JP2008180725A - 圧力下にあるガスからの生存粒子の分離 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧力下にあるガス又はガス混合物から生存粒子及び蘇生可能粒子をインパクションにより再現性よく分離することができる方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、圧力下にあるガス又はガス混合物の生存粒子及び蘇生可能粒子のインパクションによる分離方法に関し、行程でかつ軸（ｘ）に沿って制限体積（Ｖ）にある単一ガス流又はガス混合物流を音速以上の速度に達するように加速する工程（ａ）、大気圧で実質的に同一軸（ｘ）に沿って前記体積にある工程（ａ）からの前記単一流の急激な減速工程（ｂ）、平均で放射状になる体積（Ｖ）の出口でガス流又はガス混合物流の方向を変える工程（ｃ）及びターゲット上で工程（ｃ）で流から分離された前記粒子を捕捉する工程（ｄ）を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガスの生成、用途および分析の分野に関する。

ガス、特に空気の細菌学的品質が、必要なものとなってきている。周囲空気の細菌学的品質をモニターすることを可能にする工業用器具がある。この器具は、病院、医薬品研究室、食物産業および電子部品の製造のようないわゆる「クリーンルーム」で行う必要のある何らかの作業において使用される。この器具は、２つの方法に従って作動する。すなわち、ろ過法（ミリポア（ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ）（登録商標）器具およびサルトリウス（ＳＡＲＴＯＲＩＵＳ）（登録商標）器具）および衝撃法（ｉｍｐａｃｔ ｍｅｔｈｏｄ）である。

ろ過法は、その孔サイズが約０．２２μｍから０．４５μｍまでの間にあるフィルタが充填されたフィルタホルダーにガスを通すことにある。ガス流により運ばれ、そしてそのサイズが孔のサイズよりも大きい微生物は、フィルタにより保留される。フィルタは、引続いて、無菌状態の下で集められ、そして微生物を回収するために洗浄されるか、あるいは、直接ペトリ皿上の培養物に入れられる。オーブンでの所定のインキュベーション期間の後、コロニー形成単位（ＣＦＵ）の数が数えられ、そして存在する胚芽が同定される。サンプリングされたガスの体積当りのコロニー形成単位の数は、ＣＦＵ／ｍ³で表され、ここから導き出される。この方法を変形した方法では、ゼラチンに基づく水溶性フィルタが使用され、これは、水を加えた後に、フィルタを直接培養物に置くこと、あるいは、その代わりにペトリ皿に載せることを可能にする。

衝撃法は、ガスをサンプリングし、その流れを強く加速し、ゲロースで被覆されたターゲット上にこれを方向付けることにある。十分な運動量を有する粒子および微生物は、空気流から離れ、ゲロース被覆ターゲットの表面上に送られる。この方法には２つの変形した方法がある。すなわち、「遮蔽衝撃（ｓｃｒｅｅｎ ｉｍｐａｃｔｉｎｇ）」であり、これに従うと、ガスは穴が穿孔されたプレートを通る。この各穴は、ターゲット（エアテスト（登録商標）オメガ器具）に衝撃を与えるガスジェット、および、いわゆる「遠心分離衝撃」または「流の回転」による衝撃を起こし、これに従って、遠心分離によりゲロースのストリップ（バイオテストＲＣＳ高速流（Ｂｉｏｔｅｓｔ’ｓ ＲＣＳ Ｈｉｇｈ Ｆｌｏｗ）（登録商標）器具またはエコメシュアＢＩＡＰ（ＥＣＯＭＥＳＵＲＥ’ｓ ＢＩＡＰ）（登録商標）器具）上に投げ出されるように粒子がガス流から分離される。

周囲空気の微生物学的制御のモニタリングのために、器具の大多数は、衝撃法に従って作動する。しかしながら、この器具は、完全に測定するためには空気の混入が許容されない。

加圧されたガスの品質をモニタリングするために同一の方法にしたがって作動する器具、例えば、エアストレテジー（ＡＩＲ ＳＴＲＡＴＥＧＩＥ）（登録商標）からのバイオ−インパクター（ＢＩＯ−ＩＭＰＡＣＴＯＲ）（登録商標）もある。上述の器具は、接続されたネットワークの圧力で作動するように設計され、２８リットル／分の一定のガス流速を有する。しかしながら、この器具で得られる結果は、優れた再現性はない。なぜならば、これらの結果は、分析される生存可能な粒子のサイズ、微生物のタイプおよび感受性、汚染レベル、環境条件、操作者によるサンプリングの正確さおよび効率、ターゲットを被覆するゲロースのタイプおよび高さ、粒子の衝撃速度、および、大部分あるいはより低程度にゲロースを乾燥させるためのその能力によりサンプリングされたガスの体積のような非常に多くの量に依存するからである。これが、その器具装置が同一か異なるかに関係なく、供試ガスがある器具装置から他の器具装置までで異なるという結果につながる理由である。

さらに、この器具のポンプおよび吸引システムは、与えられた時間で一定の速度を有するガスの正確な体積をサンプリングするように較正され、モニタリングされるにもかかわらず、分析される空気の体積中に実際に存在する生存微生物の回収速度を正確に測定するための較正関係がない。ある供給者は、粒子のサイズの関数として回収率を定義したが、サンプリング手段の中の集められた微生物の生存度を維持するための収集装置の能力を表す生物学的効率は、ほとんどあるいは全く確認されていない。

最後に、現在、食物産業および医薬品産業のいずれにおいても、あるいは、医学分野においてさえも、周囲空気の単位立方メートル（ｍ³）当りの、あるいは、分析されるガスの単位立方メートル（ｍ³）当りの数を超えてはならない微生物の最大数を定義する基準がない。空中細菌汚染（ａｅｒｏ−ｂｉｏｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）に特異的な基準の非存在下で、この汚染のマッピングを確立する必要がある。存在する唯一の基準は、散粉度（ｄｕｓｔｉｎｅｓｓ）に関する。

このため、本出願人は、ガスまたはガス混合物から粒子を分離するための方法を研究開発した。

これが、本発明がこれらの粒子を含有する圧力下にあるガスまたはガス混合物からの生存粒子または蘇生可能粒子の衝撃分離のための方法に関する理由である。この方法は、以下を含むことを特徴とする。すなわち、
音速を超えるか、または、音速に等しい速度に到達させるために、制限体積（Ｖ）にあるガスまたはガス混合物の単一流を１行程でかつ軸（ｘ）に沿って加速させ、栄養性媒体で被覆されたターゲットに向かわせる工程（ａ）と、前記制限体積（Ｖ）は、前記工程（ａ）が行われ、２つの領域Ｓ₁および領域Ｓ₂の基礎（Ｂ₁）および基礎（Ｂ₂）により区切られ、領域Ｓ₁は領域Ｓ₂よりも大きいかまたは等しい第一の体積分画（Ｖ_a）、かつ、前記工程（ｂ）が行われ、基礎（Ｂ₂）および領域Ｓ₃の基礎（Ｂ₃）により区切られ、領域Ｓ₃は領域Ｓ₂よりも大きいかまたは等しい第一の体積分画（Ｖ_a）に近接する第二の体積分画（Ｖ_b）からなることと、
前記ガスまたはガス混合物流の前記軸（ｘ）に沿った軸流速度がゼロに向かうように、前記制限体積（Ｖ）にある工程（ａ）からの前記単一流を実質的に前記同軸（ｘ）に沿って大気圧まで急激に減速させる工程（ｂ）と、
前記栄養性媒体上の全圧を７５００Ｐａ以下に制限することにより、平均して放射状となる前記制限体積（Ｖ）の出口での前記ガスまたはガス混合物の方向を変える工程（ｃ）と、
前記栄養性媒体で被覆されたターゲット上で前記工程（ｃ）の間に前記ガスまたはガス混合物から分離された前記粒子を捕捉する工程（ｄ）である。

本発明によれば、圧力下にあるガス又はガス混合物から生存粒子及び蘇生可能粒子をインパクションにより再現性よく分離することができる。

本発明は、音速を超えるか、または、音速に等しい速度に到達させるために、制限体積（Ｖ）にあるガスまたはガス混合物の単一流を１行程でかつ軸（ｘ）に沿って加速させ、栄養性媒体で被覆されたターゲットに向かわせる工程（ａ）と、前記制限体積（Ｖ）は、前記工程（ａ）が行われ、２つの領域Ｓ₁および領域Ｓ₂の基礎（Ｂ₁）および基礎（Ｂ₂）により区切られ、領域Ｓ₁は領域Ｓ₂よりも大きいかまたは等しい第一の体積分画（Ｖ_a）、かつ、前記工程（ｂ）が行われ、基礎（Ｂ₂）および領域Ｓ₃の基礎（Ｂ₃）により区切られ、領域Ｓ₃は領域Ｓ₂よりも大きいかまたは等しい第一の体積分画（Ｖ_a）に近接する第二の体積分画（Ｖ_b）からなることと、前記ガスまたはガス混合物流の前記軸（ｘ）に沿った軸流速度がゼロに向かうように、前記制限体積（Ｖ）にある工程（ａ）からの前記単一流を実質的に前記同軸（ｘ）に沿って大気圧まで急激に減速させる工程（ｂ）と、前記栄養性媒体上の全圧を７５００Ｐａ以下に制限することにより、平均して放射状となる前記制限体積（Ｖ）の出口での前記ガスまたはガス混合物の方向を変える工程（ｃ）と、前記栄養性媒体で被覆されたターゲット上で前記工程（ｃ）の間に前記ガスまたはガス混合物から分離された前記粒子を捕捉する工程（ｄ）と、を含むことを特徴とする生存粒子または蘇生可能粒子を含有する圧力下にあるガスまたはガス混合物からの前記生存粒子または前記蘇生可能粒子の衝撃分離方法である。

圧力下にあるガスまたはガス混合物という用語は、１気圧（約１０⁵Ｐａ）を超える全圧、一般的には、２００気圧以下の全圧、特に、１０気圧以下の全圧にあるガスまたはガス混合物をいう。

本発明の適用における急激（ｓｈａｒｐ）という用語は、１から３までのマッハ数を有するガス流の速度をターゲット上のゼロ軸流速度まで減少させることを可能にする減速を意味するものと意図される。

工程（ａ）および工程（ｂ）が行われているときの、および、工程（ｃ）が行われているときの終わりの制限体積（Ｖ）という用語は、本発明では、有限の側方表面により境界が定められた有限の体積を意味するものと意図される。前記側方表面とは、軸（ｘ）まわりの回転体の表面である。

その微生物学的品質が測定されることが意図されているガスの流速は、前記ガスからなる起源および／または使用に従って異なる。それは多くの場合、毎分５０リットルから毎分４００リットルまで、特に、毎分１００リットルから毎分２００リットルまでの間にある。

本発明に関する方法は、いかなるガスまたはガス混合物でも行うことができる。

ガスまたはガス混合物の例として、例えば、空気、酸素（Ｏ₂）、窒素（Ｎ₂）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）、一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化二窒素および酸素の混合物、二酸化炭素および酸素の混合物、窒素および一酸化窒素の混合物、および、一酸化窒素またはヘリウムおよび酸素の混合物があり、より詳細には、（体積で５０％（ｖ／ｖ）Ｎ₂Ｏ＋５０％ｖ／ｖＯ₂）混合物、（５％ｖ／ｖＣＯ₂＋９５％ｖ／ｖＯ₂）混合物、（Ｎ₂中２００ｐｐｍから８００ｐｐｍまでのＮＯ）混合物、（７８％ｖ／ｖＨｅ＋２２％ｖ／ｖＯ₂）混合物、（６５％Ｈｅ＋３５％Ｏ₂）混合物、および、（８０％ｖ／ｖＨｅ＋２０％ｖ／ｖＯ₂）混合物、医学で使用される混合物、または、食物産業で使用される窒素および二酸化炭素（Ｎ₂＋ＣＯ₂）の混合物がある。

第一の特徴的な面に従えば、制限体積は、第一の体積分画（Ｖ_a）、これは、ここで工程（ａ）が行われ、２つの領域Ｓ₁およびＳ₂の基礎（Ｂ₁）および（Ｂ₂）により区切られ、領域Ｓ₁は領域Ｓ₂よりも大きいかあるいは等しく、および、第一の体積分画（Ｖ_a）に近接する第二の体積分画（Ｖ_b）、これは、ここで工程（ｂ）が行われ、基礎（Ｂ₂）および領域Ｓ₃の基礎（Ｂ₃）により区切られ、領域Ｓ₃は領域Ｓ₂よりも大きいかあるいは等しい、からなる。

領域Ｓ₁および領域Ｓ₂が等しいとき、領域Ｓ₁は、制限体積（Ｖ）の上流を循環しているガス流の横断面積よりも小さい。

本発明が関連する方法の特定の解釈に従えば、工程（ａ）からのガス流またはガス混合物流の速度は、音速を超える。

本発明が関連する方法の他の特定の解釈に従えば、工程（ｂ）からのガス流またはガス混合物流の軸（ｘ）に沿った軸流速度は、ゼロに向かう。

前に定義したように、この方法の他の特定の解釈に従えば、捕捉工程（ｄ）は、前記粒子を固定することが可能なターゲット表面上で行われる。

ここで、生存粒子および蘇生可能粒子という用語は、適切な圧力および温度条件の下で繁殖させることが可能である数種目の微生物をいう。

好ましくは、ターゲット表面は、捕捉された微生物の発育および繁殖を提供する栄養性媒体からなる。それは、液体媒体であってもよいし、ゲロースのような固体媒体であってもよい。その存在が定量されることが意図されている微生物のタイプに依存して、前記媒体は、１またはそれ以上の細菌種の成長に特異的であるか、あるいは、特異的ではない。

粒子を捕捉するために利用される媒体の固体栄養の例は、以下の通りである。すなわち、
媒体ＴＣＳ（登録商標）（ＡＥＳ研究所、参照：ＡＥＢ５２２８５９）（トリプトカゼインソイ（ｔｒｙｐｔｏｃａｓｅｉｎ ｓｏｙ））、これは、１５ｇ／ｌのパストン（ｐａｓｔｏｎｅ）、５ｇ／ｌのソイパパイニックペプトン（ｓｏｙ ｐａｐａｉｎｉｃ ｐｅｐｔｏｎｅ）、５ｇ／ｌの塩化ナトリウムおよび１５ｇ／ｌの寒天を含む非選択的な媒体である。

媒体Ｒ２Ａ（登録商標）（ＡＥＳ研究所、参照ＡＥＢ５２３４８０）、これは、１．０ｇ／ｌのペプトン混合物（ペプトンプロテオース）、０．５ｇ／ｌの酵母抽出液、０．５ｇ／ｌのカゼイン酸加水分解産物、０．５ｇ／ｌのデキストロース、０．５ｇ／ｌの可溶性デンプン、０．３ｇ／ｌの燐酸二カリウム（Ｋ₂ＨＰＯ₄）、０．０２４ｇ／ｌの硫酸マグネシウム、０．３ｇ／ｌのピルビン酸ナトリウムおよび３０ｇ／ｌの寒天を含む非選択的な媒体である。

媒体Ｒ３Ａ（登録商標）、これは、１．０ｇ／ｌのペプトン混合物（ペプトンプロテオース）、１．０ｇ／ｌの酵母抽出液、１．０ｇ／ｌのカゼイン酸加水分解産物、１．０ｇ／ｌのデキストロース、１．０ｇ／ｌの可溶性デンプン、０．６ｇ／ｌの燐酸二カリウム（Ｋ₂ＨＰＯ₄）、０．１０ｇ／ｌの硫酸マグネシウム、０．１０ｇ／ｌのピルビン酸ナトリウムおよび３０ｇ／ｌの寒天を含む非選択的な媒体である。

モッセル媒体（ＭＯＳＳＥＬ ｍｅｄｉｕｍ）（ＡＥＳ研究所、参照ＡＥＢ５２１７４０）、これは、一般にセレウス桿菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ）およびバチルスｓｐｐ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐｐ）の成長に特異的である媒体である。

これらの媒体の衝撃硬さは、寒天または寒天−寒天の濃度を変更することにより変更することができる。

本発明は、また、上記方法の変形した方法に関し、さらに、工程（ｄ）の間に捕捉された粒子を数える工程（ｅ）を含む。

工程（ｅ）は、好ましくは、工程（ｄ）からの捕捉された生存粒子および蘇生可能粒子を培養する工程ｅ₁、続いて、コロニー形成単位を数える工程（ｅ₂）からなる。培養工程は、特定の時間で微生物の繁殖を提供する温度に、捕捉された粒子を含む栄養性材料のいくらかを保持することにある。

上記方法は、０．０５μｍから２５μｍまで、特には、０．２μｍから１２μｍまでの間の直径を有する微生物を効率的に分離することを可能にする。

圧力下にあるガス中のその濃度が上述した方法の変形した方法により測定された微生物の例として、糸状菌および酵母菌コウジカビ属カンジダス（Aspergillus candidus）、アスペルギルス・ニードランス（Aspergilus nidulans）、コウジカビ属ニガー（Aspergillus niger）、ブラストミセス・デルマチチジス（Blastomyces,dermatitis）、ケカビ属インジカス（Mucor indicus）、ペニシリウム・グララム（Penicillum glarum）、ロドトルラ・ルブラ（Rhodotorula lubra）、クリプトコックス・アルビダス（Cryptococcus albidus）、ハンゼヌラ・ポリモルファ（hansenula polymorpha）、ロドトルラ・ムシラギノサ（Rhodotorula mucilaginosa）、ロドトルラ・ムシラギノサ（Rhodotorula mucilaginosa）またはカンジダ・ケフィア（Candida kefyr）；ブレビバシラス・ブレビス（Brevibacillus brevis）、バチルス・スファエリカス（Bacillus sphaericus）、バチルス・セレウス（Bacillus Cereus）、バチルス・アントラシス（Bacillus anthracis）、バチルス・サブチリス（Bacillus subtilis）、バチルス・コアグランズ（Bacillus coagulans）、ミクロコッカス・ルテウス（Micrococcus luteus）、ミクロコッカス・バリアンズ（Micrococcus varians）、ブドウ球菌キシロサス（Staphylococcus xylosus）、ブドウ球菌ハエモリチカス（Staphylococcus haemolyticus）、ブドウ球菌サプロフィチカス（Staphylococcus saprophyticus）、ブドウ球菌ホミニス（Staphylococcus hominis）またはブドウ球菌ワルネリ（Staphylococcus warneri）のようなグラム陽性菌（Ｇｒａｍ⁺ ｂａｃｔｅｒｉａ）；アシネトバクター属ｓｐ（Acinetobacter sp）、エシェリキア属ブルネリス（Escherichia vulneris）、シュードモナス属クロラフィス（Pseudomonas chloraphis）、シュードモナス属ヴェジクラリス（Pseudomonas,vesicularis）またはクリセオモナス・ルテオラ（Chryseomonas luteola）のようなグラム陰性菌（Ｇｒａｍ^- ｂａｃｔｅｒｉａ）がある。

本発明の他の目的に従えば、これは、上述した分離方法の変形した方法を行うことにより、圧力下にあるガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定する方法に関する。

この方法および変形した方法は、圧力下にあるガス中に存在する胚芽をペトリ皿上に集めることを可能する。分析されるガスは、ボトルから、周囲から、あるいは、ネットワーク（第１次あるいは第２次）、特には、病院、調剤室（ｄｉｓｐｅｎｓａｒｉｅｓ）または診療所のような健康管理施設において見受けられるような医療用ガスを供給するためのネットワークからのものとすることができる。ガスは、上述した方法により分析するために、大気圧まで減少された圧力を有する必要はない。

本発明の他の面に従えば、これは、上記方法および変形した方法を行うのに最適な装置（Ｄ）に関する。

この装置（Ｄ）は、以下を備える。すなわち、
ここでガス単一流が連続的に工程（ａ）および工程（ｂ）に供される要素（Ｄ₁）、
その上に生存粒子または蘇生可能粒子が工程（ｄ）に従って捕捉されるターゲットを構成する要素（Ｄ₂）、および、
この間に工程（ｃ）に従ってガス流またはガス混合物流の方向を変えさせる（Ｄ₁）および（Ｄ₂）を互いに連結させるための手段である。

装置（Ｄ）の要素（Ｄ₁）は、入口オリフィス、出口オリフィスおよび内側の側方表面Ｓ_Lを備え、多角形、楕円形または円形（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の直交断面（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｅｃｔｉｏｎｓ）を有する制限体積（Ｖ）を限定し、ここで、工程（ａ）および工程（ｂ）が起こり、さらにこの出口オリフィスで工程（ｃ）が起こる中空立方（ｈｏｌｌｏｗ ｓｏｌｉｄ）である。表面Ｓ_Lは、特に、体積（Ｖ）を定義する軸（ｘ）まわりの回転体の表面か、あるいは、対称軸（ｘ）を有する等辺等角の多面体の側方表面か、あるいは、同一の対照軸（ｘ）を有する１またはそれ以上の回転表面および／または１またはそれ以上の等辺等角の多面体の表面の組み合せであるかのいずれかである。２つのオリフィスは、好ましくは、軸（ｘ）に対して同軸である。

要素（Ｄ₁）は、プラスチック、金属または金属の合金のいずれかからなるものとすることができ、好ましくは、加熱滅菌可能な材料からなるものとする。

特には、装置（Ｄ）の要素（Ｄ₁）は、ここで工程（ａ）が行われる円錐台（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）または円柱（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の形状の第一の体積分画（Ｖ_a）、および、ここで工程（ｂ）が行われ、（Ｖ_a）に近接し、円錐台形状の第二の体積分画（Ｖ_b）を定義する内側の側方表面Ｓ_Lを備える。

装置（Ｄ）の要素（Ｄ₁）は、特には、ここで工程（ａ）が行われ、高さｈおよび直径ｗを有する円柱形状の第一の分画、および、ここで工程（ｂ）が行われ、直径ｗを有する小さい底面および直径Ｗを有する大きい底面を有する高さＨの円錐台形状の第二の分画を定義する形状を有する。この場合、入口オリフィスは、直径ｗの環状の断面を有し、出口オリフィスは、直径Ｗの環状の断面を有する。

比率ｈ／ｗは、一般に、１０／１から１／１０までの間にある。これは、特には、１０／２から２／１０までの間にある。

比率Ｗ／ｗは、一般に、５０／１から５／１までの間にある。これは、特には、２５／１から１０／１までの間にある。

比率Ｈ／ｗは、一般に、５／１から５０／１までの間にある。これは、特には、１０／１から４０／１までの間にある。

Ｈは、一般に、１０ｍｍから２００ｍｍまで、特には、３０ｍｍから１２０ｍｍまで、特別には、４０ｍｍから１００ｍｍまでの間にある。

装置に入るガスの全圧が５気圧未満であるとき、上述した方法を行うために使用される装置（Ｄ）の要素（Ｄ₁）において、直径ｗのバルブは、一般に、約２ｍｍから５ｍｍまでの間にあり、特には、約４ｍｍに等しい。

上記要素Ｄ₁はまた、本発明の他の面を構成する。

装置（Ｄ）の要素（Ｄ₂）は、好ましくは、円柱（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の形状であり、出口オリフィス径Ｗよりも大きいかあるいは等しい直径Ｗ₁を有する。一般に、Ｗ₁は、９０ｍｍよりも小さいか、等しい。Ｗは一般に、５０ｍｍから９０ｍｍまでの間にある。これは、好ましくはペトリ皿である。要素（Ｄ₂）は、一般に、微生物のための栄養性媒体、特には、ゲロースを含む。

上記方法の工程（ｃ）に従ってガス流またはガス混合物流の方向を変えさせている間に要素Ｄ₁とＤ₂を互いに結合するための手段は、例えば、スタッドである。これらは、ガス流またはガス混合物流の全体を、軸（ｘ）に対して平均に放射状に、要素Ｄ₁の出口に提供するために十分な要素Ｄ₁からの距離ｄに要素Ｄ₂を保持することを可能にする。

比率Ｈ／ｄは、一般に、２／１から２０／１までの間にある。これは、特には、３／１から１５／１までの間にある。

スタッドは、より容易に生存粒子および蘇生可能粒子の培養を行うために、要素Ｄ₁およびＤ₂を取り外しできるようにしておくことが好ましい。

上記装置（Ｄ）は、例えば、医療用ガス出口点に固定することができる鋸歯状のプラグ、減圧機の出口に固定することができる小さい直径を有する管、および、より一般的には、何らかの加圧ガス送給装置に取り付けることができる何らかのコネクタのような、結合要素（Ｄ₀）をさらに具備することができる。

上記装置（Ｄ）は、結合要素（Ｄ₀）および要素（Ｄ₁）の間に配置される減圧機をさらに具備することができる。

上記装置（Ｄ）は、好ましくは１／４回転バルブ（ｔｕｒｎ ｖａｌｖｅ）の下流側で、パイプに垂直に壁の出口点に結合されるか、あるいは、分析されるガスの供給源に同軸に結合されるかのいずれかにより、分析されるガスの供給源に結合させることができ、そのような選択肢は、図１０ａおよび図１０ｂに示される。

ターゲット表面が、水または栄養液のような液体媒体であるときには、要素Ｄ₁は、図１１ａに表されているように捕集容器に配置される。この図において、要素Ｄ₁は、要素（０１）である。

容器（０２）には、その下部に排水バルブ（０３）が設けられ、これは、衝撃された粒子を含む液体を集めることができるようにする。

これは、その上部において、例えば、締め付けつば（０６）を用いて蓋（０４）で閉じられ、所望により封止材（０５）を設ける。蓋（０４）は、管（０８）を用いることにより、要素（０１）とバルブ（０９）との間を連通させるようにその中心が穿孔されている。これはまた、管（１０）を介して、これが出口バルブ（１１）に接続されるように中心から外れた位置が穿孔されている。

本発明の変形した特別な面に従えば、蓋と同様に捕集容器も、金属からなり、高圧蒸気滅菌器において滅菌することができる。

他の特別な面に従えば、この容器は、約１リットルの容量を有し、約５．５気圧の最大圧力に耐える。

本発明の他の面に従えば、容器（０２）における要素（０１）の位置は、液体の上部表面に対して液体の質または衝撃高さを変更することができるように高さが調整可能である。

容器は、図１１に示されているように、三脚（１２）上に載置するようにしてもよい。

本発明の他の面に従えば、これは、圧力下にあるガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定するため、あるいは、部屋の大気中の微生物学的品質を測定するための装置（Ｄ）または要素（Ｄ₁）の使用に関する。

本発明に関する方法および装置は、医療用ガスのボトルであっても、電子部品製造産業、食品産業または医薬品産業用のような産業ボトルであっても、ボトルに収容されるガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定するために利用することができる。

本発明に関する方法および装置は、病院供給ネットワーク、特に、手術室またはユニットへガスを配給するためのネットワーク、深冷凍結食品製造ラインの供給ネットワーク、電子部品の製造のための超高純度を有するガスの供給のためのネットワーク、または、医薬品製品および製剤の製造および／またはパッキングのために必要とされるガスの供給のためのネットワークのような供給ネットワークにより配給されるガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定するために利用することができる。

本発明に関する方法および装置は、例えば、圧縮機、低温蒸留塔、ＰＳＡ（圧力スイング吸着）カラム、ＶＳＡ（体積スイング吸着）カラムまたはＴＳＡ（温度スイング吸着）カラムのうちのいずれかの吸着によりガスを分離するためのカラム、または、例えば、フロキシャル（ＦＬＯＸＡＬ）（登録商標）ユニットのようなポリマー膜を通す浸透によりガスを分離するためのユニットのようなガスまたはガス混合物を生成するためのユニットの出口でのガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定するためにも利用することができる。

本発明に関する方法および装置は、部屋、特には、薬物製造サイトまたは電子部品製造サイト、あるいは、文書保管サイトのクリーンルームにおける周囲空気の微生物学的品質を測定するためにも利用することができる。

以下の実施例は、本発明を説明するものであるが、これに限定されるものではない。

本発明に従う装置の実施例
図１Ａを用いて本発明の装置を説明する。これは、ネック、拡散器およびペトリ皿からなる。この装置は、ジェットの速度が、その圧力が周囲圧力に到達しない限りは、増加し続けるように作動する。全体の供給圧力は３．５バールである。全体の温度は３００Ｋである。

高さＨが８０ｍｍに等しいときの装置が、図１Ｂにおける写真に示されている。

図２は、本発明に従う装置における速度フィールド（ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｆｉｅｌｄ）を実証している。ネックにおいて、流体はネックの出口で音速にまで加速し、その後、微小範囲までの圧力／圧力減少の領域があり、ここで、流は交互に加速され、減速される。この領域は、長さＬ_pのポテンシャル領域としてここでは定義され、乱流の働きを示さない。シミュレーションの数は、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍおよび１２０ｍｍの拡散器長さについて行った。同様に、衝撃効率の実験的測定は、６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍおよび１６０ｍｍの値について行った。

ストックス数（Ｓｔｏｃｋｅｓ ｎｕｍｂｅｒ）の新しい公式は、このタイプの衝撃装置に対して以下の式により定義される。すなわち、

ここで、Ｃは１から５までの間であり、Ｌ_pは、ポテンシャル領域の高さである。Ｌ_pは、以下の式によりこの例では算出される。すなわち、

ここで、指数ｊは、発生圧力（ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）から大気圧までの等エントロピー膨張の後の状態に相当する。

これは、ラウ（Ｌａｕ）、モリス（Ｍｏｒｒｉｓ）およびフィッシャー（Ｆｉｓｈｅｒ）により与えられた実験式の一般化を構成する。すなわち、

ここで、Ｖ_jmaxは、完全な発展ジェット（ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｊｅｔ）の最高速度であり、

ここで、Ｋは、０．１から２までの間であり、ｐは、粒子の直径であり、ρ_pは、これらの粒子の密度であり、μは、前記粒子を運ぶ流体の速度である。

高さＨは、以下に示すように計算される。

図３は、径ｄを１３ｍｍに固定したときの高さＨの関数として本発明装置の効率曲線を表している。

図４は、高さＨの関数として本発明装置における単一流の最大軸流速度の曲線を表している。

図５は、高さＨの関数として本発明装置におけるターゲット上の全圧の曲線を表している。

全圧に対して、この特別な適用において使用されるゲロースの団結性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を保つために、ｐｔ＜７５００Ｐａを有することが望ましく、これは、図１Ｂにおける装置に対してＨ＝８０ｍｍを意味する。

ガスの微生物学的品質の測定
図７Ａの写真において示され、本発明に従う装置に固定された試験作業台が使用される。この試験作業台は、ネットワーク出口点または減圧機の出口に直接結合されている。図１Ａに示される装置は、試験作業台の末端に結合されている。

サンプリングは、所定の時間で行われ、これは、分析されるガスの完全に既知の量（一般的には、１００Ｌ）に相当する。

胚芽を集めるために使用されたペトリ皿は、その後、オーブンに配置される。

微生物の培養のパラメータ（培養媒体、温度およびインキュベーション時間の選択）は、同定された胚芽のタイプの関数として選ばれる。その上でガス流中に含有される粒子が衝撃されるペトリ皿は、培養液に入れられる。インキュベーションの後、ＣＦＵの数が数えられ、引き続きこの数は、分析されたガスの体積に基準化される。これは、ガスのＣＦＵ／ｍ³の数を決定することを可能にする。

各コロニーは、その後、同定のために移植することができる。

分析されるガスの圧力の関数として、サンプリングタイプが測定され、これは一般に、１０秒から３分までの間にあり、このため、分析されるガスの体積は、十分であり、一般に５００Ｌ未満である。

所定量にある既知の体積の細菌の懸濁液が、定義された体積のガスが試験作業台へと注入されている間に噴霧される。このため、作業台の出口において、この体積中に懸濁された完全に測定された数の微生物を含む既知の体積のガスが、入手可能である。細菌は、本発明に従う装置を用いることにより、パイプの出口で集められる。注入された微生物の量とコレクタにより集められた量を知ることにより、装置の回収率がここから導き出される。多数の円錐体（ｃｏｎｅ）長さを試験した。すなわち、
５０ｍｍの長さを有する円錐体は、２０％の回収率を与える。

８０ｍｍの長さを有する円錐体は、４０％の回収率を与える。

１７０ｍｍの長さを有する円錐体は、２０％の回収率を与える。

本発明者らはまた、円錐体の入口直径を研究した。

本発明者らは、２ｍｍ径と４ｍｍ径とを試験した。

４ｍｍの直径は（８０ｍｍの長さに対して）、４０％の回収率を与える。

２ｍｍの直径は（８０ｍｍの長さに対して）、１２％の回収率を与える。

このことから、最良の回収率を与えるのは、８０ｍｍの長さと４ｍｍ径のオリフィスを有する円錐体である。

一連の３５測定を行った。回収率は４０％である。点の多く（８８％）は、＋１標準偏差から−１標準偏差までの間にある。この結果は、図６における曲線に表されている。

これらの結果は、本発明に従う装置の利点を強調する。すなわち、本発明は、ガスを汚染する周囲空気の飛沫同伴を制限し、ガス流の非常に急激な減速を得ることを可能とし、これは、ゲロース上の全圧を７５００Ｐａ級の値に制限し、ゲロース上のせん断レベルを８０Ｐａまで制限することにより微生物の再飛沫同伴を回避する。

回収率は、約４０％を中心にして得られ、再現性がある。すなわち、本発明は、めったに２０％を超えることがなく、さらに再現性のない先行技術で記述された結果よりもはるかに優れた結果をもたらす。

図８および図９は、円錐台ではない線対称形状を有する本発明に従う装置を示している。図８における装置の寸法において、ネックと標準衝撃（ｎｏｒｍａｌ ｉｍｐａｃｔ）との間の距離は、Ｌ_pで表している。高さＨは、以下に示すように定義される。

一連の測定の最後で、我々は、６／１ｍｍガス供給管に連結され、４ｍｍの入口直径およびＨ＝８０ｍｍの長さを有する装置（Ｄ）で分析されるガスの流速の効果を研究した。

得られた結果は、以下に示す表において報告される。

図１Ａは、本発明に従う装置を説明する図、図１Ｂは、Ｈが８０ｍｍに等しいときの装置を示す写真。 図２は、本発明に従う装置における速度フィールドを実証する図。 図３は、高さＨの関数として効率の測定値を示す図。 図４は、軸における最大流速を示す図。 図５は、ペトリ皿における全圧を示す図。 図６は、回収システムの回収率を示す図。 図７Ａは、本発明に従う装置に固定された試験作業台を示す写真。 図８は、円錐台ではない線対称形状を有する本発明に従う装置を示す図。 図９は、円錐台ではない線対称形状を有する本発明に従う装置を示す図。 図１０ａは、ガス供給源に結合された装置を示す図、図１０ｂは、ガス供給源に結合された装置を示す図。 図１１ａは、捕集容器に配置された要素を示す図、図１１ｂは、三脚に静置された容器を示す図。

符号の説明

０１…要素Ｄ₁、０２…容器、０３…排水バルブ、０４…蓋、
０５…封止材、０６…締め付けつば、
０８，１０…管、０９…バルブ、１１…出口バルブ、１２…三脚。

Claims (12)

1. 音速を超えるか、または、音速に等しい速度に到達させるために、制限体積（Ｖ）にあるガスまたはガス混合物の単一流を１行程でかつ軸（ｘ）に沿って加速させ、栄養性媒体で被覆されたターゲットに向かわせる工程（ａ）と、前記制限体積（Ｖ）は、前記工程（ａ）が行われ、２つの領域Ｓ₁および領域Ｓ₂の基礎（Ｂ₁）および基礎（Ｂ₂）により区切られ、領域Ｓ₁は領域Ｓ₂よりも大きいかまたは等しい第一の体積分画（Ｖ_a）、かつ、前記工程（ｂ）が行われ、基礎（Ｂ₂）および領域Ｓ₃の基礎（Ｂ₃）により区切られ、領域Ｓ₃は領域Ｓ₂よりも大きいかまたは等しい第一の体積分画（Ｖ_a）に近接する第二の体積分画（Ｖ_b）からなることと、
   前記ガスまたはガス混合物流の前記軸（ｘ）に沿った軸流速度がゼロに向かうように、前記制限体積（Ｖ）にある工程（ａ）からの前記単一流を実質的に前記同軸（ｘ）に沿って大気圧まで急激に減速させる工程（ｂ）と、
   前記栄養性媒体上の全圧を７５００Ｐａ以下に制限することにより、平均して放射状となる前記制限体積（Ｖ）の出口での前記ガスまたはガス混合物の方向を変える工程（ｃ）と、
   前記栄養性媒体で被覆されたターゲット上で前記工程（ｃ）の間に前記ガスまたはガス混合物から分離された前記粒子を捕捉する工程（ｄ）と、
   を含むことを特徴とする生存粒子または蘇生可能粒子を含有する圧力下にあるガスまたはガス混合物からの前記生存粒子または前記蘇生可能粒子の衝撃分離方法。
2. 領域Ｓ₁および領域Ｓ₂が等しいとき、領域Ｓ₁は、前記制限体積（Ｖ）の上流を循環している前記ガス流の横断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 工程（ａ）からの前記ガス流またはガス混合物流の速度は、音速を超えることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の方法。
4. 前記捕捉工程（ｄ）は、前記粒子を固定することが可能なターゲット表面上で行われることを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項に記載の方法。
5. 工程（ｄ）の間に捕捉された前記粒子を数える工程（ｅ）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の方法。
6. 工程（ｅ）は、工程（ｄ）からの前記捕捉された生存粒子および蘇生可能粒子を培養する工程（ｅ₁）、および、これに引き続くコロニー形成単位を数える工程（ｅ₂）からなることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 圧力下にあるガスまたはガス混合物の微生物学的品質を決定する手順に用いることを特徴とする請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の方法。
8. 部屋の大気中の微生物学的品質を決定するための手順に用いることを特徴とする請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の方法。
9. ボトル、特には医療用ガスまたは電子部品製造産業、食品産業または医薬品産業用のガスのボトルに収容されるガスもしくはガス混合物の微生物学的品質を測定するための請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の方法。
10. 供給ネットワーク、特には病院供給ネットワーク、特に、手術室またはユニットへガスを配給するためのネットワーク、深冷凍結食品製造ラインの供給ネットワーク、電子部品の製造のための超高純度を有するガスの供給のためのネットワーク、または、医薬品製品および製剤の製造および／またはパッキングのために必要とされるガスの供給のためのネットワークにより配給されるガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定するための請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の方法。
11. ガスまたはガス混合物を生成するためのユニットの出口、特には圧縮機、低温蒸留塔、吸着によりガスを分離するためのカラム、または、ポリマー膜を通す浸透によりガスを分離するためのユニットの出口での前記ガスまたはガス混合物の微生物学的品質を測定するための請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の方法。
12. 部屋、特には薬物製造サイトまたは電子部品製造サイト、あるいは、文書保管サイトのクリーンルームにおける周囲空気の微生物学的品質を測定するための請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の方法。

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