(57)【要約】【課題】低温液体のもれを生じることなく、オンラインで低温液体中の微生物をサンプリングできるサンプラーを提供する。【解決手段】フッ素樹脂製のメンブランフィルターと、メンブランフィルターの周縁部を両面から挟む１対のフッ素樹脂製の環状ガスケットと、メンブランフィルターおよび１対の環状ガスケットを両面から挟んで封入する１対のホルダと、少なくとも片面のホルダとガスケットとの間に設けられ、ガスケットを押圧する弾性部材とを有し、低温液体を通過させた後にメンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより低温液体中に存在する微生物の検出を可能にした低温液体中の微生物のサンプラー。【選択図】図１
2005080506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素樹脂製のメンブランフィルターと、
前記メンブランフィルターの周縁部を両面から挟む１対のフッ素樹脂製の環状ガスケットと、
前記メンブランフィルターおよび１対の環状ガスケットを両面から挟んで封入する１対のホルダと、
少なくとも片面のホルダとガスケットとの間に設けられ、ガスケットを押圧する弾性部材とを有し、
低温液体を通過させた後に前記メンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより低温液体中に存在する微生物の検出を可能にしたことを特徴とする低温液体中の微生物のサンプラー。
【請求項２】
請求項１に記載のサンプラーと、
サンプリング対象である低温液体源と前記サンプラーとを接続する第１の配管と、
前記第１の配管およびサンプラーを通過する低温液体を液体状態に保持するように、前記第１の配管の少なくとも一部およびサンプラーを冷却する手段とを有し、
低温液体を通過させた後に前記メンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより低温液体中に存在する微生物の検出を可能にしたことを特徴とする低温液体中の微生物のサンプリングシステム。
【請求項３】
前記低温液体源と前記サンプラーとを接続する第１の配管に接続された、低温液体と同種の滅菌気体を供給する第２の配管を有し、滅菌気体を前記第１の配管内で前記冷却手段により液化させた滅菌低温液体を前記サンプラーに通し、滅菌低温液体を通過させた後に前記メンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより滅菌低温液体中に存在する微生物のブランクサンプリングを可能にしたことを特徴とする請求項２記載のサンプリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温液体中の微生物をサンプリングするためのサンプラー、およびこのようなサンプラーを備えたサンプリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬品工業や食品工業において、薬品や食品を急冷するために低温液体たとえば液体窒素が用いられる。このような急冷処理に用いられる低温液体が微生物で汚染されていると、微生物が食品や薬品に付着し、流通過程で微生物が増殖することがあるので好ましくないことは明らかである。
【０００３】
このため、液体窒素などの液化ガスを、フィルターを通してろ過することによって除菌処理するための装置が知られている。
【０００４】
ただし、根本的には、このような急冷システム自体を評価し、低温液体の微生物汚染を検出するために低温液体中の微生物をサンプリングしたいという要望がある。
【０００５】
従来、低温液体中の微生物をサンプリングするには、容器に一定量の低温液体を収集して低温液体を蒸発させた後に、容器に付着している微生物を調べるか（たとえば特許文献１参照）、容器の内面をリンスしてリンス液中の微生物を調べていた。しかし、このような方法では、低温液体がサンプリング中に微生物汚染される可能性がある。また、容器に低温液体をサンプリングしている間にも低温液体が蒸発するため、取り出した低温液体サンプルの正確な体積を測定することが困難になる。このように従来のサンプリング方法は、信頼性に劣るという問題があった。
【０００６】
一方、低温微生物汚染をオンラインで評価するために、メンブランフィルターを通して低温液体を流し、メンブランフィルターによって捕集された微生物を培養して、微生物数を評価する方法（以下、メンブラン法という）が考えられる。メンブラン法は、常温の液体を扱う場合には広く用いられている（ＪＩＳ  Ｋ３８２３  限外ろ過モジュールの細菌阻止性能試験方法）。
【０００７】
しかし、メンブランフィルターで低温液体を扱う場合には、シール構造を工夫しないと、低温液体のもれが生じるという問題があることがわかった。
【特許文献１】特開２０００−１８５７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、低温液体のもれを生じることなく、オンラインで低温液体中の微生物をサンプリングできるサンプラー、およびこのようなサンプラーを備えたサンプリングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る低温液体中の微生物のサンプラーは、フッ素樹脂製のメンブランフィルターと、前記メンブランフィルターの周縁部を両面から挟む１対のフッ素樹脂製の環状ガスケットと、前記メンブランフィルターおよび１対の環状ガスケットを両面から挟んで封入する１対のホルダと、少なくとも片面のホルダとガスケットとの間に設けられ、ガスケットを押圧する弾性部材とを有し、低温液体を通過させた後に前記メンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより低温液体中に存在する微生物の検出を可能にしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の態様に係る低温液体中の微生物のサンプリングシステムは、上記のサンプラーと、サンプリング対象である低温液体源と前記サンプラーとを接続する第１の配管と、必要な場合、前記第１の配管およびサンプラーを通過する低温液体を液体状態に保持するように、前記第１の配管の少なくとも一部およびサンプラーを冷却する手段とを有し、低温液体を通過させた後に前記メンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより低温液体中に存在する微生物の検出を可能にしたことを特徴とする。なお、低温液体を液体状態に保持することができる場合、必ずしも冷却手段を設ける必要はない。
【００１１】
本発明のサンプリングシステムでは、前記低温液体源と前記サンプラーとを接続する第１の配管に接続された、低温液体と同種の滅菌気体を供給する第２の配管を有し、滅菌気体を前記第１の配管内で前記冷却手段により液化させた滅菌低温液体を前記サンプラーに通し、滅菌低温液体を通過させた後に前記メンブランフィルターを取り出し、培地に接触させるかまたは液体培地に浸漬させて培養することにより滅菌低温液体中に存在する微生物のブランクサンプリングを実施できるようにしてもよい。
【００１２】
本発明のサンプリングシステムでは、複数個のサンプラーを並列に接続して使用してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低温液体のもれを生じることなく、オンラインで低温液体中の微生物をサンプリングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る低温液体中の微生物のサンプラーはメンブラン法に基づくものであり、メンブランフィルターと、メンブランフィルターの周縁部を両面から挟む１対の環状ガスケットと、メンブランフィルターおよび１対の環状ガスケットを両面から挟んで封入する１対のホルダとを有する。
【００１５】
メンブランフィルターおよびガスケットの材料としては、フッ素樹脂、たとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が用いられる。ＰＴＦＥは、使用温度範囲が２００℃〜−２００℃と広く、低温液体たとえば液体窒素温度でも耐久性を示す。以下においては、フッ素樹脂をＰＴＦＥで代表させて説明する。
【００１６】
ＰＴＦＥからなるガスケットは常温では弾性変形によってシール性を生じさせるが、室温から液体窒素温度に冷却されて低温になると室温で生じた弾性変形は弾性変形ではなくなりシール性を失う。ＰＴＦＥでは温度に応じて新たな力を加えて新たな弾性歪みを発生させることが、シール性を保つためには必須である。すなわち、室温においてＰＴＦＥメンブランフィルターおよび１対のＰＴＦＥガスケットを両面から１対のホルダで締め付けただけでは、低温まで瞬時冷却されたときにＰＴＦＥガスケットの常温での弾性変形が回復する傾向のない塑性変形のような挙動となるためシール性がなくなり、１対のホルダの連結部から低温液体がもれる可能性が大きくなる。また、ＰＴＦＥを低温から常温に戻した場合にも、その弾性歪みが低温にさらす前のレベルまで回復するには数時間から数日かかる。そのため、ＰＴＦＥに対して温度の変化に応じてリアルタイムで新たな応力をかけてＰＴＦＥに新たな弾性歪みを生じさせ、常にシール性を保つことが、サンプル以外の微生物汚染を防ぐために重要である。
【００１７】
そこで、本発明のサンプラーでは、少なくとも片面のホルダとＰＴＦＥガスケットとの間に弾性部材（たとえばコイルばね）を設けてＰＴＦＥガスケットを押圧する。なお、両面のそれぞれのホルダとＰＴＦＥガスケットとの間に弾性部材を設けてもよい。このようなサンプラーでは、室温においてＰＴＦＥメンブランフィルターおよび１対のＰＴＦＥガスケットを両面から１対のホルダで締め付けた後、低温まで冷却するとＰＴＦＥガスケットの弾性変形は塑性変形になろうとするが、弾性部材の押圧力によりＰＴＦＥガスケットに低温での新たな弾性歪みを与えることができるので、１対のホルダの連結部から低温液体がもれるのを防止することができる。したがって、本発明のサンプラーでは、低温液体のもれを生じることなく、オンラインで低温液体中の微生物をサンプリングできる。また、常温に戻る際にも、温度が変化しているにもかかわらず常にシール性を保っているため新たな微生物汚染を防ぐことができる。
【００１８】
図１に本発明の実施形態に係る低温液体中の微生物のサンプラーを分解して示す。図１に示すように、たとえばポア径０．１μｍのＰＴＦＥメンブランフィルター１は支持フィルター２に支持される。ＰＴＦＥメンブランフィルター１（および支持フィルター２）の周縁部を両面から挟むように、１対のＰＴＦＥ環状ガスケット３、３が設けられる。これらの部材は、いずれもステンレス鋼製の上流側および下流側のホルダ４、４によって両面から挟まれ、これらの間に封入される。具体的には、下流側のホルダ４に設けられた凹部にＰＴＦＥガスケット３、支持フィルター２、ＰＴＦＥメンブランフィルター１、およびＰＴＦＥガスケット３を収容し、上流側のホルダ４をねじ込んでホルダどうしを締め付けるが、図１では上流側のホルダ４と上流側のＰＴＦＥガスケット３との間に弾性部材としてコイルばね５を設けてＰＴＦＥガスケット３を押圧するようにしている。このため、低温液体を通したときに、コイルばね５によって応力を加えてＰＴＦＥガスケット３に新たな歪みを生じさせることができ、低温液体のもれを防止できる。低温液体を通過させた後に、サンプラーを分解してＰＴＦＥメンブランフィルター１を取り出して培地に接触させて培養するか、または液体培地に浸漬させて超音波をかけた後に液体培地中で培養することにより低温液体中に存在する微生物の有無および数を調べることができる。
【００１９】
図２に本発明の実施形態に係る低温液体中の微生物のサンプリングシステムを概略的に示す。サンプリング対象である液体窒素１０１を収容するタンク１００には液体窒素１０１を流出させる弁（Ｖ４）１０２が取り付けられている。この弁（Ｖ４）１０２の下流に本発明のサンプリングシステムが接続される（接続部をＶ４の下流に示す）。このサンプリングシステムは、冷却手段として液体窒素１１を収容した容器１０を有する。弁（Ｖ４）１０２の下流に、コイル上流配管１２、コイル１３、コイル下流配管１４、弁（Ｖ２）１５、サンプラー上流配管１６、図１図示のサンプラー１７、サンプラー下流配管１８が順次接続されている（図２における第１の配管とは、弁（Ｖ４）１０２からサンプラー１７までの間にあるコイル上流配管１２、コイル１３、コイル下流配管１４およびサンプラー上流配管１６である）。サンプラー下流配管１８の出口には計測シリンダ１９が設けられている。コイル１３およびサンプラー１７は容器１０内の液体窒素１１に浸漬される。コイル下流配管１４には弁（Ｖ１）２１を備えたベント配管２０が接続されている。また、コイル上流配管１２には、弁（Ｖ３）２３を備えた窒素ガス配管２２が接続されている。この窒素ガス配管２２には滅菌フィルター２４が設けられている。この図２では、容器１０内の液体窒素１１に１個のサンプラーを浸漬しているが、複数個のサンプラーを切り換え可能にして並列に設けてもよい。
【００２０】
なお、サンプラー１７は必ずしも容器１０内の液体窒素１１中に浸漬しなくてもよく、液体窒素が気化しないという条件が満たされれば、サンプラーを液体窒素１１の外に配置してもよい。たとえば図２の破線１７’で示す位置にサンプラーを配置してもよい（この場合、サンプラーの上流に接続部を設ける）。
【００２１】
また、ブランクサンプリングの必要がない場合には、窒素ガス配管２２、弁（Ｖ３）２３、滅菌フィルター２４などの機器を設ける必要もない。したがって、最も単純には、弁（Ｖ４）１０２の下流に、破線で示すように、弁（Ｖ２’）１５’、サンプラー上流配管１６’、サンプラー１７’、ベント配管２０’、弁（Ｖ１’）２１’を設けたな構成でもよい。
【００２２】
図２のサンプリングシステムを用いて、ブランクサンプリングと、液体窒素１０１中の微生物のサンプリングを実施した。以下、これらの操作手順を説明する。
【００２３】
（Ａ）ブランクサンプリング
まず、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、サンプラーを含む機器を滅菌した後、各機器をセットする。なお、必要に応じて、サンプラー１７などの機器を取り付ける間、コイル１３を液体窒素１１に浸漬させずに、滅菌した窒素ガスを供給して微生物汚染を防止するようにしてもよい。Ｖ４を閉じた状態で、Ｖ１、Ｖ３を開く。窒素ガスを滅菌フィルター２４で滅菌した後、Ｖ３および窒素ガス配管２２を経由して、容器１０に収容された液体窒素１１中に浸漬されたコイル１３に供給し、コイル１３中を通過している間に液化させる。こうして滅菌液体窒素を作り出す。ベント配管２０の出口で窒素の液化を確認した後、Ｖ１を閉じる。
【００２４】
次に、Ｖ２を開き、コイル１３中で液化したブランクの液体窒素をサンプラー１７に通し（ブランクサンプリング）、計測シリンダ１９でその量を調べる。その後、Ｖ３、Ｖ２を閉じる。
【００２５】
次いで、Ｖ１およびＶ２の上流の接続部をはずして、Ｖ１およびＶ２を含む機器を取り外し、サンプラー１７をクリーンベンチ内に入れ、サンプラー１７の温度を室温まで戻す。その後、サンプラー１７を分解してＰＴＦＥメンブランフィルターを取り出し、これを所望の培地上に移して微生物を培養する。
【００２６】
（Ｂ）液体窒素１０１中の微生物のサンプリング
（Ａ）と同様に、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、サンプラーを含む機器を滅菌した後、各機器をセットする。Ｖ４を閉じた状態から、Ｖ１、Ｖ４を開く。タンク１００内の液体窒素１０１がベント配管２０の出口から流出するのを確認する。
【００２７】
次に、Ｖ２を開き、Ｖ１を閉じて、タンク１００内の液体窒素１０１をサンプラー１７に通し（サンプリング）、計測シリンダ１９でその量を調べる。その後、Ｖ４、Ｖ２を閉じる。
【００２８】
次いで、Ｖ１およびＶ２の上流の接続部をはずして、Ｖ１およびＶ２を含む機器を取り外し、サンプラー１７をクリーンベンチ内に入れ、サンプラー１７の温度を室温まで戻す。その後、サンプラー１７を分解してＰＴＦＥメンブランフィルターを取り出し、これを所望の培地上に移して微生物を培養する。
【００２９】
なお、ブランクサンプリングした後、ブランクサンプラーをはずす前に並列している別のサンプラーを使って液体窒素中の微生物をサンプリングし、その後に両方のサンプラーをはずして培養するようにしてもよい。
【００３０】
また、別途に、サンプリングの前後でのメンブランフィルターの完全性(integrity)を調べる試験を行った。この試験は、サンプラーをエタノール中に入れ、圧力を変化させながらガスをサンプラーに供給してバブリングが生じる圧力を調べるものである。この試験を、室温でサンプラーを組み立てた直後と、サンプラーに液体窒素を通過させた後に行った。その結果、いずれの場合でも、バブリングが生じる圧力は０．２ＭＰａであり、液体窒素を通過させてもメンブランフィルターは破損していない（完全性を維持している）ことが確認された。
【００３１】
実際に、図２図示のサンプリングシステムを用いて、微生物で汚染された液体窒素中の微生物のサンプリングを行い、メンブランフィルターを所望の培地上に載せるかまたは液体培地に浸漬させて１０日間培養した後、微生物数を調べた結果を表１に示す。
【００３２】
表１からわかるように、図２図示のサンプリングシステムにより、オンラインでの液体窒素中の微生物のサンプリングが実現できるようになった。
【表１】
2005080506.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る低温液体中の微生物のサンプラーを分解して示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る低温液体中の微生物のサンプリングシステムの構成を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１…ＰＴＦＥメンブランフィルター、２…支持フィルター、３…ＰＴＦＥ環状ガスケット、４…ホルダ、５…コイルばね、１０…容器、１１…液体窒素、１２…コイル上流配管、１３…コイル、１４…コイル下流配管、１５…弁（Ｖ２）、１６…サンプラー上流配管、１７…サンプラー、１８…サンプラー下流配管、１９…計測シリンダ、２０…ベント配管、２１…弁（Ｖ１）、２２…窒素ガス配管、２３…弁（Ｖ３）、２４…滅菌フィルター、１００…タンク、１０１…液体窒素、１０２…弁（Ｖ４）。
【図１】
2005080506.tif 000004
【図２】
2005080506.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月2日(2003.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
表１からわかるように、図２図示のサンプリングシステムにより、オンラインでの液体窒素中の微生物のサンプリングが実現できるようになった。
【表１】
2005080506.tif 000006