JP2014042463A - Method of testing microorganism and device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微生物の検査方法及びその装置に関し、特にバラスト水等に含まれて生存しているプランクトン等の微生物を検出するのに適した微生物の検査方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a microorganism testing method and apparatus, and more particularly to a microorganism testing method and apparatus suitable for detecting microorganisms such as plankton that are contained in ballast water and are alive.
荷物を積載していない船舶は、当該船舶を安定させるためにバラスト水を搭載して航行し、荷物を積載する海域において前記バラスト水を排出する。
バラスト水は、通常、搭載する海域と異なる海域に排出されるため、該バラスト水に含まれるプランクトンや細菌等の微生物を本来の生息地以外の海域に運び、生態系を破壊する等の問題を引き起こす虞がある。
In order to stabilize the ship, the ship that is not loaded with cargo travels with ballast water and discharges the ballast water in the sea area where the luggage is loaded.
Ballast water is usually discharged into a sea area different from the sea area on which it is mounted. Therefore, problems such as the destruction of ecosystems by transporting microbes such as plankton and bacteria contained in the ballast water to sea areas other than their original habitats. There is a risk of causing it.
このような問題に対処するため、バラスト水の規制に関する国際的なルールが策定され、「船舶のバラスト水および沈殿物の規制および管理のための国際条約(バラスト水管理条約)」が採択されている。 In order to deal with such problems, international rules regarding the regulation of ballast water have been formulated, and the “International Convention for the Regulation and Management of Ship Ballast Water and Sediment (Ballast Water Management Convention)” has been adopted. Yes.
上記バラスト水管理条約に関連する「バラスト水サンプリングに関するガイドライン(G2)」は、「バラスト水排出基準(D−2)」において、船舶から排出されるバラスト水に含まれて生存している微生物の許容個体数を、例えば、最小サイズが50μm以上の微生物(以下、「Lサイズ生物」という。)については10個/m3以下、最小サイズが10μm以上50μm未満の微生物(以下、「Sサイズ生物」という。)については10個/mL以下と、前記微生物の最小サイズにより区分して規定している。 The “Guidelines for Ballast Water Sampling (G2)” related to the above Ballast Water Management Convention is based on the “Ballast Water Emission Standard (D-2)”. For example, for a microorganism having a minimum size of 50 μm or more (hereinafter referred to as “L size organism”), the allowable number of individuals is 10 / m 3 or less, and a microorganism having a minimum size of 10 μm or more and less than 50 μm (hereinafter referred to as “S size organism”). “)” Is defined as 10 pieces / mL or less according to the minimum size of the microorganism.
現在までに、上記バラスト水を排出する際に上記排出基準を満たしているか否かを確認するための手法として、送水ポンプで汲み上げた海水をフローセルに通水して画像計測するもの(例えば、特許文献1)、送水ポンプで汲み上げた海水を目開きの異なるフィルタユニットに通水してフィルタ上の微生物を発光させて微生物を計数するもの(例えば、特許文献2)などの微生物検査装置が知られている。 To date, as a method for confirming whether or not the above discharge standards are satisfied when discharging the above ballast water, the seawater pumped up by the water pump is passed through the flow cell and image measurement is performed (for example, patents) Literature 1), known is a microorganism testing apparatus such as a device that counts microorganisms by passing seawater pumped by a water pump through filter units with different openings and causing the microorganisms on the filter to emit light (for example, Patent Document 2). ing.
上記特許文献1に記載の微生物検査装置によれば、液体の検体を流しつつ該検体中に存在する生細胞を持つ生物を染色する染色部と、前記染色が施された検体を流しつつ前記生物の濃度を高めるように濃縮する濃縮部と、前記濃縮された検体中の前記生物を含む個体の画像情報を取得する個体計測部と、前記個体計測部より出力された前記個体の画像情報より前記生物の測定を行う制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
これにより、検体の液体中の生物の染色工程、液体中の生物の濃縮工程、液体中の生物の情報取得の工程等をフロー方式で行えるため、各方式をバッチ方式で行う手法と比べて、ひとつの工程を終えた検体の一部が次の工程に進むまでの待機時間を大幅に短縮、または0とすることができ、待機時間での染色の状態の劣化を防ぐ意味で安定した生物の生死の情報を取得することができるといったメリットがある。
According to the microorganism testing apparatus described in
As a result, the process of staining organisms in the liquid of the specimen, the process of concentrating organisms in the liquid, the process of acquiring information on organisms in the liquid, etc. can be performed by the flow method. The waiting time until a part of a sample that has completed one process proceeds to the next process can be greatly reduced or reduced to zero, and stable organisms can be prevented in order to prevent deterioration of the staining state during the waiting time. There is an advantage that life and death information can be acquired.
しかしながら、上記特許文献1記載の微生物検査装置にあっては、送水ポンプで汲み上げた海水を各種工程に順次通水させるものであり、装置が大掛かりとなり、また、製造コスト高となる問題がある。そして、各種工程に順次通水させて待機時間が短縮されるものであるが、測定が完了するには少なくとも数時間かかるといった問題がある。
However, in the microorganism testing apparatus described in
また、上記特許文献2に記載の微生物検査装置は、海水を目開きの異なる3種のフィルタを直列に配置してなるフィルタユニットに通水する工程と、フィルタに補集され生存している微生物による発色、発光および蛍光のうちいずれかを発生させる工程と、発色、発光および蛍光のうちいずれかを検出して画像解析によってバラスト水または海水中の微生物数を計数する工程とをそなえたことを特徴とするものである。
これにより、段階的なサイズごとの微生物の捕捉を実現でき、その結果、サイズごとの基準で規制された許容残存基準を満たしているかどうかを迅速に測定できるといったメリットがある。
Moreover, the microorganism testing apparatus described in
As a result, it is possible to realize capture of microorganisms for each step size, and as a result, there is an advantage that it is possible to quickly measure whether or not the allowable residual standard regulated by the standard for each size is satisfied.
しかしながら、特許文献2記載の微生物検査装置にあっても、特許文献1と同様に送水ポンプで汲み上げた海水を各種工程に順次通水させるものであり、装置が大掛かりとなり、製造コスト高になる問題点があった。
However, even in the microorganism testing apparatus described in
本発明は上記問題点にかんがみ、バッチ式の測定セルを利用することにより、バラスト水中の微生物の量を簡便かつ短時間で、しかも高精度に測定することができる微生物の検査方法及びその装置を提供することを技術的課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a microorganism testing method and apparatus capable of measuring the amount of microorganisms in ballast water simply, in a short time, and with high accuracy by using a batch type measurement cell. Providing is a technical issue.
上記課題を解決するため本発明は、試料溶液中の微生物量を測定するための微生物の検査装置であって、光を透過する材質で形成されたバッチ式の試料容器に試料と蛍光染色試薬とを添加して試料溶液の撹拌・混合を行う撹拌混合手段と、該撹拌混合手段により前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を照射させる光源を備えた励起光源と、該励起光源からの励起光により蛍光発光された光を検知する受光手段と、該受光手段により検知した光を電気信号に変換して発光数を検出し、該発光数から前記試料容器中の試料に含まれる微生物量を算出する制御手段と、を備える、という技術的手段を講じた。 In order to solve the above problems, the present invention is a microorganism testing apparatus for measuring the amount of microorganisms in a sample solution, wherein a sample and a fluorescent staining reagent are placed in a batch-type sample container formed of a light-transmitting material. A stirring and mixing unit that stirs and mixes the sample solution by adding a light source, and an excitation light source that includes a light source that irradiates the irradiated surface of the sample container while stirring the sample solution by the stirring and mixing unit; Light receiving means for detecting the light emitted by the excitation light from the excitation light source, and detecting the number of emitted light by converting the light detected by the light receiving means into an electrical signal, and the sample in the sample container from the number of emitted light And a control means for calculating the amount of microorganisms contained in the product.
また、請求項2記載の発明は、前記励起光源が、前記試料容器の被照射面に対して直交する励起光が照射されるように配置する一方、前記受光手段が、前記励起光源の励起光と直交した角度で蛍光発光を受光する受光面が配置されていることを特徴とする。
The invention according to
そして、請求項3記載の発明は、前記受光手段と前記試料容器との間に、観察範囲を規制するためのスリットを設けたことを特徴とする。
The invention described in
さらに、請求項4記載の発明は、前記励起光源と前記試料容器との間に、光源からの拡散光を一面に向かって同じ角度で均一に照射される平行光に変換する平行光変換手段を設けたことを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 4 further comprises a parallel light converting means for converting the diffused light from the light source into parallel light that is uniformly irradiated at the same angle toward one surface between the excitation light source and the sample container. It is provided.
そして、請求項5記載の発明は、前記平行光変換手段が、所定厚さの平板に所定径のねじ切孔を穿設して形成したものであることを特徴とする。
The invention according to
請求項6記載の発明は、前記平行光変換手段が、凸レンズで形成したものであることを特徴とする。
The invention according to
請求項7記載の発明は、試料溶液中の微生物量を測定するための微生物の検査方法であって、バッチ式の試料容器内で試料に蛍光染色試薬を添加した試料溶液の撹拌・混合を行う撹拌混合工程と、前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を照射する励起工程と、前記励起光により蛍光発光した微生物の蛍光をカウントする受光工程と、該受光工程により検出した発光数から試料容器中の試料に含まれる微生物量を算出する微生物数推定工程と、を備えたものである。
The invention according to
請求項1記載の発明によれば、バッチ式の試料容器に試料と蛍光染色試薬とを添加した後、撹拌混合手段により試料溶液の撹拌・混合を行い、次いで、前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を入射させ、さらに、受光手段により微生物の蛍光発光を受光するため、撹拌しないで静置して計測するものと比較すれば、極めて短時間で微生物が明るく発光し、バラスト水中の微生物の量を簡便かつ短時間で計測することが可能となる。そして、本発明の装置はバッチ式であるため装置を小型化することが可能となり、製造コストも安価となる。
According to the invention of
また、請求項2記載の発明によれば、前記励起光源を、前記試料容器の被照射面に対して直交した励起光が入射されるように配設する一方、前記受光手段は、その受光面が前記励起光源の励起光と直交した角度で蛍光発光が受光されるように配置されているため、励起光源からの励起光が直接受光手段の受光面に入射することがなく、また、蛍光発光の厚み部分が薄くなる(例えば、図2のように、発光部分の幅が従来20mm〜30mmであったものが、幅M(3mm)のように狭くなり、厚み部分が薄くなる。)ため、バックグラウンドと微生物の蛍光発光との光量の差異が極めて明確になり、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するものとなる。 According to a second aspect of the present invention, the excitation light source is disposed so that excitation light orthogonal to the surface to be irradiated of the sample container is incident, while the light receiving means has its light receiving surface. Is arranged so that the fluorescence emission is received at an angle orthogonal to the excitation light of the excitation light source, the excitation light from the excitation light source does not directly enter the light receiving surface of the light receiving means, and the fluorescence emission (For example, as shown in FIG. 2, the light emitting portion having a conventional width of 20 to 30 mm is narrowed to have a width M (3 mm) and the thickness portion is thin). The difference in the amount of light between the background and the fluorescence emission of the microorganism becomes very clear, and the detection accuracy of the fluorescence emission of the microorganism is improved.
請求項3記載の発明によれば、前記受光手段と前記試料容器との間に、観察範囲を規制するためのスリットを設けてあるから、ノイズとなるバックグラウンドの蛍光発光の面積が狭まるため、バックグラウンドの蛍光発光に対する微生物の蛍光発光の信号の比が向上し、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するものとなる。
According to the invention of
請求項4記載の発明によれば、前記励起光源と前記試料容器との間に、光源からの拡散光を一面に向かって同じ角度で均一に照射される平行光に変換する平行光変換手段を設けてあるから、励起光源からの励起光の広がりを抑えて、平行光で記試料容器の被照射面に照射されるため、バックグラウンドの蛍光発光の厚み部分が薄くなり、バックグラウンドの蛍光発光に対する微生物の蛍光発光の信号の比が向上し、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するものである。 According to a fourth aspect of the invention, there is provided parallel light conversion means for converting the diffused light from the light source into parallel light that is uniformly irradiated at the same angle toward one surface between the excitation light source and the sample container. Because it is provided, the spread of the excitation light from the excitation light source is suppressed and the irradiated surface of the sample container is irradiated with parallel light, so that the thickness of the background fluorescence emission is reduced, and the background fluorescence emission The ratio of the fluorescence emission signal of the microorganism to that of the microorganism is improved, and the detection accuracy of the fluorescence emission of the microorganism is improved.
請求項5記載の発明によれば、前記平行光変換手段が、所定厚さの平板に所定径のねじ切孔を穿設して形成したものであるから、安価な材料によって励起光源からの励起光がねじ切孔によって角度が矯正され、ねじ切孔から照射された光の指向角を狭くすることができる。このため、バックグラウンドの蛍光発光の厚み部分が薄くなるため、バックグラウンドの蛍光発光に対する微生物の蛍光発光の信号の比が向上し、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するものである。
According to the invention described in
請求項6記載の発明によれば、前記平行光変換手段が、凸レンズで形成したものであるから、安価な材料によって励起光源からの励起光の指向角を狭くすることができる。このため、バックグラウンドの蛍光発光の厚み部分が薄くなり、バックグラウンドの蛍光発光に対する微生物の蛍光発光の信号の比が向上し、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するものとなる。
According to the invention described in
請求項7記載の発明によれば、試料溶液中の微生物量を測定するための微生物の検査方法であって、バッチ式の試料容器内で試料に蛍光染色試薬を添加した試料溶液の撹拌・混合を行う撹拌混合工程と、前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を照射する励起工程と、前記励起光により蛍光発光した微生物の蛍光をカウントする受光工程と、該受光工程により検出した発光数から試料容器中の試料に含まれる微生物量を算出する微生物数推定工程と、を備えたものであるから、撹拌しないで静置して計測するものと比較すれば、極めて短時間で微生物が明るく発光し、バラスト水中の微生物の量を簡便かつ短時間で計測することができる。また、蛍光発光の厚み部分が薄くなるため、バックグラウンドと微生物の蛍光発光との光量差が極めて明確となり、微生物の蛍光発光の検出精度を向上することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a microorganism testing method for measuring the amount of microorganisms in a sample solution, wherein the sample solution is stirred and mixed with a fluorescent staining reagent added to the sample in a batch type sample container. An agitation and mixing step, an excitation step of irradiating the irradiated surface of the sample container with excitation light while stirring the sample solution, a light receiving step of counting fluorescence of microorganisms that emit fluorescence by the excitation light, and the light reception And the number of microorganisms estimation step for calculating the amount of microorganisms contained in the sample in the sample container from the number of luminescence detected in the process. The microorganisms emit light brightly in a short time, and the amount of microorganisms in the ballast water can be measured easily and in a short time. In addition, since the thickness of the fluorescent light emission is reduced, the light amount difference between the background and the fluorescent light emission of the microorganism becomes extremely clear, and the detection accuracy of the fluorescent light emission of the microorganism can be improved.
本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態に係る微生物の検査装置の全体を示す斜視図であり、図2は本発明の一実施形態に係る測定部の概略平断面図であり、図3は本発明の一実施形態に係る微生物の検査装置の全体構成を示すブロック図である。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an entire microorganism testing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan sectional view of a measuring unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram which shows the whole structure of the microbe inspection apparatus which concerns on one Embodiment.
図1及び図2に示すように本発明の検査装置1は、CPU基板などの制御機構を内蔵して測定結果等の情報処理作業や統計処理作業などを行う本体部2と、該本体部2に並設した操作ボタン等の配置構成からなる操作部3と、前記測定結果等を表示するために液晶パネル等で形成された表示部4と、光を透過する透明な材質(例えば、ガラスや石英やアクリル樹脂等)で形成されたバッチ式の試料容器5を収容し、試料溶液S中の微生物数を光学的に計数する測定部6とを主要部として構成されている。符号7は試料容器4内に収容された試料溶液Sを撹拌するための回転子であり、該回転子7は前記試料容器5内に試料溶液S及び発光試薬とともに収容し、前記試料容器5を測定部6に収容したときに、該測定部5内に内蔵されたマグネティックスターラ27により回転駆動される構成となっている。これにより、試料容器5内の試料と発光試薬とからなる試料溶液Sを所定温度で撹拌混合しながら試料溶液S中の微生物数を計数することができ、撹拌しないで静置して計測するものと比較すれば、極めて短時間で微生物が明るく発光し、バラスト水中の微生物の量を簡便かつ短時間で計測することが可能となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
図1に示す検査装置1の寸法は、幅が300mm、奥行が300mm、高さが100mm、重量は約2〜4kgの範囲に形成されており、手持ちトランク(図示せず)等に収容して、どこにでも持ち運び可能であり、船舶内での測定や、屋外での測定が可能である。
そして、光を透過する透明な材質で形成されたバッチ式の試料容器5は、底面が50mm×50mm、高さが60mmの角柱状に形成され、水位が40mmのときの内容量が100ml(ミリリットル)に設定されている。試料容器5はこのような角柱状に限定されることはなく、内容量を100ml(ミリリットル)程度確保することができれば、円柱状であっても、立方体であってもよい。
The dimensions of the
The batch-
前記測定部6は、図1、図2及び図3に示すように、試料容器5を収容して保持する試料容器収容部9と、前記試料容器5に向けて励起光を照射する光源部13と、該光源部13から照射された励起光により発光試薬に染色されて試料容器5内で漂っている微生物を観察するための受光部19とを備えている。そして、受光部19からは、試料溶液S中の微生物数を計数し、測定結果等の情報処理作業や統計処理作業などを行うCPU基板23に電気的に連絡されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
前記試料容器収容部9は、前記試料容器5の少なくとも二面を取り囲む保持プレート8a,8bにより形成され、前記光源部13からの光の照射を遮断しないように前記試料容器5を収容保持するものである。
そして、図2に示すように、試料容器5の被照射面Gに対して法線APによる励起光が入射されるよう光源部13が配置される。前記光源部13は、前記試料容器収容部9近傍に配置されたLED光源10と、該LED光源10の前面に配置され、拡散光を平行光に変換する平行光変換手段11(LEDは光源からランダム方向に拡散して照射される光であるため、一面に向かって同じ角度で均一に光線が当たる平行光に変換するもの)と、スリット状の平行光からなる励起光を試料容器5に照射する励起光用バンドパスフィルタ12とを備えている。
The sample
Then, as shown in FIG. 2, the
図5は平行光変換手段11の一実施形態を示す概略断面図である。図5(a)に示す例は、平行光変換手段11として所定厚さの平板31に所定径のねじ切孔32を穿設して形成したものであり、光路長に合わせて平板31の厚さLとねじ切孔の孔径とが適宜設定されている。これにより、LED光源10から照射される入射角度θの散乱光は、ねじ切孔32を通過する際には平行光に変換されるものとなる。図5(a)に示す例では、θとLとの最適条件をSN比の試験により決定しており、例えば、M3(ネジ孔の外径)×0.5(ピッチ)とすれば、θが9.5°、Lが15mmのときが最適であった。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing an embodiment of the parallel
図5(b)に示す平行光変換手段11は、LED光源10の前面に凸レンズ33を設けたものであり、LED光源10から照射された散乱光は、凸レンズ33内を通過して外部に出射する際には平行光に変換されるものとなる。
The parallel light conversion means 11 shown in FIG. 5B is provided with a
なお、本実施形態の光源部13は、光源としてLED光源10を用いたが、微生物に含まれる蛍光物質を励起させることができれば、LED光源10に限らず、平行光の照射が可能な平行光LED光源やレーザ光源や電球を採用することもできる。言うまでもないが、平行光の照射が可能な平行光LEDやレーザ光源を採用するときは、前述の平行光変換手段11は不要となる。
Note that the
そして、図2に示すように、前記受光部19は、光源部13からの法線APによる励起光と直交した角度を持って受光面Fが配置されるように設けられる。また、受光部19は前記LED光源10から試料容器5に向けて励起光が照射される平行光に対し、これと直交する光軸で蛍光が受光されるように配置構成した光電子増倍管(PMT)14と、該光電子増倍管(PMT)14の前面に配置した蛍光用バンドパスフィルタ15と、該蛍光用バンドパスフィルタ15の前面に配置した集光用レンズ16と、該集光用レンズ16の前面に配置したスリット17と、該スリット17と前記試料容器5との間隙に設置され、微生物に含まれる蛍光物質を励起させ、これにより発光した蛍光を集光し結像させるためのリレーレンズ18と、を備えたものである。
As shown in FIG. 2, the
前記光電子増倍管(PMT)14と試料容器5との間のスリット17は、観察面をスリット状に狭めるものである。すなわち、図6に示すように、(a)スリットなしの状態では、受光面Fが円で形成されるバックグラウンドを監視するのに対し、(b)スリットありの状態では、受光面Fが斜線を除いた縦長スリットで形成されるバックグラウンドを監視することになる。したがって、受光面Fの受光面積が(b)のように狭まる結果、ノイズとなるバックグラウンドの蛍光発光の面積も狭まるため、バックグラウンドの蛍光発光に対する微生物の蛍光発光の信号の比が向上し、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するのである。
The
なお、受光部19は、受光センサとして光電子増倍管(PMT)14を用いた例を示したが、これに限定されることはなく、シリコンフォトダイオード(SiPD)や、アヴァランシェフォトダイオード(APD)など、光電子増倍管(PMT)と同様に微生物に含まれる蛍光物質の発光を検知することができる各種の光検出器を採用することができる。
Although the
さらに、図3を参照して、本実施形態の検査装置1の電気的な制御構成を説明する。本体部2を形成する筐体20内中央には、AC電源21や二次電池22から電源の供給を受けて、前記光電子増倍管(PMT)14により光から電気に変換された出力信号を解析したり、任意の輝度範囲以上にあるか否かを判定したり、任意の輝度の信号をパルスカウントしたり、前記LED光源10のオン・オフ制御などを行うCPU基板23が配置されている。前記AC電源21と前記CPU基板23との間には、AC/DC変換器24を介在させてある。
Furthermore, with reference to FIG. 3, the electrical control structure of the
前記CPU基板23には、前記光電子増倍管(PMT)14、前記LED光源10、読み出し書き込み用記憶部となるRAM25及び読み出し専用記憶部となるROM26がそれぞれ電気的に接続される。また、図1に示す操作部3の電源ボタン3a、測定開始ボタン3b、外部出力ボタン3c及び設定ボタン3dが電気的に接続されている。そして、前記電源ボタン3aの押下によりオン・オフの切換制御が行われ、前記測定開始ボタン3bの押下により測定が開始され、外部出力ボタン3cの押下により外部のプリンタやパソコンへデータの転送が行われ、設定ボタン3dの押下により、測定の種類の切換(Lサイズ微生物の測定かSサイズ微生物の測定かの切換)や、判定基準の設定の変更や、しきい値の設定の変更や、測定時間の設定の変更を行うことができる構成となっている。
The
そのほか、前記CPU基板23には、前記回転子7を磁力により回転させるマグネティックスターラ27、液晶パネル等で形成された表示部4、CPU基板23など制御機器の冷却用ファン28、及びRS−232Cなど外部出力端子29を接続してある。
In addition, the
図4は測定フローを示すフロー図であり、図1乃至図4を参照して上記構成における作用を説明する。 FIG. 4 is a flowchart showing a measurement flow, and the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
まず、作業者はピペット等を使用し、温度20℃程度のバラスト水から100ml(ミリリットル)を試料として採取し、試料容器5に投入する(図4のステップ1)。次に、試料容器5内に蛍光染色試薬を添加する(図4のステップ2)。この蛍光染色試薬は一般的に知られているカルセインAM(Calcein-AM,ドイツ国Promocell GMBH 社製)や、FDAなどを使用することができる。カルセインAMは、植物性プランクトンに対して染色しやすい傾向がある一方、FDAは、動物性プランクトンに対して染色しやすい傾向があり、このため、染色試薬による染色を、カルセインAMとFDAとを混合した試薬により染色を行うと、試薬の染色時間を短くして、染色に要する時間を従来の半分にすることが可能となる。そして、作業者は試料容器5に回転子7を投入後、検査装置1の測定部6に収容し、測定部6の蓋30を被着することで測定準備が完了する。ここで、電源ボタン3aを押下すれば、該測定部6内に内蔵されたマグネティックスターラ27の駆動により回転子7が回転し、試料溶液Sが撹拌されることになる(図4のステップ3)。
First, the operator uses a pipette or the like to collect 100 ml (milliliter) as a sample from ballast water at a temperature of about 20 ° C. and put it into the sample container 5 (
次に、作業者は操作部の測定開始ボタン3bの押下により、所定時間後LED光源10が点灯し、励起光用バンドパスフィルタ12を透過した光が試料容器5に照射されることになる。このとき、例えば、波長特性として450nm〜490nmの波長の光が照射され、試料容器5内の検体(微生物)が蛍光発光することになる(図4のステップ4)。そして、この蛍光が蛍光用バンドパスフィルタ15を透過して光電子増倍管(PMT)14により検知されることになる(図4のステップ5)。
Next, when the operator depresses the
光電子増倍管(PMT)14は、光電効果の利用により光エネルギが電気エネルギに変換されるとともに、電流増幅機能が付加され、高感度に蛍光発光を検知することができる。検知した電気信号はCPU基板23に送られ、一定しきい値以上の受光波形がカウントされることになる(図4のステップ6)。
The photomultiplier tube (PMT) 14 converts light energy into electrical energy by utilizing the photoelectric effect, and has a current amplification function, and can detect fluorescence emission with high sensitivity. The detected electrical signal is sent to the
さらに、CPU基板23では、受光波形カウント値から前記試料容器5内の水100ml(ミリリットル)中に存在する微生物数を推定して、排水基準を満たすか否かを表示部4に表示されるのである(図4のステップ)。
Further, the
以下、本発明の実施例について説明する。まず、上記実施形態の微生物の検査装置の検査精度の確認試験を行った。 Examples of the present invention will be described below. First, a confirmation test of the inspection accuracy of the microorganism inspection apparatus of the above embodiment was performed.
微生物の個体数と光電子増倍管(PMT)の受光カウントとの相関関係を調査した。S型シオミズツボワムシ(最小サイズ約100μm=Lサイズ生物)を複数の試料容器5(100mL容量)にそれぞれ5個体、10個体、50個体、100個体、1000個体と個体別に収容し、それぞれを蛍光染色試薬FDA(濃度0.01[ミリmol/リットル])で染色した。その結果、収容した微生物の個体数に応じて、波形のカウント数が増加してきており、5個体、10個体、50個体及び100個体の5サンプルについては直線的に応答した(図7(a)、図7(b)参照)。このため、得られた波形のカウント数からバラスト水100mL中に存在する微生物の個体数が推定できる。 The correlation between the microbial population and the photomultiplier tube (PMT) light reception count was investigated. S-type scallop worms (minimum size of about 100 μm = L size organisms) are accommodated in a plurality of sample containers 5 (100 mL capacity) by 5 individuals, 10 individuals, 50 individuals, 100 individuals, 1000 individuals, respectively. Staining was performed with a fluorescent staining reagent FDA (concentration 0.01 [millimol / liter]). As a result, the number of waveform counts increased according to the number of microorganisms accommodated, and five samples of 5, 10, 50 and 100 responded linearly (FIG. 7 (a)). FIG. 7 (b)). Therefore, the number of microorganisms present in 100 mL of ballast water can be estimated from the obtained waveform count.
微生物の生死によって検出が可能か否かの試験を行った(図8(a)〜(d)参照)。熱により殺滅処理(60℃、30分の加熱)したS型シオミズツボワムシ(最小サイズ約100μm=Lサイズ生物)を、蛍光染色試薬FDA(濃度0.01[ミリmol/リットル])で染色する。殺滅処理1時間後、殺滅処理20時間後、殺滅処理5日後の3サンプルを作成してそれぞれ測定した。その結果、殺滅処理したものはいずれも一定のしきい値以上の波形が発見されず、殺滅処理せずに微生物が存在するサンプルと殺滅処理して微生物が存在しないサンプルとの判別が可能である。 A test was conducted as to whether or not detection was possible due to the life and death of microorganisms (see FIGS. 8A to 8D). S-type rotifer (minimum size of about 100 μm = L size organism) that has been killed by heat (heated at 60 ° C. for 30 minutes) with a fluorescent staining reagent FDA (concentration 0.01 [millimol / liter]) Stain. Three samples were prepared 1 hour after the killing treatment, 20 hours after the killing treatment, and 5 days after the killing treatment. As a result, no waveform with a certain threshold value or more was found in any of the killed samples, and it was possible to discriminate between samples that contained microorganisms without killing and samples that did not contain microorganisms. Is possible.
以上のように本実施形態によれば、バッチ式の試料容器5に試料と蛍光染色試薬とを添加した後、撹拌混合手段7により試料溶液の撹拌・混合を行い、次いで、前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を入射させ、さらに、受光手段により微生物の蛍光発光を受光するため、撹拌しないで静置して計測するものと比較すれば、極めて短時間で微生物が明るく発光し、バラスト水中の微生物の量を簡便かつ短時間で計測することが可能となる。そして、本実施形態の装置はバッチ式であるため装置を小型化することが可能となり、製造コストが安価となる。
また、受光手段14が、励起光と直交した角度を持って受光面Fを配置したものであるため、励起光源10からの励起光が直接受光手段14の受光面Fに入射することがなく、バックグラウンドと微生物の蛍光発光との光量の差異が極めて明確になり、微生物の蛍光発光の検出精度が向上するという極めて顕著な作用・効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment, after adding the sample and the fluorescent staining reagent to the batch
In addition, since the light receiving means 14 has the light receiving surface F disposed at an angle orthogonal to the excitation light, the excitation light from the
本発明は、バラスト水を排出する際に排出基準を満たしているか否かを確認するための微生物の検査装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a microorganism testing apparatus for confirming whether or not the discharge standard is satisfied when discharging ballast water.
1 検査装置
2 本体部
3 操作部
4 表示部
5 試料容器
6 測定部
7 回転子
8 保持プレート
9 試料容器収容部
10 LED光源
11 平行光変換手段
12 励起光用バンドパスフィルタ
13 光源部
14 光電子増倍管(PMT)
15 蛍光用バンドパスフィルタ
16 集光用レンズ
17 スリット
18 リレーレンズ
19 受光部
20 筐体
21 AC電源
22 二次電池
23 CPU基板
24 AC/DC変換器
25 RAM
26 ROM
27 マグネティックスターラ
28 ファン
29 外部出力端子
30 蓋
31 平板
32 ねじ切孔
33 シリンドリカルレンズ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
26 ROM
27
Claims (7)
光を透過する材質で形成されたバッチ式の試料容器に試料と蛍光染色試薬とを添加して試料溶液の撹拌・混合を行う撹拌混合手段と、
該撹拌混合手段により前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を照射させる光源を備えた励起光源と、
該励起光源からの励起光により蛍光発光された光を検知する受光手段と、
該受光手段により検知した光を電気信号に変換して発光数を検出し、該発光数から前記試料容器中の試料に含まれる微生物量を算出する制御手段と、を備えたことを特徴とする微生物の検査装置。 A microorganism testing apparatus for measuring the amount of microorganisms in a sample solution,
A stirring and mixing means for stirring and mixing the sample solution by adding the sample and the fluorescent staining reagent to a batch type sample container formed of a light transmitting material;
An excitation light source comprising a light source for irradiating the irradiated surface of the sample container with excitation light while stirring the sample solution by the stirring and mixing means;
A light receiving means for detecting light emitted by the excitation light from the excitation light source;
Control means for detecting the number of emitted light by converting the light detected by the light receiving means into an electrical signal, and calculating the amount of microorganisms contained in the sample in the sample container from the number of emitted light. Microbe inspection device.
バッチ式の試料容器内で試料に蛍光染色試薬を添加した試料溶液の撹拌・混合を行う撹拌混合工程と、
前記試料溶液を撹拌しつつ前記試料容器の被照射面に励起光を照射する励起工程と、
前記励起光により蛍光発光した微生物の蛍光をカウントする受光工程と、
該受光工程により検出した発光数から試料容器中の試料に含まれる微生物量を算出する微生物数推定工程と、を備えたことを特徴とする微生物の検査方法。 A method for testing microorganisms for measuring the amount of microorganisms in a sample solution,
A stirring and mixing step of stirring and mixing a sample solution in which a fluorescent staining reagent is added to the sample in a batch type sample container;
An excitation step of irradiating the irradiated surface of the sample container with excitation light while stirring the sample solution;
A light receiving step for counting the fluorescence of the microorganisms that emit fluorescence by the excitation light;
And a microorganism number estimation step of calculating the amount of microorganisms contained in the sample in the sample container from the number of luminescence detected in the light receiving step.
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