JP2021093934A

JP2021093934A - 測定装置

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Publication number: JP2021093934A
Application number: JP2019226411A
Authority: JP
Inventors: 奈緒子山邊; Naoko Yamabe; 小宮　研一; Kenichi Komiya; 研一小宮; 新井　竜一; Ryuichi Arai; 竜一新井; 小川　雄一; Yuichi Ogawa; 雄一小川; 哲仁鈴木; Akihito Suzuki
Original assignee: Toshiba TEC Corp; Kyoto University NUC
Current assignee: Toshiba TEC Corp; Kyoto University NUC
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2039-12-16
Also published as: JP7489053B2

Abstract

【課題】検体が含む微生物の繁殖を抑制することができる測定装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、測定装置１は、容器３３と、抑制機構３４と、ステージ１６と、照射器１２と、受信器１８と、プロセッサと、を備える。容器は、検体を含む試料液５０を保持する。抑制機構は、前記検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。ステージは、前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板２０を保持する。照射器は、前記構造体に電磁波を照射する。受信器は、前記構造体からの反射波又は透過波を受信する。プロセッサは、前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、測定装置に関する。

測定装置には、検体が含む大腸菌などの微生物の量を測定するものがある。そのような測定装置は、検体に所定の処理を行うことで試料液を生成し、生成した試料液に含まれる微生物の量を測定する。

従来、測定装置は、検体から試料液を生成する工程において検体が含む微生物が繁殖し測定結果に影響を及ぼす恐れがある。

特表２００１−５２６７８０号公報

上記の課題を解決するため、検体が含む微生物の繁殖を抑制することができる測定装置を提供する。

実施形態によれば、測定装置は、容器と、抑制機構と、ステージと、照射器と、受信器と、プロセッサと、を備える。容器は、検体を含む試料液を保持する。抑制機構は、前記検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。ステージは、前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板を保持する。照射器は、前記構造体に電磁波を照射する。受信器は、前記構造体からの反射波又は透過波を受信する。プロセッサは、前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定する。

図１は、第１の実施形態に係る測定装置の構成例を概略的に示す図である。図２は、第１の実施形態に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。図３は、第１の実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す上面図である。図４は、第１の実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す断面図である。図５は、第１の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。図６は、第１の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。図７は、第１の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。図８は、第２の実施形態に係る測定装置の構成例を概略的に示す図である。図９は、第２の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。図１０は、第３の実施形態に係る測定装置の構成例を概略的に示す図である。図１１は、第３の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは適宜、設計変更することができる。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
実施形態に係る測定装置は、食品などの検体に含まれる特定の微生物（たとえば、大腸菌など）の量を測定する。測定装置は、検体に対して所定の処理を行うことで試料液を生成する。測定装置は、試料液に含まれる微生物の量を測定する。

図１は、測定装置１の構成例を概略的に示す。図１が示すように、測定装置１は、制御装置１１、電磁波照射器１２、ステージ１６、電磁波受信器１８、基板２０、投入口３０、ミキサ３１、濾過器３２、容器３３、抑制機構３４、温度センサ３５、反応容器３６、ピペット機構３７、バルブ４１（第１のバルブ４１ａ及び第２のバルブ４１ｂ）、駆動回路２１２及びＡ／Ｄ変換器２１８などを備える。

なお、測定装置１は、図１が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置１から特定の構成が除外されたりしてもよい。

制御装置１１は、測定装置１全体を制御する。制御装置１１は、制御信号を送信し各部を制御する。また、制御装置１１は、測定装置１の各部から種々の信号を受信する。たとえば、制御装置１１は、電磁波照射器１２に電磁波を照射させる。また、制御装置１１は、電磁波受信器１８が受信した電磁波の強度を取得する。制御装置１１は、電磁波の強度などに基づいて基板２０に添付されている微生物の量を測定する。
制御装置１１については、後に詳述する。

投入口３０は、ユーザが検体及び洗浄液などを投入する穴である。たとえば、検体は、肉又は野菜などの食品である。投入口３０は、ミキサ３１の上端に接続する。即ち、投入口３０に投入された検体及び洗浄液は、ミキサ３１に投入される。ここでは、検体を含む洗浄液を試料液５０とする。

ミキサ３１（粉砕器）は、洗浄液中において検体を粉砕する。ミキサ３１は、試料液５０を格納する容器及び検体を粉砕する刃などから構成される。ミキサ３１は、容器内で刃を回転させることで検体を粉砕する。

ミキサ３１の下端は、濾過器３２の上端に接続する。即ち、ミキサ３１で粉砕された検体が懸濁した試料液５０は、濾過器３２に投入される。

濾過器３２は、試料液５０を濾過する。即ち、濾過器３２は、試料液５０から不要な夾雑物を除去する。濾過器３２は、フィルタ３２ａを備える。フィルタ３２ａは、所定の大きさの物質を透過させる。即ち、フィルタ３２ａは、測定対象となる微生物を透過させ夾雑物の通過を阻止する。

濾過器３２の下端は、容器３３の上端に接続する。即ち、濾過器３２に濾過された試料液５０は、容器３３に投入される。また、濾過器３２と容器３３との間には、第１のバルブ４１ａが形成されている。第１のバルブ４１ａは、容器３３への試料液５０の通過を制御する。

容器３３は、濾過器３２からの試料液５０を保持する。容器３３は、所定の大きさに形成されている。容器３３の下端は、反応容器３６に接続する。即ち、容器３３に保持された試料液５０は、反応容器３６に投入される。また、容器３３と反応容器３６との間には、第２のバルブ４１ｂが形成されている。

第２のバルブ４１ｂは、反応容器３６への試料液５０の通過を制御する。第２のバルブ４１ｂが閉じている間において、容器３３は、試料液５０を保持する。

容器３３には、抑制機構３４が形成されている。抑制機構３４は、容器３３が保持する試料液５０に含まれる微生物（検出対象となる微生物）の繁殖を抑制（微生物を不活化）する。即ち、抑制機構３４は、検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。たとえば、抑制機構３４は、殺菌処理を行う。

ここでは、抑制機構３４は、容器３３が保持する試料液５０を加熱する。抑制機構３４は、制御装置１１からの制御に従って試料液５０を所定の加熱温度（たとえば、１００℃）に加熱し、試料液５０の温度を当該加熱温度に所定の加熱時間（たとえば、１時間）維持する。たとえば、抑制機構３４は、試料液５０を加熱するためのヒータから構成される。

なお、抑制機構３４は、試料液５０を冷却して微生物の繁殖を抑制するものであってもよい。また、抑制機構３４は、紫外線又は放射線などを試料液５０に照射して微生物の繁殖を抑制するものであってもよい。また、抑制機構３４は、容器３３に接触して形成されてもよいし、接触せずに形成されてもよい。また、抑制機構３４は、容器３３の内部に形成されてもよい。
抑制機構３４の構成及び抑制方法は、特定の構成に限定されるものではない。

温度センサ３５は、容器３３の内部に形成されている。温度センサ３５は、容器３３が保持する試料液５０の温度を測定する。たとえば、温度センサ３５は、サーミスタなどから構成される。

反応容器３６は、容器３３からの試料液５０を保持する。反応容器３６は、試料液５０に含まれる微生物に所定の物質を反応させるための容器である。たとえば、反応容器３６は、抗原抗体反応を行うための容器である。たとえば、制御装置１１は、反応容器３６に磁性ビーズが修飾された抗体を投入し、微生物（たとえば、抑制機構３４によって死んだ微生物）に磁性ビーズが修飾された抗体を固定する
ピペット機構３７は、制御装置１１からの制御に従って、反応容器３６が保持する試料液５０を基板２０上に添付する。ピペット機構３７は、抗原抗体反応が終了した後に、試料液５０を基板２０上に添付する。

たとえば、ピペット機構３７は、液体を吸入する吸入機構と放出する送液機構と液体の放出位置を移動させる移動機構とを有する。吸入機構は、ピペットチップラックなどにあるピペットチップを装着する。

送液機構としてのピペット機構３７は、装着されるピペットチップの先端から液体を吸入及び放出する。ピペット機構３７に装着されるピペットチップの先端部は、例えば、反応容器３６に保持された試料液５０を吸入及び注入できる形状を有する。これにより、ピペット機構３７は、制御装置１１の制御に基づいてピペットチップの先端から試料液５０を反応容器３６から吸入し又は試料液５０を注入する。

移動機構としてのピペット機構３７は、ピペットチップの装着部を移動させる。ピペット機構３７は、測定装置１内においてピペットチップの装着部を３次元的に移動させる。例えば、ピペット機構３７は、装着されているピペットチップを制御装置１１が指示する位置へ移動させてピペットチップの先端から試料液５０を吸入又は放出する。

電磁波照射器１２は、駆動回路２１２からの制御に従って基板２０に電磁波（照射波）を照射する。たとえば、電磁波照射器１２は、駆動回路２１２から印加される電圧に応じた周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波照射器１２は、数テラヘルツ程度の周波数の電磁波を照射する。なお、電磁波照射器１２は、照射波の焦点を基板２０上に合わせる光学系を備えてもよい。

ステージ１６は、基板２０を支持する部材である。ステージ１６は、所定の台に固定さている。なお、ステージ１６は、制御装置１１からの制御に従って基板２０を移動させるものであってもよい。

電磁波受信器１８は、反射波の強度を測定する。たとえば、電磁波受信器１８は、反射波の強度に応じた電圧を制御装置１１に出力する。たとえば、電磁波受信器１８は、フォトトランジスタなどの光学センサから構成される。なお、電磁波受信器１８は、反射波の焦点を電磁波受信器１８の光学センサに合わせる光学系を備えてもよい。

駆動回路２１２は、電磁波照射器１２に接続する。駆動回路２１２は、電磁波照射器１２を制御する。たとえば、駆動回路２１２は、制御装置１１からの制御信号に基づいて電磁波照射器１２に電圧を印加する。即ち、駆動回路２１２は、制御信号をアナログ信号に変換して電磁波照射器１２に印加する。

Ａ／Ｄ変換器２１８は、電磁波受信器１８に接続する。Ａ／Ｄ変換器２１８は、電磁波受信器１８が出力した電圧を示すセンサ信号（たとえば、デジタル信号）を生成する。即ち、Ａ／Ｄ変換器２１８は、電磁波受信器１８からの電圧をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２１８は、センサ信号を制御装置１１に送信する。なお、Ａ／Ｄ変換器２１８は、電磁波受信器１８が出力した電圧を増幅するアンプを備えてもよい。

図２は、測定装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。図２が示すように、測定装置１は、制御装置１１、電磁波照射器１２、入力装置１３、電磁波受信器１８、ミキサ３１、抑制機構３４、温度センサ３５、ピペット機構３７、バルブ４１、駆動回路２１２、Ａ／Ｄ変換器２１８、駆動回路２３１、駆動回路２３４、Ａ／Ｄ変換器２３５、駆動回路２３７及び駆動回路２４１などを備える。

制御装置１１は、プロセッサ１１１、メモリ１１２、入力インターフェース１１３、インターフェース１１４、タイマ１１５及びバスライン１２０などを備える。

プロセッサ１１１、メモリ１１２、入力インターフェース１１３、インターフェース１１４及びタイマ１１５は、バスライン１２０に接続する。入力装置１３は、入力インターフェース１１３に接続する。駆動回路２１２、Ａ／Ｄ変換器２１８、駆動回路２３１、駆動回路２３４、Ａ／Ｄ変換器２３５、駆動回路２３７及び駆動回路２４１は、インターフェース１１４に接続する。電磁波照射器１２は、駆動回路２１２に接続する。電磁波受信器１８は、Ａ／Ｄ変換器２１８に接続する。ミキサ３１は、駆動回路２３１に接続する。抑制機構３４は、駆動回路２３４に接続する。温度センサ３５は、Ａ／Ｄ変換器２３５に接続する。ピペット機構３７は、駆動回路２３７に接続する。バルブ４１は、駆動回路２４１に接続する。

なお、測定装置１は、図２が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置１から特定の構成が除外されたりしてもよい。

電磁波照射器１２、ステージ１６、電磁波受信器１８、基板２０、投入口３０、ミキサ３１、濾過器３２、容器３３、抑制機構３４、温度センサ３５、反応容器３６、ピペット機構３７、バルブ４１、駆動回路２１２及びＡ／Ｄ変換器２１８は、前述の通りである。

プロセッサ１１１は、制御装置１１全体の動作を制御する。たとえば、プロセッサ１１１は、電磁波照射器１２に電磁波を照射させる。また、プロセッサ１１１は、電磁波受信器１８が受信した反射波の強度に基づいて微生物の量を測定する。

たとえば、プロセッサ１１１は、ＣＰＵなどから構成される。また、プロセッサ１１１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などから構成されるものであってもよい。また、プロセッサ１１１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから構成されるものであってもよい。

メモリ１１２は、種々のデータを格納する。たとえば、メモリ１１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＮＶＭとして機能する。
たとえば、メモリ１１２は、制御プログラム及び制御データなどを記憶する。制御プログラム及び制御データは、制御装置１１の仕様に応じて予め組み込まれる。たとえば、制御プログラムは、制御装置１１で実現する機能をサポートするプログラムなどである。

また、メモリ１１２は、プロセッサ１１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、メモリ１１２は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

バスライン１２０は、プロセッサ１１１からの制御信号を各部に供給する。また、バスライン１２０は、各部からの信号をプロセッサ１１１に供給する。

入力インターフェース１１３は、入力装置１３とデータを送受信するためのインターフェースである。入力インターフェース１１３は、入力装置１３からの信号をプロセッサ１１１に供給する。また、入力インターフェース１１３は、プロセッサ１１１から信号を入力装置１３に供給してもよい。たとえば、入力インターフェース１１３は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続などをサポートする。

インターフェース１１４は、駆動回路２１２、Ａ／Ｄ変換器２１８、駆動回路２３１、駆動回路２３４、Ａ／Ｄ変換器２３５、駆動回路２３７及び駆動回路２４１とデータを送受信するためのインターフェースである。インターフェース１１４は、各部からの信号をプロセッサ１１１に供給する。また、入力インターフェース１１３は、プロセッサ１１１から信号を各部に供給する。

タイマ１１５は、プロセッサ１１１の制御に従って時間を測定する。タイマ１１５は、プロセッサ１１１からの信号に従って、時間の測定を開始する。また、タイマ１１５は、測定した時間を示す信号をプロセッサ１１１に送信する。また、タイマ１１５は、プロセッサ１１１からの信号に従って、時間の測定を停止し、又は、リセットする。

駆動回路２３１は、プロセッサ１１１からの制御に従ってミキサ３１を制御する。たとえば、駆動回路２３１は、ミキサ３１に電力を供給する。

駆動回路２３４は、プロセッサ１１１からの制御に従って抑制機構３４を制御する。たとえば、駆動回路２３４は、抑制機構３４を構成するヒータに電力を供給する。駆動回路２３４は、プロセッサ１１１からの制御に従って抑制機構３４を構成するヒータに印加する電力を制御してもよい。

Ａ／Ｄ変換器２３５は、温度センサ３５が出力した電圧を示すセンサ信号（たとえば、デジタル信号）を生成する。即ち、Ａ／Ｄ変換器２３５は、温度センサ３５からの電圧をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２３５は、センサ信号を制御装置１１に送信する。なお、Ａ／Ｄ変換器２３５は、温度センサ３５が出力した電圧を増幅するアンプを備えてもよい。

駆動回路２３７は、プロセッサ１１１からの制御に従ってピペット機構３７を制御する。たとえば、駆動回路２３７は、ピペット機構３７にピペットチップを搬送させる。また、駆動回路２３７は、ピペット機構３７にピペットチップの先端から試料液５０を吸入又は放出させる。

駆動回路２４１は、プロセッサ１１１からの制御に従ってバルブ４１を制御する。即ち、駆動回路２４１は、バルブ４１を開放及び閉鎖する
次に、基板２０について説明する。
図３は、基板２０の上面図である。図４は、Ｆ４−Ｆ４の断面図である。
図３及び図４が示すように、基板２０は、基材２１及び構造体２２などから構成される。

基材２１は、たとえば、所定の大きさの矩形に形成される。基材２１は、電磁波照射器１２が照射する電磁波に対して変化を生じさせない素材から構成される。即ち、基材２１は、たとえば、電磁波照射器１２が照射する電磁波の周波数帯において透過性を有する素材から構成される。基材２１は、シリコンから構成されるシリコンウエハなどである。また、基材２１は、ポリエチレンなどの有機材料から構成されてもよい。

基材の厚さは、１００〜８００μｍの範囲である。たとえば、基材２１の厚さは、５２５μｍ程度である。
なお、基材２１の素材及び外寸は、特定の構成に限定されるものではない。

構造体２２は、基材２１に支持されている。構造体２２は、電磁波の反射率における周波数特性においてピークを有する。構造体２２は、ピークに寄与する所定の形状の構造体から構成される。構造体２２は、例えば、電磁波照射器１２が照射する電磁波の周波数帯においてピークを有する。
構造体２２に微生物が付着すると、構造体２２の反射率は、変化する。

構造体２２は、環状構造である。構造体２２は、一部が切断されている環状に構造である。たとえば、構造体２２は、Ｃ字型に形成される。

構造体２２は、金又はアルミニウム（金属）などの導電体から形成される。構造体２２は、複数の層を備える構造であってもよい。たとえば、構造体２２は、基材２１との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。

たとえば、構造体２２の外寸は、１８μｍ程度である。また、構造体２２の幅（環の幅）は、３μｍ程度である。また、構造体２２の厚さは、０．１μｍから５０μｍの範囲である。構造体２２の厚さは、０．２μｍ程度である。
なお、構造体２２は、電磁波に共振するものであればよく、構造体２２の形状、大きさ及び個数は、特定の構成に限定されるものではない。

構造体２２は、分割リング共振器を形成する。構造体２２は、分割リング共振器によってＬＣＲ（コイル、コンデンサ、抵抗）回路を形成する。構造体２２は、ＬＣＲ回路によって所定の共振周波数において共振特性を有する。

構造体２２は、周期的に複数個配置される周期構造体として基材２１上に複数個形成されている
なお、構造体２２は、基材２１上に形成される層であって、所定の形状の空隙を有するものであってもよい。たとえば、構造体２２は、環の一部が切断する形状（Ｃ字型）の空隙を周期的に複数個有するものであってもよい。

次に、制御装置１１が実現する機能について説明する。以下の機能は、制御装置１１のプロセッサ１１１がメモリ１１２などに格納されるプログラムを実行することで実現される。

まず、プロセッサ１１１は、抑制機構に、試料液５０に含まれる微生物の繁殖を抑制させる機能を有する。

ここでは、ユーザは、投入口３０に検体と洗浄液とを投入したものとする。また、第１のバルブ４１ａ及び第２のバルブ４１ｂは、閉鎖しているものとする。

プロセッサ１１１は、ミキサ３１に、洗浄液中において検体を粉砕させる。たとえば、プロセッサ１１１は、駆動回路２３１に、ミキサ３１を駆動させる。ミキサ３１は、駆動回路２３１からの電力によって検体を粉砕する。

ミキサ３１が検体を粉砕させると、プロセッサ１１１は、粉砕された検体が懸濁する試料液５０をミキサ３１から濾過器３２に投入する。たとえば、プロセッサ１１１は、ミキサ３１の下端の開閉部を開放する。

濾過器３２は、ミキサ３１からの試料液５０を濾過する。即ち、フィルタ３２ａは、試料液から不要な夾雑物を除去する。

濾過器３２が試料液５０を濾過すると、プロセッサ１１１は、第１のバルブ４１ａを開放する。即ち、プロセッサ１１１は、濾過器３２からの試料液５０を容器３３に投入する。

容器３３に試料液５０が投入されると、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に、試料液５０に含まれる微生物の繁殖を抑制させる。即ち、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に試料液５０を加熱させる。

抑制機構３４は、プロセッサ１１１からの制御に従って試料液５０を加熱する。また、温度センサ３５は、プロセッサ１１１からの制御に従って試料液５０の温度を測定する。抑制機構３４は、試料液５０の温度が所定の加熱温度（たとえば、１００℃）になるまで加熱する。

また、抑制機構３４は、所定の時間（たとえば、１時間）、試料液５０の温度を当該加熱温度に維持する。たとえば、プロセッサ１１１は、試料液５０の温度が所定の加熱温度に達すると、タイマ１１５に時間の測定を開始させる。プロセッサ１１１は、タイマ１１５が測定する時間が所定の加熱時間を超えるまで、抑制機構３４に、試料液５０の温度を当該加熱温度に維持させる。

また、プロセッサ１１１は、ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２上に添付させる機能を有する。

プロセッサ１１１は、試料液５０の加熱が完了すると、第２のバルブ４１ｂを開放する。第２のバルブ４１ｂが開放することで、試料液５０は、容器３３から反応容器３６に投入される。

プロセッサ１１１は、反応容器３６において試料液５０に対して所定の処理（たとえば、抗原抗体反応）を行ってもよい。

ピペット機構３７は、プロセッサ１１１からの制御に従って、反応容器３６から試料液５０を吸入する。ピペット機構３７は、プロセッサ１１１からの制御に従って、吸入した試料液５０搬送し基板２０の構造体２２に試料液５０を放出する。

なお、プロセッサ１１１は、所定のヒータなどを用いて構造体２２に添付された試料液５０を加熱し乾燥させてもよい。

また、プロセッサ１１１は、基板２０に添付されている試料液５０に含まれる微生物の量を測定する機能を有する。

ピペット機構３７が基板２０の構造体２２に試料液５０を添付すると、電磁波照射器１２は、プロセッサ１１１の制御に基づいて構造体２２に電磁波を照射する。即ち、プロセッサ１１１は、駆動回路２１２に、電磁波照射器１２に所定の電圧を印加させる。

電磁波照射器１２が照射した照射波は、構造体２２で反射する。構造体２２で反射した電磁波（反射波）は、電磁波受信器１８に照射される。

電磁波受信器１８は、反射波を受信する。反射波を受信すると、電磁波受信器１８は、受信した反射波の強度（受信強度）に対応する電圧をＡ／Ｄ変換器２１８に出力する。Ａ／Ｄ変換器２１８は、電磁波受信器１８からの電圧を示すセンサ信号をプロセッサ１１１に出力する。

プロセッサ１１１は、Ａ／Ｄ変換器２１８からのセンサ信号を受信することで、受信強度を取得する。

受信強度を取得すると、プロセッサ１１１は、受信強度に基づいて微生物の量を測定する。

前述の通り、微生物が構造体２２に添付されると、構造体２２の反射率は、変化する。

プロセッサ１１１は、電磁波照射器１２が照射する電磁波の強度（照射強度）と受信強度とに基づいて構造体２２の反射率を算出する。

また、プロセッサ１１１は、微生物が添付されていない場合における構造体２２の反射率をメモリ１１２などから取得する。

プロセッサ１１１は、両反射率の差に基づいて、構造体２２に存在する微生物の量を判定する。

プロセッサ１１１は、微生物の量を判定すると、判定結果を出力する。たとえば、プロセッサ１１１は、表示部に判定結果を表示させる。また、プロセッサ１１１は、通信インターフェースなどを通じて外部装置に判定結果を送信してもよい。

なお、プロセッサ１１１は、両反射率が一致する場合（たとえば、両反射率の差が所定の閾値以下である場合）、構造体２２に微生物が存在しないと判定してもよい。

次に、測定装置１の動作例について説明する。
図５は、測定装置１の動作例について説明するためのフローチャートである。
ここでは、ユーザは、検体と洗浄液とを投入口３０に投入しているものとする。

まず、測定装置１のプロセッサ１１１は、ミキサ３１に検体を粉砕させる（ＡＣＴ１１）。ミキサ３１に検体を粉砕させると、プロセッサ１１１は、ミキサ３１からの試料液５０に濾過器３２を通過させることで試料液５０から不要な夾雑物を除去する（ＡＣＴ１２）。

試料液５０から不要な夾雑物を除去すると、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に試料液５０を加熱させる（ＡＣＴ１３）。抑制機構３４に試料液５０を加熱させると、プロセッサ１１１は、ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２に添付させる（ＡＣＴ１４）。

ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２に添付させると、プロセッサ１１１は、電磁波照射器１２及び電磁波受信器１８などを用いて構造体２２に添付されている微生物の量を測定する（ＡＣＴ１５）。微生物の量を測定すると、プロセッサ１１１は、動作を終了する。

次に、プロセッサ１１１が抑制機構３４に試料液５０を加熱させる動作例（ＡＣＴ１３）について説明する。
図６及び図７は、プロセッサ１１１が抑制機構３４に試料液５０を加熱させる動作例（ＡＣＴ１３）について説明するためのフローチャートである。

まず、プロセッサ１１１は、駆動回路２４１に第１のバルブ４１ａを開放させる（ＡＣＴ２１）。駆動回路２４１に第１のバルブ４１ａを開放させると、プロセッサ１１１は、メモリ１１２などから予め設定されている加熱温度及び加熱時間を取得する（ＡＣＴ２２）。

加熱温度及び加熱時間を取得すると、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に試料液５０の加熱を開始させる（ＡＣＴ２３）。抑制機構３４に試料液５０の加熱を開始させると、プロセッサ１１１は、温度センサ３５に試料液５０の温度を測定させる（ＡＣＴ２４）。

温度センサ３５に試料液５０の温度を測定させると、プロセッサ１１１は、試料液５０の温度が加熱温度に達したか判定する（ＡＣＴ２５）。試料液５０の温度が加熱温度に達していないと判定すると（ＡＣＴ２５、ＮＯ）、プロセッサ１１１は、ＡＣＴ２４に戻る。

試料液５０の温度が加熱温度に達したと判定すると（ＡＣＴ２５、ＹＥＳ）、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に試料液５０の加熱を終了させる（ＡＣＴ２６）。抑制機構３４に試料液５０の加熱を終了させると、プロセッサ１１１は、タイマ１１５を開始する（ＡＣＴ２７）。

タイマ１１５を開始すると、プロセッサ１１１は、温度センサ３５に試料液５０の温度を測定させる（ＡＣＴ２８）。温度センサ３５に試料液５０の温度を測定させると、プロセッサ１１１は、測定した温度が加熱温度であるか判定する（ＡＣＴ２９）。

測定した温度が加熱温度でないと判定すると（ＡＣＴ２９、ＮＯ）、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に試料液５０の加熱を開始させる（ＡＣＴ３０）。

測定した温度が加熱温度であると判定すると（ＡＣＴ２９、ＹＥＳ）、プロセッサ１１１は、抑制機構３４に試料液５０の加熱を終了させる（ＡＣＴ３１）。なお、抑制機構３４が試料液５０を加熱していない場合には、プロセッサ１１１は、ＡＣＴ３１を実行しなくともよい。

抑制機構３４に試料液５０の加熱を開始させた場合（ＡＣＴ３０）、又は、抑制機構３４に試料液５０の加熱を終了させた場合（ＡＣＴ３１）、プロセッサ１１１は、タイマ１１５が測定した時間が加熱時間に達したか判定する（ＡＣＴ３２）。

タイマ１１５が測定した時間が加熱時間に達していないと判定すると（ＡＣＴ３２、ＮＯ）、プロセッサ１１１は、ＡＣＴ２８に戻る。

タイマ１１５が測定した時間が加熱時間に達したと判定すると（ＡＣＴ３２、ＹＥＳ）、プロセッサ１１１は、タイマ１１５を停止する（ＡＣＴ３３）。タイマ１１５を停止すると、プロセッサ１１１は、駆動回路２４１に第２のバルブ４１ｂを開放させる（ＡＣＴ３４）。

駆動回路２４１に第２のバルブ４１ｂを開放させると、プロセッサ１１１は、動作を終了する。

なお、ピペット機構３７は、ステージ１６以外の所定の場所にセットされている基板２０に試料液５０を添付してもよい。この場合、プロセッサ１１１は、所定の移動機構に、試料液５０が添付された基板２０を当該所定の場所からステージ１６にセットさせてもよい。また、ユーザは、試料液５０が添付された基板２０をステージ１６にセットしてもよい。

また、測定装置１は、構造体２２を透過する透過波の強度に基づいて微生物の量を測定するものであってもよい。たとえば、電磁波受信器１８は、基板２０に対して電磁波照射器１２と対向する位置に形成される。電磁波受信器１８は、基板２０を透過した透過波の強度を測定する。

また、測定装置１は、他の方法で試料液５０に含まれる微生物の量を測定してもよい。測定装置１が試料液５０に含まれる微生物の量を測定する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

以上のように構成された測定装置は、検体から基板に添付される試料液を生成する過程において、試料液を加熱する。そのため、測定装置は、試料液に含まれる微生物の繁殖を抑制することができる。その結果、測定装置は、検体に含まれる微生物の量を正確に測定することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る測定装置は、投入口３０と容器３３とが接続する点で第１の実施形態に係る測定装置１と異なる。従って、その他の点については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図８は、第２の実施形態に係る測定装置１’の構成例を概略的に示す。図８が示すように、測定装置１’は、制御装置１１、電磁波照射器１２、ステージ１６、電磁波受信器１８、基板２０、投入口３０、ミキサ３１、濾過器３２、容器３３、抑制機構３４、温度センサ３５、反応容器３６、ピペット機構３７、第２のバルブ４１ｂ、駆動回路２１２及びＡ／Ｄ変換器２１８などを備える。

なお、測定装置１’は、図８が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置１’から特定の構成が除外されたりしてもよい。

制御装置１１は、測定装置１’全体を制御する。

投入口３０は、容器３３の上端に接続する。即ち、投入口３０に投入された検体及び洗浄液は、容器３３に投入される。

容器３３の下端は、ミキサ３１の上端に接続する。即ち、容器３３に保持された試料液５０は、ミキサ３１に投入される。抑制機構３４は、ミキサ３１が検体を粉砕する前に微生物の繁殖を抑制する。
また、容器３３とミキサ３１との間には、第２のバルブ４１ｂが形成されている。第２のバルブ４１ｂは、反応容器３６への試料液５０の通過を制御する。第２のバルブ４１ｂが閉じている間において、容器３３は、試料液５０を保持する。

濾過器３２の下端は、反応容器３６に接続する。即ち、濾過器３２に濾過された試料液５０は、反応容器３６に投入される。

次に、測定装置１’の動作例について説明する。
図９は、測定装置１’の動作例について説明するためのフローチャートである。
ここでは、ユーザは、検体と洗浄液とを投入口３０に投入しているものとする。

まず、測定装置１’のプロセッサ１１１は、抑制機構３４に、投入された検体と洗浄液とから構成される試料液５０を加熱させる（ＡＣＴ４１）。試料液５０を加熱させると、プロセッサ１１１は、ミキサ３１に検体を粉砕させる（ＡＣＴ４２）。ミキサ３１に検体を粉砕させると、プロセッサ１１１は、ミキサ３１からの試料液５０に濾過器３２を通過させることで試料液５０から不要な夾雑物を除去する（ＡＣＴ４３）。

試料液５０から不要な夾雑物を除去すると、プロセッサ１１１は、ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２に添付させる（ＡＣＴ４４）。

ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２に添付させると、プロセッサ１１１は、電磁波照射器１２及び電磁波受信器１８などを用いて構造体２２に添付されている微生物の量を測定する（ＡＣＴ４５）。微生物の量を測定すると、プロセッサ１１１は、動作を終了する。

プロセッサ１１１が抑制機構３４に試料液５０を加熱させる動作例（ＡＣＴ４１）は、ＡＣＴ１３と同様であるため説明を省略する。なお、第２の実施形態においては、プロセッサ１１１は、ＡＣＴ２１を実行しなくともよい。

以上のように構成された測定装置は、検体を粉砕する過程及び試料液を濾過する過程の前に試料液を加熱する。そのため、測定装置は、より早期に微生物の繁殖を抑制することできる。よって、測定装置は、検体に含まれる微生物の量をより正確に測定することができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態に係る測定装置は、容器３３が投入口３０と反応容器３６と接続する点で第１の実施形態に係る測定装置１と異なる。従って、その他の点については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１０は、第３の実施形態に係る測定装置１’’の構成例を概略的に示す。図１０が示すように、測定装置１’は、制御装置１１、電磁波照射器１２、ステージ１６、電磁波受信器１８、基板２０、投入口３０、容器３３、抑制機構３４、温度センサ３５、反応容器３６、ピペット機構３７、第２のバルブ４１ｂ、駆動回路２１２及びＡ／Ｄ変換器２１８などを備える。

なお、測定装置１’’は、図１０が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置１’’から特定の構成が除外されたりしてもよい。

制御装置１１は、測定装置１’’全体を制御する。

容器３３の下端は、反応容器３６に接続する。即ち、容器３３からの試料液５０は、反応容器３６に投入される。また、容器３３と反応容器３６との間には、第２のバルブ４１ｂが形成されている。

次に、測定装置１’’の動作例について説明する。
図１１は、測定装置１’’の動作例について説明するためのフローチャートである。
ここでは、ユーザは、検体と洗浄液とを投入口３０に投入しているものとする。

まず、測定装置１のプロセッサ１１１は、抑制機構３４に、投入された検体と洗浄液とから構成される試料液５０を加熱させる（ＡＣＴ５１）。試料液５０を加熱させると、プロセッサ１１１は、ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２に添付させる（ＡＣＴ５２）。

ピペット機構３７に、試料液５０を基板２０の構造体２２に添付させると、プロセッサ１１１は、電磁波照射器１２及び電磁波受信器１８などを用いて構造体２２に添付されている微生物の量を測定する（ＡＣＴ５３）。微生物の量を測定すると、プロセッサ１１１は、動作を終了する。

プロセッサ１１１が抑制機構３４に試料液５０を加熱させる動作例（ＡＣＴ５１）は、ＡＣＴ１３と同様であるため説明を省略する。なお、第３の実施形態においては、プロセッサ１１１は、ＡＣＴ２１を実行しなくともよい。

以上のように構成された測定装置は、投入された検体を粉砕する工程と夾雑物を除去する工程とを行わない。そのため、測定装置は、上記の工程が不要な試料液に含まれる微生物の量を測定することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…測定装置、１’…測定装置、１’’…測定装置、１１…制御装置、１２…電磁波照射器、１３…入力装置、１６…ステージ、１８…電磁波受信器、２０…基板、２１…基材、２２…構造体、３０…投入口、３１…ミキサ、３２…濾過器、３２ａ…フィルタ、３３…容器、３４…抑制機構、３５…温度センサ、３６…反応容器、３７…ピペット機構、４１…バルブ、４１ａ…第１のバルブ、４１ｂ…第２のバルブ、５０…試料液、１１１…プロセッサ、１１２…メモリ、１１３…入力インターフェース、１１４…インターフェース、１１５…タイマ、１２０…バスライン、２１２…駆動回路、２１８…Ａ／Ｄ変換器、２３１…駆動回路、２３４…駆動回路、２３５…Ａ／Ｄ変換器、２３７…駆動回路、２４１…駆動回路。

Claims

検体を含む試料液を保持する容器と、
前記検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する抑制機構と、
前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板を保持するステージと、
前記構造体に電磁波を照射する照射器と、
前記構造体からの反射波又は透過波を受信する受信器と、
前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定するプロセッサと、
を備える測定装置。
前記抑制機構は、前記容器に保持される前記試料液を加熱する、
請求項１に記載の測定装置。
前記検体を粉砕する粉砕器を備える、
請求項１又は２に記載の測定装置。
前記抑制機構は、前記粉砕器が前記検体を粉砕した後に前記微生物の繁殖を抑制する、
請求項３に記載の測定装置。
前記抑制機構は、前記粉砕器が前記検体を粉砕する前に前記微生物の繁殖を抑制する、
請求項３に記載の測定装置。