JP2014102227A - Inspection method and inspection device of microorganism or the like - Google Patents

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Hisao Inami
久雄 稲波
Shigenori Togashi
盛典 富樫
Atsushi Ishikawa
淳 石川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method and inspection device of a microorganism or the like capable of reducing background noise and measuring the number of a target microorganism (specific microorganism) to be examined.SOLUTION: A fluorescent-labeled antibody capable of binding with a specific microorganism and membrane permeable nucleic acid stain dye are added in a sample, and a specific microbial count is measured with a fluorescence cytometry method. Preferably, concentration by a magnetic bead and a fluorescence flow cytometry are used, the membrane permeable nucleic acid stain dyes and the fluorescent-labeled antibody are added in this order, and what emits both fluorescence is measured as a specific microorganism.

Description

本発明は微生物等の検査方法及び検査装置に係り、特に、検査対象における特定微生物等の検査に好適な微生物等の検査方法及び検査装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for inspecting microorganisms and the like, and more particularly, to a method and apparatus for inspecting microorganisms and the like suitable for inspecting specific microorganisms in an inspection object.

特許文献1には、試料中の大腸菌O−157などの目的微生物を、前培養を行うことなく迅速に検出するため、磁気ビーズに目的微生物と特異的に反応する抗体を結合し、その磁気ビーズを試料中に加えることで夾雑物が多く含まれている試料中から目的微生物のみを磁気ビーズに吸着させ、その磁気ビーズ−微生物結合体に対して蛍光色素で標識した抗体を反応させ、その磁気ビーズ−微生物−蛍光標識抗体の複合体を蛍光フローサイトメトリー法で検出する方法が提案されている。   In Patent Document 1, in order to quickly detect a target microorganism such as Escherichia coli O-157 in a sample without performing pre-culture, an antibody that specifically reacts with the target microorganism is bound to the magnetic bead, and the magnetic bead Is added to the sample so that only the target microorganism is adsorbed to the magnetic bead from the sample containing a large amount of contaminants, and the magnetic bead-microbe conjugate is reacted with an antibody labeled with a fluorescent dye, and the magnetic A method of detecting a bead-microbe-fluorescently labeled antibody complex by fluorescent flow cytometry has been proposed.

特開2002− 181823号公報JP 2002-181823 A

特許文献1においては、フローサイトメトリー法による検出の際に夾雑物が入り込まないようにするため、磁気ビーズに非特異的に吸着した目的外の微生物(夾雑物)を、蛍光標識抗体を添加する前に洗い流している。また、特許文献1では、夾雑物を洗い流したサンプルに蛍光標識抗体を添加して反応させた後に、再度、サンプルの洗浄を行うようにしている。   In Patent Document 1, in order to prevent contamination from entering during detection by flow cytometry, a fluorescently labeled antibody is added to a non-target microorganism (contamination) adsorbed non-specifically to magnetic beads. Rinse before. In Patent Document 1, a fluorescently labeled antibody is added to and reacted with a sample from which contaminants have been washed away, and then the sample is washed again.

しかしながら、サンプルの洗浄を行っても、夾雑物を完全に取り除くことができないし、また、未反応の蛍光標識抗体を完全に取り除くこともできない。このため、検出感度の向上には限度があると考えられる。特許文献1では、試料中に1000個/mLの菌数がある場合までは測定可能としているが、食品衛生法の衛生基準として、たとえば黄色ブドウ球菌は、100個/mL以下であることが必要である。   However, even if the sample is washed, impurities cannot be completely removed, and unreacted fluorescently labeled antibodies cannot be completely removed. For this reason, it is considered that there is a limit to the improvement of detection sensitivity. In Patent Document 1, measurement is possible until the number of bacteria is 1000 / mL in the sample, but as a sanitary standard of the Food Sanitation Law, for example, Staphylococcus aureus needs to be 100 / mL or less. It is.

このためサンプルの洗浄性能によらず、特定微生物(検査対象の目的微生物)の検出感度を向上できるようにすることが望まれる。   For this reason, it is desired to improve the detection sensitivity of specific microorganisms (target microorganisms to be examined) regardless of the cleaning performance of the sample.

本発明の目的は、バックグラウンドノイズを低減して特定微生物数を計測することが可能な微生物等の検査方法及び検査装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an inspection method and an inspection apparatus for microorganisms and the like capable of measuring the number of specific microorganisms while reducing background noise.

本発明は、特定微生物と結合する蛍光標識抗体と、膜透過性の核酸染色色素を、試料に添加し、蛍光サイトメトリー法により特定微生物数を計測することを特徴とする。   The present invention is characterized in that a fluorescently labeled antibody that binds to a specific microorganism and a membrane-permeable nucleic acid staining dye are added to a sample, and the number of specific microorganisms is measured by a fluorescence cytometry method.

本発明によれば、バックグラウンドノイズを低減して特定微生物数を計測することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to measure the number of specific microorganisms while reducing background noise.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の一実施例である特定微生物等の検査方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the test | inspection method of the specific microorganisms etc. which are one Example of this invention. 本発明の一実施例における特定生微生物を判別するアルゴリズムを示す図である。It is a figure which shows the algorithm which discriminate | determines the specific live microorganisms in one Example of this invention. 膜透過性の蛍光色素による染色時のpHの影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of pH at the time of dyeing | staining with a membrane-permeable fluorescent dye. 本発明の一実施例である微生物等の検査装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of test | inspection apparatuses, such as microorganisms which are one Example of this invention. 本発明の実施例の微生物等の検査装置に用いられる微生物検査カセットにおける微生物検出用流路を含む断面例を示す図である。It is a figure which shows the example of a cross section containing the flow path for microorganisms detection in the microorganisms test | inspection cassette used for test | inspection apparatuses, such as microorganisms of the Example of this invention. 本発明の実施例の微生物等の検査装置に用いられる微生物検査カセットにおける微生物検出用流路を含む分解構造例を示す図である。It is a figure which shows the decomposition | disassembly structure example containing the flow path for microorganisms detection in the microorganisms test | inspection cassette used for test | inspection apparatuses, such as microorganisms of the Example of this invention. 本発明の実施例の微生物等の検査装置を用いた分析工程の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the analysis process using test | inspection apparatuses, such as microorganisms, of the Example of this invention. 本発明の実施例の微生物等の検査装置に用いられる微生物検査カセットの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the microorganisms test | inspection cassette used for test | inspection apparatuses, such as microorganisms of the Example of this invention. 本発明の実施例の微生物等の検査装置に用いられる微生物検査カセットの概略構成の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of schematic structure of the microorganisms test | inspection cassette used for test | inspection apparatuses, such as microorganisms of the Example of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、特定微生物(検出対象の微生物)の検査の他に特定細胞(検出対象の細胞)の検査にも同様に適用可能であり、従って、本明細書及び特許請求の範囲において、「特定微生物等」とは「特定微生物及び/又は特定細胞」を意味する。そして、説明を簡単に説明するために、「特定微生物等」を単に「特定微生物」と表記する場合がある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the present invention can be similarly applied to the inspection of specific cells (cells to be detected) in addition to the inspection of specific microorganisms (microorganisms to be detected). Therefore, in the present specification and claims, “Specific microorganism or the like” means “specific microorganism and / or specific cell”. For the sake of simple explanation, “specific microorganisms” may be simply referred to as “specific microorganisms”.

先ず、本発明に至った経緯について説明する。   First, the background to the present invention will be described.

本発明では、蛍光フローサイトメトリー法を用いて特定微生物を検出するために、特定微生物の抗原と結合する蛍光標識抗体を用いている。蛍光フローサイトメトリー法において、微生物数の計測を正確に行うためには、バックグラウンドノイズを低減する必要がある。特許文献1に記載のように、磁気ビーズ濃縮法を組合せ、サンプルを洗浄することにより、バックグラウンドノイズを低減して特定微生物を検出することが可能になるはずである。しかしながら、サンプルを洗浄しても検出感度の向上には限界がある。すなわち、特許文献1では、サンプルの洗浄により、検出の際に夾雑物が入り込むのを可能な限り低減するものであるが、洗浄しても除去しきれないものが存在する。したがって、磁気ビーズ法と蛍光フローサイトメトリー法を組み合わせた手法のみでは、特定微生物の検出に求められる測定感度を実現することが困難な場合がある。   In the present invention, a fluorescent labeled antibody that binds to an antigen of a specific microorganism is used to detect the specific microorganism using a fluorescent flow cytometry method. In the fluorescence flow cytometry method, it is necessary to reduce background noise in order to accurately measure the number of microorganisms. As described in Patent Document 1, it is possible to detect a specific microorganism by reducing background noise by combining a magnetic bead concentration method and washing a sample. However, there is a limit to improving detection sensitivity even if the sample is washed. That is, in Patent Document 1, there is a sample that can reduce impurities as much as possible by washing the sample as much as possible, but cannot be removed even by washing. Therefore, it may be difficult to achieve the measurement sensitivity required for detection of a specific microorganism only by combining the magnetic bead method and the fluorescence flow cytometry method.

そこで、本発明は、特定微生物以外の夾雑物が入り込んでも、検出の際に特定微生物と夾雑物を判別して検出すれば良いという新たな発想のもとに、特定微生物を検出するようにしたものである。具体的には、本発明は、特定微生物の抗原と結合する蛍光標識抗体に加えて、膜透過性の核酸染色色素(膜透過性で核酸結合により蛍光量が増幅する蛍光色素)を用いて、蛍光サイトメトリー法による検出の際に、特定微生物と夾雑物を区別して検出するようにしたものである(詳細は図2を用いて説明する。)。   Therefore, the present invention detects specific microorganisms based on the new idea that even if contaminants other than specific microorganisms enter, it is sufficient to distinguish and detect specific microorganisms and contaminants at the time of detection. Is. Specifically, the present invention uses a membrane-permeable nucleic acid staining dye (a fluorescent dye whose amount of fluorescence is amplified by nucleic acid binding through membrane permeability) in addition to a fluorescently labeled antibody that binds to an antigen of a specific microorganism, In the detection by the fluorescence cytometry method, specific microorganisms and contaminants are distinguished and detected (details will be described with reference to FIG. 2).

これにより、特定微生物以外の微生物(夾雑微生物)や蛍光色素由来のバックグラウンドノイズを低減することが可能となり、特定微生物数の計測をより正確に行うことが可能となる。   Thereby, it is possible to reduce background noise derived from microorganisms (contaminated microorganisms) other than the specific microorganisms and fluorescent dyes, and it is possible to more accurately measure the number of specific microorganisms.

本発明は、原理的には、特定微生物と結合する蛍光標識抗体と、膜透過性の核酸染色色素を用いれば良く、磁気ビーズによる濃縮は必須ではないが、磁気ビーズによる濃縮と組み合わせることによりバックグラウンドノイズをより低減することができる。また、本発明は、原理的には、蛍光イメージングサイトメトリー法でも適用可能であるが、蛍光フローサイトメトリー法がより好適である。   In principle, the present invention only needs to use a fluorescently labeled antibody that binds to a specific microorganism and a membrane-permeable nucleic acid staining dye. Concentration with magnetic beads is not essential. Ground noise can be further reduced. In principle, the present invention can also be applied to a fluorescence imaging cytometry method, but a fluorescence flow cytometry method is more preferable.

また、特定微生物には、生微生物と死微生物があるが、本発明では、核酸染色色素としてさらに膜不透過性の核酸染色色素(膜不透過性で核酸結合により蛍光量が増幅する蛍光色素)を用いることにより特定生微生物数を判別して計数することが可能である。以下に説明する実施例では、主に、特定生微生物数を判別して計数する特定生微生物の検査方法を説明する。   In addition, specific microorganisms include live microorganisms and dead microorganisms, but in the present invention, nucleic acid staining dyes that are further membrane-impermeable nucleic acid dyes (fluorescent dyes that are membrane-impermeable and whose fluorescence amount is amplified by nucleic acid binding). It is possible to discriminate and count the number of specific live microorganisms. In the embodiments described below, a method for inspecting specific live microorganisms in which the number of specific live microorganisms is discriminated and counted will be mainly described.

(A)バックグラウンドノイズ低減の方法
図1に本発明の一実施例である特定微生物等の検査方法の手順(蛍光色素の添加手順)を示す。本実施例は、2種類の核酸染色色素を用いて特定微生物の核酸を蛍光染色した後、蛍光色素で標識した抗体を添加し、特定微生物の抗原と結合させることで、特定微生物のみを選別できるようにしたものである。特定微生物の核酸を蛍光染色する工程としては、好ましくは、pHを7.0〜7.5に調整する。
(A) Background noise reduction method
FIG. 1 shows the procedure of a method for inspecting specific microorganisms or the like (addition procedure of fluorescent dye) according to an embodiment of the present invention. In this example, the nucleic acid of a specific microorganism is fluorescently stained using two types of nucleic acid staining dyes, and then an antibody labeled with the fluorescent dye is added and bound to the antigen of the specific microorganism, whereby only specific microorganisms can be selected. It is what I did. In the step of fluorescently staining the nucleic acid of the specific microorganism, the pH is preferably adjusted to 7.0 to 7.5.

まず、食品を滅菌水に懸濁して作製した試料(検体)に磁気ビーズを添加し、特定微生物を磁気ビーズに吸着させることで、特定微生物のみを濃縮分離する。磁気ビーズを用いた微生物の濃縮分離は、特許文献1にも記載されているように公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。   First, magnetic beads are added to a sample (specimen) prepared by suspending food in sterilized water, and the specific microorganisms are adsorbed onto the magnetic beads, whereby only the specific microorganisms are concentrated and separated. Since the concentration and separation of microorganisms using magnetic beads is a known technique as described in Patent Document 1, detailed description thereof is omitted.

次に、2種類の核酸染色色素を添加し、検体中の微生物(特定微生物及び特定微生物以外の微生物)を蛍光染色する。具体的には、膜透過性の核酸染色色素と、膜不透過性の核酸染色色素を使用する。膜透過性の核酸染色色素は、生菌(生微生物)と死菌(死微生物)いずれも染色する。一方、膜不透過性の核酸染色色素は、細胞膜が損傷している死菌のみを染色する。このように、膜透過性と膜不透過性の核酸染色色素を使用することで、生菌と死菌の判別をすることができる。   Next, two kinds of nucleic acid staining dyes are added, and the microorganisms in the specimen (specific microorganisms and microorganisms other than the specific microorganisms) are fluorescently stained. Specifically, a membrane-permeable nucleic acid staining dye and a membrane-impermeable nucleic acid staining dye are used. The membrane-permeable nucleic acid staining dye stains both live bacteria (live microorganisms) and dead bacteria (dead microorganisms). On the other hand, a membrane-impermeable nucleic acid staining dye stains only dead bacteria whose cell membrane is damaged. Thus, by using a membrane-permeable and membrane-impermeable nucleic acid staining dye, it is possible to distinguish between live and dead bacteria.

次に、蛍光色素で標識した抗体(以下、蛍光標識抗体)を添加する。この抗体は、ターゲットとする特定微生物の抗原と特異的に結合するものであれば、モノクローナル抗体でもポリクローナル抗体でもよい。これにより、蛍光標識抗体は特定微生物にのみ結合する。なお、蛍光標識抗体も公知の技術であるので詳細な説明は省略する。   Next, an antibody labeled with a fluorescent dye (hereinafter, fluorescent labeled antibody) is added. This antibody may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody as long as it specifically binds to the antigen of the target specific microorganism. Thereby, the fluorescence labeled antibody binds only to a specific microorganism. In addition, since the fluorescence labeled antibody is also a known technique, detailed description is omitted.

最後に、検体に励起光を照射して、蛍光染色された特定微生物の蛍光検出を行う。   Finally, the specimen is irradiated with excitation light to detect fluorescence of the specific microorganism that has been fluorescently stained.

次に図2を用いて、図1の検査手順による、バックグラウンドノイズを低減して特定微生物(特定生微生物)を判別して計測するアルゴリズムを説明する。   Next, an algorithm for discriminating and measuring a specific microorganism (specific live microorganism) by reducing background noise according to the inspection procedure of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

ターゲットとする特定生微生物には、蛍光標識抗体(A)が特異的に結合し、さらに膜透過性の核酸染色色素(B)が入り込み、特定生微生物の細胞膜内部の核酸が染色され、特定生微生物は計2種類の染色色素により染まる(蛍光標識抗体(A)は特定微生物に結合するものであり核酸染色のように特定微生物を染色色素が直接染色するものではないが、本明細書では「染色」として説明する。)。特定死微生物には、さらに細胞膜の損傷箇所から膜不透過性の核酸染色色素(C)が入り込み、特定死微生物は計3種類の染色色素により染まる。   The target specific live microorganism is specifically bound by the fluorescently labeled antibody (A) and further contains a membrane-permeable nucleic acid staining dye (B), and the nucleic acid inside the cell membrane of the specific live microorganism is stained, and the specific live microorganism is stained. Microorganisms are dyed by a total of two types of staining dyes (the fluorescently labeled antibody (A) binds to a specific microorganism and is not directly stained by a staining dye as in nucleic acid staining. This will be described as “staining”.). The specific dead microorganisms further enter a membrane-impermeable nucleic acid staining dye (C) from the damaged part of the cell membrane, and the specific dead microorganisms are stained by a total of three types of staining dyes.

一方で、濃縮分離工程の磁気分離をくぐり抜けて混入した特定生微生物以外の夾雑生微生物は、膜透過性の核酸染色色素(B)にのみ染色される。また、濃縮分離工程の磁気分離をくぐり抜けて混入した夾雑死微生物は、膜透過性の核酸染色色素(B)と膜不透過性の核酸染色色素(C)にのみ染色される。従って、蛍光標識抗体(A)の標識有無により、特定生微生物と夾雑微生物(夾雑生微生物と夾雑死微生物)との判別が可能となる。   On the other hand, contaminating microorganisms other than the specific living microorganisms mixed through the magnetic separation in the concentration and separation step are stained only by the membrane-permeable nucleic acid staining dye (B). Further, the contaminating dead microorganisms that have passed through the magnetic separation in the concentration and separation step are stained only by the membrane-permeable nucleic acid staining dye (B) and the membrane-impermeable nucleic acid staining dye (C). Therefore, it is possible to discriminate between specific living microorganisms and contaminating microorganisms (contaminated living microorganisms and contaminating dead microorganisms) depending on whether the fluorescently labeled antibody (A) is labeled.

特定生微生物と特定死微生物とは、膜不透過性の核酸染色色素(C)由来の蛍光の有無で判別が可能である。   The specific live microorganism and the specific dead microorganism can be discriminated by the presence or absence of fluorescence derived from a membrane-impermeable nucleic acid staining dye (C).

蛍光色素(A)〜(C)はそれぞれ単独で自家蛍光を有する。このため、特定微生物に結合していない蛍光標識抗体(A)や微生物を染色していない核酸染色色素(B)(C)は特定生微生物(特定死微生物)の計測においては夾雑物となりバッググラウンドノイズの原因となる。本実施例では、特定生微生物は、蛍光標識抗体(A)と膜透過性の核酸染色色素(B)由来の蛍光を同時に発する(特定死微生物はさらに膜不透過性の核酸染色色素(C)由来の蛍光を同時に発する)ので、特定生微生物(特定死微生物)と蛍光色素(A)〜(C)との判別が可能となる。   Each of the fluorescent dyes (A) to (C) has autofluorescence alone. For this reason, fluorescently labeled antibodies (A) that are not bound to specific microorganisms and nucleic acid staining dyes (B) and (C) that do not stain microorganisms become contaminants in the measurement of specific live microorganisms (specific dead microorganisms). Causes noise. In this example, the specific live microorganism simultaneously emits fluorescence from the fluorescently labeled antibody (A) and the membrane-permeable nucleic acid staining dye (B) (the specific dead microorganism further has a membrane-impermeable nucleic acid staining dye (C)). Since the fluorescence of the origin is emitted at the same time, it is possible to distinguish between the specific live microorganism (specific dead microorganism) and the fluorescent dyes (A) to (C).

このように、染色メカニズムの異なる蛍光色素、すなわち蛍光標識抗体と膜透過性の核酸染色色素を組み合わせる(必要に応じて膜不透過性の核酸染色色素も組み合わせる)ことで、特定生微生物のみ特異的に検出することができる。   In this way, by combining fluorescent dyes with different staining mechanisms, that is, fluorescently labeled antibodies and membrane-permeable nucleic acid staining dyes (in combination with membrane-impermeable nucleic acid staining dyes as necessary), specific living microorganisms are specific. Can be detected.

なお、染色メカニズムの異なる蛍光色素を使用するにあたり、膜透過性の核酸染色色素を先に添加することが好ましい。膜透過性の核酸染色色素は、細胞膜の膜蛋白質を介して細胞膜を透過する。蛍光標識抗体を先に添加した場合、蛍光標識抗体が細胞膜の膜蛋白質の一部の抗原と結合するため、膜透過性の核酸染色色素が細胞膜を透過しづらくなる。よって、蛍光標識抗体より前に膜透過性の核酸染色色素を添加することが好ましい。   In addition, when using fluorescent dyes having different staining mechanisms, it is preferable to add a membrane-permeable nucleic acid staining dye first. The membrane-permeable nucleic acid staining dye permeates the cell membrane through the membrane protein of the cell membrane. When the fluorescently labeled antibody is added first, the fluorescently labeled antibody binds to a part of the antigen of the membrane protein of the cell membrane, so that the membrane-permeable nucleic acid staining dye does not easily permeate the cell membrane. Therefore, it is preferable to add a membrane-permeable nucleic acid staining dye before the fluorescently labeled antibody.

図3に膜透過性の核酸染色色素の染色率が、pHに依って変化する様子を示す。図3は、市販のペットボトル飲料にE.aerogenes(エンテロバクター・アエロゲネス:大腸菌群の1種)を加え、膜透過性の核酸染色色素としてシアニン系青色蛍光色素を用いてE.aerogenesを染色したときの染色率を示している。また、各条件ともに室温にて2回実験を行っている。   FIG. 3 shows how the staining rate of the membrane-permeable nucleic acid staining dye changes depending on the pH. Fig. 3 shows E.aerogenes (Enterobacter aerogenes: a group of coliforms) added to a commercially available plastic bottle beverage and stained with cyanine blue fluorescent dye as a membrane-permeable nucleic acid dye. The dyeing rate is shown. In each condition, the experiment was performed twice at room temperature.

市販のペットボトル飲料の初期pH=6.5からpHを上げていくと、pH=7.1の中性時に最も検出率(=染色率)が良好となった(一般的に中性領域と言われるpH=6.8〜7.2を中性として扱っている。)。染色率はpH=7.1の時に平均で62%となり、pH=6.5の時の2倍近くまで向上していることから、pHが検出率に大きく影響していることがわかる。   When the pH was increased from the initial pH = 6.5 of a commercially available PET bottle beverage, the detection rate (= staining rate) became the best when the pH = 7.1 was neutral (the pH = generally called the neutral region = 6.8-7.2 are treated as neutral.) The staining rate is 62% on average at pH = 7.1, which is improved to nearly twice that at pH = 6.5, indicating that pH greatly affects the detection rate.

また、図3に示す結果では、一般的に中性として取り扱われているpH=6.8でも検出率が悪くなっている。このことから、中性領域でもアルカリ側(pH=7.0〜7.2)が好ましいと言える。さらに、本発明者等は、図3に示すように、pH=7.6においても染色率が50%以上となることを確認している。   In the results shown in FIG. 3, the detection rate is poor even at pH = 6.8, which is generally handled as neutral. From this, it can be said that the alkali side (pH = 7.0 to 7.2) is preferable even in the neutral region. Furthermore, the present inventors have confirmed that the staining rate is 50% or more even at pH = 7.6, as shown in FIG.

すなわち、膜透過性の核酸染色色素の染色時のpHは、中性領域のアルカリ側(pH=7.0〜7.2)が最も好ましいと言えるが、染色率が50%以上となるpH=7.0〜7.6が少なくとも実施可能なpH範囲と言える。なお、市販のペットボトル飲料には通常、酸化防止剤としてビタミンCが添加されているため、pHは弱酸性寄りである。pHの調整には、食品添加物として無害な炭酸水素ナトリウム等を用いることができる。このようなpH調整により蛍光標識抗体の標識由来の発光の有無と膜透過性の核酸染色色素由来の発光の有無の組み合わせ(必要に応じて膜不透過性の核酸染色色素由来の発光の有無も含めた組み合わせ)に基づきより正確に特定生微生物数の計測を行うことができる。   That is, it can be said that the pH at the time of staining with a membrane-permeable nucleic acid staining dye is most preferably on the alkaline side of the neutral region (pH = 7.0 to 7.2), but pH = 7.0 to 7.6 at which the staining rate is 50% or more. It can be said that this is at least a practicable pH range. In addition, since vitamin C is normally added as an antioxidant to commercially available PET bottle beverages, the pH is close to slightly acidic. To adjust the pH, harmless sodium hydrogen carbonate or the like can be used as a food additive. The combination of the presence / absence of luminescence derived from the label of the fluorescently labeled antibody and the presence / absence of luminescence derived from the membrane-permeable nucleic acid staining dye by such pH adjustment (the presence / absence of luminescence derived from the membrane-impermeable nucleic acid staining dye is optionally included The number of specific viable microorganisms can be measured more accurately based on the combination.

そして、本実施例によれば、磁気ビーズと蛍光フローサイトメトリー法を組み合わせた特定生微生物の検査法において、夾雑微生物や蛍光色素由来のバックグラウンドノイズを低減することが可能となり、特定生微生物数計測をより正確に行うことができる。   And according to the present Example, in the inspection method of the specific living microorganisms combining the magnetic beads and the fluorescence flow cytometry method, it becomes possible to reduce background noise derived from contaminating microorganisms and fluorescent dyes, and the number of specific living microorganisms Measurement can be performed more accurately.

(B)微生物検査装置の全体構成例
以下に、微生物検査カセットを用いた蛍光フローサイトメトリー法による微生物等の検査方法及び検査装置に本発明を適用した実施例を詳細に説明する。本実施例では、蛍光標識抗体による特定微生物等の染色を行う容器の上流に、膜透過性の核酸染色色素による染色を行う容器を備えることを特徴とする。
(B) Example of overall configuration of microorganism testing apparatus
Below, the Example which applied this invention to the test | inspection method and test | inspection apparatus of microorganisms etc. by the fluorescence flow cytometry method using a microbe test | inspection cassette is described in detail. This embodiment is characterized in that a container for staining with a membrane-permeable nucleic acid staining dye is provided upstream of a container for staining a specific microorganism or the like with a fluorescently labeled antibody.

図4に、本発明の一実施例に係る微生物検査装置1の構成図を示す。微生物検査装置1は、基本的には、微生物検査カセット10と、圧力供給装置14と、X−Y可動ステージ(ホルダー)125と、検出装置11と、システム装置18と、出力装置19で構成されている。   In FIG. 4, the block diagram of the microorganisms testing apparatus 1 which concerns on one Example of this invention is shown. The microorganism testing apparatus 1 basically includes a microorganism testing cassette 10, a pressure supply device 14, an XY movable stage (holder) 125, a detection device 11, a system device 18, and an output device 19. ing.

微生物検査カセット10は、検体や試薬を内部に保持し、微生物計測に必要な工程を行うための機構を内部に備える。圧力供給装置14は、微生物計測に必要な工程を行うために、微生物検査カセット10と連結したチップ連結管1441〜1444を介して、微生物検査カセット10内の検体や搬送を制御する。X−Y可動ステージ(ホルダー)125は、微生物検査カセット10を保持し、微生物検査カセット10の位置を調整する。検出装置11は、微生物検査カセット10内の微生物に励起光を照射し、微生物からの散乱光及び蛍光を電気信号に変換する。これらの詳細については後述する。   The microorganism testing cassette 10 includes a mechanism for holding a specimen and a reagent therein and performing a process necessary for microorganism measurement. The pressure supply device 14 controls the specimen and the conveyance in the microorganism testing cassette 10 via the chip connection tubes 1441 to 1444 connected to the microorganism testing cassette 10 in order to perform the steps necessary for the microorganism measurement. The XY movable stage (holder) 125 holds the microorganism testing cassette 10 and adjusts the position of the microorganism testing cassette 10. The detection device 11 irradiates microorganisms in the microorganism inspection cassette 10 with excitation light, and converts scattered light and fluorescence from the microorganisms into electrical signals. Details of these will be described later.

微生物検査装置1に連結したシステム装置18は、圧力供給装置14に対する制御信号の出力と、検出装置11から入力される電気信号に対する信号処理を実行する。電気信号の処理により得られた計測結果は、システム装置18に接続された出力装置19に表示される。   The system device 18 connected to the microorganism testing device 1 executes signal processing on the output of the control signal to the pressure supply device 14 and the electric signal input from the detection device 11. The measurement result obtained by processing the electrical signal is displayed on the output device 19 connected to the system device 18.

圧力供給装置14は、レギュレータ1411付のエアポンプ141を有する。エアポンプ141と微生物検査カセット10の各通気口1591〜1594(図7)は、チップ連結管1441〜1444によって接続されている。チップ連結管1441〜1444には、バルブ1421〜1424がそれぞれ設けられている。バルブ1421〜1424を開閉することにより、微生物検査カセット10の容器に所定の圧力の気体を供給し、又は、微生物検査カセット10の容器を大気開放する。この圧力の制御により、微生物検査カセット10内における検体や試薬の搬送を実現する。この圧力制御による微生物検査カセット10内における検体や試薬の搬送は、特開2008−157829号公報に詳述されている。   The pressure supply device 14 includes an air pump 141 with a regulator 1411. The air pump 141 and the vent holes 1591 to 1594 (FIG. 7) of the microorganism testing cassette 10 are connected by chip connecting tubes 1441 to 1444. Valves 1421 to 1424 are provided in the chip connection tubes 1441 to 1444, respectively. By opening and closing the valves 1421 to 1424, a gas having a predetermined pressure is supplied to the container of the microorganism testing cassette 10 or the container of the microorganism testing cassette 10 is opened to the atmosphere. By controlling this pressure, the transport of the specimen and the reagent in the microorganism testing cassette 10 is realized. The transportation of specimens and reagents in the microorganism testing cassette 10 by this pressure control is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-1557829.

微生物検査カセット10は、基本的には、検体容器151と、膜透過染色容器152と、標識抗体染色容器155と、微生物検出部17と、検出液廃棄容器156と、溶液用流路1571〜1574(図7)と、通気用流路1581〜1584(図7)とで構成されている。検体容器151は検体1511を保持する。膜透過染色容器152は、検体中の微生物を染色するための膜透過性の核酸染色色素1521を保持し、検体と膜透過性の核酸染色色素を混合して反応させる。なお、膜透過染色容器152には、必要に応じて検体中の死微生物を染色するための膜不透過性の核酸染色色素を併せて保持し、検体と膜透過性の核酸染色色素及び膜不透過性の核酸染色色素を混合して反応させるようにしても良い。また、膜不透過性の核酸染色色素を用いる場合、膜不透過染色容器を別に設けるようにしても良い。標識抗体染色容器155は、検体中の特定微生物のみに結合する蛍光標識抗体1522を保持し、検体と蛍光標識抗体を混合して反応させる。微生物検出部17は、励起光源1111、1112からの励起光113を照射し、微生物を観測するための微生物検出用流路173を内部に備えている。検出液廃棄容器156には、微生物検出用流路173を通過した検出液が廃棄される。溶液用流路1571〜1574は、検体容器151、膜透過染色容器152、標識抗体染色容器155、微生物検出用流路173を連結し、検体1511や検出液が流動する。通気用流路1581〜1584は、検体1511や検出液を気圧により流動させるため圧力供給装置14と各容器を接続する。   The microorganism testing cassette 10 basically includes a specimen container 151, a membrane permeation staining container 152, a labeled antibody staining container 155, a microorganism detection unit 17, a detection liquid disposal container 156, and a solution flow channel 1571 to 1574. (FIG. 7) and the flow path 1581-1584 (FIG. 7) for ventilation | gas_flowing. The sample container 151 holds the sample 1511. The membrane-permeable staining container 152 holds a membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521 for staining microorganisms in the sample, and the sample and the membrane-permeable nucleic acid staining dye are mixed and reacted. The membrane permeation staining container 152 holds a membrane-impermeable nucleic acid staining dye for staining dead microorganisms in the specimen, if necessary. A permeable nucleic acid staining dye may be mixed and reacted. When using a membrane-impermeable nucleic acid staining dye, a membrane-impermeable staining container may be provided separately. The labeled antibody staining container 155 holds a fluorescently labeled antibody 1522 that binds only to a specific microorganism in the sample, and mixes and reacts the sample and the fluorescently labeled antibody. The microorganism detection unit 17 includes a microorganism detection channel 173 for irradiating the excitation light 113 from the excitation light sources 1111 and 1112 and observing the microorganism. In the detection liquid disposal container 156, the detection liquid that has passed through the microorganism detection flow path 173 is discarded. The solution flow channels 1571 to 1574 connect the sample container 151, the membrane permeation staining container 152, the labeled antibody staining container 155, and the microorganism detection flow channel 173, and the sample 1511 and the detection liquid flow. The ventilation channels 1581 to 1584 connect the pressure supply device 14 and each container in order to cause the specimen 1511 and the detection liquid to flow by atmospheric pressure.

検出装置11は、励起光源1111、1112と、散乱光検出部と、蛍光検出部1201〜1203とで構成される。このうち、散乱光検出部は、微生物検出用流路173を通過する微生物からの散乱光124を検出するための散乱光検出器123と、励起光源112からの励起光113が散乱光検出器123に直接入射することを防ぐための遮光板122とから構成される。一方、蛍光検出部は、微生物検出用流路173を通過する微生物からの蛍光121を集光し、平行光にする対物レンズ114と、励起光113を微生物検出部17の方向に反射する一方で蛍光121は透過するダイクロイックミラー112と、平行光を集光させるための集光レンズ1181、1182と、迷光をカットするための空間フィルタとして用いるピンホール119と、蛍光121の一部波長を反射し、残りの波長を透過するダイクロックミラー1151、1152と、蛍光121の一部波長を通過するバンドパスフィルタ1171〜1173と、バンドパスフィルタ1171〜1173を通過した光を検出する光検出器1201〜1203とで構成される。なお、照射部及び検出部は、互いの焦点が重なるように配置され、測定時には微生物検出用流路173を焦点の位置に調整できるように構成されている。   The detection device 11 includes excitation light sources 1111 and 1112, a scattered light detection unit, and fluorescence detection units 1201 to 1203. Among these, the scattered light detection unit includes the scattered light detector 123 for detecting the scattered light 124 from the microorganisms passing through the microorganism detection flow path 173 and the excitation light 113 from the excitation light source 112. It is comprised from the light-shielding plate 122 for preventing that it injects directly. On the other hand, the fluorescence detection unit condenses the fluorescence 121 from the microorganisms passing through the microorganism detection flow path 173 and reflects the excitation light 113 in the direction of the microorganism detection unit 17 while collimating the objective lens 114. The fluorescent light 121 reflects the transmitted dichroic mirror 112, condensing lenses 1181 and 1182 for condensing parallel light, a pinhole 119 used as a spatial filter for cutting stray light, and a partial wavelength of the fluorescent light 121. The dichroic mirrors 1151 and 1152 that transmit the remaining wavelengths, the bandpass filters 1171 to 1173 that pass the partial wavelengths of the fluorescence 121, and the photodetectors 1201 that detect the light that has passed through the bandpass filters 1171 to 1173 1203. Note that the irradiation unit and the detection unit are arranged so that their focal points overlap each other, and are configured so that the microorganism detection flow path 173 can be adjusted to the focal position during measurement.

検出装置11は、励起光源1112から出力された励起光113を微生物検出用流路173に照射し、微生物検出用流路173から生じる散乱光の光量と微生物検出部17から生じる蛍光の光量をそれぞれ検出することにより、X−Yステージ125の可動位置と各光量との関係をプロファイルとして取得する。また、検出装置11は、取得されたプロファイルに基づいてX−Y可動ステージ125を可動制御し、微生物検査カセット10(具体的には、微生物検出用流路173)を検出に適した位置に合わせる。即ち、散乱光検出部で検出される散乱光の光量が最大となる微生物検出用流路の位置を励起光の光軸と一致させ、蛍光検出部で検出される蛍光量が最大となる微生物検出用流路の位置に励起光の焦点を一致させる。この位置合わせについては特開2010−256278号公報に詳述されている。位置合わせについては、他の方法、例えば、特開2009−281753号公報に記載の方法を用いても良い。この場合、微生物検査カセットに位置合わせ用試薬等の保持容器や溶液用流路、通気用流路等を設ける。   The detection device 11 irradiates the microorganism detection flow path 173 with the excitation light 113 output from the excitation light source 1112, and determines the amount of scattered light generated from the microorganism detection flow path 173 and the amount of fluorescence generated from the microorganism detection unit 17. By detecting, the relationship between the movable position of the XY stage 125 and each light quantity is acquired as a profile. Further, the detection device 11 controls the XY movable stage 125 based on the acquired profile, and adjusts the microorganism testing cassette 10 (specifically, the microorganism detection flow path 173) to a position suitable for detection. . That is, the position of the microorganism detection flow path where the amount of scattered light detected by the scattered light detection unit is maximized matches the optical axis of the excitation light, and the microorganism detection by which the fluorescence amount detected by the fluorescence detection unit is maximized The focus of the excitation light is made to coincide with the position of the flow path. This alignment is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-256278. For the alignment, another method, for example, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-281753 may be used. In this case, the microorganism testing cassette is provided with a holding container such as an alignment reagent, a solution channel, a vent channel, and the like.

なお、本実施例では励起光源は2つであるが、蛍光色素の種類に応じて励起光源の数量を変更する場合がある。また、本実施例では蛍光検出部は3つであるが、蛍光色素の種類に応じて蛍光検出部の数量を変更する場合がある。   In this embodiment, there are two excitation light sources, but the number of excitation light sources may be changed according to the type of fluorescent dye. In this embodiment, there are three fluorescence detection units, but the number of fluorescence detection units may be changed according to the type of fluorescent dye.

(C)微生物検査カセットの微生物検出部の構造例
図5A及び図5Bを用い、微生物検査カセット10のうち微生物検出部17の構造を説明する。図5Aは、微生物検査カセット10の本体15と微生物検出部17の接合部の断面図を示す。図5Bは、微生物検出部17の分解斜視図を示す。
(C) Structure example of the microorganism detection part of the microorganism inspection cassette
The structure of the microorganism detecting unit 17 in the microorganism testing cassette 10 will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A shows a cross-sectional view of a joint portion between the main body 15 of the microorganism test cassette 10 and the microorganism detection unit 17. FIG. 5B shows an exploded perspective view of the microorganism detection unit 17.

なお、本体15と微生物検出部17はそれぞれ別工程で作製され、それぞれを接合する。まず、微生物検出部17の製造方法を説明する。微生物検出部17はカバー部材171と流路部材172からなり、両者は共に薄い平板からなる。流路部材172には溝1731が形成されており、この溝1731の両端には貫通孔1741、1751が形成されている。溝1731が形成された面が張り合わせ面となるように、カバー部材171と流路
部材172を張り合わせる。この貼り合わせにより微生物検出部17が形成される。流路部材172の溝1731とカバー部材171によって微生物検出用流路173が構成される。流路部材172の貫通孔1741、1751によって、微生物検出用流路入口174と微生物検出用流路出口175が構成される。
In addition, the main body 15 and the microorganisms detection part 17 are each produced by a separate process, and each is joined. First, the manufacturing method of the microorganism detection part 17 is demonstrated. The microorganism detection unit 17 includes a cover member 171 and a flow path member 172, both of which are formed of a thin flat plate. A groove 1731 is formed in the flow path member 172, and through holes 1741 and 1751 are formed at both ends of the groove 1731. The cover member 171 and the flow path member 172 are bonded together so that the surface on which the groove 1731 is formed becomes the bonded surface. The microorganism detection part 17 is formed by this bonding. A microbe detection flow path 173 is configured by the groove 1731 of the flow path member 172 and the cover member 171. The through holes 1741 and 1751 of the flow path member 172 constitute a microorganism detection flow path inlet 174 and a microorganism detection flow path outlet 175.

一方、本体15に形成された標識抗体染色容器−微生物検出用流路間流路1573は、その下端にて流路方向を変更し、本体15の表面に開口を形成している。同様に、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路1574は、その上端にて流路方向を変更し、本体15の表面に開口を形成している。標識抗体染色容器−微生物検出用流路間流路1573の開口は、微生物検出用流路入口174に接続され、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路1574の開口は、微生物検出用流路出口175に接続されている。   On the other hand, the flow path 1573 between the labeled antibody staining container and the microorganism detection flow path formed in the main body 15 changes the flow path direction at the lower end to form an opening on the surface of the main body 15. Similarly, the flow path 1574 between the microorganism detection flow path and the detection liquid disposal container changes the flow path direction at the upper end to form an opening on the surface of the main body 15. The opening of the labeled antibody staining container-microorganism detection flow path 1573 is connected to the microbe detection flow path inlet 174, and the opening of the microbe detection flow path-detection liquid disposal container flow path 1574 is for microbe detection. It is connected to the channel outlet 175.

本体15には検出用窓枠部161が形成されている。検出用窓枠部161は、貫通孔、又は、貫通溝である。検出用窓枠部161は、標識抗体染色容器−微生物検出用流路間流路1573の開口と微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路1574の開口の間に形成されている。製造された微生物検出部17は、前述したように、本体15に装着される。図5Aに示すように、本体15の検出用窓枠部161の上に微生物検出用流路173が配置されるように、微生物検出部17を装着する。   A detection window frame 161 is formed on the main body 15. The detection window frame portion 161 is a through hole or a through groove. The detection window frame 161 is formed between the opening of the flow path 1573 between the labeled antibody staining container and the microorganism detection flow path and the opening of the flow path 1574 between the flow path for microorganism detection and the detection liquid disposal container. The manufactured microorganism detection unit 17 is attached to the main body 15 as described above. As shown in FIG. 5A, the microorganism detection unit 17 is mounted such that the microorganism detection flow path 173 is disposed on the detection window frame 161 of the main body 15.

本実施例の場合、微生物検出用流路173の背後に、本体15の貫通孔又は貫通溝である検出用窓枠部161が設けられる。従って、励起光113は、微生物検出部17のみを照射し、本体15を照射しない。このため、背景光の増加の原因となる本体15からの反射光や自家蛍光は発生しない。微生物検出用流路173を通過した励起光113が、本体15に照射されないためには、検出用窓枠部161を構成する貫通孔の断面は、励起光113の放射方向に沿って増加することが好ましい。   In the case of the present embodiment, a detection window frame portion 161 that is a through hole or a through groove of the main body 15 is provided behind the microorganism detection flow path 173. Therefore, the excitation light 113 irradiates only the microorganism detection unit 17 and does not irradiate the main body 15. For this reason, the reflected light from the main body 15 and autofluorescence that cause an increase in background light are not generated. In order that the excitation light 113 that has passed through the microorganism detection flow path 173 is not irradiated to the main body 15, the cross-section of the through-hole constituting the detection window frame portion 161 increases along the radiation direction of the excitation light 113. Is preferred.

カバー部材171の厚さは、例えば0.01μm〜1mmとする。流路部材172の厚さは、例えば0.01μm〜1mmとする。微生物検出用流路173の断面形状は、例えば正方形、長方形、台形に形成する。微生物検出用流路173の断面寸法は、大きいほど圧力損失は小さくなるが、微生物を一個ずつ流すためには小さいほうが良い。微生物検出用流路173の断面の一辺は、例えば1μm〜1mmが好ましく、長さは例えば0.01mm〜10mmが好ましい。微生物検出用流路173に照射する励起光113の光軸は、微生物検出用流路173の方向ベクトルに対して垂直になる。   The thickness of the cover member 171 is, for example, 0.01 μm to 1 mm. The thickness of the flow path member 172 is, for example, 0.01 μm to 1 mm. The cross-sectional shape of the microorganism detection flow path 173 is formed in, for example, a square, a rectangle, or a trapezoid. The larger the cross-sectional dimension of the microorganism detection channel 173 is, the smaller the pressure loss is. However, it is preferable that the microorganism is flowed one by one. One side of the cross section of the microorganism detection flow path 173 is preferably 1 μm to 1 mm, for example, and the length is preferably 0.01 mm to 10 mm, for example. The optical axis of the excitation light 113 applied to the microorganism detection channel 173 is perpendicular to the direction vector of the microorganism detection channel 173.

微生物検出部17を構成する材料について説明する。微生物検査カセット10はディスポーザブルである。すなわち、使用後、微生物検出部17は本体15と共に廃棄する。そのため、微生物検出部17に用いる材料は、安価でなければならない。微生物検出部17に用いる材料は、蛍光計測に好適なように、光学特性に優れている必要がある。すなわち、自家蛍光が低く、光透過性、面精度、屈折率などに優れていることが望ましい。微生物からの蛍光の検出を阻害しないためには、微生物検出部17自身が発生する自家蛍光量が、微生物からの蛍光量に比べて十分小さいことが好ましい。   The material which comprises the microorganisms detection part 17 is demonstrated. The microorganism testing cassette 10 is disposable. That is, after use, the microorganism detection unit 17 is discarded together with the main body 15. Therefore, the material used for the microorganism detection unit 17 must be inexpensive. The material used for the microorganism detection unit 17 needs to be excellent in optical characteristics so as to be suitable for fluorescence measurement. That is, it is desirable that the autofluorescence is low and the light transmittance, surface accuracy, refractive index and the like are excellent. In order not to inhibit detection of fluorescence from microorganisms, it is preferable that the amount of autofluorescence generated by the microorganism detection unit 17 itself be sufficiently smaller than the amount of fluorescence from microorganisms.

微生物検出部17の表面に、曲面、凹凸等が存在すると、表面における光の屈折、又は、乱反射により微生物計測用流路173に照射される励起光113の光量が変動する。そのため、検出される蛍光量も変動し、計測精度が低下する。そのため、微生物検出部17の表面は、所望の平面度を有する必要がある。微生物検出部17は、凹凸が0.1mm以下の平面度を有することが好ましい。   If a curved surface, unevenness, or the like exists on the surface of the microorganism detection unit 17, the light amount of the excitation light 113 irradiated on the microorganism measurement flow path 173 varies due to light refraction or irregular reflection on the surface. For this reason, the amount of fluorescence detected also fluctuates, and the measurement accuracy decreases. Therefore, the surface of the microorganism detection unit 17 needs to have a desired flatness. The microorganism detecting unit 17 preferably has a flatness with an unevenness of 0.1 mm or less.

このような条件を考慮すると、微生物検出部17に用いる材料には、ガラス、石英、ポリメタクリル酸メチルエステル(PMMA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネイト等が考えられる。微生物検出部17は、これらの物質から選択された1種類以上の物質から形成される。   Considering such conditions, the materials used for the microorganism detection unit 17 include glass, quartz, polymethacrylic acid methyl ester (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), cycloolefin polymer (COP), polyethylene terephthalate, and polycarbonate. Etc. are considered. The microorganism detection unit 17 is formed of one or more kinds of substances selected from these substances.

カバー部材171は単なる平板であるが、流路部材172は平板に溝及び貫通孔を形成したものである。従って、流路部材172は、微細加工が容易で、且つ、加工費が安価な材料によって形成される。ガラス、及び、石英は、光学特性が優れているが、微細加工が容易でない。すなわち、微細加工を行うと、加工費が高くなる。   The cover member 171 is a simple flat plate, but the flow path member 172 is formed by forming a groove and a through hole in the flat plate. Therefore, the flow path member 172 is formed of a material that is easy to be finely processed and that has a low processing cost. Glass and quartz have excellent optical properties but are not easily processed finely. That is, processing costs increase when microfabrication is performed.

そこで、この形態例の場合、カバー部材171をガラス又は石英によって構成し、流路部材172をポリメタクリル酸メチルエステル、ポリジメチルシロキサン、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネイトによって構成する。なお好ましくは、流路部材172をポリジメチルシロキサンによって構成する。この場合、カバー部材171と流路部材172の接合には、ポリジメチルシロキサンの自己接着性を利用する。   Therefore, in the case of this embodiment, the cover member 171 is made of glass or quartz, and the flow path member 172 is made of polymethacrylic acid methyl ester, polydimethylsiloxane, cycloolefin polymer, polyethylene terephthalate, and polycarbonate. Preferably, the flow path member 172 is made of polydimethylsiloxane. In this case, the self-adhesiveness of polydimethylsiloxane is used for joining the cover member 171 and the flow path member 172.

微生物検出部17の自家蛍光量は、材料ばかりでなく、微生物検出部の厚さ寸法にも依存する。自家蛍光量を少なくするには、微生物検出部の厚さ寸法を小さくすれば良い。微生物検出部17の厚さが小さいほど、微生物検出部17から発生する自家蛍光量は少なくなる。しかしながら、カバー部材171及び流路部材172の厚さ寸法を小さくすると、製造が困難になり、平面度が悪化する。必要な平面度を保ち、微生物の蛍光の検出を阻害しないように自家蛍光量を抑制するには、これらの部品の厚さ寸法は、所定の範囲に制限するする必要がある。   The amount of autofluorescence of the microorganism detection unit 17 depends not only on the material but also on the thickness dimension of the microorganism detection unit. In order to reduce the amount of autofluorescence, the thickness dimension of the microorganism detection unit may be reduced. The smaller the thickness of the microorganism detection unit 17, the smaller the amount of autofluorescence generated from the microorganism detection unit 17. However, if the thickness dimensions of the cover member 171 and the flow path member 172 are reduced, manufacturing becomes difficult and flatness deteriorates. In order to maintain the necessary flatness and suppress the amount of autofluorescence so as not to hinder the detection of fluorescence of microorganisms, the thickness dimensions of these parts must be limited to a predetermined range.

ガラス、石英、ポリジメチルシロキサンの自家蛍光量はほぼ同等である。そこで、カバー部材171をガラス又は石英によって製造する場合、その厚さは、例えば0.05mm以上1mm以下が好ましい。流路部材172を、ポリジメチルシロキサンによって製造する場合、その厚さは例えば0.1mm以上1mm以下が好ましい。   The autofluorescence amounts of glass, quartz and polydimethylsiloxane are almost the same. Therefore, when the cover member 171 is made of glass or quartz, the thickness is preferably 0.05 mm or more and 1 mm or less, for example. When the flow path member 172 is manufactured from polydimethylsiloxane, the thickness is preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less, for example.

また、カバー部材171及び流路部材172を、シクロオレフィンポリマー、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリエチレンテレフタラート、又は、ポリカーボネイトによって製造しても良い。この場合、ガラス、又は、石英によってカバー部材171を製造し、ポリジメチルシロキサンによって流路部材172を製造する場合より、単位体積当たりの自家蛍光量が約3倍以上増加する。そのため、カバー部材171及び流路部材172の厚さは例えば0.01mm以上0.3mm以下が好ましい。   Further, the cover member 171 and the flow path member 172 may be made of cycloolefin polymer, polymethacrylic acid methyl ester, polyethylene terephthalate, or polycarbonate. In this case, the amount of autofluorescence per unit volume is increased about three times or more than when the cover member 171 is manufactured from glass or quartz and the flow path member 172 is manufactured from polydimethylsiloxane. Therefore, the thickness of the cover member 171 and the flow path member 172 is preferably 0.01 mm or more and 0.3 mm or less, for example.

(D)計測方法(検査方法)例
以下、上述の微生物検査装置1を用いて、食品由来の検体中の特定生微生物数(例えば大腸菌O−157など)を計測する場合の実施例を説明する。図6に、微生物検査カセット10を用いた特定生微生物数計測の工程をフローチャートで示す。また、図7に、微生物検査カセット10の平面図を示す。
(D) Measurement method (inspection method) example
Hereinafter, the Example in the case of measuring the number of specific living microorganisms (for example, colon_bacillus | E._coli O-157 etc.) in the sample derived from a foodstuff using the above-mentioned microbe inspection apparatus 1 is described. FIG. 6 is a flowchart showing the process of measuring the number of specific living microorganisms using the microorganism testing cassette 10. FIG. 7 shows a plan view of the microorganism testing cassette 10.

微生物検査カセット10は、上述したように、検容器151と、膜透過染色容器152と、標識抗体染色容器155と、微生物検出部17と、検出液廃棄容器156と、溶液用流路1571〜1574と、通気用流路1581〜1584とを備える。また、図7に示すように、検体中に含まれる食品残渣を取り除くためのフィルタである食品残渣除去部160を検体容器151の下流に備えている。また、圧力供給装置14と各通気用流路1581〜1584とを接続する通気口1591〜1594が設けられている。   As described above, the microorganism testing cassette 10 includes the testing container 151, the membrane permeation staining container 152, the labeled antibody staining container 155, the microorganism detection unit 17, the detection liquid disposal container 156, and the solution flow channels 1571 to 1574. And a flow path 1581 to 1584 for ventilation. Further, as shown in FIG. 7, a food residue removal unit 160 that is a filter for removing food residues contained in the sample is provided downstream of the sample container 151. In addition, vents 1591 to 1594 that connect the pressure supply device 14 and the respective flow channels 1581 to 1584 are provided.

溶液用流路1571〜1574、通気口1591〜1594及び通気用流路1581〜1584は連結する容器の名称から、検体容器−膜透過染色容器間流路1571、膜透過染色容器−標識抗体染色容器間流路1572、標識抗体染色容器−微生物検出用流路間流路1573、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路1574、検体容器通気口1591、膜透過染色容器通気口1592、標識抗体染色容器通気口1593、検出液廃棄容器通気口1594、検体容器通気流路1581、膜透過染色容器通気流路1582、標識抗体染色容器通気流路1583、検出液廃棄容器通気流路1584とする。   The flow path 1571 to 1574 for solution, the vents 1591 to 1594, and the flow paths 1581 to 1584 for ventilation are connected from the name of the container to be connected, the flow path 1571 between the specimen container and the membrane permeation staining container, the membrane permeation staining container and the labeled antibody staining container. Interchannel 1572, Labeled antibody staining container-microorganism detection flow path 1573, Microbe detection flow path-Detection liquid waste container flow path 1574, Sample container vent 1591, Membrane permeation staining container vent 1592, Label An antibody staining container vent 1593, a detection liquid disposal container vent 1594, a specimen container vent flow path 1581, a membrane permeation staining container vent flow path 1582, a labeled antibody staining container vent flow path 1583, and a detection liquid waste container vent flow path 1584. .

検体容器1511と、食品残渣除去部160と、膜透過染色容器152と、標識抗体染色容器155と、微生物検出用流路173と、検出液廃棄容器156は、溶液用流路1571〜1574により直列に連結されている。   The sample container 1511, the food residue removing unit 160, the membrane permeation staining container 152, the labeled antibody staining container 155, the microorganism detection flow path 173, and the detection liquid disposal container 156 are connected in series by a solution flow path 1571 to 1574. It is connected to.

まず、検査する食品に対し質量比9倍の滅菌水を加え、ストマッキング処理を行って作製した検体に磁気ビーズを添加し、特定微生物を磁気ビーズに吸着させることで、特定微生物のみを濃縮分離する(S900)。磁気ビーズを用いた微生物の濃縮分離は、特許文献1にも記載されているように、公知技術であり詳細な説明を省略する。また磁気ビーズによる濃縮を自動で行う自動機もありそれを用いることもできる。食品残渣の影響を低減するため、微生物検査装置1の前処理工程として、磁気ビーズによる特定微生物の濃縮分離を行うことが好ましい。   First, sterilized water with a mass ratio of 9 times is added to the food to be inspected, magnetic beads are added to the specimen prepared by the stomaching process, and the specific microorganisms are adsorbed on the magnetic beads, so that only the specific microorganisms are concentrated and separated. (S900). The concentration and separation of microorganisms using magnetic beads is a known technique as described in Patent Document 1 and will not be described in detail. There is also an automatic machine that automatically performs concentration using magnetic beads. In order to reduce the influence of food residues, it is preferable to concentrate and separate specific microorganisms using magnetic beads as a pretreatment step of the microorganism testing apparatus 1.

次に、磁気ビーズで濃縮分離した検体1511を、検査前に通気口1591から検体容器151に注入する(S901)。   Next, the specimen 1511 concentrated and separated with magnetic beads is injected into the specimen container 151 from the vent 1591 before the examination (S901).

検体容器151の体積は、検体1511の体積より大きい。膜透過染色容器152の体積は、検体1511と膜透過性の核酸染色色素1521の合計体積より大きい。標識抗体染色容器155の体積は、検体1511と膜透過性の核酸染色色素1521と蛍光標識抗体1522の合計体積より大きい。また、検体容器−膜透過染色容器間流路1571の最高点は、検体容器151中の検体1511の水位より高くなるように形成される。これと同様に、膜透過染色容器−標識抗体染色容器間流路1572の最高点は、検体1511と膜透過性の核酸染色色素1521の混合液の水位より高くなるように形成される。さらに、標識抗体染色容器−微生物検出用流路間流路1573の最高点は、検体1511、膜透過性の核酸染色色素1521、蛍光標識抗体1522からなる検出液の水位より高くなるように形成される。   The volume of the sample container 151 is larger than the volume of the sample 1511. The volume of the membrane permeation staining container 152 is larger than the total volume of the specimen 1511 and the membrane permeable nucleic acid staining dye 1521. The volume of the labeled antibody staining container 155 is larger than the total volume of the specimen 1511, the membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521, and the fluorescently labeled antibody 1522. Further, the highest point of the flow path 1571 between the specimen container and the membrane permeation staining container is formed to be higher than the water level of the specimen 1511 in the specimen container 151. Similarly, the highest point of the membrane permeation staining container-labeled antibody staining container flow path 1572 is formed so as to be higher than the water level of the mixed solution of the specimen 1511 and the membrane permeation nucleic acid staining dye 1521. Furthermore, the highest point of the flow path 1573 between the labeled antibody staining container and the microorganism detection flow path is formed to be higher than the water level of the detection liquid consisting of the specimen 1511, the membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521, and the fluorescently labeled antibody 1522. The

本実施例では、膜透過染色容器152に膜不透過性の核酸染色色素も併せて保持し、死菌と生菌の判別ができるようにしている。すなわち、本実施例では、膜透過染色容器152には、膜不透過性の核酸染色色素(死微生物を染色するための死微生物色素)が1種以上と膜透過性の核酸染色色素(全微生物を染色するための全微生物色素)が1種以上の混合液が保持されている。死微生物色素には、例えば、死微生物用シアニン系蛍光色素(濃度:0.01μM〜10μM)、PI(プロピディウムイオダイド)(濃度:0.1mg/ml〜20mg/ml)、EB(エチジウムイオダイド)(濃度:0.1mg/ml〜20mg/ml)を使用し、全微生物色素には、例えば、全微生物用シアニン系蛍光色素(濃度:0.01μM〜10μM)、LDS751(濃度:0.1mg/ml〜20mg/ml)、DAPI(4'、6−ヂアミジン−2'−フェニルインドール)(濃度:0.1mg/ml〜20mg/ml)、HOECHST33258(濃度:0.1mg/ml〜20mg/ml)、HOECHST34580(濃度:0.1mg/ml〜20mg/ml)などを使用する。ここでは、死微生物色素として死微生物用シアニン系橙蛍光色素を使用し、全微生物色素としてLDS751を使用する。   In this embodiment, the membrane-permeable staining container 152 also holds a membrane-impermeable nucleic acid staining dye so that it can be discriminated between dead and live bacteria. That is, in this embodiment, the membrane-permeable staining container 152 contains at least one membrane-impermeable nucleic acid staining dye (dead microorganism dye for staining dead microorganisms) and a membrane-permeable nucleic acid staining dye (total microorganisms). 1 or more mixed liquids are held. Examples of the dead microorganism dye include cyanine fluorescent dye for dead microorganism (concentration: 0.01 μM to 10 μM), PI (propidium iodide) (concentration: 0.1 mg / ml to 20 mg / ml), EB (ethidium). Iodide) (concentration: 0.1 mg / ml to 20 mg / ml), and for example, cyanine-based fluorescent dye for all microorganisms (concentration: 0.01 μM to 10 μM), LDS751 (concentration: 0) .1 mg / ml to 20 mg / ml), DAPI (4 ′, 6-diamidine-2′-phenylindole) (concentration: 0.1 mg / ml to 20 mg / ml), HOECHST33258 (concentration: 0.1 mg / ml to 20 mg) / ml), HOECHST 34580 (concentration: 0.1 mg / ml to 20 mg / ml) or the like. Here, a cyanine orange fluorescent dye for dead microorganisms is used as a dead microorganism dye, and LDS751 is used as a total microorganism dye.

蛍光標識抗体は、ターゲットとする特定微生物の抗原と特異的に結合するモノクローナル抗体乃至ポリクローナル抗体に対して、上述した全微生物色素を標識したものであり、特に限定されるものではない。但し、膜透過染色容器に保持されている全微生物色素とは異なるものが用いられる。ここでは、全微生物用シアニン系青蛍光色素を使用する。   The fluorescently labeled antibody is obtained by labeling the above-mentioned all microbial dyes with respect to a monoclonal antibody or polyclonal antibody that specifically binds to an antigen of a target specific microorganism, and is not particularly limited. However, those different from the total microbial dyes held in the membrane permeation staining container are used. Here, a cyanine blue fluorescent dye for all microorganisms is used.

色素溶媒にはDMSO(ジメチルスルオキシド)、エタノール類、水などを使用する。なお、濃度の単位のMはmol/Lの意味である。   DMSO (dimethyl sulfoxide), ethanols, water and the like are used as the dye solvent. The unit of concentration M means mol / L.

微生物検査カセット10を用いた生微生物数測定は、図6に示すように、微生物検査カセット10を微生物検査装置(分析装置)1にセットした状態で開始される(S902)。この測定工程は、微生物検査カセット10の位置合わせを行う位置あわせ工程(S907)と、検体中の特定生微生物に膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体を添加して染色する前処理工程(S903〜S906)と、特定生微生物数を実際に測定する計測工程(S908)とで構成される。   As shown in FIG. 6, the measurement of the number of living microorganisms using the microorganism testing cassette 10 is started with the microorganism testing cassette 10 set in the microorganism testing apparatus (analyzer) 1 (S902). This measuring step includes an alignment step (S907) for aligning the microorganism testing cassette 10 and a pretreatment step for adding a membrane-permeable nucleic acid staining dye and a fluorescently labeled antibody to specific live microorganisms in the specimen for staining (see FIG. S903 to S906) and a measurement step (S908) for actually measuring the number of specific live microorganisms.

位置あわせ工程(S907)と前処理工程(S903〜S906)は独立した工程であるため並列して行い、両工程が終了した段階で計測工程(S908)を行う。続いて、各工程における各液体の移動について説明する。   Since the alignment step (S907) and the pretreatment steps (S903 to S906) are independent steps, they are performed in parallel, and the measurement step (S908) is performed when both steps are completed. Subsequently, the movement of each liquid in each step will be described.

前処理工程では、まず、検体1511が膜透過染色容器152に移動される(S903)。通気口1591を介して検体容器151に対して圧力供給装置14の圧力を加える。これにより、検体容器151内の気圧を上げる。同時に、膜透過染色通気口1592を介して膜透過染色容器152の内圧を大気圧に開放する。気圧差により、検体1511は、膜透過染色容器152に入り、膜透過性の核酸染色色素1521(本実施例では膜不透過性の核酸染色色素も含む混合液)と混合される。混合には、バブリングを使用する(S904)。検体1511中の死微生物は、死微生物色素(ここでは死微生物用シアニン系橙色蛍光色素を使用する。)と全微生物色素(ここではLDS751を使用する。)により染色され、一方、検体1511中の生微生物は全微生物色素のみにより染色される。   In the pretreatment step, first, the specimen 1511 is moved to the membrane permeation staining container 152 (S903). The pressure of the pressure supply device 14 is applied to the sample container 151 through the vent 1591. Thereby, the atmospheric pressure in the sample container 151 is increased. At the same time, the internal pressure of the membrane permeation dyeing container 152 is released to atmospheric pressure through the membrane permeation dyeing vent 1592. Due to the pressure difference, the specimen 1511 enters the membrane-permeable staining container 152 and is mixed with a membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521 (in this embodiment, a mixed solution containing a membrane-impermeable nucleic acid staining dye). Bubbling is used for mixing (S904). Dead microorganisms in the specimen 1511 are stained with a dead microorganism dye (here, a cyanine orange fluorescent dye for dead microorganisms) and a whole microorganism dye (here, LDS751 is used), while the dead microorganisms in the specimen 1511. Viable microorganisms are stained with total microbial pigments only.

なお検体1511が食品残渣除去部160を経て、膜透過染色容器152へ流動する際に、検体1511中の食品残渣は、食品残渣除去部160により検体1511から取り除かれる。   When the sample 1511 flows through the food residue removing unit 160 to the membrane permeation staining container 152, the food residue in the sample 1511 is removed from the sample 1511 by the food residue removing unit 160.

検体1511と膜透過性の核酸染色色素1521の混合液の水位は、膜透過染色容器152と標識抗体染色容器155を連結する膜透過染色容器−標識抗体染色容器間流路1572の最高点を越えず、さらに膜透過染色容器152中に入っている空気は、膜透過染色容器通気口1592を介して外部に放出される。膜透過染色容器152の気圧は大気圧と等しいため、混合液は標識抗体染色容器155に押し出されず、混合液を必要な時間中、膜透過染色容器152に保持することができる。保持する時間は、10〜30分程度である。   The water level of the mixture of the specimen 1511 and the membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521 exceeds the highest point of the membrane-permeation staining container-labeled antibody staining container flow path 1572 connecting the membrane permeation staining container 152 and the labeled antibody staining container 155. Furthermore, the air contained in the membrane permeation dyeing container 152 is released to the outside through the membrane permeation dyeing container vent 1592. Since the pressure in the membrane permeation staining container 152 is equal to the atmospheric pressure, the mixed solution is not pushed out to the labeled antibody staining container 155, and the mixture can be held in the membrane permeation staining container 152 for a necessary time. The holding time is about 10 to 30 minutes.

このとき、混合液の標識抗体染色容器155への流入を防ぐ目的で、各通気口1593〜1594に対して圧力供給装置14からの圧力を加え、検体容器151の気圧より低い範囲まで標識抗体染色容器155と検出液廃液容器156の気圧を上げても良い。   At this time, in order to prevent the mixed solution from flowing into the labeled antibody staining container 155, the pressure from the pressure supply device 14 is applied to each of the vents 1593 to 1594, and the labeled antibody staining is performed to a range lower than the atmospheric pressure of the specimen container 151. The air pressure in the container 155 and the detection liquid waste container 156 may be increased.

次に、検体1511、膜透過性の核酸染色色素1521から成る混合液を、標識抗体染色容器155に移動させる(S905)。通気口1592を介して膜透過染色容器152に対して圧力供給装置14の圧力を加える。これにより、膜透過染色容器152内の気圧を上げる。同時に、通気口1593を介して標識抗体染色容器155の内圧を大気圧に開放する。気圧差により、混合液は、標識抗体染色容器155に入り、蛍光標識抗体1522と混合される。混合には、バブリングを使用する(S906)。検体1511中の特定微生物のみ、蛍光標識抗体(ここでは全微生物用シアニン系青色蛍光色素を使用する。)により染色される。染色時間は、例えば5〜20分である。なお、染色中は、微生物検査カセット10の温度を一定に保つことにより、温度変化による染色の影響を小さくすることが望ましい。   Next, the mixed solution composed of the specimen 1511 and the membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521 is moved to the labeled antibody staining container 155 (S905). The pressure of the pressure supply device 14 is applied to the membrane permeation dyeing container 152 through the vent 1592. Thereby, the atmospheric pressure in the membrane permeation staining container 152 is increased. At the same time, the internal pressure of the labeled antibody staining container 155 is released to atmospheric pressure through the vent 1593. Due to the pressure difference, the mixed solution enters the labeled antibody staining container 155 and is mixed with the fluorescently labeled antibody 1522. Bubbling is used for mixing (S906). Only specific microorganisms in the specimen 1511 are stained with a fluorescently labeled antibody (here, cyanine blue fluorescent dye for all microorganisms is used). The staining time is, for example, 5 to 20 minutes. During dyeing, it is desirable to keep the temperature of the microorganism testing cassette 10 constant to reduce the influence of dyeing due to temperature changes.

上述の前処理工程と並行して、微生物検査カセット10の位置あわせが実行される(S907)。   In parallel with the above-described pretreatment process, alignment of the microorganism testing cassette 10 is executed (S907).

以上の動作が終了すると、検体1511と膜透過性の核酸染色色素1521と蛍光標識抗体1522から成る検出液が微生物検出用流路173に移動され、検体中の特定生微生物が蛍光フローサイトメトリー法により計測される。(S908)。図4に示す検査装置の場合、紙面垂直方向より、励起光113が照射される。このため、微生物を染色した色素からの蛍光と、微生物による散乱光が生じる。図2を用いて説明したように、特定生微生物については全微生物色素(一つは蛍光標識抗体の標識色素)の2色の蛍光を発し、特定死微生物については全微生物色素(一つは蛍光標識抗体の標識色素)の2色と死微生物色素の1色の蛍光を発する。検出装置11では、全微生物色素(一つは蛍光標識抗体の標識色素)の2色の蛍光を発したものを特定生微生物として計数し、全微生物色素(一つは蛍光標識抗体の標識色素)の2色と死微生物色素の1色の蛍光を発したものを特定死微生物として計数する。このため、特定生微生物と特定死微生物とを判別して計数することが可能になる。また、散乱光の光量は微生物の大きさにより変わるため、微生物の大きさの判別も可能になる。   When the above operation is completed, the detection liquid consisting of the specimen 1511, the membrane-permeable nucleic acid staining dye 1521, and the fluorescence-labeled antibody 1522 is moved to the microorganism detection flow path 173, and the specific live microorganism in the specimen is subjected to the fluorescence flow cytometry method. It is measured by. (S908). In the case of the inspection apparatus shown in FIG. 4, the excitation light 113 is irradiated from the direction perpendicular to the paper surface. For this reason, the fluorescence from the pigment | dye which dye | stained microorganisms and the scattered light by microorganisms arise. As described with reference to FIG. 2, the specific living microorganisms emit two colors of fluorescence, one of which is a fluorescently labeled antibody, and the other one of which is a dead microorganism, one of which is fluorescent. It emits fluorescence of two colors (labeled dye of labeled antibody) and one color of dead microorganism dye. The detection device 11 counts the two microorganisms that emit fluorescence of two colors, one of which is a fluorescent dye-labeled antibody, as a specific living microorganism, and the total microorganism dye (one is a fluorescent-labeled antibody-labeled dye). Those that emit fluorescence of two colors and one dead microorganism dye are counted as specific dead microorganisms. For this reason, it becomes possible to discriminate and count specific live microorganisms and specific dead microorganisms. In addition, since the amount of scattered light varies depending on the size of the microorganism, it is possible to determine the size of the microorganism.

図8は酸化剤と染色液を容器内に図7とは別の方法により保持する微生物検査カセットの図を示す。内部の各容器及び流路の構成は、上述の図7と同等である。膜透過染色容器152にはホルダー1521Hに保持されたガラス管1521Gを配置し、ガラス管1521G内に膜透過性の核酸染色色素(死菌と生菌を判別して測定する場合には膜不透過性の核酸染色色素との混合液)をガラス管内の毛細管現象で保持している。組み立て順は、ガラス管1521Gをホルダー1521Hに保持し、ガラス管1521Gに膜透過性の核酸染色色素を充填し、ホルダー1521Hをカセットの膜透過染色容器152に挿入して完成となる。ガラス管1521Gの上端位置は膜透過染色容器152内の検体液の水位以下に配置することにより、検体液が膜透過染色容器152内に流入したときにガラス管は検体液の水面下に位置することになり、ガラス管内の毛細管現象が失われ、ガラス管内の膜透過性の核酸染色色素が検体に染み出る。検体液中に染み出た膜透過性の核酸染色色素はバブリングにより混合され、検体液中の菌を染色する。このように、ガラス管を検体液の水位以下に配置することにより、ガラス管内の膜透過性の核酸染色色素を容易に検体内へ染み出すことが出来る。   FIG. 8 shows a diagram of a microorganism testing cassette that holds an oxidizing agent and a staining solution in a container by a method different from that shown in FIG. The configurations of the internal containers and flow paths are the same as those in FIG. A glass tube 1521G held by a holder 1521H is disposed in the membrane permeation staining container 152, and a membrane permeable nucleic acid staining dye (in the case of measuring dead bacteria and viable bacteria for measurement) Liquid mixture with a natural nucleic acid staining dye) is held by capillary action in a glass tube. The assembly order is completed by holding the glass tube 1521G in the holder 1521H, filling the glass tube 1521G with a membrane-permeable nucleic acid staining dye, and inserting the holder 1521H into the membrane-permeable staining container 152 of the cassette. By arranging the upper end position of the glass tube 1521G below the water level of the sample liquid in the membrane permeation staining container 152, the glass tube is located below the water surface of the sample liquid when the sample liquid flows into the membrane permeation staining container 152. As a result, the capillary phenomenon in the glass tube is lost, and the membrane-permeable nucleic acid staining dye in the glass tube leaks into the specimen. Membrane-permeable nucleic acid staining dye that has oozed into the sample liquid is mixed by bubbling to stain the bacteria in the sample liquid. Thus, by arranging the glass tube below the water level of the sample liquid, the membrane-permeable nucleic acid staining dye in the glass tube can be easily exuded into the sample.

また、標識抗体染色容器155にはホルダー1522Hに保持されたガラス管1522Gを配置し、ガラス管1522G内に蛍光標識抗体をガラス管内の毛細管現象で保持している。組み立て順は、ガラス管1522Gをホルダー1522Hに保持し、ガラス管1522Gに蛍光標識抗体を充填し、ホルダー1522Hをカセットの標識抗体染色容器155に挿入して完成となる。ガラス管152Gの上端位置は標識抗体染色容器155内の検体液(混合液)の水位以下に配置することにより、検体液と膜透過性の核酸染色色素の混合液が標識抗体染色容器155内に流入したときにガラス管は混合液の水面下に位置することになり、ガラス管内の毛細管現象が失われ、ガラス管内の蛍光標識抗体が検体液(混合液)に染み出る。混合液中に染み出た蛍光標識抗体はバブリングにより混合され、検体中の特定微生物に結合する。このように、ガラス管を混合液の水位以下に配置することにより、ガラス管内の蛍光標識抗体を容易に混合液内へ染み出すことが出来る。   Further, a glass tube 1522G held by a holder 1522H is arranged in the labeled antibody staining container 155, and the fluorescently labeled antibody is held in the glass tube 1522G by capillary action in the glass tube. The assembly order is completed by holding the glass tube 1522G in the holder 1522H, filling the glass tube 1522G with the fluorescently labeled antibody, and inserting the holder 1522H into the labeled antibody staining container 155 of the cassette. The upper end position of the glass tube 152G is placed below the water level of the specimen liquid (mixed liquid) in the labeled antibody staining container 155, so that the mixed liquid of the specimen liquid and the membrane-permeable nucleic acid staining dye is placed in the labeled antibody staining container 155. When flowing in, the glass tube is positioned below the water surface of the mixed solution, the capillary phenomenon in the glass tube is lost, and the fluorescently labeled antibody in the glass tube oozes out into the sample solution (mixed solution). The fluorescently labeled antibodies that have oozed into the mixed solution are mixed by bubbling and bind to specific microorganisms in the specimen. Thus, by arranging the glass tube below the water level of the mixed solution, the fluorescently labeled antibody in the glass tube can be easily leached into the mixed solution.

なお、ガラス管は内径0.6mm、長さ8mmとしたが、内径0.1〜3mm、長さ1〜30mmとしても、同様の効果が得られる。   Although the glass tube has an inner diameter of 0.6 mm and a length of 8 mm, the same effect can be obtained even when the inner diameter is 0.1 to 3 mm and the length is 1 to 30 mm.

なお、本実施例では微生物検査カセットに膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体を微生物検査カセット組み立て時に内包した例であるが、微生物検査カセットに膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体を内包する場所が設けていれば、微生物検査カセット組み立て時には膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体を内包せず、検査直前に膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体を手作業または自動機にて充填しても本実施例と同様の効果が得られる。   In this example, the membrane-permeable nucleic acid staining dye and the fluorescently labeled antibody are included in the microorganism testing cassette when the microorganism testing cassette is assembled, but the membrane-permeable nucleic acid staining dye and the fluorescently labeled antibody are included in the microorganism testing cassette. If there is a place to enclose, the membrane-permeable nucleic acid staining dye and fluorescently labeled antibody are not included when assembling the microorganism test cassette, and the membrane-permeable nucleic acid staining dye and fluorescently labeled antibody are manually or automatically The same effect as in the present embodiment can be obtained even if filling with.

また、本実施例では膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体をガラス管に保持した例であるが、ガラス管の代わりに親水性海綿体構造でも同様の効果が得られる。特に、ガラス焼結体やメラミンスポンジが適している。   In this example, a membrane-permeable nucleic acid staining dye and a fluorescently labeled antibody are held in a glass tube, but the same effect can be obtained with a hydrophilic sponge structure instead of a glass tube. In particular, a glass sintered body or a melamine sponge is suitable.

なお、上述の実施例では、蛍光サイトメトリー法として蛍光フローサイトメトリー法を用いているが、蛍光イメージングサイトメトリー法にも本発明は適用可能である。蛍光イメージングサイトメトリー法では、例えば、磁気ビーズによる濃縮分離を行った検体に膜透過性の核酸染色色素(死菌と生菌を判別して測定する場合には膜不透過性の核酸染色色素との混合液)を添加して、所定時間(例えば10分)保持した後、蛍光標識抗体を添加し、所定時間(例えば30分)保持して検出液を作成する。この検出液をフィルタに保持して励起光を照射し、微生物の蛍光発光を画像取得して光点を計数することにより微生物を検出する。蛍光イメージングサイトメトリー法においても蛍光色素由来のバックグラウンドノイズを低減して特定生微生物数計測をより正確に行うことが可能となる。   In the above-described embodiments, the fluorescence flow cytometry method is used as the fluorescence cytometry method, but the present invention can also be applied to the fluorescence imaging cytometry method. In the fluorescence imaging cytometry method, for example, a membrane-permeable nucleic acid staining dye (for membrane and impermeable nucleic acid staining dye in the case of measuring a dead cell and a living cell) is measured on a sample that has been concentrated and separated by magnetic beads. And a fluorescence-labeled antibody is added and held for a predetermined time (for example, 30 minutes) to prepare a detection liquid. Microorganisms are detected by holding the detection liquid in a filter and irradiating it with excitation light, acquiring images of the fluorescence emission of the microorganisms, and counting the light spots. Also in the fluorescence imaging cytometry method, the background noise derived from the fluorescent dye can be reduced and the number of specific living microorganisms can be measured more accurately.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、微生物検査カセットについては、検体容器151に検体を注入する前に、検体と膜透過性の核酸染色色素と蛍光標識抗体を混合しておけば、膜透過染色容器152や標識抗体染色容器155それに付随する溶液用流路等を削除できる。   For example, in the case of a microorganism testing cassette, if a specimen, a membrane-permeable nucleic acid staining dye and a fluorescently labeled antibody are mixed before injecting the specimen into the specimen container 151, the membrane-permeable staining container 152 or the labeled antibody staining container 155 is used. The associated solution flow path and the like can be deleted.

1…微生物検査装置、10…微生物検査カセット、11…検出装置、14…圧力供給装置、17…微生物検出部、18…システム装置、19…出力装置、1111…短波長励起光源、1112…長波長励起光源、1113…励起光合成用ダイクロイックミラー、112…ダイクロイックミラー、113…励起光、114…対物レンズ、119…ピンホール、120…光検出器、121…蛍光、124…散乱光、125…X−Y可動ステージ、141…エアポンプ、1411…レギュレータ、151…検体容器、1511…検体、152…膜透過染色容器、1521…膜透過性の核酸染色色素、1521H…ホルダー、1521G…ガラス管、155…標識抗体染色容器、1522…蛍光標識抗体、1522H…ホルダー、1522G…ガラス管、156…検出液廃棄容器、1571〜1574…溶液用流路、1581〜1584…通気用流路、161…検出用窓部、173…微生物検出用流路、1151…短波長蛍光分離用ダイクロイックミラー、1152…中波長蛍光分離用ダイクロイックミラー、1171…短波長バンドパスフィルタ、1172…中波長バンドパスフィルタ、1173…長波長バンドパスフィルタ、1181、1182…集光レンズ、1201…短波長用光検出器、1202…中波長用光検出器、1203…長波長用光検出器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microbe test | inspection apparatus, 10 ... Microbe test | inspection cassette, 11 ... Detection apparatus, 14 ... Pressure supply apparatus, 17 ... Microbe detection part, 18 ... System apparatus, 19 ... Output device, 1111 ... Short wavelength excitation light source, 1112 ... Long wavelength Excitation light source, 1113 ... dichroic mirror for excitation light synthesis, 112 ... dichroic mirror, 113 ... excitation light, 114 ... objective lens, 119 ... pinhole, 120 ... photodetector, 121 ... fluorescence, 124 ... scattered light, 125 ... X- Y movable stage, 141 ... air pump, 1411 ... regulator, 151 ... specimen container, 1511 ... specimen, 152 ... membrane permeation staining container, 1521 ... membrane-permeable nucleic acid staining dye, 1521H ... holder, 1521G ... glass tube, 155 ... label Antibody staining container, 1522 ... fluorescently labeled antibody, 1522H ... holder, 1522G ... glass DESCRIPTION OF SYMBOLS 156 ... Detection liquid disposal container, 1571-1574 ... Solution flow path, 1581-1584 ... Ventilation flow path, 161 ... Detection window part, 173 ... Microorganism detection flow path, 1151 ... Short wavelength fluorescence separation dichroic mirror 1152 ... dichroic mirror for medium wavelength fluorescence separation, 1171 ... short wavelength band pass filter, 1172 ... medium wavelength band pass filter, 1173 ... long wavelength band pass filter, 1181, 1182 ... condensing lens, 1201 ... light detection for short wavelength 1202... Medium wavelength photodetector, 1203... Long wavelength photodetector.

Claims (10)

試料に、膜透過性の核酸染色色素と、検査対象の目的微生物等の抗原と結合する蛍光標識抗体を添加し、蛍光サイトメトリー法を用いて前記膜透過性の核酸染色色素による蛍光と前記蛍光標識抗体の標識色素による蛍光の両方を発したものを前記目的微生物等として計数することを特徴とする微生物等の検査方法。   A membrane-permeable nucleic acid staining dye and a fluorescently labeled antibody that binds to an antigen such as a target microorganism to be examined are added to the sample, and fluorescence and the fluorescence by the membrane-permeable nucleic acid staining dye are added using a fluorescence cytometry method. A method for inspecting microorganisms or the like, which comprises counting, as the target microorganisms or the like, those that emit both fluorescence from a labeled dye of a labeled antibody. 請求項1において、
前記試料に、さらに膜不透過性の核酸染色色素を添加し、前記膜透過性の核酸染色色素による蛍光と前記蛍光標識抗体の標識色素による蛍光の二つの蛍光を発したものを前記目的微生物等の生微生物等として計数することを特徴とする微生物等の検査方法。
In claim 1,
Further, a membrane-impermeable nucleic acid staining dye is added to the sample, and the target microorganism or the like emits two fluorescences, fluorescence by the membrane-permeable nucleic acid staining dye and fluorescence by the fluorescent dye-labeled dye. A method for inspecting microorganisms and the like characterized by counting as live microorganisms.
請求項1または2において、
前記試料は、磁気ビーズを用いて前記目的微生物を濃縮したものであり、前記蛍光サイトメトリー法はフローサイトメトリー法であることを特徴とする微生物等の検査方法。
In claim 1 or 2,
The sample is obtained by concentrating the target microorganism using magnetic beads, and the fluorescence cytometry method is a flow cytometry method.
請求項1において、
前記蛍光標識抗体を添加する前に、前記膜透過性の核酸染色色素を添加することを特徴とする微生物等の検査方法。
In claim 1,
A method for testing microorganisms or the like, characterized by adding the membrane-permeable nucleic acid staining dye before adding the fluorescently labeled antibody.
請求項2において、
前記蛍光標識抗体を添加する前に、前記膜透過性の核酸染色色素と前記膜不透過性の核酸染色色素を添加することを特徴とする微生物等の検査方法。
In claim 2,
A method for testing microorganisms or the like, comprising adding the membrane-permeable nucleic acid staining dye and the membrane-impermeable nucleic acid staining dye before adding the fluorescently labeled antibody.
請求項3において、
前記蛍光標識抗体を添加する前に、前記膜透過性の核酸染色色素を添加することを特徴とする微生物等の検査方法。
In claim 3,
A method for testing microorganisms or the like, characterized by adding the membrane-permeable nucleic acid staining dye before adding the fluorescently labeled antibody.
請求項6において、
前記膜透過性の核酸染色色素の添加時に、pHが7.0〜7.6であることを特徴とする微生物等の検査方法。
In claim 6,
A method for testing microorganisms or the like, wherein the pH is 7.0 to 7.6 when the membrane-permeable nucleic acid staining dye is added.
検体液が保持される検体容器、膜透過性の核酸染色色素が保持される膜透過染色容器、目的微生物の抗原と結合する蛍光標識抗体が保持される標識抗体染色容器、微生物検出用流路、前記検体容器と前記膜透過染色容器、前記膜透過染色容器と前記標識抗体染色容器、および前記標識抗体染色容器と前記微生物検出用流路をそれぞれ接続する流路を備えた微生物検査カセットと、
前記微生物検査カセットが装着され、前記微生物検査カセットを移動させるステージと、
前記微生物検査カセットと接続され、前記検体液を前記検体容器から前記膜透過染色容器に搬送し、前記膜透過染色容器から混合液を前記標識抗体染色容器に搬送し、前記標識抗体染色容器から混合液を検出液として前記微生物検出用流路に搬送する圧力を供給する圧力供給装置と、
前記微生物検出用流路に励起光を照射する光源、前記微生物検出用流路を流れる検出液からの蛍光を検出して電気信号に変換する光検出器を有する検出装置と、を有することを特徴とする微生物等の検査装置。
A sample container for holding a sample liquid, a membrane permeation staining container for holding a membrane-permeable nucleic acid staining dye, a labeled antibody staining container for holding a fluorescently labeled antibody that binds to an antigen of a target microorganism, a microorganism detection flow path, The specimen container and the membrane permeation staining container, the membrane permeation staining container and the labeled antibody staining container, and a microorganism testing cassette comprising a flow path for connecting the labeled antibody staining container and the microorganism detection flow path,
A stage on which the microbial test cassette is mounted and moves the microbial test cassette;
Connected to the microorganism test cassette, transports the sample liquid from the sample container to the membrane permeation staining container, transports the mixed solution from the membrane permeation staining container to the labeled antibody staining container, and mixes from the labeled antibody staining container A pressure supply device for supplying a pressure for conveying the liquid as a detection liquid to the microorganism detection flow path;
A light source that irradiates the microorganism detection flow path with excitation light, and a detection device that includes a light detector that detects fluorescence from the detection liquid flowing through the microorganism detection flow path and converts the fluorescence into an electrical signal. Testing equipment for microorganisms.
蛍光色素と混合した検体液に励起光を照射して蛍光を検出することにより前記検体液に含まれる微生物等を電気信号として検出する微生物等の検査装置に用いられる微生物検査カセットであって、
検体液が保持される検体容器と、
膜透過性の核酸染色色素が保持される膜透過染色容器と、
目的微生物の抗原と結合する蛍光標識抗体が保持される標識抗体染色容器と、
前記励起光が照射される微生物検出用流路と、
前記検体容器と前記膜透過染色容器、前記膜透過染色容器と前記標識抗体染色容器、及び前記標識抗体染色容器と前記微生物検出用流路をそれぞれ接続する流路とを備えたことを特徴とする微生物検査カセット。
A microorganism testing cassette used in a testing apparatus such as a microorganism that detects microorganisms contained in the sample liquid as an electrical signal by irradiating excitation light to the sample liquid mixed with a fluorescent dye to detect fluorescence,
A sample container for holding the sample liquid;
A membrane-permeable staining container holding a membrane-permeable nucleic acid staining dye; and
A labeled antibody staining container holding a fluorescently labeled antibody that binds to an antigen of the target microorganism;
A microorganism-detecting channel irradiated with the excitation light;
The specimen container and the membrane permeation staining container, the membrane permeation staining container and the labeled antibody staining container, and the flow path connecting the labeled antibody staining container and the microorganism detection flow path, respectively. Microorganism test cassette.
請求項9において、
前記膜透過性の核酸染色色素と前記蛍光標識抗体がそれぞれ前記膜透過染色容器と前記標識抗体染色容器に設けられたガラス管内に保持されていることを特徴とする微生物検査カセット。
In claim 9,
A microorganism testing cassette, wherein the membrane-permeable nucleic acid staining dye and the fluorescently labeled antibody are held in glass tubes provided in the membrane-permeable staining container and the labeled antibody staining container, respectively.
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