JP2015204845A - 微生物培養シート - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の微生物培養シートは、基材シートと、上記基材シート上の所定の領域に形成された培養層と、上記培養層の外周又は上記培養層上に形成された、上記培養層上に接種される被検液の拡がる範囲を限定するための枠層と、上記培養層の表面を被覆するカバーシートと、を有し、上記カバーシートの上記培養層の表面と対向する側の面は、JIS R3257に準拠したぬれ性試験方法の静滴法による水に対する接触角が50〜105°の範囲内であることを特徴とする。
本発明の微生物培養シートでは、基材シート上に培養層が形成されるため、基材シートは、耐溶媒性や印刷適性を有していることが好ましい。また、基材シートには、微生物培養シートとして耐水性が求められ、さらに、培養層を形成する際の乾燥処理に耐え得る耐熱性も求められる。基材シートは、上記のような耐水性及び耐熱性を有していれば、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の公知の樹脂を材料とする合成樹脂シートが、透明性に優れる点において好ましい。微生物培養シートは、培養層中で発育した微生物のコロニーを観察、計数するものであるが、基材シートの透明性が高いと、微生物培養シートの背面側(基材シート側)からの投射光や側面側からの入射光によりコロニーの視認性を高めることができるので、コロニーの計測が容易となる。なお、透明性は必ずしも要求されるものではなく、例えば、微生物の種類、コロニーの着色の有無等によっては、発泡により白色を呈するシートや着色されたシートを用いてもコロニーの計測に影響がない場合があるので、適宜選択すればよい。
本発明の微生物培養シートでは、上記基材シート上の所定の領域に、培養層が形成されている。培養層は、被検液等に由来する水分を含むことで微生物の発育が可能な環境を形成できるものであればよく、例えば、コロニーの形成が可能な足場となるもの(例えば、ゲル状物質、増粘物質等)に、微生物の発育を促進するための栄養成分や微生物の検出を容易にするための成分等を含有させた培地液がパターン形成された後、乾燥されたものが挙げられる。好ましくは、バインダーに、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤、及び基質からなる群より選択される少なくとも1種を含有させた培地液が印刷や塗布によりパターン形成された後、乾燥されたものである。ここで、バインダーとは、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤、基質等を基材に固着させる役割を有するものであり、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール等が挙げられる。これらの中でもポリビニルピロリドンが好ましい。ポリビニルピロリドンは、濃度を調整することで容易に粘度調整することができるので、ゲル化剤、栄養成分等を均一に分散させやすく、また、上記基材シート上の必要な部分へのパターン形成も行いやすい。さらに、ポリビニルピロリドンは皮膜性が高いので、パターン形成後に溶媒を除去すると、ゲル化剤、栄養成分等を取り込んだ成膜が可能である。そして、基材シートに対して良好な密着性を示すので、接着剤を使用せずに培養層を形成することができる。
本発明の微生物培養シートでは、上記培養層上に接種される被検液の拡がる範囲を限定するための枠層が形成されている。枠層は、上記培養層の上に形成されていてもよく、上記培養層の外周に形成されていてもよいが、培養層の上に形成されていると、培養層が被検液の吸水により膨潤してゲル状となった際に、崩れるおそれがあるため、上記培養層の外周に、すなわち、基材シートの上に直接であって、且つ、培養層の外周を囲むように形成されていることが好ましい。この場合、枠層と培養層との間に隙間があると、微生物を培養した際にその隙間に菌が遊走し、正確なコロニー数の計測が困難となる場合があるため、枠層と培養層との間には隙間がないことがより好ましい。
本発明の微生物培養シートは、培養中の落下菌等による汚染を防止するとともに、培養層の水分蒸発を防止するために、カバーシートを備えている。本発明の微生物培養シートでは、カバーシートの培養層の表面と対向する側の面、すなわち、培養層上に被検液を接種し、その上からカバーシートを被せた際に被検液と接触する面は、JIS R3257に準拠したぬれ性試験方法の静滴法による水に対する接触角が50〜105°範囲内である。接触角は、具体的には、JIS R3257の「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」内の「6.静滴法」に記載された方法に準拠(試験方法の種類:静滴法,試験対象:カバーシートの培養層の表面と対向する側の面,水滴の容量:4μl,測定時間:水滴を静置してから10秒間,測定場所:5箇所)し、市販の接触角計により測定する。測定装置としては、例えば、協和界面化学社製の接触角計(製品名「DM500」)を用いることができる。培養層の表面と対向する側の面の接触角が、50〜105°範囲内であるカバーシートであれば、被検液を培養層上に接種した後、その上から被せるだけで被検液を迅速に且つ良好に培養層上に拡げることができる。なお、上記接触角が50°未満であると、カバーシートを被せた際に、接種した被検液がカバーシートをつたって培養層上で不均一に拡がったり、枠外に遺漏したりする。また、上記接触角が105°を超えると、カバーシートを被せただけでは、被検液の拡がりが遅く、また、均一に拡げることができないため、作業効率が低下する。さらに、一般的に、上記接触角が105°を超えるシートは、製造が非常に困難であり、かなりの工夫を要するため、その使用は現実的ではない。なお、好ましくは、60〜100°の範囲内である。
本発明の微生物培養シートは、例えば、以下の方法により製造することができる。上記バインダーをアルコール系溶媒に溶解させ、得られた溶液に、上記のゲル化剤、栄養成分、選択剤等の成分を少なくとも1種を添加して混合し、培養層形成用培地液を調製する。次に、上記基材シートの上に、ディスペンサーを用いて上記疎水性樹脂からなる円状の枠層を形成した後、該枠層に囲まれた基材上に、上記培養層形成用培地液を塗布によりパターン形成した後、培地液に含まれるアルコールを除去して培養層を形成する。そして、上記カバーシートを、上記培養層を形成した基材シートの上に積層し、一辺の端部を接着することにより、微生物培養シートを得ることができる。なお、上記製造方法では、培養層形成用培地液を調製する際に使用する溶媒として、アルコール系溶媒を例示したが、これに限定されるものではなく、選択した培養層の構成成分を溶解又は分散し得るものであればよい。ただし、アルコール系溶媒は、水やトルエン等の高沸点溶媒のように、パターン形成後の溶媒除去工程において高温加熱する必要がないので、選択した成分が熱分解するおそれがなく、また、溶媒除去に長時間を要せず、生産効率に優れるため好ましい。アルコール系溶媒としては、炭素数が1〜5のアルコールが好ましく、炭素数1のメタノールがより好ましい。メタノールは、沸点が低く、乾燥による溶媒除去が容易であって、且つ、微生物の発育を阻害しないからである。なお、溶媒は、単独又は2種以上を混合して用いてもよく、その使用量は、選択した培養層の構成成分や溶媒の種類によって、適宜選択すればよい。
図2は、本発明の一実施形態に係る微生物培養シートの使用方法の一例を順次示す図である。図2(A)及び(B)に示すように、本発明の一実施形態に係る微生物培養シート1では、方形のカバーシート40が同じく方形の基材シート10に固設されており、基材シート10には円形の培養層20が形成され、培養層20の外周には疎水性樹脂からなる円形の枠層30が形成されている。本発明の一実施形態に係る微生物培養シート1では、まず、図2(C)に示すように、枠層30によって囲まれた培養層20上に、ピペット等を用いて被検液50を接種する。その後、図2(D)に示すように、カバーシート40と培養層20に接種された被検液50の液面とが接触するように、カバーシート40を培養層20に被覆させる。そうすると、カバーシート40によって被検液50が速やかに枠層30の内側の培養層20上に拡がる。
培養時に影響を与えない固着剤(ポリビニルピロリドン,商品名「PVP K−90」,日本触媒社製)20gを、メタノール溶液210mlに溶解させて、ポリビニルピロリドンのメタノール溶液を調製した。このポリビニルピロリドンのメタノール溶液に、ゲル化剤としてグアーガム粉末(商品名「NEOVISCO G」,400メッシュタイプ,三晶社製)60gと、栄養成分としてトリプトン(商品名「BACT TRYPTONE」,Becton,Dickinson and Company社製)3.26g、肉エキス(商品名「Lab−Lemco」,Oxoid社製)0.82g、酵母エキス(商品名「YEAST EXTRACT」,Becton,Dickinson and Company社製)0.03g、ブドウ糖(商品名「D−(+)−GLUCOSE」,和光純薬工業社製)0.16g、塩化ナトリウム(和光純薬工業社製)0.41g、及びリン酸水素二ナトリウム(和光純薬工業社製)0.37gと、を添加し混合することにより、培養層形成用培地液を調製した。
ポリアミド樹脂(商品名「バーサミド713」,コグニスジャパン社製)を1−プロパノールと2−プロパノールとの混合溶媒(質量比=7:3)に溶解させ、グラビア印刷可能な粘度となるように調整した。これを、OPPフィルム(商品名「OP−U1」,厚さ:40μm,片面コロナ処理,東セロ社製、)のコロナ処理面にグラビア印刷(樹脂全体の総塗布量:約1.0g/m2)し、バインダー樹脂層を有するカバーシートを製造した。そして、該カバーシートと、培養層が形成された上記基材シートとを、カバーシートのバインダー樹脂層と、基材シートの培養層面とが対向するように、端部で接着させて、実施例2の微生物培養シートを得た。
アクリルとプロピレンの共重合体のエマルジョン溶液(商品名「NKポリマーMK−100WP」,溶媒:水,新中村化学社製)を、OPPフィルム(商品名「OP−U1」,厚さ:40μm,片面コロナ処理,東セロ社製、)のコロナ処理面に、ワイヤバーを用いて塗工した後、60℃で2分間乾燥させ、バインダー樹脂層(乾燥後の塗布量:約2.0g/m2)を有するカバーシートを製造した。そして、該カバーシートと、培養層が形成された上記基材シートとを、カバーシートのバインダー樹脂層と、基材シートの培養層面とが対向するように、端部で接着させ、実施例3の微生物培養シートを得た。
OPPフィルム(二軸延伸ポリプロピレンフィルム,商品名「OP−U1」,厚さ:40μm,片面コロナ処理,東セロ社製、)からなるカバーシートと、培養層が形成された上記基材シートとを、上記カバーシートのコロナ処理面と、基材シートの培養層面とが対向するように、端部で接着させ、比較例1の微生物培養シートを得た。
塩素化ポリプロピレン樹脂を水に分散させたエマルジョン溶液(商品名「スーパークロンE−503」,日本製紙ケミカル社製)を、OPPフィルム(商品名「OP−U1」,厚さ:40μm,片面コロナ処理,東セロ社製、)のコロナ処理面に、ワイヤバーを用いて塗工した後、60℃で2分間乾燥させ、バインダー樹脂層(乾燥後の塗布量:約1.5g/m2)を有するカバーシートを製造した。そして、該カバーシートと、培養層が形成された上記基材シートとを、カバーシートのバインダー樹脂層と、基材シートの培養層面とが対向するように、端部で接着させ、比較例2の微生物培養シートを得た。
上記実施例1〜3及び比較例1,2の微生物培養シートにおけるカバーシートの、培養層の表面と対向する側の面について、水に対する接触角を測定した。接触角は、接触角計(製品名「DM500」,協和界面化学社製)を用い、JIS R3257に準拠した方法にて測定した。具体的には、JIS R3257の「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」内の「6.静滴法」に記載された方法に準拠(試験方法の種類:静滴法,試験対象:カバーシートの培養層の表面と対向する側の面,使用する水:蒸留水,室温:23℃,湿度:40%RH,水滴の容量:4μl,測定時間:水滴を静置してから10秒間,測定場所:5箇所)して測定し、5箇所の値の平均値を算出した。
これに対して、接触角が小さい比較例1,2では、枠内の培養層上に滴下した蒸留水は均一に展開せず、また、カバーシートを伝って枠外に漏れ出した。
このことから、カバーシートの被覆により培養層上に接種した被検液を展開させる、微生物培養シートでは、培養層の表面と対向する側のカバーシートの面の被検液に対する接触角の大きさを調整することで、迅速且つ正確な微生物培養試験を行い得ることが示唆された。
実際の微生物培養試験では、被検液は、溶媒として生理食塩水やリン酸緩衝液が用いられることが多く、これらに野菜や肉の成分がわずかに混入している。そのため、上記にて測定した蒸留水に対する接触角の値は、間接的な測定値である。そこで、上記評価試験において被検液の代わりに蒸留水を用いたことの妥当性を、実際の微生物培養試験にて一般的に用いられる被検液に対する接触角の値と、蒸留水に対する接触角の値とを比較することで評価した。
生理食塩水100mlに市販のカット野菜20gを入れ、ホモジナイズした後、10−3に希釈し、被検液Aを得た。
生理食塩水100mlに市販の牛豚合挽き肉20gを入れ、ホモジナイズした後、10−3に希釈し、被検液Bを得た。
上記実施例1の微生物培養シートにおけるカバーシートの、培養層の表面と対向する側の面について、蒸留水、被検液A、及び被検液Bのそれぞれに対する接触角を測定した。なお、使用した液体以外の条件は、上記と同様とした。
これらの結果から、被検液の代わりに蒸留水を用いた上記評価試験には妥当性があることが確認された。
10 基材シート
20 培養層
30 枠層
40 カバーシート
50 被検液
Claims (4)
- 基材シートと、前記基材シート上の所定の領域に形成された培養層と、前記培養層の外周又は前記培養層上に形成された、前記培養層上に接種される被検液の拡がる範囲を限定するための枠層と、前記培養層の表面を被覆するカバーシートと、を有し、
前記カバーシートの前記培養層の表面と対向する側の面は、JIS R3257に準拠したぬれ性試験方法の静滴法による水に対する接触角が50〜105°の範囲内であり、
前記培養層の高さは、200〜600μmであり、
前記枠層の高さは、前記培養層の高さよりも300〜800μm高い微生物培養シート。 - 前記培養層は、ポリビニルピロリドンと、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤、及び基質からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する培地液がパターン形成されたものである請求項1に記載の微生物培養シート。
- 前記枠層は、疎水性樹脂からなる請求項1又は2に記載の微生物培養シート。
- 前記カバーシートは、前記基材シートに固設されている請求項1〜3いずれかに記載の微生物培養シート。
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