JPH04500001A - 資料のサンプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 資料のサンプリング 本発明は資料のサンプリングに係る。しかしながら細菌資料のサンプリングに限 定されるものではない。

プレートアウト及び培養接種は生命科学研究の広い範囲で用いられている手法で ある。例えば、医療生物学において疾病の鑑別及び治療手段として、まＩ；分子 生物学においてはサンガーＤＮＡ配列プロトコルの一部として、また更に薬学的 調査においては抗生資料を排除するために、この技術は幅広い用途を有している 。要約すればこの方法は、細菌資料を例えばペトリ皿内で培養し、その結果得ら れた増殖体（すなわちローン）から更に研究及び増殖が必要な細菌のコロニー（ 例えばイースト菌、真菌、バクテリア若しくはビールス感染した斑状コロニー） を選択することから成っている。現在この技術は経験を積んだ職員によって人手 で行われており、この職員が対象とするコロニー若しくは斑状コロニーを鑑定し 、次いで別個のサンプリングプローブ（通常先端を殺菌処理された欅）でこれら のコロニー若しくは斑状コロニーを「選択的に取り出す」。次いでコロニー若し くは斑状コロニーがそれぞれ別個の培養管若しくは容器に移されて、そこで以降 の処理に先立って培養される。人手に頼り、煩雑で、反復的な、かつ誤りの発生 しがちな、日常処理すべきこのような何方または何千もの作業が多くのｌ１ｉＦ ５；ｅ所において必要とされている。更ｌ二、対象とする多くの培養物が有嘗で ある可能性もあり、このような培養物の移し換えには健康上の危険が伴う。また 更に、人間の作業者は幅広い種類の有機体を付着させているので、人手で処理が 行われる場合には殺菌された作業状態を維持することが困難である。

出願ＷＯ３７１００１４４及びＷＯｌｏ　７９１１では、長尺の帯状の資料をサ ンプリング位置と移し換え位置との間で送り出すことによって細菌資料のサンプ リングを行う方法が説明されている。サンプリング位置において帯の一部がＩｍ Ｗ資料と接触し、次いでこの帯が送り出されてサンプルが移し換え位置に置かれ 、ここでサンプルは帯から取り外される。サンプリング位置と移し換え位置との 間において帯がいくつものサンプルを保持することが予想され、この場合これら のサンプルを隔離して相互の汚染防止を行うことが必要である。また、帯及びそ の収容カセットは機械的に非常に複雑である。これらの事柄がこれらの処理の不 都合−な点を示している。

出［ＧＢ−Ｂ−２１２２６４０では、−実施例１二おいてバクテリアコロニーを 自動的に移し換える装置を開示しており、この実施例ではリール上に巻き取られ た金属ワイヤがサンプリング要素として用いられている。

開示されたこの方法は、ワイヤの先端にバクテリアコロニーのサンプルを収集し 、次いでこの先端を正確に制御して動かして先端を受容表面（例えばサンプルの 一部が移される成育媒体）と接触させる。次いで、締め具で保持されたフィーダ 装置によってワイヤがリールから引き出され、先端が切断されて（処分のため） サンプリングのための新しい先端が残される。

本発明の第１の見地により、長尺のサンプリング要素を位置決めし、かつ同サン プリング要素の軸方向の移動を案内する案内要素と、サンプリングされる資料に 接近する方向及び離向する方向への案内要素及び先端の相対的な移動を行う移動 手段と、案内要素ｊ二対してサンプリング要素を軸方向に保持する保持手段と、 サンプリング要素を案内要素に対して軸方向に進める送出し手段と、サンプリン グしＩ；資料を付けた案内手段から先端を解放する解放手段とを有するサンプリ ング装置が提供されている。

本発明の第２の見地により、サンプリング要素の先端がそこから突出する案内要 素によって位置決めされた長尺のサンプリング要素の先端を用いる資料のサンプ ルの採取方法であって、案内要素に対してサンプリング要素を軸方向に拘束し、 案内要素及び先端に接近する方向Ｉこサンプリングされる資料を相対移動させて 前記先端を資料に接触させてサンプリングし、前記相対移動を逆に行い、案内要 素からサンプルの移し換えが行われてもいなくとも、案内要素から先端を解放し 、更に案内要素に対して軸方向にサンプリング要素を送り出すことを特徴とする 資料のサンプリング方法を提供する。

案内要素ｌ二対して軸方向Ｉこサンプリング要素が送り出された後に先端が取り 外されることが望ましい。

更に、案内が、サンプリングされる資料に接近する方向及び離向する方向に移動 されるのが最も望ましい。この場合、案内に対して繊維を送り出す送出し手段は 案内と共に同時に移動可能で、（この移動中）サンプリング要素が案内に対して は移動されない。

案内要素の働きによりサンプリング要素の短く突出した部分（すなわち先端）が 相当に「強固」になることが確実になる。その結果、案内部材及び先端がサンプ リングされる資料ビニ接近する方向ｌニー緒に移動される時、先端はその指して いる方向を維持して、サンプリングされる資料ｌ；おいて予め決められｔ；地点 と接触するのに用いられる。細菌成育培養体から特定のコロニーをサンプリング する場合にはこのことが特に重要である。

案内が管状であり、サンプリング要素が案内内部に緩みなく適合していることが 望ましい。

サンプリング要素としては種々の可能な形状が用いられる。サンプリング要素が リールから引き出される繊維（グラスチック素材が望ましい）であることが最も 望ましい。これとは別に、サンプリング要素が管状をなし、管状のサンプリング 要素内部が減圧されてその先端における資料の収集を助けるのでもよい。

また別に、例えば案内方向の入口で切断するか、若しくはそのように製造して、 長尺のサンプリング要素の短い部分を案内に供給してもよい。次いでこの短い部 分が「把持式」機構を用いて２段階の動作で案内に対して移動される。２段階動 作の第１段階ではサンプリング先端を突出させ、第２段階ではその全長を放出す る。一つの変更例では、間隔を置いた複数のもろい箇所を有する長尺部分として サンプリング要素が案内に取り付けられており、サンプリング要素が案内を通っ て送り出される時にそのもろい箇所において切断されるように作られている。

−続きの長尺としてサンプリング要素が案内に取り付けられる場合には、少なく とも一方が駆動され、サンプリング要素がその間に挟持される一対のローうによ って保持手段及び送出し手段が取り付けられているのが望ましい。

解放手段が、例えば対向するブレード若しくは熱線等の切断手段を有し、ている ことが望ましい。

細菌資料のサンプリングに本発明が応用される場合、解放された繊維の先端は細 菌資料の成育用の適宜の栄養液を入れた受容器（例えば培養管等の）内に真っす ぐに落とされる。繊維がプラスチック素材のものである場合、繊維が細菌資料の 成育に悪影響を及ぼすことはない。上述の応用例で説明された「帯式」技術では 必要であった作業、すなわち繊維から細菌資料を移し換える別個の作業がこの方 法によって不要になる。これによって、サンプリング過程の殺菌状態の維持が助 けられる。更に、資料を移す作業段階での正確な位置決めが不要になる（相当に 幅広の受容器内ｌ：完端が単に落下されるので）と共に、標本全体が移される。

本発明に係る方法は容易に自動化するのに適しており、完全な自動サンプリング システムに合体する。このようなシステムが、対象とするコロニーを確認すると 共にコロニーの位置を成育培養体において位置決めする自動映像認識手段を有し ても構わない。次いで映像認識手段からの情報が用いられ、対象となるコロニー 若しくは斑状コロニーがサンプリング要素の先端に接近するように同先端に対し て成育培養体の位置決めを制御する。サンプリング手順を行う機械的操作ロボッ ト内に案内手段及びサンプリング要素が連結されていてもよい。このようなシス テムを用いて、システムに供給された連続する各成育培養体から複数のコロニー が迅速にサンプリングされ、移し換えられて培養接種若しくはその他の処理が行 われる。

本発明はここで例を用いると共に添付図面を参照して説明される。

第１ａ−１ｄ図は本発明ｌコ係る方法における作業段階を図示する図解図、 第２図は本発明に係るサンプリング装置の斜視図、第３図は第２図の詳細を示す 斜視図である。

第１ａ図で示すように本装置は、リール４から引き出されるナイロン単繊維３を 通す中央孔２を有すると共に垂直方向に往復移動可能な強固な金属のプランジャ ー１を有している。単繊維が孔２内部に緩みなく適合しており、単繊維の先ｉ３ ａが案内のプランジャーｌから突出している。摩擦駆動機構５（例えばステッパ モータ）が作用して、以下に述べるように繊維３の送り出し・引き戻しを行う。

また、摩擦駆動機＠５はプランジャー１と同時に往復の垂直移動を行うことがで きる。

第１ａ図では、本装置が容器７から細菌資料のコロニー６をサンプリングする準 備完了位置にあるところを示している。先端３ａがコロニー６の上方ｌ二あるの が児える。第１ｂ図では、案内のプランジャー１及び摩擦駆動ｍ構５が下方に移 動され、先端３ａがコロニーと接触してサンプリングしている。案内１と共に繊 維がこのように移動することにより、確実に案内ｌから等しい長さの先端３ａが 突出して先端の「強固さ」が維持され、すなわち対象とするコロニーのサンプリ ングが正確になる。

続いて摩擦駆動機構５及びプランジャーｌが上方に移動さ４ｔで第１ｃ図で示す ように先ｉ３ｇが容器７から離れる。ここでプランジャー１及び摩擦駆動機構５ が、容器７から遠ざかると共に適宜の栄養液を保持している培養容器８の上方位 置へと移動される。次いで先端３ａが伸ばされて（摩擦駆動機構５を用いて）、 例えばブレード９等の適宜の手段によって先端３ａが切断され、培養容器８内へ と落ち、装置は第１ｄ図で示される状態になる。

このようにして、一旦プランジャー１が別の容器７の上方に戻され、これまでの 段階がまた別のサンプリング作業を行うために繰り返される。

上述された操作方法の変更例では、先ｍ３ａが培養容器８内に落とされない。繊 維が伸ばされて栄養液と接触する（すなわち資料が栄養液に移される）。次いで 先端が栄養液から取り出されｔ；後に切断される。この場合、先端がその後に廃 棄されることになる。

第２図を参照すると、第１ａ図ないし１６図を参照して説明された原理と類似の 原理を用いた自動サンプリングの装置ｌＯが図示されている。

装置ｌＯは台座１１を有しており、台座上には前方及び後方への移動（矢印Ｂ） のための起重足場１２が取り付けられる。起重足場１２の上には起重足場に沿っ てどちらの方向にも（矢印Ｂ）移動するキャリッジ１３が支持されており、また キャリッジ１３上には上方及び下方に移動可能に（矢印Ｃ）サンプリング組立体 １４が取り付けられ、これによって以下により詳細を説明するような方法でサン プリングを行う。

起重足場１２及びキャリッジ１３の移動が、それぞれの先導ねじ構造（図示せず ）を二よって行われても構わない。

前方及び後方の回転支台１５，１６が台座ｌｌ上に各々取り付けられている。こ れらの各回転支台が４本の腕１５ａ若しくは１６ａ（この場合）を有しており、 この腕の端部の上にペトリ皿若しくは同様の容器が適宜の操作手段によって摺動 的に差し込まれることになる。ペトリ皿若しくは同様の物を腕１５ａ、１６ａ上 に摺動的に差し込んで位置決めできるように、腕１５ａ若しくは１６ａが３面の 低い壁１７を有している。

各回転支台１５，１６は対応する回転駆動機構と連結され、この駆動機構によっ て、後述の説明で理解されるように腕１５ａ若しくは１６ａを円を描くように動 かして、選択された種々の位置にする。

更に台座１１の上方に撮像カメラ１８が取り付けられ、回転支台１５が回転する 際に腕１５ａがカメラレンズの下方に移動するようにカメラが位置決めされてい る。カメラ１８は、腕１５ａ上のベトリ皿（若しくは同様の物）内の細菌培養体 を観察すると共に、パターン認識ソフトウェアを備えた計算処理手段に像を供給 するようになっており、これによって引き統〈サンプリングのために対象となる 細菌コロニーが鑑定される。

以下においてサンプリング組立体１４がより詳細に説明される。この組立体の全 ての構成部分は、合板２０上に直接若しくは間接的に支持されており、台板２０ の後部は先導ねじ２１でナツト係合されて組立体１４が上方及び下方に可動であ る。

プラスチ・ンク繊維２４（例えばナイロン単繊維）のり−ル２３がその上で自由 回転するように支持された軸芯２２を台板２０が有しており、また垂直方向に間 隔をおいて支持板２７上に取り付けられたブロック２５及び２６に垂直方向に一 致して形成された孔を、リール２３から引き出された繊維が通っている。上方の ブロック２５の孔の内部に金属管２８が固定され、かつブロックから下方にわず かの長さ突出しており、この金属管はプラスチック繊維２４の外径とほぼ等しい 内径を有している。

下方のブロック２６の孔内に類似の長さの金属管２９（管２８と同軸）が固定さ れている。この管２９はその上端が管２８の下端から僅かに下方で終わり、また 下端が合板２０の底縁端の下方になるように、ブロック２６から上方及び下方の どちらにも突出している。図面で示すように繊維２４が両方の管２８．２９を通 っている。

管２８及び管２９の相接近する端部の間に一対の駆動ローラ３０（例えばラバー 縁駆動面を有する）があり、この駆動ローラの間で繊維２４が確実に挟持されて いる。

ローラ３０と反対側の支持板２７上に設けられたステ・ンブモータ３１によって ローラ３０の一方が駆動され、また駆動されない他方のローラが駆動されるロー ラに対して付勢されている。

一枚の板状の垂直分！３３ａと板状の水平仕壁３３ｂとを有する、垂直方向に移 動可能なＬ字状のキャリア３３上に、連接して開閉する（例えば鋏のように）一 対の繊維切断器３２が取り付けられており、水平仕壁３３ｂの下面に切断器３２ が位置決めされている。垂直仕壁３３ａの裏面には、台板２０に対して固定され ｊ；柱３５を通して位置決めする垂直方向の孔を有するブロック３４が取り付け られている。すなわち、キャリア３３が上限と下限との間で垂直方向に移動する 間、柱３５がキャリア３３を案内するように機能する。キャリア３３の上方にお いて台板２０に取り付けられＩ；ソレノイド３６を用いてこのような垂直の移動 が行われており、ソレノイドの出力はキャリアの垂直仕壁３３　ａの頂部に接続 されている。

上述したように、切断器３２が水平仕壁３３ｂの下面に取り付けられ、キャリア ３３の移動の上限に位置決めされており、切断器３２の２つの切断端部（水平仕 壁３３ｂを越えて突出している）が管２９のどちらかの側に向かってブロック２ ６のすぐ下ｌこ位置した状態で切断器３２が開かれる。キャリア３３が下限位置 にあるときは切断端部が管２９の下端のすぐ下に来る。

図で示すように、切断器３２の全長は水平仕壁３３ｂの（キャリア３３の）全長 よりも長いので切断器の非切断端部３２ａが、水平仕壁３３ｂの端部を超過して 切断端部から遠ざかる方へ突出する。水平仕壁３３１）の頂部上にソレノイド３ ７が取り付けられており、切断器３２の非切断端部３２ａに回転するように各々 取り付けられた一対の連接部３８にソレノイドの出力が接続されている。

ソレノイド３７が働いて切断器を開く、若しくは閉じるように（場合に応じて） 連接部３８が操作される。

図示された装置が計算処理手段と連結されており、この計算手段が、起重支台１ ２の動きと、キャリッジ１３と、サンプリング組立体１４と、回転台１５及び１ ６の回転とそれに伴うステッパモータ３１及びソレノイド３６及び３７の作動と 、以下の説明ｊ；従った装置の作動を行うためのカメラ１８からの情報処理とを 制御している。

回転台１５の腕が、図面の符号ＰＬないしＰ４で示される４つの位置のどの位置 にあっても構わない。

装置の作動中、サンプリングされる資料のコロニーを有しているペトリ皿若しく は同様の物は、位置ＰＬに位置する回転台１５の腕１５ａ上に位置決めされる。

これは自動操作装置によって行われても構わない。次いでベトリ皿がカメラ１８ の下方の位置Ｐ２ｆ二なるようＩ；回転台１５が回される。このカメラがペトリ 皿を写し、カメラからの映像が情報パターン認識ン７トウエアによって処理され 、対象とするコロニー（サンプリングされる）の培養体における位置を測定する 。

ここでペトリ皿が、サンプリングが行われる位置Ｐ３となるように回転台１５が 回される。

ここで起重支台１２及びキャリッジ１３の動きをコンピュータが制御して繊維の 先端が対象となるコロニーの上方に位置するようにする。この動きの間、キャリ ア３３が位置するのと同様にサンプリング組立体１４が上方位置にあり、切断器 ３２が開いていることを特筆しておく。

次いでサンプリング組立体１４が先導ねじ２１の回転によって下方に移動され、 これによって繊維２４の先端が対象とするコロニーと接触してこれを採取する。

次いで先導ねじ２１が逆方向に回転されて組立体１４を上昇させる。ここで、繊 維２４の先端（採取されたコロニーと共に）が回転台１６上の区画分けされたサ ンプル受けｆｉ３９内の予め決められた区画の上方になるように、起重支台１２ 及びキャリッジ１３が必要なだけ移動される。

この移動と同時にステッパモータ３１が作動されて、管２９の下端を越して更に 長く繊維２４を送り出す。繊維２４の先端が予め決められた区画の上方に位置す ると、ソレノイド３６が作動されてキャリア３３をその下限の位置へと移動させ （ここで切断器３２の切断端部が管２９の下方になる）、またソレノイド３７が 駆動されて繊！Ｉ２４の先端を切断器が切り離し、区画内に先端を落下させる。

ここで、位置Ｐ３にあるペトリ皿内にあるサンプリングされるコロニーの上方に 繊維２４の先端が再びくるように起重支台１２及びキャリッジ１３が移動される 。この移動の間、管２９を通って繊維を引き戻して管から短い先端部だけが突出 するようにステッパモータ３１が駆動されて、次のサンプリング操作に備える。

受は皿３９に十分なサンプルが一旦収集されると、回転台１６が回転されて位Ｒ ＰＩに新しい受け皿を持ってくる。サンプルを有している受け皿３９が次いで回 転台１６から取り外され、新しい受け皿がその場所に装着されることになる。

国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．長尺のサンプリング要素の先端を位置決めすると共に前記サンプリング要素 の軸方向の移動を案内する案内要素と、サンプリングされる資料に接近する方向 及び離向する方向に前記案内要素及び先端を相対的に移動させる移動手段と、前 記案内手段に対して前記サンプリング要素を軸方向に保持する保持手段と、前記 案内手段に対して前記サンプリング要素を軸方向に送り出す送出し手段と、サン プリングされた資料を付けた前記案内要素から前記先端を解放する解放手段とを 有するサンプリング装置。
2. ２．前記解放手段が、前記サンプリング要素の先端を切断する切断手段を有する ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のサンプリング装置。
3. ３．垂直方向に移動可能な共通の支持手段上に前記案内要素及び前記送出し手段 が取り付けられており、同案内要素及び回送出し手段が同時に移動可能であるこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載のサンプリング装置。
4. ４．垂直方向に移動可能な支持部材に対して垂直方向に移動可能に取り付けられ たキャリア上に前記解放手段が取り付けられていることを特徴とする請求の範囲 第３項記載のサンプリング装置。
5. ５．第１ソレノイドによって連接的に開閉する切断手段を前記解放手段が有して おり、前記支持部材に対する同切断手段の垂直方向の移動が第２ソレノイドによ って行われることを特徴とする請求の範囲第４項記載のサンプリング装置。
6. ６．起重支台に沿って移動可能なキャリッジ上に、垂直方向に移動可能な前記支 持部材が取り付けられ、同支持部材と同キャリッジと前記起重支台とが相互に直 角をなす３方向に移動可能であることを特徴とする請求の範囲第３項記載のサン プリング装置。
7. ７．少なくともそのうちの一つが駆動され、その間に前記サンプリング要素が挟 持される一対のローラによって前記送出し手段及び前記保持手段が作られている ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項に記載のサンプリング装置。
8. ８．前記案内手段が管状をなしていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし 第７項記載のサンプリング装置。
9. ９．管状をなすと共に、その内部を減圧して頂部における資料の収集を補助する 減圧手段が設けられているサンプリング要素と共に用いることを特徴とする請求 の範囲第１項ないし第８項記載のサンプリング装置。
10. １０．前記サンプリング要素が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１ 項ないし第９項記載のサンプリング装置。
11. １１．前記サンプリング要素が繊維であることを特徴とする請求の範囲第１０項 記載のサンプリング装置。
12. １２．前記サンプリング要素が管状をなしていることを特徴とする請求の範囲第 １０項記載のサンプリング装置。
13. １３．前記サンプリング要素がプラスチック素材でできていることを特徴とする 請求の範囲第１０項ないし第１２項記載のサンプリング装置。
14. １４．長尺のサンプリング要素の先端がそこから突出する案内要素によって位置 決めされたサンプリング要素の前記先端を用いる、資料のサンプリング方法であ って、前記案内要素に対して軸方向に前記サンプリング要素を拘束し、前記案内 要素及び先端に向かってサンプリングされる資料を相対的に移動させて前記先端 が同資料と接触してサンプリングし、前記相対的な移動を逆に行い、サンプルの 移し換えが行われても行われなくとも前記案内要素から前記先端を解放し、同案 内要素に対して軸方向にサンプリング要素を送り出すことを特徴とする資料のサ ンプリング方法。
15. １５．前記サンプリング要素を切断することによって、前記案内要素から前記先 端が解放されることを特徴とする請求の範囲第１４項記載の資料のサンプリング 方法。
16. １６．前記サンプリング要素が切断される前に同サンプリング要素の送り出しが 行われることを特徴とする請求の範囲第１５項記載の質料のサンプリング方法。
17. １７．前記案内要素が管状をなし、前記サンプリング要素が前記案内要素の内部 に緩みなく適合することを特徴とする請求の範囲第１４項記載の資料のサンプリ ング方法。
18. １８．前記サンプリング要素がプラスチック繊維であることを特徴とする請求の 範囲第１４項ないし１７項記載の資料のサンプリング方法。
19. １９．前記サンプリング要素が管状をなし、同要素内部が減圧されて前記先端に おけるサンプリングを補助することを特徴とする請求の範囲第１４項ないし１７ 項記載の資料のサンプリング方法。
20. ２０．サンプリングされる資料が細菌成育培養体のコロニー若しくは斑状コロニ ーであることを特徴とする請求の範囲第１４項ないし１９項記載の資料のサンプ リング方法。
21. ２１．表面にサンプリングされた資料を付けた切断された前記先端が受容器内へ と解放され、同先端上のサンプリングされた資料を更に処理することを特徴とす る請求の範囲第１５項ないし２０項記載の資料のサンプリング方法。
22. ２２．前記受容器が栄養媒体を有していることを特徴とする請求の範囲第２１項 記載の資料のサンプリング方法。