JP3120505B2 - Aerobic microorganism measuring method and measuring device - Google Patents

Aerobic microorganism measuring method and measuring device

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JP3120505B2
JP3120505B2 JP03313215A JP31321591A JP3120505B2 JP 3120505 B2 JP3120505 B2 JP 3120505B2 JP 03313215 A JP03313215 A JP 03313215A JP 31321591 A JP31321591 A JP 31321591A JP 3120505 B2 JP3120505 B2 JP 3120505B2
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (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】本発明は好気性微生物の測定法お
よびこれに用いる測定装置に関する。さらに詳しくは、
本発明は好気性微生物の生菌数(活量)の迅速な測定法
および測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring aerobic microorganisms and a measuring apparatus used for the method. For more information,
The present invention relates to a method and apparatus for quickly measuring the viable cell count (activity) of aerobic microorganisms.

【0002】[0002]

【従来の技術】水中に懸濁された生きた微生物の濃度測
定は、微生物を取り扱う上において重要である。例え
ば、発酵生産プロセスの制御、あるいは生鮮食料品の品
質管理のために、生菌数の濃度の迅速な測定法が求めら
れている。
2. Description of the Related Art Measuring the concentration of living microorganisms suspended in water is important in handling microorganisms. For example, for controlling a fermentation production process or controlling the quality of fresh food products, a quick method for measuring the concentration of viable bacteria is required.

【0003】生菌濃度の測定法として最も一般的な方法
は、コロニー計数法である。この方法は試料の一定量を
無菌的に寒天培地上で静置培養して生成したコロニー数
を肉眼で数え、そのコロニー数に基づいて生菌数を算出
する方法である。また、他の測定法としては、試料中よ
り微生物菌体を分離し、これに色素溶液を加えて染色
し、染色された生菌数を顕微鏡下で計測する方法もあ
る。
[0003] The most common method for measuring the concentration of viable bacteria is the colony counting method. In this method, a fixed amount of a sample is aseptically cultured on an agar medium, and the number of colonies formed is visually counted, and the viable cell count is calculated based on the number of colonies. As another measurement method, there is a method in which microbial cells are separated from a sample, stained by adding a dye solution thereto, and the number of viable cells stained is measured under a microscope.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コロニ
ー計数法では試料を無菌条件下に一定希釈倍率に希釈
し、少なくとも24時間静置培養し、生成したコロニー
数を肉眼で計測する。このため、多大の時間と労力を必
要とすると共に、非常に煩雑な操作を行うため熟練を要
し、しかも得られる精度は充分とはいえない。一方、染
色法では、試料中に含まれる死滅菌体、培地中の各種固
形物なども生きた微生物と同様に染色されるため、微生
物の生菌数を正確に計測することは非常に困難である。
However, in the colony counting method, a sample is diluted at a constant dilution rate under aseptic conditions, and cultured at rest for at least 24 hours, and the number of generated colonies is counted with the naked eye. For this reason, a great deal of time and labor is required, and a very complicated operation is required to be skilled, and the accuracy obtained is not sufficient. On the other hand, in the staining method, dead sterilized bodies contained in the sample, various solids in the medium, etc. are stained in the same manner as living microorganisms, so it is extremely difficult to accurately measure the number of viable microorganisms. is there.

【0005】このため、酵母や細菌のカタラーゼ活性を
測定し、この測定値に基づいて細菌等の生菌数を算出す
る方法も提案されている(特公昭55-15999号公報、米国
特許第3838034号参照)が、試料から細菌等の分離が必
要であったり、酵素反応の条件設定が煩雑であるなど、
やはり迅速な測定を行うことができない。
[0005] For this reason, a method has been proposed in which the catalase activity of yeast or bacteria is measured, and the number of viable bacteria such as bacteria is calculated based on the measured value (Japanese Patent Publication No. 55-15999, US Patent No. 3838034). No.), but it is necessary to separate bacteria etc. from the sample, and the setting of enzyme reaction conditions is complicated.
Again, quick measurements cannot be made.

【0006】このように従来法は、いずれも生菌数を迅
速にかつ高精度で測定することはできず、微生物を用い
た生産プロセス制御、食料品の品質管理など迅速な生菌
数濃度の測定が必要な分野には適用できなかった。
[0006] As described above, none of the conventional methods can measure the viable cell count quickly and with high accuracy, and can quickly control the viable cell count concentration by controlling the production process using microorganisms and controlling the quality of foodstuffs. It could not be applied to areas that required measurement.

【0007】本発明者は、このような従来の生菌数測定
方法を改良すべく研究を行い、先に不溶性ピリジニウム
型樹脂と隔膜式酸素電極を用いた生菌数濃度測定装置を
提案した(特願平1−340063号)。しかしなが
ら、この装置は酸素電極に樹脂のビーズを取り付ける操
作に熟練を要し、測定結果にバラつきが大きいという欠
点があった。
The present inventor has studied to improve such a conventional viable cell counting method, and has previously proposed a viable cell concentration measuring apparatus using an insoluble pyridinium type resin and a diaphragm type oxygen electrode ( Japanese Patent Application No. 1-300633). However, this apparatus has a drawback that the operation of attaching the resin beads to the oxygen electrode requires skill, and the measurement results vary widely.

【0008】本発明の目的は水中に懸濁された好気性お
よび通性嫌気性微生物の生菌数を簡便な操作によって極
めて迅速に、しかも精度よく測定する方法およびその装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring the viable cell count of aerobic and facultative anaerobic microorganisms suspended in water extremely quickly and accurately by a simple operation. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、不溶性ピリ
ジニウム型樹脂で被覆した不織布が微生物を生きた状態
で強力に捕捉することができ、この固定化法により捕捉
された微生物の酸素消費と生菌濃度とが密接な関係を有
することを知り本発明を完成するに至った。本発明は水
不溶性ピリジニウム型樹脂を被覆した不織布を酸素電極
の感応部に配置し、この不織布に微生物を含有しうる試
料液を接触させ、接触時の前記酸素電極の検知出力の変
化に基づいて、前記試料液中の好気性微生物の生菌数を
測定することを特徴とする好気性微生物の測定法を提供
するものである。また、本発明は酸素電極の感応部に、
水不溶性ピリジニウム型樹脂を被覆した不織布を有する
フローセルを装着した好気性微生物の測定装置を提供す
るものである。
The inventor of the present invention has found that a nonwoven fabric coated with an insoluble pyridinium-type resin can strongly capture microorganisms in a living state, and can reduce the oxygen consumption of microorganisms captured by this immobilization method. The present inventors have found that there is a close relationship between the concentration of viable bacteria and have completed the present invention. The present invention arranges a non-woven fabric coated with a water-insoluble pyridinium-type resin in a sensitive portion of an oxygen electrode, contacts a sample solution containing microorganisms with the non-woven fabric, based on a change in the detection output of the oxygen electrode at the time of contact. And a method for measuring the number of viable aerobic microorganisms in the sample solution. Further, the present invention provides a sensitive part of the oxygen electrode,
An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring aerobic microorganisms equipped with a flow cell having a nonwoven fabric coated with a water-insoluble pyridinium-type resin.

【0010】本発明の測定装置は、水性懸濁液(浮遊
液)中の好気性および通性嫌気性微生物の生細胞濃度を
迅速に測定する電気化学センサーであり、酸素電極およ
びピリジニウム型ポリマーである塩化N−ベンジル−4
−ビニルピリジニウムとスチレンとのコポリマーで被覆
された不織布を含むフローセルからなる。微生物の懸濁
液試料が一定流速で電気化学センサーを通過すると微生
物は生きた状態で不織布上に捕捉、蓄積される。捕捉さ
れた生菌による酸素消費は酸素電極によって電流の減少
として検知され、この電流減少率は生菌濃度に比例す
る。
[0010] The measuring device of the present invention is an electrochemical sensor for rapidly measuring the viable cell concentration of aerobic and facultative anaerobic microorganisms in an aqueous suspension (floating liquid), and comprises an oxygen electrode and a pyridinium-type polymer. Some N-benzyl-4
-Consisting of a flow cell comprising a nonwoven fabric coated with a copolymer of vinylpyridinium and styrene. When a suspension sample of the microorganism passes through the electrochemical sensor at a constant flow rate, the microorganism is captured and accumulated on the nonwoven fabric in a living state. Oxygen consumption by the captured live bacteria is detected by the oxygen electrode as a decrease in current, and the rate of current decrease is proportional to the concentration of live bacteria.

【0011】本発明にて用いられる不溶性ピリジニウム
型樹脂は、高分子鎖中にピリジニウム基を有する水不溶
性の樹脂を意味する。かかる不溶性ピリジニウム型樹脂
の好ましい例としては、下式[化1]および下式[化
2]を構成単位とするビニル系共重合体、または下式
[化1]を構成単位とする重合体を下式[化2]を構成
単位とするポリマー鎖で架橋した架橋ビニル系重合体が
挙げられる。
The insoluble pyridinium type resin used in the present invention means a water-insoluble resin having a pyridinium group in a polymer chain. Preferred examples of the insoluble pyridinium-type resin include a vinyl copolymer having the following formula [Chemical Formula 1] and the following formula [Chemical Formula 2] as a structural unit, or a polymer having the following Formula [Chemical Formula 1] as a structural unit. A crosslinked vinyl polymer crosslinked by a polymer chain having the following formula [Formula 2] as a constitutional unit is exemplified.

【0012】[0012]

【化1】 Embedded image

【0013】[0013]

【化2】 Embedded image

【0014】[式中R1はベンジル基、炭素数4〜16
のアルキル基またはアリール基、R2は炭素数1〜3の
アルキル基、Xはハロゲン原子、Yは水素原子、炭素数
1〜3のアルキル基、ベンジル基、アリール基、エーテ
ル基、カルボキシル基、またはカルボン酸エステル基を
意味する] 構成単位[化1]、[化2]のモル比はとくに限定され
ないが、水不溶性を保ちつつ微生物を効率よく捕捉する
ため、通常[化1]:[化2]=1:20〜1:0.0
1であるのが好ましい。また、重合度は通常100以上
であれば充分である。また、架橋されたものについては
これ以下であってもよい。
Wherein R 1 is a benzyl group, having 4 to 16 carbon atoms.
R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X is a halogen atom, Y is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a benzyl group, an aryl group, an ether group, a carboxyl group, Or a carboxylic acid ester group] The molar ratio of the structural units [Chemical Formula 1] and [Chemical Formula 2] is not particularly limited. However, in order to efficiently capture microorganisms while maintaining water-insolubility, the general formula [Chemical Formula 1]: 2] = 1: 20 to 1: 0.0
It is preferably 1. The degree of polymerization is usually sufficient if it is 100 or more. In addition, the crosslinked product may be less than this.

【0015】かかる不溶性ピリジニウム型樹脂は、対応
するモノマーから公知の重合法、あるいは架橋反応によ
って合成することができるが、粉末状、粒状、膜状、繊
維状等の各種市販品が容易に入手しうる。
The insoluble pyridinium-type resin can be synthesized from the corresponding monomer by a known polymerization method or a crosslinking reaction, and various commercially available products such as powder, granule, film, and fiber can be easily obtained. sell.

【0016】また、かかる樹脂を被覆する基材となる不
織布は従来公知のものが用いられてよい。さらに、本発
明に用いる酸素電極としては、いわゆる隔膜型酸素電極
が好ましい。
A conventionally known nonwoven fabric may be used as a base material for coating the resin. Further, as the oxygen electrode used in the present invention, a so-called diaphragm type oxygen electrode is preferable.

【0017】本発明の測定法では、通常、酸素電極の感
応部に、前記の水不溶性ピリジニウム型樹脂を被覆した
不織布を取り付けたフローセルを装着した装置を用い、
このフローセル内に一定時間、試料を流通して行うのが
よい。この際の流通時間は、10〜30分で充分であ
り、フローセル内には曝気された試料が導入されてもよ
い。
In the measurement method of the present invention, a device having a non-woven fabric coated with the above-mentioned water-insoluble pyridinium-type resin attached to the sensitive part of the oxygen electrode is usually used,
It is preferable to carry out the sample by circulating the sample in the flow cell for a certain period of time. The circulation time at this time is sufficient to be 10 to 30 minutes, and the aerated sample may be introduced into the flow cell.

【0018】本発明によれば、酸素電極の出力に基づい
て試料中に存在する種々の好気性微生物の生菌数(活
量)を迅速に測定することができる。なお、本明細書に
おいて、好気性微生物とは、生育過程で酸素を消費し得
る広義の好気性微生物を意味し、いわゆる通性嫌気性微
生物および任意嫌気性微生物を含み、酸素を全く消費し
ない絶対嫌気性微生物は除く。
According to the present invention, the viable cell count (activity) of various aerobic microorganisms present in a sample can be quickly measured based on the output of the oxygen electrode. In the present specification, aerobic microorganisms mean aerobic microorganisms in a broad sense that can consume oxygen during the growth process, and include so-called facultative anaerobic microorganisms and arbitrary anaerobic microorganisms, and do not consume oxygen at all. Excluding anaerobic microorganisms.

【0019】[0019]

【作用】微生物懸濁液を注入すると、懸濁液中の微生物
は不織布表面に捕捉され、捕捉された微生物が生きてい
る場合は酸素を消費するので酸素濃度は減少する。一定
濃度の懸濁液を一定速度で流し続ければ、通液時間に比
例して微生物捕捉量が増え、これに伴って電流値は一定
速度で減少する。また懸濁液中の微生物濃度が高い場合
は、単位時間当りの微生物捕捉量が多いので電流減少速
度も大きい。特定の微生物について懸濁液濃度と電流減
少速度との関係をあらかじめ求めておけば、未知の懸濁
液中に含まれる微生物の濃度を電流減少速度から求める
ことができる。不溶性ピリジニウム型樹脂は死んだ微生
物細胞も捕捉するが、これは酸素を消費しないため電流
値の減少を生じない。このようにして、電流値の減少か
ら直ちに試料中の生菌数(活量)を知ることができ、簡
便な操作で迅速な測定が可能となる。
When a suspension of microorganisms is injected, the microorganisms in the suspension are trapped on the surface of the nonwoven fabric, and if the trapped microorganisms are alive, they consume oxygen, so that the oxygen concentration decreases. If a suspension of a constant concentration is continuously flowed at a constant speed, the amount of captured microorganisms increases in proportion to the flow time, and the current value decreases at a constant speed. When the concentration of microorganisms in the suspension is high, the amount of microorganisms captured per unit time is large, so that the current reduction rate is high. If the relationship between the suspension concentration and the current reduction rate is determined in advance for a specific microorganism, the concentration of microorganisms contained in an unknown suspension can be determined from the current reduction rate. Insoluble pyridinium-type resins also capture dead microbial cells, but do not consume oxygen and do not cause a decrease in current. In this way, the number of viable bacteria (activity) in the sample can be immediately known from the decrease in the current value, and rapid measurement can be performed by a simple operation.

【0020】[0020]

【実施例】つぎに本発明を実施例にもとづきさらに具体
的に説明する。図1は本発明のセンサーの概略断面図で
ある。図1において本発明の好気性微生物測定装置1
は、酸素電極(電気化学計器7616型)10、その感
応部に配置されたフローセル20およびこれらの間に配
置された不溶性ピリジニウム型樹脂被覆不織布30から
なる。
Next, the present invention will be described more specifically based on examples. FIG. 1 is a schematic sectional view of the sensor of the present invention. In FIG. 1, an aerobic microorganism measuring apparatus 1 of the present invention is shown.
Consists of an oxygen electrode (electrochemical meter 7616 type) 10, a flow cell 20 disposed in a sensitive portion thereof, and an insoluble pyridinium-type resin-coated nonwoven fabric 30 disposed therebetween.

【0021】酸素電極10は公知のものであってよく、
テフロン膜(厚さ50μm)、白金カソード、アルミニ
ウムアノードおよび飽和塩化カリウム電極からなる。
The oxygen electrode 10 may be a known one,
It consists of a Teflon membrane (50 μm thickness), a platinum cathode, an aluminum anode and a saturated potassium chloride electrode.

【0022】フローセル20は、ポリメタクリル酸メチ
ル製パイプ(内径8.0mm、外径12mm)の上部フ
ローセル21および同様の下部フローセル22、並びに
これらの連結部の外周に取り付けられて上下のフローセ
ルを一体に連結するシリコンパイプ(内径10mm、外
径14mm)23を有する。下部フローセル22には外
部から下部フローセルの上端に至る試験液の導入パイプ
24および下部フローセル22の上端よりさらに上方か
ら外部へ試験液を排出する排液パイプ25が設けられ
る。これら導入パイプ24および排液パイプ25はステ
ンレス鋼パイプ(内径1.0mm、外径2.0mm)から
なりエポキシ系接着剤26により下部フローセル22に
封止固定される。また、上部フローセル21の上端に
は、ナイロンメッシュ(100メッシュ)27が設けら
れる。
The flow cell 20 is attached to the upper flow cell 21 and a similar lower flow cell 22 of a pipe made of polymethyl methacrylate (inner diameter 8.0 mm, outer diameter 12 mm), and the upper and lower flow cells are attached to the outer periphery of a connection portion thereof. And a silicon pipe (inner diameter: 10 mm, outer diameter: 14 mm) 23 connected to the main body. The lower flow cell 22 is provided with a test liquid introduction pipe 24 extending from the outside to the upper end of the lower flow cell, and a drainage pipe 25 discharging the test liquid from a position higher than the upper end of the lower flow cell 22 to the outside. The introduction pipe 24 and the drain pipe 25 are made of a stainless steel pipe (inner diameter 1.0 mm, outer diameter 2.0 mm) and are sealed and fixed to the lower flow cell 22 by an epoxy adhesive 26. A nylon mesh (100 mesh) 27 is provided at the upper end of the upper flow cell 21.

【0023】かかるフローセル20を酸素電極10の感
応部に取り付けるに当たって、これらの間に不溶性ピリ
ジニウム樹脂を被覆した不織布30を挟み込んで補助装
置2により固定する。
When the flow cell 20 is attached to the sensitive part of the oxygen electrode 10, a nonwoven fabric 30 coated with an insoluble pyridinium resin is sandwiched between them and fixed by the auxiliary device 2.

【0024】ここで用いた不織布は純レーヨン製の不織
布WE−8890(繊度1.5デニール、厚さ0.5m
m、表面積2020cm2/g;日本バイリーン(株)
製)である。この不織布に対して、ピリジニウム型ポリ
マーである塩化N−ベンジル−4−ビニルピリジニウム
とスチレンとの1:2.75(モル比)コポリマー(以
下、BVPSという)を被覆した。被覆は0.5%ポリ
マー溶液(溶媒;メタノール:アセトン=6:4の混合
溶媒)に不織布を一晩浸漬させてコーティング処理した
(コーティング量:10mg/g)。また、BVPSは
ピリジニウム基2.94mg/gを含有しており、固有
粘度は0.23dl/g(MgCl2・6H2O 10g/
l含有のエタノール中、30℃)であった。
The non-woven fabric used here is a non-woven fabric made of pure rayon WE-8890 (a fineness of 1.5 denier and a thickness of 0.5 m).
m, surface area 2020 cm 2 / g; Japan Vilene Co., Ltd.
Made). This nonwoven fabric was coated with a 1: 2.75 (molar ratio) copolymer of N-benzyl-4-vinylpyridinium chloride, which is a pyridinium-type polymer, and styrene (hereinafter, referred to as BVPS). The coating was performed by dipping the nonwoven fabric in a 0.5% polymer solution (solvent; mixed solvent of methanol: acetone = 6: 4) overnight (coating amount: 10 mg / g). BVPS contains 2.94 mg / g of a pyridinium group and has an intrinsic viscosity of 0.23 dl / g (10 g / MgCl 2 .6H 2 O).
l in ethanol at 30 ° C).

【0025】かかる測定装置1を用い、図2に示す測定
システム(25℃に恒温)を構成した。図2において4
1は曝気用のエアーポンプ、42はペリスタポンプ(蠕
動ポンプ)、43は基準液または試料液槽、44はレコ
ーダを示す。試験微生物の試料懸濁液およびpH7.0
の0.05Mの滅菌燐酸緩衝液(基準液、以下、PBS
という)は、ペリスタポンプ(東京理化器械アイラマイ
クロポンプMP−3型)42により一定流速で測定装置
1のフローセルに導かれ、レコーダ(理化電気R−21
型)44により電流を記録する。
A measuring system (constant temperature at 25 ° C.) shown in FIG. 2 in FIG.
1 denotes an air pump for aeration, 42 denotes a peristaltic pump (peristaltic pump), 43 denotes a reference liquid or sample liquid tank, and 44 denotes a recorder. Sample suspension of test microorganism and pH 7.0
0.05M sterile phosphate buffer (standard solution, hereinafter referred to as PBS)
) Is guided to the flow cell of the measuring device 1 at a constant flow rate by a peristaltic pump (Tokyo Rika Instruments Ira Micro Pump MP-3 type) 42, and a recorder (Rika Denki R-21)
(Type) 44 and record the current.

【0026】本発明装置を用いた測定にあたっては、2
5℃、4ml/分にて測定装置1に空気および前記PB
S液をレコーダ44の電流値が一定となるまで流した。
ついで基準PBS液を試験微生物のPBS懸濁液に切り
替え、25℃、pH7.0、流速4.0ml/分にて流す
と、電流値は時間経過とともに減少する。電流値の減少
速度はnA/hで評価した。この電流減少率を記録して
微生物細胞懸濁液の濁度と比較した。なお、不溶性ピリ
ジニウム型樹脂を含浸させた不敷布による微生物細胞の
捕捉は非常に強力で非可逆的であるため、各測定ごとに
樹脂は取り替えるのが好ましい。
In the measurement using the apparatus of the present invention,
Air and PB at 5 ° C, 4 ml / min
The liquid S was allowed to flow until the current value of the recorder 44 became constant.
Then, when the reference PBS solution is switched to a PBS suspension of the test microorganism and the solution is flowed at 25 ° C., pH 7.0 and a flow rate of 4.0 ml / min, the current value decreases with time. The rate of decrease of the current value was evaluated in nA / h. This current reduction rate was recorded and compared with the turbidity of the microbial cell suspension. Since the capture of microbial cells by the non-woven cloth impregnated with the insoluble pyridinium-type resin is very powerful and irreversible, it is preferable to replace the resin for each measurement.

【0027】(試験微生物) (1)アクロモバクター・ポリモルフ(Achromobacter
polymorph)ICR(京都大学化学研究所収集番号)B
−00880、(2)アルカリゲネス・フェカリス(Al
caligenes faecalis)IFO13111、(3)アルカ
リゲネス・フェカリス(Alcaligenes faecalis)IAM
(東京大学応用微生物学研究所収集番号)b−141−
1、(4)バシラス・サチリス(Bacillus subtilis)
IFO3037、(5)エンテロバクター・クロアカエ
(Enterobacter cloacae)IFO3320、(6)エシ
ェリキア・コリ(Escherichia coli)BICRB−00
120株、(7)シュードモナス・アエルギノーザ(Ps
eudomonas aeruginosa)IFO3080、(8)セラチ
ア・マルセセンス(Serratia marcescens)IFO30
46、(9)スタフィロコッカス・アルレウス(Staphy
lococus aureus)IFO3060、(10)デバリオマ
イセス・ハンセニイ(Debaryomyces hansenii)IFO
0023、(11)サッカロマイセス・センビシェ(Sa
ccharomyces cerevisiae)IFO1662
(Test microorganism) (1) Achromobacter polymorph
polymorph) ICR (Kyoto University Institute for Chemical Research) B
-00880, (2) Alcaligenes faecalis (Al
caligenes faecalis) IFO13111, (3) Alcaligenes faecalis IAM
(Collection number of Institute of Applied Microbiology, The University of Tokyo) b-141
1, (4) Bacillus subtilis
IFO3037, (5) Enterobacter cloacae IFO3320, (6) Escherichia coli BICRB-00
120 strains, (7) Pseudomonas aeruginosa (Ps
eudomonas aeruginosa) IFO3080, (8) Serratia marcescens IFO30
46, (9) Staphylococcus aleus (Staphy
lococus aureus) IFO3060, (10) Debaryomyces hansenii IFO
0023, (11) Saccharomyces Sembiche (Sa
ccharomyces cerevisiae) IFO1662

【0028】なお、A.ポリモルフ、A.フェカリスお
よびS.マルセセンスは30℃で4時間培養した。B.
サチリス、E.クロアカエ、E.コリ、P.アエルギノ
ーザおよびS.アウレウスは37℃で4時間培養した。
D.ハンセニイおよびS.セレビシェは28℃で4時間
培養した。A.ポリモルフ、A.フェカリス、B.サチ
リス、E.クロアカエ、E.コリ、P.アエルギノー
ザ、S.アウレウスおよびS.マルセセンスの培養に用
いた栄養ブロスは、ペプトン5.0gおよび肉エキス3.
0gをpH7.2の水1000mlに溶解して調製し
た。D.ハンセニイおよびS.セレビシェの培養に用い
た培地は、グルコース10.0gおよび酵母エキス3.0
gをpH6.0の水1000mlに溶解して調製した。
これらの微生物細胞を、2000xg、30分間の遠心
分離によって集めた。採取した細胞をPBSで3回洗
い、無菌条件下にPBS中に懸濁させた。これらの懸濁
液を用いて、生細胞濃度の測定および610nmでの濁
度測定を行った。測定は微生物懸濁液調製の直後に行っ
たので、測定前の細胞損傷は無視できると思われる。
A. Polymorph, A. E. faecalis and S. f. Marcesense was cultured at 30 ° C. for 4 hours. B.
Subtilis, E. Black fly, E. Coli, p. Aeruginosa and S.A. Aureus was cultured at 37 ° C. for 4 hours.
D. Hansenii and S.M. Cereviche was cultured at 28 ° C. for 4 hours. A. Polymorph, A. E. faecalis, B. Subtilis, E. Black fly, E. Coli, p. Aeruginosa, S.A. Aureus and s. The nutrient broth used for culturing Marcesense was 5.0 g of peptone and 3.
It was prepared by dissolving 0 g in 1000 ml of water having a pH of 7.2. D. Hansenii and S.M. The medium used for cultivation of S. cerevisiae was 10.0 g of glucose and 3.0 g of yeast extract.
g in 1000 ml of water at pH 6.0.
These microbial cells were collected by centrifugation at 2000 × g for 30 minutes. The collected cells were washed three times with PBS, and suspended in PBS under aseptic conditions. Using these suspensions, live cell concentration measurements and turbidity measurements at 610 nm were performed. Since the measurement was performed immediately after preparation of the microbial suspension, cell damage before the measurement would be negligible.

【0029】測定にあたり、電流が安定するまでPBS
をセンサー系に短時間通した。試験微生物細胞の試料懸
濁液を一定流速でセンサー系に通したとき、最初電流が
僅かに乱れ、その後一様な減少を示した。1回の測定当
り、電流減少率の信頼すべき確認に至るまでに約10分
間を要した。
In the measurement, PBS was used until the current became stable.
For a short time through the sensor system. When a sample suspension of test microbial cells was passed through the sensor system at a constant flow rate, the current was initially slightly disturbed and then showed a uniform decrease. It took about 10 minutes per measurement for reliable confirmation of the current reduction rate.

【0030】[試験例1]図3は610nmにおける吸
光度0.4の A.フェカリス(A.faecalis)懸濁液を本発
明装置に注入した時の酸素電極の電流値減少を示すチャ
ートである。電流減少速度は160nA/hであった。
なお、121℃にて20分間オートクレーブ処理(加圧
蒸気滅菌)したE.coli(610nmでの光学濃度0.
1)の死細胞懸濁液をフローセルに通したところ、電流
減少は無視できる程度であった。したがって、本発明の
電気化学センサーは生細胞のみを記録する。
Test Example 1 FIG. 3 is a chart showing a decrease in the current value of the oxygen electrode when an A. faecalis suspension having an absorbance of 0.4 at 610 nm was injected into the apparatus of the present invention. The current decreasing rate was 160 nA / h.
In addition, E. coli (optical density of 0.1 at 610 nm) autoclaved (pressure steam sterilization) at 121 ° C. for 20 minutes.
When the dead cell suspension of 1) was passed through a flow cell, the decrease in current was negligible. Therefore, the electrochemical sensor of the present invention records only living cells.

【0031】図4は電流減少率と微生物細胞濃度との関
係を示すチャートである。電流減少率と610nmにお
ける光学濃度との間に直線関係が得られ、電流減少率は
試料懸濁液中の微生物細胞濃度に比例する。最もよく微
生物細胞濃度の評価に使用される方法は濁度法であるた
め、電流減少率と610nmにおける光学濃度との関係
を検討した。生細胞濃度測定にはコロニー計数法がとく
に重要であるが、この計測の定量的正確さは、望ましい
とされるほどには充分でない。本発明の電気化学法は、
微生物細胞懸濁液調製直後に行ったので、測定前の細胞
損傷および生育力の低下は無視できると思われる。
FIG. 4 is a chart showing the relationship between the current reduction rate and the microbial cell concentration. A linear relationship is obtained between the current reduction rate and the optical density at 610 nm, where the current reduction rate is proportional to the microbial cell concentration in the sample suspension. Since the method most frequently used to evaluate the concentration of microbial cells is the turbidity method, the relationship between the current reduction rate and the optical density at 610 nm was examined. Colony counting is particularly important for viable cell concentration measurements, but the quantitative accuracy of this measurement is not sufficient as desired. The electrochemical method of the present invention comprises:
Since the microbial cell suspension was performed immediately after preparation, cell damage and decrease in viability before measurement would be negligible.

【0032】本発明の測定法を用いて、好気性細菌3
株、通性嫌気性細菌5株および酵母2種を用いて調べ
た。電流減少率と、610nmにおける微生物細胞懸濁
液の濁度との比は、微生物の種類に大きく依存する。結
果を表1に示す。これらの結果から電流減少率は生微生
物細胞濃度の有用な指数であることが分かる。
Using the measurement method of the present invention, aerobic bacteria 3
The strain was examined using 5 strains of facultative anaerobic bacteria and 2 types of yeast. The ratio between the rate of current decrease and the turbidity of the microbial cell suspension at 610 nm is highly dependent on the type of microorganism. Table 1 shows the results. These results show that the current reduction rate is a useful index of the live microbial cell concentration.

【0033】本発明の電気化学測定法による生菌の最小
検出可能濃度を、610nmにおける光学濃度が0.1
のPBS中微生物細胞懸濁液を用いて、標準偏差の3倍
値に当る濁度相当濃度として評価した。結果を表1に示
した。最小検出可能濃度は、濁度として0.005〜0.
023であり、107細胞/mlオーダーの細菌濃度に
相当していた。
The minimum detectable concentration of viable cells by the electrochemical measurement method of the present invention is defined as the optical density at 610 nm of 0.1.
Was evaluated as a turbidity equivalent concentration corresponding to three times the standard deviation using a microbial cell suspension in PBS. The results are shown in Table 1. The minimum detectable concentration is 0.005 to 0.00 as turbidity.
023, corresponding to a bacterial concentration on the order of 10 7 cells / ml.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】このように本発明の測定法によれば、生菌
濃度を迅速に測定できると共に菌の生育力の有無に拘わ
らず微生物の総濃度を測定する従来の総細胞炭素分析に
基く微生物細胞濃度測定法が補完される。
As described above, according to the measuring method of the present invention, the concentration of viable cells can be measured quickly and the microbial cells based on the conventional total cell carbon analysis for measuring the total concentration of microorganisms regardless of the viability of the cells. The concentration measurement method is complemented.

【0036】また、電流減少率に対する温度およびpH
の影響を調べた結果を図5および図6に示す。電流減少
率は、30℃よりも高い温度で幾分増大した(図5)。
電流減少率に対するpHの影響はそれほど著しくはなか
った(図6)。
The temperature and pH with respect to the current decrease rate
5 and 6 show the results obtained by examining the effect of. The rate of current decrease increased somewhat above 30 ° C. (FIG. 5).
The effect of pH on the rate of current decrease was not significant (FIG. 6).

【0037】[比較試験例]BVPS被覆不織布の代り
にBVPS樹脂ビーズを用いて610nmにおける光学
濃度0.2のE.コリ懸濁液を測定したところ、図7に示
すごとく電流は幅広く変動し、センサー系の感度は低か
った。610nmでの光学濃度が0.1のPBS中、各
種の微生物細胞懸濁液を用いて、標準偏差の3倍値に相
当する濃度として評価した最小検出可能濁度濃度は、表
2に示すごとく0.06〜0.29の範囲内にあった。
[Comparative Test Example] When an E. coli suspension having an optical density of 0.2 at 610 nm was measured using BVPS resin beads instead of the BVPS-coated nonwoven fabric, the current varied widely as shown in FIG. The sensitivity of the sensor system was low. The minimum detectable turbidity concentration evaluated as a concentration equivalent to three times the standard deviation using various microbial cell suspensions in PBS having an optical density of 0.1 at 610 nm is shown in Table 2. It was in the range of 0.06-0.29.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】前記のとおり、BVPS被覆不織布を用い
た場合の最小検出濁度濃度は、0.005〜0.023の
範囲内である。BVPS樹脂ビーズの場合の相対的に低
い感度および大きな電流変動の原因は、試料懸濁液が不
織布を通過するのに比して、樹脂ビーズ層を通過すると
きの流れの一様性が低いことに原因があると考えられ
る。なお、BVPS樹脂ビーズの平均粒径は混潤状態で
0.3〜0.4mmであった。樹脂ビーズ充填層の裂け目
の大きさは不織布のそれより遥かに大きく、その結果、
微生物試料懸濁液の流れがより不均一となり、センサー
系の感度が低くなると考えられる。このように電気化学
センサー系には、不溶性ピリジニウム型樹脂であるBV
PS樹脂のビーズよりも、ピリジニウム型ポリマーであ
るBVPSで被覆した不織布の方がより適している。
As described above, the minimum detected turbidity concentration when the BVPS-coated nonwoven fabric is used is in the range of 0.005 to 0.023. The reason for the relatively low sensitivity and large current fluctuations in the case of BVPS resin beads is that the sample suspension passes through the resin bead layer with less uniform flow as it passes through the nonwoven fabric. It is thought that there is a cause. The average particle size of the BVPS resin beads was 0.3 to 0.4 mm in a mixed state. The size of the crack in the resin bead packed layer is much larger than that of the non-woven fabric, and as a result,
It is believed that the flow of the microbial sample suspension becomes more uneven and the sensitivity of the sensor system is reduced. Thus, the electrochemical sensor system includes BV, an insoluble pyridinium-type resin.
Nonwoven fabrics coated with BVPS, a pyridinium-type polymer, are more suitable than PS resin beads.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の測定方法、装置によれば、水中
に懸濁された好気性および通性嫌気性微生物の生菌数を
簡便な操作によって極めて迅速に、しかも精度よく測定
することができる。したがって、本発明の測定法は微生
物を用いる生産工程の制御、食品の品質管理に有用であ
る。
According to the measuring method and apparatus of the present invention, the number of viable aerobic and facultative anaerobic microorganisms suspended in water can be measured very quickly and accurately by a simple operation. it can. Therefore, the measurement method of the present invention is useful for controlling a production process using a microorganism and controlling the quality of food.

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

【図1】本発明の測定装置を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a measuring apparatus of the present invention.

【図2】本発明の測定法を実施する測定システムを示す
概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a measurement system for performing the measurement method of the present invention.

【図3】610nmにおける光学濃度が0.4のA.フ
ェカリス懸濁液を25℃、流速4.0ml/分でセンサ
ーに通した場合の電流変化を示すチャートである。
FIG. 3 shows an A.D. having an optical density of 0.4 at 610 nm. 5 is a chart showing a change in current when the E. faecalis suspension is passed through the sensor at 25 ° C. and a flow rate of 4.0 ml / min.

【図4】PBS中A.フェカリス懸濁液における電流減
少率と、610nmにおける光学濃度との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 4. A. in PBS. It is a graph which shows the relationship between the electric current reduction rate in a fecalis suspension, and the optical density in 610 nm.

【図5】610nmにおける光学濃度0.2、pH7.0
のPBS中、E.コリ懸濁液の電流減少率に対する温度
の影響を示すグラフである。
FIG. 5: Optical density 0.2 at 610 nm, pH 7.0
4 is a graph showing the effect of temperature on the current reduction rate of E. coli suspension in PBS.

【図6】610nmにおける光学濃度0.2、温度25
℃のPBS中、E.コリ懸濁液の電流減少率に対するp
Hの影響を示すグラフである。
FIG. 6: Optical density 0.2 at 610 nm, temperature 25
P for current reduction rate of E. coli suspension in PBS
6 is a graph showing the effect of H.

【図7】BVPS樹脂ビーズを用いた電気化学センサー
の反応曲線である。610nmにおける光学濃度0.2
のE.コリ懸濁液を25℃、流速4.0ml/分でセンサ
ーに通した。
FIG. 7 is a reaction curve of an electrochemical sensor using BVPS resin beads. Optical density 0.2 at 610 nm
Was passed through the sensor at 25 ° C. at a flow rate of 4.0 ml / min.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:測定装置 2:補助装置 10:酸素電極 20:フローセル 21:上部フローセル 22:下部フローセル 23:シリコンパイプ 24:導入パイプ 25:排液パイプ 26:エポキシ系接着剤 27:ナイロンメッシュ 30:不織布 41:エアーポンプ 42:ペリスタポンプ 43:基準液または試料液槽 44:レコーダ 1: Measuring device 2: Auxiliary device 10: Oxygen electrode 20: Flow cell 21: Upper flow cell 22: Lower flow cell 23: Silicon pipe 24: Introducing pipe 25: Drainage pipe 26: Epoxy adhesive 27: Nylon mesh 30: Non-woven fabric 41 : Air pump 42: Peristaltic pump 43: Reference liquid or sample liquid tank 44: Recorder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12Q 1/00 C12M 1/34 G01N 27/416 BIOSIS(DIALOG)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C12Q 1/00 C12M 1/34 G01N 27/416 BIOSIS (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水不溶性ピリジニウム型樹脂を被覆した
不織布を酸素電極の感応部に配置し、この不織布に微生
物を含有しうる試料液を接触させ、接触時の前記酸素電
極の検知出力の変化に基づいて、前記試料液中の好気性
微生物の生菌数を測定することを特徴とする好気性微生
物の測定法。
1. A nonwoven fabric coated with a water-insoluble pyridinium-type resin is disposed on a sensitive portion of an oxygen electrode, and a sample solution containing microorganisms is brought into contact with the nonwoven fabric. A method for measuring the number of viable aerobic microorganisms in the sample liquid based on the measurement.
【請求項2】 酸素電極の感応部に、水不溶性ピリジニ
ウム型樹脂を被覆した不織布を有するフローセルを装着
した好気性微生物の測定装置。
2. An aerobic microorganism measuring apparatus in which a flow cell having a nonwoven fabric coated with a water-insoluble pyridinium-type resin is mounted on a sensitive portion of an oxygen electrode.
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