高濃度（例えば、１００万個／ｍＬ以上）で体細胞が存在する必要がある。例えば、測定電極である作用極の電極直径が５ｍｍの場合、電極から高さ０．５ｍｍ程度の生乳中に存在する体細胞から放出された活性酸素しか検出できないとすれば、生乳中の体細胞数が３０万個／ｍＬの場合、直径５ｍｍの作用極が検出可能な体細胞数は約３０００個と少ない。生乳中の好中球の存在比率は通常多少のバラツキあるため、測定する体細胞数が低下すると、バラツキが測定値に与える影響が大きくなり、測定精度が低下する。
【００２９】
本発明の生乳検査装置は、流路を流れる生乳中の体細胞に測定室の上流で刺激を与える刺激手段を有することで、生乳中の体細胞の活性を高めることが特徴の一つである。刺激手段によって刺激を受けることで、体細胞は擬似足場を形成し粘着性を発現すると共に、活性酸素の産生量を高めることができるようになる。例えば、流路の測定室の上流側に刺激室を設け、この刺激室内で刺激手段によって生乳中の体細胞に刺激を与えてもよい。本発明の刺激手段は、体細胞を活性化するための薬剤であってもよく、生乳に物理的エネルギーを加えるものであってもよい。
【００３０】
刺激手段として薬剤を採用する場合は、例えば刺激室の床面に薬剤を塗布又は固定しておけばよい。体細胞を活性化する薬剤として、例えば好中球の活性化剤としては、例えば、ケモカイン、エイコサノイド、ロイコトリエン、ＦＭＬＰ、ザイモザン、ホルボールミリステートアセテート（ＰＭＡ）、コンカナバリンＡ、遊離脂肪酸、界面活性剤、金属微粒子、ポリマー微粒子等があげられる。金属微粒子に接着した好中球は、磁力によって電極近傍へ集積させてもよく、またポリマー微粒子に接着した好中球は重力、あるいは浮力で電極近傍へ集積させてもよい。また、通常特に制限はないが、活性化因子として活性化剤を用いる場合の好適な量は測定室又は生乳の体積に対して１ｎｇ／ｍＬ〜５００μｇ／ｍＬである。
【００３１】
生乳に物理的エネルギーを加える方法によれば、工業技術上確立された素子を使用して安価かつ高精度にエネルギーを与えることができるため、生乳検査装置の製造コストを安価にすることが可能である。また、生乳に物理的エネルギーを加える方法は、薬剤刺激と比較して長期安定性があり、しかも生乳検査装置が設置された環境温度及び湿度に影響を受け難いため、使用年数が経過しても精度の高い測定値を再現することが可能となる。
【００３２】
生乳に物理的エネルギーを加える場合、刺激手段としては、生乳に電磁波又は超音波を照射する刺激手段、生乳に剪断応力をかける刺激手段、生乳に電場又は磁場を印加する刺激手段等が好適に用いられる。
【００３３】
生乳に電磁波を照射する刺激手段を用いる場合には、細胞核に作用する０．０１〜０．４μｍの波長の紫外線を照射することが好ましい。紫外線を照射すると、体細胞の外殻の一部が破壊されやすくなり、それによって活性化が促進され、体細胞からの活性酸素の放出量が多くなる。より好ましい紫外線の波長は０．１〜０．３μｍである。
【００３４】
また、電磁波としては、紫外線以外に、細胞内の水の分子運動を高めて細胞膜を柔軟化させるという観点から、マイクロ波、赤外線、可視光線等を用いてもよい。マイクロ波を用いる場合は、周波数が１〜１０ＧＨｚの範囲内のマイクロ波が好ましく、周波数が２〜４ＧＨｚの範囲内のマイクロ波がより好ましい。赤外線を用いる場合は、波長０．７〜１０００μｍの赤外線が好ましく、波長２．０〜５００μｍの赤外線がより好ましい。可視光線を用いる場合は、波長３８０〜７５０ｎｍの可視光線が好ましく、波長４３０〜６００ｎｍの可視光線がより好ましい。
【００３５】
生乳に超音波を照射する刺激手段を用いる場合には、通常特に制限はないが、１０〜２００ｋＨｚの周波数の超音波を照射することが好ましく、２０〜１００ｋＨｚの周波数の超音波を照射することがより好ましい。
【００３６】
生乳に剪断応力をかける刺激手段を用いる場合には、剪断応力は１０〜１００００ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2であることが好ましく、５０〜５０００ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2であることがより好ましい。
【００３７】
生乳に電場を印加する刺激手段を用いる場合には、電場の強さは０．００１〜１０Ｖ／ｃｍの範囲が好ましく、０．０１〜５Ｖ／ｃｍの範囲がより好ましい。さらに前記の電場は、２０Ｈｚ〜１０ＭＨｚのパルス状に印加してもよい。
【００３８】
生乳に磁場を印加する刺激手段を用いる場合には、磁場の強さは０．０５〜３０ｍＴの範囲が好ましく、０．１〜２０ｍＴの範囲がより好ましい。さらに前記の磁場は、２０Ｈｚ〜１０ＭＨｚのパルス状に印加してもよい。
【００３９】
あるいは、生乳に物理的エネルギーを加える場合、刺激手段としては、例えば、生乳に圧力をかける刺激手段や、上記の構成を組み合わせた刺激手段を用いることも可能である。
【００４０】
例えば、物理的エネルギーとして浸透圧を用いる場合には、浸透圧は１０〜２５０ｍＯｓｍの範囲内であることが好ましく、２０〜１００ｍＯｓｍの範囲内であることがより好ましい。
また、浸透圧以外の圧力としては、空気圧、水圧、真空圧を用いてもよい。活性化因子として空気圧、水圧、真空圧を用いる場合は、白血球が破壊されない程度の加圧又は減圧を行えばよく、その圧力は通常特に制限はないが、０．０１Ｐａ〜１０ＭＰａの範囲内であることが好ましく、０．１Ｐａ〜１ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。
【００４１】
本発明の生乳検査装置のもう一つの特徴は、生乳が流路を流れることによって作用極への体細胞の付着機会を飛躍的に高めることである。体細胞のかなりの部分を占める殺菌能を有する好中球は走化性を有することが知られている。しかし、菌等を捕捉するための好中球の走化速度は１〜５分／ｍｍ程度と遅いため、例えば測定室に生乳を滴下した場合には、生乳中の好中球が作用極に到達するのに少なくとも数分間かかり、迅速な測定は困難である。また、好中球は、活性化させる薬剤（刺激物質）濃度を感知し、薬剤濃度の高い方に移動する。作用極への体細胞の付着機会を高めるためには、薬剤を作用極に固定することが好ましいが、このようにすると薬剤の安定性及び製造コストが問題になる。
【００４２】
本発明では、刺激手段によって粘着性と活性酸素の放出量を高めた体細胞を、流れによって迅速に、作用極及びその近傍に付着させることが可能である。刺激手段による刺激と流れにより、通常の生乳中に浮遊している場合と比較して、作用極の表面には、数倍以上の好中球を付着させることができ、数倍以上の検出感度を実現可能となる。また、更に、作用極の表面を疎水性とすることで、作用極及びその近傍への好中球の付着性を高めることができる。体細胞のなかで、好中球、血小板は疎水性表面に粘着しやすいことが知られている。刺激手段によって付着性の高まったこれらは、疎水性表面に触れることで、付着の程度を増すことになる。直径５ｍｍの作用極上に、高さ０．５ｍｍの高さまで集積可能な好中球数は、好中球の直径を２０μｍ、間隔を２０μｍとした場合、約１５万個となる。
【００４３】
本発明を、人の疾患にて説明する。好中球の組織付着による疾患として、虚血再還流時の組織損傷、歯周病が挙げられる。
【００４４】
虚血再還流とは、外科手術における組織の切開の際、患者の出血を抑えるために動脈、静脈血管をクランプ等で閉塞させた後、術後にクランプ等を開放し、組織や臓器への血流を再開するステップをいう。虚血再還流時における大きな課題は、血流が再開された際、血小板や好中球が、手術を行った臓器の血管の内側に急速に集中（粘着）し、好中球から放出される活性酸素によって臓器の細胞を破壊して組織損傷を発生させることである。
外科的処置を必要とする患者は、生体免疫機能のバランスが崩れやすく、血小板や好中球の走化性、粘着性が高まっていること多いとされる。更に、再還流時の血管内皮の性質変化により、好中球が血管内皮により粘着し易くなり、組織損傷を発生させるリスクが高くなるとされている。
【００４５】
歯周病は、歯を支える歯肉組織、及び骨組織が損傷し、症状が進行すると歯が抜けてしまう疾患である。歯周病における組織損傷も、好中球の関与が明らかになっている。口腔内には、多くの細菌、及び細菌から産生されたＬＰＳ等の毒素が存在する。このプラークと呼ばれる細菌や毒素が歯肉組織に定着すると、血管内の好中球はプラークを退治しようと歯肉組織に定着し、好中球から産生される活性酸素によって歯肉や骨の細胞を破壊し、歯周病が進行する。
【００４６】
本発明では、前記人の疾患と同じような好中球の挙動（作用極とその近傍への好中球付着と活性酸素放出量の増大）を、作用極上での生理活性物質等の薬剤刺激を必要とすることなく実現することが特徴であり、更に流路による流れを利用することによって迅速かつ高精度に、しかも低コストで体細胞数を測定することが可能である。
【００４７】
本発明では、生乳中の脂質粒子による遮光の問題は障害とならないため、生乳の容量を０．１ｍＬ以上とすることで、測定値のバラツキを少なくし、高感度化に必要な作用極及びその近傍への好中球の付着機会を増すことが可能となる。
前記流路の容積は０．１〜５０ｍＬの範囲であることが望ましく、０．５〜２０ｍＬの範囲であることがより好ましい。容積が５０ｍＬを超えると装置が大型化してしまう。また、容積が０．１ｍＬを下回ると、流路内の生乳に含まれる体細胞の濃度が低い場合、測定値に十分な精度が得られない場合がある。
【００４８】
生乳サンプルの採取時期は、朝、夕方の搾乳時のいずれであっても良い。ミルカーによる搾乳時、前絞り、中絞り、後絞りであってもよく、酪農家別に搾乳時間が異なるので、乳用牛の乳量状態に応じて、適宜選択することが望ましい。
【００４９】
電気化学測定法における３電極測定方式は、測定極となる表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極、参照極、及び対極からなる。３電極方式の場合、最初に、作用極と参照極に等電圧が印加された後、作用極に追加電圧（例えば０．３Ｖ）を印加し、作用極と対極間に流れる酸化還元電流値を測定する。
３電極測定方式は、２電極測定方式と比較し、基準電圧を印加するために必要な参照極を有することで、僅かな酸化還元電流であっても、再現性よく検出できることが特徴である。
【００５０】
好中球は、疎水性表面に触れると擬似足場を形成して、付着しやすくなる。前記刺激室及び前記測定室の少なくとも一方の壁面を疎水性表面とすることで、作用極及びその近傍に好中球を付着しやすくなり、センサが高感度化できる。
刺激室及び／又は測定室の壁面を疎水性にするには、そのような材料でセンサを構成してもよいし、刺激室及び／又は測定室の壁面を疎水性有機材料で被覆してもよい。疎水性有機材料を被覆する場合は、刺激室及び／又は測定室の壁面（例えば、天井面、床面、４つの側面）のうち少なくとも最も大きな壁面に疎水性有機材料を塗布しておくことが好ましい。
【００５１】
また、同様の疎水性有機材料により、ＳＯＤ酵素上に疎水性表面を有する表層を形成してもよい。活性酸素は有機材料を通過可能であるため、有機材料を被覆しても感度に問題はない。
【００５２】
疎水性表面の水に対する接触角は、３０°以上１１０°以下の範囲が好ましく、４０°以上１００°以下の範囲がより好ましい。該接触角が３０°を下回ると、好中球の接着性は低下する。一方、該接触角が１１０°を超えると、材料の選択肢が限定され、製造コストに悪影響を与える。
【００５３】
また、疎水性表面を有する前記刺激室を、狭隘な流路とすることで、好中球の付着性を更に高めることができる。刺激室の形状を、例えば、幅２ｍｍ、深さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍとすることで、好中球の疎水性表面への接触機会を高めておき、作用極に付着する好中球数を更に増やすことが可能となる。
【００５４】
作用極の表面は、複数の点状の突起又は複数の点状の窪みによって凹凸形状とされていることが好ましい。通常、作用極の面積が大きくなると、体細胞の付着面積が増大することで、作用極から対極に流れる電流量が多くなり、検出感度が向上する。一方、作用極の面積が大きくなりすぎると、作用極上での電流が生乳中にも拡散するようになり、作用極から対極に流れる電流量は低下し、検出感度が低下する結果となる。
【００５５】
体細胞から放出された活性酸素による電流値をＳ（信号）、作用極から対極に流れるベース電流値をＮ（ノイズ）とすると、Ｓ／Ｎ比を高めることで検出感度は高まる。Ｓ／Ｎ比の向上のため、電流値の生乳中への拡散を極力抑え、作用極から対極に流れる電流値を低くするために、小さな電極を複数配置する方法が考えられるが、小さな電極を複数有することは、電極の造形精度が求められ、収率低下による生産性が低下する。
【００５６】
作用極の表面に、例えば、直径２０μｍ、高さ４０μｍの突起、又は直径２０μｍ、深さ４０μの窪みを、２０μｍ間隔で配置することで、電流の生乳中への拡散を抑制し、電流密度の増大による、Ｓ／Ｎ比の向上が期待できる。作用極上に複数の突起又は窪みを有することで、凹凸形状の先端面（突起の頂面又は窪み以外の面）で発生した電流は生乳中に拡散するものの、凹凸形状の先端面以外の表面で発生した電流は生乳中に拡散することなく、作用極から対極に電流を流すことが可能となり、Ｓ／Ｎ比を飛躍的に高めることが可能となる。
【００５７】
好ましい突起又は窪みの密度は、２００〜１５０００個／ｍｍ2が好ましく、５００〜１００００個／ｍｍ2がより好ましい。突起又は窪みは、例えば柱形であり、その断面形状は円形であっても多角形であってもよい。突起又は窪みの密度が２００個／ｍｍ2を下回る場合、電流が拡散しやすくなり、Ｓ／Ｎ比を高めることは困難な場合がある。一方１５０００個／ｍｍ2を上回る場合、造形精度を維持するために製造タクトタイムが長くなる等、工業生産における難易度が高くなり、高コストとなる場合がある。
【００５８】
生乳中には、固形分である脂質粒子が、好中球数の１００倍以上存在している。また、脂質粒子の粒子径は、乳用牛の育種、飼料の内容等によって異なり、２μｍ〜３０μｍの広い範囲となっている。隣り合う突起の間の距離又は窪みの幅は、生乳中の脂質粒子による閉塞を考慮し、４〜１００μｍが好ましく、１０〜６０μｍがより好ましい。
【００５９】
好ましい突起の高さ又は窪みの深さは、０．５〜１０００μｍであり、より好ましくは５〜５００μｍである。突起の高さ又は窪みの深さが０．４μｍを下回る場合、平坦な作用極と変わらず、Ｓ／Ｎ比の向上が困難となる場合がある。一方１０００μｍを上回る場合、造形精度を維持するために製造タクトタイムが長くなる等、工業生産における難易度が高くなり、高コストとなる場合がある。
一方、突起の幅に対する高さのアスペクト比又は窪みの幅に対する深さのアスペクト比は、大きくなるほど好中球が付着する可能性が高くなるが、同時に工業技術の観点で難易度が高くなり、生産性が低下する可能性があることから、０．２〜１０の範囲から選択することが好ましく、０．５〜５の範囲から選択することがより好ましい。
【００６０】
バッチ測定式の生乳検査装置においては、サンプリングした生乳の温度が、室温付近、例えば２３℃程度まで低くなっていることが予測される。このように生乳の温度が低い場合は、体細胞数が例えば３０万個／ｍＬ以下と少ないと、十分な検出感度が得られない可能性がある。このような場合、作用極を３０〜４５℃の範囲内の温度に保つためのヒータを装備することが好ましい。これにより、生乳を例えば３０〜４５℃付近まで昇温することができ、生乳中の好中球が放出する活性酸素とＳＯＤ酵素との反応性を高め、十分な検出感度を得ることができる。
【００６１】
１つの装置本体に対して、複数のセンサ及び複数の刺激手段を設けることも可能である。乳用牛の乳房は４つあり、例えば、１つの装置本体に４個のセンサを搭載することで、一度で１頭分の４分房を測定することができ、更に迅速な測定が可能になる。
あるいは、１つのセンサ本体に、作用極、参照極及び対極を有するチップを複数設けることも可能である。センサの製造コストの観点からすれば、１つのセンサ本体に複数のチップを有することになれば、大面積化による大量生産が可能となり、低コスト化が可能になる。
【００６２】
電気化学測定法により好中球数を定量化しようとした場合、ｐＡ（ピコアンペア）単位の電流量を電圧に変換した後に、この電圧を増幅することになる。しかし、これらを正確に実行する電子素子は極めて高額となる。
【００６３】
測定装置の販売価格は、例えば１００〜５００万円／台と極めて高額となることが予測され、顧客となる酪農家、生乳検査を行う協会等への普及性は低くなってしまう。顧客となる酪農家、生乳検査を行う協会等への普及性を高めるには、測定装置の販売価格を、例えば、２０万円／台以下にすることが望ましい。２０万円／台以下を実現するには、汎用の電流電圧変換素子、電圧増幅素子を使用することが望ましく、ｎＡ（ナノアンペア）単位の電流量を得ることが望ましい。
【００６４】
本発明は、生乳中の好中球数が、３０万個／ｍＬ以下であっても、測定電極である作用極、及びその近傍に好中球を集めることができ、再現性よく、ｎＡ（ナノアンペア）単位の電流量を得ることを特徴としている。
【００６５】
作用極と対極との間に電圧を印加したときに流れる電流は、１〜５０００ｎＡが好ましく、１０〜１０００ｎＡがより好ましい。電流が１ｎＡを下回る場合は、電流量を電圧に変換するための素子が極めて高額となり、装置価格が高額となり、普及性を損なう場合がある。一方５０００ｎＡを上回る場合、突起又は窪みの密度を高め、アスペクト比を高めることが必要となり、工業生産上の難易度を高め、センサの価格が高額となり、普及性を損なう場合がある。下限値が１ｎＡを下回らない範囲であれば装置は十分な精度が得られる。
【００６６】
体細胞から放出された活性酸素とＳＯＤ酵素との反応によって、酸化還元電流が発生する。この酸化還元電流をＳＯＤ酵素から作用極に良好に伝搬させるためには、作用極をシステイン溶液に浸漬させ、システインの自己組織化単分子膜を形成させた後、その上にＳＯＤ酵素を塗布することが好ましい。
【００６７】
好中球から放出される活性酸素量は、育種別の免疫力、及び血統別によって異なることが予測される。家畜（例えば乳用牛など）の飼養方法は、従来の自然繁殖から、全て人工授精に変わっている。人工授精とは、血統別に冷凍保存されたオスの精子を、メスに注入し、血統別に繁殖させる方法である。更に近年では、食肉処理場で回収された卵巣から卵子を取り出し、血統別の精子と、血統別の卵巣を特定した繁殖法が広がりつつある。
本発明の生乳検査装置、測定方法及び診断方法を用いることにより、育種別、及び血統別に好中球から放出される活性酸素量を電流量として把握することができ、例えば乳房炎に感染しにくい乳用牛など、育種を選抜して繁殖させることが可能となる。
【００６８】
好中球から放出される活性酸素量は、乳腺組織、及び生乳中の黄色ブドウ球菌数の多い、少ないによって変動する。例えば、非感染の健康乳牛であれば、黄色ブドウ球菌数は少なく、好中球から放活性酸素を放出する必要ないため好中球の活性が高く、得られる電流量が大きくなる。逆に、乳房炎感染が進行した乳用牛では、黄色ブドウ球菌数が多いため、好中球から活性酸素を放出して死滅する好中球が多く、得られる電流量が小さくなる。
雌の出産後は、免疫力が低下するために生乳中の体細胞数が多くなることが知られている。そのため治療のために抗生物質を投与するが、投与期間中は家畜やその生乳を出荷することができない。また、抗生物質の投与効果を迅速に把握するシステムは存在しない。
【００６９】
本発明の生乳検査装置、測定方法及び診断方法を用いることにより、好中球から放出される活性酸素量の増減を把握することができ、薬剤投与効果のある個体は好中球１個あたりの電流値が高いといった結果を用いることで効率的に家畜を飼養することができる。
【００７０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。
【００７１】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る生乳検査装置１Ａを示す。この生乳検査装置１Ａは、生乳中の体細胞数を測定可能なものであり、回路基板等を内臓する装置本体１０と、装置本体１０に着脱可能な板状のセンサ（活性酸素測定センサ）２を備えている。なお、本明細書では、説明の便宜のために、図１（ａ）の下側を前方、上側を後方、左側を左方、右側を右方というとともに、図１（ｂ）の下側を下方、上側を上方という。
【００７２】
装置本体１０は、前方に開口するコネクタ部１１ａが設けられた、上下方向に扁平で左右方向に延びる直方体状の主部１１と、コネクタ部１１ａよりも下側で主部１１から前方に張り出す台座部１２と、台座部１２上に設けられた左右一対のガイド部１３とを有している。センサ２は、台座部１２上に載置された状態で、ガイド部１３に沿って後方に押し込まれることにより、コネクタ部１１ａに差し込まれて装置本体１０に装着される。
【００７３】
主部１１の上面には、体細胞数を表示する表示部１６、ユーザーから操作される入ボタン１５ａ及び切ボタン１５ｂ、並びに測定した体細胞数が予め定めた閾値よりも大きな場合にユーザーにそれを報知するブザー１８及び警報ランプ１７が設けられている。また、台座部１２には、ユーザーが握るためのグリップ部１２ａが連設されている。グリップ部には貫通孔１２ｂが設けられており、この貫通孔１２ｂを利用して生乳検査装置１Ａをフック等に吊り下げ可能となっている。
【００７４】
さらに、本実施形態では、主部１１にセンサ２上の所定位置まで延びるアーム部１４が設けられており、このアーム部１４の先端の下面に刺激手段４Ａが設けられている。
【００７５】
＜センサ＞
次に、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して、センサ２の構成について詳細に説明する。センサ２の内部には、左右方向に延び、センサ２の上面に開口する右側の一端３ａから同じくセンサ２の上面に開口する左側の他端３ｂに生乳を流すための流路３が設けられている。
【００７６】
具体的に、センサ２は、左右方向に延びる長方形状のベースプレート２１と、このベースプレート２１の上面に積み重ねられた左右方向に延びる長方形状のカバープレート２２とを有している。カバープレート２２の長さはベースプレート２１の長さと同じであるが、カバープレート２２の幅はベースプレート２１の後端部を露出させるようにベースプレート２１の幅よりも短く設定されている。そして、ベースプレート２１のカバープレート２２よりも後側の部分は、装置本体１０のコネクタ部１１ａに嵌り込む接続部２ａとなっている。ベースプレート２１のサイズは、例えば、長さ１１５ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚み１ｍｍであり、カバープレート２２のサイズは、例えば、長さ１１５ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み４ｍｍである。
【００７７】
ベースプレート２１及びカバープレート２２の材質は、絶縁性のものであれば特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、スチレン系樹脂、アクリル−スチレン系共重合樹脂（ＭＳ樹脂）、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン−ビニルアルコール系共重合樹脂、スチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂等を挙げることができる。中でも、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル−スチレン系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることが好ましい。
【００７８】
カバープレート２２には、左右に離間する位置にカバープレート２２を厚み方向に貫通する貫通孔３３，３６が設けられており、カバープレート２２の下面には、それらの貫通孔３３，３６をつなぐ溝３０が設けられている。そして、カバープレート２２の下面にベースプレート２１の上面が接合されることにより、貫通孔３３，３６、溝３０及びベースプレート２１の上面によって流路３が形成されている。すなわち、右側の貫通孔３３が生乳を投入するための投入口である流路３の一端３ａを構成し、左側の貫通孔３６が投入された生乳の流れを止めて流路３内に一定量の生乳を確保するための貯留口である流路３の他端３ｂを構成する。溝３０の深さは例えば１ｍｍであり、右側の貫通孔３３の直径は例えば３０ｍｍであり、左側の貫通孔３６の直径は例えば２０ｍｍである。
【００７９】
流路３の一端３ａと他端３ｂの間（途中）には、溝３０の形状の設定によって、上流側から順に、刺激室３２、上流側狭隘部３４、測定室３１、及び下流側狭隘部３５が設けられている。測定室３１は、生乳中に含まれる活性酸素を検出するための部屋であり、刺激室３２は、生乳中の体細胞に刺激を与えるための部屋である。上流側狭隘部３４及び下流側狭隘部３５は、生乳の流通を制限して生乳を刺激室３２及び測定室３４に長い時間留まらせる役割を果たす。測定室３１の大きさは例えば３０ｍｍ×３０ｍｍであり、刺激室３２の大きさは例えば２０ｍｍ×２０ｍｍである。また、上流側狭隘部３４及び下流側狭隘部３５の長さは例えば２ｍｍであり、幅は例えば１ｍｍである。
【００８０】
ベースプレート２１の上面には、接続部２ａから測定室３１内の所定位置まで前後方向に延びる３本の第１〜第３電極６１〜６２が設けられている。第１電極６１〜第３電極６３は、右側から左側にこの順に並んでいる。第１電極６１の前端部には表面にＳＯＤ（スーパーオキサイドジスムターゼ）酵素が塗布された作用極６Ａが設けられており、第２電極６２の前端部には基準極として使用される参照極６Ｂが設けられており、第３電極６３の前端部には主に作用極６Ａとの間に電圧が印加される対極６Ｃが設けられている。カバープレート３２は、これらの第１〜第３電極６１〜６３の上からベースプレート２１に接合されている。なお、第１〜第３電極６１〜６３の後端部は、センサ２がコネクタ部１１ａに差し込まれたときに、装置本体１０側の端子（図示せず）と電気的に接続される。
【００８１】
作用極６Ａと対極６Ｃとの間及び参照極６Ｂと対極６Ｃとの間には、例えば直流１Ｖの電圧が均等に印加される。その上で、作用極６Ｂに重畳的に例えば０．３Ｖの追加電圧が印加されると、作用極６Ａ上でＳＯＤ酵素による生乳中に含まれる活性酸素の酸化分解（正確には生乳中の好中球から放出されたスーパーオキシドアニオンの酸化分解：Ｏ2-→Ｏ2＋ｅ-）が発生するとともに、作用極６Ａ上から溶け出したＳＯＤ酵素が対極６Ｃ上で還元されて、作用極６Ａと対極６Ｃとの間に電流が流れる。作用極６Ａと対極６Ｃとの間に流れる電流量を測定することにより、好中球から放出される活性酸素量、ひいては生乳中の体細胞数を測定することが可能となる。
【００８２】
作用極６Ａ、参照極６Ｂ及び対極６Ｃの形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態では全て円形状になっている。作用極６Ａと対極６Ｃとの間の抵抗値を低くするためには、それらを例えば０．５〜１．０ｍｍ程度に近接させて配置することが好ましい。対極６Ｃの面積は、作用極６Ａの面積よりも大きいことが好ましい。このようになっていれば、作用極６Ａ上での酸化分解に対する還元電流を検出しやすくできるからである。例えば、対極６Ｃの直径を作用極６Ａの直径の２倍としてもよい。
【００８３】
第１〜第３電極６１〜６３の形成法は、蒸着、スパッタリング、電解メッキ、無電解メッキ、シルクスクリーン印刷、金属ペーストのインジェクション法等を用いることができる。電極に用いられる導電性材料としては金、銀、塩化銀、白金、銅、アルミニウム等を挙げることができる。本実施形態では、活性酸素として好中球から放出されるスーパーオキシドアニオンを主に検出するので、第１電極（作用極６Ａ）を金、第２電極６２（参照極６Ｂ）を銀／塩化銀、第３電極６３（対極３３）を白金で構成している。
【００８４】
本実施形態では、図３に示すように、作用極６１の表面は、複数の点状の突起６ａによって凹凸形状とされている。複数の突起６ａを設けることにより、作用極６Ａの表面で発生した酸化還元電流は、突起６ａの頂面で発生した電流のみが生乳中に拡散し、そのほとんどが作用極６Ａから対極６Ｃに流れるようになり、フラットな作用極と比較してＳ／Ｎ比の向上が可能となる。
【００８５】
具体的に突起６ａは、図５に示すように、ベースプレート２１に形成された凹凸構造２１ａと、この凹凸構造２１ａの上に形成された薄膜の作用極６Ａとで構成されている。そして、作用極６Ａの上に、ＳＯＤ酵素７２がシステインの自己組織化単分子膜７１を介して塗布されている。さらに、ＳＯＤ酵素７２の上には、疎水性材料により、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の表面を有する表層７３が形成されている。
【００８６】
凹凸構造２１ａの形成方法は、特に限定されないが、例えば、射出成形、プレス成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形、ホットエンボス成形、押出成形によるロール転写法等を挙げることができる。なかでも、生産性及び型転写性の観点から、射出成形が好ましく用いられる。
【００８７】
突起６ａは、図３に示すようにマトリクス状に配置されていてもよいし、図４に示すように千鳥状に配置されていてもよい。また、突起３１ｄは、規則的に並んでいる必要はなく、ランダムに配置されていてもよい。なお、本発明の「隣り合う突起の間の距離」とは、図３及び図４中に符号Ｌで示すように、突起６ａが並ぶ方向における突起６ａ同士の間の間隔のことである。
【００８８】
＜刺激手段＞
次に、刺激手段４Ａについて詳細に説明する。本実施形態の刺激手段４Ａは、センサ２の上からセンサ２を透過して生乳に電磁波を照射することにより、刺激室３２内で生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させるものである。すなわち、刺激手段４Ａは、センサ２が装置本体１０に装着されたときに刺激室３２の真上に位置する位置に配置されている。例えば、電磁波として紫外線を用いる場合は、刺激手段４Ａとして紫外線ＬＥＤを採用すればよい。
【００８９】
＜ヒータ＞
さらに、本実施形態では、装置本体１０の台座部１２に、作用極６Ａを３０〜４５℃の範囲内の温度に保つためのヒータ５が埋め込まれている。本実施形態のヒータ５は、センサ２が装置本体１０に装着されたときに流路３の一端３ａから測定室３１までの領域に略重なる程度の大きさを有している。このように、ヒータ５は、作用極６Ａだけでなく、測定室３１及びその上流側を広く加熱可能なように配置されていることが好ましい。このようになっていれば、生乳を流路３の一端３ａに投入された直後から加熱することができるからである。
【００９０】
＜装置本体＞
次に、図１０を参照して、装置本体１０の構成について詳細に説明する。装置本体１０は、作用極６Ａと対極６Ｃとの間に電圧を印加したときに流れる電流に基づいて生乳中に含まれる体細胞数を算出するものである。具体的に、装置本体１０は、電源１０１と、作用極６Ａと対極６Ｃとの間及び参照極６Ｂと対極６Ｃとの間に電圧を印加して、それらの間に流れる電流を検出する電流検出回路１０２と、検出された電流を電圧に変換する電流電圧変換回路１０３と、電圧値から体細胞数を算出する演算部１０４とを備えており、演算部１０４で算出された体細胞数が表示部１６に表示される。また、装置本体１０は、刺激手段４Ａ及びヒータ５（図１０では図示省略）に電力を供給する電力供給部１０５を有している。
【００９１】
電源１０５は、電池やバッテリー等の内部電源であってもよいし、家庭用電源等の外部電源であってもよい。電流検出回路１０２は、スイッチング素子等で構成されている。電流電圧変換回路１０３は、電流電圧変換素子や電圧を増幅するオペアンプ等で構成されている。演算部１０４は、ＣＰＵや記憶部（ＲＯＭ及びＲＡＭ）等からなっている。記憶部には、電圧値と体細胞数とを関係づける検量線が記憶されており、演算部１０４は、電流電圧変換回路１０３から送られる電圧値に応じた体細胞数を算出する。なお、感度の異なる複数種類のセンサ２を使用する場合には、センサ２毎に検量線を記憶部に記憶させておけばよい。
【００９２】
本実施形態では、参照極６Ｂが設けられているので、体細胞数を算出する際の電圧値は、参照極６Ｃを考慮した値である。すなわち、装置本体１０は、作用極６Ｂと対極６Ｃとの間に電圧を印加したときに流れる電流を電圧に変換して作用電圧値を得るとともに、参照極６Ｂと対極６Ｃとの間に電圧を印加したときに流れる電流を電圧に変換して参照電圧値を得る。そして、装置本体１０は、体細胞数を算出する際には、作用電圧値から参照電圧値を控除した電圧値から体細胞数を算出する。このようにすれば、生乳中に含まれる活性酸素とＳＯＤ酵素との反応に基づく電圧値を正確に得ることができる。
【００９３】
＜使用要領＞
次に、生乳検査装置１Ａを使用して体細胞数を測定する方法を説明する。まずセンサ２を装置本体１０に装着し、入ボタン１５ａを押して、電源スイッチをＯＮにする。これにより、電力供給部１０５が刺激手段４Ａ及びヒータ５に電力を供給し、刺激手段４Ａから電磁波が照射されるとともに、ヒータ５によってセンサ２の作用極６Ａが所定温度まで加熱される。また、電源スイッチがＯＮされると、それと同時に電流検出回路１０２によって作用極６Ａと対極６Ｃとの間及び参照極６Ｂと対極６Ｃとの間に等しい電圧が印加され、さらにその後（例えば、装置本体１０内の電子素子が安定になる、電源スイッチがＯＮされてから５秒後）に作用極６Ａに追加電圧が印加されて、体細胞数の測定が可能な状態とされる。なお、追加電圧は、電源スイッチがＯＮされると同時に作用極６Ａに印加されてもよい。
【００９４】
この状態で、流路３の一端３ａにサンプルの生乳を投入する。生乳の投入に関しては、搾乳前の前絞り操作の際に滴下する生乳を直接一端３ａに投入してもよいし、予めサンプリングしておいたものを一端３ａに投入してもよい。生乳が流路３の一端３ａに投入されると、生乳は流路３を一端３ａから他端３ｂに流れる。生乳の投入は、例えば、他端３ｂにおける生乳の液面がセンサ２の上面と一致するまで行う。
【００９５】
流路３の一端３ａに投入された生乳は、投入後直ちに刺激室３２に流れ込み、ここで刺激手段４Ａから電磁波を照射される。これにより、生乳中の体細胞が活性化される。活性化された体細胞は、生乳が測定室３１を通過する間に作用極６Ａの表面に粘着、凝集する。そうすると、体細胞（特に好中球）が放出する活性酸素とＳＯＤ酵素が反応し、その酸化還元電流が装置本体１０に送られて、体細胞数が算出される。算出された体細胞数は、表示部１６に表示される。
【００９６】
本実施形態の生乳検査装置１Ａでは、小型化及び低コスト化が可能であり、簡易かつ迅速に体細胞数を精度よく測定できることができる。従って、酪農家による生乳の生産現場において、乳房炎を初期段階で診断することが可能になる。これにより、タンク単位での生乳の廃棄を効果的に防止することができる。
【００９７】
（第２実施形態）
図７（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第２実施形態に係る生乳検査装置１Ｂを示す。なお、本第２実施形態及び後述する第３〜第５実施形態では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９８】
第２実施形態では、生乳に電場を印加する刺激手段４Ｂが採用されている。具体的に、装置本体１０のアーム部１４の下面には、センサ２が装置本体１０に装着されたときに刺激室３２の真上に位置する位置に正電極４１が設けられており、台座部１２には、正電極４１と対応する位置に負電極４２が埋め込まれている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
（第３実施形態）
８（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第３実施形態に係る生乳検査装置１Ｃを示す。第３実施形態では、生乳に超音波を照射する刺激手段４Ｃが採用されている。具体的に、第３実施形態では、装置本体１０にアーム部が設けられておらず、台座部１２におけるセンサ２が装置本体１０に装着されたときに刺激室３２の真下に位置する位置に超音波発信素子が埋め込まれている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
なお、超音波発信素子に代えて電気磁石を台座部１２に埋め込めば、生乳に磁場を印加する刺激手段を構成することも可能である。
【０１０１】
（第４実施形態）
９（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第４実施形態に係る生乳検査装置１Ｄを示す。第３実施形態では、生乳に剪断応力をかける刺激手段４Ｄが採用されている。具体的に、第３実施形態では、装置本体１０に、左側のガイド１３と台座部１２を貫通する縦穴４６が設けられている。縦穴４６の上端には、先端にコネクタを有するチューブ４５が接続されており、縦穴４６の下端には、所定長さの排出管４８が接続されている。排出管４８の途中には、電磁弁４７が設けられている。
【０１０２】
一方、センサ２では、刺激室３２が狭隘の流路となっている。このため、刺激室３２と測定室３１の間には、上流側狭隘部ではなく、刺激室３２の幅と測定室３１の幅の中間の幅を有する開放部３７が設けられている。すなわち、第４実施形態では、下流側狭隘部３５のみが設けられている。
【０１０３】
第４実施形態の生乳検査装置１Ｄを使用するには、センサ２を装置本体１０に装着した後に、流路３の他端３ｂにチューブ４５の先端に設けられたコネクタを接続する。その後、流路の一端３ａに生乳を投入しながら電磁弁４７を開くことにより、縦穴４６及び排出管４８による落差圧によって一端３ａに投入された生乳が刺激室３２内に引き込まれる。これにより、刺激室３２の前後の側面によって生乳に剪断応力がかけられる。すなわち、第４実施形態では、刺激室３２、チューブ４５、縦穴４６、排出管４８及び電磁弁４７によって刺激手段４Ｄが構成されている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
なお、電磁弁３７に代えて、例えばポンプを用いれば、生乳にかける剪断応力を自由に設定することができる。
【０１０５】
（第５実施形態）
図１０（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第５実施形態に係る生乳検査装置１Ｅを示す。この生乳検査装置１Ｅでは、生乳の検査を４箇所で同時に行うことが可能なセンサ２が装置本体１０に固定されており、装置本体１０には、生乳の検査場所に対応した４つの表示部１６が設けられている。なお、図１０（ａ）では、ボタン１５ａ，１５ｂを省略している。
【０１０６】
具体的に、センサ２は、試料ガイド８によって４つの流路３が形成されたセンサ本体２７と、センサ本体２７に着脱可能な４つのチップ２５とを有する。４つの流路３の一端３ａはセンサ本体２７の４つのコーナーの近くに配置されており、４つの流路３の他端３ｂはセンサ本体２７の中央にまとめて配置されている。
【０１０７】
センサ本体２７は、グリップ部１２ａが連設されたベースプレート２６を有している。ベースプレート２６には、流路３に沿って溝が形成されていてもよい。試料ガイド８は、例えば高さ５ｍｍ、幅１ｍｍのものである。
【０１０８】
試料ガイド８は、図１１に示すように、生乳の投入口である流路３の一端３ａを構成する一部が途切れた円形筒状部８１と、生乳の貯留口である流路の他端３ｂを構成する一部が途切れた矩形筒状部８２とを有している。なお、矩形筒状部８２の２つの壁部は他の流路３用の矩形筒状部８２と共用となっている。また、試料ガイド８は、円形筒状部８１の途切れた部分と矩形筒状部８２の途切れた部分をつなぐ一対の縦壁部８３，８４を有している。一方の縦壁部８３は、上流側縦壁部８３ａと下流側縦壁部８３ｂに分断されており、この間にチップ２５が装着されるようになっている。
【０１０９】
チップ２５は、基板２５ａを有し、この基板２５ａの上面に、一端に作用極６Ａを有する第１電極６１、一端に参照極６Ｂを有する第２電極６２、及び一端に対極６Ｃを有する第３電極６３が設けられている。さらに、基板２５ａの上面には、第１〜第３電極６１〜６３を横切るように例えば高さ３ｍｍの液止めシート２５ｂが貼着されており、チップ２５における液止めシート２５ｂよりも第１〜第３電極６１〜６３の他端側の部分が装置本体１０に接続される接続部となっている。
【０１１０】
そして、チップ２５が上流側縦壁部８３ａと下流側縦壁部８３ｂの間に装着されたときには、液止めシート２５ｂによってその間が塞がれ、流路３に生乳を満たすことが可能となる。また、上流側縦壁部８３ａの下流端には、他方の縦壁部６４に向かって延び、隔壁部８３ｃとの間に上流側狭隘部３４を形成する形成隔壁部８３ｃが設けられている。一方、下流側狭隘部３５は、縦壁部６４の下流端と下流側縦壁部８３ｂの下流端とで形成されている。すなわち、第４実施形態では、縦壁部８４の上流側部分、上流側縦壁部８３ａ、隔壁部８３ｃ及びベースプレート２６の上面によって刺激室３２が構成され、隔壁部８３ｃ、縦壁部８４の下流側部分、液止めシート２５ｂ、下流側縦壁部８３ｂ及び基板２５ａの上面によって測定室３１が構成される。
【０１１１】
なお、第５実施形態では、第３実施形態と同様に、刺激室３２の床面に超音波発信素子又は電気磁石を埋め込むことにより、刺激室３２内で生乳に超音波を照射する又は生乳に磁場を印加する刺激手段を構成すればよい。
【０１１２】
このような構成であれば、チップのみを使い捨てとすることができ、使い勝手をよくすることができる。また、測定室３１の床面を構成するチップのみを使い捨てとすることで、材料の無駄を少なくでき、センサの低コストが可能となる。さらに、センサ本体２７は繰り返し使用とし、チップ２５を使い捨てとすることで、測定室３１を集中して配置することが可能となり、１つのセンサで１頭分、４分房の測定を行うことも可能となる。
【０１１３】
（変形例）
なお、前記実施形態では、生乳の投入開始から投入終了までの全期間に亘って刺激手段が生乳に物理的エネルギーを加えるようになっているが、生乳の投入開始から投入終了までの期間のうちで所定時間だけ刺激手段が生乳に物理的エネルギーを加えるようにしてもよい。例えば、装置本体１０に刺激開始用の押しボタンを設け、その押しボタンが生乳投入時にユーザーに押されてから一定時間だけ刺激手段に電力が供給されるようにしてもよい。なお、前記の所定時間は、刺激手段の刺激を与える方法に応じて決定すればよい。
【０１１４】
また、流路３には、刺激室３２が特別に区画されている必要はなく、例えば流路３の一端３ａから測定室３１までの部分が一定幅となっていて、この部分を生乳が流れる途中で刺激手段によって生乳に物理的エネルギーが加えられるようになっていてもよい。
【実施例】
【０１１５】
以下に実施例を説明する。本実施例で示した生乳検査装置は一例であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１１６】
［生乳サンプル中の体細胞数計測］
５頭の乳房炎既往症履歴を持つ乳用牛を特定した後、各乳用牛から分房別に生乳サンプルを採取した。
【０１１７】
生乳サンプルをスライドグラスの上の一定面積に塗抹し、乾燥、染色、鏡検して、細胞数を数えた結果と、顕微鏡（油浸レンズ観察）の視野の面積との関係によって、生乳サンプル中に存在する体細胞数を算出した。なお、代表視野は１６視野以上計測し、視野全ての有核体細胞数を計測した。体細胞数計測には、オリンパス光学工業株式会社の検査用顕微鏡（型式：ＢＸ４１）を使用した。
【０１１８】
体細胞数計測は全ての生乳サンプルについて行い、それらのうちから各乳用牛から１つの生乳サンプルを選定した。生乳サンプルの体細胞数は、ａ：８万個／ｍＬ、ｂ：２０万個／ｍＬ、ｃ：２８万個／ｍＬ、ｄ：６０万個／ｍＬ、ｅ：１４３万個／ｍＬであった。
【０１１９】
［活性酸素測定センサの製造］
［実施例１〜４］
実施例１〜４では、センサを共通にした。まず、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、長さ１１５ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。このベースプレートの水に対する接触角は７２°であった。次に、ベースプレートにマスキングを施し、蒸着装置〔（株）アルバック社製、型式：ＵＥＰ〕を用い、作用極（金）、参照極（銀／塩化銀）、対極（白金）を形成した。作用極の直径は６ｍｍ、対極の直径は１２ｍｍとした。
【０１２０】
次に、作用極（金）をシステイン溶液に浸漬させ、作用極の表面上にシステインの自己組織化単分子膜を形成した後、浸漬法によりＳＯＤ酵素を塗布して固定した。ＳＯＤ酵素の厚みは０．０２μｍとした。
【０１２１】
次に、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、２つの貫通孔及びこれらの貫通孔をつなぐ深さ１ｍｍの溝を有する、長さ１１０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み４ｍｍのカバープレートを形成した。具体的に、生乳の投入口を構成する貫通孔を直径３０ｍｍ、生乳の貯留口となる貫通孔を直径２０ｍｍとし、溝を、刺激室が２０ｍｍ×２０ｍｍ、上流側狭隘部が長さ２ｍｍ×幅１ｍｍ、測定室が３０ｍｍ×３０ｍｍ、下流側狭隘部が長さ２ｍｍ×幅１ｍｍとなる形状にした。カバープレートの水に対する接触角は７２°であった。
【０１２２】
次に、レーザー樹脂溶着機（ミヤチテクノス社製、型式：ＭＬ−５２２０Ｂ）を使用し、ベースプレートとカバープレートとを溶着し、活性酸素測定センサを得た。
【０１２３】
［実施例５］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を用いて射出成形法により、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。その際、スタンパーを使用して、ベースプレートの作用極を形成する領域に、直径２０μｍ、高さ２０μｍの突起を、図３に示すように１５μｍの間隔Ｌにてマトリクス状に形成し、その上に直径１２ｍｍの作用極を形成した。その他は実施例１〜４と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１２４】
［実施例６］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を用いて射出成形法により、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。その際、スタンパーを使用して、ベースプレートの作用極を形成する領域に、直径３０μｍ、高さ７５μｍの突起を、図４に示すように２０μｍの間隔Ｌにて千鳥状に形成し、その上に直径１２ｍｍの作用極を形成した。その他は実施例１〜４と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１２５】
［比較例１］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、長さ６０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成した。次に、ベースプレートにマスキングを施し、蒸着装置〔（株）アルバック社製、型式：ＵＥＰ〕を用い、作用極（金）、参照極（銀／塩化銀）、対極（白金）を形成した。作用極の直径は４ｍｍ、対極の直径は８ｍｍとした。
【０１２６】
次に、作用極（金）の表面上に、システイン単分子膜及び酵素試薬の代わりに金属ポルフィリン錯体の重合膜を形成した。金属ポルフィリン錯体の重合膜は、特許文献３の参考例１，２の手法に沿って形成した。
【０１２７】
次に、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、２つの貫通孔及びこれらの貫通孔をつなぐ深さ０．５ｍｍの溝を有する、長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み３ｍｍのカバープレートを形成した。２つの貫通孔の直径をそれぞれ２０ｍｍ、３０ｍｍとし、溝の形状を長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍの長方形状とした。
【０１２８】
次に、レーザー樹脂溶着機（ミヤチテクノス社製、型式：ＭＬ−５２２０Ｂ）を使用し、ベースプレートとカバープレートとを溶着し、活性酸素測定センサを得た。
【０１２９】
［比較例２］
作用極（金）の表面上に金属ポルフィリン錯体を設けない、すなわち作用極の表面を露出させた以外は比較例１と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１３０】
［比較例３］
作用極（金）の表面上に、金属ポルフィリン錯体の代わりにＳＯＤ酵素を塗布した以外は比較例１と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１３１】
［比較例４］
アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を用いて射出成形法により、長さ６０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレートを形成する際に、スタンパーを使用して、ベースプレートの作用極を形成する領域に、直径１００μｍ、高さ１００μｍの突起を、３００μｍの間隔でマトリクス状に形成し、その上に作用極を形成した以外は作用極を露出させた比較例２と同様にして活性酸素測定センサを得た。
【０１３２】
［活性酸素測定センサが検出する電流値の測定］
前述した各生乳サンプルａ〜ｅについて、実施例及び比較例の活性酸素測定センサを用いて電流を検出し、その電流値を測定した。電流値の測定は、ポテンシオスタット・ガルバノスタット（北斗電工株式会社、型式：ＨＡ―１５１）を使用した。
【０１３３】
活性酸素測定センサの流路の一端に生乳サンプルを投入しながら、作用極と参照極に直流１Ｖを印加した後、作用極に０．３Ｖの追加電圧を印加した。作用極上で酸化分解が発生すると同時に、対極には酵素の還元が起こり、作用極と対極との間に電流が流れた。その電流値を測定した。電流値の測定は、活性酸素測定センサを、３７℃に設定されたプレート式のヒータ上に固定して行った。
【０１３４】
実施例１，２では、刺激室に流入した生乳に、センサ２の外から波長０．３６μｍの紫外線を照射した。紫外線照射は、照度２０００ｍＷ／ｃｍ2の条件にて、実施例１では２秒間、実施例２では５秒間行った。実施例３，６では、刺激室に流入した生乳に、センサ２の外から中心波長１．０μｍの赤外線を照射した。赤外線照射は、放射強度２０００ｍＷ／ｓｒの条件にて、実施例３，６ともに５秒間行った。実施例４では、刺激室に流入した生乳に、センサ２の外から１Ｖ／ｍの電場を印加した。実施例５では、刺激室に流入した生乳に、周波数５０ｋＨｚの超音波を照射した。超音波照射は、出力１０００Ｗの条件にて、１０秒間行った。比較例１〜４では、生乳に対して刺激を与えず、単に流路に流すだけにした。
【０１３５】
上記の刺激の方法及び条件並びに作用極の構成をまとめると表１のようになる。
【表１】
【０１３６】
また、電流値の測定結果は、表２及び図１２に示すとおりであった。
【表２】
【０１３７】
表２から、比較例１〜４では、乳房炎に罹患した履歴を有する牛のものであるが生乳中の体細胞数が８万個／ｍＬと低い生乳サンプルａと比較し、体細胞数の値が高い生乳アンプルｂ，ｃとで電流値の差がほとんどなく、乳房炎を初期段間で診断することが困難であることが分かる。体細胞数の値が更に高い生乳サンプルｄ，ｅにおいても、体細胞数の増加に応じた電流値を得ることができない。
これに対し、実施例１〜６では、生乳サンプルａ〜ｅの体細胞数に応じて電流値の増大が認められ、体細胞数が３０万個／ｍＬ以下の範囲においても高い電流値を得ることができ、乳房炎を初期段間で診断することができる。
【０１３８】
また、図１２のグラフから、実施例１〜６では、生乳中の体細胞数の増加に従い、活性酸素測定センサが検出する電流値が大きく増大し、生乳中の体細胞数と電流値との相関関係が良好であることが確認できる。なかでも、実施例５の作用極が複数の突起を有する場合、電流値が高くなることが確認できた。実施例６のように作用極の複数の突起のアスペクト比が高くなると、さらに電流値が高くなることがわかる。
【符号の説明】
【０１３９】
１Ａ〜１Ｅ 生乳検査装置
２ センサ
２５ チップ
２７ センサ本体
３ 流路
３ａ 一端
３ｂ 他端
３１ 測定室
３２ 刺激室
３４ 上流側狭隘部
３５ 下流側狭隘部
４Ａ〜４Ｄ 刺激手段
５ ヒータ
６Ａ 作用極
６ａ 突起
６Ｂ 参照極
６Ｃ 対極
７１ 単分子膜
７２ ＳＯＤ酵素
７３ 表層
１０ 装置本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生乳の検査に用いられる生乳検査装置であって、
前記生乳を一端から他端に流すための流路であって前記生乳中に含まれる活性酸素を検出するための測定室を途中に有する流路、前記測定室に設けられた、表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極、及び前記測定室に設けられた、前記作用極との間に電圧が印加される対極、を含むセンサと、
前記測定室よりも上流側で前記流路を流れる生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させる刺激手段と、
を備える、生乳検査装置。
【請求項２】
前記流路の容積は０．１〜５０ｍＬである、請求項１に記載の生乳検査装置。
【請求項３】
前記センサは、前記測定室に設けられた、基準極として使用される参照極をさらに含む、請求項１又は２に記載の生乳検査装置。
【請求項４】
前記流路は、前記測定室の上流側に刺激室を有し、
前記刺激手段は、前記刺激室内で前記生乳中の体細胞に刺激を与えるものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項５】
前記刺激手段は、前記生乳に物理的エネルギーを加えることによって生乳中の体細胞に刺激を与えるものである、請求項４に記載の生乳検査装置。
【請求項６】
前記刺激手段は、前記生乳に電磁波又は超音波を照射するものである、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項７】
前記刺激手段は、前記生乳に剪断応力をかけるものである、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項８】
前記刺激手段は、前記生乳に電場又は磁場を印加するものである、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項９】
前記流路は、前記他端と前記測定室との間に、生乳の流通を制限する狭隘部を有する、請求項４又は５に記載の生乳検査装置。
【請求項１０】
前記流路は、前記測定室と前記刺激室の間にも、生乳の流通を制限する狭隘部を有する、請求項９に記載の生乳検査装置。
【請求項１１】
前記刺激室及び前記測定室の少なくとも一方は、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の壁面を有する、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１２】
前記ＳＯＤ酵素上には、疎水性材料により、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の表面を有する表層が形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１３】
前記作用極の表面は、複数の点状の突起又は複数の点状の窪みによって凹凸形状とされており、前記突起又は窪みの密度は２００〜１５０００個／ｍｍ2である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１４】
前記複数の突起における隣り合う突起の間の距離又は前記窪みの幅は４〜１００μｍである、請求項１３に記載の生乳検査装置。
【請求項１５】
前記突起の高さ又は前記窪みの深さは０．５〜１０００μｍであり、前記突起の幅に対する高さのアスペクト比又は前記窪みの幅に対する深さのアスペクト比は０．２〜１０である、請求項１３又は１４記載の生乳検査装置。
【請求項１６】
前記作用極を３０〜４５℃の範囲内の温度に保つためのヒータをさらに備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１７】
前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流は１〜５０００ｎＡである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１８】
前記ＳＯＤ酵素は、前記作用極上に、システインの単分子膜を介して塗布されている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１９】
前記センサ及び前記刺激手段を複数備える、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項２０】
前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流に基づいて前記生乳中の体細胞数を算出する装置本体をさらに備える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項２１】
前記センサは、前記装置本体に着脱可能なものである、請求項２０に記載の生乳検査装置。
【請求項２２】
前記センサは、前記流路を有するセンサ本体と、前記作用極及び前記対極、又は前記作用極、前記対極及び前記参照極を有し、前記センサ本体に着脱可能なチップとを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の生乳検査装置から得られる検査結果を用いて家畜の症状を診断する、家畜症状診断方法。
【請求項２４】
請求項１に記載の生乳検査装置を用いて、前記生乳検査装置における作用極と対極との間に電圧を印加したときに生乳中に含まれる活性酸素とＳＯＤ酵素との反応によって流れる電流量を測定し、該電流量を体細胞数に換算する、体細胞数測定方法。
【請求項１】
生乳の検査に用いられる生乳検査装置であって、
前記生乳を一端から他端に流すための流路であって前記生乳中に含まれる活性酸素を検出するための測定室を途中に有する流路、前記測定室に設けられた、表面にＳＯＤ酵素が塗布された作用極、及び前記測定室に設けられた、前記作用極との間に電圧が印加される対極、を含むセンサと、
前記測定室よりも上流側で前記流路を流れる生乳中の体細胞に刺激を与えて該体細胞から活性酸素を発生させる刺激手段と、
を備える、生乳検査装置。
【請求項２】
前記流路の容積は０．１〜５０ｍＬである、請求項１に記載の生乳検査装置。
【請求項３】
前記センサは、前記測定室に設けられた、基準極として使用される参照極をさらに含む、請求項１又は２に記載の生乳検査装置。
【請求項４】
前記流路は、前記測定室の上流側に刺激室を有し、
前記刺激手段は、前記刺激室内で前記生乳中の体細胞に刺激を与えるものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項５】
前記刺激手段は、前記生乳に物理的エネルギーを加えることによって生乳中の体細胞に刺激を与えるものである、請求項４に記載の生乳検査装置。
【請求項６】
前記刺激手段は、前記生乳に電磁波又は超音波を照射するものである、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項７】
前記刺激手段は、前記生乳に剪断応力をかけるものである、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項８】
前記刺激手段は、前記生乳に電場又は磁場を印加するものである、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項９】
前記流路は、前記他端と前記測定室との間に、生乳の流通を制限する狭隘部を有する、請求項４又は５に記載の生乳検査装置。
【請求項１０】
前記流路は、前記測定室と前記刺激室の間にも、生乳の流通を制限する狭隘部を有する、請求項９に記載の生乳検査装置。
【請求項１１】
前記刺激室及び前記測定室の少なくとも一方は、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の壁面を有する、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１２】
前記ＳＯＤ酵素上には、疎水性材料により、水に対する接触角が３０°以上１１０°以下の表面を有する表層が形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１３】
前記作用極の表面は、複数の点状の突起又は複数の点状の窪みによって凹凸形状とされており、前記突起又は窪みの密度は２００〜１５０００個／ｍｍ2である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１４】
前記複数の突起における隣り合う突起の間の距離又は前記窪みの幅は４〜１００μｍである、請求項１３に記載の生乳検査装置。
【請求項１５】
前記突起の高さ又は前記窪みの深さは０．５〜１０００μｍであり、前記突起の幅に対する高さのアスペクト比又は前記窪みの幅に対する深さのアスペクト比は０．２〜１０である、請求項１３又は１４記載の生乳検査装置。
【請求項１６】
前記作用極を３０〜４５℃の範囲内の温度に保つためのヒータをさらに備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１７】
前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流は１〜５０００ｎＡである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１８】
前記ＳＯＤ酵素は、前記作用極上に、システインの単分子膜を介して塗布されている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１９】
前記センサ及び前記刺激手段を複数備える、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項２０】
前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流に基づいて前記生乳中の体細胞数を算出する装置本体をさらに備える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項２１】
前記センサは、前記装置本体に着脱可能なものである、請求項２０に記載の生乳検査装置。
【請求項２２】
前記センサは、前記流路を有するセンサ本体と、前記作用極及び前記対極、又は前記作用極、前記対極及び前記参照極を有し、前記センサ本体に着脱可能なチップとを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の生乳検査装置から得られる検査結果を用いて家畜の症状を診断する、家畜症状診断方法。
【請求項２４】
請求項１に記載の生乳検査装置を用いて、前記生乳検査装置における作用極と対極との間に電圧を印加したときに生乳中に含まれる活性酸素とＳＯＤ酵素との反応によって流れる電流量を測定し、該電流量を体細胞数に換算する、体細胞数測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２３０３６３（Ｐ２０１０−２３０３６３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５９５３（Ｐ２００９−７５９５３）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]