(57)【要約】【課題】例えば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、生乳を保持するための容器２と、容器２が装着される回転台３とを備えている。回転台３は、容器２内の生乳に遠心力を与えることにより当該生乳を高比重物と上澄み液とに分離するためのものである。容器２内には、前記高比重物が集積する位置に、表面に活性酸素と反応する酵素が固定化された作用極が配置されている。容器２には、作用極との間に電圧が印加される対極も設けられている。【選択図】図１
2011033599.tif 000002
【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、
前記生乳を保持するための容器と、
前記容器が装着される回転台であって前記容器内の生乳に遠心力を与えることにより当該生乳を高比重物と上澄み液とに分離する回転台と、
前記容器内における前記高比重物が集積する位置に配置された、表面に活性酸素と反応する酵素が固定化された作用極と、
前記作用極との間に電圧が印加される対極と、
を備える、生乳検査装置。
【請求項２】
前記容器と接続されるコネクタ部を有する装置本体であって、前記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に記載の生乳検査装置。
【請求項３】
前記装置本体は、前記回転台を回転可能に支持する、請求項２に記載の生乳検査装置。
【請求項４】
前記容器は、当該容器内の空間を取り囲む内周面と、当該容器内の空間に下方から面する底面とを有しており、
前記作用極は、前記底面に設けられている、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４に記載の生乳検査装置。
【請求項６】
前記容器は、前記内周面を構成する筒状部材と、前記底面を構成するベースプレートとを有し、
前記凹凸形状は、前記ベースプレートに形成された凹凸構造に前記作用極が沿わされることにより形成されている、請求項５に記載の生乳検査装置。
【請求項７】
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５又は６に記載の生乳検査装置。
【請求項８】
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５〜７のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項９】
前記容器は複数設けられており、これらの容器は、前記回転台に等角度間隔で装着される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１０】
前記容器は水平方向に延びており、前記容器内には、当該容器内を仕切る隔壁によって当該容器の延びる方向に並ぶ複数のセルが形成されており、
前記作用極及び前記対極は、前記セルごとに設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１１】
前記容器内の生乳を加熱するためのヒータをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【請求項１２】
前記酵素は、スーパーオキサイドジスムターゼ（ＳＯＤ）である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生乳検査装置。
【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、エンテロトキシ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、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、例えば白血球の一種である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。そこで、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。
【０００６】
例えば特許文献１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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０６４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。さらに、金属ポルフィリン錯体は、活性酸素との反応性が低いことも検出感度が低い一因となっている。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑み、例えば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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、生乳中の白血球が脂質粒子よりも比重が大きいことに着目し、この比重差を利用して遠心分離によって多くの白血球を積極的に作用極に付着させることを着想した。また、活性酸素の存在を電流として検出するには、作用極上に酵素を配置することが効果的である。本発明は、このような観点からなされたものである。
【００１５】
すなわち、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、前記生乳が注入される容器と、前記容器が装着される回転台であって前記容器内の生乳に遠心力を与えることにより当該生乳を高比重物と上澄み液とに分離する回転台と、前記容器内における前記高比重物が集積する位置に配置された、表面に活性酸素と反応する酵素が固定化された作用極と、前記作用極との間に電圧が印加される対極と、を備える、生乳検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
上記の構成によれば、遠心分離によって高比重物が集積する位置に作用極が配置されているので、作用極に多くの体細胞（特に白血球の一種である好中球）を付着させることができる。これにより、高い電流値を得ることができる。また、作用極の表面には活性酸素との反応性が良好な酵素が固定化されている。従って、本発明によれば、活性酸素の検出感度を高めることができ、例えば乳房炎を初期段階で診断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生乳検査装置の斜視図である。
【図２】図１に示した生乳検査装置の回転台側の平面図である。
【図３】容器を装置本体のコネクタ部に接続した状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態における容器の分解斜視図、（ｂ）はその容器を構成するベースプレートの平面図である。
【図５】（ａ）は図４（ｂ）に示したベースプレートの側面図、（ｂ）は変形例の容器を構成するベースプレートおよび支持板の側面図である。
【図６】（ａ）は変形例の容器の分解斜視図、（ｂ）はその容器を構成するベースプレートの平面図である。
【図７】（ａ）は別の変形例の容器の分解斜視図、（ｂ）はその容器を構成するベースプレートの平面図である。
【図８】（ａ）は作用極の表面を突起によって凹凸形状とした例を示す斜視図、（ｂ）は突起の配置の変形例を示す平面図である。
【図９】突起の拡大断面図である。
【図１０】図１に示した生乳検査装置のブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る生乳検査装置の斜視図である。
【図１２】図１１に示した生乳検査装置の回転台側の平面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線断面図である。
【図１４】（ａ）は変形例の容器の断面図、（ｂ）はその容器の平面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る生乳検査装置の回転台側の平面図である。
【図１６】（ａ）は図１５のXVI−XVI線断面図、（ｂ）は変形例の断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る生乳検査装置の斜視図である。
【図１８】第４実施形態における容器の分解斜視図である。
【図１９】図１８に示した容器を構成するベースプレートの平面図である。
【図２０】（ａ）は図１９に示した容器に生乳を注入するための投入器の平面図、（ｂ）はその投入器の正面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係る生乳検査装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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、横長箱状の装置本体１０と、装置本体１０に回転可能に支持された回転台３と、回転台３に装着される、生乳を保持するための複数（図例では４つ）の容器２と、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の左下側を前方、右上側を後方、左側を左方、右側を右方という。
【００２０】
装置本体１０は、左側の略半分が右側の略半分よりも厚さが薄くなるように設計されており、上面１０ｂと、この上面１０ｂよりも一段低い段差面１０ａを有している。そして、段差面１０ａの略中央に回転台３が配置されている。また、装置本体１０には、回転台３を回転させるモータ３５（図２参照）が内蔵されているとともに、回転台３と共に回転する容器２をカバーする蓋１１が図略のヒンジによって揺動可能に取り付けられている。
【００２１】
上面１０ｂには、容器２と接続されるコネクタ部４が容器２と同数設けられている。各コネクタ部４には、容器２の後述する接続用凸部２０と嵌合可能な挿入口４１が設けられており、挿入口４１に接続用凸部２０が差し込まれることにより容器２とコネクタ部４とが接続される（図３参照）。
【００２２】
装置本体１０の前面には、ユーザーから操作される入ボタン１５ａ及び切ボタン１５ｂが設けられているとともに、回転台３の回転を開始するための回転ボタン１５ｄ及び体細胞数の測定を開始するための測定ボタン１５ｃが設けられている。また、装置本体１０の前面には、動作表示用のＬＥＤ１４が設けられているとともに、体細胞数を表示する表示部１６が設けられている。さらに、装置本体１０の前面には、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、警報表示部１７ａ及び警報ランプ１７ｂが設けられている。
【００２３】
なお、本実施形態では、表示部１６が、図３に示すように体細胞数を数字で表示するようになっているが、表示部１６は、例えば図２１に示すように体細胞数をＬＥＤの点灯によるバーの長さで表示するものであってもよい。
【００２４】
さらに、本実施形態では、装置本体１０の上面１０ｂに、容器２内の生乳を加熱するためのヒータ５がヒータケーブルを介して取り付けられており、装置本体１０の右側の側面には、ヒータ５の温度を設定するための温度設定器１３ａとヒータ５の実際の温度を表示する温度表示部１３ｂが設けられている。本実施形態では、ヒータ５は、図３に示すように各容器２に側方から外嵌め可能なように、平面視で略コ字状の形状をなしている。
【００２５】
回転台３は、容器２内の生乳に遠心力を与えることにより、当該生乳を高比重物と上澄み液とに分離するためのものである。本実施形態では、図２に示すように、回転台３に、容器２が同一円周上に等角度間隔で（すなわち９０度ピッチで）装着される。容器２を回転台３へ装着するための構成は、係合構造であってもよいし、第２実施形態で説明するように磁力を用いた手段であってもよい。
【００２６】
回転台３の回転条件は、相対遠心加速度０．３〜３０００×ｇで行うことが好ましく、１〜２５０×ｇで行うことがより好ましい。
【００２７】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、各容器２は、容器２内の空間を水平方向から取り囲む内周面２ｂと、容器２内の空間に下方から面する底面２ａとを有している。また、各容器２内には、回転台３の回転によって上澄み液と分離された高比重物が集積する位置に、作用極６Ａが配置されている。本実施形態では、容器２の底面２ａに作用極６Ａが設けられている。また、容器２の底面２ａには、作用極６Ａとの間に電圧が印加される対極６Ｃと、基準極として使用される参照極６Ｂも設けられている。
【００２８】
具体的に、各容器２は、上方に開口して、その開口から生乳が注入される本体部２Ｂと、本体部２Ｂの開口を塞ぐ蓋部２Ａとを含む。本体部２Ｂは、内周面２ｂを構成する矩形筒状の筒状部材２３と、底面２ａを構成する略長方形板状のベースプレート２１とを有している。
【００２９】
筒状部材２３及びベースプレート２１は硬質材料からなる。そのため、筒状部材２３とベースプレート２１の間には、それらの間をシールする軟質材料からなる矩形枠状のスペーサ２２が配設されている。
【００３０】
ベースプレート２１を構成する硬質材料は、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。筒状部材２３も、ベースプレート２１と同様の素材で構成されうる。
【００３１】
ベースプレート２１は、当該ベースプレート２１の長手方向の一方の端部が筒状部材２３から所定量張り出す大きさを有している。そして、ベースプレート２１の筒状部材２２から張り出す端部によって、上述したコネクタ部４の挿入口４１に差し込まれる接続用凸部２０が構成されている。
【００３２】
さらに、ベースプレート２１上には、作用極６Ａ、参照極６Ｂ及び対極６Ｃのそれぞれから接続用凸部２０まで延びる引き出し電極６１〜６３が設けられている。そして、接続用凸部２０がコネクタ部４の挿入口４１に差し込まれると、作用極６Ａ、参照極６Ｂ及び対極６Ｃがコネクタ部４に設けられた通電端子（図示せず）に引き出し電極６１〜６３を介して電気的に接続される。
【００３３】
筒状部材２３の外周面には、係合用凹部２３ａが適所に設けられている一方、ベースプレート２１には、係合用凹部２３ａに対応する位置に、係合用凹部２３ａに係合可能な係合爪２１ｂを有する係合片２１ａが突設されている。そして、係合爪２１ｂが係合凹部２３ａに係合することにより、筒状部材２３がスペーサ２２を押圧した状態でベースプレート２１に固定される。
【００３４】
本実施形態では、係合構造によってベースプレート２１が筒状部材２３と着脱可能になっているので、ベースプレート２１のみを使い捨てとすることができ、材料を節約することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、図５（ａ）に示すようにベースプレート２１に係合片２１ａが設けられているが、ベースプレート２１には必ずしも係合片２１ａが設けられている必要はない。例えば図５（ｂ）に示すように、ベースプレート２１を支持板２７で支持するようにし、この支持板２７に係合片２１ａを設けてもよい。このようにすれば、ベースプレート２１をフラットな形状にできるだけでなく、支持板２７として磁性金属からなるものを採用可能であるために、ベースプレート２１の下に磁性金属板を配置することができ、磁力によって容器２を回転台３に固定するのに適した構成とすることができる。
【００３６】
また、参照極６Ｂ及び対極６Ｃは必ずしも底面２ａに設けられている必要はない。例えば、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、参照極６Ｂが棒電極となっていて蓋部２Ａに固定されていてもよいし、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、参照極６Ｂ及び対極６Ｃの双方が棒電極となっていて蓋部２Ａに固定されていてもよい。このようにすれば、よりいっそう材料を節約することができる。なお、これらの場合には、装置本体１０から引き出したケーブルを、蓋部２Ａを貫通する棒電極に接続すればよい。
【００３７】
作用極６Ａの表面には、活性酸素と反応する酵素が固定化されている。このような酵素としては、例えば、スーパーオキサイドジスムターゼ（ＳＯＤ）、シトクロームｃ、ヘミン、西洋ワサビペルオキシダーゼ、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、チロシナーゼ、コレステロールオキシダーゼ、ラッカーゼ等があげられる。中でも、長期安定性（耐候性）、工業的に品質が安定していること、コストの観点から、ＳＯＤを用いることが好ましい。また、必要に応じて、酵素に酵素活性化剤が添加されていてもよい。
【００３８】
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６Ａ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。
【００３９】
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、本実施形態では作用極６Ａ及び対極６Ｃが円形状になっており、参照極６Ｂが長方形状になっている。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。
【００４０】
各種電極６Ａ〜６Ｃ，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、作用極６Ａ及び第１引き出し電極６１を金、参照極６Ｂ及び第２引き出し電極６２を銀／塩化銀、対極３３及び第３引き出し電極６３を白金で構成している。
【００４１】
作用極６Ａの表面は、フラットであってもよいが、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６Ａ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６Ａから対極６Ｃ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６Ａの面積が大きくなりすぎると、作用極６Ａ上での電流が生乳中にも拡散するようになり、作用極６Ａから対極６Ｃ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。
【００４２】
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６Ａから対極６Ｃ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６Ａから対極６Ｃ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。
【００４３】
作用極６Ａの表面に、複数の突起又は窪みを配置することで、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６Ａ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（突起の場合は突起の頂面又は窪みの場合は窪み以外の面）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６Ａから対極６Ｃ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。
【００４４】
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。
【００４５】
生乳中には、固形分である脂質粒子が、体細胞数の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。
【００４６】
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０．５μｍ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。
【００４７】
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、大きくなるほど体細胞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。
【００４８】
本実施形態では、図８（ａ）に示すように、作用極６Ａの表面は、複数の点状（より詳しくは円形断円の柱状）の突起６ａによって凹凸形状とされている。具体的に、作用極６Ａの表面の凹凸形状は、図９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に作用極６Ａが沿わされることにより形成されている。そして、作用極６Ａの上に、酵素７が固定化されている。なお、酵素７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が形成されていてもよい。
【００４９】
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。
【００５０】
突起６ａは、図７（ａ）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７（ｂ）に示すように千鳥状に配置されていてもよい。また、突起６ａ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７（ａ）及び図７（ｂ）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。
【００５１】
酵素を作用極６Ａの表面に固定化する方法は、作用極６Ａ上に酵素をそのまま塗布して乾燥させてもよいが、電子伝搬性のある有機層によって固定化することが好ましい。このようにすれば、作用極６Ａ上に酵素を強固に保持することができ、感度を安定化させることができる。また、酵素の立体構造を維持して酵素の活性劣化を抑制する効果もある。
【００５２】
有機層による酵素の固定化方法としては、例えば作用極６Ａ上に有機皮膜を形成して、その上に酵素を塗布又は共有結合によって固定する方法や、酵素を含有する有機ポリマーゲルを作用極６Ａ上に塗布する方法等が挙げられる。特に、均質な有機皮膜を簡単に形成することができ、かつ、膜厚や酵素固定化量を制御することが容易な自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を用いることが好ましい。さらに、ＳＡＭとしては、金や白金上で容易に強固な皮膜を形成するチオール基又はジスルフィド基を有する化合物によって形成されたＳＡＭであることが好ましい。そのような化合物としては、例えば、ベンゼンチオール、４−アミノチオフェノール、４−メルカプトピリジン、４，４’−ジチオビスピリジン、メチオニン、ｐ−メチルチオフェノール、２−メルカプトピリジン、ブタンチオール、２−アミノエタンチオール、イソシステイン、２−（アセチルアミノ）エタンチオール、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−システイニルグリシン、システイン、Ｌ−システイン、Ｄ，Ｌ−ホモシステイン、３−メルカプトプロピオン酸、メルカプトウンデカン酸、メルカプトこはく酸、チオ乳酸、ジチオビス（スクシンイミジルオクタネート）、ジチオビス（スクシンイミジルヘキサネート）等が挙げられる。
【００５３】
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、ヒータ５に電力を供給する電力供給部１０５を有しているとともに、回転台３を回転させるモータ３５を制御するモータ制御部１０６を有している。なお、図１０では、図面の簡略化のために電流検出回路１０２及び電流電圧変換回路１０３を１つだけ作図しているが、装置本体１０にはこれら１０２，１０３が接続部４ごとに（すなわち４つ）設けられている。
【００５４】
電源１０１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。
【００５５】
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６Ｂを考慮した値である。すなわち、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。
【００５６】
＜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、容器２の本体部２Ｂに生乳を注入し、その本体部２Ｂに蓋部２Ａを取り付けて、生乳入りの容器２を準備する。
【００５７】
入ボタン１５ａを押すと、ヒータ５が温度設定部１３ａで設定された温度に保たれるように電力供給部１０５がヒータ５に電力を供給する。生乳入りの容器２を回転台３の所定位置に装着し、回転ボタン１５ｄを押すと、モータ制御部１０６がモータ３５を制御して、所定の回転数で所定時間だけ回転台３を回転させる。これにより、容器２内の生乳が高比重物と上澄み液とに遠心分離される。高比重物は、回転台３の回転中は、上澄み液との界面が回転台３の中心から遠ざかるにつれて上り勾配となるように、底面２ａと内周面２ｂのうちの回転台３の中心から最も離れた部分（例えば、図２に示すようなレイアウトでは、接続用凸部２０側の壁面）とに集積するが、回転台３の回転が停止すると、上澄み液との界面が容器２の底面２ａと略平行になる。
【００５８】
その後、容器２を回転台３から取り外し、コネクタ部４に接続するとともに、容器２にヒータ５を装着する。そして、測定ボタン１５ｃを押すと、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、さらにその後に作用極６Ａに追加電圧が印加される。そうすると、体細胞（特に好中球）が放出する活性酸素と酵素が反応し、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、コネクタ部４ごとに表示部１６に表示される。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の生乳検査装置１Ａでは、遠心分離によって高比重物が集積する位置に作用極６Ａが配置されているので、作用極６Ａに多くの体細胞（特に白血球の一種である好中球）を付着させることができる。これにより、高い電流値を得ることができる。また、作用極６Ａの表面には活性酸素との反応性が高い酵素が固定化されている。従って、本実施形態によれば、活性酸素の検出感度を高めることができ、例えば乳房炎を初期段階で診断することが可能となる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、ヒータ５が設けられているので、生乳の温度を一定の温度域（例えば３０〜４５℃程度）に保つことができ、活性酸素の定量性を実現することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図１１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。
【００６２】
本実施形態の生乳検査装置１Ｂでは、遠心分離から体細胞数の算出までが自動的に行われるようになっている。具体的には、コネクタ部４が、上面１０ｂではなく段差面１０ａに設けられている。コネクタ部４は、図１２及び図１３に示すように、コネクタ部４に設けられた通電端子４２が容器２の接続用凸部２０の真上に位置するように、同一円周上に等角度間隔で配置されている。
【００６３】
コネクタ部４の挿入口４１の上下幅は、接続用凸部２０の厚みよりも十分に大きく設定されており、接続用凸部２０が挿入口４１内を回転台３の回転中心を中心とする周方向に通過できるようになっている。そして、コネクタ部４は、図略の昇降手段（例えばエアシリンダ）によって図１３に示す待機位置から下降させられることにより、通電端子４が接続用凸部２０上の引き出し電極６１〜６３（図４（ｂ）参照）に接触し、これによりコネクタ部４が容器２に接続される。
【００６４】
また、回転台３には、磁石３１が埋め込まれており、容器２の下面には、磁性金属板２８が設けられている。すなわち、本実施形態では、磁力によって容器２が回転台３に装着されるようになっている。
【００６５】
次に、生乳検査装置１Ｂの使用要領を説明する。本実施形態では、図１に示すような回転ボタン１５ｄが設けられておらず、測定ボタン１５ｃのみが設けられている。そして、容器２を回転台３の所定位置に装着し、測定ボタン１５ｃを押すと、モータ制御部１０６がモータ３５を制御して、所定の回転数で所定時間だけ回転台３を回転させる。これにより、容器２内の生乳が高比重物と上澄み液とに遠心分離される。回転台３の回転が終了すると、装置本体１０は、図略の昇降手段によりコネクタ部４を下降させて、コネクタ部４を容器２に接続する。その後、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、さらにその後に作用極６Ａに追加電圧が印加される。そうすると、体細胞（特に好中球）が放出する活性酸素と酵素が反応し、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、コネクタ部４ごとに表示部１６に表示される。
【００６６】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
なお、図１０〜図１２では、ヒータ５が設けられていないが、例えば図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁性金属板２８の下にヒータ５を配設してもよい。この場合には、接続用凸部２０の隣に、ヒータ５用の端子を有するヒータ接続部５１を設け、コネクタ部４を利用して電力供給部１０５（図１０参照）からヒータ５に電力を供給するようにしてもよい。
【００６８】
（第３実施形態）
図１５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２実施形態では、コネクタ４と容器２との接続が、コネクタ部４の下降により行われていたが、本実施形態では、容器２の移動により行われる。
【００６９】
具体的には、回転台３をリング状に形成し、その内側に容器２を径方向外側に押すための可動部９１を有する、例えば複数のエアシリンダからなる移動手段９を配置する。そして、図１６（ａ）に示すように、移動手段９の可動部９１が容器２を押して径方向外側に移動させることにより、接続用凸部２０がコネクタ部４の挿入口４１に差し込まれて、容器２がコネクタ部４に接続される。
【００７０】
なお、図１６（ｂ）に示すように、回転台３がテーパー状に傾斜していて、容器２が傾斜した状態で回転台３に装着されるようになっていてもよい。
【００７１】
（第４実施形態）
図１７に、本発明の第４実施形態に係る生乳検査装置１Ｄを示す。この生乳検査装置１Ｄは、第１実施形態の生乳検査装置１Ａの容器２を水平方向に延びる容器２’に変更しただけのものであり、回転台３への装着位置や方法等は第１実施形態と同様である。
【００７２】
容器２’は、図１８に示すように、基本的には容器２と同様の構成となっているが、容器２が接続用凸部２０が突出する方向と直交する方向に引き延ばされたような形状を有している。そして、容器２’内には、当該容器内を仕切る隔壁２６によって当該容器２’の延びる方向に並ぶ複数（図例では４つ）のセル２５が形成されている。
【００７３】
また、図１９に示すように、容器２’の底面２ａには、作用極６Ａ、参照極６Ｂ及び対極６Ｃがセル２５ごとに設けられている。
【００７４】
セル２５に生乳を注入するには、例えば図２０（ａ）及び（ｂ）に示すような投入器８を用いればよい。この投入器８には、乳房ごとに生乳を配置可能な４つのパレット部８１が設けられているとともに、これらのパレット部８１からつながる一列に並ぶノズル８３が設けられている。各パレット部８１にはゲート８２が設けられていて、ボタン８ａの操作によりゲート８２を開閉可能となっている。
【００７５】
このような構成の容器２’を用いれば、４頭の乳牛の全ての乳房から搾取した生乳を同時に検査することができる。なお、容器２’は、上述した第２実施形態及び第３実施形態においても採用可能であることは言うまでもない。
【００７６】
（第５実施形態）
図２１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、内部に隔壁２６が１つだけ設けられた、第４実施形態で採用された容器２’よりも短い長さで水平方向に延びる容器２”が２つ用いられている。そして、容器２”は、同一円周上に等角度間隔で（すなわち１８０度ピッチで）で回転台３に装着される。
【００７７】
このように、本発明において容器内にセルを形成する場合は、その数は特に制限されるものではない。また、容器の数も、例えばセルの数に応じて適宜選定可能である。
【００７８】
（その他の実施形態）
前記各実施形態では、回転台３が装置本体１０に支持されており、装置本体１０内に回転台３を回転させるモータ３５が配設されているが、回転台３を含む回転機構は、装置本体１０と別体で構成されていてもよい。ただし、回転台３が装置本体１０に回転可能に支持されていれば、持ち運び等の取り扱い性を向上させることができるだけでなく、コンパクトな装置とすることができる。
【００７９】
また、前記各実施形態では、容器２の底面２ａがベースプレート２１によって構成されていてフラットになっているが、容器２の２ａは、例えば半球状に窪む曲面となっていてもよい。
【００８０】
また、回転台３は、板状である必要はなく、例えば、容器２が１つだけ装着される回転台である場合には、容器２を挿入可能な容器状であってもよい。
【００８１】
さらには、容器２は、回転台３の中心回りを旋回する必要はなく、回転台３の中心に配置されていてもよい。この場合でも、回転台３の回転によって生じる遠心力により容器２内の生乳を高比重物と上澄み液とに分離することができる。ただし、容器２が回転台３の中心回りを旋回する構成であれば、容器２内の生乳により大きな遠心力を与えることができる。
【００８２】
また、作用極６Ａは、必ずしも容器２の底面２ａに設けられている必要はない。例えば、容器２の内周面２ｂのうちの回転台３の中心から最も離れた部分にも高比重物が集積するので、この部分に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ〜１Ｅ  生乳検査装置
２，２’，２”  容器
２ａ  底面
２ｂ  内周面
２１  ベースプレート
２２  筒状部材
３    回転台
４    コネクタ部
５    ヒータ
６Ａ  作用極
６ａ  突起
６Ｂ  参照極
６Ｃ  対極
７    酵素
１０  装置本体
【図１】
2011033599.tif 000003
【図２】
2011033599.tif 000004
【図３】
2011033599.tif 000005
【図４】
2011033599.tif 000006
【図５】
2011033599.tif 000007
【図６】
2011033599.tif 000008
【図７】
2011033599.tif 000009
【図８】
2011033599.tif 000010
【図９】
2011033599.tif 000011
【図１０】
2011033599.tif 000012
【図１１】
2011033599.tif 000013
【図１２】
2011033599.tif 000014
【図１３】
2011033599.tif 000015
【図１４】
2011033599.tif 000016
【図１５】
2011033599.tif 000017
【図１６】
2011033599.tif 000018
【図１７】
2011033599.tif 000019
【図１８】
2011033599.tif 000020
【図１９】
2011033599.tif 000021
【図２０】
2011033599.tif 000022
【図２１】
2011033599.tif 000023