生物指標作製方法、作製装置及び生物指標
【課題】菌が担体に均一に付着した生物指標を作製することができる生物指標作製方法、作製装置及び生物指標を提供する。
【解決手段】担体３１に所定個数の菌３２を付着させて生物指標３０を作製するための方法であって、所定濃度の菌液１１を調整し、その菌液１１を微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体３１に所定個数の菌３２を付着させる。
【解決手段】担体３１に所定個数の菌３２を付着させて生物指標３０を作製するための方法であって、所定濃度の菌液１１を調整し、その菌液１１を微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体３１に所定個数の菌３２を付着させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滅菌装置による滅菌処理の効果を判定するために用いる生物指標作製方法、作製装置及び生物指標に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、滅菌処理の良否を検出するために、菌懸濁液（菌液）を担体に滴下する、もしくは担体を菌液に含浸させて対象とする菌を接種して生物指標（ＢＩ：Biological Indicator）を作製し、そのＢＩを調査して行っている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているＢＩの作製方法では、指標とする菌を含む菌液をキャリア（担体）にピペット等で滴下し、そのキャリア及び菌液を一次包装して生物指標を作製している。
【０００４】
【特許文献１】特表平８−５０５５３６号公報
【特許文献２】特開２００１−２４５９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の生物指標作製方法では、ピペット等により担体に菌液を滴下する作製方法であったり、菌液中に担体を含浸させる作製方法であったため、作製された生物指標には、付着させた菌の分布が一様でないといった問題があった。
【０００６】
特に、ステンレス等、菌液が染み込まない担体を使用する場合、滴下した菌液を乾燥させる際に、菌が担体の縁に集まってしまう。紙や繊維等、菌液が染み込む担体を使用する場合、繊維に菌液を滴下させると、繊維内部に菌が沈み込み、菌の付着状態にムラができてしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、担体に菌が均一に付着した生物指標を作製することができる生物指標作製方法、作製装置及び生物指標を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための方法であって、所定濃度の菌液を調整し、その菌液を微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体に所定個数の菌を付着させる生物指標作製方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、担体に噴射される微細液滴をカウントしながら菌を付着させる請求項１記載の生物指標作製方法である。
【００１０】
請求項３の発明は、微細液滴中に含有される菌を光学的に検出し、その菌を検出した液滴数をカウントして所定個数の菌を付着させる請求項２記載の生物指標作製方法である。
【００１１】
請求項４の発明は、菌液は、微細液滴中に菌が最大１個含まれる濃度に調整される請求項１〜３いずれかに記載の生物指標作製方法である。
【００１２】
請求項５の発明は、担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための装置であって、所定濃度の菌液を溜める菌液タンクと、その菌液タンク内の菌液を所定の微細液滴サイズにして担体にパルス的に噴射する液滴パルス噴射手段とを備えた生物指標作製装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には電圧を印加することにより流路内の菌液を噴射させる圧電素子が設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置である。
【００１４】
請求項７の発明は、上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には流路内の菌液を加熱するヒータが設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置である。
【００１５】
請求項８の発明は、上記液滴パルス噴射手段には、担体に噴射される微細液滴の個数をカウントするカウンタが設けられている請求項５〜７いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００１６】
請求項９の発明は、上記カウンタは、上記流路の一側に光源を設けると共に他側に光学センサを設けて流路を交叉する光路を形成してなる請求項８記載の生物指標作製装置である。
【００１７】
請求項１０の発明は、上記菌液タンクは、菌液を撹拌された状態に維持する撹拌器、超音波発生器或いは水流ポンプを備える請求項５〜９いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００１８】
請求項１１の発明は、上記菌液には、菌を担体へ付着させるための接着剤が混合されている請求項５〜１０いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００１９】
請求項１２の発明は、上記担体には、界面活性剤が塗布されている請求項５〜１１いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２０】
請求項１３の発明は、上記菌液タンクと、上記液滴パルス噴射手段と、担体とを防塵容器内に収容した請求項５〜１２いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２１】
請求項１４の発明は、上記担体の周辺に、担体の周辺を局所的に排気する排気手段が設けられた請求項５〜１３いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２２】
請求項１５の発明は、上記担体及び／又は上記液滴パルス噴射手段は、担体及び／又は液滴パルス噴射手段を移動可能にする移動手段上に固定された請求項５〜１４いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２３】
請求項１６の発明は、上記菌液タンクは、上記菌液を冷却する冷却手段を備える請求項５〜１５いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１〜４いずれかに記載の生物指標作製方法で作製されたことを特徴とする生物指標である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、菌を担体に均一に付着させ、滅菌評価を再現性よく安定して行うことができるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２７】
まず、本実施の形態の作製方法によって作製される生物指標について説明する。
【００２８】
図２に示すように、生物指標３０は、担体３１上に菌３２が付着され、その担体３１を一次包装してなるものである。担体３１としては、ろ紙、ステンレス板、ガラス繊維、樹脂等が挙げられる。本実施の形態では、担体の形状を、直径１ｃｍの円形、或いは４ｍｍ×２０ｍｍの長方形に形成した。菌３２が付着した担体３１を包む一次包装用の包装材は、主に透明フィルム３３とガス透過性シート３４とからなる。ガス透過性シート３４は、菌を透過させないがガス（水蒸気を含む）を透過させるシートである。ガス透過性シート３４は、滅菌処理する前は、塗布した菌の外部への飛散を防止する役目をし、滅菌処理した後は操作時のコンタミネーションを防止する。ガス透過性シート３４としては、滅菌紙、グラシン紙、タイベック（登録商標）等が挙げられる。透過性シート３４としてグラシン紙を用いた場合、一般に透明フィルム３３は使用されず、グラシン紙のみで一次包装される。
【００２９】
菌の種類は、滅菌処理（滅菌処理評価試験）に使用する滅菌ガスによってそれぞれ選択される。例えば、蒸気による滅菌処理の評価を行う場合にはGeobacillus stearothermophilus（ゲオバチルスステアロサーモフィラス）、ＥＯＧ（酸化エチレンガス）による滅菌処理の場合にはBacillus atrophaeus（枯草菌）、放射線による滅菌処理の場合にはBacillus pumilus（バチルスプミルス）をそれぞれ含む菌液を使用する。
【００３０】
図１は本発明に係る好適な第１の実施の形態の生物指標作製装置を示した概略図である。
【００３１】
図１に示すように、生物指標作製装置１０は、所定濃度の菌液１１を溜める菌液タンク１２と、その菌液タンク１２内の菌液１１を所定の液滴サイズにして担体３１にパルス的に噴射する液滴パルス噴射手段１３とを備える。
【００３２】
菌液１１は、別途培養された菌を含む純粋或いは生理食塩水等の液体であり、所定の濃度に調整されて菌液タンク１２内に貯水されている。
【００３３】
図３に示すように、液滴パルス噴射手段１３は、菌液タンク１２に接続される流路１４が形成され、その流路１４には電圧を印加することにより流路１４内の菌液を噴射させる圧電素子１５が設けられ、流路１４の菌液噴射側は所定の液滴サイズに調整された径のノズル１６に形成されてなるものである。圧電素子１５は、電圧が印加されると変形する材料で形成され、この変形を利用して流路１４の一部を押し縮め、ノズル１６から液滴を噴出させる。電圧を切れば圧電素子１５は元の形状に戻る。
【００３４】
すなわち、液滴パルス噴射手段１３は、超微細な圧電素子と流路を備えた超微細インクジェット技術を利用したＭＥＭＳデバイスである。
【００３５】
図１に戻り、菌液タンク１２には、菌液タンク１２内の菌液１１を撹拌する撹拌手段が設けられている。本実施の形態では、撹拌手段として水流ポンプが設けられている。水流ポンプは、ポンプ本体２１と、ポンプ本体２１と菌液タンク１２との間に接続された吸水路２２及び排水路２３とを備える。菌液タンク１２は下部が錐状に尖端した形状に形成され、菌液タンク１２の最下部に、吸水路２２が接続され、菌液タンク１２の中央部から上部あたりに排水路２３が接続されている。
【００３６】
これにより、常時、ポンプ２１を駆動すると、菌液タンク１２の最下部に沈んだ菌を含む菌液を吸水路２２から汲み上げると共に、菌液タンク１２の上部あたりに排水されて常に撹拌された状態に維持される。菌液タンク１２内の菌液１１は場所によらず濃度を略一定に保つことができる。
【００３７】
撹拌手段としては、水流ポンプの他に、菌液中に撹拌子を入れると共に、菌液タンク１２外側に設けられる攪拌器や、菌液に超音波による波を発生させて撹拌する超音波発生器でもよい。
【００３８】
さらに、液滴パルス噴射手段１３には、担体３１に噴射される微細液滴の個数をカウントするカウンタが設けられている。本実施の形態では、流路１４の一側（図中、下側）に光源１７を設けると共に、他側（図中、上側）に光学センサ１８を設けて、光源１７と光学センサ１８とでカウンタを構成している。液滴パルス噴射手段１３の本体（流路を形成する枠体）をガラスや樹脂等の光学的に透明な材料で形成すると、光源１７を出射し流路１４を介して光学センサ１８に到達する光路１９が形成される。
【００３９】
光源１７より出射される光は、紫外光、可視光、近赤外光のいずれでもよい。ただし、流路１４内を通過する菌を滅する等、影響を付与しない光が選択される。
【００４０】
液滴パルス噴射手段１３の流路径は、菌の直径の２〜５倍に形成されるのが好ましい。菌の直径が２μｍ程度であるとすると、流路径は４〜２０μｍに形成するのが好ましい。
【００４１】
噴射される液滴のサイズは、流路径（ノズル径）と、圧電素子１５の菌液押し込み量とに依存する。直径が４μｍより小さいサイズの液滴を噴射させると、液滴の噴射間隔が短か過ぎるため、光学センサ１８で計測される菌の個数に誤差が生じる可能性がある。また、直径が２０μｍより大きい液滴を噴射させると、担体３１に付着する菌液が大きすぎるため、１つの液滴に複数の菌が含有する確率が高くなり、よって付着する菌の分布が均一になりにくい。
【００４２】
担体３１は、液滴パルス噴射手段１３のノズル１６に対向して移動手段として担体保持部２０が設けられ、その担体保持部２０上に固定されている。担体保持部２０は、例えばＸ−Ｙステージであり、担体３１を一平面方向（図中、上下方向及び紙面垂直方向）で移動させることができる。
【００４３】
図１では、液滴パルス噴射手段１３の液滴噴射方向が横方向に記されているが、液滴パルス噴射手段１３は、いずれの方向を向いて設けられていてもよい。実際には、重力の影響が無視できる程度に、担体３１とノズル１６間の距離が短く、かつ液滴サイズが微小であるためである。
【００４４】
さて、本実施の形態の生物指標作製方法は、所定濃度の菌液１１を調整し、その菌液１１を所定の微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体３１に所定個数の菌を付着させて生物指標３０を作製することを特徴としている。
【００４５】
一般に滅菌効果試験に使用される生物指標には、１つの担体上に１０6個（ＢＩによっては１０2〜１０8個）の菌が付着されている。菌液１１の濃度は、１つの担体３１に付着させる個数に応じて、所定の濃度に調整する。
【００４６】
まず、圧電素子１５に電圧を印加し、その電圧印加を停止する等して、流路１４内の空気を押し出すと共に、菌液タンク１２内の菌液１１を流路１４内に浸入させた状態にする。
【００４７】
液滴パルス噴射手段１３において、圧電素子１５に電圧を印加する（ＯＮ）と圧電素子１５は流路１４を押し縮め、流路１４内の菌液がノズル１６から液滴として噴射する。液滴を噴射させた後（液滴の噴射と略同時に）、電圧印加を停止させる（ＯＦＦ）と流路１４を押し縮めていた圧電素子１５は元の形状に戻り、菌液タンク１２から菌液１１が流路１４内に浸入する。圧電素子１５のＯＮとＯＦＦを微小時間間隔で繰り返すことで、菌液１１をノズル１６からパルス的に噴射させることができる。なお、「パルス的に」とは、菌液１１を微小な液体の粒（液滴）として断続的に噴出すると共に、液滴を噴出する間隔が非常に短いことを意味している。
【００４８】
液滴を所定回数噴射した後、担体保持部２０の駆動により担体３１を微小距離だけ移動させ、担体３１上の別の位置に液滴を噴射させる。この担体３１の移動と液滴の噴射とを繰り返して、担体３１への菌液の付着を終了する。その後、菌液１１が付着した担体３１を乾燥させ、一次包装して生物指標３０が得られる。
【００４９】
本実施の形態の生物指標作製方法によれば、菌液１１を所定濃度に調整することで、噴射時の液滴には一定数の菌が含まれ、その液滴をパルス的に担体に噴射すると共に、液滴噴射を担体３１上で走査させることにより、担体３１表面に付着した菌の濃度を２次元的に制御し、担体３１に菌が均一に付着した生物指標を作製することができる。また、菌の分布状態が安定した再現性のある生物指標を作製することができる。
【００５０】
本実施の形態では、所定の濃度に調整した菌液を、撹拌手段が設けられた菌液タンク１２に貯水しているので、菌液タンク１２内では菌液１１の濃度が均一になり、担体３１に付着させる菌の分布を均一にすることができる。
【００５１】
本実施の形態では圧電素子１５を用いて液滴を噴射させているので、菌液１１に温度変化を付与することがない。よって、熱に弱い菌を付着させた生物指標を作製することができる。
【００５２】
また、液滴パルス噴出手段１３では、液滴を噴射させる際に、流路１４を通過した菌をカウントしている。本実施の形態では、光源１７から流路１４を介して光学センサ１８に到達する光の光量を常時検知している。そこで、流路１４を菌が通過した時には、光学センサ１８で検知される光の光量に変化が生じる。したがって、光量の変化した回数が、流路１４を通過した菌の数、つまり担体３１に付着させた菌の数となる。
【００５３】
このように、液滴パルス噴射手段１３にカウンタを設け、生物指標の作製中に、担体に付着させた菌数をカウントしているので、生物指標作製後に生物学的に菌数を測定しなくとも、作製された生物指標１枚当たりの菌数を知ることができる。
【００５４】
また、カウンタにより菌の数を把握することができるので、担体３１に付着させる菌の個数を制御することができる。すなわち、カウンタの示す数が、担体３１に付着させる菌の総個数になった時点で液滴の噴射を終了させれば、所望の個数の菌が付着した生物指標を得ることができる。
【００５５】
上述の説明では、所定回数液滴を噴射させた後に担体３１を移動させるように制御していたが、菌をカウントする毎に担体３１を移動させるように、担体保持部２０の駆動を制御してもよい。
【００５６】
さらに、１つの液滴中に菌が最大１個含まれる濃度に菌液を調整するのが好ましい。複数の菌が含まれた液滴を噴射してしまうと、担体上の菌の分布にムラができやすい。ここで、「最大１個含まれる」とは、１つの液滴には０個または１個の菌が含まれること意味する。
【００５７】
ここで、菌液１１の濃度と微細液滴サイズについて具体的に説明する。本実施の形態では、液滴の直径を２０μｍとした。直径２０μｍの液滴の体積は、約４ｐｌ（×１０-12リットル）となる。噴射する菌液の濃度を１０8個／ｍｌとすると、液滴１滴に含まれる菌数は、０．４２個となる。したがって、略液滴２個に菌が１個含まれる割合で液滴が噴射される。一般に、生物指標に付着させる菌の数は、担体１つ当たり１０6個である。１０6個の菌を付着させるとすると、担体に吹き付ける液滴の総数は約２．４×１０6滴となる。よって、具体的には、２回液滴を噴射させる毎に担体３１を微小移動させ、２．４×１０6回液滴を噴射させた時点で液滴の噴射を終了させればよい。
【００５８】
また、担体３１に噴射する液滴の大きさ及び菌液１１の濃度は適宜選択してもよい。例えば、液滴の直径を１０μｍ、すなわち液滴の体積を約０．５２ｐｌとし、菌液の濃度を１０9個／ｍｌとすると、液滴１滴に含まれる菌数は０．５２個となる。したがって、略液滴２個に１個含まれる割合で菌液が噴射されることになり、１つの担体に１０6個の菌を付着させるために、担体３１に吹き付ける液滴の数は、約１．９×１０6滴となる。
【００５９】
菌液１１には、接着剤を混入させてもよい。接着剤を混入させることで、微細液滴を飛散させることなく担体３１に付着させることができる。接着剤としては、ポリエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
【００６０】
また、液滴を噴射させる以前に、担体３１に界面活性剤を塗布してもよい。界面活性剤を塗布することで、微細液滴を担体３１に噴射させた際に、菌が担体内部に沈むことを防ぎ、担体表面に菌を付着させることができる。界面活性剤としては、ポリエチレングリコール、グリセリン、或いはアルギン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００６１】
菌液タンク１２には、図示されない冷却手段を設けてもよい。菌は温度によって形態が変化するので、菌液１１の温度が変化すると菌液１１の濃度が変化する。そこで、冷却手段により菌液１１の温度を一定に保ち、菌液１１の濃度を安定化させることができる。
【００６２】
本実施の形態では、担体保持部２０により担体３１を微小移動させながら担体３１に菌を付着させたが、液滴パルス噴射手段１３を移動させながら担体３１に菌を付着させてもよい。また、担体保持部２０、液滴パルス噴射手段１３の両方を互いに異なる方向に移動させながら菌を付着させてもよい。例えば、図１において、担体保持部２０を上下方向に移動させると共に、液滴パルス噴射手段１３を紙面垂直方向に移動させる。
【００６３】
菌液タンク１２内の菌液１１は、菌を培養した後、遠心分離処理等により、芽胞の形態の菌が含まれた菌液としているが、菌液１１中の菌は、芽胞の形態のものと栄養細胞の形態のものとが混在する場合がある。滅菌処理評価試験において芽胞の滅菌について評価する場合、作製する生物指標は芽胞の個数が重要である。したがって、カウンタでは芽胞と栄養細胞との両方をカウントしてしまい、実際に付着される芽胞の個数は、カウンタが示す数値より小さくなってしまう。
【００６４】
そこで、芽胞が通過した時検知される光量と、栄養細胞が通過した時検知される光量の閾値を予め調べておき、光学センサ１８において検知された光量が閾値を超えたときを芽胞が通過した場合とすれば、通過した菌が芽胞であることを判別してカウントすることもできる。なぜなら、芽胞は強固な芽胞殻を有し、栄養細胞は芽胞殻を持たないので、光の透過性を低下させる芽胞殻を有する芽胞の方が検知される光量が小さいためである。
【００６５】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００６６】
図４に示すように、本実施の形態の生物指標作製装置４０は、防塵容器４１内に図１に示した担体保持部２０、菌液タンク１２及び菌液噴射手段１３（以下、図１に示した生物指標作製装置１０を生物指標作製装置本体１０とする）が収容されている。ここで、防塵容器４１とは、生物指標作製装置本体１０をバイオクリーン環境下に保持するべく、装置本体１０を収容する容器（チャンバ）４２にＨＥＰＡフィルタ等のクリーンフィルタ４３が設けられてなるものであって、内部に微小な塵やゴミ等が存在しない容器である。
【００６７】
防塵容器４１内には、制御機器４４、担体ソーター４５、乾燥部４６、一時保管部及び包装部４７が設けられている。さらに、担体保持部２０の周辺（少なくとも、担体保持部２０と液滴パルス噴射手段１３との間辺り）に、担体保持部２０の周辺を局所的に排気する排気手段が設けられている。排気手段は、例えば、防塵容器４１外に設けられた局所排気用ファン４８と、担体保持部２０の周辺でに開口すると共に局所排気用ファン４８に接続される吸気ダクト４９と、吸気ダクト４９内に設けられるフィルタ５０とからなる。
【００６８】
制御機器４４は、液滴パルス噴射手段１３の圧電素子１５の駆動、担体保持部２０の駆動等、装置本体１０の駆動部分を制御する機器である。担体ソーター４５は、複数の担体３１を備え、担体保持部２０に担体３１を送る部材である。乾燥部４６は、菌液１１が付着された担体３１を乾燥させる部材である。包装部４７は、生物指標作製装置本体１０によって菌が付着された担体３１を、一次包装する部材である。
【００６９】
本装置４０では、担体ソーター４５から担体保持部２０に担体３１が送られた後、その担体３１は、生物指標作製装置本体１０によって菌液１１が付着され、乾燥部４６で乾燥される。乾燥された担体３１は、一時保管部で次の工程を待つべく保管され、包装部４７で一次包装され図２に示した生物指標３０が得られる。
【００７０】
生物指標作製装置本体１０を防塵容器４１内に収容し、その容器４１内で生物指標３０を作製しているので、菌液１１及び担体３１が塵や微細なゴミの多い外部と遮断され、作製される生物指標３０へのコンタミネーション発生を防ぐことができる。
【００７１】
また、担体保持部２０の周辺に開口した排気手段を設けたことにより、菌の付着時に菌が飛散した場合、飛散した菌は吸気ダクト４８から吸入されてフィルタ５０で集められるので、菌の外部への漏洩を防止することができる。
【００７２】
図５は好適な第３の実施の形態の生物指標作製方法を示した概略図である。
【００７３】
基本的な構成部分は、上述した図１の生物指標作製装置とほぼ同様であり、同一構成部分には、図１の場合と同一の符号を付してある。
【００７４】
図５に示すように、本実施の形態の生物指標作製装置５１は、液滴パルス噴射手段５２において、圧電素子１５の代わりにヒータ５３を設けた点が第１の実施の形態の生物指標作製装置１０と異なる点である。
【００７５】
液滴パルス噴射手段５２の流路１４の下部にヒータ５３が埋め込まれている。このヒータ５３で菌液１１を加熱、気化させることで、菌液１１に泡を発生させ、泡の膨張する力でノズル１６から液滴を噴出させる。加熱を停止させれば泡はすぐに消滅すると共に、菌液タンク１２から菌液１１が流路１４内に浸入する。上述の圧電素子１５の場合と同様に、ヒータ５３のＯＮ、ＯＦＦを微小時間間隔で繰り返して、パルス的に液滴を噴射させることができる。したがって、本実施の形態の生物指標作製装置５１においても図１の生物指標作製装置１０と同様の作用効果を有する。
【００７６】
さらに、本実施の形態の生物指標作製装置５１では、ヒータ５３によって菌液１１を加熱することにより、熱に弱い栄養細胞を死滅させ、芽胞菌のみを担体３１に付着させることができる。
【００７７】
次に、好適な第４の実施の形態について説明する。
【００７８】
図６に示すように、生物指標作製装置６０は、４つの液滴パルス噴射手段６３ａ〜６３ｄを１つの基板６１に形成したものである。各液滴パルス噴射手段６１ａは、それぞれノズル１５ａと圧電素子１６ａと、菌液タンク群６２から圧電素子１６ａまで菌液を流す流路６４ａとが形成されている。本実施の形態では、複数の液滴パルス噴射手段６３ａ〜６３ｄを設けると共に、各流路６４ａに接続されて複数の菌液タンク（図示しないが菌液タンク群６２内）を設けている。これにより、各菌液タンクにはそれぞれ種類の異なる菌を含む菌液が溜めることができるので、１つの装置で、様々な種類の菌が付着した生物指標を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】好適な第１の実施の形態の生物指標作製装置を示す概略図である。
【図２】生物指標を示す断面図である。
【図３】液滴パルス噴射手段を示す断面図である。
【図４】好適な第２の実施の形態の生物指標作製装置を示す概略図である。
【図５】好適な第３の実施の形態の生物指標作製装置を示す概略図である。
【図６】好適な第４の実施の形態の生物指標作製装置の液滴パルス噴射手段を示す上面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 生物指標作製装置
１１ 菌液
１２ 菌液タンク
１３ 液滴パルス噴射手段
１４ 流路
１５ 圧電素子
１７ 光源
１８ 光学センサ
３１ 担体
３２ 菌
４１ 防塵容器
５３ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滅菌装置による滅菌処理の効果を判定するために用いる生物指標作製方法、作製装置及び生物指標に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、滅菌処理の良否を検出するために、菌懸濁液（菌液）を担体に滴下する、もしくは担体を菌液に含浸させて対象とする菌を接種して生物指標（ＢＩ：Biological Indicator）を作製し、そのＢＩを調査して行っている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているＢＩの作製方法では、指標とする菌を含む菌液をキャリア（担体）にピペット等で滴下し、そのキャリア及び菌液を一次包装して生物指標を作製している。
【０００４】
【特許文献１】特表平８−５０５５３６号公報
【特許文献２】特開２００１−２４５９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の生物指標作製方法では、ピペット等により担体に菌液を滴下する作製方法であったり、菌液中に担体を含浸させる作製方法であったため、作製された生物指標には、付着させた菌の分布が一様でないといった問題があった。
【０００６】
特に、ステンレス等、菌液が染み込まない担体を使用する場合、滴下した菌液を乾燥させる際に、菌が担体の縁に集まってしまう。紙や繊維等、菌液が染み込む担体を使用する場合、繊維に菌液を滴下させると、繊維内部に菌が沈み込み、菌の付着状態にムラができてしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、担体に菌が均一に付着した生物指標を作製することができる生物指標作製方法、作製装置及び生物指標を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための方法であって、所定濃度の菌液を調整し、その菌液を微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体に所定個数の菌を付着させる生物指標作製方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、担体に噴射される微細液滴をカウントしながら菌を付着させる請求項１記載の生物指標作製方法である。
【００１０】
請求項３の発明は、微細液滴中に含有される菌を光学的に検出し、その菌を検出した液滴数をカウントして所定個数の菌を付着させる請求項２記載の生物指標作製方法である。
【００１１】
請求項４の発明は、菌液は、微細液滴中に菌が最大１個含まれる濃度に調整される請求項１〜３いずれかに記載の生物指標作製方法である。
【００１２】
請求項５の発明は、担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための装置であって、所定濃度の菌液を溜める菌液タンクと、その菌液タンク内の菌液を所定の微細液滴サイズにして担体にパルス的に噴射する液滴パルス噴射手段とを備えた生物指標作製装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には電圧を印加することにより流路内の菌液を噴射させる圧電素子が設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置である。
【００１４】
請求項７の発明は、上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には流路内の菌液を加熱するヒータが設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置である。
【００１５】
請求項８の発明は、上記液滴パルス噴射手段には、担体に噴射される微細液滴の個数をカウントするカウンタが設けられている請求項５〜７いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００１６】
請求項９の発明は、上記カウンタは、上記流路の一側に光源を設けると共に他側に光学センサを設けて流路を交叉する光路を形成してなる請求項８記載の生物指標作製装置である。
【００１７】
請求項１０の発明は、上記菌液タンクは、菌液を撹拌された状態に維持する撹拌器、超音波発生器或いは水流ポンプを備える請求項５〜９いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００１８】
請求項１１の発明は、上記菌液には、菌を担体へ付着させるための接着剤が混合されている請求項５〜１０いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００１９】
請求項１２の発明は、上記担体には、界面活性剤が塗布されている請求項５〜１１いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２０】
請求項１３の発明は、上記菌液タンクと、上記液滴パルス噴射手段と、担体とを防塵容器内に収容した請求項５〜１２いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２１】
請求項１４の発明は、上記担体の周辺に、担体の周辺を局所的に排気する排気手段が設けられた請求項５〜１３いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２２】
請求項１５の発明は、上記担体及び／又は上記液滴パルス噴射手段は、担体及び／又は液滴パルス噴射手段を移動可能にする移動手段上に固定された請求項５〜１４いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２３】
請求項１６の発明は、上記菌液タンクは、上記菌液を冷却する冷却手段を備える請求項５〜１５いずれかに記載の生物指標作製装置である。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項１〜４いずれかに記載の生物指標作製方法で作製されたことを特徴とする生物指標である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、菌を担体に均一に付着させ、滅菌評価を再現性よく安定して行うことができるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２７】
まず、本実施の形態の作製方法によって作製される生物指標について説明する。
【００２８】
図２に示すように、生物指標３０は、担体３１上に菌３２が付着され、その担体３１を一次包装してなるものである。担体３１としては、ろ紙、ステンレス板、ガラス繊維、樹脂等が挙げられる。本実施の形態では、担体の形状を、直径１ｃｍの円形、或いは４ｍｍ×２０ｍｍの長方形に形成した。菌３２が付着した担体３１を包む一次包装用の包装材は、主に透明フィルム３３とガス透過性シート３４とからなる。ガス透過性シート３４は、菌を透過させないがガス（水蒸気を含む）を透過させるシートである。ガス透過性シート３４は、滅菌処理する前は、塗布した菌の外部への飛散を防止する役目をし、滅菌処理した後は操作時のコンタミネーションを防止する。ガス透過性シート３４としては、滅菌紙、グラシン紙、タイベック（登録商標）等が挙げられる。透過性シート３４としてグラシン紙を用いた場合、一般に透明フィルム３３は使用されず、グラシン紙のみで一次包装される。
【００２９】
菌の種類は、滅菌処理（滅菌処理評価試験）に使用する滅菌ガスによってそれぞれ選択される。例えば、蒸気による滅菌処理の評価を行う場合にはGeobacillus stearothermophilus（ゲオバチルスステアロサーモフィラス）、ＥＯＧ（酸化エチレンガス）による滅菌処理の場合にはBacillus atrophaeus（枯草菌）、放射線による滅菌処理の場合にはBacillus pumilus（バチルスプミルス）をそれぞれ含む菌液を使用する。
【００３０】
図１は本発明に係る好適な第１の実施の形態の生物指標作製装置を示した概略図である。
【００３１】
図１に示すように、生物指標作製装置１０は、所定濃度の菌液１１を溜める菌液タンク１２と、その菌液タンク１２内の菌液１１を所定の液滴サイズにして担体３１にパルス的に噴射する液滴パルス噴射手段１３とを備える。
【００３２】
菌液１１は、別途培養された菌を含む純粋或いは生理食塩水等の液体であり、所定の濃度に調整されて菌液タンク１２内に貯水されている。
【００３３】
図３に示すように、液滴パルス噴射手段１３は、菌液タンク１２に接続される流路１４が形成され、その流路１４には電圧を印加することにより流路１４内の菌液を噴射させる圧電素子１５が設けられ、流路１４の菌液噴射側は所定の液滴サイズに調整された径のノズル１６に形成されてなるものである。圧電素子１５は、電圧が印加されると変形する材料で形成され、この変形を利用して流路１４の一部を押し縮め、ノズル１６から液滴を噴出させる。電圧を切れば圧電素子１５は元の形状に戻る。
【００３４】
すなわち、液滴パルス噴射手段１３は、超微細な圧電素子と流路を備えた超微細インクジェット技術を利用したＭＥＭＳデバイスである。
【００３５】
図１に戻り、菌液タンク１２には、菌液タンク１２内の菌液１１を撹拌する撹拌手段が設けられている。本実施の形態では、撹拌手段として水流ポンプが設けられている。水流ポンプは、ポンプ本体２１と、ポンプ本体２１と菌液タンク１２との間に接続された吸水路２２及び排水路２３とを備える。菌液タンク１２は下部が錐状に尖端した形状に形成され、菌液タンク１２の最下部に、吸水路２２が接続され、菌液タンク１２の中央部から上部あたりに排水路２３が接続されている。
【００３６】
これにより、常時、ポンプ２１を駆動すると、菌液タンク１２の最下部に沈んだ菌を含む菌液を吸水路２２から汲み上げると共に、菌液タンク１２の上部あたりに排水されて常に撹拌された状態に維持される。菌液タンク１２内の菌液１１は場所によらず濃度を略一定に保つことができる。
【００３７】
撹拌手段としては、水流ポンプの他に、菌液中に撹拌子を入れると共に、菌液タンク１２外側に設けられる攪拌器や、菌液に超音波による波を発生させて撹拌する超音波発生器でもよい。
【００３８】
さらに、液滴パルス噴射手段１３には、担体３１に噴射される微細液滴の個数をカウントするカウンタが設けられている。本実施の形態では、流路１４の一側（図中、下側）に光源１７を設けると共に、他側（図中、上側）に光学センサ１８を設けて、光源１７と光学センサ１８とでカウンタを構成している。液滴パルス噴射手段１３の本体（流路を形成する枠体）をガラスや樹脂等の光学的に透明な材料で形成すると、光源１７を出射し流路１４を介して光学センサ１８に到達する光路１９が形成される。
【００３９】
光源１７より出射される光は、紫外光、可視光、近赤外光のいずれでもよい。ただし、流路１４内を通過する菌を滅する等、影響を付与しない光が選択される。
【００４０】
液滴パルス噴射手段１３の流路径は、菌の直径の２〜５倍に形成されるのが好ましい。菌の直径が２μｍ程度であるとすると、流路径は４〜２０μｍに形成するのが好ましい。
【００４１】
噴射される液滴のサイズは、流路径（ノズル径）と、圧電素子１５の菌液押し込み量とに依存する。直径が４μｍより小さいサイズの液滴を噴射させると、液滴の噴射間隔が短か過ぎるため、光学センサ１８で計測される菌の個数に誤差が生じる可能性がある。また、直径が２０μｍより大きい液滴を噴射させると、担体３１に付着する菌液が大きすぎるため、１つの液滴に複数の菌が含有する確率が高くなり、よって付着する菌の分布が均一になりにくい。
【００４２】
担体３１は、液滴パルス噴射手段１３のノズル１６に対向して移動手段として担体保持部２０が設けられ、その担体保持部２０上に固定されている。担体保持部２０は、例えばＸ−Ｙステージであり、担体３１を一平面方向（図中、上下方向及び紙面垂直方向）で移動させることができる。
【００４３】
図１では、液滴パルス噴射手段１３の液滴噴射方向が横方向に記されているが、液滴パルス噴射手段１３は、いずれの方向を向いて設けられていてもよい。実際には、重力の影響が無視できる程度に、担体３１とノズル１６間の距離が短く、かつ液滴サイズが微小であるためである。
【００４４】
さて、本実施の形態の生物指標作製方法は、所定濃度の菌液１１を調整し、その菌液１１を所定の微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体３１に所定個数の菌を付着させて生物指標３０を作製することを特徴としている。
【００４５】
一般に滅菌効果試験に使用される生物指標には、１つの担体上に１０6個（ＢＩによっては１０2〜１０8個）の菌が付着されている。菌液１１の濃度は、１つの担体３１に付着させる個数に応じて、所定の濃度に調整する。
【００４６】
まず、圧電素子１５に電圧を印加し、その電圧印加を停止する等して、流路１４内の空気を押し出すと共に、菌液タンク１２内の菌液１１を流路１４内に浸入させた状態にする。
【００４７】
液滴パルス噴射手段１３において、圧電素子１５に電圧を印加する（ＯＮ）と圧電素子１５は流路１４を押し縮め、流路１４内の菌液がノズル１６から液滴として噴射する。液滴を噴射させた後（液滴の噴射と略同時に）、電圧印加を停止させる（ＯＦＦ）と流路１４を押し縮めていた圧電素子１５は元の形状に戻り、菌液タンク１２から菌液１１が流路１４内に浸入する。圧電素子１５のＯＮとＯＦＦを微小時間間隔で繰り返すことで、菌液１１をノズル１６からパルス的に噴射させることができる。なお、「パルス的に」とは、菌液１１を微小な液体の粒（液滴）として断続的に噴出すると共に、液滴を噴出する間隔が非常に短いことを意味している。
【００４８】
液滴を所定回数噴射した後、担体保持部２０の駆動により担体３１を微小距離だけ移動させ、担体３１上の別の位置に液滴を噴射させる。この担体３１の移動と液滴の噴射とを繰り返して、担体３１への菌液の付着を終了する。その後、菌液１１が付着した担体３１を乾燥させ、一次包装して生物指標３０が得られる。
【００４９】
本実施の形態の生物指標作製方法によれば、菌液１１を所定濃度に調整することで、噴射時の液滴には一定数の菌が含まれ、その液滴をパルス的に担体に噴射すると共に、液滴噴射を担体３１上で走査させることにより、担体３１表面に付着した菌の濃度を２次元的に制御し、担体３１に菌が均一に付着した生物指標を作製することができる。また、菌の分布状態が安定した再現性のある生物指標を作製することができる。
【００５０】
本実施の形態では、所定の濃度に調整した菌液を、撹拌手段が設けられた菌液タンク１２に貯水しているので、菌液タンク１２内では菌液１１の濃度が均一になり、担体３１に付着させる菌の分布を均一にすることができる。
【００５１】
本実施の形態では圧電素子１５を用いて液滴を噴射させているので、菌液１１に温度変化を付与することがない。よって、熱に弱い菌を付着させた生物指標を作製することができる。
【００５２】
また、液滴パルス噴出手段１３では、液滴を噴射させる際に、流路１４を通過した菌をカウントしている。本実施の形態では、光源１７から流路１４を介して光学センサ１８に到達する光の光量を常時検知している。そこで、流路１４を菌が通過した時には、光学センサ１８で検知される光の光量に変化が生じる。したがって、光量の変化した回数が、流路１４を通過した菌の数、つまり担体３１に付着させた菌の数となる。
【００５３】
このように、液滴パルス噴射手段１３にカウンタを設け、生物指標の作製中に、担体に付着させた菌数をカウントしているので、生物指標作製後に生物学的に菌数を測定しなくとも、作製された生物指標１枚当たりの菌数を知ることができる。
【００５４】
また、カウンタにより菌の数を把握することができるので、担体３１に付着させる菌の個数を制御することができる。すなわち、カウンタの示す数が、担体３１に付着させる菌の総個数になった時点で液滴の噴射を終了させれば、所望の個数の菌が付着した生物指標を得ることができる。
【００５５】
上述の説明では、所定回数液滴を噴射させた後に担体３１を移動させるように制御していたが、菌をカウントする毎に担体３１を移動させるように、担体保持部２０の駆動を制御してもよい。
【００５６】
さらに、１つの液滴中に菌が最大１個含まれる濃度に菌液を調整するのが好ましい。複数の菌が含まれた液滴を噴射してしまうと、担体上の菌の分布にムラができやすい。ここで、「最大１個含まれる」とは、１つの液滴には０個または１個の菌が含まれること意味する。
【００５７】
ここで、菌液１１の濃度と微細液滴サイズについて具体的に説明する。本実施の形態では、液滴の直径を２０μｍとした。直径２０μｍの液滴の体積は、約４ｐｌ（×１０-12リットル）となる。噴射する菌液の濃度を１０8個／ｍｌとすると、液滴１滴に含まれる菌数は、０．４２個となる。したがって、略液滴２個に菌が１個含まれる割合で液滴が噴射される。一般に、生物指標に付着させる菌の数は、担体１つ当たり１０6個である。１０6個の菌を付着させるとすると、担体に吹き付ける液滴の総数は約２．４×１０6滴となる。よって、具体的には、２回液滴を噴射させる毎に担体３１を微小移動させ、２．４×１０6回液滴を噴射させた時点で液滴の噴射を終了させればよい。
【００５８】
また、担体３１に噴射する液滴の大きさ及び菌液１１の濃度は適宜選択してもよい。例えば、液滴の直径を１０μｍ、すなわち液滴の体積を約０．５２ｐｌとし、菌液の濃度を１０9個／ｍｌとすると、液滴１滴に含まれる菌数は０．５２個となる。したがって、略液滴２個に１個含まれる割合で菌液が噴射されることになり、１つの担体に１０6個の菌を付着させるために、担体３１に吹き付ける液滴の数は、約１．９×１０6滴となる。
【００５９】
菌液１１には、接着剤を混入させてもよい。接着剤を混入させることで、微細液滴を飛散させることなく担体３１に付着させることができる。接着剤としては、ポリエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
【００６０】
また、液滴を噴射させる以前に、担体３１に界面活性剤を塗布してもよい。界面活性剤を塗布することで、微細液滴を担体３１に噴射させた際に、菌が担体内部に沈むことを防ぎ、担体表面に菌を付着させることができる。界面活性剤としては、ポリエチレングリコール、グリセリン、或いはアルギン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００６１】
菌液タンク１２には、図示されない冷却手段を設けてもよい。菌は温度によって形態が変化するので、菌液１１の温度が変化すると菌液１１の濃度が変化する。そこで、冷却手段により菌液１１の温度を一定に保ち、菌液１１の濃度を安定化させることができる。
【００６２】
本実施の形態では、担体保持部２０により担体３１を微小移動させながら担体３１に菌を付着させたが、液滴パルス噴射手段１３を移動させながら担体３１に菌を付着させてもよい。また、担体保持部２０、液滴パルス噴射手段１３の両方を互いに異なる方向に移動させながら菌を付着させてもよい。例えば、図１において、担体保持部２０を上下方向に移動させると共に、液滴パルス噴射手段１３を紙面垂直方向に移動させる。
【００６３】
菌液タンク１２内の菌液１１は、菌を培養した後、遠心分離処理等により、芽胞の形態の菌が含まれた菌液としているが、菌液１１中の菌は、芽胞の形態のものと栄養細胞の形態のものとが混在する場合がある。滅菌処理評価試験において芽胞の滅菌について評価する場合、作製する生物指標は芽胞の個数が重要である。したがって、カウンタでは芽胞と栄養細胞との両方をカウントしてしまい、実際に付着される芽胞の個数は、カウンタが示す数値より小さくなってしまう。
【００６４】
そこで、芽胞が通過した時検知される光量と、栄養細胞が通過した時検知される光量の閾値を予め調べておき、光学センサ１８において検知された光量が閾値を超えたときを芽胞が通過した場合とすれば、通過した菌が芽胞であることを判別してカウントすることもできる。なぜなら、芽胞は強固な芽胞殻を有し、栄養細胞は芽胞殻を持たないので、光の透過性を低下させる芽胞殻を有する芽胞の方が検知される光量が小さいためである。
【００６５】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００６６】
図４に示すように、本実施の形態の生物指標作製装置４０は、防塵容器４１内に図１に示した担体保持部２０、菌液タンク１２及び菌液噴射手段１３（以下、図１に示した生物指標作製装置１０を生物指標作製装置本体１０とする）が収容されている。ここで、防塵容器４１とは、生物指標作製装置本体１０をバイオクリーン環境下に保持するべく、装置本体１０を収容する容器（チャンバ）４２にＨＥＰＡフィルタ等のクリーンフィルタ４３が設けられてなるものであって、内部に微小な塵やゴミ等が存在しない容器である。
【００６７】
防塵容器４１内には、制御機器４４、担体ソーター４５、乾燥部４６、一時保管部及び包装部４７が設けられている。さらに、担体保持部２０の周辺（少なくとも、担体保持部２０と液滴パルス噴射手段１３との間辺り）に、担体保持部２０の周辺を局所的に排気する排気手段が設けられている。排気手段は、例えば、防塵容器４１外に設けられた局所排気用ファン４８と、担体保持部２０の周辺でに開口すると共に局所排気用ファン４８に接続される吸気ダクト４９と、吸気ダクト４９内に設けられるフィルタ５０とからなる。
【００６８】
制御機器４４は、液滴パルス噴射手段１３の圧電素子１５の駆動、担体保持部２０の駆動等、装置本体１０の駆動部分を制御する機器である。担体ソーター４５は、複数の担体３１を備え、担体保持部２０に担体３１を送る部材である。乾燥部４６は、菌液１１が付着された担体３１を乾燥させる部材である。包装部４７は、生物指標作製装置本体１０によって菌が付着された担体３１を、一次包装する部材である。
【００６９】
本装置４０では、担体ソーター４５から担体保持部２０に担体３１が送られた後、その担体３１は、生物指標作製装置本体１０によって菌液１１が付着され、乾燥部４６で乾燥される。乾燥された担体３１は、一時保管部で次の工程を待つべく保管され、包装部４７で一次包装され図２に示した生物指標３０が得られる。
【００７０】
生物指標作製装置本体１０を防塵容器４１内に収容し、その容器４１内で生物指標３０を作製しているので、菌液１１及び担体３１が塵や微細なゴミの多い外部と遮断され、作製される生物指標３０へのコンタミネーション発生を防ぐことができる。
【００７１】
また、担体保持部２０の周辺に開口した排気手段を設けたことにより、菌の付着時に菌が飛散した場合、飛散した菌は吸気ダクト４８から吸入されてフィルタ５０で集められるので、菌の外部への漏洩を防止することができる。
【００７２】
図５は好適な第３の実施の形態の生物指標作製方法を示した概略図である。
【００７３】
基本的な構成部分は、上述した図１の生物指標作製装置とほぼ同様であり、同一構成部分には、図１の場合と同一の符号を付してある。
【００７４】
図５に示すように、本実施の形態の生物指標作製装置５１は、液滴パルス噴射手段５２において、圧電素子１５の代わりにヒータ５３を設けた点が第１の実施の形態の生物指標作製装置１０と異なる点である。
【００７５】
液滴パルス噴射手段５２の流路１４の下部にヒータ５３が埋め込まれている。このヒータ５３で菌液１１を加熱、気化させることで、菌液１１に泡を発生させ、泡の膨張する力でノズル１６から液滴を噴出させる。加熱を停止させれば泡はすぐに消滅すると共に、菌液タンク１２から菌液１１が流路１４内に浸入する。上述の圧電素子１５の場合と同様に、ヒータ５３のＯＮ、ＯＦＦを微小時間間隔で繰り返して、パルス的に液滴を噴射させることができる。したがって、本実施の形態の生物指標作製装置５１においても図１の生物指標作製装置１０と同様の作用効果を有する。
【００７６】
さらに、本実施の形態の生物指標作製装置５１では、ヒータ５３によって菌液１１を加熱することにより、熱に弱い栄養細胞を死滅させ、芽胞菌のみを担体３１に付着させることができる。
【００７７】
次に、好適な第４の実施の形態について説明する。
【００７８】
図６に示すように、生物指標作製装置６０は、４つの液滴パルス噴射手段６３ａ〜６３ｄを１つの基板６１に形成したものである。各液滴パルス噴射手段６１ａは、それぞれノズル１５ａと圧電素子１６ａと、菌液タンク群６２から圧電素子１６ａまで菌液を流す流路６４ａとが形成されている。本実施の形態では、複数の液滴パルス噴射手段６３ａ〜６３ｄを設けると共に、各流路６４ａに接続されて複数の菌液タンク（図示しないが菌液タンク群６２内）を設けている。これにより、各菌液タンクにはそれぞれ種類の異なる菌を含む菌液が溜めることができるので、１つの装置で、様々な種類の菌が付着した生物指標を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】好適な第１の実施の形態の生物指標作製装置を示す概略図である。
【図２】生物指標を示す断面図である。
【図３】液滴パルス噴射手段を示す断面図である。
【図４】好適な第２の実施の形態の生物指標作製装置を示す概略図である。
【図５】好適な第３の実施の形態の生物指標作製装置を示す概略図である。
【図６】好適な第４の実施の形態の生物指標作製装置の液滴パルス噴射手段を示す上面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 生物指標作製装置
１１ 菌液
１２ 菌液タンク
１３ 液滴パルス噴射手段
１４ 流路
１５ 圧電素子
１７ 光源
１８ 光学センサ
３１ 担体
３２ 菌
４１ 防塵容器
５３ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための方法であって、
所定濃度の菌液を調整し、その菌液を微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体に所定個数の菌を付着させることを特徴とする生物指標作製方法。
【請求項２】
担体に噴射される微細液滴をカウントしながら菌を付着させる請求項１記載の生物指標作製方法。
【請求項３】
微細液滴中に含有される菌を光学的に検出し、その菌を検出した液滴数をカウントして所定個数の菌を付着させる請求項２記載の生物指標作製方法。
【請求項４】
菌液は、微細液滴中に菌が最大１個含まれる濃度に調整される請求項１〜３いずれかに記載の生物指標作製方法。
【請求項５】
担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための装置であって、
所定濃度の菌液を溜める菌液タンクと、その菌液タンク内の菌液を所定の微細液滴サイズにして担体にパルス的に噴射する液滴パルス噴射手段とを備えたことを特徴とする生物指標作製装置。
【請求項６】
上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には電圧を印加することにより流路内の菌液を噴射させる圧電素子が設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置。
【請求項７】
上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には流路内の菌液を加熱するヒータが設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置。
【請求項８】
上記液滴パルス噴射手段には、担体に噴射される微細液滴の個数をカウントするカウンタが設けられている請求項５〜７いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項９】
上記カウンタは、上記流路の一側に光源を設けると共に他側に光学センサを設けて流路を交叉する光路を形成してなる請求項８記載の生物指標作製装置。
【請求項１０】
上記菌液タンクは、菌液を撹拌された状態に維持する撹拌器、超音波発生器或いは水流ポンプを備える請求項５〜９いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１１】
上記菌液には、菌を担体へ付着させるための接着剤が混合されている請求項５〜１０いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１２】
上記担体には、界面活性剤が塗布されている請求項５〜１１いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１３】
上記菌液タンクと、上記液滴パルス噴射手段と、担体とを防塵容器内に収容した請求項５〜１２いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１４】
上記担体の周辺に、担体の周辺を局所的に排気する排気手段が設けられた請求項５〜１３いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１５】
上記担体及び／又は上記液滴パルス噴射手段は、担体及び／又は液滴パルス噴射手段を移動可能にする移動手段上に固定された請求項５〜１４いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１６】
上記菌液タンクは、上記菌液を冷却する冷却手段を備える請求項５〜１５いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１７】
請求項１〜４いずれかに記載の生物指標作製方法で作製されたことを特徴とする生物指標。
【請求項１】
担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための方法であって、
所定濃度の菌液を調整し、その菌液を微細液滴サイズでパルス的に噴射して担体に所定個数の菌を付着させることを特徴とする生物指標作製方法。
【請求項２】
担体に噴射される微細液滴をカウントしながら菌を付着させる請求項１記載の生物指標作製方法。
【請求項３】
微細液滴中に含有される菌を光学的に検出し、その菌を検出した液滴数をカウントして所定個数の菌を付着させる請求項２記載の生物指標作製方法。
【請求項４】
菌液は、微細液滴中に菌が最大１個含まれる濃度に調整される請求項１〜３いずれかに記載の生物指標作製方法。
【請求項５】
担体に所定個数の菌を付着させて生物指標を作製するための装置であって、
所定濃度の菌液を溜める菌液タンクと、その菌液タンク内の菌液を所定の微細液滴サイズにして担体にパルス的に噴射する液滴パルス噴射手段とを備えたことを特徴とする生物指標作製装置。
【請求項６】
上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には電圧を印加することにより流路内の菌液を噴射させる圧電素子が設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置。
【請求項７】
上記液滴パルス噴射手段は、上記菌液タンクに接続される流路が形成され、その流路には流路内の菌液を加熱するヒータが設けられ、上記流路の菌液噴射側は所定の微細液滴サイズに調整された径のノズルに形成されてなる請求項５記載の生物指標作製装置。
【請求項８】
上記液滴パルス噴射手段には、担体に噴射される微細液滴の個数をカウントするカウンタが設けられている請求項５〜７いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項９】
上記カウンタは、上記流路の一側に光源を設けると共に他側に光学センサを設けて流路を交叉する光路を形成してなる請求項８記載の生物指標作製装置。
【請求項１０】
上記菌液タンクは、菌液を撹拌された状態に維持する撹拌器、超音波発生器或いは水流ポンプを備える請求項５〜９いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１１】
上記菌液には、菌を担体へ付着させるための接着剤が混合されている請求項５〜１０いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１２】
上記担体には、界面活性剤が塗布されている請求項５〜１１いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１３】
上記菌液タンクと、上記液滴パルス噴射手段と、担体とを防塵容器内に収容した請求項５〜１２いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１４】
上記担体の周辺に、担体の周辺を局所的に排気する排気手段が設けられた請求項５〜１３いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１５】
上記担体及び／又は上記液滴パルス噴射手段は、担体及び／又は液滴パルス噴射手段を移動可能にする移動手段上に固定された請求項５〜１４いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１６】
上記菌液タンクは、上記菌液を冷却する冷却手段を備える請求項５〜１５いずれかに記載の生物指標作製装置。
【請求項１７】
請求項１〜４いずれかに記載の生物指標作製方法で作製されたことを特徴とする生物指標。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１７５０１２（Ｐ２００７−１７５０１２Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７８８６７（Ｐ２００５−３７８８６７）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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