(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地を収納して密封される透明袋と、
前記透明袋の収納部を有する培養ケースと、
１対の偏光板とを有し、
前記収納部は、前記透明袋を保持して収納するよう所定の間隔をあけて互いに対向する１対の透明な側壁板の間に形成され、前記透明袋を入れるための開口を有し、
各偏光板は、各側壁板を挟む位置に設けられ、前記側壁板にかかる応力を光弾性効果により検出することを、
特徴とする嫌気性菌培養キット。
【請求項２】
請求項１記載の嫌気性菌培養キットと、
各偏光板および各側壁板に向けて光を透過させるよう設けられた光源と、
前記光源からの前記偏光板、前記側壁板、前記透明袋および前記培地を透過した光による投影像を取得可能に設けられた画像取得手段とを、
有することを特徴とする嫌気性菌検査装置。
【請求項３】
請求項１記載の嫌気性菌培養キットの前記収納部に、嫌気性菌検査用の試料を入れた培地を収納し密封した前記透明袋を配置して嫌気性菌の所定の培養温度で保ち、前記偏光板、前記側壁板、前記透明袋および前記培地を透過する光を照射し、透過した光による投影像から、前記側壁板にかかる応力を光弾性効果により検出することを、特徴とする嫌気性菌検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の嫌気性菌の検査では、試料を添加した寒天培地を、嫌気チャンバーや脱酸素剤とともに嫌気ジャーに入れて培養し、培養により分裂増殖した嫌気性菌を確認することにより、嫌気性菌が試料中に存在しているかどうかを判定している（例えば、特許文献１、２または３参照）。細菌の検出に関し、寒天培地を透過する光による投影像に基づいて、細菌を正確かつ迅速に検出することができる投影検出法が本発明者等により提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７４９３４号公報
【特許文献２】特開平７−１５５１７１号公報
【特許文献３】特許第３０７５５６９号公報
【特許文献４】特開２００３−８５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２または３に記載の方法では、嫌気性菌を培養するための設備が大型となり、操作も煩雑であるという課題があった。また、嫌気性菌の成長検出を確認するたびに、各寒天培地を嫌気チャンバーや嫌気ジャーから取り出さなければならず、手間がかかり煩雑であるという課題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、嫌気性菌を容易かつ正確に検出することができる嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る嫌気性菌培養キットは、培地を収納して密封される透明袋と、前記透明袋の収納部を有する培養ケースと、１対の偏光板とを有し、前記収納部は、前記透明袋を保持して収納するよう所定の間隔をあけて互いに対向する１対の透明な側壁板の間に形成され、前記透明袋を入れるための開口を有し、各偏光板は、各側壁板を挟む位置に設けられ、前記側壁板にかかる応力を光弾性効果により検出することを、特徴とする。
【０００７】
本発明に係る嫌気性菌培養キットは、試料の中に嫌気性菌が存在するかどうかを調べるために使用される。透明袋を密封するときは、酸素および空気が入らないようにすることが好ましい。透明袋は、酸素および空気を通さない気密性の袋から成ることが好ましい。なお、側壁板および透明袋は、全体が透明のほか、一部のみが透明であってもよい。
【０００８】
本発明に係る嫌気性菌培養キットは、培養ケースの収納部の各側壁板の間に、培地を入れた透明袋を配置することにより、培地を、各側壁板の所定の間隔と同じ厚みにすることができる。この状態で、培養ケースごとインキュベータなどの培養装置に入れることができる。透明な側壁板を通して培地を観察し、嫌気性菌が試料中に存在しているかどうかを容易かつ正確に確認することができる。
【０００９】
培地を収納した透明袋は、各側壁板の間に保持して収納されるため、位置が固定され、経時的に培地の同じ位置を観察することができる。透明袋は、両側の側壁板に密着して保持されることが好ましい。透明袋は、側壁板に密着しやすい合成樹脂の袋から成ることが好ましい。一方の側壁板の側から光を当てることにより、側壁板および透明袋を透過した光による投影像に基づいて、嫌気性菌を正確かつ迅速に検出することができる。
【００１０】
本発明に係る嫌気性菌培養キットによれば、嫌気チャンバーや嫌気ジャーなどの大型の設備が不要となり、簡単な構成で、嫌気性菌の培養および検出を容易に行うことができる。なお、培地には、透明袋に入れるときに流動性がある寒天培地が好ましい。また、培地には、嫌気性菌の培養に適した培地が好ましく、圧力検出を優先させるときは微生物の利用する糖分配合などを工夫してガスを発生し易くした培地が好ましい。各側壁板の所定の間隔は、各側壁板の間の培地を観察しやすい間隔が好ましく、例えば、シャーレの培地の厚みと同じ程度の間隔が好ましい。
【００１１】
前記収納部は、例えば、各側壁板の間に、各側壁板に沿った方向の三方を塞ぐ壁材を有し、各側壁板に沿った方向の残りの一方が前記開口を成し、各側壁板に沿った方向の奥行きおよび幅よりも各側壁板の間隔を狭く形成した簡単な構成でよい。
【００１２】
前記培養ケースは、前記収納部を複数有し、各収納部は各側壁板に沿った方向に並んで配置されていることが好ましい。この場合、複数の試料を同時に検査することができる。
本発明に係る嫌気性菌培養キットは、偏光板、側壁板、透明袋および培地を透過した光による投影像から、側壁板にかかる応力を光弾性効果により検出することによって、嫌気性菌を検出することができる。各偏光板は、各側壁板の外面に貼り付けられていてもよい。
【００１３】
本発明に係る嫌気性菌検査装置は、本発明に係る嫌気性菌培養キットと、各偏光板および各側壁板に向けて光を透過させるよう設けられた光源と、前記光源からの前記偏光板、前記側壁板、前記透明袋および前記培地を透過した光による投影像を取得可能に設けられた画像取得手段とを、有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る嫌気性菌検査装置は、光源により一方の側壁板に向けて光を照射すると、画像取得手段が側壁板、透明袋および培地を透過した光による投影像を取得する。これにより、培地のコロニーの投影像に基づいて、嫌気性菌を正確かつ迅速に検出することができる。
【００１６】
本発明に係る嫌気性菌検査装置は、１対の偏光板を透過した光による投影像を画像取得手段で取得することにより、側壁板にかかる応力を光弾性効果により検出することができる。培地の試料が嫌気性菌を含んでいると、培養された菌が増殖してガスを発生し、透明袋がそのガスで膨らんで各側壁板を外側に向かって押す。このときの側壁板にかかる応力を検出することにより、嫌気性菌の存在を検出することができる。このため、コロニーの検出が難しい場合にも、嫌気性菌の検出が容易である。
【００１７】
本発明に関する嫌気性菌検査方法は、本発明に係る嫌気性菌培養キットの前記収納部に、嫌気性菌検査用の試料を入れた培地を収納し密封した前記透明袋を配置して嫌気性菌の所定の培養温度で保ち、前記側壁板、前記透明袋および前記培地を透過する光を照射し、透過した光によるコロニーの投影像を検出することを、特徴とする。
【００１８】
本発明に関する嫌気性菌検査方法は、本発明に係る嫌気性菌培養キットを使用するため、嫌気チャンバーや嫌気ジャーなどの大型の設備が不要となり、簡単な構成で、嫌気性菌の培養および検出を容易に行うことができる。また、均一な厚みの培地を観察することができ、嫌気性菌を容易かつ正確に検出することができる。培地のコロニーの投影像に基づいて、嫌気性菌を正確かつ迅速に検出することができる。
【００１９】
本発明に係る嫌気性菌検査方法は、本発明に係る嫌気性菌培養キットの前記収納部に、嫌気性菌検査用の試料を入れた培地を収納し密封した前記透明袋を配置して嫌気性菌の所定の培養温度で保ち、前記偏光板、前記側壁板、前記透明袋および前記培地を透過する光を照射し、透過した光による投影像から、前記側壁板にかかる応力を光弾性効果により検出することを、特徴とする。
【００２０】
本発明に係る嫌気性菌検査方法では、培地の試料が嫌気性菌を含んでいると、培養された菌が増殖してガスを発生し、透明袋がそのガスで膨らんで各側壁板を外側に向かって押す。このときの側壁板にかかる応力を検出することにより、嫌気性菌の存在を検出することができる。このため、培地がくずれたりしてコロニーの検出が難しい場合にも、嫌気性菌の検出が容易である。なお、所定の培養温度としては、至適培養温度が好ましい。
【００２１】
本発明に係る嫌気性菌検査方法では、透明袋に培地を入れ、透明袋を収納部に収納した後、透明袋を密封しても、透明袋に培地を入れ、透明袋を密封した後、透明袋を収納部に収納しても、いずれでもよい。また、透明袋を収納部に収納してから培地を注入しても、透明袋に培地を注入してから収納部に収納しても、いずれでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、嫌気性菌を容易かつ正確に検出することができる嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の嫌気性菌培養キットの（ａ）培養ケースを示す平面図、（ｂ）培養ケースを示す正面図、（ｃ）透明袋を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の嫌気性菌検査装置の、偏光板を外した状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の嫌気性菌検査装置を示す側面図である。
【図４】図３に示す嫌気性菌検査装置による培養状態を示す（ａ）側面図、（ｂ）平面図である。
【図５】本発明の実施の形態の嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法による、サーモアナエロバクター・サーモハイドロスルフリカス（Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus；ATCC35045）を含む培地の、６０℃、２４時間培養後の観察結果を示す顕微鏡写真である。
【図６】本発明の実施の形態の嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法による、サーモアナエロバクター・マスラニ（Thermoanaerobacter mathranii；DSM11426）を含む培地の、６０℃、３０時間培養後の観察結果を示す顕微鏡写真である。
【図７】本発明の実施の形態の嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法による、モーレラ・サーモアセティカ（Moorella thermoacetica）を含む培地の、５５℃、７２時間培養後の観察結果を示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図７は、本発明の実施の形態の嫌気性菌培養キット、嫌気性菌検査装置および嫌気性菌検査方法を示している。
図１に示すように、嫌気性菌培養キット１０は、培養ケース１１と透明袋１２とを有している。
【００２５】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、培養ケース１１は、基板２１と１対の側壁板２２，２３とを有している。基板２１は、外形が矩形状の薄い不透明の板から成っている。基板２１は、一方の側縁２１ａから他方の側縁２１ｂに向かって矩形状に切り込んで形成された５つの凹部２１ｃを有している。各凹部２１ｃは、基板２１の一方の側縁２１ａに沿って並んで形成されている。基板２１は、各凹部２１ｃの間に細長く残された４つの隔壁部２１ｄを有している。また、基板２１は、表面２１ｅが平坦で、裏面２１ｆが両端部２１ｇより中央部２１ｈが窪んだ形状を成している。基板２１は、両端部２１ｇが厚く、各凹部２１ｃおよび各隔壁部２１ｄを含む中央部２１ｈが両端部２１ｇよりも薄く形成されている。基板２１は、中央部２１ｈが、シャーレで培養する場合の培地の厚みと同じ程度の厚みを有している。
【００２６】
各側壁板２２，２３は、透明な矩形状の板から成り、それぞれ基板２１の裏面２１ｆおよび表面２１ｅに取り付けられている。基板２１の裏面２１ｆの側壁板２２は、基板２１の幅と同じ幅を有し、基板２１の裏面２１ｆの中央部２１ｈと同じ長さを有している。また、側壁板２２は、基板２１の裏面２１ｆの両端部２１ｇと中央部２１ｈとの厚みの差と同じ厚みを有している。側壁板２２は、基板２１の裏面２１ｆの中央部２１ｈに嵌め込んで固定されている。これにより、培養ケース１１は、基板２１の裏面２１ｆの側が、基板２１の両端部２１ｇと側壁板２２とにより、平坦になっている。
側壁板２３は、基板２１の裏面２１ｆの側壁板２２の幅および長さと同じ幅および長さを有し、側壁板２２よりも薄く形成されている。側壁板２３は、側壁板２２と対応する位置で、側壁板２２と平行になるよう基板２１の表面２１ｅに固定されている。
【００２７】
培養ケース１１は、基板２１の各凹部２１ｃと、透明な各側壁板２２，２３とで囲まれた５つの収納部２４を有している。各側壁板２２，２３は、シャーレで培養する場合の培地の厚みと同じ程度の間隔をあけて、互いに対向するよう配置されている。各側壁板２２，２３の間の各隔壁部２１ｄ、基板２１の両端部２１ｇおよび基板２１の他方の側縁２１ｂは、各側壁板２２，２３に沿った方向の三方を塞ぐ壁材を成している。各収納部２４は、各側壁板２２，２３に沿った方向の残りの一方、すなわち基板２１の一方の側縁２１ａの側に開口２４ａを有している。各収納部２４は、各側壁板２２，２３に沿った方向の奥行きおよび幅よりも各側壁板２２，２３の間隔が狭く形成されている。各収納部２４は、各側壁板２２，２３および基板２１の一方の側縁２１ａに沿った方向に並んで配置されている。
【００２８】
図１（ｃ）に示すように、透明袋１２は、酸素および空気を通さない気密性の透明な合成樹脂の袋から成っている。透明袋１２は、矩形状を成し、周囲の三辺が閉じられて、残りの一辺が開口１２ａを成している。透明袋１２は、培養ケース１１の収納部２４の奥行きおよび幅と同じ長さおよび幅を有している。透明袋１２には、開口１２ａから嫌気性菌を検査するための培地を収納可能である。また、透明袋１２は、培養ケース１１の収納部２４の開口２４ａから収納部２４の内部に収納可能になっている。
【００２９】
嫌気性菌培養キット１０は、試料の中に嫌気性菌が存在するかどうかを調べるため、本発明の実施の形態の嫌気性菌検査方法で好適に使用される。まず、嫌気性菌を検査するための複数の試料を、それぞれ別の培地に添加して、混合する。培地は、大腸菌や硫酸塩還元細菌などの嫌気性菌を培養可能な寒天培地から成り、透明袋１２に入れるとき流動性を有している。各培地をそれぞれ別の透明袋１２に注入し、各透明袋１２を培養ケース１１の各収納部２４に開口２４ａから収納する。このとき、透明袋１２が、収納部２４の奥行きおよび幅と同じ長さおよび幅を有しているため、収納部２４への透明袋１２の収納が容易である。
【００３０】
透明袋１２を収納部２４に収納したならば、空気が入らないように透明袋１２をヒートシール加工で密封する。このとき、空気が入らないようにするため、培地をシール部１２ｂから若干はみ出すようにして、ヒートシール加工してもよい。こうして、透明袋１２の中に酸素が入らないようにし、嫌気性菌の培養に適した条件にすることができる。培養ケース１１の収納部２４の各側壁板２２，２３の間に、培地を入れた透明袋１２を収納し、培地を各側壁板２２，２３の間隔と同じ厚みで、均一の厚みにすることができる。培地は固まる前には透明袋１２の内部で比較的自由に流動できるため、各側壁板２２，２３の間隔で均一の厚みに調整しやすい。培地は、透明袋１２の中で次第に固まる。透明袋１２は、両側の側壁板２２，２３に密着して保持される。
【００３１】
透明袋１２は、各側壁板２２，２３の間に保持して収納されるため、位置が固定され、経時的に培地の同じ位置を観察することができる。透明袋１２の開口１２ａを上に向けて培地の注入および透明袋１２の密封を行うことにより、重力で培地が下方に下がり、各側壁板２２，２３に向かって押す力が働くため、培地を収納した透明袋１２と各側壁板２２，２３の内側面との間に働く摩擦力を高めることができる。このため、透明袋１２は、各側壁板２２，２３の間で位置がずれにくくなっている。
【００３２】
密封した透明袋１２を収納部２４に収納した状態で、培養ケース１１ごとインキュベータなどに入れ、嫌気性菌の所定の培養温度で保つ。所定の培養温度としては、至適培養温度が好ましい。所定時間ごとに、透明な各側壁板２２，２３を通して培地を観察する。これにより、嫌気性菌が試料中に存在しているかどうかを容易かつ正確に確認することができる。また、複数の試料を同時に検査することができる。嫌気性菌培養キット１０により、嫌気チャンバーや嫌気ジャーなどの大型の設備が不要となり、簡単な構成で、嫌気性菌の培養および検出を容易に行うことができる。
【００３３】
なお、透明袋１２を収納部２４に収納した後、培地を透明袋１２へ注入してもよい。また、透明袋１２の内部に嫌気性菌検査用の培地を入れて透明袋１２を密封した後、透明袋１２を開口２４ａから培養ケース１１の収納部２４に収納し、所定の培養温度で保ってもよい。この場合、透明袋１２への培地の密封および透明袋１２の収納部２４への収納の各操作が独立しており、容易である。
【００３４】
図２に示すように、嫌気性菌が試料中に存在しているかどうかを確認するのに、本発明の実施の形態の嫌気性菌検査装置を使用することができる。嫌気性菌検査装置５０は、光源５１と画像取得手段５２とを有している。光源５１は、嫌気性菌培養キット１０の一方の側壁板２２の外側に設置され、側壁板２２，２３および収納部２４の透明袋１２に向けて光を照射し、光を透過させるようになっている。画像取得手段５２は、スキャナー装置またはデジタルカメラから成り、他方の側壁板２３の外側に設置されている。画像取得手段５２は、光源５１からの側壁板２２，２３、透明袋１２および培地を透過した光による投影像を取得するよう設けられている。嫌気性菌検査装置５０を用いて、画像取得手段５２により取得した培地のコロニーの投影像に基づき、嫌気性菌を正確かつ迅速に検出することができる。なお、嫌気性菌検査装置は、培養ケース１１を嫌気性菌の至適培養温度に保つインキュベータを備えていることが好ましい。
【００３５】
図３に示すように、嫌気性菌検査装置５０は、各側壁板２２，２３の外側に、各側壁板２２，２３を挟む位置に設けられた１対の偏光板５３，５４を有している。嫌気性菌検査装置５０は、１対の偏光板５３，５４を通した投影像を、画像取得手段５２で取得することにより、各側壁板２２，２３にかかる応力を光弾性効果により検出することができる。１対の偏光板５３，５４は、各側壁板２２，２３を挟むよう各側壁板２２，２３の外側に取り付けられていてもよい。
【００３６】
図４に示すように、培地の試料が嫌気性菌を含んでいると、培養された菌が増殖してガスを発生し、透明袋１２がそのガスで膨らんで側壁板２２，２３が外側に向かって押される。これにより、側壁板２２，２３の屈折率が変化するため、１対の偏光板５３，５４を通した投影像に、側壁板２２，２３の歪みに応じた干渉縞ができる。この干渉縞に基づいて、側壁板２２，２３にかかる応力を検出することができる。このため、ガスにより菌を直接観察できない場合であっても、菌によるガスの発生を検出することができ、嫌気性菌の存在を検出することができる。
【００３７】
なお、初期段階から投影像に干渉縞が認められても、初期画像との比較によりキャンセルし、培養によって発生したガスによる変化だけを画像の変化として捉えることができる。寒天培地がくずれたりしてコロニーの検出が難しい場合にも、ガスを利用して検出することにより、嫌気性菌を検出することができる。なお、実験によれば、菌の培養によるガスの発生は、ＭＲＳ寒天培地で最も多く、TGC寒天培地、GAM寒天培地、標準寒天培地（SPC）の順に少なくなっている。
【実施例１】
【００３８】
嫌気性菌培養キット１０および本発明の実施の形態の嫌気性菌の培養方法（以下、「パウチ法」）により、３種類の菌株を使用して培養および観察を行った。培養および観察は、嫌気性菌検査装置５０であるデジタル顕微鏡方式細菌検出装置（Digital Microscope Culturing System；製品名「Biomatic（登録商標） DMCS
FA-100（マイクロバイオ株式会社製）」）で行った。使用菌株は、サーモアナエロバクター・サーモハイドロスルフリカス（Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus；ATCC35045）、サーモアナエロバクター・マスラニ（Thermoanaerobacter mathranii；DSM11426）、モーレラ・サーモアセティカ（Moorella
thermoacetica）である。使用した培地は、クロストリジア寒天培地（CLO）である。培養温度は、６０℃または５５℃である。
【００３９】
また、比較のために、寒天の平板培地を用いた一般的な寒天平板培地法（ｉＰＰＭ）により、同じ菌株を使用して培養および観察を行った。使用した培地は、標準寒天培地（SPC）、GAM寒天培地（GAM）、変法TGC寒天培地（mTGC）、クロストリジア寒天培地（CLO）である。使用装置、使用菌株および培養条件は、パウチ法と同じである。
【００４０】
パウチ法による各菌株の培養後の観察結果を、図５乃至図７に示す。また、パウチ法および寒天平板培地法（ｉＰＰＭ）による培養後の観察結果をまとめ、表１に示す。培養後のコロニー数は、培地を透過した光による投影像に基づいて、自動的にカウントしている。
【００４１】
【表１】
0005546212.tif 000002
【００４２】
表１に示すように、パウチ法は、寒天平板培地法（ｉＰＰＭ）のどの培地のものよりも、菌の検出速度が速いことが確認された。これは、寒天平板培地法（ｉＰＰＭ）に比べ、大気への暴露時間が短いためであると考えられる。また、パウチ法のクロストリジア培地（CLO）に比べ、寒天平板培地法（ｉＰＰＭ）のクロストリジア培地（CLO）では、細菌が産生する硫化水素が空間へ拡散するため、コロニーが黒色化しにくく、検出が遅れるということも考えられる。なお、パウチ法は、寒天平板培地法（ｉＰＰＭ）よりも操作が容易であることが確認できた。
【符号の説明】
【００４３】
１０  嫌気性菌培養キット
１１  培養ケース
１２  透明袋
１２ａ  開口
１２ｂ  シール部
２１  基板
２１ａ  一方の側縁
２１ｂ  他方の側縁
２１ｃ  凹部
２１ｄ  隔壁部
２１ｅ  表面
２１ｆ  裏面
２１ｇ  端部
２１ｈ  中央部
２２，２３  側壁板
２４  収納部
２４ａ  開口
５０  嫌気性菌検査装置
５１  光源
５２  画像取得手段
５３，５４  偏光板
【図１】
0005546212.tif 000003
【図２】
0005546212.tif 000004
【図３】
0005546212.tif 000005
【図４】
0005546212.tif 000006
【図５】
0005546212.tif 000007
【図６】
0005546212.tif 000008
【図７】
0005546212.tif 000009