(57)【要約】【課題】微生物採取対象の表面の微生物を確実、迅速かつ容易に採取することができる微生物採取用具および微生物採取方法を提供する。【解決手段】微生物採取用具１はいわゆるハブラシ様の形態を備え、プラスチックなど従来のハブラシに用いられる任意の材料で形成されるアーム部１２およびハンドル部１３からなる本体と、微生物採取対象の表面（被採取面）に接触させ、微生物を付着させるための微生物採取面３、被採取面および微生物採取面３にそれぞれ電気的に接触することができる外側電極５および内側電極４などからなるヘッド部２によって構成される。外側電極５は、内側電極４と電気的に絶縁されかつ、微生物採取面３を被採取面に押し付けた際に被採取面に接触するように形成される。内側電極４および外側電極５はそれぞれ、リード線など電気的接続を行う配線によって極性反転手段に接続される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を採取するための微生物採取用具であって、
微生物採取対象の表面に接触させるための微生物採取面と、
前記微生物採取面に電気的に接続する第一の電極と、
前記微生物採取対象の表面に電気的に接続する第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極とに電圧を印加する直流電源と、
を備える微生物採取用具。
【請求項２】
前記第一の電極と前記第二の電極とに印加する電圧の極性を反転させる極性反転手段を備える請求項１記載の微生物採取用具。
【請求項３】
前記微生物採取面に振動を与える振動手段を備える請求項１または２記載の微生物採取用具。
【請求項４】
前記微生物採取面の表面は、孔径０．０５〜１μｍのフィルタ素材である請求項１ないし３のいずれか一項記載の微生物採取用具。
【請求項５】
微生物採取面を有する微生物採取用具を用いて、微生物採取対象の表面から微生物を採取する微生物採取方法であって、
負に帯電させた前記微生物採取対象の表面に、正に帯電させた前記微生物採取面を接触させるステップを有する微生物採取方法。
【請求項６】
前記微生物採取面に振動を与えるステップを有する請求項５記載の微生物採取方法。
【請求項７】
前記微生物採取対象の表面に接触させた前記微生物採取面を液体に浸漬するステップと、
浸漬させた前記微生物採取面を負に帯電させるステップと、
を有する請求項５または６記載の微生物採取方法。
【請求項８】
浸漬させた前記微生物採取面に振動を与えるステップを有する請求項７記載の微生物採取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の表面に付着した微生物を採取するための微生物採取用具および微生物採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、皮膚、粘膜などの生体組織表面や、キッチン、風呂、床、壁などの表面に生息する微生物を採取する技術として、微生物を採取する面に定量的な運動を生じさせて採取する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法において、微生物を採取する面（採取面）に定量的な運動を生じさせると、見かけ上の接触表面積は大きくなり、機械的な力を加えることによって微生物採取対象の表面に固着した微生物を剥離させることはできるが、その振動が剥離後の微生物を散乱させ採取面に保持することを妨げてしまい、確実な採取が困難であった。
【０００４】
また、採取した微生物を検査する際には、これを液体中に懸濁して検査試料とする必要があるが、採取面に付着した微生物を確実かつ迅速に液体中に懸濁する技術に関しては記載されていない。
【０００５】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、微生物採取対象の表面の微生物を確実、迅速かつ容易に採取することができる微生物採取用具および微生物採取方法を提供することを目的とする。また、本発明は、微生物採取対象の表面の微生物を採取し、検査試料に供するための微生物懸濁液を作成するまでの手順を単一の用具で確実、迅速、容易、かつ定量的に行うことの出来る微生物採取用具および微生物採取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】
【０００６】
本発明の微生物採取用具は、微生物を採取するための微生物採取用具であって、微生物採取対象の表面に接触させるための微生物採取面と、前記微生物採取面に電気的に接続する第一の電極と、前記微生物採取対象の表面に電気的に接続する第二の電極と、前記第一の電極と前記第二の電極とに電圧を印加する直流電源と、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、第一の電極と第二の電極とに電位差を生じさせることにより、例えば、第一の電極に電気的に接続される微生物採取面を正に帯電させ、第二の電極に電気的に接続される微生物採取対象の表面を負に帯電させれば、負に帯電した微生物を、クーロン力により、微生物採取対象の表面から剥離させ微生物採取面に保持させることができるため、微生物採取対象の表面に付着する微生物を確実、迅速かつ容易に採取することができる。なお、操作の順序や時間を一義的に定めることによって、定量的に微生物採取を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の微生物採取用具は、前記第一の電極と前記第二の電極とに印加する電圧の極性を反転させる極性反転手段を備える。
【０００９】
上記構成によれば、微生物採取面と微生物採取対象の表面との間に作用するクーロン力の方向を切り換えることができるため、微生物採取面に保持した微生物を、迅速かつ確実に微生物採取面から剥離させ、採取した微生物の懸濁液作成を行うことができる。したがって、微生物採取対象の表面から微生物を採取し、検査試料に供するための微生物懸濁液を作成するまでの手順を単一の用具で確実、迅速かつ容易に行うことができる。なお、操作の順序や時間を一義的に定めることによって、定量的に微生物採取や懸濁液作成を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の微生物採取用具は、前記微生物採取面に振動を与える振動手段を備える。
【００１１】
上記構成によれば、微生物採取対象の表面に強固に付着する微生物であっても迅速かつ容易に被採取面から剥離させることができ、剥離した微生物がクーロン力によって微生物採取面に引き寄せられるため、振動によって剥離した微生物を分散させることなく確実に微生物採取面に採取することができる。また、上記構成によれば、微生物採取面に付着した微生物を液体に懸濁する際、振動を加えることにより、より迅速に微生物懸濁液を作成できる。
【００１２】
また、本発明の微生物採取装置は、前記微生物採取面の表面が、孔径０．０５〜１μｍのフィルタ素材であるものである。
【００１３】
上記構成によれば、微生物採取面の表面に、採取対象の微生物の寸法と同程度の孔径のフィルタを用いることにより、微生物を確実に保持することができる。
【００１４】
また、本発明の微生物採取方法は、微生物採取面を有する微生物採取用具を用いて、微生物採取対象の表面から微生物を採取する微生物採取方法であって、負に帯電させた前記微生物採取対象の表面に、正に帯電させた前記微生物採取面を接触させるステップを有する。
【００１５】
また、本発明の微生物採取方法は、前記微生物採取面に振動を与えるステップを有する。
【００１６】
また、本発明の微生物採取方法は、前記微生物採取対象の表面に接触させた前記微生物採取面を液体に浸漬するステップと、浸漬させた前記微生物採取面を負に帯電させるステップと、を有する。
【００１７】
さらに、本発明の微生物採取方法は、浸漬させた前記微生物採取面に振動を与えるステップを有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第一の電極と第二の電極とに電位差を生じさせることにより、例えば、第一の電極に電気的に接続される微生物採取面を正に帯電させ、第二の電極に電気的に接続される微生物採取対象の表面を負に帯電させれば、負に帯電した微生物を、クーロン力により、微生物採取対象の表面から剥離させ微生物採取面に保持させることができるため、微生物採取対象の表面に付着する微生物を確実、迅速かつ容易に採取することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の微生物採取用具の実施の形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は微生物採取用具の略正面図、図２は微生物採取用具の略側面図である。
【００２０】
図１および図２において、実施の形態１の微生物採取用具１はいわゆるハブラシ様の形態を備え、プラスチックなど任意の材料で形成されるアーム部１２およびハンドル部１３からなる本体と、微生物採取対象の表面（以下、被採取面と呼ぶ）に接触させ、微生物を付着させるための微生物採取面３、被採取面および微生物採取面３にそれぞれ電気的に接続する外側電極（第二の電極）５および内側電極（第一の電極）４などからなるヘッド部２によって構成される。
【００２１】
図３に、ヘッド部２の略断面および電極の電気的な接続関係を示す。ヘッド部２はプラスチックなどの絶縁材料で形成された絶縁体６の表面上に銅やアルミニウムなどの導電性材料で形成された内側電極４を貼り付け、更に内側電極４全面を覆うようにしてＰＥＴ (polyethylene terephthalate) フィルムなど、絶縁性がありかつ水分の透過性がない材料を貼り付けることで形成された微生物採取面３を貼り付ける。
【００２２】
微生物採取面３は図４に示すように、上記ＰＥＴフィルムなどの絶縁フィルムの表面にフッ素樹脂やパルプなどの材料を用いたフィルタ１４を貼り付けた複合体として形成することも可能である。この際、フィルタ孔径は採取しようとする微生物の代表寸法と同程度であることが望ましく、これにより被採取面の微生物をフィルタに確実に保持することが可能である。そのため、本実施の形態１では、フィルタ孔径を０．０５〜１μｍとしている。
【００２３】
外側電極５は、内側電極４と電気的に絶縁されかつ、微生物採取面３を被採取面に押し付けた際に被採取面に接触するように形成される。本実施の形態１では、図１に示すように微生物採取面３を円形とし、その外側を取り囲むようなリング状の形状で、微生物採取面３の被採取面側に同一平面をなすような構造で外側電極５を形成したが、この形状に限定されるものではなく、微生物採取面３を被採取面に押し付けた際に外側電極５を被採取面に接触させることができ、被採取面の形状などに合わせて都合の良い形状や大きさであればよい。外部電極５の材料としては、内側電極４と同様な材料で形成されても良いが、被採取面に直接接触することを考慮し、耐蝕性の高いステンレスなども使用可能である。
【００２４】
内側電極４および外側電極５はそれぞれ、リード線など電気的接続を行う配線９aおよび配線９bによって極性反転手段７に接続される。極性反転手段７は直流電源８に接続され、内側電極４と外側電極５との間に任意の極性の直流電圧を印加することが可能となっている。直流電源８は、微生物を微生物採取面３に保持または剥離するクーロン力を大きくするために高電圧の直流電源を用いることが望ましい。本実施の形態１ではニッケル水素電池やアルカリ乾電池と公知のコッククロフト回路を用いた高電圧発生回路を採用し、両極間へ１ＫＶ〜６ＫＶ程度の直流電圧印加が可能である。また、図示しないが、被採取面が人体粘膜などの生体表面である場合、高電圧印加による感電を防ぐため、配線９aの途中、内側電極４と極性反転手段７との間に電流制限のための高耐電圧の金属皮膜抵抗器などが挿入されることが望ましい。この場合、金属皮膜抵抗器などの抵抗値は、直流電圧印加時に人体の最小感知電流値である０．５μＡ以上の電流が流れないような値を選択するのがよい。
【００２５】
極性反転手段７にはハンドル部１３の表面に極性反転スイッチ１０を設けることにより、内側電極４および外側電極５に印加する電圧の極性を外部操作にて変更可能としている。極性反転手段７は例えば、図５ａおよび図５ｂに示すように極性反転スイッチ１０で接続する接点を切り替える回路構成にすることによって実現可能である。極性反転スイッチ１０が図５ａの位置にある場合は、内部電極４が正極、外部電極５が負極となって微生物採取面３が正に帯電し、図５ｂの位置にある場合は、それぞれの電極は逆極性となり、微生物採取面３は負に帯電する。また、図示しないが極性反転スイッチ１０を中立の状態とすることで、電極に電圧を印加しない状態にすることができることは言うまでもない。本実施例では、極性反転スイッチ１０は機械的なスライドスイッチを採用しているが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御回路とリレーを用いるなど、電極に印加する直流電圧の極性を反転制御できるものであれば何れも採用可能である。これら一連の極性反転手段７、直流電源８、配線９は本体およびヘッド部２内にＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板やリード線などを用いて回路形成することで格納される。
【００２６】
以下、実施の形態１における被採取面から微生物を採取し、微生物検査用の懸濁液を作成するまでの一連の流れを、図６のフローチャートに従って説明する。
【００２７】
まず、被採取面上の微生物を採取するステップ（以下、採取ステップ（図６ａ）と呼ぶ）について説明する。検査実施者はハンドル部１３を手に持ち、極性反転スイッチ１０を図５ａの方向にスライドし、配線９を通じて内側電極４と外側電極５の間に通電する。このとき、内側電極４が正極に、外側電極５が負極となる（ステップＳ１１）。その後、検査実施者は微生物採取面３を被採取面に押し当てる（ステップＳ１２）。この時、被採取面に付着／生息する微生物は微生物採取面３に接する状態となるが、微生物は自身が産生するグルカンなど粘着性のある多糖体、微生物表層の線毛様構造、その他の物理化学的な吸着によって被採取面に固着しているものも多く、単に微生物採取面３を被採取面に押し当てるだけでは、微生物採取面３に保持できる微生物数が限られてしまう。
【００２８】
本実施の形態１では、内側電極４が正極となり、負極となる外側電極５が被採取面に接するため被採取面が負極の役割を果たし、微生物採取面３の被採取面側表面が正に帯電される。一般に、微生物表面は負に帯電しているため、被採取面上の微生物はクーロン力の作用によって微生物採取面３に引き寄せられると共に保持される（ステップＳ１３）。
【００２９】
検査実施者は所定の時間経過後、微生物採取面３を被採取面から離し（ステップＳ１４）、採取ステップを終了する。本実施の形態１では、内側電極４が正極になるように通電した後に微生物採取面３を被採取面に押し当てたが、その順序は逆でも良いし同時になされても良い。操作の順序およびそれぞれの操作にかける時間を一義的に定めることによって定量的な微生物採取が可能となる。
【００３０】
次に、採取した微生物の懸濁液を作成するステップ（以下、懸濁液作成ステップ（図６ｂ）と呼ぶ）について説明する。検査実施者は、採取ステップを完了し微生物採取面３に微生物が保持された状態のヘッド部２を、任意の容量の液体に浸漬する（ステップＳ２１）。液体の種類および容量は各種の微生物検査に適するものを選択すればよいが、本実施の形態１では５ｍｌの生理食塩水を用いている。浸漬後、検査実施者は極性反転スイッチ１０を図５ｂの方向にスライドし、配線９を通じて内側電極４と外側電極５の間に通電する。このとき、内側電極４が負極に、外側電極５が正極となり（ステップＳ２２）、採取ステップとは逆に微生物採取面３が負に荷電されるため、負の表面電荷を持つ微生物はクーロン力の反発作用によって微生物採取面３から剥離し、液体中に懸濁される（ステップＳ２３）。このように、微生物採取面３に保持した微生物に外的な力を作用させることにより、採取した微生物の懸濁液を迅速かつ確実に作成することができる。検査実施者は、一定時間後に液体中からヘッド部２を取り出し（ステップＳ２４）、懸濁液作成ステップを完了する。
【００３１】
このとき、浸漬と通電の操作の順序は逆でも良いし同時でも良い。操作の順序およびそれぞれの操作にかける時間を一義的に定めることによって定量的な微生物採取が可能となる。
【００３２】
以上、本実施の形態１によれば、微生物採取面３を正に帯電させるための内側電極４および外側電極５および直流電源８を備えることにより、表面が負に帯電した被採取面に付着する微生物を確実かつ定量的に微生物採取面３に採取することができる。
【００３３】
さらに本実施の形態１によれば、微生物採取面３を負に帯電させるための内側電極４および外側電極５および直流電源８および極性反転手段７を備えることにより、表面が負に帯電した微生物を微生物採取面３から迅速かつ確実に剥離することができ、微生物の採取から微生物懸濁液の作成までを単一の用具で容易に行うことができる。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、本発明の微生物採取用具の実施の形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態２において実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００３５】
図７は本発明の実施の形態２におけるヘッド部２の略断面および電極と制御回路の電気的な接続関係を示す。微生物採取面３を含むヘッド部２に回転方向振動もしくは、上下方向振動、もしくは縦横方向振動、もしくはその１種類以上を組み合わせた振動を与える振動手段１５が直流電源８と電気的に接続されている。振動手段１５として用いられる機構は、ヘッド部２に上記の振動運動を与えられるものであれば適用可能であるが、本実施の形態２では、回転軸に偏心おもりを取り付けたＤＣモータを使用している。また、直流電源８の出力段は高電圧となっているため、ＤＣモータはコッククロフト回路に内蔵された電池に直接接続することが望ましいが、別にＤＣモータ専用の電池を設けても構わない。振動手段１５はヘッド部２に振動を効率よく伝えられるようにするため、好ましくはハンドル部１３内部の最もアーム部１２に近接する部分に設置される。
【００３６】
振動手段１４には、その振動の開始／停止を外部から制御するための振動制御スイッチ１１がハンドル部１３の表面に設けられている。振動制御スイッチ１１は、押下された間だけＤＣモータが作動して振動が発生するようにしてもよいし、プッシュプッシュスイッチを用いて振動状態を保持できるようにしてもよい。また、極性反転スイッチ１０が振動制御スイッチ１１を兼ねてもよく、この場合は極性反転スイッチ１０が中立状態にある時にはＤＣモータが停止し、図５ａおよび図５ｂの状態すなわち、内部電極４および外部電極５の間に電圧が印加されている状態でＤＣモータが作動しヘッド部２が振動するようにしてもよい。
【００３７】
以下、実施の形態２における、被採取面から微生物を採取し、微生物検査用の懸濁液を作成するまでの一連の流れを図８のフローチャートに従って説明する。尚、実施の形態１で既に説明して重複する部分については説明を省略する。
【００３８】
まず、採取ステップ（図８ａ）について説明する。検査実施者はハンドル部１３を手に持ち、極性反転スイッチ１０を図５ａの方向にスライドし、配線９を通じて内側電極４を正極に、外側電極５を負極になるよう通電する（ステップＳ３１）。次いで、振動制御スイッチ１１の操作によってヘッド部２に振動を与える（ステップＳ３２）。その後、検査実施者は微生物採取面３を被採取面に押し当てる（ステップＳ３３）。
【００３９】
このとき、正に帯電した微生物採取面３のクーロン力の吸着力に加え、ヘッド部２の振動に伴って発生する微生物採取面３の振動により、被採取面に強固に付着する微生物であっても迅速かつ容易に被採取面から剥離させることができ、さらに剥離した微生物がクーロン力によって微生物採取面３に引き寄せられるため、振動によって剥離した微生物を分散させることなく確実に微生物採取面３に保持することができる（ステップＳ３４）。
【００４０】
検査実施者は所定の時間経過後、微生物採取面３を被採取面から離し（ステップＳ３５）、採取ステップを終了する。本実施の形態２では、内側電極４が正極になるように通電した後に振動制御スイッチ１１の操作によりヘッド部２に振動を与え、微生物採取面３を被採取面に押し当てたが、その順序は上記の通りでなくともよく、また、同時になされても良い。操作の順序およびそれぞれの操作にかける時間を一義的に定めることによって定量的な微生物採取が可能となる。
【００４１】
次に、懸濁液作成ステップ（図８ｂ）について説明する。検査実施者は、採取ステップを完了し微生物採取面３に微生物が保持された状態のヘッド部２を、５ｍｌの生理食塩水に浸漬する（ステップＳ４１）。浸漬後、検査実施者は極性反転スイッチ１０を図５ｂの方向にスライドし、配線９を通じて内側電極４と外側電極５の間に通電し（ステップＳ４２）、次いで振動制御スイッチ１１の操作によってヘッド部２に振動を与える（ステップＳ４３）。
【００４２】
このとき、負に帯電した微生物採取面３のクーロン力の反発力に加え、ヘッド部２の振動に伴って発生する微生物採取面３の振動により、微生物採取面３に付着した微生物は確実かつ迅速に剥離され、生理食塩水中に懸濁されていく（ステップＳ４４）。検査実施者は、一定時間後に液体中からヘッド部２を取り出し（ステップＳ４５）、懸濁液作成ステップを完了する。本実施の形態２では、ヘッド部２の浸漬後に通電し振動を与えたが、この順序は記載の通りでなくともよく、また、同時になされても良い。操作の順序およびそれぞれの操作にかける時間を一義的に定めることによって定量的な微生物採取が可能となる。
【００４３】
以上、本実施の形態２によれば、微生物採取用具１がヘッド部２を振動させるための振動手段１５および振動制御スイッチ１１を備えることから、被採取面に強固に付着する微生物であっても迅速かつ容易に被採取面から剥離させることができ、剥離した微生物がクーロン力によって微生物採取面３に引き寄せられるため、振動によって剥離した微生物を分散させることなく確実に微生物採取面３に保持することができる。
【００４４】
さらに、微生物採取面３に付着した微生物を液体中に懸濁する際に、微生物採取面３が負に帯電するため、クーロン力によって負の表面電荷を持つ微生物を微生物採取面３から剥離するのに加え、振動手段１５によって振動が加えられるため、確実かつ迅速に微生物懸濁液を作成できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明によれば、第一の電極と第二の電極とに電位差を生じさせることにより、例えば、第一の電極に電気的に接続される微生物採取面を正に帯電させ、第二の電極に電気的に接続される微生物採取対象の表面を負に帯電させれば、負に帯電した微生物を、クーロン力により、微生物採取対象の表面から剥離させ微生物採取面に保持させることができるため、微生物採取対象の表面に付着する微生物を確実に採取することができる効果を有し、各種の表面に付着した微生物を採取するための微生物採取用具および微生物採取方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第1の実施形態にかかる微生物採取用具の略正面図
【図２】本発明の第1の実施形態にかかる微生物採取用具の略側面図
【図３】本発明の第1の実施形態にかかるヘッド部の略断面および電極の電気的接続関係
【図４】本発明の第1の実施形態にかかる複合体の微生物採取面
【図５ａ】本発明の第1の実施形態にかかる採取面帯電時の電気的接続関係（正に帯電）
【図５ｂ】本発明の第1の実施形態にかかる採取面帯電時の電気的接続関係（負に帯電）
【図６】本発明の第1の実施形態にかかる微生物採取方法のフローチャート
【図７】本発明の第２の実施形態にかかるヘッド部の略断面および電極と振動手段の電気的接続関係
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる微生物採取方法のフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１  微生物採取用具
２  ヘッド部
３  微生物採取面
４  内側電極
５  外側電極
６  絶縁体
７  極性反転手段
８  直流電源
９  配線
１０  極性反転スイッチ
１１  振動制御スイッチ
１２  アーム部
１３  ハンドル部
１４  フィルタ
１５  振動手段
【図１】
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【図２】
2007053917.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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