JP2018042502A - 微生物コロニーの測定方法及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微生物コロニーを測定する微生物コロニーの測定方法であって、培地1上に載置され、湿潤時に透過性を備える多孔質膜2の表面上で微生物を培養する培養工程と、培養工程の後に、所定の蛍光試薬及び所定の抗体のうちの少なくとも1種を、多孔質膜に付着物4として付着させて微生物52を染色すると共に多孔質膜を湿潤させる染色工程と、微生物が培養された多孔質膜を、その裏面側が接するように、底部31が透明な容器3の底面32に載置する載置工程と、多孔質膜及び容器の底部を介して微生物により発せられる蛍光を観測することにより微生物コロニーを測定する測定工程と、を行うことを特徴とする。これにより容器の底面側の結露を防止し、底面側からの観測精度が低下するおそれがない。
【選択図】図1
Description
特許文献2に開示されている生理活性判定方法は、微生物をメンブレンフィルタ上に捕集して培養した後、そのメンブレンフィルタの下面側から浸透させた蛍光染色液でメンブレンフィルタ上の微生物を染色する。その後、顕微鏡で光学観測をしている。
特許文献1には、透光性容器内の培地上で検体を培養した後、試薬を滴下拡散して顕微鏡で光学観測することが記載されているが、観測時の透光性容器の結露防止については検討されていない。また、迅速検査後に検体を継続して培養可能とすることも検討されていない。
また、特許文献2に記載されているような生理活性判定方法では、メンブレンフィルタ上に形成された微生物コロニーの形状が失われないように、染色剤をメンブレンフィルタの下面側から浸透させて微生物コロニーを染色した後、検体を乾燥させて固定していた。また、検体を乾燥させた後に観察するため、観察後に検体を継続して培養することは考慮されていなかった。
2.前記測定工程は、前記容器の底部が上側となるように前記容器を載置し、前記多孔質膜の前記裏面が湿気によって前記容器の底面に付着した状態で前記蛍光を観測する前記1.記載の微生物コロニーの測定方法。
3.前記培養工程は、前記微生物が混ざった溶液をフィルタにより濾過し、当該フィルタを前記多孔質膜として前記培地上に載置することによって前記微生物を培養する前記1.又は2.に記載の微生物コロニーの測定方法。
4.前記染色工程は、前記付着物の安定化剤を含む溶媒に前記付着物を溶かした溶液により前記多孔質膜を湿潤させることによって、前記付着物を前記多孔質膜に付着させる前記1.乃至3.に記載の微生物コロニーの測定方法。
5.容器中の検体から微生物のコロニーを検出する微生物コロニーの測定装置であって、前記容器はその底部が透明であり、且つ前記検体を付着させた多孔質膜がその底面に載置されており、前記多孔質膜は所定の蛍光試薬及び所定の抗体のうちの少なくとも1種により浸潤されており、前記容器をその底部が上方となる向きに載置する載置部と、前記容器に収容された前記多孔質膜に対して励起光を照射する光源部と、前記載置部の上方に設けられ、前記容器の底部を介して前記多孔質膜に付着している前記検体の画像を取得する撮像部と、を備えることを特徴とする微生物コロニーの測定装置。
6.前記載置部に載置された前記容器の上方又は下方に、前記多孔質膜に付着している前記付着物を一定温度に加温するためのヒータを備える前記5.記載の微生物コロニーの測定装置。
また、容器の開口方向が下向きとなって上側に空気より軽い蒸気が漏れる隙間がなくなるため、蒸気が容器内から逃げにくくなり、多孔質膜の乾燥を抑制することができる。
染色工程は、付着物の安定化剤を含む溶媒に付着物を溶かした溶液により多孔質膜を湿潤させることによって、付着物を多孔質膜に付着させる場合には、蛍光をむらなく発するようにすることができる。
前記載置部に載置された前記容器の上方又は下方に、前記多孔質膜に付着している前記付着物を一定温度に加温するためのヒータを備える場合は、付着物である前記蛍光試薬等の反応を安定させて、より確実に微生物コロニーの蛍光等を観測することができる。
前記液を多孔質膜に浸す方法は特に問わず、容器中に前記液を入れた後に多孔質膜を容器内に載置する、多孔質膜に前記液を噴霧や滴下する等の任意の方法を選択することができる。また、測定工程に用いる容器に溶液を入れた後に多孔質膜を容器内に載置することにより、染色工程と載置工程とを同時に行ってもよい。
多孔質膜上の微生物を培養させて微生物コロニーを形成するための培地は、対象となる微生物に応じて適宜選択することができ、寒天培地等の固形培地、半流動培地等を用いることができる。また、培地に直接微生物を培養するに限られず、濾過等により微生物を付着させたメンブレンフィルタ等の多孔質膜を培地上に載置し、そのまま微生物を培養してフィルタ上に微生物コロニーを形成させてもよい。
微生物の培養方法は、必要とする観測方法に合わせて通常用いられる培養方法を選択することができる。
pH緩衝剤、界面活性剤、分散剤、細胞透過処理剤等の種類及び濃度は、微生物の増殖や、蛍光試薬等による染色を過度に阻害しない濃度において適宜選択することができる。
通常、蓋付きの容器に恒温槽に入っていた微生物を載せた検体を納める作業を行うと、検体により室温より高い温度となった空気が容器の内壁により冷却されて空気中の水蒸気が凝縮して結露する。そして結露によって生じた多数の微小な水滴により蛍光や励起光が散乱するため、正確な観測が困難になる。
これに対して、容器の底部側から蛍光を観測する場合は、容器の底面(底部の内側面)には多孔質膜が接触し、更に隙間が付着物等によって満たされるため、容器の表面に結露が生じることがなく、蛍光や励起光が散乱して観測の妨げになることがない。また、容器の底面部を上向きに設置して、上面から撮影を行うことで、容器の下面、もしくは上面にヒータを置いて多孔質膜を加温する際に、多孔質膜の蒸発を防ぎつつ加温することができる。
また、微生物から発せられる蛍光を観測する手段は適宜選択することができ、例えば、蛍光顕微鏡等を用いた肉眼観察したり、イメージセンサ等により撮像したりする等を挙げることができる。
例えば、光源部62として、LEDランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザ発振器等の光源を挙げることができる。落射照明部64は、微生物コロニーに照射する光源部62の光路と、微生物コロニーを撮像する撮像部63の光路の光軸と、を同一にするためのものであり、ダイクロイックミラーやプリズム等を組み合わせて構成することができる。撮像部63の撮像素子は、微生物コロニーから発する蛍光の波長により撮像して、その画像を得ることができる手段であればよく、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ、SITイメージセンサ等を例示することができる。
また、落射照明部64、光源部62又は撮像部63にダイクロイックミラーや光学フィルタ等を任意に組み合わせて、載置部61を照射する励起光の波長や、撮像部63に到達する蛍光の波長を選択したり、波長の切替を行ったりすることができる。
ヒータ65は、載置部61に載置された容器3の上方(容器3の底部側)又は下方(容器3の開口側)に設けられたヒータであり、載置された容器3を加温することによって、容器3内の多孔質膜の付着物4である染色剤を暖め、その染色反応を安定させることができる。測定装置6は、載置部61の下方にヒータ65を設けているが、これに限られず、容器3上に載置するようにヒータ65を設けてもよい。容器3上に載置するようにヒータ65を設ける場合は、ガラスヒータ等の透光性を備えるヒータを使用することができる。
複数の染色を行う場合において各染色を分けて行い、染色毎に測定工程を行ってもよい。異なる染色対象の蛍光色素が、同一の蛍光波長をもつ場合でも、その染色対象が重複しない、もしくは一方に包括される場合には、より限定的な対象を染色する染色剤から使用し、順に測定工程を同一波長の蛍光色素を使用する場合は、より限定的波長の蛍光色素から順に測定工程をおこなうことで染色を区別できる。更に、異なる蛍光色素を染色剤ごとに使い分ける場合は、複数の波長を放射する光源によって、複数波長の蛍光を発するようにし、観測時に各波長の蛍光をバンドパスフィルタ等によりそれぞれ選択して観察してもよい。
(1)培養工程
大腸菌を含む水溶液である検体を多孔質膜2である厚さ0.1mm、平均孔径0.2μmの未着色PTFE製メンブレンフィルタ(メルクミリポア社、JGWP02500)によって濾過し、多孔質膜2に測定する微生物51として大腸菌を付着させた(図2)。大腸菌は、大きさが短軸0.4−0.7μm、長軸2.0−4.0μm程度の桿状体である。
この多孔質膜2をトリプトソイ寒天平板培地1上に載置した状態で、37℃の恒温槽内に5時間静置して培養し、大腸菌の微生物コロニー52を形成させた(図3)。
エステラーゼ系染色剤の水溶液4を、容器3であるシャーレに滴下した(約0.05ml)(図4)。そして、多孔質膜2を培地1から剥離した後、シャーレの底面32に載置した。底面32に載置された多孔質膜2は、付着物4が染みこみ、多孔質膜2が湿潤すると同時に、多孔質膜2表面の微生物コロニー52が付着物4により染色される。湿潤した多孔質膜2は着色されておらず、且つ透過性を備えており、多孔質膜2の表面の状態が透けて見える(図5)。
多孔質膜2を載置したシャーレ3に蓋32を被せた後、底部31が上向きとなるようにシャーレ3を蓋32毎ひっくり返し(図1)、蛍光顕微鏡を備える微生物コロニーの測定装置6に設置した(図6)。このとき、多孔質膜2はシャーレ3の底面32に付着しているため脱落可能な状態となるが、多孔質膜2とシャーレ3の底面32との隙間を付着物4が埋め、水の表面張力により多孔質膜2がシャーレ3の底面32から脱落しないように維持されるため、容易に脱落することはない。また、多孔質膜の温度が37度となるように装置内のヒータにより加温を開始した。この加温により、染色反応を適度な温度で安定して行うことができ、より確実に蛍光が確認可能となる。
次いで、シャーレ3の底部31の上方から多孔質膜2に向けて励起光を照射して、底部31及び多孔質膜2を介して微生物コロニー52の観察、及び撮影を行った(図1、図6、図7)。
図7に示すように、底部31及び多孔質膜2を介した状態であっても、微生物コロニー52から発せられる蛍光を確認することができた。また、微生物コロニー52の形状も輪郭が崩れたりすることがなく円形状であった。
更に、シャーレ3を測定装置6に設置してから、観察及び撮影が完了するまでの時間は約5分間であり、その期間において多孔質膜2がシャーレ3の底面32から脱落することはなかった。
また、前記測定工程で蛍光を撮影した画像(図7)と、デジタルカメラで撮影した画像(図8)と、を比較して、微生物コロニーの位置の移動や、消失等の微生物コロニーの溶解や汚染が起きていないかを確認したところ異常は見られず、測定工程が完了した後に培養を継続しても微生物コロニーの形状を維持できることが確認できた。
Claims (6)
- 微生物コロニーを測定する微生物コロニーの測定方法であって、
培地上に載置され、湿潤時に透過性を備える多孔質膜の表面上で微生物を培養する培養工程と、
前記培養工程の後に、所定の蛍光試薬及び所定の抗体のうちの少なくとも1種を、前記多孔質膜に付着物として付着させて前記微生物を染色すると共に前記多孔質膜を湿潤させる染色工程と、
前記微生物が培養された前記多孔質膜を、その裏面側が接するように、底部が透明な容器の底面に載置する載置工程と、
前記多孔質膜に励起光を照射し、前記多孔質膜及び前記容器の底部を介して前記微生物により発せられる蛍光を観測することにより微生物コロニーを測定する測定工程と、
を行うことを特徴とする微生物コロニーの測定方法。 - 前記測定工程は、前記容器の底部が上側となるように前記容器を載置し、前記多孔質膜の前記裏面が前記容器の底面に付着した状態で前記蛍光を観測する請求項1記載の微生物コロニーの測定方法。
- 前記培養工程は、前記微生物が混ざった溶液をフィルタにより濾過し、当該フィルタを前記多孔質膜として前記培地上に載置することによって前記微生物を培養する請求項1又は2に記載の微生物コロニーの測定方法。
- 前記染色工程は、前記付着物の安定化剤を含む溶媒に前記付着物を溶かした溶液により前記多孔質膜を湿潤させることによって、前記付着物を前記多孔質膜に付着させる請求項1乃至3のいずれかに記載の微生物コロニーの測定方法。
- 容器中の検体から微生物のコロニーを検出する微生物コロニーの測定装置であって、
前記容器はその底部が透明であり、且つ前記検体を付着させた多孔質膜がその底面に載置されており、
前記多孔質膜は所定の蛍光試薬及び所定の抗体のうちの少なくとも1種により浸潤されており、
前記容器をその底部が上方となる向きに載置する載置部と、
前記容器に収容された前記多孔質膜に対して励起光を照射する光源部と、
前記載置部の上方に設けられ、前記容器の底部を介して前記多孔質膜に付着している前記検体の画像を取得する撮像部と、
を備えることを特徴とする微生物コロニーの測定装置。 - 前記載置部に載置された前記容器の上方又は下方に、前記多孔質膜に付着している前記付着物を一定温度に加温するためのヒータを備える請求項5記載の微生物コロニーの測定装置。
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JP2004344087A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 微生物計量における計量方法および液体培地および微多孔膜支持体 |
JP2013021960A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Atect Corp | 培養観察装置 |
JP5237305B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2013-07-17 | ナノロジックス,インコーポレイテッド | 透過性を有するメンブレン上の微生物の検知及び識別 |
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Patent Citations (3)
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