JP2012187101A - 尿臭発生部の視覚的判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】尿臭判定の対象となる物品、設備又は素材に対し、成分Aを含有する液剤を適用する第一ステップと、前記液剤を適用した物品、設備又は素材で酵素反応を進行させる第二ステップと、前記液剤を適用した物品、設備又は素材の色の変化を観察する第三ステップを有し、色の変化した領域を尿臭発生部と判定し、色の変化量を尿臭強度と対応させる尿臭発生部及び尿臭強度の視覚的判定方法。並びに、尿臭生成抑制効果の評価対象としての素材、部材又は剤に、成分Aを含有する液剤を接触させ、酵素反応による評価対象の色の変化が少ない評価対象を選択する、尿臭生成抑制効果に優れた素材、部材、尿臭生成抑制剤、又は部材の配置のスクリーニング方法。成分A:酵素反応によって水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型の酵素活性検出試薬
【選択図】図5
Description
前記液剤を適用した物品、設備又は素材で酵素反応を進行させる第二ステップと、
前記液剤を適用した物品、設備又は素材の色の変化を観察する第三ステップを有し、
色の変化した領域を尿臭発生部と判定し、色の変化量を尿臭強度と対応させる尿臭発生部及び尿臭強度の視覚的判定方法を提供するものである。
成分A:酵素反応によって水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型の酵素活性検出試薬
成分A:酵素反応によって水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型の酵素活性検出試薬
本発明の判定方法は、尿臭の発生する物品(その構成部材を含む)、設備又は素材において尿臭発生部の位置及び尿臭強度を視覚的に判定する際に好適に用いられる。ここで、本願において「尿臭の発生する物品、設備又は素材」とは、実際に尿臭が発生している物品、設備又は素材であっても良いし、尿が吸収又は付着する可能性のある物品、設備又は素材であっても良い。
<成分A:酵素活性検出試薬>
本発明では後述するように第一ステップにおいて、尿臭発生部及び尿臭強度を特定/視覚化する目的で、酵素活性検出試薬(成分A)を含有する液剤を使用する。
本発明において成分Aとして用いられるグリコシダーゼ活性検出試薬は、酵素反応後に水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型のグリコシダーゼ活性検出試薬であって、グリコシダーゼ活性を視覚的に検出できるものであれば特に限定されない。
本発明において成分Aとして用いられるサルファターゼ活性検出試薬は、酵素反応後に水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型のサルファターゼ活性検出試薬であって、サルファターゼ活性を視覚的に検出できるものであれば特に限定されない。また、尿臭気発生との関わりからアリールサルファターゼ活性検出試薬がより好ましい。
本発明の視覚的判定方法及びスクリーニング方法は、尿の含有の有無に関わらず試薬の呈色によって尿臭発生部及び尿臭強度を模擬的に示すことができる点にも特徴を有するものであるが、実際の尿臭気発生の状態に近い化学的、生物学的環境を再現できる点で、成分Aを含有する液剤(本発明の第一ステップで使用する液剤)が更に尿を含有することが好ましい。
成分Aを含有する液剤を着用履歴のある吸収性物品や使用履歴のあるトイレ環境に適用する場合、あるいは成分Aを含有する液剤が除菌操作の無い尿を含有して成る場合には、これらに常在の微生物によって本発明の方法を行うことが可能であるが、より再現性良く酵素反応を行いたい場合や、対象が新品の製品、素材等、無菌あるいはほとんどの微生物が除去された状態となっている場合には、液剤に更に微生物を含有させて用いることがより好ましい。
成分Aを含有する液剤により再現性良く酵素反応を行いたい場合や、あるいは対象となる物品、設備又は素材に用いられる尿臭生成抑制効果を有する剤の主要な作用が抗菌ではなく、主に酵素阻害である場合には特に、成分Aを含有する液剤に酵素を含有させて用いることが好ましい。
成分Aを含有する液剤は微生物の増殖を促し、酵素反応を円滑に進ませる目的で栄養培地を添加して用いても良い。栄養培地は微生物の増殖に寄与できるものであればどのようなものでも良いが、肉エキス、酵母エキス、カゼイン分解物、アミノ酸、糖、多糖、種々の無機塩及びpH調整剤等より選ばれる成分を含む栄養培地が好ましく、例えばSCD培地、ミュラーヒントン培地、LB培地等の汎用の栄養培地を挙げることができる。
以下、本発明の手順について説明する。
本発明の方法を行う場合、まず、第一ステップとして尿臭の発生する物品、設備又は素材に前述の成分Aを含有する液剤を適用する。
また、トイレ環境内に成分Aを含有する液剤を適用する場合であれば、液剤を塗布、あるいはスプレー容器等からスプレー散布するのが好ましい。
また、成分Aを含有する液剤を吸収性物品に適用する場合は、吸収性物品をそのまま使用しても良いし、これを模した試作品を使用しても良い。また、必要に応じて、これらを適当なサイズに切断した切片を使用しても良い。
特に上述の手法を、複雑な構成より成る吸収性物品に用いる場合、吸収性物品そのものに成分Aを含有する液剤を適用しても良いし、これを構成する個々の部材、即ち吸水性ポリマー、不織布、パルプ、台紙等の特定の部材に液剤を適用し、乾燥させた後、これら液剤が適用された部材を用いて吸収性物品を作製しても良い。
まず酵素反応前後の画像データを画像編集ソフトに取り込む。
次いで、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドが酵素反応により濃い青色に呈色する試薬であることから、酵素反応後の色の変化のコントラストを最も強くするためにはレッドチャンネルのみを選択して得られる画像を解析に用いることが好ましい。これをグレースケール変換の後、2階調化することによって尿臭発生部位の明瞭な画像を得ることができる。
更に全ピクセル数に占める呈色ピクセル数の割合(%)を算出し、液剤添加直後の画像における値を減算することによって、呈色面積比率の増加値(%)を得、これを尿臭強度の指標として好適に用いることができる。なお、2階調化に用いる閾値は一連の評価対象において同一の値とすれば良く、更には目視によって判定される呈色領域にできる限り近似した画像が得られるように定めるのがより好ましい。
本発明の視覚的判定方法を利用することにより、尿臭生成抑制効果に優れた素材、部材、剤、更には部材の配置のスクリーニングが可能となる。
スクリーニングの対象となる素材としては、吸収性物品に用いられる吸水性ポリマーが挙げられるが、吸水性ポリマーは、特別な処理がされていないポリマーそのものに限定されず、防臭、消臭、抗菌等の目的で化学的又は物理的処理がされているものであってもよい。
前記液剤を適用した吸水性ポリマーで酵素反応を行う第二ステップと、
前記液剤を適用した吸水性ポリマーの色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない吸水性ポリマーを選択する第四のステップによって、尿臭生成抑制効果に優れた吸水性ポリマーを選択することができる。
上記第一ステップから第三ステップまでの各工程において、特に説明しない点については、先に述べた視覚的判定方法の第一ステップから第三ステップまでの各工程に関する説明が適宜適用される。
<部材のスクリーニング>
前記液剤を適用した吸収性物品で酵素反応を行う第二ステップと、
前記液剤を適用した吸収性物品の切断面の色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない吸収性物品における構成部材を選択する第四ステップによって、尿臭生成抑制効果に優れた吸収性物品の構成部材を選択することができる。
上記第一ステップから第三ステップまでの各工程において、特に説明しない点については、先に述べた視覚的判定方法の第一ステップから第三ステップまでの各工程に関する説明が適宜適用される。
前記液剤を適用した吸収性物品で酵素反応を行う第二ステップと、
前記液剤を適用した吸収性物品の切断面の色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない吸収性物品における構成部材の配置を選択する第四ステップによって、尿臭生成抑制効果に優れた吸収性物品の構成部材の配置を選択することができる。
上記第一ステップから第三ステップまでの各工程において、特に説明しない点については、先に述べた視覚的判定方法の第一ステップから第三ステップまでの各工程に関する説明が適宜適用される。
更に、本発明の方法を用いることにより、尿臭生成抑制剤についても、好適なものを選択することが可能となる。このような本発明の対象となる尿臭生成抑制剤としては、尿臭の発生に関わる微生物の増殖、生育を抑制し、あるいは死滅させる無機系あるいは有機系の抗菌剤や、尿臭の発生に関わる酵素を阻害するβ-グルクロニダーゼ阻害剤、アリールサルファターゼ阻害剤等の酵素阻害剤を挙げることができる。また、これらの作用を直接的あるいは副次的に有する植物エキス、香料、油剤、界面活性剤、消臭剤等も本発明の選択方法の対象となり得る。但し、本発明において尿臭生成抑制剤とはこれらに限定されず、対象に適用することによって微生物の働きに由来する尿臭気の発生を抑制するものであれば良い。
前記液剤を適用した物品、設備又は素材で酵素反応を行う第二ステップと、
前記液剤を適用した物品、設備又は素材の色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない尿臭生成抑制剤を選択する第四ステップによって、尿臭生成抑制効果に優れた尿臭生成抑制剤を選択することができる。
上記第一ステップから第三ステップまでの各工程において、特に説明しない点については、先に述べた視覚的判定方法の第一ステップから第三ステップまでの各工程に関する説明が適宜適用される。
図1に示すように、吸水性ポリマー0.03gに表1に示す組成の酵素活性検出試薬又は臭気感色性指示薬を含有する各液剤300μLを吸収させ、これを更に、1.5mL容マイクロテストチューブ内において間にパルプ層を挟み3層に積層させた。この中央の層にのみ、臭気発生のイニシエーターとなる酵素、あるいは細菌を添加し、37℃恒温槽中で72時間臭気発生を行い、色の変化を観察した。この結果を表2及び図2に示す。表2には、発色性、尿色に対するコントラスト、尿臭発生部の特定の正確さについて、4名のパネルが以下の基準に基づき、協議によって判定した結果を示す。
a:強く発色する。
b:やや強く発色する。
c:発色が弱い。
d:発色しない。
a:尿と色素化合物の色のコントラストが強い。
b:尿と色素化合物の色のコントラストがやや強い。
c:尿と色素化合物の色のコントラストが弱い。
d:尿と色素化合物の色の区別がつかない。
−:発色不良(発色性:d)のため、評価不能。
a:尿臭の発生した位置が明確にわかる。
b:尿臭が発生した位置がわかる。
c:尿臭が発生した位置がやや不明確である。
d:尿臭が発生した位置が不明確である。
−:発色不良(発色性:d)のため、評価不能。
(1)β-グルクロニダーゼ活性菌株の採取
使用済み(排尿のみ)の幼児用紙オムツから、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドを添加したSCDLP寒天平板培地(日本製薬株式会社製)を用いて常法によりβ-グルクロニダーゼ活性菌株の採取、分離を行った。これら菌株を除菌尿中で培養したところ臭気の発生が確認され、この中でも特に強い臭気を発生させた菌株を本実施例におけるβ-グルクロニダーゼ活性菌株として用いた。また本菌株は16S rDNA部分塩基配列解析によって大腸菌に帰属されるものであることを確認した。
上記のβ-グルクロニダーゼ活性菌株をSCD寒天平板培地上で一晩培養し、得られたコロニーから一部を滅菌ループによってかき取り、除菌済み生理食塩水中に希釈してCFU/mLで105オーダーとなるように菌液を調製した。
実施例1において尿臭発生部の明確な特定に成功した酵素活性検出試薬のうち、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドを選択し、これを含有する液剤を調製した。即ち、採取後すぐにナルゲン社製フィルターユニットにより除菌を行ったヒト除菌尿(2名分等量混合)に、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドを200ppm(w/v)溶解させ、更に前記(2)で調製した菌液を0.1v/v%添加混合し、液剤を調製した。
市販尿取りパッド(就寝時用)の構成を模倣し、吸水性ポリマーの種類のみが異なる4種の尿取りパッドを作製した。更に各尿取りパッドの中央部に近い位置から5.5cm四方を切り出し、この吸収体切片を以下の評価に供した(図3)。なお、このとき参照した市販尿取りパッドの尿吸収容量より比例的に算出された切片の尿吸収容量は16.7mLである。
前記(4)で調製した吸収体切片に図3に示した観察面より1.5cm内側の上面から、前記(3)で調製した液剤を12.5mL滴下し、37℃恒温槽中において8時間及び24時間静置した。
前記(5)の各サンプルについて、初期、8時間後、24時間後の臭気強度評価を行った。臭気強度評価には臭気判定士の資格を有する2名の専門パネルが携わり、0〜5の評価スコアによる6段階臭気強度表示法に準じて行った。即ち評価スコアは、「0」無臭、「1」やっと感知できるニオイ、「2」尿臭であることわかるが弱いニオイ、「3」楽に尿臭であると感じられるニオイ、「4」強い尿臭、「5」強烈な尿臭を示す。臭気強度の判定は0.5刻みで行い、2名の評価の平均値について、小数点以下の数値が、0.25である場合は0.5とし、0.75である場合は整数に切り上げた。得られた結果を表3に示した。
前記(5)の各サンプルについて、初期、8時間後、24時間後にデジタルカメラによる写真撮影を行った。得られた画像は画像編集ソフトPhotoshop6.0(Adobe社製)に読み込み、青色の呈色部位を検出するためレッドチャンネルのみを選択してグレースケール変換を行った。これを更に2階調化することによって呈色部位の明確な位置情報を得た。2階調化に用いる閾値は状況により選択できるが、今回は128を採用した。更に全ピクセル数に占める呈色ピクセル数の割合(%)を算出し、初期の値を減算することによって8時間後、24時間後の呈色面積比率の増加値(%)(値が0未満となる場合には0とした)を得た。この結果を表3に示した。
尿臭生成抑制剤として有機系抗菌剤P、Q又は無機系抗菌剤Rを吸水性ポリマーに対して様々な濃度(w/w%)で添加した。なお、有機系抗菌剤Pとしては四級アンモニウム塩系抗菌剤を、有機系抗菌剤Qとしてはフェノール系抗菌剤を、無機系抗菌剤Rとしては硫酸亜鉛をそれぞれ用いた。得られた抗菌剤添加吸水性ポリマー各0.45gを底面がおよそ5.5cm四方の容器底面に均一に配置し、ここへ実施例2の(3)で調製した液剤6.5mLを添加し、30℃恒温槽中で48時間酵素反応を行った。図6には各サンプルの画像及び画像下には実施例2の(6)の手法で行った臭気強度評価値を示し、表4には各抗菌剤の最小呈色抑制濃度を示した。
以上の結果より、本発明の方法により、吸水性ポリマーに好適な尿臭生成抑制用抗菌剤を簡便にスクリーニングできることが示された。
採取後すぐにナルゲン社製フィルターユニットにより除菌を行ったヒト除菌尿に、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドを200ppm(w/v)溶解させ、続いて160units/mLに調整した大腸菌由来β-グルクロニダーゼType VII-A(シグマ社より購入)水溶液を1v/v%添加混合することにより、液剤を調製した。
次いで、尿臭生成抑制剤としてβ-グルクロニダーゼ阻害剤S、Tを1.5w/w%添加した吸水性ポリマーを調製した。得られた酵素阻害剤添加吸水性ポリマー、及び添加剤の無い吸水性ポリマー各0.5gを底面がおよそ5.5cm四方の容器底面に均一に配置し、ここへ上述の液剤7.5mLを添加し、30℃恒温槽中で48時間酵素反応を行った。図7には各サンプルの画像及び画像下には実施例2の(6)の手法で行った臭気強度評価値を示した。
以上の結果より、本発明の方法により、吸水性ポリマーに好適な尿臭生成抑制用酵素阻害剤を簡便にスクリーニングできることが示された。
エタノールに対し、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドを200ppm(w/v)溶解させることにより液剤を調製した。市販尿取りパッド(昼用、尿吸収容量450mL)の構成を模倣して作製した尿取りパッドより、中央部に近い位置から5.5cm四方を切り出した。得られた吸収体切片に本液剤12.5mLを均一に含浸させ、電気乾燥機中で重量が変化しなくなるまで乾燥させた。
(1)菌添加尿の調製
実施例2の(1)に記載のβ-グルクロニダーゼ活性菌株をSCD寒天平板培地上で一晩培養し、得られたコロニーから一部を滅菌ループによってかき取り、除菌済み生理食塩水中に希釈してCFU/mLで104オーダーとなるように菌液を調製した。採取後すぐにナルゲン社製フィルターユニットにより除菌を行ったヒト除菌尿に、調製した菌液を1v/v%添加混合し、菌添加尿を調製した。
調製例1に記載の吸収体切片に図3に示した観察面より1.5cm内側の上面から、前記(1)で調製した菌添加尿を12.5mL滴下し、30℃恒温槽中において24時間静置した。
図8には初期及び24時間後のサンプルの画像及び画像下には実施例2の(6)の手法で行った臭気強度評価値を示した。
本結果により、本発明の方法により、吸収性物品において尿臭発生部を簡便に可視化できることが示された。
エタノールに対し、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニドを2000ppm(w/v)溶解させることにより液剤を調製した。本液剤をスプレー容器に入れ、液剤3.3gを陶器製プレートの中央部(半径6.5cm内)に数回に分けて均一にスプレーし、室温下で乾燥させた。
採取後すぐにナルゲン社製フィルターユニットにより除菌を行ったヒト除菌尿、及びこの除菌尿に25400units/mLに調整した大腸菌由来β-グルクロニダーゼType VII-A水溶液を1v/v%添加混合し、尿臭気が持続的に発生するようにした酵素添加尿を調製した。続いて、調製例4に記載の陶器製プレートに対して、左側に除菌尿、右側に酵素添加尿をそれぞれ300μL滴下し、プレート上面をラップで覆って室温下で24時間静置した。
図9には初期及び24時間後のサンプルの画像を示した。
本結果により、本発明の方法により、硬質表面上において尿臭発生部を簡便に可視化できることが示された。
Claims (16)
- 尿臭判定の対象となる物品、設備又は素材に対し、成分Aを含有する液剤を適用する第一ステップと、
前記液剤を適用した物品、設備又は素材で酵素反応を進行させる第二ステップと、
前記液剤を適用した物品、設備又は素材の色の変化を観察する第三ステップを有し、
色の変化した領域を尿臭発生部と判定し、色の変化量を尿臭強度と対応させる尿臭発生部及び尿臭強度の視覚的判定方法。
成分A:酵素反応によって水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型の酵素活性検出試薬 - 尿臭が発生する物品が、吸収性物品であり、尿臭が発生する素材が、吸収性物品用吸水性ポリマーである請求項1に記載の方法。
- 第三ステップにおいて、吸収性物品の切断面の色の変化を観察する請求項2に記載の方法。
- 第一ステップと第二ステップの間に、成分Aを含有する液剤を適用した物品を乾燥させる工程を含む請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 更に、画像データから酵素反応前後での色の変化の現れた面積を算出し、算出した面積に基づいて尿臭強度を判定するステップを有する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 尿臭生成抑制効果の評価対象としての素材、部材又は剤に、成分Aを含有する液剤を接触させ、酵素反応による評価対象の色の変化が少ない評価対象を選択する、尿臭生成抑制効果に優れた素材、部材、尿臭生成抑制剤、又は部材の配置のスクリーニング方法。
成分A:酵素反応によって水に難溶の色素化合物又は蛍光色素化合物を生じる酵素基質型の酵素活性検出試薬 - 複数種の吸水性ポリマーに対し、成分Aを含有する液剤を適用する第一ステップと、
前記液剤を適用した吸水性ポリマーで酵素反応を進行させる第二ステップと、
前記液剤を適用した吸水性ポリマーの色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない吸水性ポリマーを選択する第四のステップを有する請求項6に記載のスクリーニング方法。 - 構成部材を異にする複数の吸収性物品に対し、成分Aを含有する液剤を適用する第一ステップと、
前記液剤を適用した吸収性物品で酵素反応を進行させる第二ステップと、
前記液剤を適用した吸収性物品の切断面の色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない吸収性物品における構成部材を選択する第四ステップを有する請求項6に記載のスクリーニング方法。 - 構成部材の配置を異にする複数の吸収性物品に対し、成分Aを含有する液剤を適用する第一ステップと、
前記液剤を適用した吸収性物品で酵素反応を進行させる第二ステップと、
前記液剤を適用した吸収性物品の切断面の色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない吸収性物品における構成部材の配置を選択する第四ステップを有する請求項6に記載のスクリーニング方法。 - 異なる尿臭生成抑制剤を適用した複数の物品、設備又は素材に対し、成分Aを含有する液剤を適用する第一ステップと、
前記液剤を適用した物品、設備又は素材で酵素反応を進行させる第二ステップと、
前記液剤を適用した物品、設備又は素材の色の変化を観察する第三ステップと、
第三ステップにおいて色の変化がより少ない尿臭生成抑制剤を選択する第四ステップを有する請求項6に記載のスクリーニング方法。 - 成分Aが、グリコシダーゼ活性検出試薬及びサルファターゼ活性検出試薬より選ばれる1以上である請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- グリコシダーゼ活性検出試薬がβ-グルクロニダーゼ活性検出試薬であり、サルファターゼ活性検出試薬がアリールサルファターゼ活性検出試薬である請求項11に記載の方法。
- β-グルクロニダーゼ活性検出試薬が5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニド、5-ブロモ-6-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニド、6-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロニド、インドキシル-β-D-グルクロニド、4-メチルウンベリフェリル-β-D-グルクロニドより選ばれるものであり、アリールサルファターゼ活性検出試薬が5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリルサルフェイト、インドキシルサルフェイト、4-メチルウンベリフェリルサルフェイトより選ばれるものである請求項12に記載の方法。
- 液剤が、更に尿を含む請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 液剤が、更に微生物又は酵素より選ばれる1以上を含んで成る、請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
- 微生物が、β-グルクロニダーゼ活性又はアリールサルファターゼ活性を有する株より選ばれる1以上であり、酵素がβ-グルクロニダーゼ又はアリールサルファターゼから選ばれる1以上である請求項15に記載の方法。
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