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技術 微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイス

出願人 中原大學
発明者 黄郁慈鍾文耀呉柏緯頼俊廷徐潔茹
出願日 2017年12月27日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2017-250320
公開日 2018年11月29日 (10ヶ月経過) 公開番号 2018-186800
状態 特許登録済
技術分野 微生物・酵素関連装置 酵素、微生物を含む測定、試験
主要キーワード 気体管路 槽体内 気体供給ユニット モニタリングデバイス 水素イオン指数 微小生物 反応デバイス 伝送ユニット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年11月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

本発明は、センサユニット定着性及び安定性を増加させるとともに、槽体内の液面が徐々に降下しても、槽体内の状態を有効的にモニタリングすることができる、微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスを提供することにある。

解決手段

本発明に係る微小生物反応デバイスは、槽体、第一支持板、第二支持板及び仕切板包括している。槽体内は、微小生物及び培養液を設置している。第一支持板は、槽体の開口上に被覆し、第一孔及び第二孔を有している。第二支持板は、槽体に対向する第一支持板の一方のもう一方に設置し、第一孔の位置に対応する第三孔及び第二孔の位置に対応する第四孔を有している。仕切板は、第一端部と、第一端部に対向する第二端部を有し、仕切板の第一端部が槽体内に位置し且つ槽体の底部と所定距離を離間し、仕切板の第二端部が第一支持板を貫通して第二支持板と接続し、且つ仕切板と第一支持板とを接続している。

概要

背景

周知において、藻類といった水中にある微生物を培養してモニタリングを行う場合、その多くは、一つの培養槽を用いるとともに、培養槽内に微生物と培養液とを置き、且つ培養槽上に蓋板で蓋をしているものである。また、蓋板上に孔を設置することで、孔を介して気体入り込みやすくなり、且つセンサが孔を介して蓋板上に固定するように取付けられることで、培養槽内の状態をモニタリングすることができる。

しかし、気体が培養槽内に入り込むと気泡が発生してしまい、気泡がセンサに直接接触する可能性があるため、読み取ったデータにバラつきが発生してセンサの読取値に影響を及ぼしている。培養槽内の液面がモニタリング過程において徐々に降下すると、センサが蓋板上に固定されているため、センサは、液面と接触することができず、培養槽内の状態を持続的にモニタリングすることができなくなることから、モニタリングの安定性を低減している。このため、上述したような周知の方法には、改善する余地がある。

概要

本発明は、センサユニット定着性及び安定性を増加させるとともに、槽体内の液面が徐々に降下しても、槽体内の状態を有効的にモニタリングすることができる、微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスを提供することにある。本発明に係る微小生物反応デバイスは、槽体、第一支持板、第二支持板及び仕切板包括している。槽体内は、微小生物及び培養液を設置している。第一支持板は、槽体の開口上に被覆し、第一孔及び第二孔を有している。第二支持板は、槽体に対向する第一支持板の一方のもう一方に設置し、第一孔の位置に対応する第三孔及び第二孔の位置に対応する第四孔を有している。仕切板は、第一端部と、第一端部に対向する第二端部を有し、仕切板の第一端部が槽体内に位置し且つ槽体の底部と所定距離を離間し、仕切板の第二端部が第一支持板を貫通して第二支持板と接続し、且つ仕切板と第一支持板とを接続している。

目的

本発明は、センサユニットの定着性及び安定性を増加させるとともに、槽体内の液面が徐々に降下しても、槽体内の状態を有効的にモニタリングすることができる、微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

微小生物及び培養液を設置する槽体と、前記槽体の開口上に被覆し、第一孔及び第二孔を有する第一支持板と、前記槽体に対向する前記第一支持板の一方のもう一方に設置し、前記第一孔の位置に対応する第三孔及び前記第二孔の位置に対応する第四孔を有する第二支持板と、第一端部及び前記第一端部に対向する第二端部を有し、前記第一端部が前記槽体内に位置し且つ前記槽体の底部と所定距離を離間し、前記第二端部が前記第一支持板を貫通して前記第二支持板と接続し、且つ前記第一支持板とを接続する仕切板と、を包括することを特徴とする微小生物反応デバイス

請求項2

前記槽体の形状は、円柱形であることを特徴とする請求項1に記載の微小生物反応デバイス。

請求項3

前記第四孔の直径は、前記第二孔の直径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の微小生物反応デバイス。

請求項4

微小生物及び培養液を設置する槽体と、前記槽体の開口上に被覆し、第一孔及び第二孔を有する第一支持板と、前記槽体に対向する前記第一支持板の一方のもう一方に設置し、前記第一孔の位置に対応する第三孔及び前記第二孔の位置に対応する第四孔を有する第二支持板と、第一端部及び前記第一端部に対向する第二端部を有し、前記第一端部が前記槽体内に位置し且つ前記槽体の底部と所定距離を離間し、前記第二端部が前記第一支持板を貫通して前記第二支持板と接続し、且つ前記第一支持板とを接続する仕切板と、を包括する反応デバイスと、前記第一孔及び前記第三孔を貫通して前記槽体内に入り込むことで、気体を提供する気体管路と、槽体内の微小生物、培養液及び気体に対して検知を行うため、第二孔及び第四孔を貫通して槽体内に入り込むことで検知信号を発生させる検知電極と、を包括することを特徴とする微小生物モニタリングデバイス

請求項5

前記検知信号は、水素イオン指数溶存酸素量、温度、導電率及び/或いは輝度などを包括することを特徴とする請求項4に記載の微小生物モニタリングデバイス。

請求項6

前記検知電極に接続し、前記検知信号を受信することで、処理信号を発生させる処理ユニットと、前記処理ユニットに接続し、前記処理信号の受信及び送信を行う信号送受信ユニットと、前記信号送受信ユニットに接続し、前記処理信号を受信して保存するメモリユニットと、をさらに包括することを特徴とする請求項4に記載の微小生物モニタリングデバイス。

請求項7

前記槽体の形状は、円柱形であることを特徴とする請求項4に記載の微小生物モニタリングデバイス。

請求項8

前記第四孔の直径は、前記第二孔の直径より大きいことを特徴とする請求項4に記載の微小生物モニタリングデバイス。

請求項9

前記気体管路と接続することで、気体を提供する気体供給ユニットをさらに包括することを特徴とする請求項4に記載の微小生物モニタリングデバイス。

技術分野

0001

本発明は、モニタリングデバイス、特に微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスに関するものである。

背景技術

0002

周知において、藻類といった水中にある微生物を培養してモニタリングを行う場合、その多くは、一つの培養槽を用いるとともに、培養槽内に微生物と培養液とを置き、且つ培養槽上に蓋板で蓋をしているものである。また、蓋板上に孔を設置することで、孔を介して気体入り込みやすくなり、且つセンサが孔を介して蓋板上に固定するように取付けられることで、培養槽内の状態をモニタリングすることができる。

0003

しかし、気体が培養槽内に入り込むと気泡が発生してしまい、気泡がセンサに直接接触する可能性があるため、読み取ったデータにバラつきが発生してセンサの読取値に影響を及ぼしている。培養槽内の液面がモニタリング過程において徐々に降下すると、センサが蓋板上に固定されているため、センサは、液面と接触することができず、培養槽内の状態を持続的にモニタリングすることができなくなることから、モニタリングの安定性を低減している。このため、上述したような周知の方法には、改善する余地がある。

発明が解決しようとする課題

0004

これを鑑み、本発明は、センサユニット定着性及び安定性を増加させるとともに、槽体内の液面が徐々に降下しても、槽体内の状態を有効的にモニタリングすることができる、微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスを提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、槽体、第一支持板、第二支持板及び仕切板包括する微小生物反応デバイスを提供している。槽体内は、微小生物及び培養液を設置している。第一支持板は、槽体の開口上に被覆し、第一孔及び第二孔を有している。第二支持板は、槽体に対向する第一支持板の一方のもう一方に設置し、第一孔の位置に対応する第三孔及び第二孔の位置に対応する第四孔を有している。仕切板は、第一端部及び第一端部に対向する第二端部を有し、仕切板の第一端部が槽体内に位置し且つ槽体の底部と所定距離を離間し、仕切板の第二端部が第一支持板を貫通して第二支持板と接続し、且つ仕切板と第一支持板とを接続している。

0006

本発明は、反応デバイス、気体管路及び検知電極を包括する微小生物モニタリングデバイスを提供している。反応デバイスは、槽体、第一支持板、第二支持板及び仕切板を包括している。槽体内は、微小生物及び培養液を設置している。第一支持板は、槽体の開口上に被覆し、第一孔及び第二孔を有している。第二支持板は、槽体に対向する第一支持板の一方のもう一方に設置し、第一孔の位置に対応する第三孔及び第二孔の位置に対応する第四孔を有している。仕切板は、第一端部及び第一端部に対向する第二端部を有し、仕切板の第一端部は、槽体内に位置し且つ槽体の底部と所定距離を離間し、仕切板の第二端部は、第一支持板を貫通して第二支持板と接続し、且つ仕切板と第一支持板とを接続している。気体管路は、第一孔及び第三孔を貫通して槽体内に入り込むことで、気体を提供している。検知電極は、槽体内の微小生物、培養液及び気体に対して検知を行うため、第二孔及び第四孔を貫通して槽体内に入り込むことで検知信号を発生させている。

発明の効果

0007

本発明が掲示する微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスに基づくと、第一支持板で槽体の開口上を被覆すること、第一支持板及び第二支持板で二層支持構成を形成することにより、仕切板の第一端部は槽体内に位置し且つ槽体の底部と所定距離を離間するとともに、仕切板の第二端部は、第一支持板を貫通して第二支持板と接続している。これにより、検知電極が有効的に固定されるとともに、さらに、槽体内の液体攪拌によって発生する渦による移動に抵抗することができ、槽体内の液面の高さが昇降したとしても、検知電極は、これに伴って上下することができ、且つ揺れてしまうという状況も発生せず、また、槽体内の液面が徐々に降下したとしても、検知電極は、液体と有効的に接触することで、槽体内の状態を持続的に検知することを有効的に増加させている。また、仕切板によって気体管路と検知電極とを離間させることで、気体が槽体内に送り込まれて発生する気泡が検知電極と直接接触して検知電極の検知状態に影響を及ぼすことを有効的に防ぐことでき、検知電極の安定性を増加させている。

図面の簡単な説明

0008

本発明に係る実施例において掲示する微小生物反応デバイスを示す模式図である。
本発明に係る実施例において掲示する微小生物反応デバイスを示す分解図である。
本発明に係る実施例において掲示する微小生物モニタリングデバイスを示す模式図である。
本発明に係る実施例において掲示する微小生物モニタリングデバイスの一部分を示す分解図である。
本発明に係る実施例において掲示する微小生物モニタリングデバイスの一部分を示すブロック図である。

実施例

0009

本発明に係る実施例において掲示する微小生物反応デバイスを示す模式図である図1と、本発明に係る実施例において掲示する微小生物反応デバイスを示す分解図である図2とを参照すると、微小生物反応デバイス100は、槽体110、第一支持板120、第二支持板130及び仕切板140を包括している。槽体110内には、微小生物及び培養液を設置している。そのうち、微小生物は、藻類などといった微生物などを包括している。

0010

第一支持板120は、槽体110の開口111上に被覆、即ち第一支持板120は槽体110の蓋板とすることができる。また、第一支持板120は、第一孔121及び第二孔122を有している。

0011

第二支持板130は、槽体110に対向する第一支持板120の一方123のもう一方124に設置している。実施例において、第二支持板130は、例えば、第一支持板120と平行に設置し、第一支持板120と所定距離D1を離間することもできる。そのうち、所定距離D1は、ユーザのニーズに応じて調整することができる。また、第二支持板130は、第三孔131及び第四孔132を有している。そのうち、第三孔131は、第一孔121の位置に対応し、第四孔132は、第二孔122の位置に対応している。

0012

仕切板140は、第一端部141及び第一端部141に対向する第二端部142を有している。そのうち、仕切板140の第一端部141は、槽体110内に位置し且つ槽体110の底部と所定距離D2を離間している。また、仕切板140の第二端部142は、第一支持板120を貫通して第二支持板130と接続し、且つ仕切板140と第一支持板120とを接続している。

0013

さらにいうと、槽体110の形状は、例えば、円柱形であって、槽体110の材質は、高透光ガラスとすることができ、これにより、光源が均一に分布され、微小生物は、容易に光源を吸収し且つ隙間に挟まってしまうといった状況が発生しなくなる。なお、上述した槽体110の形状が円柱形というのは、本実施例の実施方法の一つに過ぎず、本発明はこれに限らず、ユーザは、ニーズに応じて槽体110の形状を、例えば正方形長方形などにすることができる。

0014

また、第一支持板120、第二支持板130及び仕切板140の材質は、例えばアクリルなどといった透明な材質とすることができる。また、本実施例において、第一孔121及び第三孔131は、気体管路を通過させて槽体110内に入り込ませることで、気体を槽体110内に送り込んでいる。第二孔122及び第四孔132は、検知電極の一端を通過させて槽体110内に入り込ませることで、槽体110内の状態を検知している。

0015

さらにいうと、第四孔132の直径及び第二孔122の直径は、それぞれ検知電極の外観に基づいて調整することができ、例えば、第四孔132の直径を第二孔122の直径より大きく設定することができる。このことから、第一支持板120及び第二支持板130で二層の支持構成を形成することにより、検知電極が有効的に固定されるとともに、さらに、槽体110内の液体が攪拌によって発生する渦による移動に抵抗することができる。

0016

また、槽体110内の液面の高さが昇降したとしても、検知電極は、これに伴って上下することができ、且つ揺れてしまうという状況も発生しない。槽体110内の液面が徐々に降下したとしても、検知電極は、液体と有効的に接触することで、槽体110内の状態を持続的に検知することを有効的に増加させている。また、仕切板140によって気体管路と検知電極とを離間させることで、気体が槽体110内に送り込まれて発生する気泡が検知電極と直接接触して検知電極の検知状態に影響を及ぼすことを有効的に防ぐことでき、検知電極の安定性を増加させている。

0017

また、上述した実施例において、第四孔132の数量及び第二孔122の数量は、それぞれ一つずつだけで説明しているが、本実施例は、これに限らず、ユーザのニーズに応じて調整することができ、また、第四孔132の数量及び第二孔122の数量は、検知電極の数量に対応するようにすることができる。例示すると、検知電極の数量が二つの場合、第四孔132の数量及び第二孔122の数量はそれぞれ二つずつ、検知電極の数量が三つの場合、第四孔132の数量及び第二孔122の数量はそれぞれ三つずつ、というようになっている。

0018

本発明に係る実施例において掲示する微小生物モニタリングデバイスを示す模式図である図3と、本発明に係る実施例において掲示する微小生物モニタリングデバイスの一部分を示す分解図である図4と、本発明に係る実施例において掲示する微小生物モニタリングデバイスの一部分を示すブロック図である図5とを参照すると、微小生物モニタリングデバイス300は、反応デバイス310、気体管路320及び検知電極330を包括している。反応デバイス310は、槽体110、第一支持板120、第二支持板130及び仕切板140を包括している。そのうち、反応デバイス310、槽体110、第一支持板120、第二支持板130及び仕切板140の配置関係については、上述した図1及び図2にある実施例において説明しているため、ここではこれ以上言及しない。

0019

気体管路320は、第一孔121及び第三孔131を貫通して槽体110内に入り込むことで、気体を提供している。さらにいうと、微小生物モニタリングデバイス300は、気体供給ユニット340をさらに包括することができる。気体供給ユニット340は、気体管路320と接続することで、気体管路320を介して気体供給ユニット340が提供する気体を槽体110内に送り込んでいる。

0020

検知電極330は、槽体110内の微小生物、培養液及び気体に対して検知を行うため、第二孔122及び第四孔132を貫通して槽体110内に入り込むことで検知信号を発生させている。本実施例において、検知信号は、水素イオン指数溶存酸素量、温度、導電率及び/或いは輝度などを包括している。

0021

本実施例において、第四孔132の直径及び第二孔122の直径は、それぞれ検知電極330の外観に基づいて調整することができ、例えば、第四孔132の直径を第二孔122の直径より大きく設定することができる。このことから、第一支持板120及び第二支持板130で二層の支持構成を形成することにより、検知電極330が有効的に固定されるとともに、さらに、槽体110内の液体が攪拌によって発生する渦による移動に抵抗することができる。

0022

また、槽体110内の液面の高さが昇降したとしても、検知電極330は、これに伴って上下することができ、且つ揺れてしまうという状況も発生しない。槽体110内の液面が徐々に降下したとしても、検知電極330は、液体と有効的に接触することで、槽体110内の状態を持続的に検知することを有効的に増加させている。また、仕切板140によって気体管路320と検知電極330とを離間させることで、気体が槽体110内に送り込まれて発生する気泡が検知電極330と直接接触して検知電極330の検知状態に影響を及ぼすことを有効的に防ぐことでき、検知電極の安定性を増加させている。

0023

また、上述した実施例において、第四孔132の数量及び第二孔122の数量は、それぞれ一つずつだけで説明しているが、本実施例は、これに限らず、ユーザのニーズに応じて調整することができ、また、第四孔132の数量及び第二孔122の数量は、検知電極330の数量に対応するようにすることができる。例示すると、検知電極330の数量が二つの場合、第四孔132の数量及び第二孔122の数量はそれぞれ二つずつ、検知電極330の数量が三つの場合、第四孔132の数量及び第二孔122の数量はそれぞれ三つずつ、というようになっている。

0024

さらにいうと、微小生物モニタリングデバイス300は、処理ユニット350、信号送受信ユニット360及びメモリユニット370をさらに包括している。処理ユニット350は、検知電極330に接続し、検知信号を受信することで、処理信号を発生させている。信号送受信ユニット360は、処理ユニット350に接続し、処理信号の受信及び送信を行っている。本実施例において、信号送受信ユニット360は、有線或いは無線伝送ユニットとすることができ、有線或いは無線によって処理信号を伝送している。メモリユニット370は、信号送受信ユニット360に接続し、処理信号を受信して保存している。このことから、ユーザは、メモリユニット370にある情報を読み取ることで、槽体110内にある微小生物の生育状態を知り得ることができる。

0025

以上のことから、本発明に係る実施例が掲示する微小生物反応デバイス及びそれを使用した微小生物モニタリングデバイスは、第一支持板で槽体の開口上を被覆すること、第一支持板及び第二支持板で二層の支持構成を形成することにより、仕切板の第一端部は槽体内に位置し且つ槽体の底部と所定距離を離間するとともに、仕切板の第二端部は、第一支持板を貫通して第二支持板と接続している。これにより、検知電極が有効的に固定されるとともに、さらに、槽体内の液体が攪拌によって発生する渦に抵抗することができ、槽体内の液面の高さが昇降したとしても、検知電極は、これに伴って上下することができ、且つ揺れてしまうという状況も発生せず、また、槽体内の液面が徐々に降下したとしても、検知電極は、液体と有効的に接触することで、槽体内の状態を持続的に検知することを有効的に増加させている。また、仕切板によって気体管路と検知電極とを離間させることで、気体が槽体内に入り込んで発生する気泡が検知電極と直接接触して検知電極の検知状態に影響を及ぼすことを有効的に防ぐことでき、検知電極の安定性を増加させている。

0026

本発明は、上述したような実施例で掲示しているが、本発明を限定するものではない。本発明に係る精神及び範疇を逸脱しないで行った変更及び修正は、いずれも本発明が請求する範囲に属するものである。本発明が請求する範囲については、本発明に係る特許請求の範囲を参照されたい。

0027

100微小生物反応デバイス
110槽体
120 第一支持板
121 第一孔
122 第二孔
123 一方
124 もう一方
130 第二支持板
131 第三孔
132 第四孔
140仕切板
141 第一端部
142 第二端部
D1所定距離
D2 所定距離
300 微小生物モニタリングデバイス
310 反応デバイス
320気体管路
330検知電極
340気体供給ユニット
350処理ユニット
360信号送受信ユニット
370 メモリユニット

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