水の試験

 

水の試験方法であって、試験されるべき試料が採取される工程、試料が希釈される工程、試薬が試料に加えられる工程、予め定められた期間にわたって試料が加熱される工程、試料の色が使用され、水質の指標を提供する工程を含む水の試験方法が記載される。

 

 

本発明は、水浴もしくは他の余暇活動のために、または体内摂取のために安全性の指標を提供する水の試験に使用するための方法および装置に関する。その試験は、真水または海水の試験における使用に好適である。
水質は定期的に試験され、たとえば、ビーチにおいて海水が汚染されているか否か、したがって、水浴、またはサーフィン、ボディボード、セーリングなどの他の余暇活動に安全であるか否かについての指標が提供される。水質試験は通常、水の試料を取得し、実験室条件下で試験を実施することによって行われる。この試験は、水中における大腸菌の存在を検出することによって水質をチェックし、通常、試料から培養物を作製することを含む。その結果、試験結果が利用可能になる前に通常少なくとも24〜48時間の遅れがある。試験結果は、したがって遡及的に試料が取得された時点の水質の指標をもたらすが、後で結果をもたらすのみである。さらに、試験は通常、定期的にのみ行われ、試料が取得されたまさにその場所だけに関するものである。
所定の場所における水質は、降雨および他の環境条件などの多くの因子に依存して迅速に変化することを考えると、そのような試験は、様々な活動を行うための水の現在の好適性の指標を提供することにおいて限られた効果しかない。
本発明の目的は、水質試験においての使用に適した方法および装置を提供することであって、当該試験は結果を迅速にもたらし、その場所における水の現況の指標を提供することである。
本発明によれば、水の試験法であって、
試験されるべき試料を採取することと、
試料を希釈することと、
試薬を試料に加えることと、
所定の期間にわたって試料を加熱することと、
試料の色を用い、水質の指標をもたらすこととを含む水の試験法が提供される。
好ましくは、本発明の方法は、細菌性リポ多糖(LPS)の存在を、水質の指標を提供するためのマーカとして使用する。試薬は、したがって、好ましくはLPSの存在に対して感受性がある。
試料の希釈工程は、好ましくは、エンドトキシンを含まない水を用いて行われる。試料の希釈は、試料内に存在し、LPSと試薬との間の反応を阻害し得る抑制因子を希釈するように機能する。試料が海水を含む場合、希釈は、試料中のLPSの検出を阻害し得る塩濃度を減少させる。さらに、試薬がLPSの存在に感受性が高い場合、試料の希釈は、試料の色が、試薬との反応後に当該試料内のLPS濃度の指標を提供することができる十分に低いレベルまで当該試料内のLPS濃度を減少させる。希釈されない試料では、反応後、LPS濃度の指標をもたらすために不十分な変化が試料の色に生じ得る。
例として、希釈工程は、試料をその最初の濃度の約1%まで好適に希釈する。
試薬は、好ましくはカブトガニ血球抽出物(LAL)および発色基質を含む。それは、発色剤または安定剤、および停止試薬をさらに含み得る。発色剤および停止試薬は、好ましくは加熱工程の終了後、試料に添加される。
LALおよび基質が共に加えられる場合、試薬は、LALが試料に加えられ、加熱され、続いて基質が添加され、加熱される場合よりも顕著にゆっくりと作用することが見出された。試薬がLALおよび基質の組み合わせである場合、したがって、加熱および培養工程は、好ましくは比較的長い期間、たとえば18〜19分間の範囲にわたって行われる。しかしながら、本発明は、この点に限定されず、本発明の範囲内で、より長いまたは短い培養期間の使用を必要とする、または伴う再構成をすることが可能である。
水が安全であるか否かを決定するために、試料の色は、試薬との反応後にカラーチャートと比較されてもよい。カラーチャートの色は、試験が最大安全レベルのLPSを含む試料において実施された場合に試料が変化する色に等しくなるように好適に選択される。試料がカラーチャートよりも濃い色に変化する場合、このことは、LPSレベルが安全レベルを超えることの指標を提供し、したがって、水浴または水中の他の活動を行うことは推奨されない。試料がカラーチャートの色よりも薄いままである場合、このことはLPS濃度が最大安全レベルよりも低いことの指標を提供するので、水質は許容範囲にある。
代替案として、試料の色は、最大安全レベルのLPSを含むコントロールと比較されてもよい。
本発明は、さらに、上述された方法を実施するための装置に関する。装置は、試料管、当該試料管内で試料を希釈する手段、試薬、および試料を加熱するための手段を含む。
本発明は、例として添付図面を参照して以下に説明される。
本発明の一実施形態に係る装置を用いる、本発明の一実施形態に係る方法の実施の概略図である。
図1を参照すれば、本発明の一実施形態に係る水質試験方法は、たとえば水を試験管または容器10に集めることによって、試験すべき水の試料18を取得することを含む。図示されるように、容器10は、好ましくは、試料に求められる量を示すマーキング12を含む。
一度試料が取得されれば、エンドトキシンを含まない水が容器10に添加され、試料を希釈し、希釈試料20を形成する。容器10に添加される水の量は、試料をその最初の濃度の1%まで希釈するべきである。試料の適切な量が取得された場合、続いて添加されるべき水の適切な量は、容器10に付与された第2マーク14までエンドトキシンを含まない水で容器10を満たすことによって確認することができる。
試料の採集および希釈後、試薬16は、希釈された試料20に添加される。試薬16は、試料中の細菌性リポ多糖(LPS)の存在および濃度の指標を提供する。LPSの存在は、試料中の大腸菌の存在を示すバイオマーカとして使用することができる。しかしながら、バックグラウンドレベルのLPSは、水試料中に通常存在するので、試験が実施される方法は、バックグラウンドレベルのLPSの存在を考慮に入れなければならない。単にLPSが存在する指標をもたらす試験では不十分である。試薬は、カブトガニ血球抽出物(LAL)および発色基質の組み合わせを含む。この試薬は、名称ToxinSensor(商標)でGenScript社から購入可能であるChromogenic LAL Endotoxin Assay Kitであるが、薬剤、生物学的製剤および医療用機器におけるLPSの存在の試験における使用を意図されているので、バックグラウンドレベルのLPSの存在が予想される状況においては使用されない。同様の試薬は、食品の試験において使用され得る。
一度試薬が添加されれば、試料は、加熱され、当該試料と試薬とが約37℃で18〜19分間、好ましくは18.5分間培養される。試料および試薬を加熱する好適な方法の1つは、市販のハンドウォーマー22で容器10を包むことである。この培養は、LALと反応し、色原体を生じる試料内のLPSをもたらす。培養工程が適切に実施されなければ、試験結果における誤差のリスクがある。
本明細書において、18〜19分間の範囲の培養時間について述べているが、使用される方法の他のパラメータに依存して、より長いまたは短い培養時間がより適切であってもよく、本発明はこの点において制限されるものではない。実際には、より短い培養時間の使用が想定される。
上述されたように、LALおよび基質を含む複合試薬の使用は、LALおよび基質が別々に添加される場合よりもゆっくりと作用することが見出された。たとえば、試料と複合試薬とを18〜19分間にわたって加熱し、培養することが好ましいが、別々の試薬構成要素の使用は、試料およびLALを8分間加熱し、続いて基質を添加し、さらに6分間にわたって加熱することを含んでもよい。
培養後、さらに試薬が試料に添加される。これらの試薬は、発色剤および停止試薬の形態をとる。これらの試薬は、別々に添加されるべきである。なぜなら、それらを組み合わせることは、正確な結果の生成を妨げることが見出されたからである。発色剤は、それ自体で2成分(またはそれ以上の)発色剤であってもよく、その成分は、使用前に混合されてもよい。いくつかの発色剤は光感受性であるので、好ましくは、発色剤は使用直前まで不透明または実質的に不透明な材料の容器に保存される。
試薬は、培養工程の間およびその後、試料中のLPSに反応し、試料の色を変化させ、試料中のLPSの量または濃度の指標をもたらす。試料の色が濃くなるにつれ、試料中のLPSの量または濃度は上昇する。試料中のLPSの存在は、試料中の大腸菌の存在を示すマーカとして使用することができるので、試料の色が濃くなるにつれて、存在する大腸菌の量は上昇する。
上述のように、バックグラウンドレベルのLPSが存在すると通常予期されるであろう。また、低レベルの大腸菌は、許容可能である。したがって、試験は、これらの要因を考慮して、試料のLPSレベルが許容可能なレベルを超えるか否かの指標を提供するように再構成される。
採取された水が、水浴、または実施される他の活動について安全であるか否かを確かめるために、試料の色は、印刷されたカラーチャート24の色と比較される。カラーチャートの色は、試料が最大安全レベルの大腸菌およびLPSを含む場合に試料が変化するであろう色を表すために選択される。試料の色をカラーチャートの色と比較したとき、示されるように、試料の色がカラーチャートよりも薄い場合、このことは、試料中のLPSおよび大腸菌の濃度が最大安全レベルよりも低いので水質が水浴または他の活動を実施するために許容可能であることの指標を提供する。一方、試料の色がカラーチャートの色よりも濃くなる場合、このことは、LPSおよび大腸菌含有量が最大安全レベルよりも高いので、水質が水浴または他の活動の実施に適していないことの指標をもたらす。
上述されたように、試料の色は、予め印刷されたカラーチャートの色と比較され、水質が許容可能であるか否かを確かめられるが、代替案として、最大安全濃度に等しいLPS量を含むコントロール容器が試験されてもよく、試料の色が当該コントロールの色と比較されることが好ましい。カラーチャート法と同様に、試料の色がコントロールよりも薄ければ、水質は許容可能であり、コントロールよりも濃い色の試料は、水質が許容可能ではない指標を提供する。
上述された試験法は、迅速に実施可能であり、水質について実質的に即時の指標を提供することが好ましい。その結果、水質が許容可能であるか否かを決定する正確性が向上すると考えられる。
試料をそこに試薬を添加する前に希釈する工程は、試料中のLPSを、試薬との反応後に試料の色の相違を見分けることができる十分に低いレベルに希釈するように働く。希釈は、試料中に存在する任意の抑制因子を、それらがLPSと試薬との間の反応を妨げない十分に低いレベルまで取り除くか、または希釈するようにさらに働く。試薬反応は、試料の希釈なしに、試料の色がコントロールまたはチャートよりも薄いか、または濃いか否かを見分けることが可能でないほど十分に強いものである。なぜなら、両者とも、非常に色が濃いからである。反応の強さは、試料がLPSを含まないことを示すことが可能であることが重要である用途として使用される他の用途に必要である。そのような再構成において、バックグラウンドLPSが存在しないことが期待される。
方法および装置は、水浴をする人、サーフィンをする人、および特に海で水上スポーツ活動を通常行う他の人によって使用されてもよいと考えられる。活動が実施される領域における水の試験によって、細菌を潜在的に含む液体を海に流入する川、小川、またはパイプの存在などの要因を考慮に入れることができる。活動が実施される直前に水を試験することによって、海に流れる水の量を増加する大雨、海底に積もった物質を表面に浮かび上がらせる暴風雨、および他の要因などの要因を考慮に入れることができる。
海上活動に関して上述されたが、本発明は、活動が行われる前に、湖および川の水などの真水の試験に利用することも可能であることが理解される。水が体内摂取に安全であるか否かについての指標を提供するためにも使用することもできる可能性がある。
本発明の一実施形態が上述されたが、添付の特許請求の範囲に規定されたような本発明の範囲を外れることなく、それに広範な修正および変更がなされてもよいことが理解される。



  1. 水の試験方法であって、
    試験されるべき試料を採取する工程と、
    試料を希釈する工程と、
    試薬を試料に加える工程と、
    予め定められた期間にわたって試料を加熱する工程と、
    試料の色を使用し、水質の指標を提供する工程とを含むことを特徴とする方法。

  2. 細菌性リポ多糖(LPS)の存在が、水質の指標を提供するためのマーカとして使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

  3. 前記試薬は、LPSの存在に感受性があることを特徴とする請求項2に記載の方法。

  4. 前記試料を希釈する工程は、エンドトキシンを含まない水を用いて実施されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。

  5. 前記希釈工程は、試料をその最初の濃度の約1%まで希釈することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。

  6. 前記試薬は、カブトガニ血球抽出物(LAL)と、発色基質とを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。

  7. 前記予め定められた期間は、前記LALと前記試薬の前記基質とが、別々に添加され、加熱される場合に必要とされる時間よりも長いことを特徴とする請求項6に記載の方法。

  8. 前記予め定められた期間は、18〜19分間の範囲内であることを特徴とする請求項7に記載の方法。

  9. 前記試薬は、発色剤と停止試薬とをさらに含むことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の方法。

  10. 前記発色剤と前記停止試薬とは、前記加熱工程の終了後、試料に別々に添加されることを特徴とする請求項9に記載の方法。

  11. 試料の色は、前記試薬との反応後、カラーチャートと比較されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。

  12. 前記カラーチャートの色は、試験が最大安全レベルのLPSを含む試料について実施された場合に試料が変化する色に等しくなるように選択されることを特徴とする請求項11に記載の方法。

  13. 試料の色は、最大安全レベルのLPSを含むコントロールと比較されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。

  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法を実施するための装置であって、
    試料容器、該試料容器内の試料を希釈する手段、試薬、および試料を加熱する手段を含むことを特徴とする装置。

 

 

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【化1】
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