JP2014008051A - ろ過分離方法及びこれに使用するろ過分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、フィルターでろ別された被処理物を処理剤で処理する際に、従来よりも被処理物に対して処理剤を効率よく接触させることができるろ過分離装置を提供する。
【解決手段】本発明のろ過分離装置としての微生物捕集具１は、被処理物と処理剤とを接触させる第１の接触室６６及び第２の接触室６７が相互に親水フィルター７ａで隔てられ、前記第２の接触室６７及びろ液排出口８１が相互に疎水フィルター７ｂで隔てられていることを特徴とする。この微生物捕集具１では、親水フィルター７ａの内部に入り込んだ被処理物に対しても処理剤が効率よく接触する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ろ過分離方法及びこれに使用するろ過分離装置に関する。

従来、微生物の計数方法としては、微生物から抽出したアデノシン三リン酸（以下、これを単に「ＡＴＰ」と称することがある）を定量することで微生物を間接的に計数する、いわゆるＡＴＰ法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＡＴＰ法は、捕集した微生物にＡＴＰ抽出試薬を接触させることで微生物に内在するＡＴＰを抽出し、このＡＴＰに発光試薬を反応させた際の発光強度に応じて微生物を計数するように構成されている。
このＡＴＰ法によれば、例えば平板培地で培養した微生物のコロニー数によって捕集した微生物を計数する計数方法では数日間を要するところ、微生物を捕集してからその計数までの時間を１時間乃至数時間程度に飛躍的に短縮することができる。

昨今においては、空気中に浮遊する微生物を所定の捕集具で捕集し、この捕集具をセットした計測装置で自動的にＡＴＰ法に準拠した微生物の計数を行う計数システムも知られている（例えば、特許文献２参照）。

この計数システムで使用される捕集具は、例えばエアーサンプラー等によって微生物を捕集するゲル状の担体と、この担体がその内側に配置されると共に漏斗部が形成されるハウジングと、この漏斗部の下方に形成される排出開口に設けられるフィルターと、を有している。ちなみに、このフィルターは、漏斗部側（上方）から順番に親水フィルター及び疎水フィルターの２枚重ねとなっている。

このような計数システムにおいては、捕集具の漏斗部内に所定の順番で複数種類の試薬等が投入されることによって、担体に捕集されていた微生物のＡＴＰが抽出される。
具体的には、漏斗部内に、例えばバッファー液（洗浄液）、ＡＴＰ消去試薬（微生物の細胞外に存在して計数を阻害するＡＴＰを消去するもの）、及びＡＴＰ抽出試薬のそれぞれが、ＡＴＰ法に準拠した工程の各段階に応じて漏斗部内に投入されていく。

各工程において漏斗部内に投入される試薬等のそれぞれは、前記の疎水フィルターの撥水性によって前記の排出開口から流下排出されることなく漏斗部内に留められる。そして、漏斗部内に留められて所定時間、微生物と接触した後の一の試薬等は、前記排出開口を介して吸引（例えば真空引き）されることによって排出される。その後、次なる他の試薬等が漏斗部内に留められて所定時間、微生物と接触した後に前記と同様にして排出される。つまり、漏斗部内では、ＡＴＰ法に準拠した工程に応じて、試薬等の投入、試薬等と微生物との接触、及び試薬等の排出が繰り返される。
ちなみに、漏斗部内で最終的に得られる微生物のＡＴＰ抽出液は、その所定量が発光強度測定ユニットの発光用チューブに分取され、前記の発光強度の測定に供される。

特開平１１−１３７２９３号公報 特開２０１２−５３０５７号公報

ところで、前記の捕集具（例えば、特許文献２参照）においては、例えば、漏斗部内の被処理物（微生物を捕集した担体、乃至は微生物自体等）に接触させた第１の試薬等を、親水フィルター及び疎水フィルターを介して排出する際に、当該被処理物の一部は親水フィルターの内部（親水フィルターの細孔内）に入り込む。
一方、前記のＡＴＰ法（例えば、特許文献１参照）においては、微生物に含まれるＡＴＰの微弱な発光強度に基づいて微生物の計数が行われるために、微生物に対する試薬等の接触（前処理）は十分に行われなければならない。つまり、従来の、捕集具を使用した微生物の計数システム（例えば、特許文献２参照）において感度よく微生物を計数するためには、親水フィルターの内部に入り込んだ被処理物に対しても処理剤たる試薬等を、より効率よく接触させることが望まれている。

そこで、本発明の課題は、フィルターでろ別された被処理物を処理剤で処理する際に、従来よりも被処理物に対して処理剤を効率よく接触させることができるろ過分離方法及びこれに使用するろ過分離装置を提供することにある。

前記課題を解決する本発明のろ過分離方法は、液状の処理剤と接触して処理される被処理物をろ別する第１フィルターと、前記処理剤に対して撥液性を示す第２フィルターと、が相互に間隔を開けて配置され、前記被処理物と前記処理剤との混合物が、前記第１フィルターの、前記第２フィルターとは反対側から供されることで、前記被処理物が前記第１フィルターにろ別されると共に、前記処理剤が、前記第１フィルターを通過後に、前記第２フィルターの撥液性により当該第２フィルターを通過せずに当該第１フィルターとの間に満たされることを特徴とする。

また、このようなろ過分離方法に使用される本発明のろ過分離装置は、被処理物と処理剤とを接触させる第１の接触室及び第２の接触室が相互に親水フィルターで隔てられ、前記第２の接触室及びろ液排出口が相互に疎水フィルターで隔てられていることを特徴とする。

本発明によれば、フィルターでろ別された被処理物を処理剤で処理する際に、従来よりも被処理物に対して処理剤を効率よく接触させることができるろ過分離方法及びこれに使用するろ過分離装置を提供することができる。

本実施形態に係るろ過分離装置としての微生物捕集具の斜視図である。 図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）の分解斜視図であり、（ａ）は、斜め上方から見下ろした際の分解斜視図、（ｂ）は、斜め下方から見上げた際の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る微生物捕集具（ろ過分離装置）で微生物を捕集する方法を説明するための斜視図である。 図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）を、微生物計数装置に搭載した様子を示す断面図である。 図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）を使用して実施されるろ過分離方法の工程説明図であり、（ａ−１）から（ａ−４）は、微生物捕集具の断面を示してろ過分離方法を説明する図、（ｂ−１）から（ｂ−４）は、（ａ−１）から（ａ−４）に対応する場面での親水フィルター近傍の様子を拡大して示す模式図である。 （ａ）は、図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）において、親水フィルターでろ別された微生物にＡＴＰ抽出試薬を接触させる際の模式図であり、（ｂ）は、従来の微生物捕集具（ろ過分離装置）において、親水フィルターでろ別された微生物にＡＴＰ抽出試薬を接触させる際の模式図である。 （ａ）は、変形例に係る微生物捕集具（ろ過分離装置）のフィルター取付部近傍の部分拡大断面図、（ｂ）は、（ａ）の微生物捕集具に使用するフィルター成形体の斜視図であり、フィルターの支持部材を部分的に切欠いて示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。本発明のろ過分離方法及びこれに使用されるろ過分離装置は、微生物（被処理物）をろ別する親水フィルターと、微生物に接触させる液状の試薬等（処理剤）に対して撥液性を示す疎水フィルターと、を相互に間隔を開けて配置したことを主な特徴としている。なお、親水フィルターは、特許請求の範囲にいう「第１フィルター」に相当し、疎水フィルターは、特許請求の範囲にいう「第２フィルター」に相当する。また、本実施形態において処理剤たる液状の試薬等は、いわゆる水性の液体であって、本実施形態における前記「撥液性」は、撥水性を意味する。
以下では、本実施形態に係るろ過分離装置としての微生物捕集具について説明した後に、この微生物捕集具（ろ過分離装置）を使用して実施される、本実施形態に係るろ過分離方法について説明する。

（微生物捕集具）
図１は、本実施形態に係るろ過分離装置としての微生物捕集具の斜視図である。図２は、図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）の分解斜視図であり、（ａ）は、斜め上方から見下ろした際の分解斜視図、（ｂ）は、斜め下方から見上げた際の分解斜視図である。
ちなみに、本実施形態に係る微生物捕集具１は、後記するように、空気中のいわゆる浮遊微生物（細菌、真菌等）を捕集する際に使用されると共に、捕集した微生物を計数する際にも使用される。

本実施形態に係る微生物捕集具１は、空気中の微生物を捕集する際には、後記するインパクター型のエアーサンプラー５０（図３参照）に配置されて使用され、捕集された微生物を計数する際には、後記する微生物計数装置１０（図４参照）に搭載されて使用される。ちなみに、微生物捕集具１は、後に詳しく説明するように、微生物の捕集の際と計数の際では、上下（天地）が逆になるようにして使用される（図３及び図４参照）。

図１に示すように、微生物捕集具１は、その上部が略円筒形状に形成されると共に、その下部が下方に向かって縮径する略円錐形状に形成されている。そして、後に詳しく説明するが、この微生物捕集具１は、その上部がエアーサンプラー５０（図３参照）と係合して微生物を捕集し、その下部が前記の微生物計数装置１０（図４参照）と係合して捕集した微生物をその計数に供するようになっている。
なお、図１中、符号３は蓋体であり、符号６はハウジングであり、符号３１は後記するエアーサンプラー５０（図３参照）と係合する第２係合爪であり、符号６２ａは微生物計数装置１０（図４参照）と係合する第１係合爪である。

微生物捕集具１（図１参照）は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、その上方から下方に向かって、蓋体３、捕集ディッシュ４、担体５、ハウジング６、親水フィルター７ａ、スペーサー９、疎水フィルター７ｂ、及びフィルター押さえキャップ８の順番で相互に組み付けられて構成されている。

蓋体３は、後記するハウジング６の上部開口を塞ぐように配置されるものであり、上方に開口した有底の円筒形状を呈している。そして、蓋体３の周面の上端縁には、前記の第２係合爪３１が径方向の外側に延出するように、周方向に沿って等間隔に並んで形成されている。ちなみに、本実施形態での第２係合爪３１は、後記するエアーサンプラー５０（図３参照）の係合凹部５３（図３参照）の数に合わせて、３つ形成されている。

蓋体３の周面の下端縁には、第３係合爪３２が径方向の外側に延出するように、周方向に沿って等間隔に並んで３つ形成されている。この第３係合爪３２は、後記するハウジング６の第１Ｌ字溝６１ａに嵌入して、ハウジング６に蓋体３を着脱自在に連結するものである。

蓋体３の底部の外面は、図２（ｂ）に示すように、下方に突出する複数の条が平行に並ぶ凹凸面で形成されている。この底部の外面は、次に説明する捕集ディッシュ４の上面と接触するように配置された際に、凹凸面としたことでその接触面積を低減している。この凹凸面は、例えば、微生物計数装置１０（図４参照）の後記する搭載部１０２（図４参照）に微生物捕集具１を配置し、ハウジング６から蓋体３を取り外した際に、捕集ディッシュ４をハウジング６側に残して、捕集ディッシュ４と離反し易くしている。また、後記するように、エアーサンプラー５０（図３参照）で微生物を捕集した後、微生物の計数施設（例えば、微生物計数装置１０（図４参照）の配置施設）までこれを必要に応じて保冷して搬送した場合に、稀に、蓋体３と捕集ディッシュ４との間に結露することがあるが、この場合であっても凹凸面は、捕集ディッシュ４と離反し易くしている。なお、この凹凸面は、前記の条に限らず、複数の突起で形成することができるし、例えば、梨地、布目等のシボで形成することもできる。

また、蓋体３の底部の外面には、図２（ｂ）に示すように、下方に突出する円柱状の突起３３が形成されている。この突起３３の外径は、次に説明する捕集ディッシュ４の貫通孔４１の内径よりもやや小さくなっている。また、この突起３３の高さは、その貫通孔４１の長さと等しくなっている。

捕集ディッシュ４は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、円盤形状を呈している。この捕集ディッシュ４の中央部には、この捕集ディッシュ４を上下に貫通する貫通孔４１が形成されている。

この捕集ディッシュ４の上面は、図２（ａ）に示すように、前記した蓋体３の底部の外面と接触可能なように、平坦面となっている。
また、捕集ディッシュ４の下面には、貫通孔４１の周りで、次に説明するリング状の担体５が収容可能なように、内外二重の環状リブ４２ａ，４２ｂが立設されている。

ちなみに、捕集ディッシュ４の外径は、後記するハウジング６の下側円筒部６２の内径以上、上側円筒部６１の内径以下の範囲内で設定されるが、上側円筒部６１の内径と略同じに設定するのが望ましい。また、図２（ｂ）に示す捕集ディッシュ４の外側の環状リブ４２ｂの外径は、後記する下側円筒部６２の内径以下に設定されるが、下側円筒部６２の内径と略同じに設定するのが望ましい。

担体５は、後記するように、エアーサンプラー５０（図３参照）に配置されて、エアーサンプラー５０が空気を吸引した際の空気流を受けると共に、その空気に同伴する微生物を捕集するものである。

この担体５は、常温から昇温することでゲルからゾルに相変位する材料で形成されている。この担体５の材料としては、３０℃以上でゾルに相変位するものが望ましく、３７〜４０℃で液化するものが更に望ましい。中でも、ゼラチン、ゼラチンとグリセロールの混合物、及びＮ−アクリロイルグリシンアミドとＮ−メタクリロイル−Ｎ´−ビオチニルプロピレンジアミンとの１０：１のコポリマーが望ましい。
担体５は、前記のように、リング形状を呈しており、図２（ｂ）に示すように、捕集ディッシュ４の環状リブ４２ａ，４２ｂ同士の間に形成される空間と同形状のものが望ましい。
なお、担体５は、環状リブ４２ａ，４２ｂ同士の間の空間に、前記の材料を塗布し、又は充填することで形成されるが、自立したリング形状のものを前記の空間に嵌め込んで配置してもよい。

ハウジング６は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、その上方から下方に向かって、前記の蓋体３の外径と略同じ内径を有する上側円筒部６１と、この上側円筒部６１の内径よりも更に縮径した内径を有する下側円筒部６２と、この下側円筒部６２の内径から徐々に縮径した内径を有する逆円錐形状の漏斗部６４と、この漏斗部６４の最下部に形成される排出開口６４ａの出口周囲に設けられたフィルター取付部６５と、がこの順番に一体となるように構成されている。

ちなみに、漏斗部６４の内側空間には、第１の接触室６６が形成され、この第１の接触室６６内で、後記するように、担体５に捕集された微生物と試薬等が接触することとなる。

上側円筒部６１の内周面には、前記のように、蓋体３の第３係合爪３２が嵌入する第１Ｌ字溝６１ａが内周に沿って、第３係合爪３２と対応する位置に３箇所形成されている。

下側円筒部６２は、棚部６３を介して上側円筒部６１と接続されている。
この下側円筒部６２の外周面には、後記する微生物計数装置１０（図４参照）の係合リング１０２ｂ（図４参照）と係合する第１係合爪６２ａが形成されている。この第１係合爪６２ａは、下側円筒部６２の径方向の外側に延出するように、周方向に沿って等間隔に並んで形成されている。ちなみに、本実施形態での第１係合爪６２ａは、４つ形成されている。

漏斗部６４は、下方に向かって内径が徐々に縮径して最下部の排出開口６４ａ（図２（ｂ）参照）に至っている。
なお、この漏斗部６４は、後に詳しく説明するように（図４参照）、排出開口６４ａに至るまで内壁面がなだらかに湾曲しながら括れるように形成されている。これにより、漏斗部６４は、内容物が排出開口６４ａに向かって流下し易くなっている。

フィルター取付部６５は、薄い円盤形状を呈している。このフィルター取付部６５の中央部には、第１の接触室６６と連通するように排出開口６４ａ（図２（ｂ）参照）が形成されている。そして、排出開口６４ａの出口周囲には、親水フィルター７ａの収納空間６５ａが形成されており、この収納空間６５ａに配置される親水フィルター７ａによって排出開口６４ａが塞がれることとなる。

親水フィルター７ａの材料としては、例えば、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
親水フィルター７ａには、市販品を使用することもできる。親水フィルター７ａの市販品としては、例えば、ＭＦ−ミリポア（日本ミリポア社製）、Durapore（日本ミリポア社製）、Isopore（日本ミリポア社製）、サイクロポア（ワットマンジャパン社製）、ＪＣＷＰ０１３００（ミリポア社製）、マイレックスＬＣ（日本ミリポア社製）、Ｋ０４０Ａ０１３Ａ（アドバンテック社製）、Ｔ３００Ａ０１３Ａ（アドバンテック社製）等が挙げられる。

スペーサー９は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、リング部材で形成されている。このスペーサー９を挟むように前記の親水フィルター７ａ及び次に説明する疎水フィルター７ｂが配置される。これにより、スペーサー９（リング部材）の内側には、親水フィルター７ａと疎水フィルター７ｂとに挟まれるようにして第２の接触室６７（図４参照）が形成されることとなる。
スペーサー９の上面には（親水フィルター７ａ側には）、その中央部の開口周囲に環状リブ９ａが形成されている。ちなみに、親水フィルター７ａは、この環状リブ９ａによってフィルター取付部６５側に押し付けられることとなる。

疎水フィルター７ｂの材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ガラス等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
疎水フィルター７ｂには、市販品を使用することもできる。疎水フィルター７ｂの市販品としては、例えば、ゴアテックス（登録商標、ジャパンコアテックス社製）、ミクロテックス（日東電工社製）、ポリプロピレンプレフィルター（日本ミリポア社製）等が挙げられる。
また、疎水フィルター７ｂには、前記の親水フィルター７ａにフッ素系、シリコーン系の撥水処理剤を施して疎水性を付与したものをも使用することもできる。

フィルター押さえキャップ８は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、中央部にろ液排出口８１が形成される薄い有底円筒形状を呈している。このフィルター押さえキャップ８は、前記のフィルター取付部６５にその下側から外嵌することで、フィルター取付部６５に親水フィルター７ａ、スペーサー９、及び疎水フィルター７ｂを固定するものである。
フィルター押さえキャップ８の上方開口部の周縁内側には、その周縁に沿って等間隔に４つの係合突起８２が形成されている。この係合突起８２は、フィルター取付部６５の周縁と係合することでフィルター押さえキャップ８をフィルター取付部６５に固定する構成となっている。

また、フィルター押さえキャップ８は、図２（ａ）に示すように、その内底面からその上方開口部側に向けて突出する台座部８４を有している。この台座部８４は、この台座部８４を貫通するろ液排出口８１の開口周囲に立設される環状リブ８５を更に備えている。ちなみに、疎水フィルター７ｂは、この環状リブ８５によってスペーサー９に押し付けられることとなる。

以上のような、微生物捕集具１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ハウジング６の棚部６３の上に、捕集ディッシュ４が載置され、ハウジング６と蓋体３とは、この捕集ディッシュ４を介在させて、前記の第１Ｌ字溝６１ａ及び第２係合爪３１によって連結される。この際、捕集ディッシュ４の貫通孔４１は、蓋体３の突起３３で封止されることとなる。
なお、ハウジング６と蓋体３とは、ハウジング６と蓋体３を相対的に回転させて第１Ｌ字溝６１ａから第２係合爪３１を抜き出すことで、その連結を解くことができる。

そして、親水フィルター７ａが、漏斗部６４の排出開口６４ａの出口を塞ぐようにフィルター収容部６５ａに配置される。そして、この親水フィルター７ａに対して、スペーサー９及び疎水フィルター７ｂが配置される。次いで、フィルター収容部６５ａに対してフィルター押さえキャップ８が外嵌されることで、親水フィルター７ａ、スペーサー９及び疎水フィルター７ｂがハウジング６に取り付けられることとなる。
以上のような、微生物捕集具１は、フィルター７を除いて成形可能な樹脂で形成することができる。中でもポリプロピレンが望ましい。

（微生物捕集具を使用した微生物捕集方法）
次に、本実施形態に係る微生物捕集具１（図１参照）を使用した微生物捕集方法について説明する。参照する図３は、本発明の実施形態に係る微生物捕集具（ろ過分離装置）で微生物を捕集する方法を説明するための斜視図である。

図３に示すように、微生物の捕集に供する際の微生物捕集具１は、担体５を保持する捕集ディッシュ４が蓋体３上に載置されたものが使用される。つまり、図１に示す微生物捕集具１において、上下を逆にし、蓋体３側に捕集ディッシュ４を残したままで、ハウジング６をフィルター押さえキャップ８付きで取り外したものが使用される。ちなみに、蓋体３からのハウジング６の取り外しは、次に説明するように、エアーサンプラー５０の台座５２に蓋体３を位置決めして配置した後、前記のように、ハウジング６と蓋体３を相対的に回転させて第１Ｌ字溝６１ａ（図２（ａ）参照）から第２係合爪３１（図２（ａ）参照）を抜き出すことでその連結を解いて行う。

この微生物捕集具１は、エアーサンプラー５０の本体部５１の上方に形成された平面視で円形の台座５２に載置される。なお、台座５２には、前記のように、蓋体３の第２係合爪３１を受け入れる係合凹部５３が形成されており、微生物捕集具１は、台座５２の中央部に位置決めされるようになっている。
ちなみに、図３中、符号５４は、本体部５１の吸引口であり、符号５５はエアーサンプラー５０のノズルヘッドである。

この微生物を捕集する方法では、図３に示すように、ハウジング６及びフィルター押さえキャップ８が一体で取り外されて、担体５が露出した微生物捕集具１が台座５２に載置され、この台座５２を覆うようにノズルヘッド５５が配置される。

そして、本体部５１内に配置された図示しないファンが駆動して、吸引口５４から空気が吸引されると、ノズルヘッド５５内に設けられた複数の微細ノズル（図示省略）から空気流が担体５に噴射される。その結果、担体５に噴射された空気に同伴する微生物は、担体５に捕集されることとなる。つまり、担体５を上方に向けて微生物の捕集操作が行われる。

この際、図３に示すように、蓋体３の突起３３によって、捕集ディッシュ４の貫通孔４１（図２（ａ）及び（ｂ）参照）が封止されているので、捕集ディッシュ４の担体５側の面は、面一となって、受ける空気流の乱れが抑制される。その結果、担体５は、効率よく微生物を捕集することができる。
エアーサンプラー５０が予め定められた空気量を吸引すると、この微生物捕集具１による微生物の捕集工程は終了する。
この捕集工程が終了すると、再び、フィルター押さえキャップ８付きのハウジング６が一体で蓋体３に取り付けられて、図１に示す微生物捕集具１の状態に再び戻る。

（微生物捕集具を使用したろ過分離方法）
次に、本実施形態に係る微生物捕集具１（図３参照）で捕集した微生物の計数方法を説明しながら、本実施形態に係る微生物捕集具１（ろ過分離装置）を使用したろ過分離方法について説明する。
前記の捕集工程が終了して、再び図１に示す状態になった微生物捕集具１は、ユーザーによって、そのままの状態で前記の微生物計数装置（図示省略）が配置された施設に搬送される。
この微生物計数装置としては、これに搭載される微生物捕集具１（図１参照）に対して、滅菌温水、バッファー液等の機能液、各種の試薬等の所定量を、所定の順番で供給することにより、微生物捕集具１に捕集した微生物をＡＴＰ法に準拠して計数することができる公知の装置を使用することができる。この微生物計数装置としては、市販の装置を使用することもでき、この市販品としては、例えば、バイオメイテクター（登録商標、日立プラントテクノロジー社製）が挙げられる。

図４は、図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）を、微生物計数装置に搭載した様子を示す断面図である。なお、図４中、微生物捕集具１の断面は、図１のIV−IV断面に対応している。
図４に示すように、本実施形態で使用する微生物計数装置の搭載部１０２は、微生物捕集具１（ハウジング６）を収容する凹部１０２ａを有している。また、この凹部１０２ａは、例えば、アルミ材等の良熱伝導性材料で囲繞して形成されている。そして、凹部１０２ａの周囲には、ヒーター（図示省略）が埋設されている。
このヒーターは、後に説明するように、凹部１０２ａ内に配置された微生物捕集具１を加熱するように構成されている。
そして、後に詳しく説明するように、このヒーターによる加熱でゾル化した担体５は、捕集ディッシュ４から漏斗部６４に向けて剥落する。一方、漏斗部６４は、前記のように、排出開口６４ａに至るまで内壁面がなだらかに湾曲しながら括れるように形成されている。これにより、ゾル化した担体５は、排出開口６４ａに向かって容易に流下することとなる。

凹部１０２ａ内に配置された微生物捕集具１は、微生物捕集具１の蓋体３が取り外されて、ハウジング６内に配置された捕集ディッシュ４の貫通孔４１が露出することとなる。
そして、この微生物捕集具１においては、貫通孔４１を有する捕集ディッシュ４が、ハウジング６の上方に配置され、サンプルとしての担体５は、捕集ディッシュ４の裏側でハウジング６の第１の接触室６６内に配置されることとなる。
なお、図４中、符号６４ａはハウジング６の排出開口であり、符号７ａは、親水フィルターであり、符号７ｂは、疎水フィルターであり、符号８は、フィルター押さえキャップであり、符号９は、スペーサーであり、符号６７は、第２の接触室であり、符号８１は、ろ液排出口であり、符号１０２ｂは、前記の係合リングであり、符号１０４ａは、図示しない吸引ポンプに接続される吸引ヘッドである。

次に参照する図５は、図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）を使用して実施されるろ過分離方法の工程説明図であり、（ａ−１）から（ａ−４）は、微生物捕集具の断面を示してろ過分離方法を説明する図、（ｂ−１）から（ｂ−４）は、（ａ−１）から（ａ−４）に対応する場面での親水フィルター近傍の様子を拡大して示す模式図である。
なお、図５（ａ−１）から（ａ−４）、及び図５（ｂ−１）から（ｂ−４）中、符号１は微生物捕集具であり、符号４は捕集ディッシュであり、符号５は担体であり、符号６はハウジングであり、符号７ａは親水フィルターであり、符号７ｂは疎水フィルターであり、符号６４は漏斗部であり、符号６６は第１の接触室であり、符号６７は第２の接触室であり、符号８１はろ液排出口であり、符号Ｂは微生物であり、符号ＥＸはＡＴＰ抽出試薬であり、符号ＨＷは温水である。
ちなみに、図５（ｂ−１）から（ｂ−４）中の微生物Ｂは、実際には、マイクロメーターサイズであり、ＡＴＰは、実際には分子レベルの大きさであって、図５（ｂ−１）から（ｂ−４）は、これらの相対的な大きさを示すものではない。

前記の凹部１０２ａ（図４参照）を形成しているアルミ材に埋設されたヒーター（図示省略）によって、微生物捕集具１（図４参照）の担体５が加熱されると、図５（ａ−１）に示すように、捕集ディッシュ４に保持された担体５は、漏斗部６４内に形成される第１の接触室６６の下部に剥落する。この際、図５（ｂ−１）に示すように、エアーサンプラー５０（図３参照）で捕集された微生物Ｂは、親水フィルター７ａ上で担体５と共に存在する。

次に、図５（ａ−２）に示すように、第１の接触室６６内に温水ＨＷが注入されると、担体５のゾル化がさらに促進されると共に、温水ＨＷで希釈される。この際、親水フィルター７ａは、担体５の成分を含む温水ＨＷを透過し、疎水フィルター７ｂは、撥水性（撥液性）によりこの温水ＨＷを透過しない。これにより、第２の接触室６７内は、この温水ＨＷで満たされる。そして、微生物Ｂは、図５（ｂ−２）に示すように、親水フィルター７ａを透過せずに、第１の接触室６６内で、担体５の成分を含む温水ＨＷと共に滞留する。

次に、吸引ヘッド１０４ａ（図４参照）で吸引されることによって、第１の接触室６６内の担体５の成分を含む温水ＨＷは、親水フィルター７ａを介して第２の接触室６７内に移動し、第２の接触室６７内の担体５の成分を含む温水ＨＷは、疎水フィルター７ｂ及びろ液排出口８１を介して微生物捕集具１外に排出される。
その結果、図５（ａ−３）に示すように、第１の接触室６６及び第２の接触室６７は、担体５の成分を含む温水ＨＷに換えて空気で満たされることとなる。

担体５に含まれていた微生物Ｂ（図５（ｂ−１）参照）は、図５（ｂ−３）に示すように、親水フィルター５ａによってろ別される。この際、微生物Ｂのいくつかは、親水フィルター５ａの図示しない細孔内に入り込む。つまり、微生物Ｂのいくつかは、親水フィルター７ａの内部に細胞の一部、又は図示しないが細胞の全部が入り込む。

そして、図示しないが、本実施形態に係るろ過分離方法では、第１の接触室６６内にＡＴＰ消去試薬の所定量が分注されて、微生物Ｂの細胞外に存在するＡＴＰが消去される。この際、ＡＴＰ消去試薬は、前記の温水ＨＷと同じように、親水フィルター７ａを透過する一方で、疎水フィルター７ｂの撥水性によって疎水フィルター７ｂ上に保持される。これにより、ＡＴＰ消去試薬は、第２の接触室６７を満たすこととなる。
次いで、第１の接触室６６及び第２の接触室６７内のＡＴＰ消去試薬は、前記の吸引ヘッド１０４ａ（図４参照）で吸引されることによって、微生物捕集具１外に排出される。
なお、ＡＴＰ消去試薬としては、例えば、ＡＴＰ分解酵素が挙げられる。

次に、図５（ａ−４）に示すように、第１の接触室６６内にＡＴＰ抽出試薬ＥＸの所定量が分注されて、微生物Ｂ（図５（ｂ−３）参照）に内在するＡＴＰ（図５（ａ−４）中、不図示）が抽出される。
なお、ＡＴＰ抽出試薬ＥＸとしては、例えば、塩化ベンザルコニウム、トリクロロ酢酸、トリス緩衝液等が挙げられる。

この際、このＡＴＰ抽出試薬ＥＸは、親水フィルター７ａを透過する一方で、疎水フィルター７ｂの撥水性によって疎水フィルター７ｂ上に保持される。これによりＡＴＰ抽出試薬ＥＸは、第２の接触室６７を満たす。そして、図５（ｂ−４）に示すように、ＡＴＰ抽出試薬ＥＸには、微生物Ｂ（図５（ｂ−３）参照）から抽出されたＡＴＰが含まれることとなる。

次いで、ＡＴＰを含むＡＴＰ抽出試薬ＥＸ、つまりＡＴＰ抽出液は、その所定量が分取されて、所定の発光強度測定ユニットの発光用チューブに投入される。そして、ＡＴＰ抽出液は、発光用チューブにおけるＡＴＰ発光試薬との反応によって、微生物Ｂの数に対応するＡＴＰ量に応じた発光強度で発光する。
なお、ＡＴＰ発光試薬としては、例えば、ルシフェラーゼ・ルシフェリン試薬が挙げられる。

そして、前記の発光強度が、光電子増倍管等を有する光検出器にて測定されると共に、この発光強度に基づいて微生物捕集具１の担体５に捕集された微生物の数が相対的に求められる。
具体的には、光検出器が検出して出力した光検出信号をデジタル処理し、単一光子計数法に基づいて発光強度（ＣＰＳ）が測定される。そして、予め用意された、例えばＡＴＰ量（ａｍｏｌ）と発光強度（ＣＰＳ）との関係を示すマップ（検量線）に基づいて、発光用チューブに分取されたＡＴＰ抽出液に含まれるＡＴＰ量（ａｍｏｌ）が演算される。次いで、このＡＴＰ量（ａｍｏｌ）、及び分取した前記ＡＴＰ抽出液の所定量に基づいて、担体５に捕集された微生物の数のＡＴＰ換算値として微生物の計数が行われる。これにより本実施形態に係る微生物捕集具１で捕集した微生物の計数方法の一連の工程が終了する。

次に、本実施形態に係る微生物捕集具１（ろ過分離装置）及びろ過分離方法の作用効果について説明する。
前記のように、本実施形態に係る微生物捕集具１及びろ過分離方法では、親水フィルター７ａと、疎水フィルター７ｂとが相互に間隔をあけて配置されている。これにより、前記の試薬等の処理剤は、親水フィルター７ａを透過する一方で、疎水フィルター７ｂの撥水性によって疎水フィルター７ｂ上に保持される。つまり、試薬等の処理剤は、親水フィルター７ａを介して第１の接触室６６及び第２の接触室６７の両方に存在することとなる。
次に参照する図６（ａ）は、図１の微生物捕集具（ろ過分離装置）において、親水フィルター上の微生物にＡＴＰ抽出試薬を接触させる際の模式図であり、図６（ｂ）は、従来の微生物捕集具（ろ過分離装置）において、親水フィルター上の微生物にＡＴＰ抽出試薬を接触させる際の模式図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）に示す微生物Ｂの大きさは、マイクロメートルサイズ（例えば、ブドウ球菌は１μｍ前後、大腸菌は短径で０．５μｍ前後）であるので、親水フィルター７ａの厚さ（例えば、市販品でも規格に応じて一概に言えないが３５μｍ前後）と相対的な大きさを示すものではない。

従来の微生物捕集具１００（例えば、特許文献２参照）においては、図６（ｂ）に示すように、親水フィルター７ａ及び疎水フィルター７ｂは、互いに重ねられて配置されていた。そして、吸引ろ過によって親水フィルター７ａ及び疎水フィルター７ｂ上でろ別された微生物Ｂに対して、例えばバッファー液、ＡＴＰ消去試薬、ＡＴＰ抽出試薬等の処理剤Ｐが接触することとなる。
その一方で、ろ別される微生物Ｂのいくつかは、図６（ｂ）に示すように、その細胞の一部、又は図示しないがその細胞の全部が親水フィルター７ａの内部に入り込む。
つまり、従来の微生物捕集具１００においては、親水フィルター７ａに入り込んだ微生物Ｂは、例えば、微生物捕集具１００に処理剤Ｐが投入された際に、親水フィルター７ａに浸透していく処理剤Ｐと接触するほか、主に親水フィルター７ａの上面に滞留する処理剤Ｐと接触することとなる。
なお、図６（ｂ）中、符号８１は、ろ液排出口である。

これに対して、本実施形態に係る微生物捕集具１は、図６（ａ）に示すように、処理剤Ｐが投入された際に、親水フィルター７ａを挟んで形成される第１の接触室６６と第２の接触室６７との両方に処理剤Ｐが満たされることとなる。
つまり、親水フィルター７ａに入り込んだ微生物Ｂは、第１の接触室６６と第２の接触室６７の両方からの処理剤Ｐと接触することとなる。

これにより、本実施形態に係る微生物捕集具１は、微生物Ｂに対する処理剤Ｐの接触効率が向上することによって、ＡＴＰ法に準拠して微生物Ｂ（被処理物）の計数を行う際の前処理（被処理物に対する処理剤の接触操作）を効果的に行うことができる。
よって、本実施形態に係る微生物捕集具１（ろ過分離装置）及びろ過分離方法によれば、従来の微生物捕集具１００（図６（ｂ）参照）と比較して、ＡＴＰ抽出液中のＡＴＰ量を高めることができるので、微生物Ｂの計数感度を向上させることができる。

ちなみに、本実施形態における微生物Ｂ（被処理物）の処理剤Ｐによる処理としては、例えば、前記の微生物Ｂの細胞外に存在するＡＴＰをＡＴＰ消去試薬（処理剤Ｐ）にて消去する処理、微生物Ｂに内在するＡＴＰをＡＴＰ抽出試薬（処理剤Ｐ）にて抽出する処理が挙げられる。

また、本実施形態における微生物Ｂ（被処理物）の処理剤Ｐによる処理としては、図５（ｂ−２）に示すように、担体５に含まれる微生物（被処理物）を温水ＨＷ（処理剤Ｐ）で希釈する処理が挙げられる。この処理においては、図５（ｂ−１）の微生物Ｂを含む担体５に、図５（ｂ−２）に示すように温水ＨＷが投入され、温水ＨＷが第２の接触室６７に親水フィルター７ａを介して透過する際に、図示しないが、微生物Ｂのいくつかは親水フィルター７ａの内部に入り込む。

この際、第２の接触室６７内の温水ＨＷは、親水フィルター７ａの内部に入り込んだ微生物Ｂに第２の接触室６７側からも接触することとなる。そして、担体５の成分が付着した微生物Ｂには、第１接触室６６及び第２の接触室６７の両方から温水ＨＷが接触することによって、微生物Ｂに付着した担体５の成分のゾル化が更に促進される。その結果、担体５の成分は、次なる吸引ろ過工程において微生物Ｂから除去され易くなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態に係る微生物捕集具１（ろ過分離装置）及びろ過分離方法では、親水フィルター７ａと疎水フィルター７ｂとの間にリング状のスペーサー９を介在させることで間隔をあける構成としたが、本発明は親水フィルター７ａと疎水フィルター７ｂとを互いに間隔をあけて配置することができれば前記のリング状のスペーサー９に限定されるものではない。

次に参照する図７（ａ）は、変形例に係る微生物捕集具（ろ過分離装置）のフィルター取付部近傍の部分拡大断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の微生物捕集具に使用するフィルター成形体の斜視図であり、フィルターの支持部材を部分的に切欠いて示す図である。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、この微生物捕集具１においては、前記実施形態での、親水フィルター７ａ（図４参照）及び疎水フィルター７ｂ（図４参照）、並びにスペーサー９（図４参照）からなる組立て体に代えて、フィルター成形体７１ａ及びフィルター成形体７１ｂを有している。

フィルター成形体７１ａは、親水フィルター７ａの周縁に沿うように略リング状の支持部材１１を設けたものである。
また、フィルター成形体７１ｂは、疎水フィルター７ｂの周縁に沿うように略リング状の支持部材１１を設けたものである。
そして、フィルター成形体７１ａ，７１ｂは、略リング形状の中央部がろ過部７１ｃとなっている。

この微生物捕集具１においては、フィルター成形体７１ａとフィルター成形体７１ｂとを互いに重ね合わせた際に、フィルター成形体７１ａの支持部材１１と、フィルター成形体７１ｂの支持部材１１同士が当接することで、親水フィルター７ａと疎水フィルター７ｂとを相互に間隔をあけて配置する構成としている。つまり、支持部材１１がスペーサーとして機能している。
なお、図７中、符号６は、ハウジングであり、符号８は、フィルター押さえキャップであり、符号６４ａは、排出開口であり、符号６５は、フィルター取付部であり、符号６６は、第１の接触室であり、符号６７は、第２の接触室であり、符号８１は、ろ液排出口であり、符号８４は、台座部である。

このような支持部材１１付きの親水フィルター７ａ及び疎水フィルター７ｂは、親水フィルター７ａ及び疎水フィルター７ｂを樹脂でインサート成形して製造することができる。
ちなみに、インサート成形に使用する樹脂、つまり支持部材１１を形成するための樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば特に制限はないが、フィルター取付部６５、フィルター押さえキャップ８、親水フィルター７ａ及び疎水フィルター７ｂの各部材間における相互のシール性が良好な点で弾性樹脂が望ましい。

前記弾性樹脂としては、例えば、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳ等のエラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のエチレンの共重合体、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ブテン−エチレン共重合体等のオレフィン系樹脂、エチレン−プロピレンゴム等が挙げられる。

前記実施形態では、フィルター押さえキャップ８に形成されるろ液排出口８１が単一の貫通孔で構成されているが、本発明は液排出口８１を複数の貫通孔（例えばハニカム状に形成される貫通孔）で構成することもできる。

前記実施形態では、微生物捕集具１で捕集した微生物を微生物計数装置で計数することを想定しているが、本発明は微生物計数装置に搭載せずに、手作業で試薬等をハウジング内に分注してＡＴＰ法により微生物を計数するものであってもよい。

本発明は、枯草菌等の芽胞形成菌に適用してもよく、この場合には、前記の試薬にアミノ酸、糖等の栄養形細胞変換試薬を含めることができる。

また、前記実施形態では、ＡＴＰ法によって微生物の計数を行っているが、本発明は、微生物から抽出したＤＮＡ、ＲＮＡ、ＮＡＤ等の生体内物質に励起光を照射して生じさせた蛍光に基づいて微生物の計数を行ってもよい。

また、微生物捕集具１でグラム陰性桿菌を捕集してこれを計数する場合には、その細胞膜に含まれるエンドトキシンを指標とし、エンドトキシンにリムルスを反応させた際の発光強度に基づいて細菌数を計数してもよい。

また、本発明の微生物捕集具は、被検出物として、金属や化学物質の微細粒子を捕集するものであってもよく、被検出物は固体に限定されずミストであってもよい。

１ 微生物捕集具（ろ液分離装置）
３ 蓋体
４ 捕集ディッシュ
５ 担体
６ ハウジング
７ａ 親水フィルター（第１フィルター）
７ｂ 疎水フィルター（第２フィルター）
８ キャップ
９ スペーサー
１０ 微生物計数装置
４１ 貫通孔
６４ 漏斗部
６４ａ 排出開口
６５ フィルター取付部
６６ 第１の接触室
６７ 第２の接触室
８１ ろ液排出口
Ｂ 微生物（被処理物）
ＨＷ 温水（処理剤）
ＥＸ ＡＴＰ抽出試薬（処理剤）
Ｐ 処理剤

Claims (6)

1. 液状の処理剤と接触して処理される被処理物をろ別する第１フィルターと、前記処理剤に対して撥液性を示す第２フィルターと、が相互に間隔を開けて配置され、
   前記被処理物と前記処理剤との混合物が、前記第１フィルターの、前記第２フィルターとは反対側から供されることで、前記被処理物が前記第１フィルターにろ別されると共に、
   前記処理剤が、前記第１フィルターを通過後に、前記第２フィルターの撥液性により当該第２フィルターを通過せずに当該第１フィルターとの間に満たされることを特徴とするろ過分離方法。
2. 請求項１に記載のろ過分離方法において、
   前記処理剤が、複数種類からなり、
   前記第１フィルターと前記第２フィルターとの間に満たされた、複数種類の前記処理剤のうちの第一が、当該第２フィルターの撥液性に抗して強制的に当該第２フィルターを介して排された後に、
   複数種類の前記処理剤のうちの第二が、前記第１フィルターの、前記第２フィルターとは反対側から供されることで、前記第１フィルターを通過後に、前記第２フィルターの撥液性により当該第２フィルターを通過せずに当該第１フィルターとの間に満たされることを特徴とするろ過分離方法。
3. 請求項１に記載のろ過分離方法において、
   前記第１フィルターが親水フィルターであり、前記第２フィルターが疎水フィルターであることを特徴とするろ過分離方法。
4. 被処理物と処理剤とを接触させる第１の接触室及び第２の接触室が相互に親水フィルターで隔てられ、
   前記第２の接触室及びろ液排出口が相互に疎水フィルターで隔てられていることを特徴とするろ過分離装置。
5. 請求項４に記載のろ過分離装置において、
   前記第２の接触室は、前記親水フィルターと前記疎水フィルターとがスペーサーで隔てられて形成されていることを特徴とするろ過分離装置。
6. 請求項５に記載のろ過分離において、
   前記スペーサーは、リング部材で構成され、
   前記第２の接触室は、前記リング部材の内側に形成されることを特徴とするろ過分離装置。

Images