JP2011141180A - 微生物数測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、微生物数測定装置に関するもので、測定精度をさらに高めることを目的とするものである。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、このインピーダンス測定部14に接続されたインピーダンス変化連続性判定部19と、このインピーダンス変化連続性判定部19に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部20と、このインピーダンス変化連続範囲検出部20に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部21と、この連続範囲インピーダンス変化検出部21に接続された連続範囲有効性判定部22と、この連続範囲有効性判定部22に接続されたインピーダンス測定値補正部23と、このインピーダンス測定値補正部23に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部24と、インピーダンス補正値変化関係式算出部24に接続された微生物数算出部16とを備えた。
【選択図】図1
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、このインピーダンス測定部14に接続されたインピーダンス変化連続性判定部19と、このインピーダンス変化連続性判定部19に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部20と、このインピーダンス変化連続範囲検出部20に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部21と、この連続範囲インピーダンス変化検出部21に接続された連続範囲有効性判定部22と、この連続範囲有効性判定部22に接続されたインピーダンス測定値補正部23と、このインピーダンス測定値補正部23に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部24と、インピーダンス補正値変化関係式算出部24に接続された微生物数算出部16とを備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、微生物数測定装置に関するものである。
従来の微生物数測定装置の構成は、以下のような構成となっていた。
すなわち、内部の測定液中に、測定電極と攪拌体を浸漬状態で配置した測定容器と、この測定容器外から、前記攪拌体を回転駆動する回転駆動手段と、前記測定電極に集菌信号を供給する集菌信号生成部と、前記測定電極に測定信号を供給する測定信号生成部と、前記測定液のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、このインピーダンス測定部に接続された微生物数算出部とを備えた構成となっていた。
すなわち、インピーダンス測定部で測定したインピーダンスに基づき微生物数算出部により微生物数を算出するようになっていた(例えば下記特許文献1)。
上記従来例における課題は、測定精度をさらに高くすることであった。
すなわち、この微生物数測定装置において、口腔内の微生物(細菌)の数を測定しようとした場合、採取した唾液内に存在する大きな塊となった微生物群が測定電極間に集菌された場合や、その状態からはずれた場合には、微生物数が急激に変化するので、この場合には、算出される微生物数の測定精度がばらついてしまう。
そこで本発明は、測定精度をさらに高めることを目的とするものである。
そして、この目的を達成するために本発明は、内部の測定液中に、測定電極と攪拌体を浸漬状態で配置した測定容器と、この測定容器外から、前記攪拌体を回転駆動する回転駆動手段と、前記測定電極に集菌信号を供給する集菌信号生成部と、前記測定電極に測定信号を供給する測定信号生成部と、前記測定液のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、このインピーダンス測定部に接続されたインピーダンス変化連続性判定部と、このインピーダンス変化連続性判定部に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部と、このインピーダンス変化連続範囲検出部に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部と、この連続範囲インピーダンス変化検出部に接続された連続範囲有効性判定部と、この連続範囲有効性判定部に接続されたインピーダンス測定値補正部と、このインピーダンス測定値補正部に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部と、インピーダンス補正値変化関係式算出部に接続された微生物数算出部とを備えた構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
以上のように本発明は、内部の測定液中に、測定電極と攪拌体を浸漬状態で配置した測定容器と、この測定容器外から、前記攪拌体を回転駆動する回転駆動手段と、前記測定電極に集菌信号を供給する集菌信号生成部と、前記測定電極に測定信号を供給する測定信号生成部と、前記測定液のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、このインピーダンス測定部に接続されたインピーダンス変化連続性判定部と、このインピーダンス変化連続性判定部に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部と、このインピーダンス変化連続範囲検出部に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部と、この連続範囲インピーダンス変化検出部に接続された連続範囲有効性判定部と、この連続範囲有効性判定部に接続されたインピーダンス測定値補正部と、このインピーダンス測定値補正部に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部と、インピーダンス補正値変化関係式算出部に接続された微生物数算出部とを備えた構成としたものであるので、測定精度をさらに高めることができる。
すなわち、本発明においては、まず、インピーダンス測定部で測定したインピーダンスの変化が連続的な物か否かをインピーダンス連続性判定部で判定し、またその中で、インピーダンス変化が連続している範囲をインピーダンス変化連続範囲検出部で検出し、その後、連続範囲インピーダンス変化検出部で連続的に変化しているインピーダンスの変化を検出し、つぎに、連続範囲有効性判定部で連続している複数のインピーダンス変化が、連続的に変化している物と判定できるか否かを判定し、その後、インピーダンス測定値補正部で連続するインピーダンスの傾斜状態に補正し、その後、インピーダンス補正値変化関係式算出部で最終的なインピーダンス変化の傾斜状態を求め、これを基に、微生物数算出部で微生物数を算出するものであるので、採取した唾液内に存在する大きな塊となった微生物群が測定電極間に集菌された場合や、その状態からはずれた場合となっても、その過渡的なインピーダンス変化に惑わされることなく、微生物数を算出することができるので、測定精度をさらに高めることができるものである。
(実施の形態1)
以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
図1において、1は上面が開口した円筒状の測定容器で、その内部に入れた測定溶液(純水)2内に測定電極3と攪拌体4が浸漬状態で配置されている。
なお、前記測定電極3は、上記特許文献1と同様に櫛歯状の電極を所定間隔で対向配置したものである。また、測定容器1の上面開口部からは、採取具5の採取部6が測定液2内に挿入されている。
前記採取具5は、その採取部6を、例えば、口腔内に挿入し、唾液を付着させることで、微生物を採取するものであって、この図1に示すように、容器1内の底面上で、攪拌体4による回転力、および衝突力を受けることで、採取した微生物を測定液2内に溶出させるようになっている。
さて、測定電極3には、この測定電極3に集菌信号を供給するための集菌信号生成部7と、前記測定電極3に測定信号を供給するための測定信号生成部8が加算器9、出力アンプ10を介して接続されている。つまり、集菌信号生成部7からは、たとえば3MHz、測定信号生成部8からは、たとえば800kHzが加算器9で加算され、それが出力アンプ10を介して測定電極3に供給される。
また、この測定電極3には、I/Vアンプ11、ゲイン切り替えアンプ12、A/Dコンバータ13、インピーダンス測定部14、インピーダンス補正処理部15を介して、微生物数算出部16が接続されている。なお、I/Vアンプ11とゲイン切り替えアンプ12の間には、図示していないがローパスフィルタが介在させられており、上記800kHzの信号だけがインピーダンス測定部14に向けて出力されることになっている。
また、インピーダンス測定部14には、溶液導電率算出部17が接続され、この溶液導電率算出部17には、記憶部18が接続されている。
前記インピーダンス補正処理部15は、インピーダンス測定部に接続されたインピーダンス変化連続性判定部19と、このインピーダンス変化連続性判定部19に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部20と、このインピーダンス変化連続範囲検出部20に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部21と、この連続範囲インピーダンス変化検出部21に接続された連続範囲有効性判定部22と、この連続範囲有効性判定部22に接続されたインピーダンス測定値補正部23と、このインピーダンス測定値補正部23に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部24とにより構成され、前記インピーダンス補正値変化関係式算出部24が微生物数算出部16に接続されている。
また、前記記憶部18には、インピーダンス変化連続範囲検出部20と、連続範囲インピーダンス変化検出部21と、連続範囲有効性判定部22と、インピーダンス測定値補正部23とが接続されている。また、この記憶部18は、溶液導電率算出部17と微生物数算出部16が接続されている。
また、前記攪拌体4には、測定容器1の下方に回転板25が対向配置されている。回転板25には、複数の磁石が配置され、これをモータ26で回転すると、回転板25の磁石の磁力により、攪拌体4も回転駆動されるようになっている。
また、モータ26には、モータ駆動部27を介して、モータ制御部28が接続され、このモータ制御部28には、タイマー29が接続されている。さらに、前記微生物数算出部16内には、ドリフト補正部30と、微生物数換算部31が設けられている。さらにまた、この微生物数算出部16には、相関テーブル32と、表示部33が接続されている。
上記構成において、図2は、制御フローを示している。
まず、図2のS1でスタートする。この時、モータ制御部28は、モータ26を3000rpmで回転駆動し、これにより、攪拌体4も3000rpmで回転している。この攪拌体4の強い回転により、測定液2は、強い回転旋回力が与えられ、また、採取部6も強い回転力を受けると共に、攪拌体4の衝突力が加わり、これにより、採取部6から測定液2内に微生物が、どんどん溶出していくことになる。
S2で測定開始ボタン(図示せず)がオンされる。すると、S3により測定電極3のインピーダンス変化がI/Vアンプ11、ゲイン切り替えアンプ12、A/Dコンバータ13を介して、インピーダンス測定部14と溶液導電率算出部17とに伝達され、S4で測定信号入力処理が行われる。
S5では、インピーダンス測定部14で測定した測定値と、溶液導電率算出部17で算出した溶液導電率が、それぞれ記憶部18に記憶される。
S6では、インピーダンス測定部14で測定した測定値に連続性が有るか否かの判定がインピーダンス変化連続性判定部19で行われる。
すなわち、図4は、測定したインピーダンス変化が最小二乗法で直線近似すると、直線的な傾斜状態を表す例を示しており、図5は、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態に連続性がない状態を示している。つまり、図5では、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態にSの階段的な非連続状態が現れている。
図4のごとく、測定開始から終盤に向けて直線的な傾斜状態が得られる場合には、S7において、インピーダンス補正値変化関係式算出部24により、測定値変化量関係式が算出され、S8で記憶部18から提供される溶液導電率を考慮したドリフト補正が行われ、S9により、微生物数換算部31で、ドリフト補正された傾斜状態と、相関テーブル32のデータから、測定微生物数が算出され、その値が、表示部33に、例えば1×10の6乗で、CFU/ml(CFUとは、コロニーを形成している微生物の数)と表示される。
そして、S10で測定が完了する。
S6で、測定値に連続性が無いと判断された場合、たとえば、図5に示すごとく、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態に連続性がない状態で、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態にSの階段的な非連続状態が現れている場合である。
その時は、図3にしめすごとく、S11、S12、S13、S14、S15により、インピーダンス変化連続範囲検出部20と連続範囲インピーダンス変化検出部21により、連続範囲の検出と不連続範囲の検出、つまり全測定範囲の傾斜状態の判定、および、その連続範囲のインピーダンス変化が検出される。
S16では、連続範囲有効性判定部22により連続範囲による有効性判定が行われる。また、S16において、有効範囲が無い場合は、S17により表示部33にエラー表示を行い、S18で測定を終了する。
S16で、有効範囲があると判定された場合には、S19、S20、S21により、図5からも理解されるように、まずは、S19において、関係式により測定値の原点切片を求める。つぎに、S20により、一番最初の連続範囲の原点切片を測定基準点に設定する。つぎに、S21により、二番目以降の連続範囲の測定基準点からの差Sを算出する。
つづいて、S22では、インピーダンス測定値補正部23において、二番目以降の連続範囲の測定基準点の連続範囲測定値から差分Sを減算する。
つまり、図5では、測定中に大粒の微生物群が測定電極3に付着した場合を示し、この時には、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態に連続性がない状態で、しかも測定時間の開始から中程までの傾斜状態から、中程から終盤にかけての傾斜状態が階段状に高くなった状態で、この状態で、最小二乗法で直線近似すると、傾斜角度の高い実線状態となり、誤った測定結果が得られる。
そこで、本実施形態では、上述のごとく、インピーダンス測定値補正部23において、二番目以降の連続範囲の測定基準点の連続範囲測定値から差分Sを減算し、その状態で、最小二乗法で直線近似すると、図6のごとく、適切な傾斜状態を得ることができるのである。
つまり、S23で、インピーダンス補正値変化関係式算出部24により、一番最初の連続範囲測定値と減算後の値で関係式を算出する。つぎに、S24により、微生物数算出部16により、関係式から微生物数を算出する。
なお、上述したように、この場合にもドリフト補正が行われ、その結果、微生物数換算部31で、ドリフト補正された傾斜状態と、相関テーブル32のデータから、測定微生物数が算出され、その値が、表示部33に、例えば1×10の6乗で、CFU/ml(CFUとは、コロニーを形成している微生物の数)と表示される(S25)。
そして、S18で測定が完了する。
図7、図8は、従来例を示し、図7は、測定中に大粒の微生物群が測定電極3から外れた場合を示し、この時には、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態に連続性がない状態で、しかも測定時間の開始から中程までの傾斜状態の方が、中程から終盤にかけての傾斜状態よりも高位置に存在している状態で、この状態で、最小二乗法で直線近似すると、下方に傾斜する実線状態となり、誤った測定結果が得られる。
図8の従来例は、測定中に大粒の微生物群が測定電極3に付着した場合を示し、この時には、測定時間の開始から中程までの傾斜状態と、中程から終盤に向けての傾斜状態に連続性がない状態で、しかも測定時間の開始から中程までの傾斜状態から、中程から終盤にかけての傾斜状態が階段状に高くなった状態で、この状態で、最小二乗法で直線近似すると、傾斜角度の高い実線状態となり、誤った測定結果が得られる。
以上のように本発明は、内部の測定液中に、測定電極と攪拌体を浸漬状態で配置した測定容器と、この測定容器外から、前記攪拌体を回転駆動する回転駆動手段と、前記測定電極に集菌信号を供給する集菌信号生成部と、前記測定電極に測定信号を供給する測定信号生成部と、前記測定液のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、このインピーダンス測定部に接続されたインピーダンス変化連続性判定部と、このインピーダンス変化連続性判定部に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部と、このインピーダンス変化連続範囲検出部に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部と、この連続範囲インピーダンス変化検出部に接続された連続範囲有効性判定部と、この連続範囲有効性判定部に接続されたインピーダンス測定値補正部と、このインピーダンス測定値補正部に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部と、インピーダンス補正値変化関係式算出部に接続された微生物数算出部とを備えた構成としたものであるので、測定精度をさらに高めることができる。
すなわち、本発明においては、まず、インピーダンス測定部で測定したインピーダンスの変化が連続的な物か否かをインピーダンス連続性判定部で判定し、またその中で、インピーダンス変化が連続している範囲をインピーダンス変化連続範囲検出部で検出し、その後、連続範囲インピーダンス変化検出部で連続的に変化しているインピーダンスの変化を検出し、つぎに、連続範囲有効性判定部で連続している複数のインピーダンス変化が、連続的に変化している物と判定できるか否かを判定し、その後、インピーダンス測定値補正部で連続するインピーダンスの傾斜状態に補正し、その後、インピーダンス補正値変化関係式算出部で最終的なインピーダンス変化の傾斜状態を求め、これを基に、微生物数算出部で微生物数を算出するものであるので、採取した唾液内に存在する大きな塊となった微生物群が測定電極間に集菌された場合や、その状態からはずれた場合となっても、その過渡的なインピーダンス変化に惑わされることなく、微生物数を算出することができるので、測定精度をさらに高めることができるものである。
したがって、微生物数測定装置として、広く活用が期待されるものである。
1 測定容器
2 測定溶液
3 測定電極
4 攪拌体
5 採取具
6 採取部
7 集菌信号生成部
8 測定信号生成部
9 加算器
10 出力アンプ
11 I/Vアンプ
12 ゲイン切り替えアンプ
13 A/Dコンバータ
14 インピーダンス測定部
15 インピーダンス補正処理部
16 微生物数算出部
17 溶液導電率算出部
18 記憶部
19 インピーダンス変化連続性判定部
20 インピーダンス変化連続範囲検出部
21 連続範囲インピーダンス変化検出部
22 連続範囲有効性判定部
23 インピーダンス測定値補正部
24 インピーダンス補正値変化関係式算出部
25 回転板
26 モータ
27 モータ駆動部
28 モータ制御部
29 タイマー
30 ドリフト補正部
31 微生物数換算部
32 相関テーブル
33 表示部
2 測定溶液
3 測定電極
4 攪拌体
5 採取具
6 採取部
7 集菌信号生成部
8 測定信号生成部
9 加算器
10 出力アンプ
11 I/Vアンプ
12 ゲイン切り替えアンプ
13 A/Dコンバータ
14 インピーダンス測定部
15 インピーダンス補正処理部
16 微生物数算出部
17 溶液導電率算出部
18 記憶部
19 インピーダンス変化連続性判定部
20 インピーダンス変化連続範囲検出部
21 連続範囲インピーダンス変化検出部
22 連続範囲有効性判定部
23 インピーダンス測定値補正部
24 インピーダンス補正値変化関係式算出部
25 回転板
26 モータ
27 モータ駆動部
28 モータ制御部
29 タイマー
30 ドリフト補正部
31 微生物数換算部
32 相関テーブル
33 表示部
Claims (2)
- 内部の測定液中に、測定電極と攪拌体を浸漬状態で配置した測定容器と、
この測定容器外から、前記攪拌体を回転駆動する回転駆動手段と、
前記測定電極に集菌信号を供給する集菌信号生成部と、
前記測定電極に測定信号を供給する測定信号生成部と、
前記測定液のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
このインピーダンス測定部に接続されたインピーダンス変化連続性判定部と、
このインピーダンス変化連続性判定部に接続されたインピーダンス変化連続範囲検出部と、
このインピーダンス変化連続範囲検出部に接続された連続範囲インピーダンス変化検出部と、
この連続範囲インピーダンス変化検出部に接続された連続範囲有効性判定部と、
この連続範囲有効性判定部に接続されたインピーダンス測定値補正部と、
このインピーダンス測定値補正部に接続されたインピーダンス補正値変化関係式算出部と、
インピーダンス補正値変化関係式算出部に接続された微生物数算出部とを備えた微生物数測定装置。 - インピーダンス測定部には記憶部を接続し、この記憶部には、インピーダンス変化連続範囲検出部と、連続範囲インピーダンス変化検出部と、連続範囲有効性判定部と、インピーダンス測定値補正部とを接続した請求項1に記載の微生物数測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010001687A JP2011141180A (ja) | 2010-01-07 | 2010-01-07 | 微生物数測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010001687A JP2011141180A (ja) | 2010-01-07 | 2010-01-07 | 微生物数測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011141180A true JP2011141180A (ja) | 2011-07-21 |
Family
ID=44457134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010001687A Pending JP2011141180A (ja) | 2010-01-07 | 2010-01-07 | 微生物数測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011141180A (ja) |
-
2010
- 2010-01-07 JP JP2010001687A patent/JP2011141180A/ja active Pending
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