JP2007006709A - Method for discriminating luminescent material - Google Patents

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Shigetoshi Horikiri
茂俊 堀切
Kazuo Nashimoto
一男 梨本
Akinori Kinugawa
昭徳 衣川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for discriminating a luminescent material which is a method for detecting a specimen containing a cell and a microorganism or having the possibility to contain the cell and microorganism with a fluorescent dye and has improved accuracy as compared with that of the conventionally known methods. <P>SOLUTION: The method for discrimination is carried out as follows. The cell or microorganism stained with a fluorescent dye is excited with a light source 2 and subjected to fluorescence emission. The color information such as hue angle, chromaticity, chroma and brightness of the excited and emitted fluorescence is measured with a charge coupled device unit 10 of a light receiving part 4 and discriminated with an operation part 11. The method for discrimination is a method for discriminating the luminescent material with a reduced measurement error by non-specific adsorption or contamination of an auto-luminescent material and improved accuracy and reliability. Thereby, a small-sized and inexpensive apparatus 1 for discriminating the luminescent material can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、微生物の検出に使用される計測方法および検出方法における夾雑物との判別方法に関する。   The present invention relates to a measuring method used for detecting microorganisms and a method for discriminating contaminants in the detecting method.

従来、蛍光色素を用いて細胞部位や微生物を判定する方法の一例として蛍光性酵素基質であるフルオレセイン系蛍光色素が細胞部位や微生物を検出するための試薬として有用であることは、よく知られている事実である。フルオレセイン系蛍光色素は、細胞部位や微生物の細胞膜を透過して取り込まれると、細胞質内のエステラーゼ酵素群により加水分解され、フルオレセイン骨格を有する蛍光物質(5−カルボキシフルオレセインなど)に変換されて発光機能が発現する。従って、細胞部位や微生物を固定化した基板上にフルオレセイン系蛍光色素を接触させてから、または、フルオレセイン系蛍光色素を接触させた細胞部位や微生物を基材上に捕捉してから、励起光を照射することで生じる光点を細胞部位や微生物と判定する方法が古くから知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, it is well known that fluorescein fluorescent dyes, which are fluorescent enzyme substrates, are useful as reagents for detecting cellular sites and microorganisms as an example of a method for determining cellular sites and microorganisms using fluorescent dyes. It is a fact that. Fluorescein-based fluorescent dyes, when permeated through cellular sites and cell membranes of microorganisms, are hydrolyzed by esterase enzymes in the cytoplasm and converted into fluorescent substances having a fluorescein skeleton (such as 5-carboxyfluorescein) to emit light Is expressed. Therefore, after contacting the fluorescein fluorescent dye on the substrate on which the cell site or microorganism is immobilized, or capturing the cell site or microorganism contacted with the fluorescein fluorescent dye on the substrate, the excitation light is not emitted. A method for determining a light spot generated by irradiation as a cell site or a microorganism has been known for a long time (for example, see Patent Document 1).

下記、特許文献1において、細胞部位や微生物を判定するための蛍光色素として、エステラーゼ活性指標指示薬である5−スルホフルオレセインジアセテート及び6−スルホフルオレセインジアセテートを用いた方法が提案されている。これは、各地の土壌中に存在する微生物細胞を、寒天培地によって培養し、得られた微生物コロニーに対して蛍光色素を使用して染色評価試験を実施した結果として、5−スルホフルオレセインジアセテート及び6−スルホフルオレセインジアセテートの2種類を、有力な生菌検出用蛍光色素として提案している。   Patent Document 1 below proposes a method using 5-sulfofluorescein diacetate and 6-sulfofluorescein diacetate, which are esterase activity index indicators, as fluorescent dyes for determining cell sites and microorganisms. This is because, as a result of culturing microbial cells present in soil in various places on an agar medium and conducting a staining evaluation test on the obtained microbial colonies using a fluorescent dye, 5-sulfofluorescein diacetate and Two types of 6-sulfofluorescein diacetate have been proposed as potential fluorescent dyes for viable bacteria detection.

また、別の手法として、蛍光色素をバクテリオファージに封入し、バクテリオファージによって目的の微生物に蛍光色素を注入させ、微生物を検出する手法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   As another technique, a technique is known in which a fluorescent dye is enclosed in a bacteriophage, the target microorganism is injected with the bacteriophage, and the microorganism is detected (see, for example, Patent Document 2).

これは、蛍光色素が特定の種類の微生物に対して選択的に注入することができるのと同時に、遊離の蛍光色素による夾雑物への非特異的吸着を抑えられるというものである。また、このとき微生物よりも小さな孔径をもつろ過フィルタを用いることによって自家蛍光をもち、計測のノイズとなりうる微粒子及び、過剰量のバクテリオファージを除去することができるというものである。
特開平7−135996号公報 特開2000−270892号公報
This is because the fluorescent dye can be selectively injected into a specific type of microorganism, and at the same time, nonspecific adsorption to contaminants by the free fluorescent dye can be suppressed. Further, at this time, by using a filtration filter having a pore size smaller than that of the microorganism, autofluorescence can be removed, and fine particles that can cause measurement noise and an excessive amount of bacteriophage can be removed.
JP 7-135996 A JP 2000-270892 A

しかしながら、上記特許文献1のような従来の方法では、蛍光色素が検体に含まれる細胞や微生物と反応し検出することができるが、同じく検体内に含まれる夾雑物とも反応し検出されることがあり、正確に検出することができないという問題がある。その結果、検出された細胞数および微生物数が、実際に含まれている数に対して見かけ上大きい値を示すことになり、検出感度が上がらないこととなる。これは、主に蛍光性酵素基質の分解性や吸着により、細胞や微生物でなくても夾雑物表面で反応し、発光するからである。   However, in the conventional method as in Patent Document 1, the fluorescent dye can be detected by reacting with cells or microorganisms contained in the specimen, but it can also be detected by reacting with impurities contained in the specimen. There is a problem that it cannot be detected accurately. As a result, the number of detected cells and the number of microorganisms are apparently larger than the number actually contained, and the detection sensitivity does not increase. This is because, mainly due to the degradability and adsorption of the fluorescent enzyme substrate, it reacts on the surface of contaminants and emits light, even if it is not a cell or a microorganism.

また、特許文献2のような手法の場合、蛍光色素をバクテリオファージに封入することで、蛍光色素の結合性、吸着性を抑えることができる。しかしながら、この手法を用いても、自家蛍光を示す夾雑物による影響を受け、求める検出感度が得られない恐れがある。   Further, in the case of the technique as described in Patent Document 2, the binding property and adsorption property of the fluorescent dye can be suppressed by encapsulating the fluorescent dye in the bacteriophage. However, even if this method is used, there is a possibility that the desired detection sensitivity may not be obtained due to the influence of impurities that exhibit autofluorescence.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発光体の色相角、色度、彩度及び明度から選択される少なくとも1つの色彩的特性を検出することで、夾雑物と吸着、分解している発光との判別ができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and detects at least one color characteristic selected from the hue angle, chromaticity, saturation, and brightness of a light emitter, thereby adsorbing impurities and adsorption. An object of the present invention is to provide a discrimination method capable of discriminating from decomposed light emission.

また、染色において発光輝度の低いものは、受光フィルタのカット率により、必要な強度が得られないために判別できない場合があるか、または、輝度が非常に高い染色方法では飽和状態になってしまい、色彩情報を正確に得られないという課題があり、輝度の低いものや、非常に高いものを明確に判別することが要求されている。   In addition, dyes with low emission brightness may not be distinguished because the required intensity cannot be obtained due to the cut rate of the light receiving filter, or the dyeing method with very high brightness will be saturated. However, there is a problem that color information cannot be obtained accurately, and it is required to clearly discriminate between low brightness and very high.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、輝度のレンジを増加させ、精度よく検出することができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a discrimination method capable of increasing the luminance range and detecting with high accuracy.

また、蛍光色素の発光を判別するとき、1種類の夾帯域フィルタなどを用いて蛍光を測定する場合、蛍光色素以外の自家蛍光や、蛍光色素の夾雑物への非特異的吸着による蛍光も同じように検出してしまい、判別が困難であるという課題があり、精度の高い判別方法が要求されている。   In addition, when determining the emission of a fluorescent dye, when measuring the fluorescence using a single band filter or the like, autofluorescence other than the fluorescent dye, and fluorescence due to nonspecific adsorption of the fluorescent dye to impurities are the same. Therefore, there is a problem that it is difficult to discriminate, and a highly accurate discrimination method is required.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、RGBの輝度情報を用いて自家蛍光や蛍光色素の色彩情報を測定し、高精度に判別することができる手段を提供するものである。   The present invention solves such a conventional problem, and provides means capable of measuring autofluorescence and color information of fluorescent dyes using RGB luminance information and discriminating with high accuracy. is there.

また、細胞や微生物を染色する場合、検体スケールが大きい場合には、大量の蛍光色素が必要となるうえ、検体に含まれる成分の影響によって染色力が異なるため、安定して染色できるように検体成分を分離して観察することが要求されている。   Also, when staining cells and microorganisms, if the sample scale is large, a large amount of fluorescent dye is required, and the staining power varies depending on the components contained in the sample, so that the sample can be stained stably. It is required to observe the components separately.

また細胞や微生物が生きて運動性を持つ場合、液中では移動するために長時間の観察ができないという課題があり、経時的に観察できることが要求されている。   Further, when cells and microorganisms live and have mobility, there is a problem that they cannot be observed for a long time because they move in the liquid, and it is required that they can be observed over time.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、メンブレンフィルタを用いて細胞や微生物を固定することで、検体成分を除去し、細胞や微生物の液中での運動を防止し、安定して細胞内での経時的な発光の観察することのできる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention is to solve such a conventional problem, by immobilizing cells and microorganisms using a membrane filter, remove the sample components, prevent the movement of the cells and microorganisms in the liquid, It is an object of the present invention to provide a discriminating method capable of stably observing luminescence over time in cells.

また、捕集手段の基材によっては、発光体の発光よりも輝度の高い自家発光や基材表面に発光体を備えた基材があり、これらがバックグラウンド増加の原因となり、細胞や微生物の発光以外の発光を検出し、発光が検出することができないという課題があり、発光体を吸収することが要求されている。   In addition, depending on the base material of the collecting means, there are self-emissions with higher brightness than the light emission of the illuminant and base materials provided with the illuminant on the surface of the substrate. There is a problem that light emission other than light emission is detected and light emission cannot be detected, and it is required to absorb the light emitter.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、基材の発光を抑えるのと同時に、基材と接する発光体の発光を吸収し検出方向のみの発光させることができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and at the same time suppresses the light emission of the base material, and at the same time, absorbs the light emission of the illuminant in contact with the base material and allows the light emission only in the detection direction. It is intended to provide.

また、染色には、様々な発光波長をもつため、その波長に対応した吸収性能を基材に持たせなければならず、発光手段の種類が限られてしまうという課題があり、励起波長によらず、様々な波長の光を抑えた基材が要求されている。   In addition, since dyeing has various emission wavelengths, the base material must have absorption performance corresponding to the wavelengths, and there is a problem that the types of light emitting means are limited. However, there is a demand for a substrate that suppresses light of various wavelengths.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発光波長を問わず基材として使用することが可能で、精度良く検出することができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a discrimination method that can be used as a substrate regardless of the emission wavelength and can be detected with high accuracy.

また、発光手段によっては、細胞や微生物1個で十分な強度が得られない課題があり、十分に強度が得られる発光手段が要求されている。   Further, depending on the light emitting means, there is a problem that sufficient intensity cannot be obtained with a single cell or microorganism, and a light emitting means capable of obtaining sufficient intensity is required.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、蛍光によって大きさの小さい細胞、微生物であっても十分に1個から検出できる判別方法を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a discrimination method that can sufficiently detect even a small cell or microorganism having a small size by fluorescence.

また、発光手段には、細胞や微生物の活性によって染色性能が毎回異なってしまうという課題があり、化学的に安定な発光手段が要求されている。   Further, the light emitting means has a problem that the staining performance varies every time depending on the activity of cells and microorganisms, and a chemically stable light emitting means is required.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、化学的に安定な生体成分である核酸を検出することによる安定した判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a stable discrimination method by detecting a nucleic acid which is a chemically stable biological component.

また、発光手段には、細胞や微生物の活性を検出することが求められる場合に工程が複雑化するという課題があり、少ない染色工程で、簡易的に染色できることが要求される。   Further, the light emitting means has a problem that the process becomes complicated when it is required to detect the activity of cells and microorganisms, and is required to be easily dyeable with a small number of dyeing steps.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、単一の発光手段で活性を評価できるような簡易的な判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a simple discrimination method capable of evaluating activity with a single light emitting means.

また、励起光を用いることで、細胞部位や微生物に熱を与えるため、観察中に細胞や微生物の水分量が変化、乾燥し蛍光色素が分解し、または溶媒の極性の変化などによって蛍光色素が細胞外へ流出してしまうなどの原因により、蛍光発光が検出できないという課題があり、観察中に水分量の変化、乾燥を防止することが要求されている。   In addition, because the excitation light is used to heat the cell parts and microorganisms, the amount of water in the cells and microorganisms changes during observation, the fluorescent dye decomposes when dried, or the fluorescence dye changes due to changes in the polarity of the solvent. There is a problem that fluorescence emission cannot be detected due to causes such as flowing out of the cell, and it is required to prevent changes in moisture content and drying during observation.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、乾燥防止効果を持たせることで検出を安定化することができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a discrimination method capable of stabilizing detection by providing an anti-drying effect.

また、細胞や微生物への浸透性が高い保水溶液や疎水性が高い保水溶液は細胞毒性や細胞を死活するという課題があり、細胞や微生物を死活させないことが要求されている。   In addition, a water retentive solution having a high permeability to cells and microorganisms and a highly hydrophobic retentive solution have problems of cytotoxicity and cell dying, and it is required not to kill cells and microorganisms.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、細胞や微生物を生かしたまま保水効果を持たすことができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a discrimination method capable of having a water retention effect while keeping cells and microorganisms alive.

また、細胞や微生物は表面の疎水性により、染色試薬が浸透しにくい場合があり、発光の輝度を低下させるという課題があり、染色試薬の透過性が十分得られることが要求される。   In addition, cells and microorganisms may be difficult to permeate the staining reagent due to the hydrophobicity of the surface, and there is a problem of lowering the luminance of light emission, and it is required that the staining reagent has sufficient permeability.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、細胞膜透過性を増加し、高い確率で染色できる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a discrimination method capable of increasing cell membrane permeability and staining with high probability.

また、検体の前処理などの影響で、染色方法によっては、十分な強度が得られないという課題があり、十分に強度が得られる染色方法が要求される。   In addition, there is a problem that sufficient intensity cannot be obtained depending on the staining method due to the influence of the pretreatment of the specimen, and a staining method capable of obtaining sufficient intensity is required.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、蛍光色素の輝度増感剤を用いることで高い輝度を得ることができる判別方法を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a discrimination method capable of obtaining high luminance by using a luminance sensitizer of a fluorescent dye.

本発明の判別方法は上記目的を達成するために、細胞および微生物を検出する方法において、細胞および微生物を捕集する捕集手段と、染色により発光させる発光手段と、発光体の発光した色の色相角、色度、彩度及び明度から選択される少なくとも1つの色彩的特性を計測する色彩計測手段と、発光手段による反応物および/または発光手段による反応物以外の非特異的吸着および/または反応物以外の自家発光を判別する発光物判断手段を備えたことを特徴とするものであり、不純物と目的の細胞および微生物を特定することができ、計測精度を高め、低濃度の細胞および微生物の計測をすることができるとしたものである。   In order to achieve the above object, the discrimination method of the present invention is a method for detecting cells and microorganisms. In the method for detecting cells and microorganisms, a collecting means for collecting cells and microorganisms, a light emitting means for emitting light by staining, and Color measurement means for measuring at least one color characteristic selected from hue angle, chromaticity, saturation and brightness; and non-specific adsorption and / or non-specific adsorption other than the reactant by the luminescence means and / or the reactant by the luminescence means Equipped with luminescent material judgment means for discriminating self-luminescence other than reactants, which can identify impurities and target cells and microorganisms, improve measurement accuracy, and provide low concentration cells and microorganisms It can be measured.

この手段により不純物が多く含まれる土壌や食材から細胞や微生物のみを検出することができ、また、検体内に含まれる検出試薬と反応する夾雑物とを判別し、検出することができる判別方法が得られる。   There is a discrimination method that can detect only cells and microorganisms from soil and foods containing a large amount of impurities by this means, and can discriminate and detect foreign substances that react with the detection reagent contained in the specimen. can get.

また、色彩計測手段として、光学的輝度のダイナミックレンジの大きいCCDもしくはCMOSからなる受像素子を用いたことを特徴としたものであり、これにより、発光手段の感度によらず色彩により細胞や微生物と反応した発光と、細胞や微生物以外の検体に含まれる不純物との違いを精度良く区別することができる判別方法が得られる。   Further, the color measuring means is characterized by using a CCD or CMOS image receiving element having a large dynamic range of optical luminance, so that cells and microorganisms can be used depending on the color regardless of the sensitivity of the light emitting means. Thus, it is possible to obtain a discriminating method capable of accurately discriminating the difference between the luminescence that has reacted with the impurities and impurities contained in the specimen other than the cells and the microorganisms.

また、色彩計測手段として、RGBの輝度をそれぞれ測定する手段を用いることを特徴としたものであり、色彩情報を、効率的に精度良く測定することができる。   Further, as the color measuring means, means for measuring RGB luminances is used, and color information can be measured efficiently and accurately.

また、捕集手段において、メンブレンフィルタを用いて細胞および微生物を固定することを特徴としたものであり、検体由来の染色阻害成分の影響を除去でき、空間的に細胞または微生物を固定することができ、経時的に安定して測定することができる。   In addition, the collection means is characterized by immobilizing cells and microorganisms using a membrane filter, which can remove the influence of the staining-inhibiting component derived from the specimen and spatially immobilize the cells or microorganisms. And can be measured stably over time.

また、捕集手段において、構成物の自家発光を抑制する機能を持たせたことを特徴としたものであり、捕集手段のもつ自家発光に由来するバックグラウンドを抑制し、測定感度の向上を行うことができる。   Moreover, the collection means is characterized by having a function of suppressing the self-emission of the component, and the background derived from the self-emission of the collection means is suppressed and the measurement sensitivity is improved. It can be carried out.

また、捕集手段において、構成物の材質に発光を吸収する基材を用いることを特徴としたものであり、発光手段以外の発光を吸収して除去することにより、測定感度が高い判別方法が得られる。   The collecting means is characterized in that a base material that absorbs light emission is used as the material of the constituent, and a method for determining high measurement sensitivity by absorbing and removing light emission other than the light emitting means. can get.

また、捕集手段において、構成物の表面に金属膜を形成することを特徴としたものであり、自家発光による影響が少なく、高い感度で測定することができる。   Further, the collection means is characterized in that a metal film is formed on the surface of the component, and is less affected by self-emission and can be measured with high sensitivity.

また、発光手段として蛍光色素を用いることを特徴としたものであり、細胞1個から感度が得ることができ、波長情報も同時に得ることで、高精度な判別方法が得られる。   In addition, a fluorescent dye is used as the light emitting means. Sensitivity can be obtained from one cell, and wavelength information can be obtained at the same time, whereby a highly accurate discrimination method can be obtained.

また、発光手段において、蛍光色素として核酸染色性の化合物を使用することを特徴としたものであり、化学的に安定な生体成分を検出することで、細胞の活性に影響することなく、安定している判別方法を得ることができる。   In addition, the light emitting means is characterized by using a nucleic acid-staining compound as a fluorescent dye, and by detecting a chemically stable biological component, it is stable without affecting cell activity. Can be obtained.

また、蛍光色素として細胞内エステラーゼ分解性の化合物を使用することを特徴としたものであり、簡便な染色工程で細胞の活性を測定することができる。   Moreover, it is characterized by using a compound capable of degrading intracellular esterase as a fluorescent dye, and cell activity can be measured by a simple staining process.

また、発光手段において、乾燥防止剤を混合して使用することを特徴としたものであり、蛍光強度の褪色による測定安定性の低下を抑え、安定して計測することができる。   Further, the light emitting means is characterized in that a drying inhibitor is mixed and used, and it is possible to stably measure by suppressing a decrease in measurement stability due to fading of fluorescence intensity.

また、発光手段において、乾燥防止剤として糖アルコール類を混合することを特徴としたものであり、細胞に非侵襲で高い乾燥防止性能を得ることができる。   Moreover, in the light emitting means, sugar alcohols are mixed as an anti-drying agent, and high anti-drying performance can be obtained non-invasively to cells.

また、発光手段において、2価金属錯体を細胞および微生物に接触させることを特徴としたものであり、細胞膜のイオン透過性を向上させ、蛍光染色性能を高めることができる。   Further, the light emitting means is characterized in that the divalent metal complex is brought into contact with cells and microorganisms, and the ion permeability of the cell membrane can be improved and the fluorescence staining performance can be enhanced.

また、発光手段において、輝度増感剤を蛍光色素と混合して使用することを特徴としたものであり、簡便に蛍光強度を高め、検出精度を向上させることができる。   Further, in the light emitting means, a luminance sensitizer is mixed with a fluorescent dye and used, and the fluorescence intensity can be easily increased and the detection accuracy can be improved.

本発明の判別方法によれば、発光手段と色彩的特長の計測手段と、反応物の発光と、検体に含有される反応物以外の発光とを判別する手段を設けることで、感度、精度、信頼性の高い判別方法を提供することができる。   According to the discriminating method of the present invention, by providing the light emitting means, the color feature measuring means, the light emission of the reactant, and the means for discriminating light emission other than the reactant contained in the specimen, sensitivity, accuracy, A highly reliable determination method can be provided.

また、アレルギーを伴う細胞や細菌の検出や微生物による腐敗、品質を維持できるという効果のある判別方法を提供できる。   In addition, it is possible to provide an effective discrimination method capable of detecting cells and bacteria accompanied by allergies, decaying by microorganisms, and maintaining quality.

また、高感度の判定することができ、細胞や細菌の高い濃度の汚染から低い濃度の汚染までを検出することができる。   In addition, it is possible to determine with high sensitivity, and it is possible to detect from high concentration contamination of cells and bacteria to low concentration contamination.

また、さらに精度良く検出することができ、廃棄をする際にも容易に廃却することができる効果のある判別方法を提供できる。   In addition, it is possible to provide a discrimination method that can be detected with higher accuracy and can be easily discarded even when discarded.

また、夾雑物などを分離し、高感度で精度良く検出し、細胞や細菌の個数を計測することができる。   In addition, it is possible to separate impurities, detect them with high sensitivity and accuracy, and count the number of cells and bacteria.

また、細胞や細菌の移動を防止し、判別時の作業を効率的にできる。   Moreover, the movement of a cell or bacteria can be prevented and the work at the time of discrimination can be performed efficiently.

また、細胞や細菌が生きた状態で観察することができ、リアルタイムでの反応を観察することで、細胞毒性などの判別にも使用でき、品質管理のため、殺菌剤・防腐剤などの開発にも使用できる。   In addition, cells and bacteria can be observed in a live state, and by observing the reaction in real time, it can also be used for discrimination of cytotoxicity, etc.For the development of fungicides and preservatives for quality control. Can also be used.

また、乾燥防止剤により、調製後の検体の保持時間を高め、作業効率を高めることができる。   Moreover, the retention time of the specimen after preparation can be increased and the working efficiency can be increased by the anti-drying agent.

また、細胞および細菌への毒性が低いものを用いることで、環境負荷の低減することができることは勿論、作業者の十分に安全に作業ができる。   In addition, by using a material having low toxicity to cells and bacteria, it is possible to reduce the environmental load, and it is possible to work safely enough for the operator.

また、細胞や細菌の表面に金属錯体を結合させ、表面上での試薬等の浸透を和らげ、浸透圧の変化を抑え、生きた細胞や細菌をそのまま維持することでき、精度、感度良くさらにはリアルタイムで判別することができるので、実際の現場モニタリングや環境計測などを容易に使用することができる。   In addition, metal complexes can be bound to the surface of cells and bacteria, so that the penetration of reagents, etc. on the surface can be reduced, changes in osmotic pressure can be suppressed, and living cells and bacteria can be maintained as they are. Since it can be discriminated in real time, actual on-site monitoring and environmental measurement can be easily used.

また、蛍光色素に輝度増感剤を付着させ、表面上での試薬等の浸透性を高め、細胞膜の浸透圧の変化を抑え、生きた細胞や細菌の活性を維持することでき、さらに精度、感度良くさらにはリアルタイムで判別することができるので、実際の現場モニタリングや環境計測などを容易に使用することができる。
In addition, a brightness sensitizer can be attached to the fluorescent dye to increase the permeability of reagents and the like on the surface, suppress changes in the osmotic pressure of the cell membrane, and maintain the activity of living cells and bacteria. Since it can be discriminated with high sensitivity and in real time, actual on-site monitoring and environmental measurement can be easily used.

本発明の請求項1記載の発明は、細胞および微生物を検出する方法において、細胞および微生物を捕集する捕集手段と、染色により発光させる発光手段と、発光体の発光した色の色相角、色度、彩度及び明度から選択される少なくとも1つの色彩的特性を計測する色彩計測手段と、発光手段による反応物および/または発光手段による反応物以外の非特異的吸着および/または反応物以外の自家発光を判別する発光物判断手段を備えたことを特徴としたものであり、反応物による発光と、検体中に混合している目的の反応物以外の物質に由来する自家発光や染色による発光を判別することができ、信頼性の高い測定方法を実現できるという作用を有する。   The invention according to claim 1 of the present invention is a method for detecting cells and microorganisms, a collecting means for collecting cells and microorganisms, a light emitting means for emitting light by staining, and a hue angle of a color emitted by a light emitter, Color measurement means for measuring at least one color characteristic selected from chromaticity, saturation, and lightness, and non-specific adsorption and / or other than the reactant other than the reactant by the luminescence means and / or the reactant by the luminescence means It is characterized in that it has a luminescent material judgment means for discriminating self-luminescence, and it is based on luminescence by the reactant and autoluminescence or staining derived from substances other than the target reactant mixed in the specimen Light emission can be discriminated, and the operation has a function of realizing a highly reliable measurement method.

また、請求項2記載の発明は、前記色彩計測手段として、光学的輝度のダイナミックレンジの大きいCCDもしくはCMOSからなる受像素子を用いたことを特徴としたものであり、発光が弱いものと、発光が極めて強く、測定レンジの差が2桁から4桁以上と、非常に大きいものを同時に計測することができ、測定方法および判別方法を簡略化し、判別時間および判別手段を簡略化して小型化することができるという作用を有する。   The invention described in claim 2 is characterized in that an image receiving element made of a CCD or CMOS having a large dynamic range of optical luminance is used as the color measuring means, and the light emission is weak. Extremely strong light emission, difference in measurement range of 2 to 4 digits or more can be measured at the same time, simplification of measurement method and discrimination method, simplification of discrimination time and discrimination means, and miniaturization It has the effect of being able to.

また、請求項3記載の発明は、前記色彩計測手段として、RGBの輝度をそれぞれ測定する手段を用いることを特徴としたものであり、色彩情報を、RGB、すなわち赤色、緑色、青色の3原色の輝度の情報から求めるものであり、色彩的情報を簡易的な構造での取得を実現することができる。   The invention described in claim 3 is characterized in that means for measuring RGB brightness are used as the color measuring means, and the color information is RGB, that is, three primary colors of red, green and blue. Therefore, it is possible to obtain the color information with a simple structure.

また、請求項4記載の発明は、捕集手段において、メンブレンフィルタを用いて細胞および微生物を固定することを特徴としたものであり、前処理工程などで混入したの測定、染色阻害成分の影響を除去でき、高精度な判別方法を実現することができるという作用を有する。また、平面的に細胞または微生物を固定することができ、表面を走査することで、細胞および微生物を1個ずつ精度良く検出することができるという作用を有する。   Further, the invention described in claim 4 is characterized in that in the collection means, cells and microorganisms are fixed using a membrane filter, measurement of contamination in the pretreatment step, etc., influence of staining inhibitory components This has the effect that a high-precision discrimination method can be realized. In addition, cells or microorganisms can be fixed in a planar manner, and the cells and microorganisms can be accurately detected one by one by scanning the surface.

また、請求項5記載の発明は、前記捕集手段において、構成物の自家発光を抑制する機能を持たせたことを特徴としたものであり、捕集手段の発する自家発光に由来するバックグラウンドを低い値に抑えることで、測定感度を向上させ、S/N向上に必要な様々な機構を最小限に減らすことができ、簡略化した判別方法を提供することができる。   Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the collecting means has a function of suppressing the self-luminescence of the component, and the background derived from the self-luminescence emitted by the collecting means By limiting the value to a low value, the measurement sensitivity can be improved, and various mechanisms necessary for improving the S / N can be reduced to a minimum, and a simplified discrimination method can be provided.

また、請求項6記載の発明は、前記捕集手段において、構成物の材質に発光を吸収する基材を用いることを特徴したものであり、励起光や自家蛍光などの発光手段以外の発光を吸収して除去することにより、バックグラウンドを低下させ、測定感度が高い判別方法を実現することができるという作用を有する。   The invention according to claim 6 is characterized in that in the collecting means, a base material that absorbs light emission is used as a material of the constituent, and light emission other than the light emission means such as excitation light and autofluorescence is emitted. Absorption and removal have the effect of reducing the background and realizing a discrimination method with high measurement sensitivity.

また、請求項7記載の発明は、前記捕集手段において、構成物の表面に金属膜を形成することを特徴としたものであり、基材由来の自家発光による影響を低減し、高い感度で測定することができるという作用を有する。   The invention according to claim 7 is characterized in that, in the collecting means, a metal film is formed on the surface of the component, and the influence of the self-luminescence derived from the base material is reduced, with high sensitivity. It has the effect that it can be measured.

また、請求項8記載の発明は、発光手段として蛍光色素を用いることを特徴としたものであり、複数の種類の色素を組み合わせて、より高次な情報を得ることができ、かつ細胞1個から感度が得ることで高精度な判別方法が得られるという作用を有する。   The invention according to claim 8 is characterized in that a fluorescent dye is used as the light emitting means, and higher order information can be obtained by combining a plurality of kinds of dyes, and one cell. Therefore, it is possible to obtain a highly accurate discrimination method by obtaining sensitivity.

また、請求項9記載の発明は、前記発光手段において、蛍光色素として核酸染色性の化合物を使用することを特徴としたものであり、生体のみに含まれる成分を直接検出することで、細胞の個数を特異的に直接カウントすることができるという作用を有する。   The invention according to claim 9 is characterized in that in the light emitting means, a nucleic acid staining compound is used as a fluorescent dye, and by directly detecting a component contained only in a living body, It has the effect that the number can be directly counted specifically.

また、請求項10記載の発明は、前記発光手段において、蛍光色素として細胞内エステラーゼ分解性の化合物を使用することを特徴としたものであり、簡便に活性をもった細胞および微生物を検出することができるという作用を有する。   The invention described in claim 10 is characterized in that, in the light emitting means, an intracellular esterase-decomposable compound is used as a fluorescent dye, and it is possible to easily detect active cells and microorganisms. Has the effect of being able to

また、請求項11記載の発明は、前記発光手段において、乾燥防止剤を混合して使用することを特徴としたものであり、乾燥に由来する蛍光強度の変化、および褪色による測定不安定性の影響を抑え、高精度な測定を実現することができるという作用を有する。   The invention described in claim 11 is characterized in that in the light emitting means, an anti-drying agent is mixed and used, and the influence of measurement instability due to change in fluorescence intensity resulting from drying and fading. It is possible to suppress measurement and realize highly accurate measurement.

また、請求項12記載の発明は、前記発光手段において、乾燥防止剤として糖アルコール類を混合することを特徴としたものであり、常温で液体であるため扱いやすく、細胞に非侵襲で高い乾燥防止性能を安定に得ることができ、低コストで安定した測定を実現することができるという作用を有する。   The invention according to claim 12 is characterized in that in the light emitting means, sugar alcohols are mixed as an anti-drying agent, and since it is liquid at room temperature, it is easy to handle, non-invasive and highly dry to cells. It is possible to obtain the prevention performance stably and to realize stable measurement at low cost.

また、請求項13記載の発明は、前記発光手段において、2価金属錯体を細胞および微生物に接触させることを特徴としたものであり、細胞膜のイオン透過性を向上させ、染色試薬の浸透性、標識安定性を高めることができ、高精度な計測を行うことができるという作用を有する。   The invention according to claim 13 is characterized in that, in the light emitting means, the divalent metal complex is brought into contact with cells and microorganisms, the ion permeability of the cell membrane is improved, the permeability of the staining reagent, The label stability can be increased, and the measurement can be performed with high accuracy.

また、請求項14記載の発明は、前記発光手段において、輝度増感剤を蛍光色素と混合して使用することを特徴としたものであり、染色工程を増やすことなく簡便に蛍光強度を高め、また安価で検出精度を向上させることができるという作用を有する。   The invention according to claim 14 is characterized in that, in the light emitting means, a luminance sensitizer is used by mixing with a fluorescent dye, and the fluorescent intensity is simply increased without increasing the staining step, In addition, the detection accuracy can be improved at a low cost.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
まず、捕集手段となるメンブレンフィルタの上方から液体試料を吸引してろ過し、メンブレンフィルタ表面に微生物を2次元的に捕捉する。本発明において細胞および微生物を含有するか含有する可能性のある検体は液状検体であるが、検査対象が飲料水などの液状サンプルの場合は、それ自体が液状検体となる。検査対象が野菜や肉をはじめとする食材などの固体サンプルの場合は、それをホモジナイズして液状検体としたり、その表面から綿棒などを用いて細胞および微生物を採取し、これを生理食塩水や燐酸緩衝液などに遊離させて液状検体とする。また、まな板などの調理器具などが検査対象となる場合、その表面から綿棒などを用いて微生物を採取し、これを生理食塩水などに遊離させて液状検体とする。こうした液状検体をメンブレンフィルタで吸引濾過することでメンブレンフィルタ上に細胞および微生物を捕捉することができる。また、必要に応じて、適当な濃度の金属錯体を混合した水溶液などを液体試料に混合させるか、もしくは細胞および微生物が固定されたメンブレンフィルタの上方からろ過するか、または下方から接触させるなどの手法により、細胞および微生物の細胞膜透過性を一定に保たせることができる。
(Embodiment 1)
First, a liquid sample is sucked and filtered from above a membrane filter serving as a collecting means, and microorganisms are two-dimensionally captured on the membrane filter surface. In the present invention, the specimen containing or possibly containing cells and microorganisms is a liquid specimen. However, when the test object is a liquid sample such as drinking water, the specimen itself is a liquid specimen. If the object to be inspected is a solid sample such as vegetables or meat, homogenize it to obtain a liquid sample, or collect cells and microorganisms from the surface using a cotton swab, etc. Release into phosphate buffer solution to make liquid sample. When a cooking utensil such as a cutting board is an object to be inspected, microorganisms are collected from the surface using a cotton swab or the like and released into physiological saline or the like to obtain a liquid sample. By sucking and filtering such a liquid specimen through a membrane filter, cells and microorganisms can be captured on the membrane filter. In addition, if necessary, an aqueous solution mixed with an appropriate concentration of metal complex is mixed with the liquid sample, or filtered from above the membrane filter on which cells and microorganisms are fixed, or contacted from below. By the technique, the cell membrane permeability of cells and microorganisms can be kept constant.

なお、金属錯体としては、2価に対応しているものが好ましく、エチレンジアミン四酢酸などを0.5から100mM程度の濃度範囲にて使用する。   In addition, as a metal complex, the thing corresponding to bivalence is preferable and ethylenediaminetetraacetic acid etc. are used in the density | concentration range of about 0.5-100 mM.

次に発光手段として、乾燥防止成分、輝度増感剤を混合し、発光手段である生死細胞染色試薬または死細胞染色試薬のいずれか、または両方を一定濃度含む染色試薬をフィルタ表面に一定量滴下する。   Next, as a light emitting means, a drying prevention component and a brightness sensitizer are mixed, and a certain amount of a staining reagent containing a certain concentration of either or both of a live cell dead reagent and a dead cell stain reagent, which is a light emitting means, is dropped on the filter surface To do.

蛍光色素は、核酸結合性の構造を含むものが好ましく、生死細胞試薬として、紫外励起で青色蛍光を発するものであれば、1,4−ジアミジノ―2−フェニルインドール、青色励起で緑色蛍光または黄緑色、黄色蛍光を発するもので、例えばアクリジンオレンジ、オキサゾールイエロー、チアゾールオレンジや、SYTO9、SYTO13、SYTO16、SYTO21、SYTO24、SYBR Green I、SYBR Green II、SYBR Goldなどのトリメチン架橋非対称シアニン色素系化合物が使用できる。また、死細胞試薬としては、緑色蛍光を発するもので、例えばアクリジン2量体、チアゾールオレンジ2量体、オキサゾールイエロー2量体などのモノメチン架橋非対称シアニン色素2量体や、SYTOX Green、TO−PRO−1などのモノメチン架橋非対称シアニン色素系化合物、赤色蛍光を発するものであれば、ヨウ化プロピジウム、臭化ヘキシジウム、臭化エチジウム、LDS−751、SYTOX Orangeなどのポリメチン架橋非対称シアニン色素などが使用できる。   The fluorescent dye preferably contains a nucleic acid binding structure, and as a living and dead cell reagent, 1,4-diamidino-2-phenylindole is used as long as it emits blue fluorescence by ultraviolet excitation, and green fluorescence or yellow by blue excitation. It emits green and yellow fluorescence. Examples include acridine orange, oxazole yellow, thiazole orange, and trimethine cross-linked asymmetric cyanine dye compounds such as SYTO9, SYTO13, SYTO16, SYTO21, SYTO24, SYBR Green I, SYBR Green II, and SYBR Gold. Can be used. The dead cell reagent emits green fluorescence. For example, monomethine cross-linked asymmetric cyanine dye dimers such as acridine dimer, thiazole orange dimer, oxazole yellow dimer, SYTOX Green, TO-PRO Monomethine cross-linked asymmetric cyanine dyes such as -1 can be used, and polymethine cross-linked asymmetric cyanine dyes such as propidium iodide, hexium bromide, ethidium bromide, LDS-751 and SYTOX Orange can be used as long as they emit red fluorescence. .

なお、これらの蛍光色素は、細胞および微生物を含む試料に対して、あらかじめ0.1から100μMとなるようを混合しておき、同時に作用させるか、もしくは別々に、時間を置かず、もしくは適当な時間間隔を開けて作用させることとする。   In addition, these fluorescent dyes are mixed with a sample containing cells and microorganisms in advance so as to be 0.1 to 100 μM and are allowed to act simultaneously or separately, without taking time, or appropriate It is assumed to act at a time interval.

なお、メンブレンフィルタ上に捕捉した細胞および微生物を含む物質表面が、測定中に乾燥し、発光強度が変化することを防ぐための手段として、染色試薬には10から60%w/vのグリセロールや、10から90%v/vのD(−)−マンニトールやD−ソルビトールなどの成分のいずれかを1種類以上混合させておく。   As a means for preventing the surface of the substance containing cells and microorganisms captured on the membrane filter from being dried during the measurement and changing the luminescence intensity, 10 to 60% w / v glycerol or One or more components such as 10 to 90% v / v of D (-)-mannitol and D-sorbitol are mixed.

なお、メンブレンフィルタとしては、例えば、孔径が0.2μm〜1μmの公知のものを用いることができる。   In addition, as a membrane filter, the well-known thing with a hole diameter of 0.2 micrometer-1 micrometer can be used, for example.

蛍光染色された細胞または微生物が展開されているメンブレンフィルタに対し、集光レンズなどを用いて、照射範囲が、例えば直径が3mm程度の一定面積となるよう励起光を照射し、発光点を得る。   The membrane filter on which the fluorescently stained cells or microorganisms are developed is irradiated with excitation light using a condenser lens or the like so that the irradiation range is a constant area with a diameter of about 3 mm, for example, to obtain a light emitting point. .

この操作は、例えば、トリメチン架橋非対称シアニン色素の場合には、波長が540nmから610nm付近の励起光を照射した場合、波長が560nmから630nm付近の蛍光を発し、またモノメチン架橋非対称シアニン色素は波長が480nmから510nm付近の励起光を照射した場合、波長が510nmから540nm付近の蛍光を発する。   For example, in the case of a trimethine cross-linked asymmetric cyanine dye, when an excitation light having a wavelength of about 540 nm to 610 nm is irradiated, fluorescence having a wavelength of about 560 nm to 630 nm is emitted. When excitation light having a wavelength of about 480 nm to about 510 nm is irradiated, fluorescence having a wavelength of about 510 nm to about 540 nm is emitted.

そのため励起光源としては発光ダイオードの場合、青色のものでは、好ましくは480nm付近の波長を発することができるもの、緑色のものでは、好ましくは535nm付近の波長を発することができるもの、黄色のものでは、好ましくは560nm付近の波長を発することができるものを使用する。   Therefore, in the case of a light emitting diode as an excitation light source, a blue light source preferably emits a wavelength near 480 nm, a green light source preferably emits a wavelength near 535 nm, and a yellow light source Preferably, those capable of emitting a wavelength near 560 nm are used.

また、レーザーを用いる場合には、青色のものでは、好ましくは475nm付近の波長を発することができるもの、緑色のものでは、好ましくは535nm付近の波長を発することができるものを使用する。   In the case of using a laser, a blue one that can emit a wavelength of preferably around 475 nm is used, and a green one that can emit a wavelength of preferably around 535 nm is used.

また、ハロゲンランプや水銀ランプを使用する場合には、適当な分光フィルタとして、染色試薬の励起波長に合わせて最適なバンドパスフィルタ等を使用することができる。また、0.1から10nmの波長分解能を有する反射型や透過型の回折格子により、最適な角度を与え、任意の波長を含む励起光を取り出すことができる。   When a halogen lamp or a mercury lamp is used, an optimum bandpass filter or the like according to the excitation wavelength of the staining reagent can be used as an appropriate spectral filter. In addition, the reflection angle or transmission type diffraction grating having a wavelength resolution of 0.1 to 10 nm can give an optimum angle and extract excitation light including an arbitrary wavelength.

また、蛍光フィルタとしては、RGB情報を損なわず、効果的に励起光由来の光成分を除去できるよう、励起波長に合わせたハイパスフィルタが使用される。   As the fluorescent filter, a high-pass filter matched to the excitation wavelength is used so that the light component derived from the excitation light can be effectively removed without damaging the RGB information.

当該蛍光はレンズを通し、色彩計測手段である受像素子として単板カラーCCDや、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色を取得できるRGB3種類の蛍光フィルタを含む3CCDなどの電荷結合素子ユニットを用いて露光時間0.1秒から10秒程度の露光時間でRGB3色からなる画像撮影することにより取得される。   The fluorescent light passes through a lens and is a single CCD CCD as an image receiving element as a color measuring means, or a 3CCD including three types of RGB fluorescent filters capable of acquiring three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). It is obtained by photographing an image composed of three colors of RGB with an exposure time of about 0.1 to 10 seconds using a charge coupled device unit such as the above.

これらの操作により取得された複数の蛍光画像は、細胞および微生物の蛍光由来による発光点を含むものであるが、これらの発光点は発光物判断手段によってあらかじめ設定されたしきい値により、適切な発光強度をもち細胞や微生物の大きさに基づいて設定された大きさであり、RGBの輝度値より演算されて与えられた色度、色相角などの色彩的特長を示す値により判断される。色彩計測手段および発光物判断手段であるが、色彩的特長を示す表色系は、L*a*b表色系や、L*C*h表色系、XYZ表色系などの表色系が使用される。ここではXYZ表色系に基づいた色度を用いる。まず、RGBの輝度を測定する手段によって取得されたRGBそれぞれの輝度値から、リニアRGBへの変換、ガンマ補正がなされる。これにさらに重み付けとして表色系に基づいた定数を使用して演算され、細胞および微生物または夾雑物かの判断に必要な値として、最終的にx、yの値が求められる。これに対し、あらかじめ設定された細胞および微生物のもつ値と、夾雑物のもつ値より設定されたしきい値の範囲より、細胞および微生物か、夾雑物かを判別する。発光物判断手段により細胞および微生物と検体中に混合された夾雑物とを判断されると、その総個数がカウントされ、積算して最終的に液体試料に含まれていた細胞および微生物の個数が計量される。   The plurality of fluorescent images acquired by these operations include emission points derived from the fluorescence of cells and microorganisms. These emission points are set at appropriate emission intensities according to threshold values set in advance by the illuminant judging means. The size is set based on the size of the cells and microorganisms, and is determined based on values indicating chromatic features such as chromaticity and hue angle, which are calculated from the luminance values of RGB. The color measurement system and the luminescent material determination means, but the color system showing the color features is a color system such as L * a * b color system, L * C * h color system, XYZ color system, etc. Is used. Here, chromaticity based on the XYZ color system is used. First, conversion from RGB luminance values acquired by means for measuring RGB luminance to linear RGB and gamma correction are performed. This is further calculated using a constant based on the color system as a weight, and finally the values of x and y are obtained as values necessary for determining whether the cells and microorganisms or impurities. On the other hand, it is discriminated whether the cell is a cell or microorganism or a contaminant based on a preset value of the cell and microorganism and a threshold range set based on the value of the contaminant. When the luminescent matter judgment means judges the contaminants mixed in the sample with the cells and microorganisms, the total number is counted and integrated to finally determine the number of cells and microorganisms contained in the liquid sample. Weighed.

なお、複数の蛍光色素と、複数の励起光源を使用することで、判別精度を向上させることができ、同時に生死判別も行えることから、実際には複数の蛍光色素を併用して使用することが望ましい。   It should be noted that the use of multiple fluorescent dyes and multiple excitation light sources can improve the discrimination accuracy and at the same time can perform life / death discrimination. desirable.

また、色彩計測手段である電荷結合素子ユニットの電荷結合素子を線状に配置されたものを利用することによってX軸方向(配列方向)への移動を不要なものとし、Y軸方向(移動方向)のみの移動によって一定範囲の検知を実施することが可能となり、計量を迅速に実施することもできる。   Further, by using a linearly arranged charge coupled device of the charge coupled device unit which is a color measuring means, movement in the X axis direction (arrangement direction) becomes unnecessary, and the Y axis direction (movement direction) ), It becomes possible to carry out detection within a certain range, and weighing can be carried out quickly.

以上の手法を用いて、もとの試料や細胞培養液に含まれていた細胞および微生物を判別し、数を計量することができるのである。   Using the above method, cells and microorganisms contained in the original sample or cell culture medium can be discriminated and the number can be measured.

図1は、本発明実施の形態1の発光物の判別方法を好適に実施するための発光物判別装置を示す概念図である。この発光物判別装置1は、光源2、集光レンズ3、受光部4を含む。光源2から発せられた励起光から目的の波長を取り出すために励起光分光フィルタ5で分光する。光源2としては、励起光を照射できれば良く、例えば発光ダイオードなどがある。分光された励起光は集光レンズ3を経て検査台6にセットされたメンブレンフィルタ7(別途の操作によりメンブレンフィルタ上に蛍光染色された細胞または微生物を捕捉してあるもの)上に集光される。光源2から発せられた励起光は、集光レンズ3によって集光されるが、その際、集光レンズ3によって励起光を照射する範囲は微小な1〜3mm角の一定面積に集光される。蛍光染色された細胞または微生物が励起光照射により蛍光発光しその発光した蛍光は、受光部4に到達する。さらに目的の蛍光を計測するためにダイクロイックミラー8、ハイパスフィルタ9を経て、受光部4に内蔵された電荷結合素子ユニット10に到達し、信号化される。これにより得られた信号は画像化され、発光物判断手段である演算部11によって画像処理される。受光部4は、ハイパスフィルタ9と電荷結合素子ユニット10を備えたものである。発光物判断手段、すなわち演算部11としては、画像処理をプログラミングされたマイコン等であり、外部接続した端末などによって操作されるソフトウェアと通信して使用されるものも該当する。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing a luminescent material discriminating apparatus for favorably implementing the luminescent material discriminating method of Embodiment 1 of the present invention. The luminescent object discrimination device 1 includes a light source 2, a condenser lens 3, and a light receiving unit 4. In order to extract the target wavelength from the excitation light emitted from the light source 2, the light is split by the excitation light spectral filter 5. The light source 2 only needs to be able to irradiate excitation light, and includes, for example, a light emitting diode. The split excitation light is condensed through a condenser lens 3 onto a membrane filter 7 set on an examination table 6 (which captures cells or microorganisms stained with fluorescence on the membrane filter by a separate operation). The The excitation light emitted from the light source 2 is condensed by the condensing lens 3. At this time, the range in which the excitation light is irradiated by the condensing lens 3 is condensed on a small fixed area of 1 to 3 mm square. . The fluorescently stained cells or microorganisms emit fluorescence when irradiated with excitation light, and the emitted fluorescence reaches the light receiving unit 4. Further, in order to measure the target fluorescence, it passes through the dichroic mirror 8 and the high-pass filter 9 and reaches the charge coupled device unit 10 built in the light receiving unit 4 and is signaled. The signal thus obtained is converted into an image, and image processing is performed by the calculation unit 11 which is a light emitting object determination unit. The light receiving unit 4 includes a high pass filter 9 and a charge coupled device unit 10. The illuminant determining means, that is, the calculation unit 11 is a microcomputer or the like programmed with image processing, and is also used by communicating with software operated by an externally connected terminal or the like.

図2は同実施の形態1の判別方法の詳細を示す図である。図2(a)はE.coliの輝度と色度の演算結果を示す図であり、図2(b)は、色度の演算工程フローを示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing details of the determination method of the first embodiment. FIG. FIG. 2B is a diagram illustrating a calculation process flow of chromaticity. FIG. 2B is a diagram illustrating a calculation result of the luminance and chromaticity of E. coli.

E.coliを含む水検体をメンブレンフィルタにろ過し、生死細胞用蛍光色素であるSYTO9と、死細胞用蛍光色素であるヨウ化プロピジウムを用いて染色したものを、単板モノクロCCDと、青色励起光照射におけるG輝度画像とR輝度画像を取得したデータの一例を示す表である。このとき、B輝度画像は、励起光の波長と重なるために取得できず、1を代用して使用している。この変数は、最適な値に調整することができる。RGBの輝度は図2(b)に示される工程により演算され、x、yの値が算出される。この工程はまず、RGBの輝度を測定する手段によって取得されたRGBそれぞれの輝度値から、演算部11により、図1(b)に示すように、リニアRGBへの変換がなされ、次にガンマ補正がなされ、これにさらに重み付けとして表色系に基づいた定数を使用して演算され、細胞および微生物または夾雑物かの判断に必要な値として、最終的にx、yの値が求められる。演算部11として上記フローに基づいてプログラミングされたマイコンなどがある。   E. A water sample containing E. coli is filtered through a membrane filter and stained with SYTO9, a fluorescent dye for living and dead cells, and propidium iodide, a fluorescent dye for dead cells. It is a table | surface which shows an example of the data which acquired the G luminance image and R luminance image in. At this time, the B luminance image cannot be acquired because it overlaps the wavelength of the excitation light, and 1 is used instead. This variable can be adjusted to an optimal value. The luminance of RGB is calculated by the process shown in FIG. 2B, and the values of x and y are calculated. In this step, first, the RGB values obtained by the means for measuring RGB luminance are converted into linear RGB as shown in FIG. 1B by the calculation unit 11, and then gamma correction is performed. This is further calculated using a constant based on the color system as a weight, and finally the values of x and y are obtained as values necessary for determining whether the cells and microorganisms or impurities. The arithmetic unit 11 includes a microcomputer programmed based on the above flow.

RGBの輝度を測定する手段としては、単板カラーCCDや、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色を取得できるRGB3種類の蛍光フィルタを含む3CCDなどの電荷結合素子ユニットなどがある。   As a means for measuring RGB luminance, a charge coupled device unit such as a single-chip color CCD or a 3 CCD including three types of RGB fluorescent filters capable of acquiring three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). and so on.

このような手法を用いて、E.coliと水道水をそれぞれ一定量メンブレンフィルタにろ過し、値を測定した。図3は同実施の形態1のE.coliと水道水に含まれる発光点のデータをグラフ上にプロットしたものである。これによると、E.coliがx<0.36、y>0.5の領域に分布していたのに対し、水道水中の発光物はxが0.3から0.6、yが0.3から0.6と幅広い領域に分布していることが確認された。このとき、しきい値xはc、yはdとして、x<c、y>dの領域に分類された集団をE.coliとして判別し、水道水中に含まれる発光物のような夾雑物の大半を判別できることが確認された。   Using such a technique, E.I. A certain amount of each of E. coli and tap water was filtered through a membrane filter, and the value was measured. FIG. 3 shows the E.I. The data of the luminous points contained in E. coli and tap water are plotted on a graph. According to this, E.I. E. coli was distributed in the region of x <0.36, y> 0.5, whereas the luminescent material in tap water had x of 0.3 to 0.6 and y of 0.3 to 0.6. It was confirmed that it was distributed over a wide area. At this time, the threshold value x is c, y is d, and the group classified into the region of x <c, y> d is E.D. It was confirmed that most of the impurities such as luminescent substances contained in tap water could be identified.

このしきい値は一例であるが、染色に使用する蛍光色素の種類や、濃度、希釈する溶液の極性などによっても変化することから、使用が想定される環境に最も適した値をあらかじめ設定しておくことが好ましい。   This threshold is an example, but it varies depending on the type of fluorescent dye used for staining, the concentration, the polarity of the solution to be diluted, and so on. It is preferable to keep it.

本発明は、細胞および微生物を含んだ検体から蛍光染色を用いて細胞および微生物を検出する方法であって、従来から知られている方法と比較してより正確性を持たせた検出を行うことができる判別方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。   The present invention is a method for detecting cells and microorganisms from a specimen containing cells and microorganisms using fluorescent staining, and performs detection with higher accuracy compared to conventionally known methods. The present invention has industrial applicability in that it can provide a discriminating method that can perform the above.

本発明実施の形態1の発光物判別装置を示す概念図1 is a conceptual diagram showing a luminescent material discrimination device according to Embodiment 1 of the present invention. 同判別方法の詳細を示す図((a)はE.coliの輝度と色度の演算結果を示す図、(b)は色度の演算工程フローを示す図)The figure which shows the detail of the discrimination method ((a) is a figure which shows the calculation result of the brightness | luminance and chromaticity of E. coli, (b) is a figure which shows the calculation process flow of chromaticity) 同E.coliと水道水中の発光物の色度分布を示す図E. The figure which shows chromaticity distribution of the luminous substance in E. coli and tap water

符号の説明Explanation of symbols

1 発光物判別装置
2 光源
3 集光レンズ
4 受光部
5 励起光分光フィルタ
6 検査台
7 メンブレンフィルタ
8 ダイクロイックミラー
9 ハイパスフィルタ
10 電荷結合素子ユニット
11 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Luminescent object discrimination device 2 Light source 3 Condensing lens 4 Light-receiving part 5 Excitation light spectral filter 6 Inspection stand 7 Membrane filter 8 Dichroic mirror 9 High pass filter 10 Charge-coupled element unit 11 Calculation part

Claims (14)

細胞および微生物を検出する方法において、細胞および微生物を捕集する捕集手段と、染色により発光させる発光手段と、発光体の発光した色の色相角、色度、彩度及び明度から選択される少なくとも1つの色彩的特性を計測する色彩計測手段と、発光手段による反応物および/または発光手段による反応物以外の非特異的吸着および/または反応物以外の自家発光を判別する発光物判断手段を備えたことを特徴とする発光物の判別方法。 In the method for detecting cells and microorganisms, selected from a collecting means for collecting cells and microorganisms, a light emitting means for emitting light by staining, and a hue angle, chromaticity, saturation and lightness of the emitted color of the illuminant. Color measurement means for measuring at least one color characteristic, and luminescent matter judgment means for discriminating non-specific adsorption other than the reactant and / or reactant by the luminescence means and / or self-luminescence other than the reactant by the luminescence means A method for discriminating a luminescent material, comprising: 前記色彩計測手段として、光学的輝度のダイナミックレンジの大きいCCDもしくはCMOSからなる受像素子を用いたことを特徴とする請求項1記載の発光物の判別方法。 2. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein an image receiving element comprising a CCD or CMOS having a large dynamic range of optical brightness is used as the color measuring means. 前記色彩計測手段として、RGBの輝度をそれぞれ測定する手段を用いることを特徴とする請求項1または2記載の発光物の判別方法。 3. The method according to claim 1, wherein means for measuring RGB brightness is used as the color measuring means. 捕集手段において、メンブレンフィルタを用いて細胞および微生物を固定することを特徴とする請求項1記載の発光物の判別方法。 The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein the collecting means fixes cells and microorganisms using a membrane filter. 前記捕集手段において、構成物の自家発光を抑制する機能を持たせたことを特徴とする請求項1または4記載の発光物の判別方法。 5. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1 or 4, wherein the collecting means has a function of suppressing self-emission of a component. 前記捕集手段において、構成物の材質に発光を吸収する基材を用いることを特徴する請求項1、4または5記載の発光物の判別方法。 6. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein the collecting means uses a base material that absorbs luminescence as a material of the constituent. 前記捕集手段において、構成物の表面に金属膜を形成することを特徴とする請求項1、4、5または6記載の発光物の判別方法。 7. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein the collecting means forms a metal film on the surface of the component. 発光手段として蛍光色素を用いることを特徴とする請求項1記載の発光物の判別方法。 2. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein a fluorescent dye is used as the light emitting means. 前記発光手段において、蛍光色素として核酸染色性の化合物を使用することを特徴とする請求項1または8記載の発光物の判別方法。 9. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1 or 8, wherein the light emitting means uses a nucleic acid-staining compound as a fluorescent dye. 前記発光手段において、蛍光色素として細胞内エステラーゼ分解性の化合物を使用することを特徴とする請求項1、8または9記載の発光物の判別方法。 10. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein an intracellular esterase-decomposable compound is used as the fluorescent dye in the light emitting means. 前記発光手段において、乾燥防止剤を混合して使用することを特徴とする請求項1、8、9または10載の発光物の判別方法。 11. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, 8, 9, or 10, wherein the light emitting means is used by mixing a drying inhibitor. 前記発光手段において、乾燥防止剤として糖アルコール類を混合することを特徴とする請求項1、8、9、10または11記載の発光物の判別方法。 12. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein a sugar alcohol is mixed as an anti-drying agent in the light emitting means. 前記発光手段において、2価金属錯体を細胞および微生物に接触させることを特徴とする請求項1、8、9、10、11または12記載の発光物の判別方法。 13. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein the divalent metal complex is brought into contact with cells and microorganisms in the light emitting means. 前記発光手段において、輝度増感剤を蛍光色素と混合して使用することを特徴とする請求項1、8、10、11、12または13記載の発光物の判別方法。 14. The method for discriminating a luminescent material according to claim 1, wherein a luminance sensitizer is mixed with a fluorescent dye in the light emitting means.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008187935A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microorganism counter and chip for inspection
WO2010013678A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 シスメックス株式会社 Reagent for detecting abnormal cell in cervix of uterus, and method for detecting abnormal cell in cervix of uterus by using same
JP2013088296A (en) * 2011-10-19 2013-05-13 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Tissue evaluation method
JP2014141601A (en) * 2013-01-25 2014-08-07 Fuji Seal International Inc Method of manufacturing plastic film printed matter, ink and plastic film printed matter
US9057703B2 (en) 2011-09-09 2015-06-16 Sharp Kabushiki Kaisha Particle detection device
CN109596402A (en) * 2018-12-14 2019-04-09 迈克生物股份有限公司 Reagent for cellular esterases dyeing
WO2021229667A1 (en) * 2020-05-12 2021-11-18 株式会社日立ハイテク Automatic analyzer and automatic analysis method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172082A (en) * 2000-06-06 2002-06-18 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for fluorescent image display
WO2003008634A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-30 Asahi Breweries, Ltd. Microbe examining device and method
JP2003114175A (en) * 2001-07-30 2003-04-18 Matsushita Ecology Systems Co Ltd Chip and kit for sampling microorganism, method and apparatus for metering microorganism and specimen for confirmation and inspection of normal state of microorganism metering apparatus
JP2003116593A (en) * 2001-10-17 2003-04-22 Hakuju Inst For Health Science Co Ltd Method for judging microorganism and device therefor
JP2003116581A (en) * 2001-10-18 2003-04-22 Dna Chip Kenkyusho:Kk Labeled nucleic acid and method for producing the same
WO2003100086A1 (en) * 2002-05-23 2003-12-04 Fuji Electric Holdings Co., Ltd. Living cell counting method and device
WO2004009840A1 (en) * 2002-07-24 2004-01-29 Board Of Regents, The University Of Texas System Capture and detection of microbes by membrane methods
WO2004050902A1 (en) * 2002-11-25 2004-06-17 Hemosystem Method for universal detection of micro-organisms and reaction medium therefor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172082A (en) * 2000-06-06 2002-06-18 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for fluorescent image display
WO2003008634A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-30 Asahi Breweries, Ltd. Microbe examining device and method
JP2003114175A (en) * 2001-07-30 2003-04-18 Matsushita Ecology Systems Co Ltd Chip and kit for sampling microorganism, method and apparatus for metering microorganism and specimen for confirmation and inspection of normal state of microorganism metering apparatus
JP2003116593A (en) * 2001-10-17 2003-04-22 Hakuju Inst For Health Science Co Ltd Method for judging microorganism and device therefor
JP2003116581A (en) * 2001-10-18 2003-04-22 Dna Chip Kenkyusho:Kk Labeled nucleic acid and method for producing the same
WO2003100086A1 (en) * 2002-05-23 2003-12-04 Fuji Electric Holdings Co., Ltd. Living cell counting method and device
WO2004009840A1 (en) * 2002-07-24 2004-01-29 Board Of Regents, The University Of Texas System Capture and detection of microbes by membrane methods
WO2004050902A1 (en) * 2002-11-25 2004-06-17 Hemosystem Method for universal detection of micro-organisms and reaction medium therefor

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008187935A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microorganism counter and chip for inspection
WO2010013678A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 シスメックス株式会社 Reagent for detecting abnormal cell in cervix of uterus, and method for detecting abnormal cell in cervix of uterus by using same
US9057703B2 (en) 2011-09-09 2015-06-16 Sharp Kabushiki Kaisha Particle detection device
JP2013088296A (en) * 2011-10-19 2013-05-13 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Tissue evaluation method
JP2014141601A (en) * 2013-01-25 2014-08-07 Fuji Seal International Inc Method of manufacturing plastic film printed matter, ink and plastic film printed matter
CN109596402A (en) * 2018-12-14 2019-04-09 迈克生物股份有限公司 Reagent for cellular esterases dyeing
CN109596402B (en) * 2018-12-14 2021-07-02 迈克生物股份有限公司 Reagent for cell esterase staining
WO2021229667A1 (en) * 2020-05-12 2021-11-18 株式会社日立ハイテク Automatic analyzer and automatic analysis method
KR20220158051A (en) 2020-05-12 2022-11-29 주식회사 히타치하이테크 Automatic analysis device, automatic analysis method
JP7371245B2 (en) 2020-05-12 2023-10-30 株式会社日立ハイテク Automatic analyzer, automatic analysis method
EP4151744A4 (en) * 2020-05-12 2024-01-10 Hitachi High Tech Corp Automatic analyzer and automatic analysis method

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