JPH06510666A - 液体監視装置 - 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】 液Ｊす１韮Ｊ組直 本発明は、液体における発光生物または発光システムの発光出力の変化を引き起 こす毒性物質、バクテリアまたはいかなる物質または生物の存在を連続的に監視 する装置および方法に関する。当該方法は、光を発することのできる物質または 生物を液体に加えること、および結果混合物から発した光を分析することを含む 。

発せられた光による分析は、衛生状態の監視および毒性試験のために効果的で迅 速な方法である。毒性試験のための迅速で高感度な方法は、発光バクテリアを用 いることに基づいており、そこにおいてバクテリアから発した光の低減は、資料 における毒性物質の存在に比例する。そのような試験は、非常に高感度で定量的 である。また、それらの試験は、例えば、製造業者において未加工材料の品質保 証に用いられ、加工時の品質を監視するために用いられる。

また、それらの試験は、未処理および処理済みの廃水の毒性を計測するために用 いられ、化粧品工業による動物試験に代わるものとして用いられる。それら試験 の広範囲の使用が、全英河川事業団によって奨励されている。

衛生状態および毒性を監視するための商業的に利用できる多くの発光試験が、現 在のところ実用化されており、それらは、ホタルの発光システムまたは多くの種 類の発光バクテリアの発光システムのいずれかを利用している。それらの試験は 、全て、予め採取された資料に対して、手作業でかつ個別的に実行される。また 、それらの試験は、故意または偶然に汚染物質が水路に放出されるという不所望 な事態を監視することができない。また、それらの試験は、製造設備における液 体の品質の変化または製品の洗浄の連続的な品質管理の変化を監視するために簡 単に用いることができない。また、それらの試験は、採取され得る資料の数およ び資料間の採取間隔によって厳しく制限される。自動資料採取器を用いることに より、分析される資料の数を増やすことができるが、それに付随する試薬のコス トの増加がそのような自動化されたシステムの普及を制限している。

ＵＳ４３５７４２０は、発光を用いた生物的流動体からバイオマーカーを検出す る方法を開示している。この工程は、特定のバイオマーカーが検出されるであろ う生物的流動体の資料のクロマトグラフ分離を含む。その方法は、生物的流動体 の個別的資料を用い、未知のバイオマーカーの検出には適していない。

ＧＢ２００５０１．８は、水性の液体における発光微生物の懸濁から光出力の変 化を検出することにより、毒性物質を検出する方法を開示している。しかしなが ら、この方法は、分離された液体資料を分析するようにしている。

ＵＳ４３８５１１３は、ＡＴＰの存在を試験するため、生物的発光システムを用 いること、つまり水系における微生物を用いることを教示している。

バイオテクノロジー、第１０巻、１９９２年５月号、第５１５〜５１８頁におい て、ベインズは、商業的に利用できるセンサを記述しており、そしてそれらは連 続的なセンサではないので、制限された用途のみに使用可能であると述べている 。

既知のシステムは、何とかバクテリアが増殖しないように、閉塞されたバッチ培 養システムにおいて新たに増殖されたか、または乾燥されたバクテリア培養物か ら復元された、バクテリア培養物の容器を提供することに依拠している。

閉塞された培養物の中で増殖された発光バクテリアは、種々の増殖過程、すなわ ち遅延期、加速期、幾何級数期、減速期および死期を示すであろう。閉塞された 培養容器は、種々の細胞サイクルの段階にあるバクテリアの混合物を含むであろ う。微生物の数は、培養物の増殖の異なる過程において種々の速度で増え、やが ては衰退し、死滅するであろう。培養物における微生物の数は増えるにつれ、そ れらが生存する環境が変化する。ＡＴＰ、ＤＮＡおよび蛋白質のような多（の細 胞の構成物は、これらの変化に応じて変質し、そのため（発光のような）生物学 的応答における個々の差異もまた変化する。上記のような多（の理由のため、現 在用いられているバッチテストは、新しいバクテリアまたは復元された乾燥バク テリアを増殖させることを避けるように設計されている。

しかしながら、微生物を増殖させるための他の方法が存在し、それは増殖基質（ 培養液）が連続的に投入され、廃棄生成物、細胞および未使用の基質が連続的に 除去される開放型増殖システムにおける方法である。増殖時において、ｐＨ１酸 素、温度等のパラメータが、　（例えば、ｐＨを増減させるための物質を付加す ることによって）温度、酸素含有量または他の条件を変化させるといった、自動 的に修正された変化と共に監視され得る。

これら連続培養過程において、幾何級数的増殖期は、培養物への付加およびそこ からの除去が連続的に行われたとき、無期限に引き延ばされる。このようにして 、微生物の集団特性、および使用のために除去される部分のそれは、一定に保た れる。

本発明は、液体中の毒性の可能性のある物質の存在を（オンラインで）連続的に 監視する装置および方法を提供するものであって、液体中の毒性の可能性のある 物質の存在を写すためのオンラインシステムに連続的に供給されるであろう発光 微生物の連続培養物の使用を備えている。本発明の装置は、連続的に、付随的に は、自動的に監視されるべき廃水または河川のような液体の流れを許容する。

したがって、本発明は、液体を監視するための装置を提供するものであって、 （ｉ）液体の資料を得るためのサンプリング手段、（１１）発光試薬を供給する だめの生物または細胞の連続培養物を提供する手段、 （ｉ　ｉ　ｉ）混合物を形成するために発光試薬が資料の少なくとも一部と接触 することを許容する手段、および（ｉｖ）混合物から発するいかなる光も検出す る検出手段を備えている。

発光試薬は、好ましくは、発光微生物である。資料は少な（とも２つの流れに分 離され、全部ではないが少なくとも１つの流れは発光試薬によって処理されずに 残るであろう。

装置は、好ましくは、実質的に連続する液体の監視を考慮することに適している 。好ましい実施例においては、検出手段は、混合物および未処理流から発せられ る光の違いを検出でき、例えば、光検知器を備えている。装置は、さらに、流れ に対し連続的な分析の異なる方法を実行するための手段を備えており、また未処 理流を採取するための採取手段を備えているであろう。検出手段は、採取手段と 連絡でき、そのような採取手段では、処理手段によって処理される際に、予め定 められた量の光を発する資料部分が処理されずに採取される（当該採取は、例え ば、逆浸透圧によって、または少なくとも１つの吸着カラムを用い、プリセット 時間で濃縮された資料を溶離すること等によって、濃縮のための少なくとも１つ の未処理流を採取することにより行われる）。資料は、好ましくは、実質的に連 続する液体の流れとして得られる。本発明は、また液体を監視するだめの方法を 提供するものであって、 （１）液体の資料を得ること、 （ｉ　ｉ）発光試薬を供給するために生物または細胞の連続培養物を提供するこ と、 （ｉ　ｉ　ｉ）混合物を形成するために発光試薬が資料の少なくとも一部と接触 することを許容すること、および（ｉｖ）混合物から発するいかなる光も検出す ることを備える。

当該装置は、また、 混合物から発せられた光と参照資料とを比較する手段、警報を能動化するために および／または採取のための未処理資料を分流するために監視されている物質の ためのしきい値を設定する手段、必要があれば発光細胞または生物の構成要素を オンラインで抽出する手段、必要があれば細胞または生物から抽出された構成要 素を分離し精製する手段、必要があれば混合物に種々の物質を付加しおよび出現 の反応時間を許容する手段、および／または要求されたならばオンライン処理中 に温度を制御する手段を含む。

本明細書で用いられている発光試薬という用語は、発光生物または細胞（自然的 に発生するものおよび遺伝的に改造されたものの両方を含む）、および当業者に 周知の方法で装置中の生物及び細胞から抽出されるであろうこれらの生物および 細胞において存在する発光システム（例えば、光景白質、ルシフェリン、ルシフ ェラーゼ）を含むものとする。

本発明において、発光微生物または細胞は、連続培養において増殖される。その ような発光微生物または細胞の連続供給は、単一の特性を持つであろう。部分的 な発光システムを有する発光細胞もまた、連続培養において増殖されるであろう 。そのような単一の特性を有する連続増殖細胞または生物は、装置のオンライン 毒性監視部分に、分離された資料として供給されるが、好ましくは実質的に連続 的な態様で供給される。

オンライン抽出および実施可能な精製処理を含むことにより、そのような連続増 殖細胞または生物から得られる発光物質は、生物から抽出され、そして任意の量 の発光材料を任意のオンライン連続監視システムに供給するために用いられるで あろう。オンライン抽出処理は、界面活性剤、浸透圧モル濃度の変化、酸、アル カリおよび加水分解酵素またはその他の酵素の添加を使用するような化学的方法 を含む。物理的な抽出の方法は、例えばＴ−ピースを経由して連続ライン中に針 を挿入することにより、超音波技術をオンラインに組み込むといったことにより 、連続オンラインシステムに組み込まれるであろう。当該針は、本質的に、速度 変化によってエネルギを化学反応に結合させる単一の変換器である。一方、連続 ラインは、底および壁の回りに多数の変換器が接着された液体を満たしたタンク を貫通してもよい。

もし、発光微生物が、ノクチルカ・ミラリ゛ス　Ｎｏｃｔｉｌｕｃａ　ｍ１ｌａ ｒｉｓ　のように、他の微生物、例えば海藻デユナリエラ　Ｄｕｎａｌ　ｉｅｌ 　Ｉａ）が供給されることが要求されている場合、当該海藻は、隣接する連続培 養システムにおいて増殖可能であり、培養液または他の物質が培養システムに供 給されるのと同じ方法でノクチルカ　Ｎｏｃｔ　ｉ　１ｕｃａ−が増殖している 容器に供給される。

（連続培養における）システムの一部として連続的に生産される発光試薬が供給 されるオンライン監視システムは、理論的には永久に作動する。しかしながら、 実用上は、そのようなシステムは、通常の保守および点検が行われたとき、４− ６週間の間無人で作動する。

発光生物または細胞によって、または連続増殖生物または細胞からの物質のオン ライン抽出および精製によって供給される発光試薬の連続的な自給を有する本発 明は、連続的に動作する監視システムへの試薬の安価な供給を提供し得る。

発光生物または細胞の連続培養増殖の目的は、オンライン監視システムを提供す ることであるが、システムの実際の連続培養部分は、分離された資料のために発 光材料の１回分を供給するためにも用いられる。この理由のため、当該装置は、 分離された培養資料を取り出すための手段を備えるであろう。これらの分離され た資料は、他の液体資料における毒性物質の存在を決定するために用いられるで あろう。

連続培養物を提供する手段は、好ましくは容器を備え、洗浄、修理および消毒の ために取り外しができる商業的に利用できるシステムの１つになるであろう。あ るいは、容器およびシステムの連続培養部分は、培養液および他の必要な試薬が 追加されるプラスチック（またはガラス）容器のような使い捨てされるシステム を備えるであろう。容器は、　（ｉ）培養液が加えられた冷凍乾燥された生物の 出発培養物を含んで供給されるか、または（ｉ　ｉ）容器に加えられる生物（微 生物または細胞であり得る）の分離された出発培養物に供給される。培養容器、 試薬、参照および他の液体は、全て、使い捨て容器の中に供給され、または使い 捨て容器として供給されるであろう。　（もし、両ラインが連続的に作動してい るならば）、用いられる参照液の量は、分析される資料の量と同じである。

もし、参照液が２つの部屋を有する使い捨て容器に供給されるならば、一方の部 屋から参照液が取り出され、他方の部屋に処理された資料および参照液が入れら れる。廃棄用部屋の容量は、参照用部屋の約２倍にすることが必要であろう。廃 棄用部屋が満杯になったことが検出されると、バルブは参照用および廃棄用ライ ンを自動的に遮断し、参照液と廃棄用部屋を有する新しい容器をラインに導入す る。

あるいは、用いられる発光生物が海生および無毒であるとき、廃棄用ラインは、 資料ラインの下流に流れていってもよい。

当該システムは、例えば上水道または河川内の毒性物質または未処理の工業廃水 といった、毒性物質の存在が期待されていない場所における毒性物質の存在を監 視するために設計されでいるが、毒性が期待されている場所でも使用され得る。

商品または設備から毒性物質を除去するために開用される洗浄水の監視は、全て の毒性物質が除去されたときにのみそれらの使用が許可され、実行されるであろ う。

同様に、産業廃棄物は、捨てる前に希釈されまたは無毒にされることが要求され 、この処理は、本発明を用いて監視されるであろう。一般的に、本発明は、品質 保証または廃棄のために毒性物質の除去または監視を含むいかなる工程に対して も適用可能である。当該システムは、エエｌ−／＜　７テ’）夕Ｌ−７Ｘｌ」’ Ｊ’７Ａ　Ｐｈｏｔｏｂａｃｔｅｒｉ旦ニー　ｈｏｓ　ｏｈｒ旦］」ゴーのよう な多くの種類の発光バクテリアと共に、および当業者に周知の他の発光バクテリ アと共に用いられるであろう。これらは、ノクチルカＮｏｃｔ’ｌｕ匹」■のよ うな渦鞭毛藻およびシプリデエプーＬｑｌ」ユｒｉｄｉ＋とＡつ−およびイ５ニ ギュラ（Ｖヨｕｌａ）のような貝虫類を含む。さらには、ＬＬ九んニブ久オｊ− 乙ユ」」し更上且ｓ　ｄａｃｔ−ｙヨーリー晃Ω−の変態した発光幼虫が用いら れるであろう。連続培養物は、またＵＳ４３８５１１３に開示されたような方法 によってＡＴＰの検出のための試薬を提供するためにも用いられるであろう。

このように、発光動作に含まれる蛋白質のための遺伝子暗号が形質導入されたニ スケリ・・チ・コリ　Ｅｓｃｈｅｒｉｓｃｈｉ　ｃｏｌｉ　のような（ＡＴＰ測 定に用いられるホタルの発光酵素のような）バクテリアの連続培養物は、オンラ イン操作および抽出処理の後、ＡＴＰ検出のためのオンライン監視システムに供 給されるであろう。さらに、軟体動物フ　ラス・　チルス　Ｐｈｏ）ａＳ　ｄａ Ｃ↓Ｌ上且１工上次１工発光生物から得られた発光細胞の連続培養物もオンライ ン監視システムに供給されるために用いられるであろう。

毒性物質を監視するシステム内での発光生物もしくは発光細胞の使用法は様々で ある。連続して増殖する１土上ヨクテリウム・フ　スフ　リウム　Ｐｈｏｔｏｂ ａｃａｔｅｒｉｕｍ　ｈｏｓ　ｈｏｒｅｕｍ）を用いると、毒性物質の存在によ り光が弱まる。刺激により発光する２仁夕」１ルｏｆ　ｅｄａ　等の他の発光生 物が存在すると、発光が誘導される条件が監視できる。同様に、発光バクテリア のほとんど発光しない突然変異体を成る条件下で発光するよう誘導することもで きる。遺伝的に作られた生物もしくは細胞、およびほとんど発光しない突然変異 体を含め、あらゆる発光生物もしくは発光細胞を増殖するための能力は、特定の 物質の存在を監視する種々の方法において、あるいは広範囲の物質の存在を写し 出す種々の方法において本システムを使用することを許容する。

発光バクテリアや変態した発光幼虫に加えて、天然の生物から合成もしくは誘導 された化学的発光物質（例えば、生物的発光性軟体動物１ｔｉｌ−二、Ａ矛覧天 ｊスユ凡工立−」ユｓ　ｄａｃｔ　１ｕｓ）−−から誘導したナイト・サイエン ティフィック・リミテッドの登録商標である、先玉白質、フォラシン”　（Ｐｈ ｏｌａｓｉｎ　））が別の監視ラインで使用される。これらの物質は重金属、殺 虫剤、除草剤などの特定の毒性物質に対して、いくぶん感度が高い。毒性物質の 存在に対して、全ての発光物質が同じ方法で反応するとは限らないため、それら の発光物質かい（つかのラインを流れる際に、更なる分析のために、より多くの 情報が入手でき、より多（の有益な資料が採取可能になる。

本発明の装置は連続して流れる液体、特に水性の液体を監視するのにとりわけ有 効である。本装置は、分離している資料を使用している現在の発光方法では効果 的に実行され得ないような連続監視を、考慮に入れている。本装置によるサンプ リングは、例えば、監視されるべき液体から連続した液体の流れを取り出すこと によって、または分離した資料を頻繁に取り出すことによって、実質的に連続し て実行されている。この過程は、当業者にとっては周知の方法によって実行され 、好ましくは、以前の手作業の方法の改良点を示す効果的な監視のための読み取 りを定期的に提供するための予め定められた時間内に実行される。液体監視の結 果は（技術上周知の様式の）ディスプレイに表示されるか、もしくはその後の検 索用にメモリに記憶される。

本装置は、無毒および／または異質の無菌液体と発光試薬との混合物から発せら れる光の強さと、監視されるべき資料と発光試薬との混合物から発せられる光の 強さとの違いを検出する検出手段を備える。したがって、本発明の好ましい実施 例においては、資料は少なくとも２つのラインに分割され、発光試薬は処理手段 により、その２つの液体のラインに連続して供給される。参照ラインは、無毒お よび／または異質の無菌液体（例えば、かなり純度の高い水、毒性のない水溶液 、海水、もしくは別のかなり純度の高い溶剤）から成る。もう一つのラインは、 監視されるべき液体を含む。発光強度が可能な限り変化（例えば、本装置内の一 定の長さの試験管を通ることによる変化）するのに十分な時間、混合物を監視し た後、２つのラインはそれぞれの流れから発せられた光を検出することにより、 発光について計測される。

監視されるべき液体の資料は２つ以上のラインに分割され、それぞれのラインで 異なったパラメータを監視することもできる。したがって、参照ラインおよび発 光試薬を付加することによって試験するラインのほかに、資料はまた別のライン に分割することも可能である。これらは温度、ｐＨ１溶解した酸素、酸化還元力 などのパラメータについて連続して（オンラインで）試験される。このようにし て、オンライン分析の間に、より限定した情報が得られるのである。この更なる 試験は、フォラシンゝのような発光物質を用いた発光分析により、または測色法 、紫外線法または蛍光発光法のような当業者に周知のい（つかの方法の内の１つ における発光分析により、簡便に実行され得るのである。これらそれぞれの追加 の分析方法は、本装置に更なる分析技術を提供するために、いつでも本装置に付 は加えることができる１つのモジュールを形成している。

本装置は資料の未処理部分を採取する手段を備えている。

この手段は監視されるべき追加の液体ライン（発光試薬で処理されていない）か ら成っており、そのラインは本装置を通過する前に処理済みのラインよりも長い 距離を移動する。この手段はループやコイルを経由し、未処理のラインを通過す ることによって実施される。したがって、未処理ライン内の液体が廃棄される前 に遅延が生ずる。資料監視中に、毒性物質もしくはバクテリアが所与のしきい値 （前もって定められている）を越えて検出された場合、本システムは未処理資料 を採取する手段を能動化し、当該手段はバルブを切り換えて資料の分離部分を採 取する。ゆえに、特定の毒性の読み取りを行う液体の部分が採取されるのである 。本装置は、制御手段（例えば、神経回路網基板と接続されたコンピュータ）を 含み、当該コンピュータは、操作の全てまたは幾つかを自動的に実行し７、種々 の監視ラインから取り出した情報を統合し、およびどの読み取りの組み合わせが 、ある条件下において正常とみなされ、他の条件下で異常とみなされるかを記憶 することができる。本装置はまた、オペレータに知らせる警報装置などの指摘手 段も備えている。

液体中の採取された部分（その量は、本システムの設置の際にオペレータによっ て予め定められている）は、容器の中に集められる。好ましくは当該容器は封印 され、本装置内で採取された日付と時間を記される。容器はプラスティックから できた袋状のもので、ローラーから分配される。

容器は、資料をいじったことが明白になるように安全に封印されており、診断目 的のためにまたは違反を起訴するために資料が更なる分析に使用されることを可 能にする。

光検出のメカニズムは、光電子倍増管や個体検知器といった、多くの光検知器に よるものである。資料は、オンラインシステムの管とつながっている流水槽内に 含まれる。

流水槽は、何回も螺旋状に巻かれた管から作ることができる。流水槽の量は、螺 旋内の管の長さおよび内径によって決定される。流水槽は、好ましくは光検知器 の近くに配置される。１つもしくはそれ以上の流水槽および参照流水槽中の資料 または資料のラインから発せられる光は、１つの光検知器または一連の光検知器 によって検出される。１つの光検知器が使用された場合、それぞれの流水槽から 発せられる光は、順番に検出される。この検出は、多くの方法により（例えば、 １つの開口を有する回転シールドにより光から遮断される光検知知器を使うこと により）達成され得る。このシールドは、光検知器の回りに環としてはめること ができる。その環が回転すると、それぞれの流水槽から発せられる光が光検知器 によって順番に検出される。光検知器に対応する流水槽の位置によっては、他の 構成がなされる。

それぞれの流水槽の光検出時間は、シールドが回転する速度、開口の大きさおよ びそれぞれの流水槽間の距離によって決定される。そうしたパラメータは、それ ぞれの流水槽が光検知器にどのくらいの時間さらされるかを決定する。

同様に、検出の感度もシールド内の開口の大きさおよび面積と、シールドの回転 速度を変えることによって変化させることができる。両方の流れは、計測後その まま流れていき、そして、発光システムは一般的に無害で自然に発生するもの（ 例えば、海水には自然に生息しているが、真水には生息しない生物的微生物）で あるので、汚染物質監視の過程が実際はそれ自体が汚染になることや、排水内の 微生物を増殖することになるという可能性は全くない。同様に、自然に存在する 発光システム（ホタルのルンフエリン、およびホタルのルシフェラーゼなど）が 、望ましくない汚染につながることはない。

また、本発明の装置は、資料内の相当少ない量の毒性物質やバクテリア（例えば 、現在の発明で使用されている発光手段の分析では検出することのできない程、 少ない量）を監視する手段も含む。ゆえに、本発明の装置は、予め定められた液 体量の資料を転流させる手段（例えば、バルブ）を有している。毒性物質もしく はバクテリアが全く検出されない場合で、予め定められた資料監視時間の後など に、資料を所望するとおりに転流させることができる。その後、予め定められた 液体量は、資料を濃縮する手段によって、装置内で濃縮され、当該手段は、例え ば、１つもしくは一連の逆浸透圧フィルタを通過することにより、または設定さ れた間隔で溶離工程が実行される１つもしくは幾つかの吸着カラムを通過するこ とにより資料を濃縮する。濃縮された流動体の量は、オンラインシステムでの流 れの速度、および設定された溶離間隔により決定される。濃縮された資料は、そ の後、装置の検出手段へ迂回させることにより、または別の検出手段によって、 発光バクテリアあるいは発光システム構成要素の存在による発光の強さが分析さ れる。

オンラインシステム全体は、１つの容器（例えばキャビネット）の中に収納する ことができる。当該容器には、光検知器、ポンプ、コントローラが含まれており 、培養液を供給したり、廃液を収集したり、あらゆる生物を増殖したり、液体を 監視するのに必要な全ての手段が入っている。

連続培養を提供する手段等のシステムの一部が、装置の残りの部分と異なる位置 を占めるようにシステムを構成することも可能である。さらに、本システムは、 １°つ以上のラインを供給するのに十分な収容力（例えば、連続培養および／ま たは処理をするのに足る十分な大きさ）を備えている。

連続培養を提供するための手段や検出手段用の流水槽を含むシステム内の管の全 てもしくは１部は、取り除いて新しい管と時々取り替えることができ、テフロン １のような管から作ることができる。本システムの収容力を更に増すために、新 たな連続培養装置を監視システムに挿入することもできるし、また、より大きな 連続培養システムを使用することも可能である。システム内のバクテリアの増殖 速度は発光検出により監視でき、そして本システムは培養液を薄める手段も提供 する。

本装置は、冷凍乾燥された発光バクテリアを供給する手段を提供するものであっ て、そのバクテリアは使い捨て容器等に入れられ、この使い捨て容器は適切な培 養液によって復元される際にシステム内に挿入でき、このシステムから連続培養 物および／または資料参照ラインへは、連続培養物を補充するために復元された バクテリアが連続的に投入される。このような構成は、遠隔操作される携帯型シ ステムにより適しており、システムを遠隔試験用の簡易携帯型システムに変換す るために、連続培養容器に代えて復元された発光バクテリアのフラスコを用いる ことを許容するであろう。しかしながら、監視システムは移動研究束で輸送され うるので、この分野で使用されるシステムは、ノくクチリアの連続培養物を含む であろう。携帯型システムに必要とされるエネルギーは、電池、太陽電池および 石油またはガスによって作動する発電機等の多（の電源から供給されるであろう 。

本発明の好ましい実施例は添付図面を参照しながら以下のように説明される。

図１は、発光バクテリアを使用した時の本発明の装置の構成を概略的に示してい る。

図２は、流水槽および光検知器の可能な構成を示している。

図３は、本発明で使用されうる流水槽を示している。

図１を参照して、分析される材料はラインＬＯに沿って通過する。他の分析ＯＡ は、材料がラインＬ１に沿って通過する前に行われつる。バルブｖ１は流れをＲ ３に沿って方向転換させ、主流はＲ２に沿って続く。流れは、発光）くクチリア の使用以外の方法（図示せず）による分析に付されるために、ｖｌの前または後 でさらに分岐される。ノくルブｖ２はＲ３において流れを中断して、流れの一部 をラインＬ４に方向転換さ也　残りの流れはラインＬ９へ進む。

連続培養液ＣＣは、Ｒ９の流れと混合される発光ノくクチリアＬ８を提供する。

混合物は、分析対象の材料内に存在する物質がバクテリア、つまりバクテリアの 発光に対して影響を及ぼすのに必要な時間だけ、遅延ループＤＬＬの中に留まる 。バクテリアから放出された光出力ＬＯＩが計測され、計測後の液体は（必要に 応じて適切な殺菌処理後に）ラインＬｌｌを通って廃液Ｗへ廃棄される。

参照液ＲＬは、発光バクテリアに対して影響を与えるような物質を含んでいない ことが知られている液体であり、ＣＣからＲ１３に沿って流れるバクテリアの流 れと合流するＬ１２へ流れ込む。遅延ループＤＬ２通過後、光出力し０２が計測 され、液体は必要に応じて適切な殺菌処理後、ラインＬ１５に沿って廃液へ送ら れる。資料および参照材料からの光出力の２つの計測結果は、電線Ｅ１およびＲ ２に沿ってそれぞれ送られる。２つの計測結果の比較が行われ、予め定められた 成る一定の相違がある場合には、信号がＲ３に沿って作動装置Ａに送られ、作動 装置Ａはそれ自体でＲ４に沿って信号を送り、その信号によって、バルブＶ３は 、Ｒ５に沿った流れを廃液から方向転換させるか、またはＲ２に戻すか、Ｒ７に 沿って資料採取装置ＳＣへ送り日時が刻印された分離された資料が採取、封印さ れるように作動する。遅延ループＤＬ３を通って方向転換させられた資料のＶ２ から７３間の通過時間は、分析された資料がＶ２通過からｖ３作動開始にかかっ た時間と等しくなるであろう。

ＬＯＩおよびＬＣ１２は、装置の開口を資料の流れまたは分析対象と参照液との 間で交互に切り換えることによって、単独の光検知器から得ている。同様の方法 で、２０個の開口を光検知器に設け、各開口の対が資料または分析対象に引き続 いて各資料または分析対象のための特定の参照液を提供することにより、単独の 光検知器がｎ個の異なった資料または分析対象を監視するために使用されるであ ろう。

図２を参照して、３つの資料の流れまたは分析対象Ｓｌ。

Ｒ２，Ｒ３のために、開口は各切り換え毎に６０°の範囲で動くようにされ、資 料の流れまたは分析対象の流水槽とそれらに対応する参照液Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と が６０°の間隔で光検知器ＰＤの周囲に配置される。すべての資料の流水槽とす べての参照液の流水槽との間で光を遮断するような構成が、システム内に組み込 まれている。流水槽は検知器の周辺をめぐるように、検知器の位置によっては検 知器の下に設けられる。あるいは、その感度が３６０°内の一定でない光検知器 のために、その開口と共に光検知器が、例えば６０°の間隔で動（ようにされる 。この開口の動きによって、各流水槽が順番に光検知器ＰＤと視覚的な接触をす るようになる。

図３を参照して、オンライン監視装置の流水槽１６は、プラスチック製の管（例 えばテフロン１管）によって作られ、１ｍｍ以下の内径を有する。より大きな管 の流水槽も同様にして構成され得る。流水槽１６は、透明のキュベ・ノド内に槽 を置（ことにより、光検知器に対して一定の位置（こ保たれる。

以下の例は本発明において使用されるであろう連続培養物を示すが、決して本発 明の範囲を限定するもめではない。

連続培養物の例 発光バクテリア、すなわち二オドバクテリウム・フ　スｏｒｅｕｍΩ−は、以下 の培養液中で連続培養で増殖された。

１−ペプトン　５ｇ 酵母抽出物　３ｇ グリセリン　３　ｍ　１ （ａＣｌ　２．　２Ｈ２０２，２ｇ 蒸留水　１リットル ｐＨ７，８ ２−ペプトン　５ｇ 酵母抽出物　３ｇ グリセリン　３ｍｌ 海水　１リットル ｐＨ６，５ ３−ペプトン　５ｇ 酵母抽出物　３ｇ グリセリン　３ｍ１ ＮａＣＩ　３０ｇ Ｎ　ａ　２　ＨＰ　Ｏ４１２Ｈ２０６ｇＫＨ２ＰＯａ　１ｇ 蒸留水　１リットル ｐＨ６，５ 培養物８４０ｍ１は、摂氏２５度、ｐＨ６，５、攪拌および通気は５００−６０ ０ｍｌ／分で維持された。場合によっては、抗泡剤が泡立ちを制御するために付 加されうる。

一定の増殖率は、上限増殖率が約５％の２００　ｔｔ　ｌ　／分で達成された。

特定の増殖率は、異なる条件を満たすために変化され得るが、特定の増殖率への 変化は付加された養分量に対応した変化となるであろう。

図　２ 補正書の翻訳文の提出書（特許法第１８４条の８）平成６年３月１１日

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．液体を監視するための装置であって、（ｉ）液体の資料を得るためのサンプ リング手段、（ｉｉ）発光試薬を供給するための生物または細胞の連続培養物を 提供する手段、 （ｉｉｉ）混合物を形成するために発光試薬が資料の少なくとも一部と接触する ことを許容する手段、および（ｉｖ）混合物から発するいかなる光も検出する検 出手段を備える。
2. ２．発光試薬は、発光徴生物である、請求項１に記載の装置。
3. ３．資料が少なくとも２つの流れに分割され、前記流れのうち全てではないが少 なくとも１つは発光試薬によって処理されずに残る、請求項１または請求項２に 記載の装置。
4. ４．液体の実質的に連続的な監視を考慮して適合している、請求項１から３に記 載の装置。
5. ５．検知手段は、混合物から発せられる光と未処理の流れから発せられる光との 相違を検出することが可能である、請求項３に記載の装置。
6. ６．検知手段は、光検知器を備える、請求項１から５に記載の装置。
7. ７．流れを連続的に分析する異なる方法を実行する手段をさらに備える、請求項 ３に記載の装置。
8. ８．未処理の流れを採取する採取手段をさらに備える、請求項３に記載の装置。
9. ９．検出手段は、処理手段によって処理された場合に、予め定められた量の発光 を発する資料の部分が処理されずに採取されるように、採取手段との連絡が可能 である、請求項８に記載の装置。
10. １０．少なくとも１つの未処理の流れが濃縮化のために採取され得る、請求項７ から９に記載の装置。
11. １１．濃縮化は、逆浸透圧によって行われる、請求項１０に記載の装置。
12. １２．濃縮化は、少なくとも１つの吸着カラムを用い、プリセットされた時間に 濃縮された資料を溶離することによって行われる、請求項１０に記載の装置。
13. １３．オンラインで生物または細胞から発光試薬を抽出する手段をさらに備える 、請求項１から１２に記載の装置。
14. １４．発光試薬を抽出する手段は、伝達培養液の浸透圧モル濃度または界面活性 剤，酸，塩基または酵素のような化学試薬の付加を変化させる超音波処理を備え る、請求項１３に記載の装置。
15. １５．資料は、実質的に連続的な液体の流れとして得られる、請求項１から１４ に記載の装置。
16. １６．液体を監視するための方法であって、（ｉ）液体の資料を得ること、 （ｌｉ）発光試薬を供給するための生物または細胞の連続培養物を提供すること 、 （ｉｉｉ）混合物を形成するために発光試薬が資料の少なくとも一部と接触する ことを許容すること、および（ｉｖ）混合物から発するいかなる光も検出するこ とを備える。