JP2588113B2 - Viable cell count measuring device - Google Patents

Viable cell count measuring device

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JP2588113B2
JP2588113B2 JP5140215A JP14021593A JP2588113B2 JP 2588113 B2 JP2588113 B2 JP 2588113B2 JP 5140215 A JP5140215 A JP 5140215A JP 14021593 A JP14021593 A JP 14021593A JP 2588113 B2 JP2588113 B2 JP 2588113B2
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JP
Japan
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fluorescence
microplate
sodium
selective medium
purified water
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文治 蛭田
福雄 岩谷
新平 鈴木
光一 高地
勲 遠藤
輝行 長棟
一 浅間
義己 辨野
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Hitachi High Tech Corp
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は生菌数測定装置に関す
る。更に詳細には、本発明は液体選択培地を用いて検体
中の特定の微生物を増殖させ、該微生物から発せられる
蛍光を捕捉することからなる生菌数測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a viable cell count measuring apparatus. More specifically, the present invention relates to a viable cell count measuring apparatus comprising growing a specific microorganism in a specimen using a liquid selective medium and capturing fluorescence emitted from the microorganism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような微生物種の同定は生理
学的、生化学的性状に基づいて行われており、一方、生
菌数はサンプルを10-1,10-2,・・・・,10-8
に希釈し、この希釈液の一定量を寒天平板培地上に接種
塗抹し、一定時間(24〜48時間)の培養後に、この
寒天平板上に出現したコロニー数に希釈倍率を乗じて求
められていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, such microorganism species are identified based on physiological and biochemical properties. On the other hand, the number of viable bacteria is determined by measuring a sample at 10 −1 , 10 −2 ,. , 10 -8 times, inoculate a certain amount of this diluted solution on an agar plate medium, and after culturing for a certain period of time (24 to 48 hours), adjust the dilution ratio to the number of colonies appearing on this agar plate. It was required to be multiplied.

【0003】しかし、このような全くの手作業による微
生物検査法では、2〜5日間の検査期間と、かなりの熟
練技術とを必要とし、また、技術者あるいは検査員によ
る測定差が生じることも知られている。更に、大量の培
地およびシャーレの使用および熟練技術者の高価な人件
費のため、検査に要する費用は高価格になっている。
[0003] However, such a completely manual microbial testing method requires a testing period of 2 to 5 days, considerable skill, and may cause measurement differences between technicians or inspectors. Are known. In addition, the cost of testing is high due to the use of large volumes of media and dishes and the high labor costs of skilled technicians.

【0004】微生物種の同定、生菌数の測定などの微生
物検査は、臨床検査、食品検査、医薬品検査等の部門で
必須であり、迅速化、省人化、自動化に対するニーズは
高い。
[0004] Microbial tests such as identification of microbial species and measurement of the number of viable bacteria are indispensable in departments such as clinical tests, food tests and pharmaceutical tests, and there is a high need for speeding up, labor saving and automation.

【0005】このため、臨床検査部門では各種の自動化
機械の開発が行われている。例えば、50rpm で回転し
ている寒天平板培地に、サンプル液を中心から外側に向
かって塗抹するプレータ、塗抹された寒天培地を培養
し、平板培地上に形成されたコロニーをHe-Ne レーザ光
で計数するコロニーカウンタおよびデータプロセッサの
3機器からなる生菌数測定装置、あるいは、性状検査用
の各種培地が入ったカートリッジを用いて微生物種の同
定と、比濁法による菌量測定を完全自動で行える生菌数
測定装置または、このカートリッジの代わりにマイクロ
プレートを用いた同様な装置が試作されている。
[0005] For this reason, various kinds of automated machines are being developed in the clinical examination department. For example, on a plate agar rotating at 50 rpm, a plater that smears the sample solution from the center to the outside, the smeared agar medium is cultured, and the colonies formed on the plate medium are irradiated with He-Ne laser light. Using a viable cell counting device consisting of a colony counter for counting and a data processor, or a cartridge containing various culture media for property inspection, the identification of microorganism species and the measurement of bacterial amount by turbidimetry are fully automated. A viable cell count measuring device that can be used or a similar device using a microplate instead of this cartridge has been trial manufactured.

【0006】しかし、これらの機器の大部分は尿路感染
などの微生物検査に用いられているにすぎず、食品検査
のようにサンプルが混濁物であることが多い場合には測
定が不可能であり、また、十分な精度が得られなかった
りする。更に、いずれの方法も24〜48時間の培養期
間を必要とするので、迅速な測定は不可能であり、緊急
に検査しなければならないようなニーズには対応できな
い。
However, most of these instruments are used only for microbial tests such as urinary tract infection, and cannot be measured when samples are often turbid as in food tests. In some cases, sufficient accuracy may not be obtained. In addition, since each method requires a culture period of 24 to 48 hours, rapid measurement is impossible, and it cannot meet the needs for urgent inspection.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は広範な分野で
使用でき、高精度かつ低コストで、検査時間が数時間程
度で済む生菌数測定装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a viable cell count measuring apparatus which can be used in a wide range of fields, is highly accurate and low-cost, and requires only a few hours of inspection time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らが長年にわた
り広範な実験と研究を続けた結果、液体選択培地中の微
生物に励起光を照射し、該微生物から発せられる蛍光の
強度を測定し、次いで、該液体選択培地中の微生物を培
養し、増殖した微生物に励起光を照射し、該微生物から
発せられる蛍光の強度を測定し、培養前後の蛍光強度の
差を求めることにより微生物種を同定し、かつ該微生物
の生菌数を高精度で、しかも、短時間に計測できること
が発見された。本発明は斯かる知見に基づき完成され
た。
Means for Solving the Problems As a result of extensive experiments and research conducted by the present inventors for many years, microorganisms in a liquid selective medium are irradiated with excitation light, and the intensity of fluorescence emitted from the microorganisms is measured. Then, the microorganisms in the liquid selective medium are cultured, the grown microorganisms are irradiated with excitation light, the intensity of the fluorescence emitted from the microorganisms is measured, and the difference in the fluorescence intensity before and after the culture is determined to determine the microorganism species. It has been found that identification and the viable cell count of the microorganism can be performed with high accuracy and in a short time. The present invention has been completed based on such findings.

【0009】[0009]

【作用】微生物の生細胞は補酵素NADH(ニコチンア
ミドアデニンジヌクレオチドの還元型)およびNADP
H(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸の還
元型)を普遍的に有する。これらの補酵素に励起光を照
射すると蛍光を発生する。
The living cells of the microorganism are coenzyme NADH (reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide) and NADP
H (reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) universally. Irradiation of these coenzymes with excitation light produces fluorescence.

【0010】蛍光の強度は各微生物種、生菌数、生細胞
1個当りに含まれる補酵素の量に依存するので、微生物
種および培養前の生菌数が予めわかっている検体につい
て培養前および培養後の蛍光強度を測定し、その差(Δ
I)を求める。培養前の生細胞1個当りに含まれる補酵
素の量は、前記培養前の蛍光強度から液体選択培地由来
のバックグラウンド蛍光強度を差し引き、これを前記の
既知生菌数で除した値と比例関係にあるので、この値を
培養前の生菌数1個当りの補酵素量とみなすことができ
る。
Since the intensity of the fluorescence depends on the species of each microorganism, the number of viable bacteria, and the amount of coenzyme contained in each viable cell, a specimen whose microbial species and the number of viable bacteria before culture are known before culture is used. And the fluorescence intensity after culture, and the difference (Δ
Find I). The amount of coenzyme contained per living cell before culturing is proportional to the value obtained by subtracting the background fluorescence intensity derived from the liquid selection medium from the fluorescence intensity before culturing, and dividing the result by the known number of living bacteria. Because of the relationship, this value can be regarded as the amount of coenzyme per viable cell number before culturing.

【0011】従って、既知試料に基づき蛍光強度差ΔI
sのデータベースを作成する場合、例えば、二次元記憶
テーブルを使用する。このテーブルにおいて、縦の欄に
生菌数を取り、横の欄に前記の方法によって求めた培養
前の生菌数1個当りの補酵素量を取る。既知生菌数を例
えば、101 ,102 ,103 ,・・・・,10n に区
分し、補酵素量をその最大値で規格化し、例えば、0,0.
1,0.2,0.3,・・・・・,0.9,1.0に区分する。そして、例
えば、生菌数101 で補酵素量0の既知微生物種をn段
階(例えば、11段階)に等倍希釈し、各希釈段階につ
いて培養前および培養後の蛍光強度を測定し、その蛍光
強度差ΔIs1 ,ΔIs2 ,・・・・・,ΔIs11を求
める。このデータ収集を各生菌数と各補酵素量について
行いデータベースとする。希釈段階は使用されるマイク
ロプレートに応じて変化する。例えば、96穴マイクロ
プレートならば、可能な希釈段階は最大11段階であ
る。
Therefore, based on the known sample, the fluorescence intensity difference ΔI
When creating the database of s, for example, a two-dimensional storage table is used. In this table, the number of viable cells is taken in the vertical column, and the amount of coenzyme per one viable cell number before cultivation obtained by the above method is taken in the horizontal column. The number of known viable bacteria is divided into, for example, 10 1 , 10 2 , 10 3 ,..., 10 n , and the amount of coenzyme is normalized by the maximum value.
1,0.2,0.3, ..., 0.9,1.0. Then, for example, a known microbial species having a viable cell count of 10 1 and a coenzyme amount of 0 is diluted 1-fold in n stages (for example, 11 stages), and the fluorescence intensity before and after culturing is measured for each dilution stage, Fluorescent intensity differences ΔIs 1 , ΔIs 2 ,..., ΔIs 11 are obtained. This data collection is carried out for each viable cell count and each coenzyme amount to form a database. The dilution step varies depending on the microplate used. For example, for a 96-well microplate, a maximum of 11 dilution steps are possible.

【0012】同一の微生物種で菌数が未知の検体につい
て、同一希釈段階で培養前および培養後の蛍光強度を測
定し、その蛍光強度差ΔIu1 ,ΔIu2 ,・・・・,
ΔIu11を求める。
With respect to a specimen of the same microorganism species whose number of bacteria is unknown, the fluorescence intensity before and after the culture is measured in the same dilution step, and the fluorescence intensity differences ΔIu 1 , ΔIu 2 ,.
Seek ΔIu 11.

【0013】未知検体中の微生物の生菌数を求めるに
は、前記既知試料の標準データと未知検体の実測データ
との“へだたり(距離)”を定義しておき、それが0も
しくは0に最も近い標準データに対応する菌数をもって
未知検体中の微生物の生菌数と推定する。
In order to determine the viable cell count of microorganisms in an unknown sample, the “sag (distance)” between the standard data of the known sample and the actually measured data of the unknown sample is defined, and it is 0 or 0. The number of microorganisms corresponding to the standard data closest to is estimated as the number of viable microorganisms in the unknown sample.

【0014】例えば、いま特徴(ΔIu1 ,ΔIu2
・・・・,ΔIun )をもった一つの未知検体Uを、特
徴が(ΔIs1 ,ΔIs2 ,・・・・・,ΔIsn )で
ある既知標準試料Sと比較すると、その“へだたり(距
離)”Dは次の関係式により求められる。
For example, the characteristics (ΔIu 1 , ΔIu 2 ,
...., one unknown samples U with a? Iu n), characterized (ΔIs 1, ΔIs 2, ····· , when compared to the known standard sample S is .DELTA.Is n), the "Toda Rip (distance) "D" is obtained by the following relational expression.

【0015】各微生物種について前記のようなデータマ
トリックスを作成し、データベース化しておけば、未知
検体の測定値からデータベースを検索、参照することに
より生菌数を正確、かつ、迅速に推定できる。従って、
データベースのデータ量が豊富になるほど本発明の測定
装置の信頼性が高まる。
If a data matrix as described above is created for each microbial species and stored in a database, the number of viable bacteria can be accurately and quickly estimated by searching and referring to the database from the measured values of unknown samples. Therefore,
The reliability of the measuring device of the present invention increases as the amount of data in the database increases.

【0016】微生物の生育過程は一般的に、誘導期,対
数期,停止期および死滅期に区分できるが、各段階で微
生物が有する細胞1個当りの補酵素量も変化する。前記
データベースは、微生物種、生菌数および培養前の補酵
素量が既知の検体を用いて作成されている。従って、未
知検体中の微生物種が同定され、その生菌数が推定され
るとともに、副次的にその補酵素量も推定され、検体中
の微生物の生育段階を予測することも可能となる。
The growth process of a microorganism can be generally divided into an induction period, a logarithmic period, a arrest period and a death period. At each stage, the amount of coenzyme per cell of the microorganism changes. The database is created using a specimen whose microbial species, viable cell count and coenzyme amount before culture are known. Therefore, the species of the microorganism in the unknown sample is identified, the number of viable cells thereof is estimated, and the amount of the coenzyme is also estimated secondarily, so that the growth stage of the microorganism in the sample can be predicted.

【0017】本発明による未知検体中の微生物種の同定
と、その生菌数の測定は、特定の微生物種のみを生長・
増殖させることができる選択培地を使用することにより
可能となる。選択培地とは特定の基質,抗生物質などを
添加することにより、特定の微生物種を他の微生物種よ
りも有利に生長できるようにした培地である。
According to the present invention, the identification of the microorganism species in the unknown sample and the measurement of the viable cell count thereof are performed by using only the specific microorganism species for growth and growth.
This is made possible by using a selective medium that can be grown. The selection medium is a medium in which a specific microorganism species can be more advantageously grown than other microorganism species by adding a specific substrate, an antibiotic or the like.

【0018】例えば、未知検体中にビヒドバクテリウム
(Bifidobacterium) 属の菌(いわゆるビフィズス菌)が
存在するか否か、存在するとすれば、その生菌数は幾ら
かという場合、選択培地として次の組成を有するものを
使用する。ラブ−レムコ(Lab-lemco) 粉末(Oxoid社製)
2.4g/l,プロテオースペプトン No.3(Difco
社製) 10.0g/l,トリプチケース(BBL社製) 5g
/l, 酵母エキス(Difco社製) 5.0g/l, 肝臓浸出
液(光岡,1969)150ml/l, ラフィノース4
g/l, 塩類溶液A(光岡ら,1965)10ml/
l,塩類溶液B(光岡ら,1965)5ml/l, 消泡
剤(ダウコーニング社製,10%)5ml/l, ツイー
ン80 1g/l,L−システインHCl・H2 O0.
5g/l,プロピオン酸ナトリウム15g/l,コリマ
イシン(106単位,1%)12ml/l。この選択培地を
作製する場合、コリマイシン以外の成分を混合し、11
5℃で20分間滅菌する。コリマイシンは使用直前に無
菌的に添加する。この選択培地中ではビヒドバクテリウ
ム属の菌しか生育できないので、未知検体が蛍光を発す
れば、未知検体中の微生物種はビヒドバクテリウム属の
菌と同定される。
For example, in an unknown sample, Bifidobacterium
In the case where a bacterium belonging to the genus (Bifidobacterium) (so-called bifidobacterium) is present, and if so, the number of viable bacteria, a culture medium having the following composition is used as a selective medium. Lab-lemco powder (Oxoid)
2.4 g / l, proteose peptone no. 3 (Difco
10.0 g / l, tryptic case (BBL) 5 g
/ L, yeast extract (Difco) 5.0 g / l, liver exudate (Mitsuoka, 1969) 150 ml / l, raffinose 4
g / l, saline solution A (Mitsuoka et al., 1965) 10 ml /
1, 5 ml / l of salt solution B (Mitsuoka et al., 1965), 5 ml / l of antifoaming agent (manufactured by Dow Corning, 10%), 1 g / l of Tween 80, 1 g / l of L-cysteine HCl.H 2 O.
5 g / l, sodium propionate 15 g / l, colimycin (106 units, 1%) 12ml / l. When preparing this selective medium, components other than colimycin are mixed and mixed.
Sterilize at 5 ° C for 20 minutes. Colimycin is added aseptically immediately before use. Since only bacteria belonging to the genus Bifidobacterium can grow in this selective medium, if the unknown specimen emits fluorescence, the microorganism species in the unknown specimen is identified as a bacterium belonging to the genus Bacterium.

【0019】前記のように特定の微生物種のみしか生育
できない選択培地に未知検体を接種し、培養し、蛍光強
度を測定し、培養の前後で蛍光強度に差が出れば、該当
する微生物種が未知検体中に存在し増殖したためであ
り、容易に未知検体中の微生物種を同定することができ
る。
As described above, an unknown sample is inoculated into a selective medium capable of growing only a specific microorganism species, cultured, and the fluorescence intensity is measured. If there is a difference in the fluorescence intensity before and after the culture, the microorganism species is identified. This is because the microorganisms are present in the unknown sample and proliferated, so that the microorganism species in the unknown sample can be easily identified.

【0020】実際には、未知検体中にどのような微生物
種が存在しているか予測することは困難なので、未知検
体を全ての選択培地に接種し、培養し、どの選択培地で
生育したか、培養前後の蛍光強度差に基づき確認し、微
生物種を同定することとなる。
In practice, it is difficult to predict what kind of microbial species is present in the unknown sample, so that the unknown sample is inoculated on all selective media, cultured, and grown on which selective medium. It is confirmed based on the difference in fluorescence intensity before and after the culture, and the microorganism species is identified.

【0021】本発明者らの研究によれば、下記の組成の
選択培地を使用することにより大腸菌のみを特異的に生
育させることができる。 肉エキス 3.0g ペプトン 10.0g カゼイン 5.0g 乳糖 15.0g 白糖 10.0g デオキシコール酸ナトリウム 1.0g チオ硫酸ナトリウム 2.5g クエン酸ナトリウム 1.0g クエン酸アンモニウム 1.0g 精製水 1000ml
According to the study of the present inventors, only Escherichia coli can be specifically grown by using a selective medium having the following composition. Meat extract 3.0 g Peptone 10.0 g Casein 5.0 g Lactose 15.0 g Sucrose 10.0 g Sodium deoxycholate 1.0 g Sodium thiosulfate 2.5 g Sodium citrate 1.0 g Ammonium citrate 1.0 g Purified water 1000 ml

【0022】サルモネラ菌の場合、下記の組成の選択培
地中で特異的に生育する。 肉エキス 3.0g プロテオーズペプトン 12.0g 乳糖 12.0g 白糖 12.0g サリシン 2.0g 胆汁酸塩 15.0g 塩化ナトリウム 5.0g チオ硫酸ナトリウム 6.8g クエン酸アンモニウム 0.8g デオキシコール酸ナトリウム 2.0g 精製水 1000ml
In the case of Salmonella, they grow specifically in a selective medium having the following composition. Meat extract 3.0 g Proteose peptone 12.0 g Lactose 12.0 g Sucrose 12.0 g Salicin 2.0 g Bile salts 15.0 g Sodium chloride 5.0 g Sodium thiosulfate 6.8 g Ammonium citrate 0.8 g Sodium deoxycholate 2.0g purified water 1000ml

【0023】黄色ブドウ状球菌について使用される選択
培地は下記の組成を有する。 酵母エキス 2.5g ペプトン 10.0g ケラチン 30.0g 乳糖 2.0g マンニット 10.0g 塩化ナトリウム 75.0g リン酸2カリウム 5.0g 塩化リチウム 5.0g フェノールエチルアルコール 25ml 精製水 1000ml
The selection medium used for S. aureus has the following composition: Yeast extract 2.5 g Peptone 10.0 g Keratin 30.0 g Lactose 2.0 g Mannit 10.0 g Sodium chloride 75.0 g Dipotassium phosphate 5.0 g Lithium chloride 5.0 g Phenol ethyl alcohol 25 ml Purified water 1000 ml

【0024】キャンピロバクター用の選択培地は下記の
組成を有する。 プロテオーズペプトン 15.0g 酵母エキス 5.0g 肝臓エキス 2.5g 塩化ナトリウム 5.0g ヴァンコマイシン 10mg ポリミキシンB 2500単位 トリムトブリム 5mg セファロシン 15mg アンフォテリシンB 2mg 精製水 1000ml
The selection medium for Campylobacter has the following composition: Proteose peptone 15.0 g Yeast extract 5.0 g Liver extract 2.5 g Sodium chloride 5.0 g Vancomycin 10 mg Polymyxin B 2500 units Trimtobrim 5 mg Cephalosin 15 mg Amphotericin B 2 mg Purified water 1000 ml

【0025】また、酵母菌については下記の組成の選択
培地が使用される。 バクトポテトデキストロースブイヨン(Difco社製) 39.0g 10%酒石酸 14.0ml 精製水 1000ml
For yeast, a selective medium having the following composition is used. Bacto potato dextrose bouillon (Difco) 39.0 g 10% tartaric acid 14.0 ml Purified water 1000 ml

【0026】選択培地は液体培地であることが好まし
い。液体培地ならば、マイクロピペット等により定量を
自動分注することが可能である。
The selection medium is preferably a liquid medium. In the case of a liquid medium, it is possible to automatically dispense a fixed amount using a micropipette or the like.

【0027】[0027]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
について更に詳細に説明する。
An embodiment of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

【0028】図1は本発明の生菌数測定装置の一例のブ
ロック図である。この装置は基本的にマイクロプレート
希釈・測定部10とデータ処理部20とからなる。図1
のマイクロプレート希釈・測定部10において、マイク
ロプレートは図中の実線矢印で示されるようにローダカ
セット30から自動希釈・攪拌装置40に送られ、ここ
で検体(サンプル)の接種,希釈,攪拌が同時に行わ
れ、アンローダカセット32へ移送される。このアンロ
ーダカセット32は隣接する自動蛍光測定装置50へマ
イクロプレートを供給するローダカセットも兼ねてい
る。蛍光測定の済んだマイクロプレートは別のアンロー
ダカセット34に移送される。自動蛍光測定装置50に
よる蛍光強度測定は、培養前のマイクロプレートについ
て行い、次いでインキュベータ36に移送して所定時間
培養し、培養後再び蛍光強度測定を行う。インキュベー
タは特に装置自体に組込む必要はなく、通常の実験室等
に備え付けられている常用の恒温器等を利用することも
できる。図1において、太線矢印は培養後のマイクロプ
レートの移動を示す。マイクロプレートの移送にはコン
ベヤ等の慣用手段が使用される。アンローダ/ローダ兼
用カセット32およびアンローダカセット34とインキ
ュベータ36との間のカセットの移送には所望により、
ロボット等を使用できる。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the viable cell count measuring apparatus of the present invention. This apparatus basically includes a microplate dilution / measurement unit 10 and a data processing unit 20. FIG.
In the microplate dilution / measurement section 10, the microplate is sent from the loader cassette 30 to the automatic dilution / stirring apparatus 40 as indicated by the solid arrow in the figure, where the inoculation, dilution, and stirring of the sample (sample) are performed. Simultaneously, they are transferred to the unloader cassette 32. The unloader cassette 32 also serves as a loader cassette that supplies a microplate to the adjacent automatic fluorescence measurement device 50. The microplate having undergone the fluorescence measurement is transferred to another unloader cassette 34. The fluorescence intensity measurement by the automatic fluorescence measurement device 50 is performed on the microplate before culture, then transferred to the incubator 36 and cultured for a predetermined time, and after the culture, the fluorescence intensity measurement is performed again. The incubator does not need to be particularly incorporated in the apparatus itself, and a usual thermostat or the like provided in an ordinary laboratory can be used. In FIG. 1, the thick arrow indicates the movement of the microplate after the culture. Conventional means such as a conveyor is used for transferring the microplate. The transfer of the cassette between the unloader / loader cassette 32 and the unloader cassette 34 and the incubator 36 is performed as desired.
A robot or the like can be used.

【0029】自動蛍光測定装置50からの培養前蛍光強
度測定信号(図中、一点鎖線矢印)および培養後蛍光強
度測定信号(図中、太一点鎖線矢印)はデータ処理部2
0のプロセッサ60へ送信される。この測定信号と使用
した選択培地の種類に関する情報とから外部記憶装置7
0に記憶されているデータベースを検索、参照すること
により検体内に存在する微生物種の同定と、その微生物
種の生菌数を推定する。プロセッサ60は外部記憶装置
70と、CRTおよびキーボードを有するコンソール8
0に接続されている。全てのオペレーションはコンソー
ル80からの命令入力によって行える。図中の破線矢印
は制御信号およびデータの流れを示す。すなわち、図1
の制御点線で示す制御ラインから理解できるように、プ
ロセッサ60は、自動蛍光測定装置50による測定値に
基づき外部記憶装置70のデータベースを検索、参照
し、データ処理をを行うとともに、自動希釈・攪拌装置
40に対して前記マイクロプレート90をロードして5
種類の液体選択培地を生成させかつこれら培地に対して
複数の段階に希釈させる制御をし、この希釈された培地
を持つマイクロプレート90を自動蛍光測定装置40に
ロードする制御をし、かつ自動蛍光測定装置50に対し
てロードされた希釈された培地を持つマイクロプレート
90の各前記培地について蛍光強度を測定させる制御を
し、自動蛍光測定装置50によりこのとき得られた各培
地の蛍光強度を第1の蛍光強度として得て、自動蛍光測
定装置50からマイクロプレート90をアンロードする
制御をし、第1の蛍光強度を測定した培養後のマイクロ
プレートを自動蛍光測定装置50にロードする制御を
し、自動蛍光測定装置50に対してロードされた培養後
のマイクロプレート90の各培地について蛍光強度を測
定させる制御をし、自動蛍光測定装置50によりこのと
き得られた各培地の蛍光強度を第2の蛍光強度として得
て、かつ、第2の蛍光強度と第1の蛍光強度の差に応じ
て増殖した生菌数を算出する処理を行うものである。
The fluorescence intensity measurement signal before culture (indicated by a dashed line in the figure) and the fluorescence intensity measurement signal after culture (indicated by a dashed line in the figure) from the automatic fluorescence measuring device 50 are transmitted to the data processor 2.
0 to the processor 60. The external storage device 7 is obtained from the measurement signal and information on the type of the selection medium used.
By searching and referring to the database stored in the database 0, the identification of the microorganism species existing in the specimen and the number of viable cells of the microorganism species are estimated. The processor 60 includes an external storage device 70 and a console 8 having a CRT and a keyboard.
Connected to 0. All operations can be performed by inputting commands from the console 80. Dashed arrows in the figure indicate the flow of control signals and data. That is, FIG.
As can be understood from the control line indicated by the control dotted line,
The processor 60 converts the values measured by the automatic fluorescence measurement device 50
Search and refer to the database of the external storage device 70 based on
Data processing and automatic dilution / stirring equipment
The microplate 90 is loaded on
Generating and selecting different liquid selective media
Control to dilute in multiple stages, this diluted medium
The microplate 90 with
Controls the loading and controls the automatic fluorescence measurement device 50
Plate with diluted medium loaded
Control for measuring the fluorescence intensity for each of the 90 media
Each of the cultures obtained at this time by the automatic fluorescence measurement device 50
The fluorescence intensity of the ground is obtained as the first fluorescence intensity,
Unloads the microplate 90 from the setting device 50
Control and measure the first fluorescence intensity
Control the loading of the plate into the automatic fluorescence measurement device 50
And after the culture loaded on the automatic fluorescence measurement device 50
The fluorescence intensity was measured for each medium of the microplate 90.
Control, and the automatic fluorescence measurement device 50
The obtained fluorescence intensity of each medium is obtained as a second fluorescence intensity.
And according to the difference between the second fluorescence intensity and the first fluorescence intensity.
This is a process for calculating the number of viable bacteria that have proliferated.

【0030】このように、培養前蛍光強度測定を行い、
培養後蛍光強度測定値からその値を引くことにより、バ
ックグランドが除かれると共に、選択培地中で増殖した
特定の微生物種の生菌数の増加量に対応する信号が得ら
れる。一方、培養前後の蛍光強度に差がなければ、その
選択培地に該当する微生物種が未知検体内に存在してい
ないことを意味する。
As described above, the fluorescence intensity was measured before culture,
By subtracting the value from the measured fluorescence intensity after culture, the background is removed and a signal corresponding to the increase in the number of viable cells of the specific microorganism species grown in the selection medium is obtained. On the other hand, if there is no difference between the fluorescence intensities before and after the culture, it means that the microorganism species corresponding to the selective medium is not present in the unknown sample.

【0031】図2は本発明の装置で使用されるマイクロ
プレート90の斜視図である。マイクロプレート90は
例えば、ポリカーボネイトのような高分子材料またはガ
ラス等の透明な素材から構成されている。マイクロプレ
ート90は不透明なプラスチック類,セラミック類また
は陶器などから構成されていてもよい。
FIG. 2 is a perspective view of the microplate 90 used in the apparatus of the present invention. The microplate 90 is made of, for example, a polymer material such as polycarbonate or a transparent material such as glass. The microplate 90 may be made of opaque plastics, ceramics, ceramics, or the like.

【0032】マイクロプレート90のおもて面には96
個(8行x12列)の穴92が設けられている。穴の形
状は特に限定されない。スリバチ状,V字状または円柱
状もしくは角柱状など任意の形状を使用できる。言うま
でもなく、96穴以外のマイクロプレートも使用でき
る。マイクロプレート手前側1列は検体液を注入してお
くスペースであり、希釈用の残列には予め液体選択培地
が一定量注入されている。
On the front surface of the microplate 90, 96
The holes (8 rows × 12 columns) are provided. The shape of the hole is not particularly limited. Any shape such as a sliver, a V, a column or a prism can be used. Of course, microplates other than 96 wells can be used. One row on the front side of the microplate is a space into which the sample liquid is injected, and a predetermined amount of the liquid selective medium is injected into the remaining row for dilution in advance.

【0033】図3は本発明の生菌数測定装置の一例の平
面図であり、図4は図3におけるA矢視図である。自動
希釈・攪拌装置40の搬送系41の両端にローダカセッ
ト30(図中、左側)およびアンローダ/ローダ兼用カ
セット32が配設されている。搬送系41の駆動伝達系
は例えば、コンベヤ,チェーン,ベルト等の慣用手段に
より構成できる。それぞれのカセットはマイクロプレー
ト90を例えば、10枚収納でき、ミニチュア倉庫型構
造になっている。図1のアンローダカセット34も同一
構造である。マイクロプレートはカセットごとインキュ
ベータ36に入れることができる。カセットはボールス
クリュー機構またはエレベータ等の慣用手段を使用する
ことにより上下動させることができる。図3において、
48はベースであり、49は架台である。
FIG. 3 is a plan view of an example of the viable cell count measuring apparatus of the present invention, and FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. A loader cassette 30 (the left side in the figure) and an unloader / loader cassette 32 are provided at both ends of the transport system 41 of the automatic dilution / stirring device 40. The drive transmission system of the transport system 41 can be constituted by conventional means such as a conveyor, a chain, and a belt. Each cassette can store, for example, ten microplates 90 and has a miniature warehouse type structure. The unloader cassette 34 in FIG. 1 has the same structure. The microplate can be put in the incubator 36 together with the cassette. The cassette can be moved up and down by using conventional means such as a ball screw mechanism or an elevator. In FIG.
48 is a base, and 49 is a gantry.

【0034】ガイドレール42に沿って前後進可能な駆
動系43の先端部にはマイクロプレート90の検体穴数
に対応する本数の例えば、マイクロシリンジ等の極微量
分注器44が取り付けられている。この極微量分注器4
4の先端には滅菌済みの使い捨てチップ45が装着され
る。チップ45はチップ供給部46から供給される。マ
イクロプレート90は図3に示されるような横送りだけ
でなく、縦送りも可能である。横送りの場合、最大8検
体を10-11 倍まで希釈することが可能であり、縦送り
の場合には最大12検体を10-7倍まで希釈することが
可能である。偏心モータ47により極微量分注手段44
の先端のチップ45を振動させることにより穴内の液体
を攪拌し濃度を均一化させる。偏心モータ以外の攪拌手
段も当然使用できる。例えば、シリンジで穴内の液体を
吸引・吐出する操作を数回繰り返すことによっても攪拌
の目的は達せられる。
At the tip of a drive system 43 that can move forward and backward along the guide rail 42, a micro-dispensing device 44, for example, a micro-syringe or the like, whose number corresponds to the number of sample holes in the microplate 90, is attached. . This micro amount dispenser 4
A sterilized disposable tip 45 is attached to the tip of 4. The chip 45 is supplied from a chip supply unit 46. The microplate 90 can be fed not only horizontally but also vertically as shown in FIG. In the case of horizontal feeding, a maximum of 8 samples can be diluted to 10 −11 times, and in the case of vertical feeding, a maximum of 12 samples can be diluted to 10 −7 times. Micro-dispensing means 44 by eccentric motor 47
By vibrating the tip 45 at the tip of the above, the liquid in the hole is stirred to make the concentration uniform. Stirring means other than the eccentric motor can naturally be used. For example, the purpose of stirring can be achieved by repeating the operation of sucking and discharging the liquid in the hole with a syringe several times.

【0035】各穴に注入されている選択培地の量に合わ
せて、所定の希釈倍率になるように検体液の分注器のシ
リンジストロークが設定され、分注器が前後移動を繰返
しながら滅菌済チップの装填,設定段階の希釈と攪拌、
最後のチップ廃棄までを自動的に行う。希釈方法は例え
ば、選択培地列の各穴内に45μlの選択培地を注入し
ておき、検体列の穴から5μlの検体を分注器で採取
し、これを最初の選択培地穴に注ぎ込み、攪拌する。得
られた10-1倍希釈液から5μl採取し、次の選択培地
穴に注ぎ込み、攪拌する。すると10-2倍希釈液が得ら
れる。この10-2倍希釈液から5μl採取し、次の選択
培地穴に注ぎ込み、攪拌する。かくして、10-3倍希釈
液が得られる。この操作を繰返すことにより、10-7
たは10-1 1 倍までの希釈液を調製することができる。
このように、1検体について多数の希釈倍率を設けて試
験するのは、未知検体中に存在する測定対象とする菌の
生菌数レベルが101 〜1011/mlの広範囲の場合に
ついて検出可能とするとともに、生菌数の大体の値を予
測するためである。例えば、10-9倍以上の希釈検体に
ついて蛍光強度差が検出されない場合、未知検体中の生
菌数は大体108 〜109 程度と予測される。
The syringe stroke of the sample liquid dispenser is set so as to have a predetermined dilution ratio in accordance with the amount of the selective medium injected into each hole, and the dispenser is sterilized while repeatedly moving back and forth. Loading of chips, dilution and stirring at the setting stage,
Until the last chip is discarded automatically. For the dilution method, for example, 45 μl of the selection medium is injected into each hole of the selection medium row, and 5 μl of the sample is collected from the hole of the sample row with a pipettor, poured into the first selection medium hole, and stirred. . 5 μl is collected from the obtained 10 -1 dilution, poured into the next selective medium well, and stirred. This gives a 10-2 fold dilution. 5 μl is collected from the 10 −2 -fold diluted solution, poured into the next selective medium well, and stirred. Thus, a 10-3 dilution is obtained. By repeating this operation, it is possible to prepare the dilutions of up to 10 -7 or 10 -1 1 ×.
As described above, the test with a large number of dilution ratios for one sample can be detected in a wide range of 10 1 to 10 11 / ml of viable cells of the bacteria to be measured in the unknown sample. And to estimate an approximate value of the viable cell count. For example, when no fluorescence intensity difference is detected for a diluted sample of 10 −9 times or more, the number of viable bacteria in the unknown sample is estimated to be about 10 8 to 10 9 .

【0036】図5は自動蛍光測定装置50内の光学系に
よる蛍光検出原理を示す概要図である。蛍光検出の原理
自体は公知であり、基本的には照明系に励起フィルタ,
観察系に吸収フィルタを有し、ハーフミラーの代わりに
ダイクロイックミラーが使用されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle of fluorescence detection by the optical system in the automatic fluorescence measurement device 50. The principle of fluorescence detection itself is known, and basically an excitation filter,
The observation system has an absorption filter, and a dichroic mirror is used instead of the half mirror.

【0037】図5に示されているように、光源51から
発せられた様々な波長の光を含む照明光は、励起フィル
タ52により、蛍光を発生させるのに必要な波長域の光
だけが抽出され透過する。この透過光はダイクロイック
ミラー53により90°下方に反射後、対物レンズ54
aを通常とは逆の方向で通過し、励起光としてマイクロ
プレート90の穴内の検体に達する。励起光照射により
任意方向に発光した蛍光の一部は対物レンズ54aに入
る。ダイクロイックミラー53は励起光より長波長の蛍
光は反射せずにこれを透過する。従って、対物レンズ5
4aに入った蛍光はダイクロイックミラー53を透過
し、吸収フィルタ55aを通る。吸収フィルタ55aは
励起光の僅かな迷光もカットし、蛍光のみを光電子増倍
管56aに到達させる。
As shown in FIG. 5, from the illumination light including light of various wavelengths emitted from the light source 51, only light in the wavelength range necessary for generating fluorescence is extracted by the excitation filter 52. Is transmitted. The transmitted light is reflected downward by 90 ° by the dichroic mirror 53, and then reflected by the objective lens 54.
a in the direction opposite to the normal direction, and reaches the specimen in the hole of the microplate 90 as excitation light. Part of the fluorescence emitted in an arbitrary direction by the excitation light irradiation enters the objective lens 54a. The dichroic mirror 53 transmits the fluorescence having a longer wavelength than the excitation light without reflecting it. Therefore, the objective lens 5
The fluorescence entering 4a passes through the dichroic mirror 53 and passes through the absorption filter 55a. The absorption filter 55a also cuts off a slight stray light of the excitation light, and allows only the fluorescence to reach the photomultiplier tube 56a.

【0038】マイクロプレート90が透明な光透過性材
料で構成されているため、励起光照射により任意方向に
発光した蛍光はマイクロプレート90の上方および下方
の両方向へ向かう。従って、マイクロプレート90の下
側にも対物レンズ54bと吸収フィルタ55bおよび光
電子増倍管56bを配設する。微生物から発生する蛍光
は極めて微弱なため、マイクロプレートの表側および裏
側の両側で蛍光を捕捉し、測定することにより検出精度
が向上する。しかし、光透過性マイクロプレートの使用
は本発明の必須要件ではない。従って、光不透過性のマ
イクロプレートを使用し、上方だけで蛍光を捕捉し測定
することもできる。
Since the microplate 90 is made of a transparent light-transmitting material, the fluorescent light emitted in any direction by the irradiation of the excitation light travels in both directions above and below the microplate 90. Therefore, the objective lens 54b, the absorption filter 55b, and the photomultiplier tube 56b are also provided below the microplate 90. Since the fluorescence generated from the microorganism is extremely weak, the detection accuracy is improved by capturing and measuring the fluorescence on both the front and back sides of the microplate. However, the use of light transmissive microplates is not a requirement of the present invention. Therefore, it is also possible to use a light-impermeable microplate and capture and measure fluorescence only from above.

【0039】光源51としては例えば、超高圧水銀灯が
用いられる。主として、波長が365nm〜546nmの範
囲内の輝線スペクトルが励起光として利用されるが、本
発明では約340nm〜約390nmの範囲内でピーク波長
が366nmの励起光を使用する。光源としてはその他
に、キセノンランプ,ハロゲンランプ等も使用できる。
光源から発せられた照明光の400nm以上の波長は励起
フィルタ52でカットされ、約340nm〜約390nmの
範囲内でピーク波長が約366nmとなる励起光を得る。
As the light source 51, for example, an ultra-high pressure mercury lamp is used. A bright line spectrum having a wavelength in the range of 365 nm to 546 nm is mainly used as the excitation light. In the present invention, an excitation light having a peak wavelength of 366 nm in the range of about 340 nm to about 390 nm is used. In addition, a xenon lamp, a halogen lamp, or the like can be used as the light source.
The wavelength of 400 nm or more of the illumination light emitted from the light source is cut by the excitation filter 52 to obtain excitation light having a peak wavelength of about 366 nm within a range of about 340 nm to about 390 nm.

【0040】ダイクロイックミラー53は光軸に対して
45度の角度に配置したときに、ある波長より短波長の
光は反射し、長波長の光は透過するような特性を持った
干渉フィルタである。本発明では短波長側に励起波長
域,長波長側に蛍光波長域がくるように設定した。
The dichroic mirror 53 is an interference filter having such a characteristic that when arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis, light having a wavelength shorter than a certain wavelength is reflected and light having a longer wavelength is transmitted. . In the present invention, the excitation wavelength range is set to the short wavelength side and the fluorescence wavelength range is set to the long wavelength side.

【0041】吸収フィルタ55aおよび55bは微生物
により吸収されずに反射・透過した励起光が光電子増倍
管56に入射することを防ぐため、および、蛍光の中で
も特定の波長のみを透過させるために配設されている。
本発明では約430nm〜490nm、好ましくは約440
nm〜約480nm、一層好ましくは450nm〜470nm、
最も好ましくは455nm〜465nmの範囲内の波長を有
する蛍光を捕捉する。
The absorption filters 55a and 55b are provided to prevent the excitation light reflected and transmitted without being absorbed by the microorganism from being incident on the photomultiplier tube 56, and to transmit only a specific wavelength among the fluorescent light. Has been established.
In the present invention, about 430 nm to 490 nm, preferably about 440 nm
nm to about 480 nm, more preferably 450 nm to 470 nm,
Most preferably, it captures fluorescence having a wavelength in the range of 455 nm to 465 nm.

【0042】光電子増倍管56aおよび56bからの測
定信号はプロセッサ60へ送信される。プロセッサのA
/D変換器(図示されていない)により測定信号をデジ
タル値に変換し、演算回路(図示されていない)で蛍光
強度を算出する。この算出結果に基づき、外部記憶装置
に記憶されているデータベースを、前記の“へだたり
(距離)”Dを算出しつつ、検索、参照し、前記Dが最
も0に近くなる標準データを見出すことにより生菌数が
求められる。この結果はコンソールのCRT画面に表示
するか、あるいは、所望により、プリンタ(図示されて
いない)に出力することができる。
The measurement signals from the photomultiplier tubes 56a and 56b are transmitted to the processor 60. Processor A
The measurement signal is converted into a digital value by a / D converter (not shown), and the fluorescence intensity is calculated by an arithmetic circuit (not shown). Based on the calculation result, a database stored in an external storage device is searched and referred to while calculating the “sag (distance)” D, and standard data in which the D is closest to 0 is found. This gives the viable cell count. The result can be displayed on the CRT screen of the console or output to a printer (not shown) if desired.

【0043】本発明の装置は好気性菌および嫌気性菌の
何れにも使用できる。嫌気性菌について本発明の装置を
使用する場合、測定装置は例えば、炭酸ガスまたは窒素
ガス等の不活性ガス雰囲気下で運転することが必要とな
る場合もある。
The device of the present invention can be used for both aerobic bacteria and anaerobic bacteria. When the apparatus of the present invention is used for anaerobic bacteria, the measuring apparatus may need to be operated in an inert gas atmosphere such as carbon dioxide gas or nitrogen gas.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置によ
れば、液体選択培地中の微生物に励起光を照射し、該微
生物が有する補酵素から発せられる蛍光の強度を測定
し、増殖した微生物に励起光を照射し、該微生物が有す
る補酵素から発せられる蛍光の強度を測定し、培養前後
の蛍光強度の差を求め、この値を予め既知の生菌数と蛍
光強度とについて作成されたデータベースに当てはめる
ことにより、未知検体中の微生物種を同定し、かつ、該
微生物の生菌数を迅速に測定することができる。
As described above, according to the apparatus of the present invention, the microorganisms in the liquid selective medium are irradiated with excitation light, the intensity of fluorescence emitted from the coenzyme of the microorganisms is measured, and the microorganisms are grown. The microorganism is irradiated with excitation light, the intensity of the fluorescence emitted from the coenzyme possessed by the microorganism is measured, the difference in the fluorescence intensity before and after the culture is determined, and this value is created in advance for the known number of viable bacteria and the fluorescence intensity. By applying the data to the database, the microorganism species in the unknown sample can be identified, and the viable cell count of the microorganism can be quickly measured.

【0045】このように、蛍光標識を全く使用せず、微
生物が有する補酵素から発せられる蛍光から微生物の生
菌数を測定する装置は本発明が初めてである。実際、蛍
光標識を使用することにより微生物量を測定する方法お
よび装置は多数知られている。例えば、特開昭61−1
86854号、同61−21084号、同60−165
86号および同57−132899号公報に開示されて
いる。蛍光標識を使用すると検出感度が上昇するという
利点があるが、反面、蛍光標識使用に伴う測定誤差も発
生する。例えば、微生物によっては添加された蛍光標識
と結合しないものもあり、使用に不確実性が伴う。ま
た、微生物ばかりか、培地成分と結合してしまう蛍光標
識もあり、測定誤差の大きな原因となっていた。このた
め、測定前に培地の除去作業を行うなどの余計な負担が
強いられる。更に、存在する微生物数に対する蛍光標識
の化学的量論的量を測定前に決定することができないの
で、必然的に蛍光標識は過剰量添加しなければならな
い。すると、微生物と結合しないで残った蛍光標識から
も蛍光が発生し、これも測定誤差を構成する大きな原因
となる。また、蛍光標識には不安定なものもあり、測定
前または測定中に空気中の酸素などの物質または温度な
どの影響を受けて分解してしまい、測定を誤らせること
がある。従って、本発明の装置では、このような従来の
蛍光標識の使用に伴う測定誤差の問題は全く生じない。
As described above, the present invention is the first device to measure the number of viable microorganisms from the fluorescence emitted from the coenzyme of the microorganism without using any fluorescent label. In fact, many methods and devices for measuring microbial load by using fluorescent labels are known. For example, JP-A-61-1
No. 86854, No. 61-21084, No. 60-165
Nos. 86 and 57-132899. The use of fluorescent labels has the advantage of increasing the detection sensitivity, but on the other hand, measurement errors associated with the use of fluorescent labels also occur. For example, some microorganisms do not bind to the added fluorescent label, which leads to uncertainty in use. Further, not only microorganisms but also fluorescent labels that bind to the medium components have been a major cause of measurement errors. For this reason, an extra burden such as performing the work of removing the culture medium before the measurement is imposed. Furthermore, the stoichiometric amount of the fluorescent label relative to the number of microorganisms present cannot be determined before the measurement, so that the fluorescent label must necessarily be added in excess. Then, fluorescence is also generated from the fluorescent label remaining without binding to the microorganism, which is also a major cause constituting a measurement error. In addition, some fluorescent labels are unstable, and may be decomposed under the influence of a substance such as oxygen in the air or a temperature before or during the measurement, resulting in erroneous measurement. Therefore, in the apparatus of the present invention, there is no problem of measurement error associated with the use of such a conventional fluorescent label.

【0046】また、本発明の生菌数測定装置によれば、
生菌を含む検体液の正確な希釈ならびに微生物種の同定
と生菌数の測定を人手を介することなく、完全に自動的
に行うことができる。
According to the viable cell count measuring apparatus of the present invention,
Accurate dilution of the sample liquid containing live bacteria, identification of microorganism species, and measurement of the number of viable bacteria can be performed completely automatically without manual intervention.

【0047】本発明の装置ではマイクロプレートを使用
するため、少量の培地で多量の検体を同時に処理できる
ので従来の寒天平板法に比べて、1検体あたりの検査コ
ストが約1/20まで軽減される。
In the apparatus of the present invention, since a microplate is used, a large amount of samples can be processed simultaneously with a small amount of medium, so that the test cost per sample is reduced to about 1/20 as compared with the conventional agar plate method. You.

【0048】液体選択培地を使用し、かつ、カセットで
運搬しているため、空気中の浮遊雑菌による雑菌汚染の
恐れは少ない。このため、本発明の装置ではクリーンル
ームあるいはクリーンベンチは特に必要とせず、簡便,
迅速,正確,安価に微生物種を同定し、該微生物種の生
菌数を測定できる。
Since the liquid selective medium is used and transported in a cassette, there is little risk of bacterial contamination by airborne bacteria. For this reason, the apparatus of the present invention does not require a clean room or a clean bench, and is simple and convenient.
A microorganism species can be identified quickly, accurately and inexpensively, and the viable cell count of the microorganism species can be measured.

【0049】本発明の装置は臨床検査分野に限らず、食
品関係,化粧品関係,流通関係,保健所関係.医薬品関
係等の広範囲な分野で微生物種の同定および該微生物種
の生菌数の測定に利用できる。
The apparatus according to the present invention is not limited to the field of clinical examination, but also relates to food-related, cosmetic-related, distribution-related, and health center-related. It can be used for identification of microorganism species and measurement of the viable cell count of the microorganism species in a wide range of fields such as pharmaceuticals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の生菌数測定装置の一例のブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of an example of a viable cell count measuring device of the present invention.

【図2】本発明で使用されるマイクロプレートの斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view of a microplate used in the present invention.

【図3】本発明の生菌数測定装置の一例の平面図であ
る。
FIG. 3 is a plan view of an example of the viable cell count measuring device of the present invention.

【図4】図3におけるA矢視図である。FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 3;

【図5】自動蛍光測定装置内の光学系による蛍光検出原
理を示す概要図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle of fluorescence detection by an optical system in the automatic fluorescence measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…マイクロプレート希釈・測定部,20…データ処
理部,30…ローダカセット,32…アンローダ/ロー
ダ兼用カセット,34…アンローダカセット,36…イ
ンキュベータ,40…自動希釈装置,41…搬送系,4
2…ガイドレール,43…駆動系,44…分注器,45
…使い捨てチップ,46…チップ供給部,47…偏心モ
ータ,48…ベース,49…架台,50…自動蛍光測定
装置,51…光源,52…励起フィルタ,53…ダイク
ロイックミラー,54aおよび54b…対物レンズ,5
5aおよび55b…吸収フィルタ,56aおよび56b
…光電子増倍管,60…プロセッサ,70…外部記憶装
置,80…コンソール,90…マイクロプレート
Reference Signs List 10: microplate dilution / measurement unit, 20: data processing unit, 30: loader cassette, 32: unloader / loader cassette, 34: unloader cassette, 36: incubator, 40: automatic dilution device, 41: transport system, 4
2: Guide rail, 43: Drive system, 44: Dispenser, 45
... disposable chip, 46 ... chip supply part, 47 ... eccentric motor, 48 ... base, 49 ... mount, 50 ... automatic fluorescence measurement device, 51 ... light source, 52 ... excitation filter, 53 ... dichroic mirror, 54a and 54b ... objective lens , 5
5a and 55b ... absorption filters, 56a and 56b
... Photomultiplier tube, 60 ... Processor, 70 ... External storage device, 80 ... Console, 90 ... Microplate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12Q 1/10 7823−4B C12Q 1/10 1/14 7823−4B 1/14 (72)発明者 鈴木 新平 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 高地 光一 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 遠藤 勲 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究 所内 (72)発明者 長棟 輝行 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究 所内 (72)発明者 浅間 一 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究 所内 (72)発明者 辨野 義己 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究 所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication location C12Q 1/10 7823-4B C12Q 1/10 1/14 7823-4B 1/14 (72) Inventor Shinpei Suzuki 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Takachi 2-6-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Isao Endo 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref., RIKEN (72) Inventor Teruyuki Nagato 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref. RIKEN (72) Inventor Yoshimi Benno 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref. RIKEN

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定微生物を含む検体のそれぞれが収
容されるマイクロプレートが備えられ、該検体を該マイ
クロプレートの穴内で下記の5種類の液体選択培地によ
り、各液体選択培地につき複数の段階に希釈し、攪拌す
る自動希釈・攪拌装置と、 該希釈検体に、培養開始及び培養終了の時点で、ピーク
波長が366nmの励起光を照射し、該希釈検体中の微
生物から発せられる波長430〜490nmの蛍光の強
度を測定する自動蛍光測定装置と、 該希釈検体中の微生物を培養するインキュベータと、 培養前の生菌数が予めわかっている既知の微生物種につ
いてそれぞれ対応する液体選択培地を用いて複数の段階
に希釈し、各希釈段階について培養前及び培養後の蛍光
強度を測定することにより求められた、各微生物種の蛍
光強度差と生菌数とに関するデータベースが記憶された
外部記憶装置と、 前記自動蛍光測定装置による測定値に基づき外部記憶装
置のデータベースを検索、参照し、データ処理を行うと
同時に自動希釈・攪拌装置に対して前記マイクロプレー
トをロードして前記5種類の液体択培地を生成させか
つこれら培地に対して前記複数の段階に希釈させる制御
をし、この希釈された培地を持つ前記マイクロプレート
を前記自動蛍光測定装置にロードする制御をし、かつ前
記自動蛍光測定装置に対してロードされた前記希釈され
た培地を持つ前記マイクロプレートの各前記培地につい
て蛍光強度を測定させる制御をし、前記自動蛍光測定装
置によりこのとき得られた各前記培地の蛍光強度を第1
の蛍光強度として得て、前記自動蛍光測定装置から前記
マイクロプレートをアンロードする制御をし、前記第1
の蛍光強度を測定した培養後の前記マイクロプレートを
前記自動蛍光測定装置にロードする制御をし、前記自動
蛍光測定装置に対してロードされた培養後の前記マイク
ロプレートの各前記培地について蛍光強度を測定させる
制御をし、前記自動蛍光測定装置によりこのとき得られ
た各前記培地の蛍光強度を第2の蛍光強度として得て、
かつ、前記第2の蛍光強度と前記第1の蛍光強度の差に
応じて増殖した生菌数を算出する処理を行うプロセッサ
とからなり、 前記液体選択培地として、 ラブ−レムコ,プロテオースペプトンNo.3,トリプ
チケース,酵母エキス,肝臓浸出液,ラフィノース,塩
類溶液A,塩類溶液B,消泡剤,ツイーン80,L−シ
ステインHCl・HO,プロピオン酸ナトリウムおよ
びコリマイシンからなるビヒドバクテリウム属菌用液体
選択培地, 肉エキス,ペプトン,カゼイン,乳糖,白糖,デオキシ
コール酸ナトリウム,チオ硫酸ナトリウム,クエン酸ナ
トリウム,クエン酸アンモニウムおよび精製水からなる
大腸菌用液体選択培地, 肉エキス,プロテオーズペプトン,乳糖,白糖,サリシ
ン,胆汁酸塩,塩化ナトリウム,チオ硫酸ナトリウム,
クエン酸アンモニウム,デオキシコール酸ナトリウムお
よび精製水からなるサルモネラ菌用菌液体選択培地, 酵母エキス,ペプトン,ケラチン,乳糖,マンニット,
塩化ナトリウム,リン酸2カリウム,塩化リチウム,フ
ェノールエチルアルコールおよび精製水からなる黄色ブ
ドウ状球菌用液体選択培地, プロテオーズペプトン,
酵母エキス,肝臓エキス,塩化ナトリウム,ヴァンコマ
イシン,ポリミキシンB,トリムトブリム,セファロシ
ン,アンフォテリシンBおよび精製水からなるキャンピ
ロバクター用液体選択培地,および、 バクトポテトデキストロースブイヨン,10%酒石酸お
よび精製水からなる酵母菌用液体選択培地, を使用することを特徴とする生菌数測定装置。
1. The method according to claim 1 , wherein each of the specimens containing the microorganism to be measured is collected.
A microplate for receiving the sample.
In the hole of the black plate, use the following five types of liquid selective media.
Diluted in multiple steps for each liquid selective medium and agitated.
Automatic dilution / stirring device, and the diluted sample has a peak at the start and end of culture.
The sample is irradiated with excitation light having a wavelength of 366 nm,
The intensity of fluorescence emitted from living organisms at wavelengths of 430 to 490 nm
An automatic fluorescence measuring device for measuring the degree of microbial activity, an incubator for culturing the microorganisms in the diluted sample , and a known microorganism type having a known viable cell count before culture.
Multiple stages using the respective liquid selective medium
Before and after incubation for each dilution step
The fluorescence of each microbial species determined by measuring the intensity
Database on light intensity difference and viable cell count was stored
An external storage device, and an external storage device based on the measurement value of the automatic fluorescence measurement device.
Search and refer to the database of
At the same time, the micro-play
Load the door or to generate the five types of liquid election 択培land
Control to dilute these media into the plurality of stages
The microplate with this diluted medium
And control the loading of the
The diluted fluorescence loaded into the automatic fluorescence measurement device.
For each of the media on the microplate with
Control to measure the fluorescence intensity using the automatic fluorescence measurement device.
The fluorescence intensity of each of the culture media obtained at this time by the
The fluorescence intensity obtained from the automatic fluorescence measurement device
Controlling the unloading of the microplate, the first
The above-mentioned microplate after culture in which the fluorescence intensity of
Control the loading to the automatic fluorescence measurement device,
The microphone after culture loaded on the fluorescence measurement device
The fluorescence intensity is measured for each of the above media in the plate.
Control and obtain at this time by the automatic fluorescence measurement device.
Obtaining the fluorescence intensity of each of the culture media as a second fluorescence intensity,
And a difference between the second fluorescence intensity and the first fluorescence intensity
Processor that calculates the number of viable bacteria that have proliferated
Consists of a, the a liquid selective medium, Rab - Remco, proteose peptone No. 3, trypticase, yeast extract, liver leachate, raffinose, saline A, saline B, defoamers, Tween 80, L-cysteine HCl · H 2 O, bi hydrate genus consisting of sodium propionate and colimycin Liquid selective medium for bacteria, Meat extract, peptone, casein, lactose, saccharose, sodium deoxycholate, sodium thiosulfate, sodium citrate, ammonium citrate, and purified water for Escherichia coli, meat extract, proteose peptone , Lactose, sucrose, salicin, bile salts, sodium chloride, sodium thiosulfate,
Bacterial liquid selection medium for Salmonella consisting of ammonium citrate, sodium deoxycholate and purified water, yeast extract, peptone, keratin, lactose, mannitol,
A liquid selection medium for Staphylococcus aureus, comprising sodium chloride, dipotassium phosphate, lithium chloride, phenolethyl alcohol and purified water, proteose peptone,
A liquid selective medium for Campylobacter comprising yeast extract, liver extract, sodium chloride, vancomycin, polymyxin B, trimtobrim, cephalosin, amphotericin B and purified water, and a yeast comprising bacto-potato dextrose broth, 10% tartaric acid and purified water A viable cell count measuring device characterized by using a liquid selective medium for bacteria.
【請求項2】 ビヒドバクテリウム属菌用液体選択培地
は、ラブ−レムコ2.4g/l,プロテオースペプトン
No.310.0g/l,トリプチケース5g/l,酵
母エキス5.0g/l,肝臓浸出液150ml/l,ラ
フィノース4g/l,塩類溶液A10ml/l,塩類溶
液B5ml/l,消泡剤5ml/l,ツイーン80 1
g/l,L−システインHCl・HO0.5g/l,
プロピオン酸ナトリウム15g/lおよびコリマイシン
(10単位,1%)12ml/lからなり、 大腸菌用液体選択培地は、肉エキス3.0g/l,ペプ
トン10.0g/l,カゼイン5.0g/l,乳糖1
5.0g/l,白糖10.0g/l,デオキシコール酸
ナトリウム1.0g/l,チオ硫酸ナトリウム2.5g
/l,クエン酸ナトリウム1.0g/l,クエン酸アン
モニウム1.0g/lおよび精製水1000mlからな
り、 サルモネラ菌用菌液体選択培地は、肉エキス3.0g/
l,プロテオーズペプトン12.0g/l,乳糖12.
0g/l,白糖12.0g/l,サリシン2.0g/
l,胆汁酸塩15.0g/l,塩化ナトリウム5.0g
/l,チオ硫酸ナトリウム6.8g/l,クエン酸アン
モニウム0.8g/l,デオキシコール酸ナトリウム
2.0g/lおよび精製水1000mlからなり、 黄色ブドウ状球菌用液体選択培地は、酵母エキス2.5
g/l,ペプトン10.0g/l,ケラチン30.0g
/l,乳糖2.0g/l,マンニット10.0g/l,
塩化ナトリウム75.0g/l,リン酸2カリウム5.
0g/l,塩化リチウム5.0g/l,フェノールエチ
ルアルコール25ml/lおよび精製水1000mlか
らなり、 キャンピロバクター用液体選択培地は、プロテオーズペ
プトン15.0g/l,酵母エキス5.0g/l,肝臓
エキス2.5g/l,塩化ナトリウム5.0g/l,ヴ
ァンコマイシン10mg/l,ポリミキシンB2500
単位,トリムトブリム5mg/l,セファロシン15m
g/l,アンフォテリシンB2mg/lおよび精製水1
000mlからなり、 酵母菌用液体選択培地は、バクトポテトデキストロース
ブイヨン39.0g/l,10%酒石酸14ml/lお
よび精製水1000mlからなることを特徴とする請求
項1の生菌数測定装置。
2. A liquid selective medium for Bacteria belonging to the genus Bacterium, Rab-Remco 2.4 g / l, Proteose Peptone No. 310.0 g / l, trypticase 5 g / l, yeast extract 5.0 g / l, liver exudate 150 ml / l, raffinose 4 g / l, saline solution A 10 ml / l, saline solution B 5 ml / l, defoamer 5 ml / l , Tween 80 1
g / l, L-cysteine HCl · H 2 O 0.5 g / l,
Sodium propionate 15 g / l and colimycin (106 units, 1%) a 12 ml / l, E. coli liquid selection medium, meat extract 3.0 g / l, peptone 10.0 g / l, casein 5.0 g / l , Lactose 1
5.0 g / l, sucrose 10.0 g / l, sodium deoxycholate 1.0 g / l, sodium thiosulfate 2.5 g
/ L, sodium citrate 1.0 g / l, ammonium citrate 1.0 g / l and purified water 1000 ml. The liquid selective medium for Salmonella is 3.0 g / meat extract.
11. Proteose peptone 12.0 g / l, lactose
0 g / l, white sugar 12.0 g / l, salicin 2.0 g /
l, bile salts 15.0 g / l, sodium chloride 5.0 g
/ G, sodium thiosulfate 6.8 g / l, ammonium citrate 0.8 g / l, sodium deoxycholate 2.0 g / l and purified water 1000 ml. The liquid selective medium for Staphylococcus aureus is yeast extract 2 .5
g / l, peptone 10.0 g / l, keratin 30.0 g
/ L, lactose 2.0g / l, mannitol 10.0g / l,
75.0 g / l sodium chloride, dipotassium phosphate5.
0 g / l, lithium chloride 5.0 g / l, phenol ethyl alcohol 25 ml / l and purified water 1000 ml. The liquid selective medium for Campylobacter is 15.0 g / l proteose peptone, 5.0 g / l yeast extract. , Liver extract 2.5 g / l, sodium chloride 5.0 g / l, vancomycin 10 mg / l, polymyxin B2500
Unit: Trimtoblim 5mg / l, Cephalosin 15m
g / l, amphotericin B 2 mg / l and purified water 1
2. The viable cell count measuring apparatus according to claim 1, wherein the liquid selective medium for yeast comprises 39.0 g / l of bacto potato dextrose broth, 14 ml / l of 10% tartaric acid and 1000 ml of purified water.
【請求項3】 自動蛍光測定装置が、ピーク波長が36
6nmの励起光を得るための光源及び励起フィルタと; 前記励起光を前記希釈検体に向けて反射し、該希釈検体
中の微生物から発せられる前記励起光よりも長い波長を
有する蛍光を透過するダイクロイックミラーと波長43
0〜490nm以外の光をカットする吸収フィルタと; 前記吸収フィルタを透過した光を 捕捉する光電子増倍管
とを有することを特徴とする請求項1の生菌数測定装
置。
3. An automatic fluorescence measuring device, wherein the peak wavelength is 36
A light source and an excitation filter for obtaining 6 nm excitation light; and reflecting the excitation light toward the diluted sample, the diluted sample.
Longer wavelength than the excitation light emitted from the microorganisms in the
Dichroic mirror transmitting fluorescence and wavelength 43
2. The viable cell count measuring apparatus according to claim 1, comprising : an absorption filter for cutting light having a wavelength other than 0 to 490 nm; and a photomultiplier tube for capturing light transmitted through the absorption filter .
【請求項4】 マイクロプレートが透明な光透過性材料4. A light-transmitting material having a transparent microplate.
により構成されており、前記マイクロプレートの上方及And above and below the microplate.
び下方で、前記微生物から発せられる波長4Below and below the wavelength 4 emitted by the microorganism 30nm〜30nm ~
490nmの蛍光の強度を測定する請求項1の生菌数測The viable cell count according to claim 1, wherein the intensity of fluorescence at 490 nm is measured.
定装置。Setting device.
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