JPS6233863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般的には酸素のない環境を確立
し、維持するための装置に関する。特に、本発明
は密封された容器中に斯かる酸素のない環境を確
立し、検査のために容器を開封し、その後に再密
封するとき、嫌気的環境を繰り返し再生する装置
に関する。本発明の装置は嫌気性環境を確立する
ばかりでなく、維持し、および／あるいは再確立
する能力を持つ。

（従来技術） 多種の培地で培養する場合、培養の状態を多種
の段階で検査することは重要である。斯かる検査
のためには、培地を含む容器を開封することが必
要になつてくる。特に、幾つかのペトリ皿を配列
し積み重ねた嫌気性びんを使用する場合には開封
が何度も必要である。これらの環境下に密封した
容器を開ける場合、それを再び閉じたとき、酸素
のない環境を再確立することが必要となつてく
る。そのためには一般的には、酸素のない環境を
再確立するために追加の触媒の使用および全体的
に新しい嫌気性発生用薬剤の使用を必要とする。
たとえ、１つか２つのペトリ皿についてだけ検査
が必要であつても、嫌気性びんを開けたとき全て
の培養物が暴露され妨害を受けるという問題があ
る。

（発明の構成） 本発明では、培地が含まれている容器を何度か
繰り返し開いたとき、自動的に酸素のない環境を
再確立するために、１つの装置を提供する。本発
明の装置は、嫌気性環境を生起するための１組の
金属を湿つた状態にしたとき、水と反応して水素
を遊離し、且つその環境をかわかし、次いで、こ
の水素が密封した環境にて遊離の酸素と連続的に
反応を起こす。すなわち、湿気を本発明のその１
組に少量づつ加えるとき、連続的に酸素掃去機能
がある。その後、水を更に添加して全ての金属を
使い尽すまで適度な速度で水素の発生をすること
でこの行程が繰り返される。

このように、本発明の装置は酸素を掃去するも
のとして二重の作用をもつ。約1.5グラムの１組
の金属を通常のペトリ皿あるいは皿類の中に置い
て、例えば、かんてん培地のような新鮮な溶解し
た培地を注入して高い湿気に暴露するか、あるい
はその１組に水を直接添加する方法で水に暴露し
て水素を遊離させ、容器中に存在させた触媒の存
在下に、遊離の酸素と反応させる。こうしてこの
環境に存在する遊離の酸素が除去される。この反
応が停止した後も、残りの乾燥した１組の金属は
残存（もしくは培地から拡散した）遊離の酸素と
徐々に直接反応し、金属酸化物を形成し、かくし
て、環境を還元状態に維持することを助ける。形
成した金属酸化物はさらに環境を乾燥する。

この装置において、ペトリ皿あるいは皿類のよ
うな密封容器の各々が、アルミナの上に維持され
たパラジウムのような触媒および嫌気性状態を指
示する指示薬をも、前記１組の金属とともに含ん
でよい。さらに、容器は二酸化炭素を発生する二
酸化炭素錠剤を含んでもよい。嫌気性状態を指示
する指示薬はメチレンブルー、インジゴカルミン
あるいはレゾアズリンでよい。

上記のとおり、嫌気性ペトリ皿あるいは皿類を
開け、試験し、それから閉じることを何度もで
き、それぞれの場合、その皿は少量の水の添加で
還元状態に戻すことができる。このように、それ
ぞれのさらには自動的に還元状態に戻り、操作お
よび観察している間、その環境を維持する。

本発明を実施するのに使用する代表的な金属類
は、マグネシウム、ストロンチウムおよび金属カ
ルシウムを含む。ベリリウムおよびバリウムも使
用できるが、極めて毒性がある。好ましくは、削
り屑の金属マグネシウムを使用する。１組の金属
を形成するため金属を加える金属塩は例えば銅、
白金、パラジウム、錫、鉄、ニツケルあるいはコ
バルトでよい。好ましくは、銅塩、最も好ましく
は塩化銅である。この１組の金属から嫌気性状態
を生起する触媒は、例えば担持されたパラジウム
あるいは担持された白金でよい。しかしながら、
この装置の１組の金属がそれ自身の触媒として働
くことは本発明の範囲内である。もし、パラジウ
ムおよびマグネシウムから１組の金属を形成する
なら、この組み合わせは、その自身の触媒（促進
剤）として働く。それ自身の触媒として働くため
に組み合わせる他の塩はニツケル、白金およびコ
バルトを含む。

本発明の装置の１組の金属を形成するには、塩
化第二銅の弱溶液を漏斗を通し、マグネシウム削
り屑の部分の上に注いで供給してよい。できるだ
け速く反応を完了するために、このカツプリング
は迅速に行なわなければならない。嫌気性発生の
密封した容器を形成するには、このように銅−マ
グネシウムの１組の量は例えば容器の体積に従つ
て選ぶであろう。例えば、0.5グラムの銅−マグ
ネシウムの１組で約２時間40c.c.の体積を完全に酸
素のない環境を確立する。2.2の体積の嫌気性
びんは例えば、多くの培養物について有益な時
間、嫌気性環境を確立するために、２グラムのマ
グネシウム−銅の１組を必要とする。本発明の１
組の金属は例えば、触媒なしに嫌気性状態を確立
できる程度に効果的である。これに対して、従来
これらの条件下に操作する場合における問題点
は、反応が非常に遅いので、ある非常に過敏な培
養物に対して効果的でないことがあつた。

本発明において、嫌気性状態を維持する代表的
な化学反応は、銅−マグネシウムの１組が使用さ
れるとして次のとおりである： Mg⁰＋Cu²⁺（ap）（塩）→
（ap）Mg⁰−Cu⁰＋H₂＋Mg²⁺（ap） Mg⁰−Cu⁰＋H₂O→H₂＋Cu⁰＋Mg⁰ Mg⁰−Cu⁰（乾燥）＋O₂→MgO＋2Cu⁰ このように、本発明は独立して完備しているペ
トリ皿あるいは嫌気性環境および／あるいは還元
培地を含む他の密封した容器を提供し、それぞれ
のペトリ皿ははつきり目で見ることができ、嫌気
性びんあるいは嫌気性恆温器のような体積の大き
い装置の必要性はなく、１つ以上のかかる皿を同
時に使用できるように簡単に操作できる。それぞ
れのペトリ皿は、それを観察する間、使用されて
いる他の皿を妨害することなく別々に扱える。本
発明の装置は酸素を除去する二重の作用装置を提
供する。即ち、前記のとおり最初、嫌気性状態を
確立するため、水素を発生し、存在する酸素と触
媒的に反応するそして次に、酸素と直接、結合し
て金属酸化物を形成する。それぞれ１つの嫌気性
皿類あるいは皿はさらに、何回も働く能力を持
つ。このように自動的に発生した水素が触媒で酸
化され水となり、皿に細菌サンプルをストリーク
し、開け、閉じて開けることを何回も繰り返して
も、嫌気性状態の再確立ができる。さらに、湿気
のある状態あるいは半乾燥状態ではその１組の金
属は容器にまだ存在している酸素とゆつくり反応
するので、斯かる性質が培地から残つた微量の酸
素を除去し、還元環境を維持するのにかなつてい
る。

個々の密封した容器が比較的小さな空間しか占
めず、さらに何回も開けることができるため、周
囲の環境に暴露する時間は、数分間以内に嫌気性
状態を再確立するような最小時間に制限される。
このため、細菌の分離率の増加でき、臨床標本の
採取とその診断および感受性の結果との間の時間
遅滞を減少するように臨床培養が行なわれ、直ち
にストリークし実験室に持ち入れる。

図面の内容については、その説明を参照すれば
理解できるであろう。第１図は底壁１２および環
状直立壁１４を持つ底部１０で装置の一部を形成
する密封可能なペトリ皿の底部１０を示す。壁１
４に沿つて周囲に配置しているのは、第３図に示
すように底部１０および関連する頂部２０の間の
密封関係を維持するための複数のはめ合せ式の移
動ロツク接続を形成する複数のロツク接続１６で
ある。第２図に示される通り、底部１０は頂部２
０の環状壁２４の頂点の底壁２９を受け入れるた
めに環状の台を形成するのにかなう環状の接合点
１８を含む。頂部２０の壁２４の上端は底部１０
の接合点１８に受け入れる環状のフランジ２９を
含む。

第３図に示すように、頂部２０は密封可能なペ
トリ皿の閉じた位置における頂部２０および底部
１０の間のロツクされた密封可能な接続を維持す
るために底部１０のはめ合せ式の接続１６と協力
する複数のロツク接合点を含む。

ここで、第５，６および７図に関し、ペトリ皿
の底の断面の形を、装置内に反応体を受け入れる
ための複数の穴３２，３４，３６および３８を持
つ完全充実台状部３０で示す。台３０はペトリ皿
１０ａ内で壁４０を形成し、該壁４０は培地を受
け入れるため、反対壁１４ａおよび空間４６と一
緒になつて底部１０ａを規定する。底部１０ａと
ともに完全な密封ペトリ皿を形成する協力頂部２
０ａは、この形のペトリ皿においては第７図に示
されるように、その頂部に位置している触媒リン
グ４４を含む。この触媒は米国特許出願第26337
号（1979年７月２日出願）の開示に従つて製造さ
れたアルミナに担持したパラジウムのような、塗
布可能な触媒系であつてよい。穴３２，３４，３
６あるいは３８の１つが触媒を保持してよく、そ
の場合には頂部２０ａには触媒がない。例えば穴
３２は本発明の金属の１組を含んでよく、穴３４
は密封した容器にて嫌気性状態を指示する嫌気性
指示薬を含んでもよく、穴３６は上記の米国特許
出願第26337号に開示された二酸化炭素錠剤を含
んでよい。穴３８は図示する態様では上記のとお
り触媒を保持する。

本発明の第１図および第２図を再び参照する
と、頂部２０および底部１０を密封状態で係合さ
せるため、壁１４から45゜の角度で延びる環状直
立壁部５０が、壁２４から45゜の角度で頂部２０
に規定されている環状壁部５２と協力するよう
に、頂部２０の寸法が定められている。

このように、前述したものから正しく評価でき
るように、本発明のペトリ皿において、個々に制
御される培養物の嫌気性環境のための完全な装置
がここで提供されている。そこでは、ペトリ皿あ
るいは容器を開け、検査してよい。この後、自動
的に嫌気性生活の再確立を伴ない容器を閉じるこ
とができる。この装置はペトリ皿が多種の触媒系
を含んでよく、必要に応じて二酸化炭素発生の系
を含んでよい。嫌気性装置を個々に働かせること
ができる性質および自動的に働く性質のため、本
発明の装置は大量生産技術で生産できる経済的で
魅力的な商品である。この装置は比較的安価な培
養を個人で行なうことを可能とする。特に臨床操
作および大学の実験に対して重要である。

この方法、組成物および装置は本発明の好まし
い具体例の形で開示したが、本発明はこれらの特
定の方法、組成物あるいは装置の型に制限され
ず、この特許請求の範囲に規定する本発明の範囲
からはずれずに変化を付加できるものである。

本発明に従がい、金属の１組を使用することを
明確にする例として、次の実施例を示す。しかし
ながら、これらの実施例は、一般的例示であり、
この発明の開示を何ら制限するものでない。

実施例 １ この実施例では削り屑のマグネシウム金属を用
いた。2.13グラムのマグネシウム金属削り屑を使
用し、50グラムの塩化第二銅溶液をこの粉末に注
いだ。緩衝液はここでこの反応を実施するには実
際に必要ないことが判明しているが、トリス緩衝
液を反応促進のため使用し、この緩衝液はトリス
ヒドロキシメチルアミノメタンである。トリス緩
衝液の量は0.06グラムで使用される。約30秒間反
応を行なつた。その後、反応体を４つの別々の量
の30mlの蒸留水で洗浄し、それから、反応生成物
をアセトンで洗浄した。この物質をそれから空気
を吹きつけ乾燥し、2.33グラムの乾燥した物質の
最終的な重量を得た。この物質に、0.66グラムの
量の粉末パラジウム触媒を加えた。メチレンブル
ー指示薬と共にこの物質びんに加え、７mlの蒸留
水を加え、びんを密封した。びんの圧力指示器は
2.8psiの圧力が発生したことを示した。びんの側
面に多量の凝縮水が形成した。指示薬は嫌気性状
態を示す白に変化した。この過程は次のとおりで
ある。

時 間 O₂％ ０分 21.00 ５分 20.00 10分 18.00 15分 15.00 20分 11.00 30分 3.00 時 間 O₂％ 40分 2.00 50分 1.00 60分 0.70 70分 0.50 80分 0.30 90分 0.10 このように、たつた１時間でびんの中の酸素％
は21％から0.70％に減少した。そして、90分後に
は0.10％に減少した。

実施例 ２ この実施例で、10.03グラムの量のマグネシウ
ム粉末を用いた。0.20グラムの塩化ナトリウム、
および0.20グラムのトリス緩衝液と共に、2.52グ
ラムの塩化第二銅を用いた。61.40mlの水で反応
物を４回洗浄し、さらにアセトンで４回洗浄し
た。その結果生成した物質の空気乾燥後の重量は
13.80グラムであつた。

その物質を錠剤ダイ中に入れ錠剤を形成し、気
密な容器に貯蔵した。錠剤にする混合物は例えば
１グラムの塩化ナトリウムおよび0.41グラムのト
リス緩衝液に実施例２の処理したマグネシウム粉
末を含む。このようにして作られた錠剤はここで
開示されているような個々のペトリ皿で使用する
のに便利である。

本発明の装置で使用するペトリ皿の型を図解す
る図面を本発明の実例としてさらに注目された
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密封可能なペトリ皿の底部を
上から見た平面図である。第２図は第１図の線２
−２に沿つて切断した場合の切断面の断面図であ
る。第３図は第１図の密封可能なペトリ皿の頂部
の底側から見た平面図である。第４図は第３図の
線４−４に沿つて切断した場合の切断面の断面図
である。第５図は装置に組み入れられたペトリ皿
の底の断面を上から見た平面図である。ここに本
発明の装置用の反応体を受け入れる穴の設備があ
る。第６図は第５図の線６−６に沿つて切断した
場合の切断面の断面図である。および、第７図は
本発明の装置の多くの面を組み入れたペトリ皿の
頂点の断面を底から見た平面図である。 １０：底部、１２：底部、１４：環状直立棒、
１６：ロツク接続、１８：接合点、２０：頂部、
２４：環状壁、３０：台、３２：穴、３４：穴、
３６：穴、４４：接触リング、５０：環状直立壁
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 密封可能な容器； (ロ) 水と接触させて酸素と反応できるガスを発生
   させ、嫌気性微生物を培養する環境を提供する
   ために該容器内に置かれた、金属−金属塩の１
   組であつて、該金属がマグネシウム、ベリリウ
   ム、バリウム、ストロンチウムおよびカルシウ
   ムから選択され、該金属塩が銅、プラチナ、パ
   ラジウム、錫、鉄、ニツケルおよびコバルトの
   塩から選択されるものである前記金属−金属塩
   の１組；および (ハ) 酸素と該容器内に発生したガスとの反応を助
   ける触媒； よりなる、嫌気性微生物を培養するために使用す
   る環境を提供する装置。 ２ 前記触媒が前記金属−金属塩の１組中に一緒
   に含まれる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記金属がマグネシウムであり、前記金属塩
   がパラジウム、ニツケル、白金およびコバルトの
   塩からなる群より選ばれる特許請求の範囲第２項
   記載の装置。 ４ 前記金属がマグネシウムであり、前記金属塩
   が銅の塩である特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ５ 前記密封可能な容器が、 (イ) 底部； (ロ) 嫌気性微生物培養環境を生じさせる反応成分
   を受け入れるために該底部にある複数のウエ
   ル； (ハ) 頂部；および (ニ) 該頂部および底部にある係合閉鎖手段； を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ (イ) 前記底部面積の約半分が充実台状部より
   なり； (ロ) 前記複数のウエルは該充実台状部に形成さ
   れ；そして (ハ) 前記底部の該充実台状部に隣り合う残りの約
   半分は培養培地を受け入れる部分である； ことを更に特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ７ 前記触媒が、前記頂部の内側表面に塗布され
   ている特許請求の範囲第５項記載の装置。 ８ 触媒が、アルミナに担持されたパラジウムで
   ある特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９ 二酸化炭素を発生する錠剤をさらに有する特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 １０ 前記錠剤が水溶性の固体炭酸塩および水溶
   性の固体酸よりなる特許請求の範囲第９項記載の
   装置。 １１ 二酸化炭素指示薬を更に有する特許請求の
   範囲第９項記載の装置。 １２ 前記容器中に少なくとも一種の嫌気性指示
   薬を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 １３ (イ) 密封可能な容器がペトリ皿であり； (ロ) 前記金属−金属塩の１組が錠剤の形状であ
   り； (ハ) 嫌気性指示薬が前記ペトリ皿内にあり；およ
   び (ニ) 前記ペトリ皿は繰り返し開け閉めできる閉鎖
   手段を有する； ことよりなる特許請求の範囲第１２項記載の装
   置。 １４ (イ) 前記ペトリ皿が係合する頂部および底
   部を有し； (ロ) 前記ペトリ皿を繰り返し開け閉めできる該ペ
   トリ皿上の手段が、嵌め合せ式の係合閉鎖手段
   である特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ 前記金属−金属塩の１組が、金属マグネシ
   ウムと塩化第二銅との反応生成物である特許請求
   の範囲第１３項記載の装置。 １６ 前記錠剤が、トリスバツフアー成分および
   塩化ナトリウムも含有する特許請求の範囲第１５
   項記載の装置。 １７ 前記嫌気性指示薬が、メチレンブルー、イ
   ンジゴカーミンおよびレゾアズリンよりなる群か
   ら選択される指示薬を含む特許請求の範囲第１３
   項記載の装置。