JP6087426B2 - 微生物のランタン含有濃縮剤 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１２年６月５日に出願された米国特許仮出願第６１／６５５，６０１号の利益を主張するものであり、その開示の全容を本明細書に参照として援用する。

（分野）
微生物の濃縮剤、濃縮剤を含む物品、及び微生物を濃縮するためのプロセスを提供する。

（背景）
微生物汚染による感染が大きな問題となっている。このため、様々な臨床試料、食品試料、環境試料、及び他の種類の試料中の微生物の存在についてアッセイすることにより、存在する微生物を特定及び／又は定量化することがしばしば望まれるか又は必要とされる。特定の微生物の存在を検出する能力は、分析される試料中の微生物の濃度にしばしば依存する。

例えば、濾過、クロマトグラフィー、遠心分離、重力沈降法などの様々な物理的濃縮法が、異なる微生物を非特異的に捕捉するために使用されてきた。これらの物理的濃縮法は、速度、コスト（例えば、公知の方法の少なくとも一部のものは、高価な機器、材料、及び／又は熟練した技術者を必要とする）、試料の要求条件（例えば、試料の性質及び／又は体積の制限）、空間的要求条件、使いやすさ（例えば、公知の方法の少なくとも一部のものは、複雑な多段階のプロセスを必要とする）、現場での使用の適性、有効性、又はこれらの組み合わせにおいて異なり得る。異なる金属水酸化物及び／又は金属酸化物のような無機材料が、例えば、国際公開第２００９／０４６１８３ Ａ１号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ）、同第２００９／０４６１９１ Ａ２号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ）、同第２００９／０８５３５７ Ａ２号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ）、同第２０１０／１１４７２５ Ａ１号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ）、同第２０１０／１１４７２７ Ａ１号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ）、及び同第２０１１／０７９０３８号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ）に述べられるものなど、これらの方法の特定のものにおいて微生物の濃縮剤として使用されている。

（概要）
微生物（例えば、細菌株、真菌、酵母、原生動物、ウイルス、及び細菌の芽胞）の非特異的濃縮に適した新規な濃縮剤が望まれており、本明細書において提供されるものである。更に、本濃縮剤を含む物品、及び本濃縮剤を使用して微生物を濃縮する方法が提供される。本濃縮剤は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する。

本濃縮剤を使用して、病原性微生物などの微生物の濃度を検出に適したレベルにまで高めることができる。本濃縮剤は、速やかで安価かつ簡単な（複雑な装置又は手順を伴わない）各種微生物を濃縮する方法を提供するものである。本濃縮剤は、様々な試料マトリックス、様々な細菌量、及び様々な試料体積といった様々な条件下で効果的に使用することができる。

第１の態様では、微生物を濃縮するためのプロセスが提供される。このプロセスは、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する濃縮剤を提供する工程を含む。濃縮剤は、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である。プロセスは、微生物を含有する液体試料を提供する工程、及び濃縮剤を液体試料と接触させる工程を更に含む。プロセスは、微生物を濃縮剤と結合させて、結合した微生物を形成する工程を更に含む。

第２の態様では、濃縮剤と、濃縮剤に結合した微生物とを含む物品が提供される。本濃縮剤は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する。濃縮剤は、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である。

第３の態様では、濃縮剤と多孔質マトリックスとを含む物品が提供される。本濃縮剤は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する。濃縮剤は、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である。濃縮剤は、多孔質マトリックスの表面上に、多孔質マトリックスの全体に、又はこれらの組み合わせで分散される。

濃縮剤、多孔質マトリックス中に濃縮剤を含む物品、及び濃縮剤を使用して微生物を濃縮するプロセスが提供される。より詳細には、濃縮剤は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有するものである。濃縮剤は、微生物を濃縮又は捕捉するために使用することができる。濃縮剤は、一般的にいずれの特定の微生物の株、種、又はタイプにも特異的ではなく、したがって試料中の微生物の集団全体の濃縮に用いることができる。特定の微生物を、その特定の微生物を対象とする任意の公知の検出方法を使用して、捕捉された微生物集団の中から検出することができる。

「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ」なる用語は、互換可能に使用されるものである。

「及び／又は」なる用語は、列記された要素の一方又は両方を意味するものである。例えば、Ａ及び／又はＢとは、Ａ単独、Ｂ単独、又はＡ及びＢの両方を意味するものである。

「含む（comprises）」なる用語及びその変化形は、説明文及び請求項で使用される場合、限定的な意味を有するものではない。

数値範囲には、その範囲の端点及びその範囲内のすべての数値が含まれる。

濃縮剤は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する。濃縮剤の、ランタンに対する炭素の重量比は、少なくとも０．０５、少なくとも０．０６、少なくとも０．７、少なくとも０．８、少なくとも０．９、又は少なくとも０．１０である。ランタンに対する炭素の重量比は、多くの場合、０．２０以下又はそれよりも高い値、０．１８以下、０．１６以下、０．１５以下、０．１４以下、又は０．１３以下である。ランタンに対する炭素の重量比は、多くの場合、０．０５〜０．２０の範囲、０．０５〜０．１８の範囲、０．０５〜０．１６の範囲、０．０５〜０．１４の範囲、０．０６〜０．１４の範囲、又は０．０８〜０．１４の範囲である。

濃縮剤中の炭素は、濃縮剤中に含まれる炭酸塩に多くの場合由来する。炭酸塩のモル数に対するランタンのモル数の比は、通常、少なくとも０．３である。この比は、多くの場合、少なくとも０．４、少なくとも０．５、又は少なくとも０．６である。この比は、多くの場合、５以下、４以下、３以下、又は２以下である。例えば、炭酸塩のモル数に対するランタンのモル数の比は、０．３〜５の範囲、０．４〜４の範囲、０．４〜３の範囲、０．５〜３の範囲、又は０．５〜２の範囲であり得る。

濃縮剤中のランタン及び炭酸塩は、多くの場合、各種のランタン／炭酸塩含有物質の形で存在する。本明細書において使用するところの「ランタン／炭酸塩含有物質」なる語句は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する物質のことを指す。ランタン／炭酸塩含有物質としては、例えば、炭酸ランタン、オキシ炭酸ランタン、水酸化炭酸ランタン、及びこれに類するもの、並びにこれらの混合物が挙げられる。これらのランタン／炭酸塩含有物質は、いずれも無水物形、水和物形、又はこの両方の形で存在することができる。炭酸ランタンの水和物形は、多くの場合、式：Ｌａ_２（ＣＯ_３）_３・ｘＨ_２Ｏ（式中、ｘは、２〜８の範囲、４〜８の範囲、又は３〜６の範囲の数など、８以下の数である）により表される。例えば、水和物形の炭酸ランタンとして、Ｌａ_２（ＣＯ_３）_３・４Ｈ_２Ｏ又はＬａ_２（ＣＯ_３）_３・８Ｈ_２Ｏがある。炭酸ランタンの無水物形は、通常、式：Ｌａ_２（ＣＯ_３）_３により表される。オキシ炭酸ランタンの水和物形は、多くの場合、式：Ｌａ_２Ｏ（ＣＯ_３）_２・ｙＨ_２Ｏ又はＬａ_２Ｏ_２ＣＯ_３・ｚＨ_２Ｏ（式中、ｙ及びｚは、それぞれ独立して、１〜４又は２〜４の範囲の数など、４以下の数である）により表される。オキシ炭酸ランタンの無水物形は、多くの場合、式：Ｌａ_２Ｏ（ＣＯ_３）_２又はＬａ_２Ｏ_２ＣＯ_３により表される。水酸化炭酸ランタンの無水物形は、多くの場合、式：Ｌａ（ＯＨ）（ＣＯ_３）により表される。

いくつかの実施形態では、濃縮剤は、酸化ランタンを含有しない。他の実施形態では、濃縮剤は、２０重量％以下の酸化ランタンを含む。例えば、濃縮剤は、１０重量％以下、５重量％以下、２重量％以下、又は１重量％以下の酸化ランタンを含有し得る。酸化ランタンがいくらか存在していたとしても、濃縮剤中の炭酸塩のモル数に対するランタンのモル数の比は、依然として、０．３〜５の範囲である。

濃縮剤は通常、粒子を含む。換言すると、濃縮剤中のランタン／炭酸塩含有物質は、多くの場合、複数の粒子の形である。これらの粒子は任意の望ましいサイズを有し得るが、粒子の平均サイズ（すなわち最大寸法の平均の大きさ）は、通常、１００μｍ以下、７５μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、又は１０μｍ以下である。粒子は通常、１μｍよりも大きい、２μｍよりも大きい、又は５μｍよりも大きい平均粒径を有する。例えば、粒子の平均直径は、１〜１００μｍ、１〜７５μｍ、１〜５０μｍ、１〜２０μｍ、又は１〜１０μｍの範囲であり得る。

ランタン／炭酸塩含有物質の粒子は、任意の形状を有し得る。いくつかの実施形態では、粒子は小平板状の形態を有する。すなわち、粒子の３つの次元（すなわち、ｘ方向、ｙ方向、又はｚ方向）の１つが他の２つの次元よりも大幅に小さいものである。例えば、ｚ方向は、他の２つの次元の２０％未満、１０％未満、５％未満、２％未満、又は１％未満であってよい。他の実施形態では、粒子はほぼ球状である。球状の形態は、１個の粒子又は個々の粒子の凝集体及び／又は集合体より生じ得る。

いくつかの実施形態では、ランタン／炭酸塩含有物質は、明確に定義されたＸ線回折パターンを有する結晶性物質を含む。他の実施形態では、ランタン／炭酸塩含有物質は、ピークがないか又はブロードピークのみを示すＸ線回折パターンを有する非晶質物質を含む。更なる他の実施形態では、ランタン／炭酸塩含有物質は、無秩序な結晶配列、小結晶領域、又はその両方の存在を示すＸ線回折パターンを有する。このようなＸ線回折パターンは、ブロードなピークのみ、又はシャープなピークとブロードなピークとの組み合わせを有し得る。

任意の適切な方法を使用してランタン／炭酸塩含有物質を調製することができる。いくつかの実施形態では、ランタン／炭酸塩含有物質は、水溶性炭酸塩、水溶性重炭酸塩、又はこれらの混合物を水溶性ランタン塩に加えて沈殿物を形成することによって調製される。適切な水溶性ランタン塩としては、これらに限定されるものではないが、塩化ランタン、硝酸ランタン、酢酸ランタンなどが挙げられる。適切な水溶性炭酸塩及び／又は重炭酸塩としては、これらに限定されるものではないが、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムなどが挙げられる。反応混合物中のランタンのモル数に対して等量又は過剰量の炭酸塩及び／又は重炭酸塩が、通常、加えられる。

ランタン塩への炭酸塩及び／又は重炭酸塩の添加速度及び反応温度（例えば室温〜１００℃）を調整することにより、ランタン／炭酸塩含有物質の沈殿粒子の粒径を変化させることができる。通常、添加速度が遅いほど、又は反応温度が高いほど、大きな粒子が形成される傾向がある。更に、ｐＨを調整して反応速度を変化させることができる。一般的に、ｐＨを高くすると反応速度は低くなる傾向がある。例えば、炭酸塩及び／又は重炭酸塩と水酸化物イオンとの混合物を含有する緩衝液の使用によって所望のｐＨを得ることができる。更に、すべての炭酸塩及び／又は重炭酸塩の添加後に反応温度を高温（例えば５０℃〜１００℃の範囲など、５０℃よりも高い温度）に保持することを利用して、平均粒径を増大させるか、粒度分布を狭くするか、又はこの両方を行うことが可能である。

ランタン／炭酸塩含有物質の粒子は、濾過又は他の任意の適切なプロセスによって沈殿後に反応混合物から回収することができる。回収された粒子は、多くの場合、水で洗浄することによって、反応混合物中に使用されるあらゆる余分な炭酸塩及び／又は重炭酸塩、あらゆる残留するランタン塩の対イオン、及びあらゆる残留する炭酸塩及び／又は重炭酸塩の対イオンを除去される。回収された粒子は、室温、又は１００℃以下、１２５℃以下、若しくは１５０℃以下の温度などの高温で乾燥することができる。得られるランタン／炭酸塩含有物質は、多くの場合、炭酸ランタンの水和物形であるが、水和物形のオキシ炭酸ランタン、水和物形の水酸化炭酸ランタン、又はこれらの混合物などの他の物質も含み得る。

沈殿させたランタン／炭酸塩含有物質には更に熱処理（例えば焼結）を行うことができる。例えば、沈殿させたランタン／炭酸塩含有物質は、少なくとも１５０℃、少なくとも２００℃、又は少なくとも２５０℃の温度で加熱処理（例えば焼結）を行うことができる。加熱処理温度の上限は、通常、熱処理した物質の少なくとも大部分がランタン／炭酸塩含有物質となるように選択される。すなわち、熱処理温度の上限は、熱処理した物質の２０重量％未満が酸化ランタンであるように選択される。更に、微生物の捕捉速度は、約５００℃よりも高い温度で焼結された濃縮剤では低下する傾向がある。熱処理温度の上限は、通常、５００℃以下、４５０℃以下、又は４００℃以下である。焼結温度は、通常、１５０℃〜５００℃の範囲、１５０℃〜４００℃の範囲、２００℃〜５００℃の範囲、２００℃〜４００℃の範囲、２５０℃〜５００℃の範囲、２５０℃〜４５０℃の範囲、２５０℃〜４００℃の範囲、２５０℃〜３５０℃の範囲、又は２７５℃〜３２５℃の範囲である。熱処理中に使用される雰囲気は、空気、又は、窒素、アルゴンなどの不活性ガスでよい。

熱処理によって、ランタン／炭酸塩含有物質の化学組成を変化させることができる。例えば、熱処理は多くの場合、水和物形のランタン／炭酸塩含有物質を無水物形の物質に変換する。炭酸ランタン物質はオキシ炭酸ランタンに変換され得る。得られる熱処理したランタン／炭酸塩含有物質は、Ｘ線回折パターンによれば、沈殿したランタン／炭酸塩含有物質よりも結晶性がより低いか、又は結晶性がより高いと考えられ得る。

熱処理によって、微生物を結合するランタン／炭酸塩含有物質の効果を変化させることができる。いくつかの実施形態では、微生物を結合する最大効率は、沈殿させたランタン／炭酸塩含有物質を、２２５℃〜３７５℃の範囲、２５０℃〜３５０℃の範囲、又は２７５℃〜３２５℃の範囲のように３００℃に近い温度で加熱することによって得ることができる。得られるランタン／炭酸塩含有物質は、異なる化合物の混合物であり得るが、通常、無秩序な結晶構造の存在及び／又は小結晶領域の存在を示唆する多数のブロードピークを有するＸ線回折パターンを有する。

いくつかの実施形態では、ランタン／炭酸塩含有物質は、異なる化合物の混合物である。混合物は、例えば、炭酸ランタン、オキシ炭酸ランタン、及び水酸化炭酸ランタンの無水物形及び／又は水和物形のから選択される少なくとも２種類の異なる物質を含み得る。このような複数の化合物の混合物は、多くの場合、個々の化合物と比較して濃縮剤としてより効果的であり得る。

微生物は、濃縮剤に結合し得る。換言すると、濃縮剤中のランタン／炭酸塩含有物質を使用して、液体試料から微生物を捕捉、単離、除去、分離、又は濃縮することが可能である。微生物を潜在的に含む任意の対象として液体試料を用いることが可能である。液体試料は、液体、固体の液体中への分散液若しくは懸濁液、又は第１の液体の第２の液体中への分散液若しくは懸濁液であり得る。液体試料は、直接使用するか、濃縮剤と接触させる前に濃縮するか（例えば遠心分離又は蒸発により）、又は希釈する（例えばｐＨ緩衝液などの緩衝液を加えることにより）ことができる。固体又は半固体の形の試料を抽出するか（例えば液体で洗浄又はすすぐことにより）、又は液体中に懸濁若しくは分散することができる。試料は、スワブにより擦り取るか、及び／又は液体ですすぐことによって表面から採取することができる。こうした試料としては、これらに限定されるものではないが、生物学的試料、環境的試料、食品試料、飼料試料、実験室試料、及び工業的試料が挙げられる。

直接的に、又は液相による処理後に間接的に使用することができるいくつかの特定の食品試料として、これらに限定されるものではないが、生鮮食品、挽肉、乳製品、ジュース、飲料などが挙げられる。食品試料は、食品加工装置、食品取り扱い装置、食品を調理する場所などの検査から得られるものでもよい。直接的に、又は液相による処理後に間接的に使用することができるいくつかの特定の生物学的液体としては、これらに限定されるものではないが、全血又は全血の成分（例えば、血漿、血小板濃縮血液画分、濃厚血小板、及び赤血球濃厚液パック）、細胞調製物（例えば、組織分散液、骨髄穿刺液、及び椎体骨髄）、細胞懸濁液、尿、唾液、肺組織液、脳脊髄液、創傷浸出液、創傷生検試料、眼液、髄液、及び溶解調製物が挙げられる。直接的に、又は液相による処理後に間接的に使用することができる環境的試料としては、これらに限定されるものではないが、飲料水、地下水、土壌試料、及び産業廃棄物試料が挙げられる。更なる他の工業的試料としては、様々なバイオプロセス又は医薬製剤化と関連するものがある。

液体試料と濃縮剤とは接触させられる。濃縮剤を液体試料に加えるか、又は液体試料を濃縮剤に加えることができる。任意の適量の液体試料及び濃縮剤を使用することができる。液体試料の体積は、多くの場合、特定の用途によって決まる。液体試料が診断又は研究用途に関するものである場合、体積はマイクロリットルの範囲（例えば１〜１０００μＬ）であり得る。液体試料が食品病原体試験に関するものであるか又は飲料水試験用のものである場合には、体積はミリリットル〜リットルの範囲（例えば１ｍＬ〜１０Ｌ又はそれ以上）であり得る。液体試料が工業用用途に関するものである場合、体積は、数百リットル又はそれ以上であり得る。液体試料の体積に対して必要とされる濃縮剤の量は、当業者であれば容易に決定することができる。いくつかの用途では、試料１ｍＬ当たり１〜１０ｍｇの濃縮剤が有用である。

多くの実施形態において、濃縮剤の少なくとも一部を液体試料中に懸濁又は分散させることができる。例えば、スパチュラ若しくはディップスティック、又は濃縮剤を保持した他の物品を液体試料中に浸漬することができる。他の例では、濃縮剤を保持したフィルム上に液体試料を注ぐか、又は濃縮剤が入ったチューブ又はウェルに液体試料を加えることができる。更なる他の例では、濃縮剤と液体試料とは各種の容器のいずれかの中で（任意の添加順序で）加え合わされる。これらの容器は場合により、キャップされた試験管、及びキャップされたボトル又はジャーのように、キャップするか、閉鎖するか、又は密封することができる。必要に応じて、液体試料を加える前に容器を滅菌することができる。

濃縮剤が相当量の液体試料に曝露されるように混合（例えば、撹拌、揺動、振盪又は振動）することにより、濃縮剤と液体試料との接触性を高めることができる。１ｍＬ以下の体積を有する試料のように少量の液体試料では、例えば米国特許第５，２３８，８１２号（Ｃｏｕｌｔｅｒら）に述べられるような、渦を形成させるなどの混合方法を使用することができる。１ｍＬ〜１０Ｌの範囲の試料などのより大きな体積では、例えば米国特許第５，５７６，１８５号（Ｃｏｕｌｔｅｒら）に述べられるように濃縮剤と液体試料とを「くるくる回転させる」要領で穏やかに転動させることにより、混合を行うことができる。接触は、任意の所望の時間にわたって行うことができる。約１００ｍＬ以下の体積を有する液体試料では、接触時間は、６０分間以内、４５分間以内、３０分間以内、２０分間以内、１０分間以内、又は５分間以内であり得る。このような液体試料の接触時間は、多くの場合、少なくとも５秒間、少なくとも１０秒間、少なくとも１５秒間、少なくとも３０秒間、又は少なくとも１分間である。

必要に応じて、１種類以上の添加剤を液体試料と濃縮剤との混合物に加えることができる。適切な添加剤としては、これらに限定されるものではないが、溶解試薬、バイオルミネッセンスアッセイ試薬、微生物増殖培地、緩衝液（例えば固体試料を分散又は抽出するため）、微生物染色試薬、洗浄用緩衝液（例えば未結合の物質を洗い流すため）、溶離剤（例えば血清アルブミン）、界面活性剤、及び機械的研磨／溶離剤（例えばガラスビーズ）が挙げられる。

液体試料が濃縮剤と接触している間、液体試料中に存在する微生物は濃縮剤に結合することができる。結合した微生物（すなわち、濃縮剤に結合した微生物）は、残留する液体試料から分離することができる。いくつかの実施形態では、このような分離は、重力沈降に少なくとも一部頼って行うことができる。例えば、結合した微生物は、６０分以内、４５分以内、３０分以内、１５分以内、１０分以内、又は５分以内の時間で沈降し得る。他の実施形態では、こうした分離は、遠心分離などの方法によって行うことができる。これらの実施形態のいずれにおいても、デカンテーション、サイフォン吸引、濾過、又は当該技術分野では周知の他の方法によって上清を除去することができる。結合した微生物は、分離工程において使用される容器又はベッセルの底に残り得る。また、結合した微生物は濾材上に残る場合もある。

液体試料を濃縮剤と接触させる他の方法では、濃縮剤は、多孔質マトリックスを更に含む濃縮装置の一部をなす。これらの濃縮装置中の濃縮剤は、多孔質マトリックスの表面上に、多孔質マトリックスの全体に、又はこれらの組み合わせで分散された複数の粒子の形である。任意の適切な多孔質マトリックスを使用することができる。

濃縮装置のいくつかの実施形態では、多孔質マトリックスはポリマーであり、焼結可能なポリマー粒子を用いて形成される。すなわち、濃縮装置は、（ａ）焼結されたポリマー粒子の多孔質マトリックス、及び（ｂ）ランタン及び炭酸塩の両方を含有する複数の濃縮剤粒子を含む。濃縮剤粒子は、多孔質マトリックスの表面上に、多孔質マトリックスの全体に、又はこれらの組み合わせで分散される。

このような濃縮装置を形成するには、焼結可能なポリマー粒子と濃縮剤粒子とを互いに混合し、ポリマー粒子を軟化させるのに充分な温度にまで加熱する。冷却すると、軟化したポリマー材料が互いに融合して、焼結されたポリマー粒子の多孔質マトリックスを形成する。得られる濃縮装置は、多くの場合、濃縮剤が多孔質マトリックスの内部、多孔質マトリックスの表面上、又はその両方に埋め込まれた固体又は自己支持型多孔質マトリックスの形である。濃縮装置は、複雑な細孔構造（例えば多孔質マトリックスの全体にわたる細孔の曲がりくねった経路）を有し、良好な機械的強度を有し得る。

粒子状の形態にある場合に焼結することが可能なポリマーとしては、各種の熱可塑性ポリマーが挙げられる。比較的高い粘性及び比較的低いメルトフローレートを有する熱可塑性ポリマーは、焼結プロセスの間の粒子形状の保持を促進することができる。すなわち、粒子形状が保持されなければ、多孔率が低いか０である本体が形成され得る。

有用な熱可塑性ポリマーとしては、これらに限定されるものではないが、ポリオレフィン（オレフィンのホモポリマー及びコポリマー、並びにオレフィンと他のビニルモノマーとのコポリマーを含む）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィドなど、及びこれらの組み合わせが挙げられる。有用なポリマーの代表的な例としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）ポリマー、エチレンメチルアクリレート（ＥＭＡ）ポリマー、ポリエチレン（例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含む）、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ポリスチレン、ポリ（１−ブテン）、ポリ（２−ブテン）、ポリ（１−ペンテン）、ポリ（２−ペンテン）、ポリ（３−メチル−１−ペンテン）、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、１，２−ポリ−１，３−ブタジエン、１，４−ポリ−１，３−ブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなど、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

いくつかのより具体的な濃縮装置では、ポリマー多孔質マトリックスを形成するために使用される熱可塑性ポリマーには、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）などのポリエチレンが含まれる。超高分子量ポリエチレンの例としては、少なくとも約７５０，０００ｇ／モル、少なくとも１，０００，０００ｇ／モル、少なくとも２，０００，０００ｇ／モル、又は少なくとも３，０００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有するものがある。

焼結可能なポリマーは、焼結されたポリマー多孔質マトリックスで望ましい孔（例えば穴、凹部、又は好ましくは通路）径に応じて広い範囲の粒径を有し得る。より微細な粒子は、多孔質マトリックス中の孔径がより微細となり得る。一般的にポリマー粒子は、１〜１０００μｍの範囲の平均粒径（すなわち、最長寸法の直径）を有するマイクロ粒子であり得る。例えば、平均粒径は、１〜７５０μｍの範囲、１〜５００μｍの範囲、１〜３００μｍの範囲、５〜３００μｍの範囲、１〜２００μｍの範囲、５〜２００μｍの範囲、１０〜２００μｍの範囲、５０〜２００μｍの範囲、又は１００〜２００μｍの範囲であり得る。得られる細孔は、マイクロメートルの範囲か又はこれよりも小さくなり得る。必要に応じて、多孔質マトリックスの多孔度は、メルトフローレートがより高い熱可塑性ポリマーとより低い熱可塑性ポリマーとのブレンドを用いることによって、変化させるか又は制御することもできる。

熱可塑性ポリマー粒子と濃縮剤粒子とを（更に湿潤剤又は界面活性剤などの必要に応じて加えられる任意の添加剤を）加え合わせ、機械的にブレンドする（例えば市販の混合装置を使用して）ことにより混合物を形成することができる。混合物は、通常、均一となるまでブレンドされる。一般的に、粒子状濃縮剤は、混合物中の固形物の全重量に対して９０重量％以下の濃度で混合物中に存在してよい。固形物には、通常、ポリマー粒子、濃縮剤粒子、及び必要に応じて用いられる添加剤に関連した他のあらゆる固形物が含まれる。大量の濃縮剤が使用される場合、濃縮装置は、多孔質マトリックスを形成するのに不充分な量のポリマー材料を含有することになり、得られる構造が一体性を欠く場合がある。濃縮剤は、例えば、混合物中の固形物の全重量に対して、８５重量％以下、８０重量％以下、７５重量％以下、又は７０重量％以下の量で存在してよい。濃縮剤の量は、通常、混合物中の固形物の全重量に対して少なくとも５重量％である。濃縮剤の量が少ない場合、濃縮剤による微生物の捕捉効率が不充分な程度に低くなり得る。濃縮剤の量は、多くの場合、混合物中の固形物の全重量に対して少なくとも１０重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、又は少なくとも５０重量％である。

濃縮装置のいくつかの例は、混合物中の固形物の全重量に対して５〜９０重量％の濃縮剤粒子と１０〜９５重量％のポリマー粒子とを含有する。例えば、濃縮装置は、１０〜８０重量％の濃縮剤粒子と２０〜９０重量％のポリマー粒子、２０〜８０重量％の濃縮剤粒子と２０〜８０重量％のポリマー粒子、４０〜８０重量％の濃縮剤粒子と２０〜６０重量％のポリマー粒子、又は１０〜５０重量％の濃縮剤粒子と５０〜９０重量％のポリマー粒子を含有することができる。必要に応じて、従来の添加剤（例えば湿潤剤、界面活性剤など）を混合物中に少量（例えば５重量％以下）加えることができる。

得られた混合物は、成形鋳型又は他の適切な容器又は基材中に入れることができる。有用な成形鋳型は、単一の空洞又は複数の空洞を有するものでよく、炭素鋼、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム、チタン、ニッケルなどから作製することができる。キャビティは、処理が完了した後、焼結されたポリマー多孔質マトリックスを成形鋳型から取り出すことができるものであれば、実質上あらゆる所望の形状のものであってよい。成形鋳型は、市販の粉末処理及び／又は振動装置を使用して仕上げることができる。

ポリマー粒子を焼結するための熱処理は、成形鋳型に熱を導入する（例えば、電気抵抗加熱、電気誘導加熱、又は蒸気加熱により）ことによって行うことができる。この成形鋳型をポリマーの焼結に充分な温度まで加熱する（例えば、ポリマーの融点よりもわずかに低い温度まで加熱することにより）ことができる。この温度は、多くの場合、ポリマー粒子の分子量に応じて９０℃〜２００℃の範囲、又はこれよりも高い温度である。例えば、温度は、１００℃〜２００℃の範囲、１２０℃〜２００℃の範囲、１００℃〜１８０℃の範囲、又は１２０℃〜１８０℃の範囲とすることができる。場合により、加熱処理の間に混合物を加圧することができる。熱処理の後、成形鋳型を、自然に、又は実質上あらゆる従来の冷却方法又は装置を使用して、周囲温度（例えば２０℃〜２５℃の範囲の温度）に冷却することができる。

濃縮装置の一例を、米国特許第７，１１２，２７２号（Ｈｕｇｈｅｓら）、同第７，１１２，２８０号（Ｈｕｇｈｅｓら）、及び同第７，１６９，３０４号（Ｈｕｇｈｅｓら）に述べられるポリマー粒子及び処理方法を使用して作製することができる。一方が表面に渦巻きを有する「ポップコーン形状」であり、他方がほぼ球形である異なる２種類の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）粒子を互いにブレンドすることができる。「ポップコーン形状」及び球形のＵＨＭＷＰＥの例は、ティコナ社（Ticona）（ドイツ、フランクフルトに本部を置くセラネーゼ社（Celanese）の一部門）よりＰＭＸ ＣＦ−１（０．２５〜０．３０ｇ／立方ｃｍのかさ密度及び約１０μｍ〜約１００μｍの範囲で約３０〜４０μｍの平均直径を有する）及びＰＭＸ ＣＦ−２（０．４０〜０．４８ｇ／立方ｃｍのかさ密度及び約１０μｍ〜約１８０μｍの範囲で約５５〜６５μｍの平均直径を有する）として販売されている。同様の形態、バルク密度、及び粒径を有し、約７５０，０００ｇ／モル〜約３，０００，０００ｇ／モルの範囲の重量平均分子量を有する、他の製造業者に由来するＵＨＭＷＰＥ粒子を使用することもできる。これら２種類のＵＨＭＷＰＥ粒子は、同じか又は異なる分子量のものを選択することができる。別の特定の例では、両方の種類の粒子は上記に述べた範囲の同様の分子量を有し、例えば両方の種類の粒子が３，０００，０００ｇ／モルに近い重量平均分子量を有することができる。これら２種類のＵＨＭＷＰＥ粒子を異なる相対量（例えば等量）で加え合わせた後、上記に述べた比で更に濃縮剤と加え合わせることができる。濃縮装置の所望の特性に応じて、いずれか一方の種類のＵＨＭＷＰＥを他方よりも少ない量で使用するか、又は更には混合物に加えないこともできる。

濃縮装置の他の実施形態では、多孔質マトリックスは不織繊維状である。すなわち、濃縮装置は、（ａ）不織繊維状多孔質マトリックスと、（ｂ）ランタン及び炭酸塩の両方を含有する複数の濃縮剤粒子とを含む。濃縮剤粒子は、多孔質マトリックスの表面上に、多孔質マトリックスの全体に、又はこれらの組み合わせで分散される。

このような濃縮装置は、濃縮剤粒子がその内部に巻き込まれた不織繊維状多孔質マトリックスを提供することが可能な実質上あらゆるプロセスによって作製することができる。この種の多孔質マトリックスは、通常、相互に挿入された繊維を織布又は編布ではない形で含むウェブ又は媒体である。不織繊維状多孔質マトリックスを調製するのに有用なプロセスとしては、これらに限定されるものではないが、エアレイ法、メルトブロー又はスパンボンドなどのスパンレイ法、カーディング、ウェットレイ、及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの用途では、スパンレイ法又はウェットレイ法によって不織繊維状マトリックスを作製することが好ましい場合がある。

濃縮装置の不織繊維状多孔質マトリックスを作製する際の使用に適した繊維は、通常、放射線及び／又は各種の溶媒に対して安定的な繊維などのパルプ化又は押出成形可能な繊維である。有用な繊維としては、ポリマー繊維、無機繊維、及びこれらの組み合わせが挙げられる。多くの実施形態において、繊維はポリマー繊維を含み、複数の異なる種類のポリマー繊維をしばしば含む。例えば、ポリマーの繊維の少なくとも一部を、ある程度の親水性を示すように選択することができる。

適切なポリマー繊維としては、天然ポリマー（動物又は植物源由来のもの）及び／又は、熱可塑性ポリマー及び溶媒分散性ポリマーなどの合成ポリマーから製造されるものが挙げられる。有用なポリマーとしては、羊毛；絹；セルロース系ポリマー（例えば、セルロース、レーヨンなどのセルロース誘導体）；フッ素化ポリマー（例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンのコポリマー（例えばポリ（フッ化ビニリデン−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン））、クロロトリフルオロエチレンのコポリマー（例えばポリ（エチレン−ｃｏ−クロロトリフルオロエチレン）など）；塩素化ポリマー；ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（１−ブテン）、エチレンとプロピレンとのコポリマー、αオレフィンコポリマー（例えば、エチレン又はプロピレンと１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、及び１−デセンとのコポリマー）、ポリ（エチレン−ｃｏ−１−ブテン）、ポリ（エチレン−ｃｏ−１−ブテン−ｃｏ−１−ヘキセン）など）；ポリイソプレン；ポリブタジエン；ポリアミド（例えば、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１２、ポリ（イミノアジポイルイミノヘキサメチレン）、ポリ（イミノアジポイルイミノデカメチレン）、ポリカプロラクタムなど）；ポリイミド（例えば、ポリ（ピロメリットイミド）など）；ポリエーテル；ポリエーテルスルホン（例えば、ポリジフェニルエーテルスルホン、ポリ（ジフェニルスルホン−ｃｏ−酸化ジフェニレンスルホン）など）；ポリスルホン；ポリ酢酸ビニル；酢酸ビニルのコポリマー（例えば、ポリ（エチレン−ｃｏ−酢酸ビニル）、アセテート基の少なくとも一部が加水分解されて各種ポリ（ビニルアルコール）（例えば、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアルコール）など）を与えるコポリマーなど）；ポリホスファゼン；ポリビニルエステル；ポリビニルエーテル；ポリビニルアルコール；ポリアラミド（例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアラミドなどのパラアラミド及びデュポン社（DuPont Co.）（デラウェア州、ウィルミントン）より「ＫＥＶＬＡＲ」の商品名で販売される繊維（該繊維のパルプは、パルプを形成する繊維の長さに基づき異なる等級で市販されており、例えば、いずれも長さが少なくとも４ｍｍであるアラミド繊維を含む「ＫＥＶＬＡＲ １Ｆ３０６」及び「ＫＥＶＬＡＲ １Ｆ６９４」などがある）など）；ポリカーボネート；及びこれらに類するもの；並びにこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの具体的な例では、ポリマー繊維として、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスルホン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。更により具体的な例としては、ナイロン、ポリエチレン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

適切な無機繊維としては、ガラス、セラミックス、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種類の無機材料を含むものが挙げられる。有用な無機繊維としては、例えば、ガラス繊維（例えば、Ｅガラス、Ｓガラスなど）、セラミック繊維（例えば、金属酸化物（アルミナなど）、炭化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ホウ素などで形成された繊維）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。有用なセラミック繊維は、少なくとも部分的に結晶性であってよい（識別されるＸ線粉末回折パターンを示すか、又は結晶質相及び非晶質（ガラス）相の両方を含む）。いくつかの用途では、無機繊維として、ガラス繊維及びそれらの組み合わせが挙げられる。

不織繊維状多孔質マトリックスを形成するために使用される繊維は、特定の用途（例えば、特定の種類の試料マトリックス）において充分な構造的一体性及び充分な多孔度を有する多孔質マトリックスを与えることができる長さ及び直径のものとすることができる。例えば、その繊維長は、多くの場合、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約３ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、少なくとも約８ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍ、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍ、又は少なくとも約３０ｍｍである。繊維の直径は、例えば、少なくとも１０μｍ、少なくとも２０μｍ、少なくとも４０μｍ、又は少なくとも６０μｍであり得る。繊維長及び直径は、繊維の性質及び用途の種類などの因子に応じて異なり得る。

濃縮剤の粒子の捕捉を促進し、かつ／又は大きな表面積を得るには、不織繊維状多孔質マトリックスを形成するために用いられる繊維は、多くの場合、少なくとも１つのフィブリル化繊維（例えば、多数のより小さな結合フィブリルにより囲まれた主繊維の形の）を含む。主繊維は、一般的に、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲の長さ、及び１μｍ〜２０μｍの範囲の直径を有することができる。フィブリルは、通常、サブマイクローメートルの直径を有し得る。

不織繊維状多孔質マトリックスは、複数の異なる種類の繊維を含むことができる。いくつかの実施形態では、多孔質マトリックスは、２、３、４種類、又は更にはそれよりも多い異なる種類の繊維を用いて形成することができる。例えば、強度及び一体性の目的ではナイロン繊維を加えることができるのに対して、微粒子の捕捉の目的ではフィブリル化ポリエチレンを加えることができる。フィブリル化繊維と非フィブリル化繊維とが組み合わせて用いられる場合、非フィブリル化繊維に対するフィブリル化繊維の重量比は、多くの場合、少なくとも１：２、少なくとも１：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１、又は更には少なくとも８：１である。

濃縮装置は、多くの場合、濃縮装置中の固形物の全重量に対して少なくとも１０重量％の繊維（例えば、繊維、ポリマーバインダー、及び濃縮剤）を含有する。含まれる繊維の量がこの量よりも少ないと、濃縮装置が充分な多孔度を有さなくなる場合がある。いくつかの濃縮装置は、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、又は少なくとも２５重量％の繊維を含有する。繊維状多孔質マトリックスは、多くの場合、固形分の全重量に対して９５重量％以下の繊維を含有する。繊維の量がこの量よりも多いと、液体試料と接触する際に微生物を捕捉するために存在する濃縮剤の量が不充分となる場合がある。いくつかの濃縮装置の例では、固形分の全重量に対して９０重量％以下、８０重量％以下、７０重量％以下、６０重量％以下、又は５０重量％以下の繊維を含有する。

不織繊維状多孔質マトリックスは多くの場合、少なくとも１種類のポリマーバインダーを更に含有する。適切なポリマーバインダーとしては、比較的不活性な（繊維又は濃縮剤粒子のいずれとも化学的反応をほとんどあるいはまったく示さない）天然及び合成ポリマー材料が挙げられる。有用なポリマーバインダーとしては、ポリマー樹脂（例えば粉末及びラテックスの形）、ポリマーバインダー繊維など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

不織繊維状多孔質マトリックスに使用するのに適したポリマー樹脂としては、これらに限定されるものではないが、天然ゴム、ネオプレン、スチレンブタジエンコポリマー、アクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。多くの実施形態において、ポリマー樹脂はアクリレート樹脂を含む。

適切なポリマーバインダー繊維としては、接着剤単独型繊維及び２成分繊維が挙げられる。接着剤単独型繊維の例としては、イーストマン・ケミカル・プロダクツ社（Eastman Chemical Products）（米国、テネシー州、キングズポート）より、ＫＯＤＥＬの商品名で市販されるもの（例えばＫＯＤＥＬ ４３ＵＤ）が挙げられる。２成分繊維は、例えば、隣接型、シースコア型などであり得る。隣接型２成分繊維の一例としては、チッソ株式会社（大阪、日本）よりＣＨＩＳＳＯの商品名（例えばＣＨＩＳＳＯ ＥＳ）で市販されるポリオレフィン熱結合２成分繊維がある。シースコア型２成分繊維の一例としては、ユニチカ株式会社（大阪、日本）より商品名ＭＥＬＴＹ（例えばＭＥＬＴＹ ４０８０）として販売されるもの、及びエチル酢酸ビニル（シース）及びポリプロピレン（コア）で形成されたＭｉｎｉｆｉｂｅｒｓ（テネシー州ジョンソンシティー）がある。この繊維は、ポリエステルのコアとポリエチレンのシースを有する。

使用されるポリマーバインダーの種類によらず、得られる濃縮装置（乾燥形態）中のバインダーの量は、多くの場合、濃縮装置中の固形物（例えば、繊維、ポリマーバインダー、及び濃縮剤）の全重量に対して０．５〜１０重量％の範囲である。このようなポリマーバインダーの量は一般的に、多くの用途における使用に充分な一体性を不織繊維状多孔質マトリックスに与えることができる一方で、濃縮剤粒子はそれほど被覆しない。例えば、ポリマーバインダーの量は、濃縮装置中の固形物の全重量に対して、１〜８重量％、１〜６重量％、１〜５重量％、１〜４重量％、２〜８重量％、又は３〜７重量％の範囲であり得る。

ポリマーバインダーは、濃縮剤粒子と実質的に接着しないことが好ましい。別の言い方をすれば、濃縮装置を走査電子顕微鏡で調べた場合に、ポリマーバインダーで覆われている濃縮剤粒子が濃縮剤粒子の全表面積の５％未満であるということである。例えば、濃縮剤の全表面積の４％未満、３％未満、２％未満、又は更には１％未満がポリマーバインダーにより覆われる。

この種の濃縮装置は、（ａ）複数の上記繊維を提供する工程と、（ｂ）複数の上記濃縮剤粒子を提供する工程と、（ｃ）複数の繊維の少なくとも一部を、複数の濃縮剤粒子の少なくとも一部が内部に巻き込まれた不織繊維状多孔質マトリックス内に形成する工程と、を含むプロセスによって作製することができる。上述したように、形成する工程は、内部に濃縮剤粒子が巻き込まれた不織繊維状マトリックスを提供することが可能な実質上あらゆるプロセスによって行うことができる。

濃縮装置を作製するための別の更なる特定のプロセスとして、ウェットレイ又は「ウェットレイド」プロセスがある。このプロセスでは、（ａ）複数の繊維、（ｂ）複数の濃縮剤粒子、（ｃ）ポリマーバインダー、及び（ｄ）水、水混和性有機溶媒、又はこれらの混合物などの分散用の液体を含有する分散液が形成される。繊維、濃縮剤粒子、及びポリマーバインダー成分は同時に分散用の液体に分散することができる。あるいは、これらの成分の１つ又は２つを他の成分の導入に先立って分散させることもできる。いくつかの実施形態では、繊維は、添加剤、表面処理剤、又は分散液中への繊維の分散を促す化学基を有する。例えば、ポリオレフィン系繊維が無水マレイン酸又は無水コハク酸官能基を有してもよく、あるいは、ポリオレフィン系繊維を調製するための溶解プロセス中に適切な界面活性剤を添加してもよい。

ウェットレイドプロセスは、更に、繊維の少なくとも一部にポリマーバインダーを少なくとも部分的に堆積することと、分散液から分散用の液体を除去することと、を更に含む。繊維上へのポリマーバインダーの堆積は、ポリマーバインダーの性質に応じて、分散用の液体の除去又は脱水工程の前又は後に行うことができる。例えば、ポリマーラテックスがポリマーバインダーとして使用される場合、ポリマーラテックスは、濃縮剤粒子の添加の前又は後でかつ脱水工程の前に繊維上に沈殿させることができる。最初の脱水後、熱を加えることによって、脱水を完了し、得られた堆積ラテックスを硬化させることができる。ポリマーバインダー繊維がポリマーバインダーとして使用される場合には、一般的に最初に脱水を行った後、熱を加えることによって脱水を完了し、ポリマーバインダー繊維を融解する（これにより、繊維上にポリマーバインダーを堆積する）ことができる。

この種の濃縮装置の調製に際しては、１種類以上の補助剤又は添加剤を使用することができる。有用な補助剤としては、加工助剤（例えば、ポリマーバインダーを繊維上に沈殿させる助けとなり得る、アルミン酸ナトリウム及び硫酸アルミニウムなどの沈降剤）、得られる濃縮装置の全体的な性能を高めることができる物質などが挙げられる。こうした補助剤が使用される場合、その量は、濃縮装置の全乾燥重量（例えば、繊維、濃縮剤、及びポリマーバインダー）に対して、５重量％以下、４重量％以下、３重量％以下、１重量％以下、又は０．５重量％以下の量で存在することができる。補助剤の全体量は、通常、濃縮装置中に含有させることができる濃縮剤粒子の量を最大とするためにできるかぎり少なくなるように選択される。

別の更なる特定のウェットレイドプロセスでは、繊維（例えば、短繊維）を、分散用の液体（例えば、水、アルコールなどの水混和性有機溶媒、又はこれらの混合物）の存在下、容器内でブレンドすることによってスラリーを形成することができる。スラリーの形成後、濃縮剤粒子、ポリマーバインダー、及び必要に応じて用いられる沈降剤（例えばミョウバンなどのｐＨ調製剤）をスラリーに加えることができる。

ウェットレイドプロセスが、当該技術分野では周知のハンドシート法によって行われる場合、３つの成分（すなわち、繊維、ポリマーバインダー、及び濃縮剤粒子）を分散液に加える順序は、濃縮装置の最終的な性能に大きく影響しないことが示されている。しかしながら、濃縮剤粒子を加えた後にポリマーバインダーを加えることで、繊維に対する濃縮剤粒子の接着性が幾分高い濃縮装置を得ることができる。

分散混合液は、形成された後、底がスクリーンで覆われた成形鋳型に注ぎ込まれる。この分散用の液体をスクリーンに通して（濡れたシート状の）混合物から排水することができる。充分な量の液体が排水された後、通常、濡れたシートを成形鋳型から取り外し、加圧、加熱、又はその２つの組み合わせによりシートを乾燥させることができる。一般的に、圧力は約３００〜約６００ｋＰａの範囲である。濡れたシートを乾燥させるためには、９０℃〜２００℃の範囲、１００℃〜１７５℃の範囲、１００℃〜１５０℃の範囲、又は９０℃〜１２０℃の範囲の温度を用いることができる。乾燥により、多くの場合、分散用の液体のすべて又は大部分（例えば、分散液を形成するために加えられた分散用の液体の量に対して、分散用の液体の８５重量％以下、９０重量％以下、９５重量％以下、９８重量％以下、又は９９重量％以下）が除去される。ウェットレイドプロセスにおけるポリマーバインダーとしてポリマーバインダー繊維が使用される場合、沈降剤は一般的に不要であり、加えられる熱を利用してポリマーバインダー繊維を融解することができる。

得られる乾燥シートは、少なくとも０．１ｍｍ、少なくとも０．２ｍｍ、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも０．８ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、少なくとも４ｍｍ、又は少なくとも５ｍｍの平均の厚さを有し得る。平均の厚さは、多くの場合、２０ｍｍ以下、１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下、又は１０ｍｍ以下である。カレンダー加工を用いることで、必要に応じて乾燥シートの更なる加圧又は融合を行うことができる。

不織繊維状多孔質マトリックスを有する濃縮装置では、濃縮剤は、使用される繊維の性質に応じて、化学的相互作用（例えば化学結合）又は物理的相互作用（例えば吸着又は機械的閉じ込め）のいずれかによって閉じ込められる。

濃縮装置の性能及び効率は濃縮装置に含有される濃縮剤粒子の量によって異なり得るため、比較的高い粒子充填量が一般的に望ましい場合がある。濃縮装置中の濃縮剤の量は、多くの場合、濃縮装置中の固形物（例えば、繊維、ポリマーバインダー、及び濃縮剤）の全重量に対して５〜９０重量％の範囲である。使用される濃縮剤が５重量％未満であると、微生物を濃縮する濃縮装置の効果が不必要に低くなり得る。使用される濃縮剤が９０重量％を上回ると、存在する繊維が少なすぎて多孔質マトリックスを形成することができないか、構造が一体性を欠く場合がある。濃縮装置のいくつかの例では、濃縮剤は、濃縮装置中の固形物の全重量に対して少なくとも１０重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも４０重量％、又は少なくとも５０重量％に等しい量で存在する。濃縮装置中の濃縮剤粒子の量は、多くの場合、濃縮装置中の固形物の全重量に対して８５重量％以下、８０重量％以下、７５重量％以下、７０重量％以下、又は６０重量％以下である。濃縮剤は、多くの場合、多孔質マトリックスの全体にわたって実質上均一に分散されることが好ましい。

一般的に乾燥シート材料の平均細孔径は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定した場合に、約０．１〜約１０μｍの範囲であり得る。２０〜８０体積％の範囲、又は４０〜６０体積％の範囲の空隙体積が有用であり得る。乾燥シート材料の多孔度は、繊維混合物中により大きい直径の繊維又は剛性の繊維を使用することにより改変する（増大させる）ことができる。

乾燥シート材料は可撓性であってよい（例えば、直径０．７５インチ（約２ｃｍ）のコアの周囲に巻き付けることができる）。この可撓性は、シート材料をプリーツ加工するか又は丸めることを可能とする。シート材料は、比較的低い背圧を有し得る（すなわち、比較的大量の液体が、比較的高い背圧を生じることなく、比較的速やかにシート材料を通過することができる）。本明細書で使用するところの「比較的低い背圧」とは、３ｍＬ／ｃｍ^２の流速において（ただし、流速はシート材料の前面表面積に基づく）、３ポンド／平方インチ（２０．７ｋＰａ）以下、２．５ポンド／平方インチ（１７．２ｋＰａ）以下、２ポンド／平方インチ（１３．８ｋＰａ）以下、１．５ポンド／平方インチ（１０．３ｋＰａ）以下、１ポンド／平方インチ（６．９ｋＰａ）以下、又は０．５ポンド／平方インチ（３．５ｋＰａ）以下の示差背圧のことを指す。

カレンダー加工していないシート材料は、所望の大きさに切断し、これを使用して液体試料と接触する際に微生物を結合することができる。必要に応じて（例えば、シートの全体にわたった大きな圧力低下が問題とならない場合）、使用に先立ってシート材料をカレンダー加工することによって引張り強度を高めることができる。シート材料をプリーツ加工する場合、乾燥及びカレンダー加工は通常避けられる。

不織繊維状多孔質マトリックスを有するいくつかの濃縮装置では、乾燥シート材料の単一層が効果的であり得る。他の濃縮装置では、乾燥シート材料の多層を使用することでより高い微生物の結合性能が得られる。

上記に述べた濃縮装置のいずれも、例えば、１つ以上のプレフィルター（例えば、試料を多孔質マトリックスに通す前に試料から比較的大きい粒子を除去するための）、装置の両側に圧力差を加えるためのマニホールド（例えば、試料を多孔質マトリックスに通すことを助けるための）、及び／又は外部ハウジング（例えば、多孔質マトリックスを収容及び／又は保護するための使い捨てカートリッジ）などの１つ以上の他の構成要素を更に有することができる。

上記に述べた濃縮装置のいずれも、微生物を含む液体試料と任意の適切な要領で接触させることができる。例えば、濃縮装置を液体試料に加えてもよく、又は液体試料を濃縮装置に加えてもよい。濃縮装置を液体試料中に浸漬してもよく、液体試料を濃縮装置上に注いでもよく、液体試料を濃縮装置が入った管又はウェルの中に注いでもよく、あるいは試料を、濃縮装置上を通過させる又は濃縮装置の中に通すこともできる。好ましくは、こうした接触は、液体試料が多孔質マトリックスの少なくとも１つの細孔内を通るようにして行われる。

濃縮装置と液体試料とは、各種の容器又はホルダーのいずれの中で加え合わせてもよい（任意の添加の順序で）。適切な容器又はホルダーは、通常、漏れを生じることなく濃縮装置及び液体試料の両方を保持するように設計される。容器のいくつかの例は、キャップするか、閉鎖するか、又は密封することができる。いくつかの実施形態では、容器又はホルダーは、カラム又はシリンジバレルである。本発明のプロセスを行う際の使用に適した容器は、特定の試料によって決定され、その大きさ及び性質は大きく異なり得る。例えば、容器は１０μＬ容器（例えば試験管又は注射器）などの小型のものであってもよく、又は１００ｍＬから３Ｌ容器（例えば、エルレンマイヤーフラスコ又は環状円筒容器）のような大型のものであってもよい。

容器、濃縮装置、及び液体試料と直接接触する他の任意の器具又は添加剤は使用に先立って滅菌（例えば、制御された熱、酸化エチレンガス、又は放射線によって）することにより、検出誤差を生じ得る液体試料のあらゆる汚染を低減又は防止することができる。効果的な検出を行うために特定の液体試料の微生物を捕捉又は濃縮するのに充分な濃縮装置中の濃縮剤の量は異なり（例えば、濃縮剤及び装置の性質及び形態、並びに液体試料の量に応じて）、当業者によって容易に決定することが可能である。

濃縮装置と液体試料との接触時間は、任意の所望の時間とすることができる。例えば、接触時間は、２４時間以下、１２時間以下、６時間以下、４時間以下、２時間以下、１時間以下、３０分以下、１５分以下、１０分以下、５分以下、１分以下、３０秒以下、又は１５秒以下とすることができる。接触は、混合（例えば、攪拌により、振盪により、又は、濃縮装置の両側に圧力差を作用させることによって液体試料の多孔質マトリックスの通過を促すことにより）によって促進することができる。

いくつかの実施形態では、液体試料は、濃縮装置を少なくとも１回（多くの場合、１回のみ）通過させられる（例えば圧送、加圧、又は重力供給により）。実質上あらゆる方式のポンプ（例えば、蠕動ポンプ）又は濃縮装置の両側に圧力差を確立するための他の装置（例えば、注射器又はプランジャー）を使用することができる。濃縮装置を通じた試料の流速は、約１００ｍＬ／分以下、又はそれよりも大きい流速が効果的であり得る。流速は、例えば、１〜１００ｍＬ／分の範囲、１０〜１００ｍＬ／分の範囲、１０〜５０ｍＬ／分の範囲、又は１０〜２５ｍＬ／分の範囲とすることができる。

必要に応じて、１種類以上の必要に応じて加えられる添加剤を液体試料と濃縮装置との混合物に加えることができる。適切な添加剤としては、これらに限定されるものではないが、溶解試薬、生物発光分析試薬、微生物増殖培地、緩衝液（例えば固体試料を分散又は抽出するため）、微生物染色試薬、洗浄用緩衝液（例えば未結合の物質を洗い流すため）、溶離剤（例えば血清アルブミン）、界面活性剤、及び機械的研磨／溶離剤（例えばガラスビーズ）が挙げられる。

液体試料が濃縮装置と接触している間、液体試料中に存在する微生物は濃縮装置中の濃縮剤に結合することができる。結合した微生物（すなわち、濃縮装置中の濃縮剤に結合した微生物）は、通常、残留する液体試料から分離される。結合した微生物（又はその１つ以上の構成成分）は、接触後に濃縮装置から単離又は分離することも可能である。例えば、溶離剤又は溶解剤を、濃縮装置上を通過させる又は濃縮装置の中に通すことができる。

上記に述べた濃縮装置のいずれも、微生物汚染物質又は病原体を液体試料（例えば水）から除去するための濾材として使用することができる。濾材は、多孔質マトリックス、及び多孔質マトリックスの表面上に分散されるか、多孔質マトリックスの全体に分散されるか、又はその組み合わせとして複数の濃縮剤粒子を含む。いくつかの実施形態では、濾材は、（ａ）不織繊維状多孔質マトリックス、及び（ｂ）不織繊維状多孔質マトリックス中に巻き込まれた複数の濃縮剤粒子を含有する。他の実施形態では、濾材は、（ａ）焼結されたポリマー粒子の多孔質マトリックス、及び（ｂ）焼結されたポリマー粒子の多孔質マトリックス中に埋め込まれた複数の濃縮剤粒子を含有する。

上記に述べた濃縮剤及び濃縮装置を使用することによって、様々な微生物を濃縮して検出することができる。試料は複数の微生物株を含む場合があるが、任意の１つの株を、他のいずれの株とも独立して検出することができる。これらの微生物としては、これらに限定されるものではないが、細菌（グラム陽性細菌及びグラム陰性細菌を含む）、真菌類、カビ、酵母、原生動物、ウイルス（エンベロープを有しないウイルス及びエンベロープを有するウイルスの両方を含む）、細菌の芽胞など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

検出される標的微生物の属としては、これらに限定されるものではないが、リステリア属、大腸菌属、サルモネラ属、カンピロバクター属、クロストリジウム属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、ブドウ球菌属、シゲラ属、腸球菌属、バチルス属、ナイセリア属、シゲラ属、連鎖球菌属、ビブリオ属、エルシニア属、ボルデテラ属、ボレリア属、シュードモナス属、サッカロミケス属、カンジダ属など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

検出の標的となり得る特定の微生物株としては、大腸菌、腸炎エルシニア菌、エルシニア仮性結核菌、コレラ菌、腸炎ビブリオ菌、ビブリオ・バルニフィカス菌（Vibrio vulnificus）、リステリア・モノサイトゲネス（Listeriamonocytogenes）、黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、サッカロマイセス・セレヴィシエ（Saccharomycescerevisiae）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、ブドウ球菌エンテロトキシン亜種、セレウス菌、炭疽菌、バチルス・アトロファエウス（Bacillus atrophaeus）、枯草菌、ウェルシュ菌、ボツリヌス菌、クロストリジウム・ディフィシル（Clostridium difficile）、エンテロバクター・サカザキ（Enterobactersakazakii）、緑膿菌など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

微生物は、一般的に、濃縮剤に結合した後であっても生存可能である。これらの微生物は、適切な栄養素などの好ましい条件が利用可能であれば複製又は増殖が可能である。

微生物に対する濃縮剤の結合効率と呼ぶこともできる捕捉効率は、通常、試料中の微生物の全量に対して少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％である。

濃縮装置又は濃縮剤により捕捉又は結合された（例えば、吸着又は篩い分けにより）微生物は、現在知られている又は今後開発される、実質的にあらゆる所望の方法によって検出可能である。このような方法には、例えば、培養による方法（時間が許す場合には好ましい場合がある）、顕微鏡法（例えば透過光型顕微鏡又は落射蛍光顕微鏡（蛍光染料で標識した微生物を可視化するのに使用できる））、及びその他のイメージング法、免疫学的検出方法、及び遺伝子的検出方法が挙げられる。微生物の捕捉後の検出プロセスは、必要に応じて、洗浄することにより試料マトリックスの構成成分を除去することと、濃縮装置の不織繊維状多孔質マトリックスを切片化するか又は他の方法により細かくすることと、染色することと、煮沸するか又は溶出緩衝液若しくは溶解剤を使用することにより細胞検体を濃縮装置から放出させることと、などを含み得る。

免疫学的検出法は、一般的に、細菌又はウイルス粒子の表面上のマーカーとして機能する生物学的分子（例えばタンパク質又はプロテオグリカン）である、標的生物に由来する抗原物質の検出である。抗原物質の検出は通常、抗体、例えばファージディスプレイなどのプロセスによって選択されたポリペプチド、又はスクリーニングプロセスにより得られるアプタマーによって行うことができる。

免疫学的検出方法は周知のものであり、例えば免疫沈降法及び酵素結合免疫吸着検定法（ＥＬＩＳＡ）が挙げられる。抗体結合は、様々な方法で検出することができる（例えば、一次抗体又は二次抗体のいずれかを、蛍光染料、量子ドット、又は化学発光若しくは着色基質を生成できる酵素により標識し、プレートリーダー又はラテラルフロー装置のいずれかを用いることにより）。

検出はまた、遺伝子アッセイ（例えば核酸ハイブリダイゼーション又はプライマーを用いた増幅）によって行うことができ、これは多くの場合、好ましい方法である。捕捉又は結合された微生物は溶解することでその遺伝物質をアッセイに利用することが可能となる。溶解方法は周知のものであり、例えば、超音波処理、浸透圧ショック、高温処理（例えば約５０℃〜約１００℃）、及びリゾチーム、グルコラーゼ、ザイモリアーゼ（zymolose）、リチカーゼ、プロテイナーゼＫ、プロテイナーゼＥ、又はウイルスエンドリシン（enolysins）などの酵素と共にインキュベートすることが挙げられる。

一般的に使用されている遺伝子的検出アッセイの多くは、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡを含む特定の微生物の核酸を検出するものである。遺伝子的検出法で用いられる条件のストリンジェンシーは、検出される核酸配列の変異レベルと相関する。高度に厳密な塩濃度及び温度の条件により、標的の正確な核酸配列に検出が限定される。このため、標的核酸配列にわずかな変異を有する微生物株を、高度に厳密な遺伝子アッセイを使用して判別することができる。遺伝子的検出は、一本鎖の核酸プローブが微生物の変性された核酸とハイブリダイズすることによって、プローブ鎖を含む二本鎖核酸を形成する核酸ハイブリダイゼーションに基づいたものであり得る。当業者には、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、又はその他の分離方法を行った後にハイブリッドを検出するための、放射性標識、蛍光標識、及び化学発光標識などのプローブ標識は馴染み深いものである。

特に有用な遺伝子的検出法は、プライマーを用いた核酸増幅に基づくものである。プライマーを用いた核酸増幅方法には、例えば、熱サイクル法（例えばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ−ＰＣＲ）、及びリガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、並びに等温法及び鎖置換増幅法（ＳＤＡ）（及びこれらの組み合わせ、好ましくはＰＣＲ又はＲＴ−ＰＣＲ）が挙げられる。増幅産物を検出する方法としては、これらに限定されるものではないが、例えばゲル電気泳動分離及びエチジウムブロミド染色、並びに産物中に組み込んだ蛍光標識又は放射性標識の検出が含まれる。増幅産物の検出前に分離工程を必要としない方法（例えば、リアルタイムＰＣＲ又はホモジーニアス検出法）を用いることもできる。

生物発光検出法は周知のものであり、例えば、米国特許第７，４２２，８６８号（Ｆａｎら）に述べられるものを含むアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）検出方法が挙げられる。他の発光に基づく検出方法を使用することもできる。

上記に述べた濃縮剤及び濃縮装置は、非特異的又は非株特異的なものであるため、これらを使用することで、同じ試料中の複数の微生物株をアッセイの標的とすることができる汎用捕捉システムを与えることができる。例えば、食品試料の汚染についてアッセイを行う場合、同じ試料内でリステリア・モノサイトゲネス（Listeria monocytogenes）、大腸菌、及びサルモネラのすべてについて試験を行うことが望ましい場合がある。１回の捕捉工程を行った後、例えば、これら微生物株のそれぞれから異なる核酸配列を増幅するための特異的プライマーを使用してＰＣＲ又はＲＴ−ＰＣＲアッセイを行うことができる。これにより、それぞれの株について別々の試料取扱い及び調製手順を行う必要をなくすことができる。

（ａ）少なくとも１つの上記に述べた濃縮装置又は濃縮剤と、（ｂ）本発明の濃縮プロセスを行う際に使用するための少なくとも１つの試験容器又は試験試薬（好ましくは滅菌試験容器又は試験試薬）と、を含む診断キットが提供される。診断キットは、プロセスを行うための取り扱い説明書を更に含むことが好ましい。

有用な試験容器又はホルダーとしては上記に述べたものが挙げられ、例えば、接触、インキュベーション、溶離液の回収、又は他の所望の処理工程に使用することができる。有用な試験試薬としては、微生物培養又は増殖培地、溶解剤、溶離剤、緩衝液、発光検出アッセイの構成要素（例えば、照度計、溶解剤、ルシフェラーゼ酵素、酵素基質、反応緩衝液など）、遺伝子的検出アッセイ構成要素など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましい溶解剤は、緩衝液中で与えられる溶解酵素又は薬品であり、好ましい遺伝子的検出アッセイの構成成分としては、標的微生物に特異的な１つ以上のプライマーが挙げられる。キットは必要に応じて滅菌ピンセットなどを更に含んでもよい。

微生物を濃縮するためのプロセス又は微生物の濃縮剤を含む物品である異なる項目が提供される。

項目１は、微生物を濃縮するためのプロセスである。このプロセスは、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する濃縮剤を提供する工程を含む。濃縮剤は、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である。プロセスは、微生物を含有する液体試料を提供する工程、及び濃縮剤を液体試料と接触させる工程を更に含む。プロセスは、微生物を濃縮剤と結合させて、結合した微生物を形成する工程を更に含む。

項目２は、濃縮剤が粒子を含む、項目１のプロセスである。

項目３は、粒子が、１００μｍ以下の平均直径を有する、項目２のプロセスである。

項目４は、微生物が、細菌の株、真菌、酵母、原生動物、ウイルス、細菌の芽胞、又はこれらの混合物である、項目１〜３のいずれかのプロセスである。

項目５は、微生物が、グラム陰性細菌又はグラム陽性細菌である、項目１〜４のプロセスである。

項目６は、結合した微生物が生存状態にある、項目１〜５のいずれか１つのプロセスである。

項目７は、結合した微生物を液体試料から分離する工程を更に含む、項目１〜６のいずれか１つのプロセスである。

項目８は、濃縮剤が複数の粒子を含むとともに更に多孔質マトリックスを更に含み、複数の粒子が、多孔質マトリックス表面上に分散されるか、多孔質マトリックスの全体にわたって分散されるか、又は多孔質マトリックスの表面上及び全体にわたって分散される、項目１〜７のいずれかのプロセスである。

項目９は、多孔質マトリックスが不織繊維を含む、項目８のプロセスである。

項目１０は、不織繊維が、フィブリル化された繊維を含む、項目９のプロセスである。

項目１１は、不織繊維が、ポリマー繊維、無機繊維、又はこれらの組み合わせである、項目９のプロセスである。

項目１２は、多孔質マトリックスがポリマーバインダーを更に含む、項目９〜１１のいずれか１つに記載のプロセスである。

項目１３は、ポリマーマトリックスが、焼結されたポリマー材料を含む、項目８のプロセスである。

項目１４は、焼結されたポリマー材料が、焼結された熱可塑性ポリマーである、項目１３のプロセスである。

項目１５は、濃縮剤を提供する工程が、水溶性ランタン塩を、水溶性炭酸塩溶液、水溶性重炭酸塩溶液、又はこれらの混合物と混合することにより沈殿物を形成させることを含む、項目１〜１４のいずれか１つのプロセスである。

項目１６は、濃縮剤を提供する工程が、沈殿物を１５０℃〜５００℃の範囲の温度で加熱することを更に含む、項目１５のプロセスである。

項目１７は、濃縮剤を提供する工程が、炭酸ランタン水和物粒子を、少なくとも部分的に無水炭酸ランタンを形成するのに充分な温度にまで加熱することを含む、項目１〜１４のいずれか１つのプロセスである。

項目１８は、濃縮剤が、炭酸ランタン、オキシ炭酸ランタン、水酸化炭酸ランタン、又はこれらの混合物を含む、項目１〜１４のいずれか１つのプロセスである。

項目１９は、濃縮剤が、無水物形又は水和物形である炭酸ランタンを含む、項目１８のプロセスである。

項目２０は、濃縮剤が、無水物形又は水和物形であるオキシ炭酸ランタンを含む、項目１８のプロセスである。

項目２１は、結合した微生物の存在を検出する工程を更に含む、項目１〜２０のいずれか１つのプロセスである。

項目２２は、（ａ）ランタン及び炭酸塩を含み、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である濃縮剤と、（ｂ）前記濃縮剤と結合した微生物とを含有する物品である。

項目２３は、微生物が生存状態にある、項目２２の物品である。

項目２４は、濃縮剤が、複数の粒子を含む、項目２２又は２３の物品である。

項目２５は、粒子が、１００μｍ以下の平均直径を有する、項目２４の物品である。

項目２６は、濃縮剤が、炭酸ランタン、オキシ炭酸ランタン、水酸化炭酸ランタン、又はこれらの混合物を含む、項目２２〜２５のいずれか１つの物品である。

項目２７は、濃縮剤が、無水物形又は水和物形である炭酸ランタンを含む、項目２６の物品である。

項目２８は、濃縮剤が、無水物形又は水和物形であるオキシ炭酸ランタンを含む、項目２６の物品である。

項目２９は、濃縮剤及び多孔質マトリックスを含む物品である。濃縮剤は、ランタン及び炭酸塩の両方を含有する。濃縮剤の、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である。濃縮剤は、多孔質マトリックスの表面上に、多孔質マトリックスの全体に、又はこれらの組み合わせで分散される。

項目３０は、濃縮剤が複数の粒子を含む、項目２９の物品である。

項目３１は、物品が小板の形状である、項目３０の物品である。

項目３２は、多孔質マトリックスが、不織繊維及び必要に応じて用いられるポリマーバインダーを含む、項目２９〜３１のいずれか１つの物品である。

項目３３は、不織繊維が、ポリマー繊維、無機繊維、又はこれらの組み合わせを含む、項目３２の物品である。

項目３４は、多孔質マトリックスが、焼結されたポリマー材料である、項目２９〜３１のいずれか１つの物品である。

項目３５は、焼結されたポリマー材料が、焼結された熱可塑性材料である、項目３４の物品である。

項目３６は、多孔質マトリックスが、ろ過剤の形態である、項目２９〜３５のいずれか１つの物品である。

項目３７は、濃縮剤が、炭酸ランタン、オキシ炭酸ランタン、水酸化炭酸ランタン、又はこれらの混合物を含む、項目２９〜３６のいずれか１つの物品である。

項目３８は、濃縮剤が、無水物形又は水和物形である炭酸ランタンを含む、項目３７の物品である。

実施例において使用する比率（％）は、特に断らない限りはすべて重量比率である。すべての実施例は、特に断らない限りは２重で試験を行った。

材料
特に断らない限り、試薬はすべて、シグマ・アルドリッチ社（Sigma-Aldrich）又はブイ・ダブリュー・アール社（ＶＷＲ）より標準製品として購入した。

大腸菌（ＡＴＣＣ ５１８１３）、黄色ブドウ球菌（ＡＴＣＣ ６５３８）、サッカロマイセス・セレヴィシエ（Saccharomyces cerevisiae）（ＡＴＣＣ ２０１３９０）、及びリステリア・モノサイトゲネス（Listeria monocytogenes）（ＡＴＣＣ ５１４１４）を含むすべての細菌及び酵母培養物は、特に断らない限り、アメリカ培養細胞系統保存機関（The American Type Culture Collection）（バージニア州マナッサス）より購入した。特に断らない限り、試験用の細菌は、標準的な微生物学の手法に従って、トリプチックソイ寒天プレート上に培養物をストリークし、３７℃で一晩インキュベートすることによって調製したストリーク培養物から単離した。試験用の酵母培養物は、標準的な微生物学の手法に従って、酵母抽出物ペプトンデキストロース寒天プレート上に培養物をストリークし、３０℃で一晩インキュベートすることによって調製したストリーク培養物から単離した。

本明細書で使用する「繊維１」なる用語は、ミニファイバーズ社（Minifibers,Inc）（テネシー州ジョンソンシティー）よりＦＹＢＲＥＬ６００の商品名で市販される、線質量密度が１デニールであるフィブリル化ポリエチレン繊維のことを指す。

本明細書で使用する「繊維２」なる用語は、ミニファイバーズ社（Minifibers,Inc）（テネシー州ジョンソンシティー）より市販される、長さ２インチ（５．０８ｃｍ）及び線質量密度が６デニールである短ナイロン繊維のことを指す。

本明細書で使用する「繊維３」なる用語は、ミニファイバーズ社（Minifibers,Inc）（テネシー州ジョンソンシティー）より市販される、長さ５ｍｍ及び線質量密度が２デニールである２成分（エチレン酢酸ビニルとポリプロピレン）繊維のことを指す。

本明細書で使用する「繊維４」なる用語は、シュラー社（Schuller Inc.）（コロラド州デンバー）よりＭＩＣＲＯ−ＳＴＲＡＮＤ １０６〜４７５の商品名で市販されるガラス繊維のことを指す。

炭酸ランタン水和物（Ｌａ_２（ＣＯ_３）_３・ｘＨ_２Ｏ）を、アルファ・エイサー社（Alfa Aesar）（マサチューセッツ州ワードヒル）より入手した。

塩化ランタン（ＬａＣｌ_３）を、イー・エム・サイエンス社（EMScience）（ニュージャージー州ギブスタウン）より入手した。

純度９９．９％の硝酸ランタン六水和物（Ｌａ（ＮＯ_３）_３・６Ｈ_２Ｏ）粉末を、アルファ・エイサー社（Alfa Aesar）（マサチューセッツ州ワードヒル）より入手した。

酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）粉末を、アルファ・エイサー社（Alfa Aesar）（マサチューセッツ州ワードヒル）より入手した。

重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）を、イー・エム・ディー・ケミカルズ社（EMD Chemicals, Inc.）（ニュージャージー州ギブスタウン）より入手した。

「ラテックスバインダー」なる用語は、エア・プロダクツ・ポリマーズ社（ペンシルベニア州アレンタウン）よりＡＩＲＦＬＥＸ ６００ＢＰの商品名で市販される、固形分５０重量％の酢酸ビニルエマルションのことを指す。

「凝集剤」なる用語は、ミッドサウス・ケミカル社（Midsouth ChemicalCo., Inc.）（ルイジアナ州リンゴールド）よりＭＰ ９３０７の商品名で市販されるポリマー材料のことを指す。

「ＤＩ水」とは、ミリポア社（Millipore）（マサチューセッツ州ウォルサム）よりＭＩＬＬＩ−Ｑ ＧＲＡＤＩＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭの商品名で市販される浄化システムを通過させた、電気抵抗率が１８ＭΩの脱イオン水のことを指す。

「吸着緩衝液」なる用語は、ｐＨが７．２に等しい溶液のことを指す。１００Ｘ強度の緩衝液として、ＤＩ水に溶解した５ｍｍｏｌのＫＣＬ、１ｍｍｏｌのＣａＣｌ_２、０．１ｍｍｏｌのＭｇＣｌ_２、及び１ｍｍｏｌのＫ_２ＨＰＯ_４を含むものを用いた。

「ＢＨＩブロス」とは、ベクトン・ディキンソン社（Becton Dickinson）（メリーランド州スパークス）よりＤＩＦＣＯ ＢＯＶＩＮＥ ＨＥＡＲＴ ＩＮＦＵＳＩＯＮ ＢＲＯＴＨの商品名で市販されるものを、製造者の指示に従って３．７重量％となるように調製したものを指す。

「バターフィールド緩衝液」とは、ｐＨが７．２±０．２である一塩基性リン酸カリウム緩衝溶液のことを指す。この緩衝液は、ブイ・ダブリュー・アール社（ＶＷＲ）（ペンシルベニア州ウェストチェスター）より購入することができる。

「トリプチックソイ寒天プレート」とは、３重量％のＤＩＦＣＯトリプチックソイ寒天を用い、製造者の指示に従って調製されたプレートのことを指す。ＤＩＦＣＯトリプチックソイ寒天は、ベクトン・ディキンソン社（Becton Dickinson）（メリーランド州スパークス）より購入することができる。

「ＭＯＸプレート」とは、ハーディー・ダイアグノスティクス社（HardyDiagnostics）（カリフォルニア州サンタマリア）より市販される、リステリア菌用に改変されたオックスフォード培地を使用して調製されたプレートのことを指す。

「ＹＰＤ寒天プレート」とは、いずれもベクトン・ディキンソン社（BectonDickinson）（メリーランド州スパークス）より市販される５重量％酵母抽出ペプトンデキストロース及び１．５％寒天を用い、製造者の指示に従って調製された寒天プレートのことを指す。

「大腸菌プレート」とは、３Ｍ Ｅ．ｃｏｌｉ／Ｃｏｌｉｆｏｒｍ（大腸菌／大腸菌群）ペトリフィルムプレートの商品名でスリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より市販されるプレートのことを指す。

「ＡＣプレート」とは、３Ｍ好気性細菌計数（Aerobic Count）ペトリフィルムプレートの商品名でスリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より市販されるプレートのことを指す。

「ＹＭプレート」とは、３Ｍペトリフィルム酵母及びカビ（Yeast and Mold）プレートの商品名でスリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より市販されるプレートのことを指す。

「シリンジ」なる用語は、ＢＤ ＬＵＥＲ−ＬＯＫの商品名で市販されるチップを有するものを指す。このようなシリンジは、ブイ・ダブリュー・アール社（ＶＷＲ）（ペンシルベニア州ウェストチェスター）より購入することができる。

「フィルターホルダー」なる用語は、ミリポア社（Millipore）（マサチューセッツ州ベッドフォード）よりＳｗｉｎｎｅｘの商品名で市販される１３ｍｍフィルターホルダーのことを指す。

「ストマッカー」なる用語は、ブイ・ダブリュー・アール社（VWR）（ペンシルベニア州ウェストチェスター）より購入することができる、ＳＴＯＭＡＣＨＥＲ ４００循環実験用ブレンダー（Circulator Laboratory Blender）の商品名で市販されるブレンダーのことをそれぞれ指す。「ストマッカーバッグ」とは、ブイ・ダブリュー・アール社（ＶＷＲ）より購入することができる、ＦＩＬＴＲＡ−ＢＡＧの商品名で市販されるポリエチレン試料バッグのことを指す。

バイオメルークス社（bioMerieux, Inc.）（ノースカロライナ州ダーハム）よりＤＥＮＳＩＣＨＥＫの商品名で市販される濃度計を使用して、０．５マクファーランド標準液を調製した。マクファーランド番号０．５とは、約１〜１．５×１０^８ＣＦＵ／ｍＬの細菌濃度に相当する。ＣＦＵなる用語は、コロニー形成単位のことを指す。マクファーランド標準液を、細菌数が所定の範囲内となるように、細菌懸濁液の濁度を調整するための基準として用いた。

Ｘ線回折分析
試料は、ゼロバックグラウンドの石英インサート上で直接調べた。反射幾何学データを、Ｐｈｉｌｉｐｓ垂直回折計、銅Ｋα線、及び散乱放射の比例検出器レジストリを用いてサーベイスキャンの形で収集した。回折計に、可変入射ビームスリット、固定回折ビームスリット、及びグラファイト回折ビームモノクロメータを取り付けた。サーベイスキャンは、０．０４度のステップサイズ及び４秒の滞留時間を用いて５〜８０度（２θ）で行った。Ｘ線発生器は４５ｋＶ及び３５ｍＡに設定した。粉末回折ファイル（ＰＤＦ）を、回折パターンに観察される反射に基づき、試料中に存在する相の同定に使用した。

走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージング
試料を、アルミニウムスタブ上に貼着された両面カーボンテープ上に装填した。装填された試料を、スパッターコーター（テッド・ペラ社（Ted Pella, Inc.）（カリフォルニア州アーバイン）より販売されるＳＥＭコーティングユニットＰＳ３）を用いてＡｕ／Ｐｄでコーティングすることにより、イメージングの際の帯電効果を抑制した。コーティングした試料は、以下のイメージング条件：２０ｋＶ及び作動距離（Ｗ．Ｄ．）１７ｍｍで、ジェー・イー・オー・エル・ユー・エス・エー社（JEOL USA, Inc.）（マサチューセッツ州ピーボディ）より販売されるＪＥＯＬ ＪＳＭ−６４００走査電子顕微鏡を使用して２次電子モードでイメージングした。

ランタン分析
元素分析に使用した器具は、パーキンエルマー（Perkin Elmer）社のＯｐｔｉｍａ ８３００誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）光学放射分光光度計であった。試料は、０、０．２、０．５、及び１．０パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ）のランタンを含有する酸マッチングした基準溶液を用いて生成した外部検量線に対して分析した。０．５ｐｐｍの品質管理基準を使用して、分析中の検量線の精度を監視した。０．５ｐｐｍスカンジウム溶液をサンプル及び基準とともに測定して、内部基準として用いた。一般的な分析では、１０ミリグラム（ｍｇ）の試料をポリプロピレン遠心チューブ中に０．０１ｍｇ単位で秤量し、２体積％の硝酸水溶液で溶解した。固形物が完全に分解した時点で、溶液を脱イオン水で５０ｍＬにまで希釈した。分析に先立ち、溶液を更に体積で１００倍に希釈して、ランタン濃度を線形検量範囲内とした。

炭素分析
ＬＥＣＯモデル９３２ ＣＨＮＳ元素分析装置を使用して、燃焼により炭素の重量比率（％）について試料を分析した。試料は、少なくとも３重で測定し、結果を標準偏差とともに各実験の測定値の平均として報告した。試料の分析に先立って、スルファメタジン基準を用いた検量線を生成した。特に断らない限り、炭素の絶対標準偏差は、±０．５重量％未満であった。炭素の検出限界は、０．５０重量％であった。

実施例１：濃縮剤１
ランタン／炭酸塩含有物質（濃縮剤１）を、ビーカー内で、等量の１０重量％の硝酸ランタン（Ｌａ（ＮＯ_３）_３・６Ｈ_２Ｏ）の水溶液を、６重量％の重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）の水溶液に、マグネチックスターラーバーで絶えず攪拌しながら滴下することにより調整した。重炭酸塩の添加開始から数分後、明白色の固体が溶液から沈殿した。この固体を真空濾過してから、濾紙（ワットマン濾紙５番）を装着したブフナー漏斗内で脱イオン水により洗浄した。固体を室温の空気中で一晩乾燥して、ランタンを含有する濃縮剤１を得た。この物質（濃縮剤１）のＸ線回折分析により、鉱物であるカルキンサイト（ＰＤＦ：６−００７６）と構造が類似した相の存在が示された。濃縮剤１の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージングによれば、粒子は、板状の形態を有していた。個々の小板は、厚さが数百ｎｍであり、平面の寸法は数ミクロンであった。これらの小板は、数十μｍまでの粒径のより大きな粒子に凝集する傾向を示した。炭素含量は、５．３９重量％であった。ランタン含量は、４９．３重量％であった。ランタンに対する炭素の重量比は、０．１０９であった。

実施例２：濃縮剤２（濃縮剤１を３００℃で加熱したもの）
実施例１で調製した濃縮剤１を、箱形炉（カーボライト社（Carbolite LTD）（英国、ホープバレー）より販売されるＣａｒｂｏｌｉｔｅ ＲＨＦ １５００炉）内で室温から３００℃まで３０分かけて昇温した後、３００℃の石英ボート内で１時間、空気中で焼結した。得られた白色粉末（濃縮剤２）をＸ線解析で分析したところ、炭酸ランタンの存在（ＰＤＦ：６−００７６及び／又は４−０１０−３６０９）を示した。Ｘ線解析パターンは、（２００）及び（４００）平面に沿った強い配向を、また、無秩序かつ／又は小粒化されたオキシ炭酸ランタン相（ＰＤＦ：４８−１１１３）に帰着されるブロードな反射群を示した。濃縮剤２の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージングによれば、この物質は、実施例１で調製した濃縮剤１と同様の板状の形態を有していた。このような板状の形態は、Ｘ線回折分析で観察された強い配向効果と符合するものである。炭素含量は、６．７３±０．１６重量％であった。ランタン含量は、５７．９±０．８重量％であった。ランタンに対する炭素の重量比は、０．１１６±０．００３であった。

比較例１：（濃縮剤１を５５０℃で加熱したもの）
実施例１で調製した濃縮剤１を、箱形炉（カーボライト社（Carbolite LTD）（英国、ホープバレー）より販売されるＣａｒｂｏｌｉｔｅ ＲＨＦ １５００炉）内で室温から５５０℃まで６０分かけて昇温した後、５５０℃の石英ボート内で１時間、空気中で焼結した。得られた白色粉末（比較例１）は、Ｘ線解析により示されるように、オキシ炭酸ランタン（ＰＤＦ：４８−１１１３）を含有することが示された。この物質のＳＥＭイメージングは、実施例２で調製した物質と同様の形態及び大きさを示した。炭素含量は、２．８８±０．０３重量％であった。ランタン含量は、７２．３重量％であった。ランタンに対する炭素の重量比は、０．０４０±０．０００４であった。

実施例３：濃縮剤３
濃縮剤３は、市販の炭酸ランタン水和物（Ｌａ_２（ＣＯ_３）_３・ｘＨ_２Ｏ）であった。Ｘ線回折によれば、この物質は、ランタナイト（Ｌａ_２（ＣＯ_３）_３・８Ｈ_２Ｏ）（ＰＤＦ：４−０１０−３６０９）を含有していた。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージングによれば、濃縮剤４は、板状の形態を有していた。個々の小板は、一般的に厚さ１μｍよりも厚く、平面の寸法は数十ミクロンであった。これらの小板は、数十μｍまでの粒径のより大きな粒子に凝集する傾向を示した。炭素含量は、５．３１±０．１２重量％であった。ランタン含量は、４４±１重量％であった。ランタンに対する炭素の重量比は、０．１２１±０．００４であった。

実施例４：（濃縮剤３を３００℃に加熱したもの）
実施例３で述べた濃縮剤３を、箱形炉（カーボライト社（Carbolite LTD）（英国、ホープバレー）より販売されるＣａｒｂｏｌｉｔｅ ＲＨＦ １５００炉）内で室温から３００℃まで３０分かけて昇温した後、３００℃の石英ボート内で１時間、空気中で焼結した。得られた白色粉末（濃縮剤４）は、濃縮剤１と同様のＸ線回折パターンを有していた。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージングによれば、形態及び微小構造は濃縮剤３と同様であった。炭素含量は、７．１５±０．１２重量％であった。ランタン含量は、５７．７±０．３重量％であった。ランタンに対する炭素の重量比は、０．１２４±０．００２であった。

比較例２：（濃縮剤３を５５０℃に加熱したもの）
実施例３で述べた濃縮剤３を、箱形炉（カーボライト社（Carbolite LTD）（英国、ホープバレー）より販売されるＣａｒｂｏｌｉｔｅ ＲＨＦ １５００炉）内で室温から５５０℃まで６０分かけて昇温した後、５５０℃の石英ボート内で１時間、空気中で焼結した。Ｘ線回折によれば、得られた白色粉末（比較例２）はオキシ炭酸ランタン（ＰＤＦ：４８−１１１３）を含有していた。この物質の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージングにより、この物質が濃縮剤３と同様の形態及び大きさを有することが示された。炭素含量は、２．８６±０．０４重量％であった。ランタン含量は、７２．３±０．８重量％であった。ランタンに対する炭素の重量比は、０．０４０±０．００１であった。

微生物懸濁液１：大腸菌の懸濁液
グラム陰性細菌である大腸菌（E. coli）のストリーク培養物を用いて、３ｍＬのＤＩ水中、マクファーランド標準液０．５を調製した。１０^８ＣＦＵ／ｍＬを含む、得られた細菌ストック液を吸着緩衝液中で連続希釈して、懸濁液１ｍＬ当たり１０^３個の微生物を有する細菌懸濁液を得た。

実施例５：実施例２による大腸菌の捕捉
実施例５は、体積１．０ｍＬの微生物懸濁液１を、１０ｍｇの実施例２で調製した濃縮剤２が入れられた、ベクトン・ディキンソン社（Becton Dickinson）（ニュージャージー州、フランクリンレイクス）よりＢＤ Ｆａｌｃｏｎの商品名で市販される、ラベルが貼られた滅菌５ｍＬポリプロピレンチューブに加えることにより調製した。捕捉効率を表１に示す。

比較例３：比較例１による大腸菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの比較例１を使用した点以外は実施例５と同様にして比較例３を調製した。捕捉効率を表１に示す。

実施例６：実施例３からの濃縮剤３による大腸菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの実施例３で述べた濃縮剤３を使用した点以外は実施例５と同様にして実施例６を調製した。捕捉効率を表１に示す。

実施例７：濃縮剤４による大腸菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの実施例４で調製した濃縮剤４を使用した点以外は実施例５と同様にして実施例７を調製した。捕捉効率を表１に示す。

比較例４：比較例２による大腸菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの比較例２を使用した点以外は実施例５と同様にして比較例４を調製した。捕捉効率を表１に示す。

比較例５：Ｌａ_２Ｏ_３による大腸菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）を使用した点以外は実施例５と同様にして比較例Ｃ５を調製した。捕捉効率を表１に示す。

比較例Ｃ６：ＬａＣｌ_３による大腸菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの塩化ランタン（ＬａＣｌ_３）を使用した点以外は実施例５と同様にして比較例Ｃ６を調製した。捕捉効率を表１に示す。

比較例Ｃ７：ＬａＣｌ_３による大腸菌の捕捉
１０ｍｇの塩化ランタンを１ｍＬの濾過滅菌したＤＩ水に加えて１０ｍｇ／ｍＬ溶液（４０ｍｍｏｌ分散液）を調製することにより比較例Ｃ７を調製した。次いで、この分散液５μＬを滅菌５ｍＬチューブ内で１ｍＬの微生物懸濁液１に加えた。比較例Ｃ７の塩化ランタン濃度は、細菌懸濁液１ｍＬ当たり０．２ｍｍｏｌであった。捕捉効率を表１に示す。

大腸菌の捕捉効率：実施例５〜７及び比較例Ｃ３〜Ｃ７
１．０ｍＬの微生物懸濁液１を、ベクトン・ディキンソン社（BectonDickinson）（ニュージャージー州、フランクリンレイクス）よりＢＤ Ｆａｌｃｏｎの商品名で市販される、ラベルが貼られた滅菌５ｍＬポリプロピレンチューブに加えることによりコントロール試料を調製した。濃縮剤は加えなかった。１つのコントロール試料は、大腸菌１ｍＬ当たり１３０ＣＦＵを含み、別のコントロール試料は、大腸菌１ｍＬ当たり１３５ＣＦＵを含んでいた。

実施例５〜７、比較例Ｃ３〜Ｃ７、及びコントロール試料の入ったチューブにキャップをし、ボルテックスミキサー（バーンステッド・インターナショナル社（Barnstead International）（アイオワ州ドゥビューク）より販売されるＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｍａｘｉｍｉｘ Ｐｌｕｓボルテックスミキサー）上で混合した。次いで各チューブを、プラットフォームロッカー（バーンステッド・インターナショナル社（Barnstead International）より販売されるＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｖａｒｉ Ｍｉｘプラットフォームロッカー）上で毎分１４サイクルで１０分間、室温（２５℃）で揺動した。比較例Ｃ７のチューブは、更に２０分間、全体で３０分間揺動した。揺動後、各チューブを１０分間沈殿させた。

沈殿した物質を、１ｍＬ滅菌バターフィールド緩衝液に再懸濁し、製造者の指示に従ってＡＣプレート上に接種した。コントロール試料も同様にＡＣプレート上に接種した。各プレートを３７℃で１８〜２０時間インキュベートし、製造者の指示に従って、３Ｍ Ｐｅｔｒｉｆｉｌｍプレートリーダー（スリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より販売されるもの）を使用してコロニーカウントについて分析した。捕捉効率（効率）は、再懸濁された物質上で捕捉された微生物の数（％）に等しい。捕捉効率は、再懸濁された物質からカウントされたコロニーの数（捕捉）と、非処理のコントロール試料からカウントされたコロニーの数（コントロール）とから、以下の式に従って求めた。すなわち、
捕捉効率（％）＝（（捕捉）／（コントロール））×１００
大腸菌の捕捉効率の結果を表１に示す。効率の標準偏差は、特に断らない限りは１０％未満である。

^＊これらの実施例のコントロール試料は、大腸菌１ｍＬ当たり１３０ＣＦＵを含んでいた。
^＊＊これらの実施例のコントロール試料は、大腸菌１ｍＬ当たり１３５ＣＦＵを含んでいた。

微生物懸濁液２：黄色ブドウ球菌の懸濁液
グラム陽性細菌である黄色ブドウ球菌（S. aureus）のストリーク培養物を用いて、３ｍＬのＤＩ水中、マクファーランド標準液０．５を調製した。１０^８ＣＦＵ／ｍＬを含む、得られた細菌ストック液を吸着緩衝液中で連続希釈して、懸濁液１ｍＬ当たり１０^３個の微生物を有する細菌懸濁液を得た。

実施例８：濃縮剤２による黄色ブドウ球菌の捕捉
実施例８は、体積１．０ｍＬの微生物懸濁液２を、１０ｍｇの実施例２で調製した濃縮剤２が入れられた、ベクトン・ディキンソン社（Becton Dickinson）（ニュージャージー州、フランクリンレイクス）よりＢＤ Ｆａｌｃｏｎの商品名で市販される、ラベルが貼られた滅菌５ｍＬポリプロピレンチューブに加えることにより調製した。捕捉効率を表２に示す。

比較例Ｃ８：比較例１による黄色ブドウ球菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの比較例１を使用した点以外は実施例８と同様にして比較例Ｃ８を調製した。捕捉効率を表２に示す。

実施例９：濃縮剤３による黄色ブドウ球菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの実施例３で述べた濃縮剤３を使用した点以外は実施例８と同様にして実施例９を調製した。捕捉効率を表２に示す。

実施例１０：濃縮剤４による黄色ブドウ球菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの実施例４で述べた濃縮剤４を使用した点以外は実施例８と同様にして実施例１０を調製した。捕捉効率を表２に示す。

比較例９：比較例２による黄色ブドウ球菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの比較例２を使用した点以外は実施例８と同様にして比較例Ｃ９を調製した。捕捉効率を表２に示す。

比較例Ｃ１０：Ｌａ_２Ｏ_３による黄色ブドウ球菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）を使用した点以外は実施例８と同様にして比較例Ｃ１０を調製した。捕捉効率を表２に示す。

比較例Ｃ１１：濃縮剤ＬａＣｌ_３による黄色ブドウ球菌の捕捉
濃縮剤２の代わりに１０ｍｇの塩化ランタン（ＬａＣｌ_３）を使用した点以外は実施例８と同様にして比較例Ｃ１１を調製した。捕捉効率を表２に示す。

比較例Ｃ１２：ＬａＣｌ_３による黄色ブドウ球菌の捕捉
１０ｍｇの塩化ランタンを１ｍＬの濾過滅菌したＤＩ水に加えて１０ｍｇ／ｍＬ溶液（４０ｍｍｏｌ分散液）を調製することにより比較例Ｃ１２を調製した。次いで、この分散液５μＬを滅菌５ｍＬチューブ内で１ｍＬの微生物懸濁液２に加えた。比較例Ｃ１２の塩化ランタン濃度は、細菌懸濁液１ｍＬ当たり０．２ｍｍｏｌであった。捕捉効率を表２に示す。

黄色ブドウ球菌の捕捉効率：実施例８〜１０及び比較例Ｃ８〜Ｃ１２
１．０ｍＬの微生物懸濁液２を、ベクトン・ディキンソン社（BectonDickinson）（ニュージャージー州、フランクリンレイクス）よりＢＤ Ｆａｌｃｏｎの商品名で市販される、ラベルが貼られた滅菌５ｍＬポリプロピレンチューブに加えることによりコントロール試料を調製した。濃縮剤は加えなかった。１つのコントロール試料は、黄色ブドウ球菌１ｍＬ当たり１４０ＣＦＵを含み、別のコントロール試料は、黄色ブドウ球菌１ｍＬ当たり１９５ＣＦＵを含んでいた。

実施例８〜１０、比較例Ｃ８〜Ｃ１２、及びコントロール試料の入ったチューブにキャップをし、ボルテックスミキサー（バーンステッド・インターナショナル社（Barnstead International）（アイオワ州ドゥビューク）より販売されるＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｍａｘｉｍｉｘ Ｐｌｕｓボルテックスミキサー）上で混合した。次いで各チューブを、プラットフォームロッカー（バーンステッド・インターナショナル社（Barnstead International）より販売されるＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｖａｒｉ Ｍｉｘプラットフォームロッカー）上で毎分１４サイクルで１０分間、室温（２５℃）で揺動した。比較例Ｃ１２のチューブは、更に２０分間、全体で３０分間揺動した。揺動後、各チューブを１０分間沈殿させた。

沈殿した物質を、１ｍＬ滅菌バターフィールド緩衝液に再懸濁し、製造者の指示に従ってＡＣプレート上に接種した。コントロール試料も同様にＡＣプレート上に接種した。各プレートを３７℃で１８〜２０時間インキュベートし、製造者の指示に従って、３Ｍ ＰＥＴＲＩＦＩＬＭプレートリーダー（スリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より販売されるもの）を使用してコロニーカウントについて分析した。捕捉効率は上記に述べたようにして計算した。黄色ブドウ球菌の捕捉効率の結果を表２に示す。効率の標準偏差は、特に断らない限りは１０％未満である。

^＊これらの実施例のコントロール試料は、黄色ブドウ球菌１ｍＬ当たり１９５ＣＦＵを含んでいた。
^＊＊これらの実施例のコントロール試料は、黄色ブドウ球菌１ｍＬ当たり１４０ＣＦＵを含んでいた。

実施例１１：濃縮剤２による希釈大腸菌の捕捉
大腸菌のストリーク培養物を用いて、３ｍＬの濾過滅菌水中、マクファーランド標準液０．５を調製した。１×１０^８ＣＦＵ／ｍＬを含む、得られた細菌ストック液を水で連続希釈して、約１００ＣＦＵ／ｍＬを有する細菌懸濁液を得た。この細菌懸濁液を１００ｍＬの水道水で１：１０００に希釈することによって全体で約１０ＣＦＵの濃度を有する微生物懸濁液を与えることにより、希釈懸濁液を調製した。体積１ｍＬの吸着緩衝液及び１００ｍＬの希釈微生物懸濁液を、ブイ・ダブリュー・アール社（ＶＷＲ）より入手した滅菌２５０ｍＬポリプロピレン製円錐底遠心チューブに加えた。

実施例２で調製した濃縮剤２（１００ｍｇ）を、希釈微生物懸濁液に加えた。２重の試料を調製した。各チューブにキャップをし、プラットフォームロッカー上で１４サイクル／分で３０分間、室温（２５℃）で揺動した。揺動後、チューブの内容物を約３０分間沈殿させた。

各試料から９９ｍＬの体積をピペットで吸引して捨て、沈殿した物質を含んだ１ｍＬの水を残した。各チューブからの沈殿物質をピペットで取り出して、別の大腸菌プレートに接種した。各プレートを３７℃で１８〜２０時間インキュベートし、製造者の指示に従って、３Ｍ Ｐｅｔｒｉｆｉｌｍプレートリーダー（スリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より販売されるもの）を使用してコロニーカウントについて分析した。捕捉効率を計算したところ、標準偏差２０％未満で１００％であった。希釈した微生物懸濁液は、１００ｍＬ当たり３ＣＦＵを含んでいた。濃縮剤２により捕捉された平均のＣＦＵは３ＣＦＵであった。

実施例１２：濃縮剤２（５ｇ）を含む多孔質マトリックス
３０．０ｇの繊維１、６．０ｇの繊維２、４．５ｇの繊維３、及び３．０ｇの繊維４を、４Ｌの冷たい水道水と、４Ｌのブレンダー（ブイ・ダブリュー・アール社（VWR Co.）（ペンシルベニア州ラドナー）より販売されるＷａｒｉｎｇ商業用耐久型ブレンダー、モデル３７ＢＬ８４）内で、中速で９０秒間混合することにより繊維プレミックスを調製した。この混合物を、ニット（nits）又は凝塊のない繊維の均一な分散について調べ、凝塊がすべて細かくなるように必要なだけ更にブレンドした。次いで、１Ｌの繊維プレミックスを１Ｌステンレス鋼ビーカーに加え、インペラミキサー（サーモ・フィッシャー・サイエンティフィック社（ThermoFisher Scientific）（マサチューセッツ州ウォルサム）より販売されるＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｔｅｄｆａｓｔ攪拌器モデルＳＬ２４００）で速度設定４として５分間混合した。次いで、１．０ｇのラテックスバインダーを５０ｍＬビーカー内で約２５ｍＬの水道水に分散し、混合物に加えた。ビーカーを更に約２５ｍＬの水道水ですすぎ、これを混合物に加えて約２分間混合した。同様にして、０．５ｇの凝集剤を約２５ｍＬの水道水に分散し、混合下で混合物に加えた後、ビーカーから更に約２５ｍＬのすすぎ水を加えた。ラテックスバインダーが溶液から繊維上に析出し、プレミックスの液相は濁った状態からほぼ透明に変化した。次いで、実施例２で調製した５．０ｇの濃縮剤２を加え、ボルテックスミキサーで１分間混合した。

ウイリアムズ・アパラタス社（Williams Apparatus）（ニューヨーク州ウォータータウン）より入手したＴＡＰＰＩパッドメーカー装置を使用して、フェルトを調製した。この装置は、底部に目の細かいスクリーン及び排水弁を有する約２０ｃｍ（８インチ）四方で高さ２０ｃｍ（８インチ）の箱を有していた。この箱に、スクリーンの上約１ｃｍの高さにまで水道水を満たした。粒子を含有する混合物を箱に注ぎ入れ、直ちに弁を開くと、形成された真空により箱から水が抜かれた。得られたウェットレイドフェルトは、厚さ約３ｍｍであった。

このウェットレイドフェルトを装置から２０ｃｍ四方のブロッター紙（アンカー・ペーパー社（Anchor Paper）（ミネソタ州セントポール）より販売される９６ポンド（４３ｋｇ）の白紙）のシート上に移した。シートの湿り具合に応じてこのフェルトを２〜４層のブロッター紙の間に挟み、６０ポンド／平方インチ（０．４１ＭＰａ）（フェルト上に約１２ポンド／平方インチ（８２．７ｋＰａ）の圧力が作用するように計算した）に設定した空圧プレス機により２枚の強化スクリーンの間で１〜２分間、水がそれ以上滲み出なくなることが観察されるまでプレスした。次いで、プレスしたフェルトを新しいブロッター紙のシート上に移し、１２０℃に設定したオーブン（エス・ピー・エックス・サーマル・プロダクト・ソリューションズ社（SPX Thermal Product Solutions）（ペンシルベニア州ホワイドディアー）より販売されるＢＬＵＥ Ｍ Ｓｔａｂｉｌ−Ｔｈｅｒｍオーブン、モデルＯＶ−５６０Ａ２）に約４０分間入れることによって残留する水を除去し、ラテックスバインダーを硬化させて多孔質マトリックスを形成した。

実施例１３：濃縮剤２（１０ｇ）を含む多孔質マトリックス
１０．０ｇの濃縮剤２を加えた点以外は実施例１２の手順に従って多孔質マトリックスを調製した。

微生物懸濁液３：Ｌ．モノサイトゲネス（L. monocytogenes）の懸濁液
リステリア・モノサイトゲネス（L. monocytogenes）のストリーク培養物を用いて、３ｍＬのＢＨＩブロス中、マクファーランド標準液０．５を調製した。約１０^８ＣＦＵ／ｍＬを含む、得られた細菌ストック液をＢＨＩブロス中で連続希釈して、約１０^３ＣＦＵ／ｍＬを有する細菌懸濁液を得た。

実施例１４：実施例１２の多孔質マトリックス／濃縮剤によるＬ．モノサイトゲネス（L.monocytogenes）の捕捉
直径１４ｍｍの円形片を実施例１２の物品から打ち抜き、フィルターホルダー（Ｓｗｉｎｎｅｘ）に挿入した。３ｍＬシリンジを使用して１．５ｍＬの微生物懸濁液３をフィルターホルダー内の円形試料上に加えた。フィルターホルダーを容器に被せて濾液を回収し、約１５秒間で濾過を完了した。捕捉効率を表３に示す。

実施例１５：実施例１３の多孔質マトリックス／濃縮剤によるＬ．モノサイトゲネス（L.monocytogenes）の捕捉
実施例１２の代わりに実施例１３の物品から円形片を打ち抜いた点以外は実施例１４に述べたのと同様の手順に従って実施例１５を調製し、濾過した。捕捉効率を表３に示す。

実施例１４〜１５によるＬ．モノサイトゲネス（L. monocytogenes）の捕捉効率
実施例１４及び１５で得られた各濾液から１００μＬの体積をＭＯＸプレート上に接種した。１００μＬの濾過しない微生物懸濁液３をＭＯＸプレート上に接種することによりコントロールを調製した。実施例１４及び１５からの円形物品を、各濾過の後で表面を滅菌したピンセットを使用してフィルターホルダーから取り出し、１００μＬのバターフィールド緩衝液とともにＭＯＸプレート上に置いた。すべてのプレートを３７℃で１８〜２０時間インキュベートした。コロニーをマニュアルでカウントした。

コントロール試料は３３７０ＣＦＵ／ｍＬ（５０５５ＣＦＵ／１．５ｍＬ）を有していた。接種した円形物品はいずれもＬ．モノサイトゲネス（L. monocytogenes）の増殖を示し、捕捉された細菌細胞が生存可能であることが示された。

濾液からのコロニーのカウントを用い、円形物品の捕捉効率を以下のようにして計算した。濾過効率（効率）は、濾液からカウントされたコロニーの数（濾液カウント）と、濾過しないコントロール試料からカウントされたコロニーの数（コントロールカウント）とから、以下の式に従って求めた。すなわち、

濾過効率（％）＝（（濾液カウント）／（コントロールカウント））×１００
捕捉効率（％）＝１００−濾過効率
捕捉効率の結果を表３に示す。

実施例１６：実施例１３の多孔質マトリックス／濃縮剤による大腸菌の除去
大腸菌のストリーク培養物を用いて、３ｍＬの滅菌ＤＩ水中、マクファーランド標準液０．５を調製した。１×１０^８ＣＦＵ／ｍＬを含む、得られた細菌ストック液をＤＩ水で連続希釈して、約１０^５ＣＦＵ／ｍＬを有する細菌懸濁液を得た。

直径１４ｍｍの円形片を実施例１３の物品から打ち抜き、フィルターホルダー（Ｓｗｉｎｎｅｘ）に挿入した。３ｍＬシリンジを使用して１．０ｍＬの微生物懸濁液をフィルター内の円形片上に加えた。濾過後、濾液を回収し、ＤＩ水で１：１００に希釈し、大腸菌プレート上に接種した。約１０^５ＣＦＵ／ｍＬを有する細菌懸濁液をバターフィールド緩衝液で１：１００の倍率で希釈してから１ｍＬの希釈液を接種することにより、コントロール試料を調製した。プレートを３７℃で１８〜２０時間インキュベートした。３Ｍ ＰＥＴＲＩＦＩＬＭプレートリーダーを使用してコロニーカウントを測定した。

対数減少値（ＬＲＶ）は、濾過マトリックスの細菌除去性能の指標である。この値は、下式に従い、コントロール中のコロニーカウント（ＣＦＵ／ｍＬ）の対数値（Ｌｏｇコントロールカウント）から濾液中のコロニーカウント（濾液カウント）の対数値を差し引くことによって計算した。すなわち、
ＬＲＶ＝（Ｌｏｇ_１０（コントロールカウント））−（Ｌｏｇ_１０（濾液カウント））

コントロールは、１３０，０００ＣＦＵ／ｍＬ（５．１Ｌｏｇ ＣＦＵ／ｍＬ）の平均のコロニーカウントを示した。濾液ではカウントは認められず、実施例１３の円形物品のＬＲＶは５であった。

微生物懸濁液４：Ｓ．セレヴィシエ（S. cerevisiae）のビール懸濁液
ＹＰＤ寒天プレートからのサッカロマイセス・セレヴィシエ（Saccharomycescerevisiae）のストリーク培養物を用いて、最寄りの小売業者より購入したビール（アルコール４．３％のミケロブ（Michelob）ゴールデンライトドラフトビール）３ｍＬ中、マクファーランド標準液０．５を調製した。約１０^６ＣＦＵ／ｍＬを含む、得られた酵母ストック液をビールで連続希釈して１０^３ＣＦＵ／ｍＬを含む酵母懸濁液を得た。この試料をコントロール酵母懸濁液と呼ぶものとする。この懸濁液の１：１００希釈液を１００ｍＬのビール中に接種して１０ＣＦＵ／ｍＬとすることにより、酵母添加（spiked）ビール試料を調製した。この試料を、酵母添加ビールコントロール又は微生物懸濁液４と呼ぶものとする。

実施例１７：実施例１２の多孔質マトリックス／濃縮剤上のＳ．セレヴィシエ（S.cerevisiae）の濃度
直径１４ｍｍの円形片を実施例１２から打ち抜き、フィルターホルダー（Ｓｗｉｎｎｅｘ）に挿入した。２０ｍＬシリンジを用いて、微生物懸濁液４（１００ｍＬ）をフィルターホルダーに５つのバッチで加えた。試料の全体が多孔質マトリックス／濃縮剤を通過した後、表面を滅菌したピンセットで円形片を空の滅菌１．５ｍＬポリプロピレンマイクロ遠心チューブ（ブイ・ダブリュー・アール社（ＶＷＲ）、カタログ番号８９０００−０２８）に移した。これを実施例１７とする。

次いで、実施例１７の捕捉効率を求めるため、１００μＬの酵素溶液及び５０μＬの、試料調製キット（スリー・エム社（3M Company）（ミネソタ州セントポール）より販売される３Ｍ ＣＬＥＡＮ−ＴＲＡＣＥ表面ＡＴＰシステム）からの抽出溶媒をマイクロ遠心チューブに加えた。内容物をボルテックスミキサー（ブイ・ダブリュー・アール社（VWR）（ペンシルベニア州ウェストチェスター）より販売されるＶＷＲ固定速度型ボルテックスミキサー）上で約３２００回転／分で５秒間混合した。２０／２０ｎ ＳＩＳソフトウェアを備えたベンチトップ照度計（ターナー・バイオシステム社（Turner Biosystems）（カリフォルニア州サニーベール）より販売される２０／２０ｎシングルチューブ照度計）を使用して試料のＡＴＰシグナルを相対光単位（ＲＬＵ）で１分間、１０秒間隔で測定した。ルミネセンス値を下記に述べるようにして分析した。捕捉された微生物を予め抽出／溶出する必要なくＡＴＰの直接的検出を行った。

１００ｍＬの酵母無添加（unspiked）ビール（すなわち、Ｓ．セレヴィシエ（S. cerevisiae）を加えないビール）を、実施例１２の多孔質マトリックス／濃縮剤から打ち抜いた円形片に通して濾過することにより、バックグラウンドのＡＴＰレベルを測定した。このコントロール円形片を、実施例１７について上記に述べた手順に従って処理し、ＡＴＰシグナルを測定した。

１００μＬのビールのみのＡＴＰシグナル（酵母無添加ビールのバックグラウンド）も測定した。酵母無添加ビールとは、Ｓ．セレヴィシエ（S. cerevisiae）をいっさい加えていないビールのことを指す。バックグラウンドのＡＴＰシグナルを、試験試料を含むビールのＡＴＰシグナルから引くことによって、表４に示されるような補正後のＡＴＰシグナルの値を計算した。

１０^３ＣＦＵのコントロール（１００μＬ）及び濾過しない酵素添加ビール試料（１００μＬ）についてもＡＴＰシグナルを測定した。これらの試料を、１０^３ＣＦＵコントロール及び酵素添加ビールコントロール試料としてそれぞれ用いた。

下式に従ってコントロールの補正後のＡＴＰシグナルの値からＡＴＰシグナル率（％）を計算した。
ＡＴＰシグナル率（％）＝（補正後のＲＬＵ／１０^３ＣＦＵコントロールからのＲＬＵ）×１００
結果を表４に示す。

酵母のカウントは、製造者の指示に従ってＹ／Ｍプレート上に１００ｍＬの酵母添加ビールの１ｍＬを接種することにより測定し、試料は、全体で１３５０ＣＦＵの酵母細胞を有した。

実施例１８〜１９及び比較例Ｃ１３：牛肉試料の濾過
９９ｍＬのバターフィールド緩衝液及び最寄りの食料品店より購入した牛挽肉試料１１ｇ（脂肪分１５％）をストマッカーバッグに加え、製造者の指示に従って、２３０ｒｐｍの速度で３０秒間、ストマッカーで処理することにより、牛挽肉試料を調製した。

１０ｍＬの牛挽肉試料を１０ｍＬシリンジによりフィルターホルダー（Ｓｗｉｎｎｅｘ）内の実施例１２の１４ｍｍ円形片に加えることによって実施例１８を調製した。シリンジをフィルターホルダーの入口ポートに嵌め込み、試料全体がマトリックスを通過するまで、シリンジのプランジャーを用いて試料に陽圧を加えた。濾液の体積及び濾過時間を表５に示す。

実施例１９及び比較例Ｃ１３は、実施例１９では実施例１２の代わりに実施例１３からの円形片を使用し、比較例Ｃ１３では市販の０．２２ミクロンポリカーボネート（ＰＣ）ワットマンフィルター（ＶＷＲ）を打ち抜いて得られた直径１４ｍｍの円形片を使用した点以外は、実施例１８について上記に述べたのと同様にして調製し、試験を行った。

上記のデータは、実施例１２及び１３の多孔質マトリックス／濃縮剤は、標準的な微生物学的フィルター（ポリカーボネートフィルター）よりも幾分、目詰まりしにくく、更に、複雑な試料マトリックスを処理する場合により高い濾過性能を有することを示している。

実施例２０〜２１及び比較例Ｃ１４：豆乳試料の濾過
以下のようにして実施例２０を調製した。最寄りの食料品店より購入した豆乳（脂肪分４．５ｇ）１１ｍＬを９９ｍＬのバターフィールド緩衝液と攪拌することにより豆乳試料を調製した。１０ｍＬの試料を、１０ｍＬシリンジにより、フィルターホルダー（Ｓｗｉｎｎｅｘ）内の実施例１２の１４ｍｍ円形片に加えた。シリンジをフィルターホルダーの入口ポートに嵌め込み、試料全体がマトリックスを通過するまで、シリンジのプランジャーを用いて試料に陽圧を加えた。濾液の体積及び濾過時間を表６に示す。

実施例２１及び比較例Ｃ１４は、実施例２１では実施例１２の代わりに実施例１３からの円形片を使用し、比較例Ｃ１４では、やはり直径１４ｍｍの市販の０．２２ミクロンポリカーボネート（ＰＣ）ワットマンフィルター（ＶＷＲ）を使用した点以外は、実施例２０について上記に述べたのと同様にして調製し、試験を行った。

上記のデータは、実施例１２及び１３の多孔質マトリックス／濃縮剤は、標準的な微生物学的フィルター（ポリカーボネートフィルター）よりも幾分、目詰まりしにくく、更に、複雑な試料マトリックスを処理する場合により高い濾過性能を有することを示している。

Claims (6)

1. 微生物を濃縮するためのプロセスであって、
   （ａ）ランタン／炭酸塩含有物質の複数の粒子を含む濃縮剤を提供する工程であって、前記濃縮剤の、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である、工程と、
   （ｂ）前記微生物を含む液体試料を提供する工程と、
   （ｃ）前記濃縮剤を前記液体試料と接触させる工程と、
   （ｄ）前記微生物を前記濃縮剤と結合させて、結合した微生物を形成する工程と、を含む、プロセス。
2. 前記結合した微生物が生存状態にある、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記濃縮剤が多孔質マトリックスを更に含み、
   前記複数の粒子が、前記多孔質マトリックスの表面上に分散されるか、前記多孔質マトリックスの全体にわたって分散されるか、又は前記多孔質マトリックスの表面上及び全体にわたって分散される、請求項１又は２に記載のプロセス。
4. 前記濃縮剤が、炭酸ランタン、オキシ炭酸ランタン、水酸化炭酸ランタン、又はこれらの混合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセス。
5. （ａ）ランタン／炭酸塩含有物質の複数の粒子を含む濃縮剤であって、ランタンに対する炭素の重量比が少なくとも０．０５である、濃縮剤と、
   前記濃縮剤に結合した微生物と、を含む物品。
6. 前記微生物が生存状態にある、請求項５に記載の物品。