この最確数法(MPN法)の器具の改善案は、あくまでもたたき台です。自分が勤務先の会社で測定するときに場所や時間がかかって困っていたので、こんな器具ができないかと、転勤前の上司や納入業者の大研理化学機器に持ちかけたところ、型枠から起こして個別に製作をしたのでは何十万もして、購入することはできないが、同業他社の人と共同購入するなら何とかなりそうなこと、どうせやるなら、実際に使う 、水質分析会社や加工食品販売会社の食品の品質検査係の人、病院や保健所などで病理検査をしている人十数名とメーカーの人で集まってアイデェアを出し合って、共同設計を作って、共同購入したら何とかできるのではないかと、言うところまでは話が行ったのですが、その後、言い出しっぺの自分の勤務先が、水質分析グループの職場移転後、細菌試験の依頼案件が激減した為に、 今の勤務先だけだけでは依頼案件数に対して開発コストがかかり効果が少ないという事から開発については、中止になっています。

 なおこのページは、移転前の職場西神事業所の所長、移転後の職場の神鉄事業所の所長の許可を得て公開しています。

一様発案者と権利者は、伊豆倉正敏で特許がもしとれるなら、提案のアイデア賞(500円)をもらった、「伊豆倉の勤務先」である、と言うことにしておきます。

 どうか、誰でもいいです。どこの会社・企業・団体でもいいです。自分の代わりに「夢」を叶えて下さい。
 またこの提案について開発中・研究中の方は連絡をお願いします。

発案者伊豆倉正敏のE-メールアドレス

DQA01044@nifty.com

また、この提案についての特許権は、勤務先にあると思いますので、実用化のめどがついた時は
伊豆倉正敏の勤務先

へ、お手数ですが、そちらの方へ連絡をお願いします。
(申し訳ないですけれど自分は「現場労働者」なので特許手続きなどが分かりません。)

 

 以下会社で出した提案です。

現状 最確数法(MPN法)の菌数測定は、目的の試料から1定量の試料を5本ずつ取り、それを10倍希釈した試料を1mlずつ5本の試験管に取る事を繰り返して殖種し、1定時間培養後5本中の反応が現れた陽性管の本数を数えて、最確数表から判断して、菌体数を推定する方法である。
 この方法は、環境分野から衛生試験や医療分野や食品検査分野まで幅広く用いられており、平板法やメンプランフィルター法と違い、試料中の粒子状物質を間違えてカウントする間違いがない方法として、今後も長い間使われていくと思われる。
 この方法は、環境中の河川水でも1検体で1列5本×7段と言う数で試験管を使用するために、試料数が多くなると大量に試験管を使用する特徴がある。
 ところが、現在使用している、器具は、通常の器具を転用しただけのために、無駄なスペースが多く、オートクレーブ滅菌時(使用前の培地の滅菌と廃却時計2回)・保管時・培養時に、必要以上にスペースをとる問題があり、また操作もしにくく、特にネジ口試験管を使用する場合は作業上のネックとなっていた。
  また、衛生試験等の医療分野では一度に千本単位で使用されており、そちらの方の効果の方が大きいと思われる。

 

検討中の形状
 現在使用されている最確数法の器具の内 通常試験管−アルミキャップ ネジ口試験管−ネジキャップ型は、試験管立てを使用するために、試験管の円形部分と試験管立ての正方形との枠の間等の無駄なスペースが多く、保管スペースを必要以上に取る欠点がある。
 そこで最確数法の器具は、規定では5個組を1連として使用することから、5つの溶液スペースを四角形に近い形(洗浄のことを考えて、角を落とした形状とする)として1体化し、形を長方形に近づけることにより、無駄スペースを削減して保管できるようにする。

右がイメージ図です。

 

保管スペースの削減

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効果
 保管面積の削減
 (288cm2−144cm2)/288cm2=50%
  収納面積の200%向上    

インキュベーターでの培養時の保管スペースの改善
殖種した試料はインキュベーター(恒温培養器)で培養する、この時の培養する試料は、間違いを防止するために、試験管立てごとに1件ずつ入れていき、試料中に予想される微生物濃度から推定して、3から8段で入れる。ところが、試験管立てが5組×10段分で設計されているために、残りの列の分が無駄になったまま、培養することになり、4段位以下なら2検体を入れることが出来るとはいえ、必要以上の無駄なスペースを作る原因となり場合によりインキュベーター自体の確保の必要に迫られることとなる。
効果
下図のようになると思われる。

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オートクレーブの使用効率の向上


 オートクレーブ滅菌は、1分析当たり培地の製造時と使用後の滅菌処理の計2回作業を行う。
1度に処理できる件数の向上
現在使用しているオートクレーブでは、円形27 cmの上下2段のかごに被滅菌物を入れ滅菌するが、試験管立てを使用するため無駄なスペースが多く、1つのかごに対して1つの試験管立て(10段分)しか入らないために1回の滅菌で、20段分しか入らない。
ところが改善後は、1つのかごに平行で2組分をさらに各11列分いれられるようになるために、1回の滅菌当たり上下のかごで44段分へと大幅に処理能力が向上する。
オートクレーブ使用回数の削減 回数3回から2回
 上記の改善により、改善前は、滅菌操作3回で60段分しか処理できなかったが、滅菌操作2回で88段分と大幅に向上するためにオートクレーブ使用回数の削減が計れる。
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効果
 1回のオートクレーブに入れる時間の増加
カゴのまま入れるに対して、1回当たり1分増加すると推定。
オートクレーブ使用回数の削減。 3回→2回 
所要時間の短縮    93分×2=184分
実労働時間の短縮   15分×2=30分

使用前検査時間の短縮・培養後の測定時間の短縮
最確数法では、培地の作製直後、試料の添加前、培養後の測定時の計3回、試料が陽性管(反応しているか)になっていないかを確認する作業がある。
最確数法特有の5列を1組として確認するが、試験管立てから5本同時に持ち上げようとして掴み上げる時間が意外とかかり1列で45秒程度要する。さらに確認した試験管を隣の試験管立てに移す操作がいるため、合計で1列当たり1分程度時間がかかる。
この改善後は、5連が一体化しているために、そのまま一体の物として、測定できるようになるので、持ち替え、確認後の移し替えの時間を短縮できる。
効果(推定)7段/件×6件= 42段として
 (60秒−30秒)×42段×3回=63分

最確数法大腸菌群数などのアルミキャップを使用していた場合との比較
この操作には、使用前に管1個1個にアルミキャップを取り付けるのと、試料の殖種時にフタをはずして元に戻す操作がある。1個の操作は秒単位だが300個もするとかなりの時間となる。
改善後は、1体型5連組のキャップを使用するため、1段当たり1回の操作でこれが出来るようになる。
効果(推定)60段分(300個)として。
培地作製時、キャップの取付は5秒かかるとして、
5秒/個×300個−5秒/回×60回=1200秒=20分
試料の殖種時
 10秒/個×300個−10秒/回×60回=2400秒=40分
 
硫化水素発生菌などのネジ口試験管を使用していた場合との比較
培養中にフタを完全に閉じて密栓して培養する操作がある物もある。
この場合上記の操作に加えて、オートクレーブの高温での膨張による破裂を防ぐために、ゆるめて滅菌し、冷却による収縮で減圧してふたが開かなくなることを防止するために、冷却後にふたを閉める操作が新たに加わる。また殖種時にフタを回して密着させるという操作があるために時間がかかる。
この場合は、試験管上面を完全に平らにし、キヤップの方にゴムの型を取り付けることにより、キヤップを載せた後で上から押しつけることで対応できるようになる。(オートクレーブ時は何かを挟んで置く)
効果(推定)60段分として。
培地作製時、キャップの取付は10秒かかるとして、
10秒/個×300個−10秒/回×60回=2400秒=40分
滅菌冷却後にふたを閉め直すのにかかる時間(挟んでいた物をはずしてキャップを押すだけ)
5秒/個×300個−1秒/回×60回=1440秒=24分
試料の殖種時ネジ蓋の開け閉め
 20秒/個×300個−20秒/回×60回=4800秒=80分

ダーラム管の改善
大腸菌・糞便性大腸菌では、ダーラム発酵管を使用して、発酵した管には中にエアが入ると言うことで陽性管と判断する。
ダーラム管の場合は、丸くなってる部分を上にして、試験管にセットする操作と使用前に丸くなっている部分が上にきているのかを確認する時間が必要になる。ここが作業のネックになっていた。
ダーラム管は、成型時の樹脂を流す時に残るランナーと呼ばれる部分を丸くなっている方に残しておけばそのまま5本にまとめてセットすることが出来るようになる。今までは、試験管や試験管立てのサイズが分析会社・試験所によりバラバラなために、製品化が出来ずに個別に入れていたが、統一規格を作ることにより改善される。

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密着現象の発生によるミスカウントの削減
丸底試験管に円形のダーラム管を入れた場合だとその隙間が密着して、折角増殖した菌がダーラム管に入らなくなるために、ガスの発生がおきなくなり、間違えて陰性管としてカウントすることがある。改善案では、ダーラム管は上から引っ張られた状態で途中にぶら下がっているので、その問題が発生しなくなる。

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洗浄時間の大幅短縮(自動洗浄機がないうちの会社の場合) 60段として

外面の洗浄時間
試験管は、長円計のために、外側の洗浄でスポンジを用いて試験管を回しながら行うので20秒かかる。ところが改善案では、外側は平面のために、スポンジで数回こするだけで外面の洗浄は終了する。
効果 
300本×20秒/本−60×30秒=4200秒=70分

内面の洗浄時間
試験管は、洗浄ブラシで、1本ずつ回しながら内側を洗うので、洗浄に1分かかる。
改善後は、培養道具が同じ間隔で固定されているために1部分を持つだけで5カ所を洗う準備をすることができ、さらに規格の統一により同じ間隔での毛が付いたブラシを使うこが出来るようになり、5本同時に洗うことが出来るようになる。
効果
300本×1分/本−60本×1分=240分

ダーラム管の回収時間の短縮
現在、洗浄時の問題になっているダーラム管の回収作業が、一体成形により、上のひも状部分を引っ張ることで回収することができるようなり、洗浄時間をその分短縮できる。
 
その他の効果
使用前に試験管を試験管立てに並べる時間が短縮できる。
洗浄後に試験管を試験管立てに並べる時間が短縮できる。

 という、改善案です。設計図は、このページの作者が一太郎ファイルでもっいる他、上記の今園さんが、見積作成用に渡しています。

 但し原案はあくまでもたたき台で、一度、この器具を使用する人で集まって、アイデェアを出し合って検討できたらいいなあ(あとで権利関係でもめそうだけど、)と、思っています。

 最後に

初めに書きましたように、この器具の計画案は、現在、勤務先の需要の関係で中止になっています。でも、できればできて欲しいです。それも、どうせ創るなら、同じ分析をしている人で集まって、みんなが使いやすいものができ、他の人にも買ってもらうことで、コストダウンができるようになって欲しいです。(それとフィードバックによりさらに使いやすくなって欲しい。)というのは、自分の考えでは、次のように思っているからです。

 水質分析では、(たぶん衛生関係や食品関係で検査する場合も)究極的には、「この水が飲めるか、この水で生態系が維持できるか」にかかってくると思います。
 そして、大腸菌群数測定などの細菌検査が本当に必要なのは、発展途上国などの貧困にあえいでいる地域だと思います。先進国や中進国では、大抵の場合水道が発達したり食品などの衛生管理が充分だったりして、病原菌対策は充分に取られているのであえて行うことは単に安全性の確認の為だと思います。一方で、貧困地域では、水道が未発達だったり、衛生管理が不自由分だったりして、それが病気の発症率を高くし場合によっては命をなくすことになり、それが又貧困の悪化につながっていくと思います。実際、河川水や井戸水を無処理で使用している地域もあります。この悪循環を断ち切らなくてはなりません。ですから、この改善案は、そのような地域でも安く大量に購入でき充分な測定ができるようになる位まで、安くして欲しい。そのためには、みんなが使いやすくて大量生産ができるような設計が必要になると思っています。(特許料などは、勤務先の会社が決めることですが、この様な地区で使用するときは、個人的には、特許料放棄をしてもいいと思っています。)とにかく病気で困っている人を一人でも減らしたい。かからなくてもいい病気で死ぬ人を一人でも多く減らしたいのです。
(出来れば特許料で海水淡水化プラントをつくって鉄道システムで給水するという方法の砂漠の緑化に参加したいのも夢です。)

 又、今まで試験管の系や試験管立てのサイズ等の規格がバラバラだったために、培地の量産ができずに各分析室で、個別に培地を製作、洗浄していたのが、牛乳瓶や一升瓶のように規格ができると、培地メーカーが製造して、使用・滅菌後に回収し洗浄再製作というリユーズ(再利用)の循環ができるようになるので、実際の測定では、測定や培地の製作以上に手間がかかる洗浄作業から解放されることにより、細菌試験担当者の手間が楽になるというのも夢です。(個人的に意見で確かめてはいませんが、液体培地は、ゆっくりと冷やすと、上層部に、氷の膜ができ(それも不純物をあまり含まない比較的純粋な【北極の氷山は塩分を余り含まないと言う事実があります。】)、その状態では、輸送に耐えると思っています。)

 

 最確数法のたたき台(第1事案)で良かったら一太郎8ファイルで持っています。その他感想についても、下記アドレスへメールください。 

E-メールアドレス
DQA01044@nifty.com

そして、私はもう一つの夢を持っています。 最確数法に限らず、薬、衛生分野、医療器具の分野でこんな特許があったらいいなあと思っている夢です。saikakusuu-yume.htmのページにその夢を書いておきます。

 

伊豆倉ホームページ

石屋川シリーズ(日本で初めての鉄道トンネルがあった川です。)

あなたは別ページのカウントも合わせて、あなたは、 http://hpcounter.nifty.com/cgi-bin/counter.cgi?f=ishiyagawa&n=1&d=1人目に見た人です。

 

関係リンク

 

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