JP2001013148A - 微生物数測定装置および微生物数測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造でありながら、さまざまな試料中
の特定の微生物の数を高感度に自動で測定できる微生物
数測定装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定の抗原決定基をもつ微生物を含有し
た試料液と抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を
結合した抗体を含有する検液とを混合して抗原抗体反応
を生じさせるための反応セル３と、試料液を反応セルに
導入する試料液導入部４と、検液を反応セル３に導入す
る検液導入部５と、反応セル３内と連通路６で連通さ
れ、抗原抗体反応した微生物を誘電泳動させて電界集中
部に集めるための泳動電極が設けられた測定セル１と、
泳動電極に交流電圧を印加する泳動電源回路１７と、電
界集中部に集められた抗原抗体反応した微生物に結合さ
れた標識物質の濃度を測定する測定部１８と、標識物質
の濃度から微生物数または微生物濃度を算出する演算部
１９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶液中の微生物数
または微生物濃度を測定するための微生物数測定装置お
よび微生物数測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶液中の微生物数を測定する方法
としては、特開昭５７−５０６５２号公報に記載された
もの等、多数の技術が知られている。

【０００３】しかし、従来の技術による微生物数の測定
方法は、測定感度は比較的高いが微生物分野及び生化学
分野に関する専門知識が必要であったり、また専用で高
価な大型の測定装置が必要となり、さらには専任者によ
る作業が必要となる等、とても一般的かつ簡易に微生物
数を測定することができるものではなかった。

【０００４】そこで、物理的手段のみを使い、薬剤を一
切用いないで、試料系に組み込んでの自動測定が可能で
簡易な小型の微生物数測定装置が例えば特開昭５９−９
１９００号公報において提案されたが、微生物数が１０
の８乗ｃｅｌｌｓ／ｍｌ（１ｍｌ中に微生物数が１億
個）以上にならないと検出できないため、その応用範囲
に著しい制限が加えられていた。また、この小型で簡易
な微生物数測定装置では、試料の中の微生物の数を知る
ことはできるが、どのような種類の微生物がいるかと
か、ある特定の微生物がどの程度の数存在しているかと
いった微生物の種類に関する情報は何も得ることができ
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の微生物数測定方法では、専用の測定装置，専門知識を
持った専任者による操作が必要であるという問題点を有
していた。また、上記従来の小型簡易の微生物数測定装
置では、専任者を必要とせず自動測定が可能になるが、
微生物数が非常に多くないと測定が難しく、低感度の測
定性能しか得られず、微生物数を知り得たとしても、特
定の種類の微生物の数についてはわからないという問題
点を有していた。

【０００６】この微生物数測定装置および微生物数測定
方法では、簡易な構造でありながら、さまざまな試料中
の特定の微生物の数を高感度に自動で測定できることが
要求されている。

【０００７】本発明は、簡易な構造でありながら、さま
ざまな試料中の特定の微生物の数を高感度に自動で測定
できる微生物数測定装置、および、さまざまな試料中の
特定の微生物の数を高感度に自動で測定するための微生
物数測定方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の微生物数測定装置は、所定の抗原決定基をも
つ微生物を含有した試料液と抗原決定基と抗原抗体反応
し且つ標識物質を結合した抗体を含有する検液とを混合
して抗原抗体反応を生じさせるための反応セルと、試料
液を反応セルに導入する試料液導入部と、検液を反応セ
ルに導入する検液導入部と、反応セル内と連通路で連通
され、抗原抗体反応した微生物を誘電泳動させて電界集
中部に集めるための泳動電極が設けられた測定セルと、
泳動電極に交流電圧を印加する泳動電源回路と、電界集
中部に集められた抗原抗体反応した微生物に結合された
標識物質の濃度を測定する測定部と、前記標識物質の濃
度から微生物数または微生物濃度を算出する演算部とを
有する構成を備えている。

【０００９】これにより、簡易な構造でありながら、さ
まざまな試料中の特定の微生物の数を高感度に自動で測
定できる微生物数測定装置が得られる。

【００１０】上記課題を解決するために本発明の微生物
数測定方法は、抗原決定基を備えた微生物含有の試料液
と抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合した
抗体を含有した検液とを混合して抗原抗体反応させる抗
原抗体反応ステップと、抗原抗体反応した微生物を誘電
泳動によって電界集中部に集め、集まった微生物の標識
物質の濃度を測定する濃度測定ステップと、測定した標
識物質の濃度に基づいて微生物数または微生物濃度を算
出する算出ステップとを有する構成を備えている。

【００１１】これにより、さまざまな試料中の特定の微
生物の数を高感度に自動で測定するための微生物数測定
方法が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載された微
生物数測定装置は、所定の抗原決定基をもつ微生物を含
有した試料液と抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物
質を結合した抗体を含有する検液とを混合して抗原抗体
反応を生じさせるための反応セルと、試料液を反応セル
に導入する試料液導入部と、検液を反応セルに導入する
検液導入部と、反応セル内と連通路で連通され、抗原抗
体反応した微生物を誘電泳動させて電界集中部に集める
ための泳動電極が設けられた測定セルと、泳動電極に交
流電圧を印加する泳動電源回路と、電界集中部に集めら
れた抗原抗体反応した微生物に結合された標識物質の濃
度を測定する測定部と、標識物質の濃度から微生物数ま
たは微生物濃度を算出する演算部とを有することとした
ものである。

【００１３】この構成により、抗原抗体反応によって特
定の微生物に特異的に標識を行い、誘電泳動によって試
料中の微生物を電極付近に集中した後、標識した特定微
生物の数だけを測定することができるので、簡易な構造
でありながら試料中の特定種類の微生物の数を高感度に
測定することができるという作用を有する。

【００１４】請求項２に記載された微生物数測定装置
は、所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した試料液と
抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合した抗
体を含有する検液とを混合して抗原抗体反応を生じさせ
るための反応セルと、試料液を反応セルに導入する試料
液導入部と、検液を反応セルに導入する検液導入部と、
反応セル内と連通路で連通され、抗原抗体反応した微生
物を誘電泳動させて電界集中部に集めるための泳動電極
が設けられた測定セルと、測定セルにイオン透過性隔膜
を介して連接され、内部に透析電極を備えた透析セル
と、測定セル内の微生物を誘電泳動するための泳動電源
回路と、透析電極に電圧を印加して測定セル内のイオン
濃度を低下させる透析電源回路と、電界集中部に集めら
れた抗原抗体反応した微生物に結合された標識物質の濃
度を測定する測定部と、標識物質の濃度から微生物数ま
たは微生物濃度を算出する演算部とを有することとした
ものである。

【００１５】この構成により、抗原抗体反応時に導入さ
れたイオンを透析によって迅速に測定セルから除くこと
ができ、測定セル中の試料の電気伝導率を低下させるこ
とができるので、イオン濃度が高い抗原抗体反応後の試
料中の微生物であっても、効率よく誘電泳動を行うこと
ができ、高精度で高感度な測定ができるという作用を有
する。

【００１６】請求項３に記載された微生物数測定装置
は、所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した試料液を
導入する試料液導入部と、抗原決定基と抗原抗体反応し
且つ標識物質を結合した抗体を含有する検液を導入する
検液導入部と、微生物を誘電泳動させて電界集中部に集
めるための泳動電極が設けられた測定セルと、測定セル
にイオン透過性隔膜を介して連接され、測定セル内のイ
オン濃度を低下するための透析セルと、泳動電極に交流
電圧を印加する泳動電源回路と、測定セル内のイオン濃
度を低下させる透析電源回路と、電界集中部に集められ
た抗原抗体反応した微生物に結合された標識物質の濃度
を測定する測定部と、標識物質の濃度から微生物数また
は微生物濃度を算出する演算部とを有することとしたも
のである。

【００１７】この構成により、簡易な構造で効率良く抗
原抗体反応と透析を行うことができ、高感度な微生物数
の測定ができるという作用を有する。

【００１８】請求項４に記載された微生物数測定装置
は、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置に
おいて、標識物質は蛍光物質であることとしたものであ
る。

【００１９】この構成により、測定に感度の高い蛍光法
を用いた微生物数測定ができるといいう作用を有する。

【００２０】請求項５に記載された微生物数測定装置
は、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置に
おいて、標識物質は色素であることとしたものである。

【００２１】この構成により、測定のための光学系を簡
易なものにすることができるという作用を有する。

【００２２】請求項６に記載された微生物数測定装置
は、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置に
おいて、標識物質は酵素であることとしたものである。

【００２３】この構成により、測定対象の微生物数が少
なくても酵素反応による増幅効果によって高感度に検出
を行うことができるという作用を有する。

【００２４】請求項７に記載された微生物数測定装置
は、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置に
おいて、標識物質は導電性の物質であることとしたもの
である。

【００２５】この構成により、光学系を用いない電気的
な測定系のみで簡易な測定装置とすることができるとい
う作用を有する。

【００２６】請求項８に記載された微生物数測定装置
は、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置に
おいて、測定部は、電界集中部に光を出射するための光
ファイバと電界集中部からの光を入射するための光ファ
イバとを含む光学系を備えることとしたものである。

【００２７】この構成により、簡易な光学系で高感度の
微生物数測定装置を構成することができるという作用を
有する。

【００２８】請求項９に記載された微生物数測定方法
は、抗原決定基を備えた微生物含有の試料液と抗原決定
基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合した抗体を含有
した検液とを混合して抗原抗体反応させる抗原抗体反応
ステップと、抗原抗体反応した微生物を誘電泳動によっ
て電界集中部に集め、集まった微生物の標識物質の濃度
を測定する濃度測定ステップと、測定した標識物質の濃
度に基づいて微生物数または微生物濃度を算出する算出
ステップとを有することとしたものである。

【００２９】この構成により、抗原抗体反応によって特
定の微生物に特異的に標識を行い、誘電泳動によって試
料中の微生物を電極付近に集中した後、標識した特定微
生物の数だけを測定することができるので、簡易な構造
でありながら試料中の特定種類の微生物の数を高感度に
測定することができるという作用を有する。

【００３０】請求項１０に記載された微生物数測定方法
は、抗原決定基を備えた微生物含有の試料液と抗原決定
基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合した抗体を含有
した検液を混合して抗原抗体反応させる抗原抗体反応ス
テップと、抗原抗体反応した微生物を含む試料液の導電
率を透析によって低下せしめる透析ステップと、試料液
中の微生物を誘電泳動によって電界集中部に集め、集ま
った微生物の標識物質の濃度を測定する濃度測定ステッ
プと、測定した標識物質の濃度に基づいて微生物数また
は微生物濃度を算出する算出ステップとを有することと
したものである。

【００３１】この構成により、抗原抗体反応時に導入さ
れたイオンを透析によって迅速に測定セルから除くこと
ができ、測定セル中の試料の電気伝導率を低下させるこ
とができるので、イオン濃度が高い抗原抗体反応後の試
料中の微生物であっても、効率よく誘電泳動を行うこと
ができ、高精度で高感度な測定ができるという作用を有
する。

【００３２】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図８を用いて説明する。

【００３３】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１による微生物数測定装置を示す構成図であり、図２
（ａ）、（ｂ）は図１の微生物数測定装置の電極を示す
構成図である。

【００３４】図１において、１は測定セル、２は電極基
板、３は反応セル、４は試料系への配管（試料液導入
部）、５は検液導入口（検液導入部）、６は連通路、７
は排出口、８、９、１０、１１は電磁弁、１２は光源側
光ファイバ、１３は検出側光ファイバ、１４は光源、１
５は検出器、１６は制御部、１７は泳動電源回路、１８
は測定部、１９は演算部、２０は表示部である。また、
図２（ａ）において、３１は薄膜電極（泳動電極）、３
２は薄膜電極のギャップ、４０は光源側光ファイバから
放出された光束の広がる発光範囲、４１は検出側光ファ
イバの受光範囲、図２（ｂ）において、３３は薄膜電極
間に誘電泳動によって移動した微生物である。

【００３５】このように構成された微生物数測定装置に
ついて、その動作等を図３、図４を用いて説明する。図
３は図１の微生物数測定装置の動作を示すフローチャー
トであり、図４は蛍光強度の時間変化を示すグラフであ
る。

【００３６】まず、本実施の形態において検出対象とし
ている微生物について説明する。本実施の形態で言う微
生物とは、一般に細菌、真菌、放線菌、リケッチア、マ
イコプラズマ、ウィルスとして分類されているいわゆる
微生物学の対象となっている生物のほかに、原生動物や
原虫のうちの小型のもの、生物体の幼生、生物体の断
片、分離または培養した動植物細胞、精子、花粉、卵、
血球、核酸、蛋白質等も含む広い意味での生体または生
体由来の微粒子である。また本実施の形態では、測定対
象として液体中の微生物を想定している。

【００３７】図１、図２に示すように測定セル１内には
誘電泳動によって試料液体中の微生物３３を所定位置に
移動させるために、電極基板２上の２つの極からなる薄
膜電極３１が微小なギャップ３２を介して対向して設け
られている。本実施の形態において薄膜電極３１は２つ
の極からなり、図２に示すように、くさび型の電極が対
向して配置されている。図２の電極基板２上の薄膜電極
３１が本実施の形態における泳動電極である。また、ギ
ャップ３２に近接して光源側光ファイバ１２と検出側光
ファイバ１３の端面が配置されている。

【００３８】泳動電極としての薄膜電極３１はスパッタ
リングや蒸着、メッキ等の方法によって電極基板２上に
密着して形成された導電体からなり、２つの極からなる
薄膜電極３１の間に構成されるギャップ３２付近の電界
がもっとも強くなるため、ギャップ３２が本実施の形態
における電界集中部になる。詳細は後述するが、微生物
はもっとも電界が集中するこのギャップ３２付近に向か
って泳動される。

【００３９】薄膜電極３１は、極端に抵抗が高くない限
りどのような材料から構成されてもよいが、液体中での
使用、特に本実施の形態のように水中で使用されること
を想定すると、なるべくイオン化傾向が低い金属が望ま
しい。誘電泳動時には薄膜電極３１間に強い電界が生じ
るため、印加する周波数と水中の電解質濃度によっては
電気分解が生じることがある。電気分解が生じるとイオ
ン化傾向の大きな金属から構成された電極では、電極の
溶解が生じ、電極形状の崩れや極端な場合には電極の破
断等が生じてしまうものである。このようなことに鑑
み、本実施の形態では電極の主材料として白金を使用し
ている。

【００４０】測定セル１は、蛍光強度測定時の外部から
の迷光の影響を避けるために、全面が遮光されている。
もちろん、これは、蛍光強度検出に迷光の影響がなけれ
ばよいのであって、系全体を遮光したり、測定セル１の
うち測定に関わる一部分を遮光したりしてもよいことは
言うまでもない。

【００４１】光源側光ファイバ１２は石英ガラスを主材
料とし、コア径５０ミクロン、クラッド径１２５ミクロ
ンで、コアの屈折率に分布を持ち、樹脂製の保護外皮す
なわち絶縁性でかつ疎水性のフッソ系薄膜等の有機高分
子コーティングが施されている。光源側光ファイバ１２
は、一方を光源１４側に他方をギャップ３２に近接して
配置され、両端面は光学的に平坦に研磨されている。ま
た図示しないが、光源１４と光源側光ファイバ１２との
間にはレンズ等の光学素子が配置され、光源１４の光を
光源側光ファイバ１２に効率よく入射させている。ま
た、光源１４と光源側光ファイバ１２との間にはやはり
図示しないが、光源が放出する光の長波長側すなわち測
定対象となる蛍光物質の蛍光スペクトルを含む領域の波
長をカットするフィルタが挿入されている。本実施の形
態では光源１４として重水素ランプを用いている。

【００４２】光源側光ファイバ１２のギャップ３２側の
端面からは、光源側光ファイバ１２内を伝わってくる光
源１４の光が、図２の発光範囲４０に示すような範囲に
広がって出射する。本実施の形態においては、この光束
の広がる発光範囲４０と少なくとも一方の薄膜電極３１
の先端とが互いに重なるように配置されている。言い換
えるなら、薄膜電極３１の端部が液中に入射された光の
広がる光学的開口面上またはこの開口面内に配置される
ことになる。なお、本実施の形態では光源側光ファイバ
１２として石英ガラスを主成分とする光ファイバを用い
たが、有機高分子を主成分とする光ファイバを用いても
よい。有機高分子を主成分とする光ファイバは、石英ガ
ラスを主成分とする光ファイバと比較して、光の伝播時
の減衰が大きく、また透過できる波長範囲も限られてい
ることが知られているが、本実施の形態のように伝播距
離が通信用途等と比較して極端に短い場合には、大きな
問題は生じない。但し、紫外域の光を用いる場合には、
有機高分子による光の吸収が著しく大きくなるため、石
英ガラスを主成分とする光ファイバを使うことが望まし
い。

【００４３】受光側光ファイバ１３は光源側光ファイバ
１２と同様に、石英ガラスを主材料とし、コア径５０ミ
クロン、クラッド径１２５ミクロンで、コアの屈折率に
分布を持ち、樹脂製の保護外皮すなわち絶縁性でかつ疎
水性のフッソ系薄膜等の有機高分子コーティングが施さ
れている。受光側光ファイバ１３は、一方を検出器１５
側に他方をギャップ３２に近接して配置され、両端面は
光学的に平坦に研磨されている。また図示しないが、検
出器１５と受光側光ファイバ１３との間にもレンズ等の
光学素子が配置され、受光側光ファイバ１３を伝って来
た光が効率よく検出器１５で検出される。さらに、受光
側光ファイバ１３と検出器１５との間には、受光側光フ
ァイバ１３を透過してきた光のうち対象となる蛍光物質
の発光スペクトルよりも短波長側をカットするフィルタ
が挿入されている。光源側に挿入されたフィルタが透過
する光の波長域と、受光側に挿入されたフィルタが透過
する光の波長域とは、互いに重なり合わないようになっ
ている。これにより、ギャップ３２付近で電極や泳動さ
れた微生物３３によって散乱される光源光が直接検出器
１５に入ることはなく、蛍光物質からの蛍光のみを高精
度で検出することができる。

【００４４】また、受光側光ファイバ１３のギャップ３
２側の端面では、図２の受光範囲４１の内側から受光側
光ファイバ１３に入射した光だけが検出器１５で検出さ
れる。受光範囲４１以外の範囲から受光側光ファイバ１
３に入射した光は受光側光ファイバ１３内の光の伝播条
件を満たすことができず、検出器１５に至る以前に減衰
して消滅してしまうものである。受光側光ファイバ１３
についても有機高分子を主成分とする光ファイバを用い
ることができる。

【００４５】本実施の形態においては、光源側光ファイ
バ１２と受光側光ファイバ１３とは同一平面内で互いに
１３５度の角度をもって配置される。この１３５度とい
うのは望ましい角度の１つであって、後述するような微
生物に付着した抗体上の標識物質からの蛍光を測定する
のが容易な角度であれば他の角度でもよく、例えば９０
度付近から１７０度付近までの角度を採用することがで
きる。さらに、受光範囲４１と光束の広がる発光範囲４
０とが、少なくとも一方の薄膜電極３１の先端部分と互
いに重なるように配置される。言い換えると、少なくと
も一方の薄膜電極３１の端部が光源側と受光側の光学的
開口面上またはこの開口面内に配置されることになる。

【００４６】このように光ファイバを含む光学系を構成
することにより、ギャップ３２付近の蛍光の強度を効率
よく測定することができる。

【００４７】反応セル３は、本実施の形態における試料
液導入部としての試料系配管４と検液導入部としての検
液導入口５とを備え、連通路６を介して測定セル１と連
通している。反応セル３内では、試料系配管４から導入
される微生物３３を含んだ試料溶液と、検液導入口５か
ら導入される後述する組成の検液としての抗原抗体反応
試薬とが混合され、抗原抗体反応が進行する。そして、
反応終了後の溶液は連通路６を通って測定セル１内に移
送される。

【００４８】試料系配管４、検液導入口５、連通路６、
排出口７はそれぞれ制御部１６によって制御される電磁
弁８〜１１を備えており、後述する一連の手順に従っ
て、電磁弁を解放して各溶液を導入したり、遮断して反
応セル３または測定セル１を系から独立させたりといっ
た動作を行うことができるようになっている。

【００４９】泳動電源回路１７は、誘電泳動を起こすた
めの交流電流を電極基板２の薄膜電極３１間に供給する
ものである。

【００５０】制御部１６は、図示しないマイクロプロセ
ッサや、予め設定されたプログラムを保存するためのメ
モリ、タイマ等から構成され、あらかじめ設定されたプ
ログラムにしたがって電磁弁８〜１１の開閉を行い、泳
動電源回路１７を制御して電極基板２へ特定の周波数と
電圧をもった交流電圧を印加する。さらに制御部１６
は、測定部１８と演算部１９と信号の送受信を行ない適
宜制御を行うことで、測定動作全般の流れを管理する。

【００５１】次に測定部１８は、図示しないマイクロプ
ロセッサや、光源１４を点灯させるためのリレー、検出
器１５からの信号を検出する検出回路、制御部１６との
間の信号を伝える伝送路等から構成され、詳細は後述す
るが、微生物に付着した抗体に結合された標識物質から
の蛍光強度を測定する。

【００５２】また演算部１９は、図示しないマイクロプ
ロセッサ、メモリ等から構成され、詳細は後述するが、
測定部１８にて測定された結果から、電極基板２の薄膜
電極３１間のインピーダンスを解析し、電極基板２の薄
膜電極３１間の静電容量を演算する。そして、必要に応
じて、演算結果をメモリに格納したり、予め保存されて
いるデータを読み出して比較を行なう等して、最終的に
試料系配管４に含まれている微生物数を算出し表示部２
０に表示を行うなどする。

【００５３】なお、測定部１８と演算部１９のマイクロ
プロセッサは制御部１６のマイクロプロセッサと共用す
ることができる。また、測定部１８と演算部１９は制御
部１６によって制御されており、予め設定されたプログ
ラムに従って一連の測定動作を連携して円滑に進めるこ
とができる。

【００５４】また表示部２０は、算出された微生物数を
試料１ｍＬあたりの微生物数としてデジタル表示する。
表示部２０の表示が本実施の形態における微生物数測定
装置の最終出力となる。本実施の形態では、使用者は測
定された微生物数を試料１ｍＬあたりの微生物数として
直接知ることができるが、表示方法としては、たとえば
多いまたは少ないなど、目的に応じてほかの表示方法で
あっても良い。さらに、試料中の微生物数を調べて殺菌
装置を制御するとか、温度などの培養条件を制御するな
ど、使用者が直接微生物数を知る必要が無く、本微生物
数測定装置を含む任意の装置の制御を行うために微生物
数が明らかであれば良いような場合には、そのまま制御
を行い表示部は特に設ける必要がないのは言うまでもな
い。

【００５５】さて、ここで、本実施の形態の主要な内容
である抗原抗体反応と蛍光検出と誘電泳動とについて、
その基本的な内容を説明する。

【００５６】まず、抗原抗体反応について簡単に説明す
る。抗原抗体反応は或る特定の抗原に対して特異的に結
合する抗体が存在し、この両者の間で行われる化学反応
のことである。抗原抗体反応は生体内における免疫応答
機構の研究から明らかになったものであり、生体内で
は、たとえば体外から進入した望ましくないウィルスや
細菌と自らを構成する細胞との違いを見いだし、ウィル
スや細菌のみを攻撃するための目印を付ける役目を担っ
ている。

【００５７】この特異性を利用して特定物質の検出を行
うことを目的とした生化学の一分野が免疫測定技術分野
であり、免疫クロマト法や、ＥＬＩＳＡ法は生体関連物
質の検出法として広く利用されている。抗原抗体反応の
特異的な結合作用について、レジオネラ・ニューモフィ
ラ・セログループ１（以下、「レジオネラ菌」という）
を例にして説明するが、以下の説明はレジオネラ菌に限
ったことではなく、微生物全般に共通して言えることで
あることはいうまでもない。

【００５８】さて、レジオネラ菌の表面は細胞壁で覆わ
れているが、全面が細胞壁で覆われているわけではな
く、栄養分摂取等の外界との物質授受に作用するタンパ
ク質が細胞壁表面に分散するように露出している。これ
らのタンパク質は、レジオネラ菌以外の細菌やその他の
微生物、動物細胞に至るまで、レジオネラ菌と共通なも
のもあるが、レジオネラ菌だけに特異的なものもある。
この特異的なタンパク質が抗原として利用できる。この
ようなタンパク質の種類はただ一つに限られることはな
く、レジオネラ菌に特異的なタンパク質、すなわち抗原
になりうるタンパク質は複数存在する。

【００５９】また、抗原となりうるタンパク質の露出場
所は、レジオネラ菌表面に多数存在し、それぞれが抗体
と結合することができる。従って、抗原抗体反応が進行
するとレジオネラ菌の表面には多量の抗体が結合するこ
とになる。一方、抗体も抗原と同様タンパク質様の物質
から構成され、異なるタンパク質に対して結合する抗体
であってもその基本骨格は同一である。抗体は、その構
造の一部に特定タンパクとうまく嵌合する構造を２カ所
持っている。抗体は、免疫応答機構に従い、生体細胞中
で合成される。そして、合成の際に目標となる抗原に対
して特異的に結合するような構造に作られる。このよう
にして得られた抗体と抗原を生体内に近い特定条件の水
溶液中で混合すると、両者の結合反応が進行する。詳細
は後述するが、本実施の形態では、ドイツＰＲＯＧＥＮ
社製のマウスＩｇ−Ｇ由来のモノクローナル抗体を用い
てレジオネラ菌の検出を行っている。

【００６０】抗原と抗体の結合はいわゆる鍵と鍵穴の関
係であると言える。抗原となるタンパク質は、炭素、酸
素、水素、窒素、硫黄等からなるアミノ酸が多数結合し
た巨大な高分子であり、アミノ酸の配列の仕方によって
特徴的な三次元的な高次構造をなす。この高次構造がタ
ンパク質の機能と密接に関係しており、機能が異なるタ
ンパクでは必ず一部の構造が互いに異なっている。抗体
は特定のタンパク質の特徴的な高次構造とうまく嵌合す
るような構造を持つように作られ、官能基の結合位置が
わずかに異なるだけの非常に類似したタンパク質が同時
に存在していても高い特異性を持って特定タンパクだけ
と結合を生じる。

【００６１】さらに、前述したように抗体は特定タンパ
ク質の高次構造と嵌合するような構造を２つずつ持って
いる。このような抗体の構造により、抗原−抗体−抗原
−抗体・・・という連鎖を生成することもできる。この
連鎖が生じると、抗原と抗体は凝集塊をつくり、目視で
も確認できるような沈殿を生じる。しかしながら、レジ
オネラ菌の場合には、抗体に比較してレジオネラ菌が大
きいため、巨視的な凝集塊を生じることは少ない。レジ
オネラ菌と抗体の反応の場合には、抗体は２カ所ある結
合構造のうち片方をレジオネラ菌表面の抗原と結合さ
せ、もう一方は何にも結合しないままにしているか、あ
るいは両方を一個のレジオネラ菌上の２カ所の抗原に結
合しているかといった場合が多い。抗体の産生は近年に
おいては、マウスやラットを使うほかに、人工的に培養
した動物細胞を利用して行うことができ、抗原を入手す
ることができれば、それに対して特異的に結合する抗体
を産生することは工業的規模で可能となっている。

【００６２】以上、簡単に抗原抗体反応について説明し
たが、さらに詳細な説明は「免疫学イラストレイテッ
ド」（多田富雄監訳、南江堂）等を参照願いたい。

【００６３】さて、前述したようにこのような抗原と抗
体の特異的な結合は様々な物質の中から特定の物質を検
出するための手段として応用されている。抗原の検出を
目的として抗原抗体反応を行う際には、先に説明したよ
うな反応に伴う沈殿の生成を観察したり、固定化した抗
体に抗原を反応させ、さらに、詳しくは後述するが検出
時の指標となる何らかの標識物質を結合させた抗体を添
加し、反応前後の標識物質の量を測定するなどして、抗
原の有無や定量を行っている。次に、本実施の形態で用
いている蛍光検出法について説明する。

【００６４】本実施の形態では、レジオネラ菌の表面に
特異的に存在する抗原に対し特異的に結合する抗体に蛍
光標識を行い、蛍光によるレジオネラ菌の検出を行う例
を説明している。蛍光標識とは、レジオネラ菌と抗原抗
体反応を行う前に、抗体に対して蛍光物質を化学的に結
合させておくということである。蛍光標識を行った後
に、紫外光もしくは可視光の短波長側の光を励起光とし
て抗体に照射することによって、蛍光物質が励起光より
長波長側の蛍光を放射する。この蛍光の強度を観察する
ことにより抗体の存在量を知ることができる。以下、蛍
光物質を化学的に結合した抗体を「標識抗体」という。
なお、標識抗体の標識物質は蛍光物質に限らないのは当
然のことである。例えば、導電物質で修飾する場合は、
金コロイドなどを用いればよい。導電物質を標識物質と
して用いた場合、次のような特徴がある。実施の形態１
においては光ファイバを含む光学系を用いて蛍光修飾さ
れた抗体から放射される蛍光強度の時間変化を観察して
検出対象微生物であるレジオネラ菌の数を算出している
が、たとえば金コロイドなどの導電性物質を標識に用い
た場合、複雑な光学系を用いなくとも、誘電泳動時に電
極間に流れる電流の変化量を観察することによって、レ
ジオネラ菌の数を測定することができる。それは、特異
的な抗原抗体反応によって反応終了後にはレジオネラ菌
のみに金コロイドによる修飾が行われ、金コロイドに修
飾されたレジオネラ菌が電極間に誘電泳動によって移動
することにより、電極間の電気伝導率は、レジオネラ菌
以外の微生物が泳動されてきたときに比べて、極端に大
きな電流値の変化を示すことになるからである。

【００６５】標識抗体を用いてレジオネラ菌と抗原抗体
反応を行うということは、レジオネラ菌表面への抗体の
結合、すなわちレジオネラ菌表面への抗体を介した蛍光
物質の結合を意味し、反応が進行するとレジオネラ菌表
面は多量の蛍光物質によって覆われることになる。通
常、標識抗体は未知量の抗原に対して十分に過剰な量が
添加される。本実施の形態においても、この通例に従っ
ている。十分な量の標識抗体の添加によって、抗原とな
るレジオネラ菌の数に関わらず、十分な量の標識抗体を
レジオネラ菌に結合させることができる。

【００６６】さて、このような過程を経ることにより、
レジオネラ菌の表面にだけ特異的に抗体を集め、その結
果レジオネラ菌を蛍光物質で修飾することができるが、
この状態で試料全体に励起光を照射しても、レジオネラ
菌の数を調べることは難しい。それは、抗原抗体反応の
有無に関わらず、試料内の標識抗体の数は変化しないた
め、試料から放射される蛍光の強度に変化がないからで
ある。標識された抗体（標識抗体）は抗原抗体反応によ
って試料中に均一に分散していた状態から、レジオネラ
菌表面に移動したにすぎず、絶対数は変化していない
し、前述したように標識抗体は抗原であるレジオネラ菌
に対して十分に過剰な量が添加されているために、未結
合状態の標識抗体も試料中に多量に存在している。

【００６７】たとえば、励起光を照射した状態で蛍光の
発光状態を画像として捕らえ処理を施すことによって、
レジオネラ菌を特に強く発光している輝点として捕らえ
ることは可能であり、この輝点を計数してレジオネラ菌
数（他の微生物に対しても応用できることは言うまでも
ない）を計測する装置も考案されているが、そのような
装置は、高価な光学系と画像処理のための高速なマイク
ロプロセッサとを必要とするなど、非常に大がかりなも
のとなり、本発明の目的とする簡易なものとはとてもい
えなくなってしまうものである。

【００６８】本実施の形態においては、詳細は後述する
が、蛍光標識抗体によって修飾されたレジオネラ菌を誘
電泳動を用いた微生物濃縮を用いることによって高精
度、高感度に検出している。

【００６９】次に微生物の誘電泳動現象について簡単に
説明するが、必要であれば詳細な説明は文献Ｊ．ｔｈｅ
ｏｒ．Ｂｉｏｌ（１９７２）ｖｏｌ．３７，１−１３を
参照されたい。

【００７０】電極基板２の薄膜電極３１間に高周波の交
流電圧を印加すると、これによって発生する交流電界の
作用で、測定セル１内の微生物３３はその誘電的な性質
によって最も電場が強くかつ不均一な部分、すなわち電
界集中部に泳動される。なお、ここで交流電圧というの
は、正弦波のほか、ほぼ一定の周期で流れの向きを変え
る電圧のことであり、かつ両方向の電流の平均値が等し
いものである。この時、微生物の誘電体微粒子としての
双極子モーメントをμとすると、微生物に働く誘電泳動
力Ｆと電場Ｅとの間には（数１）関係が成立する。

【００７１】

【数１】

【００７２】さらに、微生物の細胞質の比誘電率をε
２、微生物を含んでいる液体の比誘電率をε１、微生物
を球体と見なしたときの半径をａ、円周率をπとする
と、誘電泳動力Ｆは（数２）のように書き換えることが
できる。

【００７３】

【数２】

【００７４】（数２）は誘電泳動による力Ｆが、電位勾
配、媒質の比誘電率と誘電体微粒子としての微生物の比
誘電率との差などの影響を受けることを示している。

【００７５】ところで、本実施の形態では、電極基板２
のギャップ３２付近の構成が電界集中部にあたり、中で
も最も電界が集中するのはギャップ３２である。従っ
て、ギャップ３２部分にもっとも強く微生物３３が泳動
される。図２に示すギャップ３２はくさび状の薄膜電極
の先端が対向している部分である。

【００７６】ギャップ３２付近に浮遊する微生物３３
は、電極基板２の薄膜電極３１間に生じるこのような電
界作用によってギャップ３２に引き寄せられ、電気力線
に沿って整列する。この時、ギャップ３２付近の微生物
３３の移動状態は、試料液体中に存在する微生物数とギ
ャップ３２の間隔とに依存するが、十分に微生物数が多
い時にはギャップ３２が微生物から構成される鎖によっ
て架橋されるほどになる。この際、当初からギャップ３
２付近に浮遊していた微生物３３は直ちにギャップ３２
部分へ移動するし、ギャップ３２から離れたところに浮
遊していた微生物３３は距離に応じて所定時間経過後に
ギャップ３２部に至るため、一定時間後にギャップ３２
付近の所定領域に集まっている微生物３３の数は測定セ
ル１内の微生物数にも比例する。これは、当然のことな
がら、試料系配管４から供給された試料溶液中に存在す
る微生物数に比例するものである。

【００７７】ところで、本実施の形態におけるギャップ
３２の間隔は１００μｍに設定されているが、ギャップ
３２の間隔は測定対象となる試料溶液中の微生物の濃度
の影響を受けるため必要に応じて調節される。本実施の
形態のように標識された抗体（標識抗体）からの蛍光を
検出して微生物を測定する場合には、誘電泳動によって
移動してきた微生物３３はなるべく塊を作らない方がよ
い。なぜなら、ギャップ３２付近で微生物３３が塊を作
ることにより検出対象の微生物３３、すなわち標識され
た抗体が結合した微生物３３が塊の中に埋もれてしま
い、励起光があたる可能性が低くなってしまうからであ
る。

【００７８】従って、試料溶液中の総微生物濃度が大き
な場合には、ギャップ３２の間隔を広くするのがよい。
ギャップ３２の間隔が広ければ、試料溶液中に多数の微
生物３３が存在していたとしても、電気力線に沿って整
列する十分な隙間を確保できるために塊になることがな
い。こうすることにより、試料中の複数の種類の微生物
３３の中から検出対象である微生物３３に結合している
抗体の標識物質を効率よく励起することができ、検出対
象の微生物が少ないときでも高感度に測定を行うことが
できる。

【００７９】以上のようなことを鑑み、本実施の形態に
おいては、ギャップ３２の間隔を１００μｍとしている
が、この値は試料溶液中の微生物量に合わせて０．２〜
３００μｍの範囲で適宜調節されることが望ましい。

【００８０】（化１）〜（化４）は検液の組成成分を示
す。

【００８１】

【化１】

【００８２】

【化２】

【００８３】

【化３】

【００８４】

【化４】

【００８５】本実施の形態では、（化１）の組成成分２
０ｇ、（化２）の組成成分２ｇ、（化３）の組成成分８
０ｇ、（化４）の組成成分２ｇおよびＦＩＴＣ標識抗体
０．１ｇの試薬を蒸留水１リットル（Ｌ）で溶解したも
のを検液とする。

【００８６】さて、以下、試料の導入から反応セル３内
での抗原抗体反応、測定セル１内への移送、測定セル１
内の微生物の濃縮、測定、洗浄にいたるまでの一連の流
れを図１〜図４を用いて説明するが、抗原抗体反応に必
要となる反応条件、測定手順を図３に記載する。そし
て、本実施の形態では複数の種類の微生物を含む試料溶
液中からレジオネラ菌を測定対象として検出を行う場合
を例にして説明する。

【００８７】初期状態では、電磁弁８、電磁弁１０、電
磁弁１１は開放状態であり、試料系配管４から流入した
複数の微生物を含む試料液は反応セル３と測定セル１を
自由に通過している。所定のタイミングで、予めプログ
ラムによって設定された測定動作に入ると、制御部１６
は、電磁弁８と電磁弁１０を閉状態にし、反応セル３を
系から独立させる。本実施の形態では反応セル３内の試
料液量は９００マイクロリットルである（Ｓ１）。

【００８８】次いで制御部１６は、電磁弁９を所定時間
解放して、反応セル３内に検液としての抗原抗体反応試
薬を１００マイクロリットル導入する（Ｓ２）。本実施
の形態においては、検液には、レジオネラ菌の表面タン
パクと特異的に結合する抗体であるドイツＰＲＯＧＥＮ
社製Ａｎｔｉ−Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ＳＧ１，Ｍ−ｏ
ｕｓｅ Ｉｇ−Ｇ，Ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ抗体が混入さ
れている。さらに、この抗体には蛍光標識物質としてＦ
ＩＴＣ（フルオレッセイン イソチオシアネート）が標
識されている。そして、このとき電磁弁９を解放する時
間によって反応セル３内の試薬の濃度が抗原抗体反応に
最適となるようにあらかじめプログラムがなされてお
り、前述したように、測定するレジオネラ菌の数に比較
して十分過剰な量の標識抗体が添加される。本実施の形
態では、反応セル内の標識抗体数が１０の１２乗個以上
になるように検液を調製している。反応セル３内では、
検液の導入によって、試料液と検液が混ざり合い、抗原
抗体反応が始まる（Ｓ３、抗原抗体反応ステップ）。

【００８９】抗原抗体反応は摂氏２５度付近の常温でも
十分進行するが、より積極的に反応を進めるために摂氏
３７度付近の恒温に保つことも望ましい。さてこのと
き、抗原抗体反応の特異性によって、試料中に複数の種
類の微生物が混在していても、その中にレジオネラ菌が
含まれていれば、標識抗体はレジオネラ菌表面のタンパ
ク質と特異的に結合し、レジオネラ菌表面の標識抗体の
濃度のみが非常に大きくなる。だが、レジオネラ菌が存
在しない場合には、標識抗体はレジオネラ菌以外の微生
物と特異的な結合を作ることはなく、単に微生物表面へ
の少量の物理吸着を行うのみで、大部分の標識抗体は溶
液中にとどまる。

【００９０】所定時間の抗原抗体反応が終了すると、制
御部１６は、電磁弁１０を一時的に解放し、試料液を測
定セル１内に導入する。試料導入後は再び電磁弁１０を
閉鎖して、測定セル１を系から独立させ、測定部１８に
測定開始の指示を送って測定動作に入る（Ｓ４）。測定
部１８は、直ちに光源１４を点灯させ、検出器１５から
の信号の強度、すなわちギャップ３２における蛍光の強
度を測定する。光源１４である重水素ランプから放出さ
れる光（以下、「励起光」という）のうち４８５ｎｍよ
りも長波長側は光源１４に挿入されたフィルタにて吸収
される。

【００９１】光源側光ファイバ１２を透過してきた励起
光はギャップ３２で光束の広がる発光範囲に存在する蛍
光物質であるフルオレッセインイソチオシアネートを励
起する。フルオレッセインイソチオシアネートは励起に
よって５３０ｎｍ付近にピークを持つ蛍光を発する。受
光側光ファイバ１３には、この蛍光と同時に、ギャップ
３２付近で散乱された励起光も入射するが、本実施の形
態における検出器１５内には５００ｎｍより短い波長を
透過しないフィルタが挿入されているために、検出器１
５では蛍光のみが検出されることになる。測定部１８
は、得られた値を演算部１９に送る。演算部１９は、こ
の値を初期値としてメモリに格納し、初期値の測定が終
了したことを信号を送って制御部１６に伝える（Ｓ
５）。以下、制御部１６と測定回路１８と演算部１９と
は、必要に応じて適宜信号のやり取りを行い、予め設定
されたプログラムに従った円滑な動作を行う。

【００９２】次いで制御部１６は、泳動電源回路１７を
制御して電極基板２の薄膜電極３１間に周波数１００ｋ
Ｈｚでピーク電圧１００Ｖの正弦波交流電圧を印加さ
せ、誘電泳動による試料中の微生物３３の濃縮を開始さ
せる。予め設定された所定時間が経過した後に送出され
る制御部１６からの信号により、測定部１８は再び、蛍
光強度を測定し、その値を演算部１９に送る。演算部１
９は、その値をメモリに格納する。以下、予め設定され
た時間毎に、制御部１６と測定部１８は連携して、蛍光
強度の測定を繰り返す。演算部１９は、測定された蛍光
強度をその都度メモリに格納する（Ｓ６、濃度測定ステ
ップ）。このように、誘電泳動による微生物３３のギャ
ップ３２付近への移動を行ないながら蛍光強度の測定を
繰り返すことによって、蛍光強度の時間変化を調べるこ
とができる。

【００９３】誘電泳動のための交流電圧印加開始後予め
プログラムされた所定の回数の蛍光強度の測定を行う
と、演算部１９は、メモリに格納されている複数の蛍光
強度測定結果から、その時点までの電極３間の蛍光強度
の時間変化の傾きを計算し、後述する変換式に従って試
料系の微生物数を算出する（Ｓ７、算出ステップ）。

【００９４】ここで、ギャップ３２付近の蛍光強度の時
間変化について図４を用いて説明する。

【００９５】まず、初期状態においては、薄膜電極３１
に電圧は印加されていないため、測定セル１内の試料液
は均一な状態にある。よって、ギャップ３２付近の蛍光
強度は添加される標識抗体の量に応じたバックグラウン
ドの蛍光すなわち図４に初期値として示した値が観察さ
れるのみである。

【００９６】前述したように、標識抗体は測定されるレ
ジオネラ菌に比較して十分過剰な量が添加されるため、
バックグラウンドの値は試料中のレジオネラ菌の数に対
して大きな変動をすることはない。また、光ファイバ１
２、１３はギャップ３２に近接して配置されており、ギ
ャップ３２付近の蛍光強度のみを検出できるようになっ
ているので、たまたまギャップ３２付近を浮遊している
標識抗体で修飾されたレジオネラ菌をバックグラウンド
として検出する可能性は低い。さらに、より正確な測定
のために、数回のバックグラウンド測定を行うことによ
って、このような確率的な影響は簡単に排除できる物で
あることは言うまでもない。

【００９７】薄膜電極３１に電圧が印加され誘電泳動に
よる細菌の移動が始まると、ギャップ３２の近傍には試
料溶液中の微生物３３が集められてくる。誘電泳動によ
る微生物３３の移動の際は、微生物の表面に標識抗体が
結合しているか否かには関係がなく、試料溶液中のすべ
ての微生物３３が泳動されてくる。このとき、標識抗体
は微生物に比較して非常に小さいために誘電泳動による
力も小さく、電極近傍に泳動されることもない。これは
すでに説明した（数２）からも明らかである。すなわ
ち、誘電泳動力Ｆは微生物を球体とみなしたときの半径
ａの三乗に比例して変化する。つまり、たとえば球体と
みなしたときの見かけの半径が２倍異なる微生物に働く
力の比は、半径の比である１：２の三乗である１：８と
なり、じつに８倍もの力の差となるのである。本実施の
形態で例として説明しているレジオネラ菌と一般的な修
飾を行った抗体とを見かけの半径で比較すると１０００
倍程度の差があり、誘電泳動力の差はその三乗であるか
ら、おのおのに働く誘電泳動力の差は非常に大きな物と
なる。さらに、本発明においては微生物を広く生態由来
の微粒子として定義しており、その中にはリケッチアや
ウィルス等も想定しているが、微生物としては非常に小
さなウィルスを比較に出しても、なお抗体との大きさの
差は大きく、おのおのに働く誘電泳動力の差は歴然とし
ている。

【００９８】さて、誘電泳動開始後の時間経過に伴うギ
ャップ３２付近の蛍光強度の変化は試料溶液中にレジオ
ネラ菌が存在する場合と存在しない場合で大きく異なっ
てくる。まず、試料溶液中にレジオネラ菌が存在しない
場合、既述したように試料溶液中のレジオネラ菌の有無
に関わらず、誘電泳動による微生物の移動は進行する。
しかしながら、ギャップ３２付近での蛍光強度すなわち
抗体に結合した標識物質である蛍光物質の濃度はレジオ
ネラ菌以外の微生物の移動と何ら相関しない。なぜな
ら、抗体自身は誘電泳動によってギャップ３２近傍に移
動することはなく、またレジオネラ菌以外の微生物に標
識抗体が結合することはほとんどないからである。従っ
て、この場合のギャップ３２付近の蛍光強度変化はほと
んどないか、泳動されてくる微生物に物理的に吸着され
た少量の抗体に標識された蛍光物質によるわずかな変化
のみである。

【００９９】一方、試料溶液中にレジオネラ菌が存在す
る場合、誘電泳動によってギャップ３２近傍に微生物が
集まってくるに従いギャップ３２付近の蛍光強度は著し
く増大する。それは、泳動されてくる微生物中のレジオ
ネラ菌だけが測定に先立って行われた抗原抗体反応によ
って、標識抗体による修飾を受けているからである。こ
のとき蛍光強度の変化は、泳動されてくるレジオネラ菌
の数に比例し、図４に示すように試料中のレジオネラ菌
数が多いほど蛍光強度とその時間変化は大きくなる。こ
の蛍光強度変化を演算することによって、複数の微生物
が混在する試料溶液中から、レジオネラ菌の数だけを算
出することが可能になる。

【０１００】さて、蛍光強度変化と試料溶液中のレジオ
ネラ菌の数とを関連付けるためには蛍光強度とレジオネ
ラ菌数との間の変換式が必要である。この変換式はレジ
オネラ菌の数が明らかな校正用試料を、本実施の形態で
説明した微生物数測定装置の測定系を用いて予め測定
し、その時のレジオネラ菌の数と蛍光強度との間の相関
関係からばらつきを回帰分析して得られる曲線をあらわ
す関数をもちいる。この変換式を演算部１９のメモリに
記憶させ、微生物数が未知の試料を測定する場合には、
所定時間内における蛍光強度変化の値を代入することに
より試料溶液中の微生物数を算出できる。

【０１０１】ここで、本実施の形態の例としてレジオネ
ラ菌を用いた説明を行ったが、既述したように抗原と抗
体の反応は特異的であり、抗体を産生する事は容易であ
る。よって、レジオネラ菌の代わりに、他の微生物とそ
の微生物に特異的に反応する抗体との組み合わせを用い
ることにより、本実施の形態で説明した方法で特定の微
生物の数を測定することは容易である。例えば、大腸菌
を検出したい場合には抗体として、Ａｎｔｉ−Ｅ．ｃｏ
ｌｉ ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ ａｎｔｉｂｏｄｙ（ＣＨ
ＥＭＩＣＯＮ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎ
ｃ．）などを使えばよく、この抗体に蛍光物質や導電性
物質の標識を行った後に実施の形態１に示した方法によ
って測定を行えば、複数の微生物が混在する試料液の中
から大腸菌の数のみを測定することができる。さらに、
蛍光修飾を行った抗体を用いて測定を行う場合、それぞ
れ異なる微生物と特異的に抗原抗体反応を行うような複
数の種類の抗体を準備し、そのおのおのに互いに異なる
蛍光波長をもった蛍光色素による標識を行うことによっ
て複数の微生物を同時に測定することも可能になる。こ
の場合、励起によって放出される蛍光をプリズムや回折
格子などの分光手段を用いて分光し、互いに異なる蛍光
の波長ごとにその強度の時間変化を追跡すればよい。こ
のような方法によって、実施の形態１で説明した測定方
法を本質的に変更することなくして複数の微生物を同時
に測定することができる微生物数測定装置を構成するこ
ともできる。

【０１０２】試料溶液中のレジオネラ菌数を算出後、演
算部１９は、測定終了の通知を制御部１６に送る。これ
を受け、制御部１６は、電極基板２への通電を停止する
とともに電磁弁８、１０、１１を開放して洗浄に入る。
ギャップ３２付近に集まった微生物３３は、電磁弁８、
１０、１１の開放により、流入する試料系配管１０の液
体によって洗い流され、一連の測定動作が終了する。

【０１０３】このように本実施の形態では、微生物数測
定に先立って試料液中の特定の微生物を対象とした抗原
抗体反応を行うことにより、簡易な構造でありながら、
複数の微生物が混在する試料から特定の微生物の数のみ
を測定することができ、自動測定も可能で、メンテナン
スフリーの微生物数測定装置を提供することができる。

【０１０４】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２による微生物数測定装置を示す構成図である。本実
施の形態においても、レジオネラ菌検出を例として用い
る。また、実施の形態１の微生物数測定装置と重複する
部分があるため、実施の形態１と異なる部分について詳
細な説明を加える。図６は図５の微生物数測定装置を構
成する測定セルおよびその周辺を示す部分詳細説明図で
ある。

【０１０５】図５、図６において、測定セル１、電極基
板２、反応セル３、試料系への配管（試料液導入部）
３、検液導入口（検液導入部）５、連通路６、排出口
７、電磁弁８〜１１、光源側光ファイバ１２、検出側光
ファイバ１３、光源１４、検出器１５、制御部１６、泳
動電源回路１７、測定部１８、演算部１９、表示部２０
は図１と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省
略する。５０は透析電源回路、５１は陽イオン交換膜
（陽イオン透過性隔膜）、５２は第１の透析電極、５
３、５５は電磁弁、５４は蒸留水導入口、５６は陰イオ
ン交換膜（陰イオン透過性隔膜）、５７は蒸留水排出
口、５８は第１の透析セル、５９は第２の透析セル、６
０は蒸留水供給部、６１は第２の透析電極、１Ａは測定
セル１と第１、第２の透析セル５８、５９とから成る測
定セル部である。ここで、透析電源回路５０は電気透析
を実現するものであればどのようなものでも良く、本実
施の形態では直流電源回路を用いている。透析電源回路
５０は電極に電圧を印加する事ができ、制御部１６によ
って制御されている。また、後述するように微生物数の
測定前に行われる試料の電気伝導率（導電率）の測定結
果に応じて任意の電圧値を第１の透析電極５２を陰極と
して、第２の透析電極６１を陽極として印加できるよう
になっている。

【０１０６】また、実施の形態２における微生物数測定
装置は試料導入部としての試料系への配管４および検液
導入部としての検液導入口５が電磁弁９、１０を介して
測定セル１に直接連通している。

【０１０７】このように構成された微生物数測定装置に
ついて、その動作を図７、図８を用いて説明する。図７
は図５、図６の微生物数測定装置の動作を示すフローチ
ャートであり、図８（ａ）、（ｂ）は誘電泳動力と周波
数の関係を表すグラフである。試料中のレジオネラ菌数
をパラメータとした蛍光強度の時間変化は、図４に示す
グラフ特性と同様であるので、詳細な説明は実施の形態
１に譲って省略する。

【０１０８】図７に示すように、本実施の形態では、反
応セル３での抗原抗体反応の後、測定セル１において測
定が行われるのに先立って、電気透析（Ｓ１５）により
測定セル１内の試料液の導電率（電気伝導率）を低下さ
せる。このように測定に先立って電気透析を行なうこと
により、より効率的に誘電泳動を行うことができ、微生
物測定の精度を向上させることができる点が実施の形態
１と最も異なるところであるので、以下の説明ではこの
最も異なる部分を中心に説明し、実施の形態１と同様の
部分については実施の形態１に説明を譲って割愛する。

【０１０９】図５、図６に示すように、測定セル部１Ａ
は、陰イオン交換膜５６と陽イオン交換膜５１を介して
測定セル１に連接された第１の透析セル５８と第２の透
析セル５９を備えており、第１の透析セル５８と第２の
透析セル５９にはそれぞれ、第１の透析電極５２と第２
の透析電極６１がもうけられている。２種類のイオン交
換膜はいずれもイオン交換能をもった厚膜であり陰イオ
ン交換膜５６は陰イオンのみを、陽イオン交換膜５１は
陽イオンのみをそれぞれ透過することができる。第１の
透析電極５２、第２の透析電極６１としては、チタンの
棒状電極に白金をコーティングしたものが用いられてい
る。さらに、第１の透析セル５８、第２の透析セル５９
にはそれぞれ、１カ所の蒸留水導入口５４、２カ所の蒸
留水排出口５７が設けられている。蒸留水導入口５４は
電磁弁５３、５５を介して蒸留水供給部６０に接続され
ている。蒸留水供給部６０は、詳細は図示しないが、蒸
留水を一時的に貯留するタンクとポンプおよびそれらを
接続するチューブ類から構成され、制御部１６によって
制御されている。

【０１１０】測定セル１内の電極基板２、光源側光ファ
イバ１２、検出側光ファイバ１３、薄膜電極３１、ギャ
ップ３２さらには上記で説明した以外の部分（発光範囲
４０、受光範囲４１等）については実施の形態１に同じ
であるので、説明を割愛する。

【０１１１】次に、なぜ測定に先立って透析を行うと測
定精度が向上するのかについて説明する。

【０１１２】微生物の細胞質の比誘電率をε２、微生物
を含んでいる液体の比誘電率をε１、微生物を球体と見
なしたときの半径をａ、円周率をπとすると、誘電泳動
力Ｆは（数２）のように書き換えることができ、（数
２）は誘電泳動による力Ｆが電位勾配、媒質と誘電体微
粒子としての微生物との比誘電率の差などの影響を受け
ることを示していることは実施の形態１において既に説
明したとおりである。

【０１１３】（数２）をさらに詳細に考察すると、誘電
泳動のために印加する交流電圧によって比誘電率εの周
波数依存性の影響がでてくる、たとえばε１に対して交
流に対する応答を考慮したものをε１′とすると、ε
１′は（数３）のようにε１に虚数単位ｊと電気伝導率
σ１と角周波数ωとを用いた項が付加された形になる。

【０１１４】

【数３】

【０１１５】このように、（数３）は媒質の電気伝導率
の項も含むことになる。さて、この媒質の電気伝導率σ
１が誘電泳動力Ｆに対してどのように作用するのかを説
明する。今、媒質をイオン濃度の低い水とし、微生物と
しての一般的な比誘電率等の値を用いて誘電泳動力Ｆと
周波数との関係をグラフに表したのが図８（ａ）であ
る。ところで、媒質である水のイオン濃度を高めて電気
伝導率σ１を高くした状態で再度グラフ化を行ったのが
図８（ｂ）である。水のイオン濃度即ち電気伝導率σ１
を大きくした以外、印加電圧等の各因子の値は図８
（ａ）のものと同じである。このとき、図８（ｂ）から
明らかなように、媒質である水のイオン濃度を高めて電
気伝導率σ１を高くすると、引力を示す周波数領域は狭
くなり、また引力自体も弱くなっているのがわかる。試
料の電気伝導率σ１が大きくなって、誘電泳動による引
力が弱くなると、電極近傍の限られた範囲に浮遊してい
る微生物しかギャップ３２付近に移動させることができ
ず、測定の精度が悪くなってしまうので、効率的に微生
物を移動させ、より精度よく迅速な測定を行うためには
試料の電気伝導率σ１は小さいほうが望ましいことがわ
かる。

【０１１６】次に、試料の電気伝導率を低下せしめるた
めの電気透析について説明する。

【０１１７】イオンを含む水溶液に複数の電極を浸し、
電極間に電位差をかけると、溶媒と溶質によって定まる
一定の電位差で電気化学反応が生じ、溶液内をイオンが
移動する。この現象は電気分解として一般に知られてい
る現象である。またこの時、陽極側には負電荷をもった
陰イオンが移動し、陰極側には正電荷をもった陽イオン
が移動してくるのが観察される。電極間の電位差が反転
しないような電圧の印加、たとえば直流の印加を行え
ば、イオンの移動方向は一定となる。

【０１１８】測定セル部１Ａの構造において第１の透析
電極５２を陰極とし、第２の透析電極６１を陽極とし
て、両電極間に直流電圧を印加する場合について説明す
る。なお、印加される電圧の値は電気分解を起こすに十
分な大きさであることが必要であり、本実施の形態にお
いては１０Ｖが印加されている。

【０１１９】電圧の印加と同時に電気分解が生じ、測定
セル１内の陰イオンは陽極側へ、そして陽イオンは陰極
側へ移動しようとする。この時、第２の透析電極６１は
陽極であり、陰イオン交換膜５６は陰イオンを透過する
ことができるので、第２の透析セル５９と測定セル１内
の陰イオンは容易に陽極側へ移動することができるが、
陽イオン交換膜５１に隔てられた第１の透析セル５８内
の陰イオンは陽イオン交換膜５１を透過することができ
ないために、第１の透析セル５８内にとどまる。同様
に、第１の透析セル５８と測定セル１内の陽イオンは容
易に第１の透析電極５２側へ移動できるが、第２の透析
セル５９内の陽イオンは陰イオン交換膜５６を通過でき
ないために、第２の透析セル５９内にとどまる。

【０１２０】このような状況下で電圧の印加を続ける
と、測定セル１内の陽イオン及び陰イオンは測定セル１
からそれぞれのイオン交換膜５１、５６を通過して第
１、第２の透析セル５８、５９内へ移動し、測定セル１
内のイオン濃度は低下する。そして、測定セル１内の電
荷のキャリアであるイオン濃度が低下するに従い、系に
流れる電流は次第に減少する。こうして、測定セル１内
のイオン濃度は低下し、測定セル１内の溶液の電気伝導
率も低下する。

【０１２１】本実施の形態では、第１の透析セル５８及
び第２の透析セル５９に蒸留水を供給することによっ
て、さらに効率のよい透析が行われるようになってい
る。すなわち、電気透析によって測定セル１外に移動し
た陽及び陰イオンは蒸留水供給部６０から次々に供給さ
れ蒸留水排出口５７から流れ去る蒸留水に押し流され
て、系外へ運びされられる。こうすることにより、電気
透析終了後もイオン交換膜５１と５６を介した透析セル
側から測定セル側への拡散によるイオンの移動が生じる
ことがなく、安定した誘電泳動と測定が行われる。

【０１２２】さて、微生物および抗体は一般的に負に帯
電していることが知られている。したがって、測定セル
１内の微生物と抗体も当然陽極側へ移動しようとする。
しかしながら、抗体は小さいといえどもイオンに比べれ
ば非常に巨大な粒子であり、溶液中での移動速度はイオ
ンに比べて大変遅い。抗体よりも大きな微生物ではさら
にこの傾向は強くなる。したがって、前述したような電
気透析現象によって測定セル１内のイオン濃度を低下さ
せるという目的を達するための時間のスケールでは、微
生物及び抗体の移動というのはほとんど考慮する必要が
無いものである。さらに、イオン交換膜のイオンが透過
する細孔は微生物や抗体に比較して大変小さいものであ
り、もし測定セル１内の微生物が陽極側へ移動しようと
しても陰イオン交換膜に引っかかってしまうものであ
る。したがって、電気透析によって微生物や抗体までが
移動することはなく、測定セル１内のイオン濃度のみを
低下させることができるものである。

【０１２３】以下、図７を用いて、試料の導入から測定
セル１内の微生物の濃縮、測定、洗浄にいたるまでの一
連の流れを説明する。

【０１２４】初期状態では電磁弁１０、電磁弁１１は開
放状態であり、試料系配管４から流入した複数の微生物
を含む試料液は測定セル１を自由に通過している。所定
のタイミングで、予めプログラムによって設定された測
定動作に入ると、制御部１６は電磁弁１０を閉状態にす
る。電磁弁１０が閉状態になると、試料液の供給が絶た
れるために測定セル１内に残っていた試料液が流出した
後に測定セル１は空になる。その後制御部１６は、電磁
弁６を所定時間開放して測定セル１内に検液としての抗
原抗体反応試薬を１００マイクロリットル導入する（Ｓ
１１）。次いで制御部１６は電磁弁１０を開放し、試料
液を９００マイクロリットル測定セル１内に導入する
（Ｓ１２）。試料液の導入によって、測定セル１内にす
でに導入されていた検液としての抗原抗体反応試薬と試
料液は十分に混合され、測定セル１内は満たされる。本
実施の形態においては測定セル１の内容積は１ｍｌであ
る。測定セル１内では試料液と検液の混合によって直ち
に抗原抗体反応が始まる（Ｓ１３）。所定時間の抗原抗
体反応が終了すると、制御部１６は、透析電源回路５０
を制御して第１、第２の透析電極間に１０Ｖの直流を印
加するとともに、蒸留水供給部６０を制御して第１の透
析セル５８と第２の透析セル５９にイオン濃度の低い蒸
留水を供給し、電気透析を開始する（Ｓ１４、透析ステ
ップ）。電気透析の進行過程はすでに説明した通りであ
る。そして、本実施の形態においては、第１、第２の透
析セル５８、５９に流れ込んだ蒸留水が、透析によって
測定セル１から移動してきたイオンを蒸留水排出口５７
から流し去るので、効率のよいイオンの除去を行うこと
ができる。電気透析を行う前の試料溶液の組成は実施の
形態１で説明した物と同じであり、その電気伝導率は８
５０ｍＳ／ｍ程度であるが、本実施の形態における条件
での１０秒間の電気透析によって１００分の１以下の１
〜２ｍＳ／ｍ程度まで低下する。

【０１２５】所定時間の電気透析が終了すると、レジオ
ネラ菌数の測定に移る（Ｓ１５）。ここからの手順も実
施の形態１（図３）で既に説明したものと同じ、すなわ
ち図７のＳ１６、Ｓ１７は図３のステップ６、７（Ｓ
６、Ｓ７）に相当するので、その説明は省略する。

【０１２６】このように本実施の形態では、微生物数測
定に先立って抗原抗体反応を行い、さらに試料液の電気
伝導率を電気透析によって低下させるために、複数の微
生物が混在する試料から特定の微生物の数のみを高精度
に測定することができ、高精度な自動測定も可能で、メ
ンテナンスフリーの微生物数測定装置を提供することが
できる。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載された微生物数測定装置によれば、所定の抗原決定
基をもつ微生物を含有した試料液と抗原決定基と抗原抗
体反応し且つ標識物質を結合した抗体を含有する検液と
を混合して抗原抗体反応を生じさせるための反応セル
と、試料液を反応セルに導入する試料液導入部と、検液
を反応セルに導入する検液導入部と、反応セル内と連通
路で連通され、抗原抗体反応した微生物を誘電泳動させ
て電界集中部に集めるための泳動電極が設けられた測定
セルと、泳動電極に交流電圧を印加する泳動電源回路
と、電界集中部に集められた抗原抗体反応した微生物に
結合された標識物質の濃度を測定する測定部と、前記標
識物質の濃度から微生物数または微生物濃度を算出する
演算部とを有することにより、抗原抗体反応によって特
定の微生物に特異的に標識を行い、誘電泳動によって試
料中の微生物を電極付近に集中した後、標識した特定微
生物の数だけを測定することができるので、簡易な構造
でありながら試料中の特定種類の微生物の数を高感度に
測定することができるという有利な効果が得られる。

【０１２８】請求項２に記載された微生物数測定装置に
よれば、所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した試料
液と抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合し
た抗体を含有する検液とを混合して抗原抗体反応を生じ
させるための反応セルと、試料液を反応セルに導入する
試料液導入部と、検液を反応セルに導入する検液導入部
と、反応セル内と連通路で連通され、抗原抗体反応した
微生物を誘電泳動させて電界集中部に集めるための泳動
電極が設けられた測定セルと、測定セルにイオン透過性
隔膜を介して連接され、内部に透析電極を備えた透析セ
ルと、測定セル内の微生物を誘電泳動するための泳動電
源回路と、透析電極に電圧を印加して測定セル内のイオ
ン濃度を低下させる透析電源回路と、電界集中部に集め
られた抗原抗体反応した微生物に結合された標識物質の
濃度を測定する測定部と、標識物質の濃度から微生物数
または微生物濃度を算出する演算部とを有することによ
り、抗原抗体反応時に導入されたイオンを透析によって
迅速に測定セルから除くことができ、測定セル中の試料
の電気伝導率を低下させることができるので、イオン濃
度が高い抗原抗体反応後の試料中の微生物であっても、
効率よく誘電泳動を行うことができ、高精度で高感度な
測定ができるという有利な効果が得られる。

【０１２９】請求項３に記載された微生物数測定装置に
よれば、所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した試料
液を導入する試料液導入部と、抗原決定基と抗原抗体反
応し且つ標識物質を結合した抗体を含有する検液を導入
する検液導入部と、微生物を誘電泳動させて電界集中部
に集めるための泳動電極が設けられた測定セルと、測定
セルにイオン透過性隔膜を介して連接され、測定セル内
のイオン濃度を低下するための透析セルと、泳動電極に
交流電圧を印加する泳動電源回路と、測定セル内のイオ
ン濃度を低下させる透析電源回路と、電界集中部に集め
られた抗原抗体反応した微生物に結合された標識物質の
濃度を測定する測定部と、標識物質の濃度から微生物数
または微生物濃度を算出する演算部とを有することによ
り、簡易な構造で効率良く抗原抗体反応と透析を行うこ
とができ、高感度な微生物数の測定ができるという有利
な効果が得られる。

【０１３０】請求項４に記載された微生物数測定装置に
よれば、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
置において、標識物質は蛍光物質であることにより、測
定に感度の高い蛍光法を用いた微生物数測定ができると
いいう有利な効果が得られる。

【０１３１】請求項５に記載された微生物数測定装置に
よれば、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
置において、標識物質は色素であることにより、測定の
ための光学系を簡易なものにすることができるという有
利な効果が得られる。

【０１３２】請求項６に記載された微生物数測定装置に
よれば、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
置において、標識物質は酵素であることにより、測定対
象の微生物数が少なくても酵素反応による増幅効果によ
って高感度に検出を行うことができるという有利な効果
が得られる。

【０１３３】請求項７に記載された微生物数測定装置に
よれば、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
置において、標識物質は導電性の物質であることによ
り、光学系を用いない電気的な測定系のみで簡易な測定
装置とすることができるという有利な効果が得られる。

【０１３４】請求項８に記載された微生物数測定装置に
よれば、請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
置において、測定部は、電界集中部に光を出射するため
の光ファイバと電界集中部からの光を入射するための光
ファイバとを含む光学系を備えたことにより、簡易な光
学系で高感度の微生物数測定装置を構成することができ
るという有利な効果が得られる。

【０１３５】請求項９に記載された微生物数測定方法に
よれば、抗原決定基を備えた微生物含有の試料液と抗原
決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合した抗体を
含有した検液とを混合して抗原抗体反応させる抗原抗体
反応ステップと、抗原抗体反応した微生物を誘電泳動に
よって電界集中部に集め、集まった微生物の標識物質の
濃度を測定する濃度測定ステップと、測定した標識物質
の濃度に基づいて微生物数または微生物濃度を算出する
算出ステップとを有することにより、抗原抗体反応によ
って特定の微生物に特異的に標識を行い、誘電泳動によ
って試料中の微生物を電極付近に集中した後、標識した
特定微生物の数だけを測定することができるので、簡易
な構造でありながら試料中の特定種類の微生物の数を高
感度に測定することができるという有利な効果が得られ
る。

【０１３６】請求項１０に記載された微生物数測定方法
によれば、抗原決定基を備えた微生物含有の試料液と抗
原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合した抗体
を含有した検液を混合して抗原抗体反応させる抗原抗体
反応ステップと、抗原抗体反応した微生物を含む試料液
の導電率を透析によって低下せしめる透析ステップと、
試料液中の微生物を誘電泳動によって電界集中部に集
め、集まった微生物の標識物質の濃度を測定する濃度測
定ステップと、測定した標識物質の濃度に基づいて微生
物数または微生物濃度を算出する算出ステップとを有す
ることにより、抗原抗体反応時に導入されたイオンを透
析によって迅速に測定セルから除くことができ、測定セ
ル中の試料の電気伝導率を低下させることができるの
で、イオン濃度が高い抗原抗体反応後の試料中の微生物
であっても、効率よく誘電泳動を行うことができ、高精
度で高感度な測定ができるという有利な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による微生物数測定装置
を示す構成図

【図２】（ａ）図１の微生物数測定装置の電極を示す構
成図 （ｂ）図１の微生物数測定装置の電極を示す構成図

【図３】図１の微生物数測定装置の動作を示すフローチ
ャート

【図４】蛍光強度の時間変化を示すグラフ

【図５】本発明の実施の形態２による微生物数測定装置
を示す構成図

【図６】図５の微生物数測定装置を構成する測定セルお
よびその周辺を示す部分詳細説明図

【図７】図５、図６の微生物数測定装置の動作を示すフ
ローチャート

【図８】（ａ）誘電泳動力と周波数の関係を表すグラフ （ｂ）誘電泳動力と周波数の関係を表すグラフ

【符号の説明】

１ 測定セル ２ 電極基板 ３ 反応セル ４ 試料系配管（試料液導入部） ５ 検液導入口（検液導入部） ６ 連通路 ７ 排出口 ８、９、１０、１１、５３、５５ 電磁弁 １２ 光源側光ファイバ １３ 受光側光ファイバ １４ 光源 １５ 検出器 １６ 制御部 １７ 泳動電源回路 １８ 測定部 １９ 演算部 ２０ 表示部 ３１ 薄膜電極（泳動電極） ３２ ギャップ ３３ 微生物 ４０ 発光範囲 ４１ 受光範囲 ５０ 透析電源回路 ５１ 陽イオン交換膜（陽イオン透過性隔膜） ５２ 第１の透析電極 ５４ 蒸留水導入口 ５６ 陰イオン交換膜（陰イオン透過性隔膜） ５７ 蒸留水排出口 ５８ 第１の透析セル ５９ 第２の透析セル ６０ 蒸留水供給部 ６１ 第２の透析電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した
   試料液と前記抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質
   を結合した抗体を含有する検液とを混合して抗原抗体反
   応を生じさせるための反応セルと、前記試料液を前記反
   応セルに導入する試料液導入部と、前記検液を前記反応
   セルに導入する検液導入部と、前記反応セル内と連通路
   で連通され、前記抗原抗体反応した微生物を誘電泳動さ
   せて電界集中部に集めるための泳動電極が設けられた測
   定セルと、前記泳動電極に交流電圧を印加する泳動電源
   回路と、前記電界集中部に集められた抗原抗体反応した
   微生物に結合された標識物質の濃度を測定する測定部
   と、前記標識物質の濃度から微生物数または微生物濃度
   を算出する演算部とを有することを特徴とする微生物数
   測定装置。
2. 【請求項２】所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した
   試料液と前記抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質
   を結合した抗体を含有する検液とを混合して抗原抗体反
   応を生じさせるための反応セルと、前記試料液を前記反
   応セルに導入する試料液導入部と、前記検液を前記反応
   セルに導入する検液導入部と、前記反応セル内と連通路
   で連通され、前記抗原抗体反応した微生物を誘電泳動さ
   せて電界集中部に集めるための泳動電極が設けられた測
   定セルと、前記測定セルにイオン透過性隔膜を介して連
   接され、内部に透析電極を備えた透析セルと、前記測定
   セル内の微生物を誘電泳動するための泳動電源回路と、
   前記透析電極に電圧を印加して前記測定セル内のイオン
   濃度を低下させる透析電源回路と、前記電界集中部に集
   められた抗原抗体反応した微生物に結合された標識物質
   の濃度を測定する測定部と、前記標識物質の濃度から微
   生物数または微生物濃度を算出する演算部とを有するこ
   とを特徴とする微生物数測定装置。
3. 【請求項３】所定の抗原決定基をもつ微生物を含有した
   試料液を導入する試料液導入部と、前記抗原決定基と抗
   原抗体反応し且つ標識物質を結合した抗体を含有する検
   液を導入する検液導入部と、微生物を誘電泳動させて電
   界集中部に集めるための泳動電極が設けられた測定セル
   と、前記測定セルにイオン透過性隔膜を介して連接さ
   れ、前記測定セル内のイオン濃度を低下するための透析
   セルと、前記泳動電極に交流電圧を印加する泳動電源回
   路と、前記測定セル内のイオン濃度を低下させる透析電
   源回路と、前記電界集中部に集められた抗原抗体反応し
   た微生物に結合された標識物質の濃度を測定する測定部
   と、前記標識物質の濃度から微生物数または微生物濃度
   を算出する演算部とを有することを特徴とする微生物数
   測定装置。
4. 【請求項４】前記標識物質は蛍光物質であることを特徴
   とする請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
   置。
5. 【請求項５】前記標識物質は色素であることを特徴とす
   る請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置。
6. 【請求項６】前記標識物質は酵素であることを特徴とす
   る請求項１ないし３に記載された微生物数測定装置。
7. 【請求項７】前記標識物質は導電性の物質であることを
   特徴とする請求項１ないし３に記載された微生物数測定
   装置。
8. 【請求項８】前記測定部は、前記電界集中部に光を出射
   するための光ファイバと前記電界集中部からの光を入射
   するための光ファイバとを含む光学系を備えたことを特
   徴とする請求項１ないし３に記載された微生物数測定装
   置。
9. 【請求項９】抗原決定基を備えた微生物含有の試料液と
   前記抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合し
   た抗体を含有した検液とを混合して抗原抗体反応させる
   抗原抗体反応ステップと、前記抗原抗体反応した微生物
   を誘電泳動によって電界集中部に集め、集まった微生物
   の前記標識物質の濃度を測定する濃度測定ステップと、
   前記測定した標識物質の濃度に基づいて微生物数または
   微生物濃度を算出する算出ステップとを有することを特
   徴とする微生物数測定方法。
10. 【請求項１０】抗原決定基を備えた微生物含有の試料液
    と前記抗原決定基と抗原抗体反応し且つ標識物質を結合
    した抗体を含有した検液を混合して抗原抗体反応させる
    抗原抗体反応ステップと、前記抗原抗体反応した微生物
    を含む試料液の導電率を透析によって低下せしめる透析
    ステップと、試料液中の微生物を誘電泳動によって電界
    集中部に集め、集まった微生物の前記標識物質の濃度を
    測定する濃度測定ステップと、前記測定した標識物質の
    濃度に基づいて微生物数または微生物濃度を算出する算
    出ステップとを有することを特徴とする微生物数測定方
    法。