JP2002153297A - 微生物数測定方法及び前処理装置付き微生物数測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、イオン濃度が高く電気伝導率の高
い試料中の微生物数を、高感度で迅速に測定できる微生
物数測定方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の微生物数測定方法は、試料をフ
ィルター部で濾過して微生物を捕捉するとともに、試料
中の液成分を分離し、捕捉した微生物を所定の測定溶媒
に再懸濁させ、この再懸濁した測定溶媒中の微生物を誘
電泳動によって電極上に集め、このときのインピーダン
ス変化を測定して微生物数を算出することを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体中の微生物数を
測定するための微生物数測定方法及び前処理装置付き微
生物数測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体中の微生物数を測定する方法
として特開５７−５０６５２に記載されたもの等の多数
の技術が知られている。しかし、従来の技術による微生
物数の測定方法は、試料に専用の薬剤、例えば酵素や色
素を投入して生化学反応を起こさせ、その反応経過また
は結果を蛍光や発光によって測定するものであり、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１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。

【０００３】そこで、特開５９−９１９００に記載され
たものをはじめとする、物理的手段のみを使い、薬剤を
１切用いないで、小型で簡易な微生物数検出装置が提案
されたが、微生物数が１０の８乗ｃｅｌｌｓ／ｍｌ（１
ｍｌ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。

【０００４】このように、従来の技術による微生物数測
定装置で測定感度を上げるためには、何らかの薬剤の使
用や、専用の測定装置，専門知識を持った専任者による
操作が必要であった。また薬剤を使用しない簡易型の装
置では、専任者を必要とせず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、低感度の測定器
しか得られないし、微生物を移動させて局部的に濃度を
上げて感度を向上させたくても簡易な手段がないという
問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこでこれらの問題を
解決するため本発明は、イオン濃度が高く電気伝導率の
高い試料でも、高感度で迅速に測定できる微生物数測定
方法を提供することを目的とする。

【０００６】また、本発明は、簡単な前処理を行うこと
で、イオン濃度が高く電気伝導率の高い試料でも、高感
度で迅速に測定できる前処理装置付き微生物数測定装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の微生物数測定方法は、試料をフィルター部
で濾過して微生物を捕捉するとともに、試料中の液成分
を分離し、捕捉した微生物を所定の測定溶媒に再懸濁さ
せ、この懸濁した測定溶媒中の微生物を誘電泳動によっ
て電極上に集め、このときのインピーダンス変化を測定
して微生物数を算出することを特徴とする。

【０００８】これにより、イオン濃度が高く電気伝導率
の高い試料でも、高感度で迅速に微生物数を測定でき
る。

【０００９】また、本発明の前処理装置付き微生物数測
定装置は、試料から液成分と異物分を分離し微生物を補
足するフィルター部が設けられた前処理装置を備え、前
処理装置で捕捉された微生物を再懸濁させた測定溶媒を
導入し、内部に複数の電極を備えたセルと、電極間に誘
電泳動力を発生させるために交流電圧を印加することが
できる電源回路と、電源回路を制御するための制御手段
と、微生物の数を測定するための測定手段を備え、セル
には電極間に電界を集中させる電界集中部が設けられ、
微生物を再懸濁させた測定溶媒が導入されると微生物を
電界集中部に電界の作用によって移動させ、測定手段に
よって微生物数を測定することを特徴とする。

【００１０】これにより、イオン濃度が高く電気伝導率
の高い試料でも、高感度で迅速に微生物数を測定でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載された発明は、試
料をフィルター部で濾過して微生物を捕捉するととも
に、試料中の液成分を分離し、捕捉した微生物を所定の
測定溶媒に再懸濁させ、この再懸濁した測定溶媒中の微
生物を誘電泳動によって電極上に集め、このときのイン
ピーダンス変化を測定して微生物数を算出することを特
徴とする微生物数測定方法であるから、イオン濃度が高
く電気伝導率の高い試料においても、電気伝導率を低下
させた測定溶液を得ることができ、高感度で迅速に微生
物数の測定ができる。

【００１２】請求項２に記載された発明は、フィルター
部を、異なる孔径の少なくとも２枚以上のフィルターを
組み合わせて構成することを特徴とする請求項１に記載
の微生物数測定方法であるから、異物分を除去した測定
溶液を得ることができ、高感度で迅速に微生物数の測定
ができる。

【００１３】請求項３に記載された発明は、２枚以上の
フィルターを、着脱自在に連結することを特徴とする請
求項２に記載の微生物数測定方法であるから、洗浄効率
が向上し高感度な測定ができる。

【００１４】請求項４に記載された発明は、フィルター
部に、試料と洗浄液を交互に流すことを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の微生物数測定方法であるか
ら、フィルターが目詰まりすることなく試料を全量濾過
することができ、高感度な測定ができる。

【００１５】請求項５に記載された発明は、フィルター
部、試料、洗浄液のうち少なくとも１つ以上を３０℃以
上８０℃以下に保温することを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の微生物数測定方法であるから、無機
結晶の析出やタンパク質の凝固を抑えた異物分の少ない
測定溶液を得ることにより、高感度な測定ができる。

【００１６】請求項６に記載された発明は、試料が高電
気伝導率の試料であることを特徴とする請求項２から請
求項５のいずれかに記載の微生物数測定方法であるか
ら、イオン濃度が高く電気伝導率の高い試料の液成分を
分離して、溶媒中に再懸濁させることにより脱イオン処
理を行うことができ、電気伝導率を下げることができ
る。

【００１７】請求項７に記載された発明は、試料が尿で
あることを特徴とする請求項６に記載の微生物数測定方
法であるから、尿中の微生物数を高感度で迅速に測定で
きる。

【００１８】請求項７に記載された発明は、試料から液
成分と異物分を分離し微生物を補足するフィルター部が
設けられた前処理装置を備え、前処理装置で捕捉された
微生物を再懸濁させた測定溶媒を導入し、内部に複数の
電極を備えたセルと、電極間に誘電泳動力を発生させる
ために交流電圧を印加することができる電源回路と、電
源回路を制御するための制御手段と、微生物の数を測定
するための測定手段を備え、セルには前記電極間に電界
を集中させる電界集中部が設けられ、微生物を再懸濁さ
せた測定溶媒が導入されると微生物を電界集中部に電界
の作用によって移動させ、測定手段によって微生物数を
測定することを特徴とする前処理装置付き微生物数測定
装置であるから、イオン濃度が高く電気伝導率の高い試
料でも、電気伝導率を低下させた測定溶液を得ることが
でき、高感度で迅速に微生物数の測定ができる。

【００１９】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について、図１〜図９を用いて説明する。本発明の
実施の形態１における微生物数測定方法について、尿中
の細菌数を測定する場合を例にとって図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

【００２０】最初に、図１から図３に基づいて、本発明
の実施の形態１における微生物数測定方法の前処理装置
と、前処理について説明する。図１は本発明の実施の形
態１における前処理の濾過工程におけるフィルター部状
態図、図２は本発明の実施の形態１における前処理の洗
浄工程におけるフィルター部状態図、図３は本発明の実
施の形態１における前処理の再懸濁工程におけるフィル
ター部状態図である。

【００２１】図１において、１は試料、２は試料用シリ
ンジ、３は第１フィルター、４は第２フィルター、５は
第３フィルター、図２において、６は洗浄液、７は洗浄
液用シリンジ、図３において、８は測定溶媒、９は測定
溶媒用シリンジ、１０は測定溶液、１１は測定溶液用シ
リンジである。

【００２２】本実施の形態１では試料１が尿であり、洗
浄液６および測定溶媒８は、浸透圧が生理的食塩水と大
差なく、且つ電気伝導率が低い０．１Ｍマンニトール水
溶液を用いる。試料１と比較して、洗浄液６または測定
溶媒８の浸透圧が極端に小さい場合、細胞が膨潤して破
裂することがあるため、本実施の形態１では安全を期し
洗浄液および測定溶媒に０．１Ｍマンニトール水溶液を
用いているが、試料１の浸透圧が低い場合や細胞の破裂
が起こらないことが確認できた場合には、マンニトール
水溶液濃度を下げたり純水を使用したりすることも可能
である。尚、洗浄液６および測定溶媒８は、予め孔径
０．２μｍ程度のフィルターで濾過しておくと良い。

【００２３】フィルター部に関しては、第１フィルター
３に孔径２０μｍ、直径２５ｍｍのネットフィルター、
第２フィルター４に孔径５μｍ、直径２５ｍｍのメンブ
レンフィルター、第３フィルター５に孔径０．４μｍ、
直径２５ｍｍのメンブレンフィルターを使用している。
第３フィルター５の膜には、濾過工程で第３フィルター
５に捕捉した微生物を、再懸濁工程で脱離し易くするた
めに、ストレートな孔を開けたトラックエッチドタイプ
を使用している。

【００２４】なお、本発明でいう微生物とは１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小型のも
の、生物体の幼生、分離または培養した動植物細胞、精
子、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が、本実施の形態１では尿中
細菌を検出対象としている。

【００２５】正常な尿にも細菌は存在することがあり、
その他尿には赤血球、白血球、上皮細胞、円柱、タンパ
ク質等の有機物が含まれ、無機塩も多く存在している。
これらのうち上皮細胞、円柱等の、最大長数十μｍもあ
るような大きなものは孔径２０μｍの第１フィルター３
で捕捉し、赤血球や白血球等の、最大長１０μｍ前後の
比較的小さなものは孔径５μｍの第２フィルター４によ
り捕捉する。タンパク質は凝固しなければ、また、溶解
している無機塩も析出しなければ孔径０．４μｍの第３
フィルター５を通過するため、第３フィルター５に捕捉
されるのは少量の無機結晶を除き、ほとんどが細菌とい
うことになる。タンパク質や無機塩を含んだ液成分は廃
棄される。このように、本実施の形態１のフィルター部
のフィルターは、目的とする細菌を捕捉するフィルター
と、種々の分離対象に応じて孔径を選択した異物除去用
のフィルターを組み合わせて構成している。

【００２６】ところで溶解している無機塩は濾過工程で
の温度低下により多量の結晶として析出し、フィルター
を目詰まりさせることがあるが、その場合は一旦濾過を
中断して洗浄液６を流すことにより晶質を再溶解すれば
除去することができる。この場合の洗浄液６の量は任意
であり、目詰まりがなくなるまで流せば良い。こうして
試料１と洗浄液６を交互に流して濾過が終了した場合で
も、溶解したままフィルター周辺に存在する無機塩を完
全に洗い流す必要がある。この洗浄工程での洗浄液６の
量は５０ｍＬである。

【００２７】また、結晶析出を抑えるため、洗浄液６を
３０℃以上に保温しておけば更に除去効率は高くなる。
第１フィルター３、第２フィルター４、第３フィルター
５、試料１を保温することによっても同様の効果が得ら
れるが、逆に温度が高くなるとタンパク質が凝固するた
め、いずれの場合も温度は８０℃以下にする必要があ
る。本実施の形態１においては、３枚のフィルターと試
料１を保温しておけば濾過工程での目詰まりが発生する
ことはほとんどない。

【００２８】濾過、洗浄が終了した後に、第３フィルタ
ー５に捕捉した細菌を測定溶媒８に再懸濁させ、測定溶
液１０を作成して前処理が終了する。本実施の形態１で
は試料１の１０ｍＬに対し洗浄液６を５０ｍＬ、測定溶
液１０を１ｍＬとしているが、高電気伝導率の尿であっ
ても測定溶液１０の電気伝導率は１０μＳ／ｃｍ以下ま
で下がっており、詳細は後述するが十分測定が可能なレ
ベルにまで脱イオンされる。

【００２９】尚、本実施の形態１では、試料１は電気伝
導率が高く、異物分も多い尿であるため、３枚のフィル
ターと５０ｍＬの洗浄液６を用いているが、例えば試料
１が、電気伝導率が低く異物分も少ないミネラルウォー
ターのような清澄な液体であれば、孔径０．４μｍのフ
ィルターを１枚だけ使用し、洗浄液６は使用しないとい
ったように、試料１中の異物分によってフィルター枚数
とフィルター孔径を、また試料１の電気伝導度によって
洗浄液６の量を最適に選択することができる。

【００３０】次に、本発明の実施の形態１における微生
物数測定装置とそこで利用する誘電泳動について図４か
ら図９を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態１
における前処理付き微生物数測定装置の全体構成図、図
５は本発明の実施の形態１における前処理付き微生物数
測定装置の電極の説明図、図６は本発明の実施の形態１
における前処理付き微生物数測定装置の電極の断面と電
極間の電界の状態を説明するための図、図７は測定溶液
中の微生物数と測定時間と電極間の静電容量の関係を説
明するためのグラフ、図８は電極間の電気的状態を等価
回路で示した図である。

【００３１】図４において、１２は測定セル、１３は測
定電極、１４は泳動電源回路、１５は測定部、１６は演
算部、１７は制御手段、１８は表示手段、２７はスター
ト・ストップスイッチ、図５において、１９は測定電極
１３の基板、２０は基板上の薄膜電極、２１は基板上の
薄膜電極２０の２つの極間に挟まれたギャップである。
図６において、２２は測定電極１３間に印加される電圧
によって生じる電気力線であり、図８において、２３は
測定電極１３の１方の極、２４は測定電極１３の他方の
極、２５は想定されるＣＲ並列等価回路を構成する静電
容量、２６は想定されるＣＲ等価回路を構成する抵抗で
ある。

【００３２】図５に示すように、誘電泳動によって試料
１中の細菌を所定位置に移動させるために、測定セル１
２内には測定電極１３上の薄膜電極１９が微小なギャッ
プ２１を介して対向して設けられている。ギャップ２１
は実施の形態１においてはすべて同じ間隔である。本実
施の形態１において測定電極１３は２つの極からなり、
図４および図５に示すように基板上の薄膜電極２０が互
いに入れ子になるように配置されている。それぞれの電
極はスパッタリングや蒸着やメッキ等の方法によって測
定電極１３の基板１９上に密着して形成された導電体か
ら構成される。

【００３３】実施の形態１における薄膜電極１９の膜厚
は約５ｎｍであり、５ｎｍという膜厚は後述するギャッ
プ２１の間隔５μｍに比較しても、また検出対象である
細菌と比較しても非常に小さいので、基板上の薄膜電極
２０は事実上厚みの無視できる２次元的な広がりのみを
もつ電極と考えることができる。そして、本実施の形態
１で用いている測定電極１３の電界が集中する領域（以
下、電界集中部）はギャップ２１付近であり、ここでの
電界分布は、図６に示すようなものとなる。そして、実
施の形態１における基板上の薄膜電極２０の膜厚は約５
ｎｍと薄いために、図６に示すように２つの基板上の薄
膜電極２０の端線に挟まれた部分が電界集中部となる。
なお、以下に微生物（本実施の形態１では細菌）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．Tｈｅｏｒ．Ｂｉｏｌ（１９７２）
ｖｏｌ．３７，１−１３ページを参照されたい。

【００３４】さて、この測定電極１３に高周波の交流電
圧を印加すると、交流電界の作用で、測定セル１２内の
細菌がその誘電的な性質によって最も電場が強くかつ不
均一な領域、すなわち電界集中部に泳動される。図６に
おいて測定電極１３の断面が記載されているが、この紙
面に対して垂直な方向については電界分布は均一であ
る。そして、基板面に垂直な方向では図６に示すような
電界が生じており、電極の端線同志を結んだ面上に最も
電界が集中する。ギャップ２１付近に浮遊する細菌は、
このような電界作用によってギャップ２１に引き寄せら
れ、電気力線２２に沿って整列する。このとき、ギャッ
プ２１付近の細菌（図示せず）の移動状態は、試料中に
存在する細菌数とギャップ２１の間隔に依存するが、十
分に細菌数が多い時にはギャップ２１が細菌から構成さ
れる鎖によって架橋されるほどになる。そして、当初か
らギャップ２１付近に浮遊していた細菌は直ちにギャッ
プ２１部分へ移動するが、ギャップ２１から離れたとこ
ろに浮遊していた細菌は、ギャップ２１からの距離に応
じて時間が経過してからギャップ２１部分に至るため、
一定時間後にギャップ２１付近の所定領域に集まってい
る細菌の数は測定セル１２内の細菌数に比例する。ま
た、集まる速度（濃縮される速度）も細菌数に比例す
る。

【００３５】ところで、媒質をイオン濃度の低い純水と
し、細菌の一般的な比誘電率等の値を用いて誘電泳動力
と周波数の関係をグラフに表したのが図９（ａ）であ
る。図９（ａ）は低電気伝導度の媒質中での誘電泳動に
よる力と周波数の関係を説明するための図、図９（ｂ）
は高電気伝導度の媒質中での誘電泳動による力と周波数
の関係を説明するための図である。

【００３６】図９（ａ）から明らかなように誘電泳動は
ある周波数領域では引力として、そしてある周波数領域
では斥力として作用する。本実施の形態１では引力を利
用して細菌を移動させている。一方、媒質のイオン濃度
を高めて電気伝導率を高くした状態で再度グラフ化を行
ったのが図９（ｂ）である。媒質のイオン濃度即ち電気
伝導率を大きくした以外、印加電圧等の各因子の値は図
９（ａ）のものと同じである。図９（ｂ）から明らかな
ように、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分かる。このように、誘電泳動
による力は媒質の電気伝導率に依存して変化し、媒質の
電気伝導率が上昇すると弱くなる。検出対象により比誘
電率等の値が異なるため周波数との関係は多少変化する
ものの、微生物一般でほぼ共通して、誘電泳動による力
は媒質の電気伝導率が上昇すると弱くなる傾向をもつ。
つまり、効率よく細菌を移動させ、短時間で正確な細菌
数の測定を行うためには、細菌数測定に先立って試料１
の脱イオン処理を行い電気伝導率を低下させることが最
も重要になる。従来は電気伝導率が高い試料だと誘電泳
動ができなかったが、本発明においては、上述のような
前処理を行うことで脱イオン処理され、誘電泳動が可能
になった。

【００３７】さて、本実施の形態１におけるギャップ２
１の間隔は５μｍに設定されているが、ギャップ２１の
間隔は測定対象となる微生物の大きさ等の影響を受ける
ため必要に応じて調節される。例えば、酵母や単離細胞
のような大きなものでは広く、リケッチアのように小さ
なものについては狭くする必要がある。また、ギャップ
２１の間隔は、広いほど大量の微生物を濃縮することが
でき、測定のダイナミックレンジも広くなるが、測定ま
での時間が長く必要になり、誘電泳動のために必要な電
力も大きくなる。逆にギャップ２１を狭くすると、電力
と測定のために必要となる時間は少なくなるが、測定の
ダイナミックレンジは狭くなってしまうものである。以
上のような理由から本実施の形態１においては、尿中の
細菌測定用にギャップ２１の間隔を５μｍとしている
が、この値は検出対象とする微生物に合わせて０．２μ
ｍ〜３００μｍの範囲で適宜調節されることが望まし
い。

【００３８】続いて本実施の形態１における微生物数測
定装置の制御系について図４を用いて説明する。泳動電
源回路１４は誘電泳動を起こすための交流電流を測定電
極１３に供給するものであり、制御手段１７によって制
御される。

【００３９】制御手段１７は、図示しないマイクロプロ
セッサと、予め設定されたプログラムを保存するための
メモリ、タイマー等から構成され、このプログラムにし
たがって測定部１５および演算部１６と信号の入出力を
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。

【００４０】測定部１５は、測定電極１３間のインピー
ダンスを調べるために、測定電極１３を流れる電流と、
測定電極１３間の電圧と前記電流の位相差を測定するた
めの回路等を有している。これにより測定電極１３間の
インピーダンス変化を測定し、測定結果は演算部１６に
渡す。演算部１６は、この測定結果から測定電極１３間
のインピーダンスを解析し、測定電極１３間の静電容量
２５の値を演算する。必要に応じて演算結果をメモリに
格納し、予め保存されている換算用のデータを読み出し
て換算して、測定セル１２に含まれている細菌数を算出
し、表示手段１８に表示させる。例えば、細菌数を試料
１ｍＬあたりの細菌数としてデジタル表示し、この表示
値が実施の形態１における最終出力となる。

【００４１】続いて、以下、本発明の実施の形態１にお
ける微生物数測定方法によって尿中の細菌数を測定する
場合の、試料の前処理から細菌数を測定するまでの一連
の流れを説明する。

【００４２】まず前処理として、図１に示す濾過工程で
は、４０℃に保温していた試料１が１０ｍＬ入った試料
用シリンジ２を、予め第１フィルター３と第２フィルタ
ー４と第３フィルター５とを連結して、これに装着し、
試料１を押し出す。なお、フィルター部も装着前４０℃
に保温しておくのが望ましい。尿中に含まれる異物分の
うち、上皮細胞や円柱等の大きなものは第１フィルター
３で捕捉され、白血球や赤血球等の比較的小さなものは
第２フィルター４で捕捉する。こうして試料１からほと
んどの異物分を除去した後、最後に第３フィルター５に
細菌を捕捉する。

【００４３】図２に示す洗浄工程では、フィルター部か
ら第３フィルター５を取り外し、５０ｍＬの洗浄液６が
入った洗浄液用シリンジ７を第３フィルター５に装着
し、洗浄液６を前述の濾過工程と同一方向に押し出すこ
とにより、第３フィルター５に残留しているイオンを除
去する。洗浄工程ではフィルター部を分解せずに全ての
フィルターを同時に洗浄しても構わないが、同量の洗浄
水６を用いる場合、第３フィルター５のみを洗浄する方
が脱イオン効果は大である。洗浄液６の液量が多いほど
脱イオン効果は大きいが、本実施の形態１においては５
０ｍＬで十分である。

【００４４】図３に示す再懸濁工程では、測定溶液用シ
リンジ１１を第３フィルター５の細菌を捕捉した側に装
着し、次いで１ｍＬの測定溶媒８が入った測定溶媒用シ
リンジ９を細菌を捕捉した側と反対側に装着し、測定溶
媒８全量を押し出す。第３フィルター５に捕捉されてい
た細菌は測定溶媒８に再懸濁され測定溶液１０となり、
測定溶液用シリンジ１１に回収される。このとき測定溶
液１０の電気伝導率は１０μＳ／ｃｍ以下まで下がって
いる。以上により、本実施の形態１の前処理装置による
前処理が終了する。

【００４５】続いて、本発明の実施の形態１における細
菌数測定方法について説明をする。上述の前処理を施す
ことで得られた測定溶液１０を、測定セル１２に注入す
る。測定セル１２の容量は、測定電極１３が測定溶液１
０により完全に浸漬されるように設定してあり、スター
ト・ストップスイッチ２７を押すと、制御手段１７は泳
動電源回路１４を制御して測定電極１３間に周波数１０
０ｋＨｚで最大電圧５Ｖの正弦波交流電圧を印加させ
る。この時印加させる交流の周波数は誘電泳動が生じる
周波数範囲であれば任意に選ぶことが可能であるが、あ
まりに周波数が低いと測定電極１３間で望ましくない電
気分解が発生し、また逆にあまりに周波数が高いと電源
回路が複雑になる。そこで本実施の形態１では、十分に
誘電泳動を起こすことができ、かつ泳動電源回路１４も
比較的簡易な構造をとるために１００ｋＨｚという周波
数を選択している。制御手段１７は、泳動電源回路１４
に電圧印加の信号を送ると同時に、測定部１５に細菌数
測定開始の信号を送って測定の開始を指令する。測定開
始の指令を受けた測定部１５はその時の電流値および電
圧と電流の位相差を測定し、測定結果を演算部１６に送
る。

【００４６】演算部１６は得られた測定結果から、測定
電極１３間のインピーダンスを印加電圧と電流の除算に
より算出し、静電容量２５の値を算出する。このとき、
図８に示すように測定電極１３間の等価回路を抵抗２６
と静電容量２５からなるＣＲの並列回路であると想定す
る。なお、計算方法の詳細は本出願人の先出願である特
開２０００−１２５８４６号公報に譲る。演算部１６
は、算出した静電容量２５値を初期値としてメモリに格
納して、初期値の測定を終了する。

【００４７】その後、所定の時間が到来する毎に、制御
手段１７と測定部１５はこの一連の測定を繰り返し、演
算部１６は算出した静電容量２５の値をメモリに格納す
る。この静電容量２５の測定結果を時間の経過とともに
プロットすると、図７に示すような静電容量２５の時間
変化となる。微生物数が増加すると（本実施の形態１に
おいては細菌数）、静電容量２５値の時間変化も大きく
なることが分かる。

【００４８】従って、演算部１６はメモリに格納されて
いる複数の時点における静電容量２５値の演算結果か
ら、静電容量２５の時間変化の傾き（勾配）を計算し、
次のようにして測定セル１２内の細菌数を算出する。す
なわち、細菌数が明らかな較正用試料を本実施の形態１
の前処理装置付き微生物数測定装置を用いて予め測定し
ておき、その細菌数と静電容量２５の相関関係から回帰
分析して得られた関係を用いることで算出する。較正用
試料の細菌濃度は、前処理工程における、試料１から測
定溶液１０への濃縮率または希釈率を考慮して設定す
る。この計算のための関係を換算用データとして演算部
１６のメモリに記憶させ、細菌数が未知の試料を測定す
る場合に静電容量２５の時間変化の傾きを算出して換算
することで測定セル１２内の細菌数を算出できる。

【００４９】細菌数を算出すると演算部１６は測定終了
を制御手段１７に通知し、制御手段１７は測定電極１３
への通電を停止し、表示手段１８には試料１ｍＬあたり
の細菌数をデジタル表示する。表示された数値を確認し
た後に、ユーザがスタート・ストップスイッチ２７を押
せば本実施の形態１の前処理装置付き微生物数測定装置
への全ての通電状態は停止される。

【００５０】このように、本実施の形態１の微生物数測
定方法及び前処理装置付き微生物数測定装置は、試料用
シリンジ２、７洗浄液用シリンジ、測定溶媒用シリンジ
９、測定溶液用シリンジ１１、第１フィルター３、第２
フィルター４、第３フィルター５等を用いて試料に含ま
れる液成分と異物分を分離するから、イオン濃度が高く
電気伝導率の高い試料の液成分を分離して電気伝導率を
下げることができ、微生物数の測定を非常に簡単な装置
で極めて迅速に簡単に行うことができる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載された微生物数測定方法
は、試料をフィルター部で濾過して微生物を捕捉すると
ともに、試料中の液成分を分離し、捕捉した微生物を所
定の測定溶媒に再懸濁させるから、イオン濃度が高く電
気伝導率の高い試料にでも、電気伝導率を低下させた測
定溶液を得ることができ、高感度で迅速に微生物数の測
定ができる。

【００５２】請求項２に記載された微生物数測定方法
は、２枚以上のフィルターを用いるから異物分を除去し
た測定溶液を得ることができ、高感度で迅速に微生物数
の測定ができる。

【００５３】請求項３に記載された微生物数測定方法
は、２枚以上のフィルターを着脱自在に連結するから、
洗浄効率が向上し高感度な測定ができる。

【００５４】請求項４に記載された微生物数測定方法
は、試料と洗浄液を交互に流すから、フィルターが目詰
まりすることなく試料を全量濾過することができ、高感
度な測定ができる。

【００５５】請求項５に記載された微生物数測定方法
は、フィルター部、試料、洗浄液のうち少なくとも１つ
以上を３０℃以上８０℃以下に保温するから、無機結晶
の析出やタンパク質の凝固を抑えた異物分の少ない測定
溶液を得ることにより、高感度な測定ができる。

【００５６】請求項６に記載された微生物数測定方法
は、イオン濃度が高く電気伝導率の高い試料の液成分を
分離して、溶媒中に再懸濁させることにより脱イオン処
理を簡単に行うことができ、電気伝導率を簡単に下げる
ことができる。

【００５７】請求項７に記載された微生物数測定方法
は、試料が尿であるから、尿中の微生物数を高感度で迅
速に測定できる。

【００５８】請求項８に記載された前処理装置付き微生
物数測定装置は、試料から液成分と異物分を分離し微生
物を補足するフィルター部が設けられた前処理装置を備
え、微生物を電界集中部に電界の作用によって移動さ
せ、測定手段によって微生物数を測定するから、イオン
濃度が高く電気伝導率の高い試料にでも、電気伝導率を
低下させた測定溶液を得ることができ、高感度で迅速に
微生物数の測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における前処理の濾過工
程におけるフィルター部状態図

【図２】本発明の実施の形態１における前処理の洗浄工
程におけるフィルター部状態図

【図３】本発明の実施の形態１における前処理の再懸濁
工程におけるフィルター部状態図

【図４】本発明の実施の形態１における前処理付き微生
物数測定装置の全体構成図

【図５】本発明の実施の形態１における前処理付き微生
物数測定装置の電極の説明図

【図６】本発明の実施の形態１における前処理付き微生
物数測定装置の電極の断面と電極間の電界の状態を説明
するための図

【図７】微生物数と測定時間と電極間の静電容量の関係
を説明するためのグラフ

【図８】電極間の電気的状態を等価回路で示した図

【図９】（ａ）低電気伝導度の媒質中での誘電泳動によ
る力と周波数の関係を説明するための図 （ｂ）高電気伝導度の媒質中での誘電泳動による力と周
波数の関係を説明するための図

【符号の説明】

１ 試料 ２ 試料用シリンジ ３ 第１フィルター ４ 第２フィルター ５ 第３フィルター ６ 洗浄液 ７ 洗浄液用シリンジ ８ 測定溶媒 ９ 測定溶媒用シリンジ １０ 測定溶液 １１ 測定溶液用シリンジ １２ 測定セル １３ 測定電極 １４ 泳動電源回路 １５ 測定部 １６ 演算部 １７ 制御手段 １８ 表示手段 １９ 測定電極の基板 ２０ 基板上の薄膜電極 ２１ ギャップ ２２ 電気力線 ２３ １方の極 ２４ 他方の極 ２５ 静電容量 ２６ 抵抗 ２７ スタート・ストップスイッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料をフィルター部で濾過して微生物を捕
   捉するとともに、試料中の液成分を分離し、捕捉した微
   生物を所定の測定溶媒に再懸濁させ、この再懸濁した測
   定溶媒中の微生物を誘電泳動によって電極上に集め、こ
   のときのインピーダンス変化を測定して微生物数を算出
   することを特徴とする微生物数測定方法。
2. 【請求項２】前記フィルター部を、異なる孔径の少なく
   とも２枚以上のフィルターを組み合わせて構成すること
   を特徴とする請求項１に記載の微生物数測定方法。
3. 【請求項３】前記２枚以上のフィルターを、着脱自在に
   連結することを特徴とする請求項２に記載の微生物数測
   定方法。
4. 【請求項４】前記フィルター部に、試料と洗浄液を交互
   に流すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の微生物数測定方法。
5. 【請求項５】前記フィルター部、前記試料、前記洗浄液
   のうち少なくとも１つ以上を３０℃以上８０℃以下に保
   温することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   の微生物数測定方法。
6. 【請求項６】前記試料が高電気伝導率の試料であること
   を特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の
   微生物数測定方法。
7. 【請求項７】前記試料が尿であることを特徴とする請求
   項６に記載の微生物数測定方法。
8. 【請求項８】試料から液成分と異物分を分離し微生物を
   補足するフィルター部が設けられた前処理装置を備え、
   前記前処理装置で捕捉された微生物を再懸濁させた測定
   溶媒を導入し、内部に複数の電極を備えたセルと、前記
   電極間に誘電泳動力を発生させるために交流電圧を印加
   することができる電源回路と、前記電源回路を制御する
   ための制御手段と、微生物の数を測定するための測定手
   段を備え、前記セルには前記電極間に電界を集中させる
   電界集中部が設けられ、微生物を再懸濁させた測定溶媒
   が導入されると微生物を前記電界集中部に電界の作用に
   よって移動させ、前記測定手段によって微生物数を測定
   することを特徴とする前処理装置付き微生物数測定装
   置。