JP4911423B2 - Microorganism measurement method - Google Patents

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Description

本発明は、試料中の微生物の計測方法に関するものである。本発明は、利用分野として、食品、医療、製薬、農業、環境分析など広範に用いることができる。   The present invention relates to a method for measuring microorganisms in a sample. The present invention can be used in a wide range of fields such as food, medicine, pharmaceuticals, agriculture, and environmental analysis.

近年、食中毒の大規模化や、新興感染症の発生など、微生物に起因するリスクが大きな社会問題となっている。これらの問題が解消されない一つの大きな要因は、微生物検査に長い時間がかかる点にある。こうした状況から、微生物検査の迅速化が強く求められるようになっている。   In recent years, risks caused by microorganisms, such as food poisoning on a large scale and the occurrence of emerging infectious diseases, have become major social problems. One major factor that does not solve these problems is that it takes a long time to test microorganisms. Under these circumstances, rapid microbiological testing is strongly demanded.

従来、微生物の検査には、培養法が用いられてきた。培養法は、20世紀初頭から、衛生管理の基本となってきたが、微生物の増殖を待つ必要があるため、検出に長時間を要する。食品など各分野で定められた公定法では、微生物の検出までに概ね24時間以上を要している。また、真菌(カビや酵母)では、1週間もの培養が必要である。   Conventionally, culture methods have been used for microorganism testing. The culture method has been the basis of hygiene management since the beginning of the 20th century. However, since it is necessary to wait for the growth of microorganisms, detection takes a long time. According to official methods established in various fields such as food, it takes approximately 24 hours or more to detect microorganisms. Also, fungi (molds and yeasts) require one week of culture.

こうした培養法の問題を解決する迅速検査技術として、培養を要さない方法が様々に検討されてきた。その代表例は、試薬により微生物を染色し、その着色や蛍光を顕微鏡や自動検出装置を用いて計測する手法である。具体例を以下に挙げる。   Various methods that do not require culturing have been studied as rapid inspection techniques for solving such problems of the culturing method. A typical example is a technique of staining microorganisms with a reagent and measuring the coloration or fluorescence using a microscope or an automatic detection device. Specific examples are given below.

A.直接染色法
4’,6−Diamidino−2−phenylindole dihydrochlorideを用いて、微生物の種類によらず、生死に関わらず全ての微生物の遺伝子を染色し、検出する。
Propidium iodideを用いて、微生物の種類によらず、死んだ微生物を蛍光染色し、検出する。
A. Direct Staining Method Using 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindylene chloride, all microbial genes are stained and detected regardless of the type of microorganism.
Using Propidium iodide, dead microorganisms are fluorescently stained and detected regardless of the type of microorganism.

B.生理活性を利用する染色法
微生物に含まれる酵素で分解されると蛍光を発するCarboxyfluorescein diacetate(以下、CFDAと略す)を用いて、酵素活性を持っている微生物を蛍光染色し、検出する。
呼吸活性によって蛍光化する5−cyano−2,3−ditolyl tetrazolium chloride を用いて、呼吸活性を持っている微生物を蛍光染色し、検出する。
B. Staining Method Utilizing Physiological Activity Using a carboxyfluorescein diacetate (hereinafter abbreviated as CFDA) that emits fluorescence when decomposed by an enzyme contained in the microorganism, the microorganism having the enzyme activity is fluorescently stained and detected.
Using 5-cyano-2,3-diethyltetrazolium chloride that fluoresces by respiratory activity, a microorganism having respiratory activity is fluorescently stained and detected.

C.特定の遺伝子配列を染色する方法
微生物細胞中のDNAやRNAを染色し、検出する方法である。予め、検出対象となる微生物が有する固有の配列に対して、相補的に結合する遺伝子断片(プローブという)を用意し、そのプローブを蛍光色素で標識しておく。この標識プローブを試料に加えることにより、目的の遺伝子、すなわち、目的の微生物を特異的に蛍光染色し、検出する。
C. Method of staining a specific gene sequence This is a method of staining and detecting DNA or RNA in microbial cells. A gene fragment (referred to as a probe) that binds in a complementary manner to a unique sequence of a microorganism to be detected is prepared in advance, and the probe is labeled with a fluorescent dye. By adding this labeled probe to the sample, the target gene, that is, the target microorganism is specifically fluorescently stained and detected.

D.特定の抗原を染色する方法
微生物が有する抗原を染色し、検出する方法である。予め、検出対象となる微生物が有する固有の抗原に対して、特異的に結合する抗体を用意し、その抗体を蛍光色素で標識しておく。この標識抗体を試料に加えることにより、目的の抗原、すなわち、目的の微生物を特異的に蛍光染色し、検出する。
D. Method for staining a specific antigen A method for staining and detecting an antigen possessed by a microorganism. An antibody that specifically binds to a specific antigen possessed by a microorganism to be detected is prepared in advance, and the antibody is labeled with a fluorescent dye. By adding this labeled antibody to the sample, the target antigen, that is, the target microorganism, is specifically fluorescently stained and detected.

これらの技術によって、検査時間は数時間以内、速いものでは10分程度と大幅な迅速化が図られた。
ところが、これらの手法を食品など実際の試料に適用するには、まだ大きな問題がある。それは、検出したい微生物以外の物質(以下「夾雑物」と呼ぶ)が、非特異的に試薬によって染色されてしまうことである。非特異的な染色が起こると、検出の際、微生物と夾雑物とが同じ波長の蛍光を発する。微生物と夾雑物との識別は、蛍光輝点のサイズや形状、シグナル強度などを利用すれば、ある程度可能であるが、生物性の夾雑物が多く含まれる試料(食品など)では、実用的なレベルまで微生物と夾雑物を識別するのは困難なことが多い。例えば、惣菜の衛生規範では生菌数で10万個/gが出荷の良否判定の基準となっているが、夾雑物の影響を排して、このレベルまで微生物の検出下限を下げることは難しい。
With these technologies, the inspection time was within a few hours, and about 10 minutes for fast ones, the speed was greatly increased.
However, there are still significant problems in applying these techniques to actual samples such as food. That is, substances other than microorganisms to be detected (hereinafter referred to as “contaminants”) are non-specifically stained with reagents. When non-specific staining occurs, microorganisms and contaminants emit fluorescence at the same wavelength during detection. Although it is possible to distinguish between microorganisms and contaminants to some extent by using the size and shape of fluorescent luminescent spots, signal intensity, etc., it is practical for samples that contain a lot of biological contaminants (such as food). It is often difficult to distinguish microorganisms and contaminants to the level. For example, in the sanitary standards for sugar beet, the number of viable bacteria is 100,000 / g as the standard for determining the quality of shipment, but it is difficult to reduce the detection limit of microorganisms to this level by eliminating the influence of foreign substances. .

こうした状況に対して、試料に2種あるいはそれ以上の種類の染色試薬を加え、それらの試薬の特異性を組合せることで、夾雑物の影響を低減し、目的の微生物をより正確に検出する、多重染色と呼ばれる手法が考案されている。
多重染色を用いる先行技術としては、例えば、以下のa〜cが挙げられる。
For these situations, adding two or more types of staining reagents to the sample and combining the specificities of these reagents reduces the effects of contaminants and more accurately detects the target microorganism. A technique called multiple staining has been devised.
Examples of the prior art using multiple staining include the following ac.

a: Y. Hansson et. al. ; Journal of Immunological Methods, 100 (1987) pp.261−267
生細胞を蛍光発光させる試薬としてFluorescein diacetateを用い、生細胞から漏れるFluoresceinの蛍光を消光するためにHemoglobinを用いている。試料をこれらの試薬で二重染色し、染色した試料に対して励起光を照射することにより、Fluorescein diacetateで染色された生細胞が発する蛍光発光の強度を蛍光顕微鏡に接続したフォトマルチプライヤーで検出して、蛍光発光強度から生細胞数を算出する方法が記載されている。
a: Y. Hansson et. al. Journal of Immunological Methods, 100 (1987) pp .; 261-267
Fluorescein diacetate is used as a reagent for fluorescent emission of living cells, and hemoglobin is used to quench the fluorescence of fluorescein leaking from the living cells. The sample is double-stained with these reagents, and the stained sample is irradiated with excitation light to detect the intensity of fluorescence emitted from living cells stained with fluorescein diacetate using a photomultiplier connected to a fluorescence microscope. Thus, a method for calculating the number of viable cells from the fluorescence emission intensity is described.

b: 米国特許第6,459,805号公報
試料に、生細胞のみに蓄積される蛍光染料と、死細胞に浸透できるが生細胞には排除される消光染料とを添加し、試料の蛍光強度を計測することで生細胞数を計測する方法が記載されている。
具体的には、蛍光染料としてFluorescein diacetateを用い消光染料としてEosin Yを用いる事例と、蛍光染料としてCalcein−AMを用い消光染料としてTrypan Blueを用いる事例とが挙げられている。
b: U.S. Pat. No. 6,459,805 A sample is added with a fluorescent dye that accumulates only in living cells and a quenching dye that can penetrate dead cells but is excluded from living cells. A method for measuring the number of viable cells by measuring is described.
Specifically, examples include the use of fluorescein diacetate as a fluorescent dye and Eosin Y as a quenching dye, and the example of using Calcein-AM as a fluorescent dye and trypan blue as a quenching dye.

c: 特開2002−34594号公報
細胞を含む試料に色素または蛍光性酵素基質を添加して、色素または蛍光を検出又は測定する生細胞の検出方法において、細胞膜を透過できず、かつ、上記色素または蛍光性酵素基質の発光を吸収する吸収体の存在下で検出または測定を行うことを特徴とする方法が記載されている。
具体的には、土壌の懸濁液に、蛍光性酵素基質Carboxyfluorescein diacetate acetoxymethyl ester添加して生細胞を蛍光染色し、生細胞以外の夾雑物が発する非特異的蛍光をCytochrome cで吸収する実施例が紹介されている。
米国特許第6,459,805号公報 特開2002−34594号公報
c: JP-A-2002-34594 In a method for detecting a living cell in which a dye or a fluorescent enzyme substrate is added to a sample containing cells to detect or measure the dye or fluorescence, the dye cannot pass through the cell membrane, and the dye Alternatively, a method is described in which the detection or measurement is performed in the presence of an absorber that absorbs the luminescence of the fluorescent enzyme substrate.
Specifically, a fluorescent enzyme substrate Carboxyfluorescein diacetate methyl ester is added to a soil suspension to fluorescently stain live cells, and nonspecific fluorescence emitted by contaminants other than live cells is absorbed by Cytochrome c Has been introduced.
US Pat. No. 6,459,805 JP 2002-34594 A

上述の先行技術は、夾雑物の影響低減を行った事例ではあるが、次の問題点がある。すなわち、これらの先行技術で測定している試料は、a、bはヒト細胞や神経細胞の培養液であり、cは土壌の懸濁液となっている。a〜cの先行技術は夾雑物の影響の小さい試料にしか適用できない手法であり、食品のように、微生物に特性の近い生物性の夾雑物が多量に含まれる試料に対して、実効性のある手段とは言えない。   Although the above-mentioned prior art is an example in which the influence of impurities is reduced, there are the following problems. That is, in the samples measured by these prior arts, a and b are cultures of human cells and nerve cells, and c is a suspension of soil. The prior arts a to c are methods that can be applied only to samples with little influence of contaminants, and are effective for samples containing a large amount of biological contaminants that are close to microorganisms, such as food. It's not a means.

本発明は、これら従来技術の問題を解決するため、食品をはじめ生物性の夾雑物を含む試料に有効な多重染色法を見出し、それを用いる微生物の計測方法を提供することを目的とする。   In order to solve these problems of the prior art, an object of the present invention is to find an effective multiple staining method for samples containing food and other biological contaminants, and to provide a method for measuring microorganisms using the same.

上記目的を達成するために、本発明に係る微生物の計測方法は、試料に第一の試薬を接触させ、上記第一の試薬によって上記試料中の検出対象としている微生物を蛍光染色し、上記試料に第二の試薬を接触させ、上記第二の試薬によって上記試料中の検出対象としている微生物以外の物質を染色し、上記試料に上記第一の試薬を励起する波長の光を照射し、上記第一の試薬の蛍光波長で蛍光を発している輝点を検出し、検出した輝点の情報(数、大きさ、形状、分布)から微生物の有無や数を求めることを含み、 上記第一の試薬が、蛍光を発し、上記試料を含む溶媒に溶解し、上記第二の試薬が、上記第一の試薬の蛍光を吸収し、上記試料を含む溶媒に溶解し、かつ上記試料中で負に解離する基を有することを特徴とする。また、ここで第二の試薬は、脂溶性を有し、かつ分子量は小さいことが好適である。   In order to achieve the above object, a microorganism measuring method according to the present invention comprises contacting a sample with a first reagent, fluorescently staining the microorganism to be detected in the sample with the first reagent, The second reagent is contacted, the substance other than the microorganism to be detected in the sample is stained with the second reagent, and the sample is irradiated with light having a wavelength that excites the first reagent, Detecting the bright spot emitting fluorescence at the fluorescence wavelength of the first reagent, and determining the presence or number of microorganisms from the information (number, size, shape, distribution) of the detected bright spot, The reagent fluoresces and dissolves in the solvent containing the sample, the second reagent absorbs the fluorescence of the first reagent, dissolves in the solvent containing the sample, and is negative in the sample. It has the group which dissociates in. Here, it is preferable that the second reagent has fat solubility and has a small molecular weight.

本発明に係る微生物の計測方法は、上記第一の試薬として、上記試料中の検出対象としている微生物を蛍光染色することができ、蛍光波長帯域が、500〜530nmに存在する、少なくとも一の試薬(第一の試薬が細胞膜不透過性であるものを除く)を用い、上記第二の試薬として、赤色102号を用いることを特徴とする。
また、本発明に係る微生物の計測方法は、 上記第一の試薬として、より詳細には、Fluorescein diacetate、Carboxyfluorescein diacetate、Carboxyfluorescein diacetate acetoxymethyl ester、Carboxymethylfluorescein diacetate、Acridine orange、Calcein−AM、SYBR(登録商標) Green I、およびRhodamine 123からなる群から選択される少なくとも一の試薬を用い、上記第二の試薬として、赤色102号を用いることを特徴とする。
In the microorganism measuring method according to the present invention, as the first reagent, at least one reagent that can fluorescently stain a microorganism to be detected in the sample and has a fluorescence wavelength band of 500 to 530 nm. (Excluding those in which the first reagent is impermeable to the cell membrane) and red 102 as the second reagent.
In addition, the method for measuring microorganisms according to the present invention includes, as the first reagent, more specifically, Fluorescein diacetate, Carboxyfluorescein diacetate, Carboxyfluorescein diacetate, Aceticylethylester, Carboxymethycetylacetate Using at least one reagent selected from the group consisting of Green I and Rhodamine 123 , Red No. 102 is used as the second reagent.

本発明者らは食品をはじめ生物性の夾雑物を含む試料に有効な多重染色法を見出した。本発明によれば、それを用いる微生物の計測方法が提供される。   The present inventors have found an effective multiple staining method for samples containing food and other biological contaminants. According to the present invention, a method for measuring microorganisms using the same is provided.

以下に、本発明に係る微生物の計測方法の詳しい内容、および、実施例を述べる。ただし、本発明の適用範囲は、この記載内容に限定されるものではない。   The detailed contents and examples of the microorganism measuring method according to the present invention will be described below. However, the scope of application of the present invention is not limited to this description.

[本発明の原理]
生きている微生物は、水中では、カルボキシル基などの解離によって細胞表面が負に帯電し、負電荷を帯びた粒子として存在している。このため、負の電荷をもつ物質は、電気的反発のため、生きている微生物に接触しにくい。染色試薬として負の電荷を持つ試薬を使うと、試薬が微生物に接触しにくく、生きている微生物を染色しない。
[Principle of the present invention]
In the living microorganisms, in the water, the cell surface is negatively charged due to dissociation of carboxyl groups and the like, and exists as negatively charged particles. For this reason, a substance having a negative charge is less likely to come into contact with living microorganisms due to electrical repulsion. If a negatively charged reagent is used as a staining reagent, the reagent is difficult to come into contact with microorganisms and does not stain living microorganisms.

一方、生きている微生物以外の、生理活性をもたない夾雑物には、通常、負の電荷が局在することはない。このため、負の電荷を持つ試薬でも反発されることなく、夾雑物を染色することができる。微生物も、生理活性を失うと(死ぬと)負の電荷を消失していくため、負電荷を持つ試薬で染色されるようになる。   On the other hand, negative charges are not usually localized in contaminants having no physiological activity other than living microorganisms. For this reason, impurities can be stained without being repelled even by a negatively charged reagent. Microorganisms lose their negative charge when they lose their biological activity (when they die), so they become stained with a negatively charged reagent.

これらのことを勘案すると、第一の試薬として目的の微生物を蛍光染色できる試薬を用い、第二の試薬として、負電荷を有し、かつ、第一の試薬の蛍光を吸収できる試薬を用いれば、目的の微生物を蛍光染色した状態で、それ以外の夾雑物を第二の試薬で染色することができる。結果的に、目的の微生物と、それ以外の夾雑物とは異なる色調に染め分けられることになる。この第二の試薬による染色をマスク染色と呼ぶ。
さらに死んだ微生物の染色を考慮すると、第二の試薬は、脂溶性を有し、かつ分子量は小さいことが好ましい。
Taking these into consideration, a reagent that can fluorescently stain the target microorganism is used as the first reagent, and a reagent that has a negative charge and can absorb the fluorescence of the first reagent is used as the second reagent. In the state where the target microorganism is fluorescently stained, other impurities can be stained with the second reagent. As a result, the target microorganism and other impurities are dyed in different colors. This staining with the second reagent is called mask staining.
Further, in consideration of staining of dead microorganisms, the second reagent preferably has fat solubility and a small molecular weight.

本発明で検出する微生物の種類は、特に限定されない。たとえば、大腸菌、ブドウ球菌、シュードモナス、バチルス、セラチアなどの細菌のほか、酵母などの真菌、クリプトスポリジウムなどの原虫にも適用が可能である。   The kind of microorganism detected in the present invention is not particularly limited. For example, in addition to bacteria such as Escherichia coli, Staphylococcus, Pseudomonas, Bacillus and Serratia, the present invention can also be applied to fungi such as yeast and protozoa such as Cryptosporidium.

さらに、本発明の方法は、微生物に限定されず、動物細胞や植物細胞の計測にも適用が可能である。   Furthermore, the method of the present invention is not limited to microorganisms, and can also be applied to measurement of animal cells and plant cells.

[試薬]
本発明で用いる第一の試薬には、次の特性が求められる:
・目的の微生物を蛍光染色する。
・試料を含む溶媒に溶解する。
[reagent]
The first reagent used in the present invention is required to have the following characteristics:
・ Fluorescent staining of the target microorganism.
-Dissolve in the solvent containing the sample.

第二の試薬には、次の特性が求められる:
・第一の試薬の蛍光を吸収する。
・試料を含む溶媒に溶解する。
・試料中で負に解離する基を有する。
また、第二の試薬は、次の特性を持つことが好ましい:
・脂溶性基を有する。
・分子量が小さい。
The second reagent requires the following properties:
Absorb the fluorescence of the first reagent.
-Dissolve in the solvent containing the sample.
-It has a group that dissociates negatively in the sample.
The second reagent also preferably has the following characteristics:
-It has a fat-soluble group.
・ Low molecular weight.

第一の試薬と第二の試薬の組合せについては、表1に好適な組合せを例示した。 The combinations of the first reagent and the second reagent are shown in Table 1 as suitable combinations.

Figure 0004911423
Figure 0004911423

表1は、第一の試薬の蛍光波長帯域と第二の試薬の吸収波長帯域が、500〜530nmの試薬のグループである。 Table 1 shows a group of reagents in which the fluorescence wavelength band of the first reagent and the absorption wavelength band of the second reagent are 500 to 530 nm.

これらの表中で、以下の略称を用いた。
FDA: Fluorescein diacetate
CFDA: Carboxyfluorescein diacetate
CFDA−AM: Carboxyfluorescein diacetate acetoxymethyl ester
CMFDA: Carboxymethylfluorescein diacetate
The following abbreviations were used in these tables.
FDA: Fluorescein diacetate
CFDA: Carboxyfluorescein diacetate
CFDA-AM: Carboxyfluorescein diacetate acetate methyl ester
CMFDA: Carboxymethylfluorescein diacetate

[計測手順]
図1に示した微生物の計測手順を参照しながら、本発明の計測の流れを説明する。
本発明の方法では、まず、試料1に対して、ストマックや試薬処理、遠心分離、ろ過など、微生物と微生物以外の物質(夾雑物)を分離する処理を行う(ステップ2)。つづいて、第一の試薬を接触させる(ステップ3)。第一の試薬は、微生物および残留している夾雑物を蛍光染色する。次に、試料に第二の試薬を接触させる(ステップ4)。第二の試薬は、夾雑物をマスク染色する。
[Measurement procedure]
The measurement flow of the present invention will be described with reference to the microorganism measurement procedure shown in FIG.
In the method of the present invention, first, the sample 1 is subjected to a process for separating microorganisms and substances other than microorganisms (contaminants) such as a stomat, reagent treatment, centrifugation, and filtration (step 2). Subsequently, the first reagent is brought into contact (step 3). The first reagent fluorescently stains microorganisms and remaining contaminants. Next, the second reagent is brought into contact with the sample (step 4). The second reagent masks contaminants.

そして、試料に第一の試薬を励起する波長の光を照射し、第一の試薬の蛍光波長で蛍光を発している輝点を検出する(ステップ5)。蛍光輝点の検出は、蛍光顕微鏡を用いて目視で行うことができる。また、蛍光顕微鏡にCCDカメラやCMOSカメラを組み合わせ、画像を取得した後、それを画像処理することで、輝点を検出することも可能である。さらには、本発明者が先の出願で示したような自動検出装置を適用すれば、画像取得から画像処理、輝点検出までの処理を自動化することも可能である。   Then, the sample is irradiated with light having a wavelength that excites the first reagent, and a bright spot emitting fluorescence at the fluorescence wavelength of the first reagent is detected (step 5). The fluorescent bright spot can be detected visually using a fluorescence microscope. It is also possible to detect a bright spot by combining a fluorescent microscope with a CCD camera or a CMOS camera and acquiring an image and then processing the image. Furthermore, if the inventor applies an automatic detection apparatus as shown in the previous application, it is possible to automate the processes from image acquisition to image processing and bright spot detection.

これらの方法で検出した輝点の情報(数、大きさ、形状、分布)から、微生物の有無や数を求めることができる。   From the information (number, size, shape, distribution) of the bright spots detected by these methods, the presence or absence and number of microorganisms can be determined.

試料の形態としては、固形物を含まない液体試料が計測できるほか、固形物を含む試料であっても、滅菌水を加えて粉砕混合する(ストマック)ことで微生物を液体に抽出し、計測することが可能である。   As a sample form, a liquid sample that does not contain solid matter can be measured, and even a sample containing solid matter can be extracted by sterilizing water and pulverized and mixed (stomac) to extract and measure microorganisms. It is possible.

[実施例1]
以下、本発明の微生物の方法でポテトサラダを計測した例を紹介する。説明中で特にことわらない限り、実験備品は滅菌済みのものを使用した。
[Example 1]
Examples of measuring potato salad using the microorganism method of the present invention will be described below. Unless otherwise stated in the description, sterilized laboratory equipment was used.

試料の調製
ポテトサラダに純粋培養したシュードモナス菌を適当量加え、模擬的に細菌で汚染された試料とした。
Preparation of Sample An appropriate amount of Pseudomonas bacterium purely cultured in potato salad was added to prepare a sample contaminated with bacteria in a simulated manner.

ストマック・試薬反応・遠心分離
まず、試料であるポテトサラダを10g秤量し、90mLの滅菌水を加えてストマックを行なった。使用したストマック袋にはメッシュフィルタが備わっており、ストマック液を採取する際、大きなゴミは分離できるようになっている。
ストマック液1mLをマイクロチューブに採取し、そこに20%のTrypsin水溶液250μLと、10%のPolyoxyethylene(10) octylphenyl ether水溶液20μLを加えた。その試料液をボルテックスミキサーで攪拌し、42℃の恒温水槽に1分間浸した。
つづいて、試料液を1万回転で3分間遠心分離し、上澄みを取り除いた。
Stomac / reagent reaction / centrifugation First, 10 g of the sample potato salad was weighed, and 90 mL of sterilized water was added to perform the stomac. The used smack bag is equipped with a mesh filter so that when collecting the smack liquid, large garbage can be separated.
1 mL of Stomack solution was collected in a microtube, and 250 μL of 20% Trypsin aqueous solution and 20 μL of 10% Polyoxyethylene (10) octylphenyl ether aqueous solution were added thereto. The sample solution was stirred with a vortex mixer and immersed in a constant temperature water bath at 42 ° C. for 1 minute.
Subsequently, the sample solution was centrifuged at 10,000 rpm for 3 minutes, and the supernatant was removed.

再分散・ろ過
遠心分離で得られたペレットに、900μLのりん酸生理食塩水を加え、攪拌を行って、ペレットを分散させた。その試料液に、20%のTrypsin水溶液250μLと、10%のPolyoxyethylene(10) octylphenyl ether水溶液20μLを加えた。その試料液をボルテックスミキサーで攪拌し、42℃の恒温水槽に1分間浸した。
つづいて、試料液全量をメンブレンフィルタでろ過し、検出対象となる微生物をメンブレンフィルタ上に捕捉した。メンブレンフィルタとしては、ワットマン製のポリカーボネートブラックメンブレン、ポアサイズ0.4μm、直径25mmを使用した。
900 μL of phosphate physiological saline was added to the pellet obtained by redispersion / filtration centrifugation, and the pellet was dispersed by stirring. To the sample solution, 250 μL of 20% Trypsin aqueous solution and 20 μL of 10% Polyoxyethylene (10) octylphenyl ether aqueous solution were added. The sample solution was stirred with a vortex mixer and immersed in a constant temperature water bath at 42 ° C. for 1 minute.
Subsequently, the total amount of the sample solution was filtered with a membrane filter, and microorganisms to be detected were captured on the membrane filter. As the membrane filter, a polycarbonate black membrane manufactured by Whatman, a pore size of 0.4 μm, and a diameter of 25 mm was used.

蛍光染色・マスク染色
あらかじめ、CFDAを1〜10mg/mLでDMSOに溶解した蛍光染色原液を用意した。その蛍光染色原液をりん酸緩衝液に混合し、蛍光染色液とした。蛍光染色液をメンブレンフィルタ上に滴下し、1〜5分間静置した後、ろ過によって蛍光染色液を吸引除去した。
次に、赤色102号を含むマスク液を用意した。マスク液をメンブレンフィルタ上に滴下し、1〜5分間静置した後、ろ過によって蛍光染色液を吸引除去した。
Fluorescent staining / mask staining In advance, a fluorescent staining stock solution in which CFDA was dissolved in DMSO at 1 to 10 mg / mL was prepared. The fluorescent staining stock solution was mixed with a phosphate buffer solution to obtain a fluorescent staining solution. The fluorescent staining solution was dropped on the membrane filter and allowed to stand for 1 to 5 minutes, and then the fluorescent staining solution was removed by suction through filtration.
Next, a mask solution containing Red No. 102 was prepared. The mask solution was dropped on the membrane filter and allowed to stand for 1 to 5 minutes, and then the fluorescent staining solution was removed by suction through filtration.

[メンブレンフィルタのセッティング・蛍光画像取得・画像処理で輝点計数]
ろ過器のファンネルを取り外し、メンブレンフィルタをピンセットでとって、スライドガラスにのせた。これらの操作中は、手指などがメンブレンフィルタの集菌面に触れないように注意し、手指などが集菌面に触れた場合は、全ての操作をやり直した。
メンブレンフィルタは、蛍光顕微鏡と自動分析装置によって観察を行った。
[Membrane filter setting, fluorescent image acquisition, bright spot counting by image processing]
The funnel of the filter was removed, the membrane filter was removed with tweezers and placed on a slide glass. During these operations, care was taken not to touch the collection surface of the membrane filter with fingers, etc., and when the fingers touched the collection surface, all operations were repeated.
The membrane filter was observed with a fluorescence microscope and an automatic analyzer.

結果・解析
図2において、左側は蛍光顕微鏡によってCFDA蛍光染色後(マスク染色前)の試料を観察した画像、右側はマスク染色後の試料を観察した画像である。マスク染色前の画像では、細菌(シュードモナス菌)と夾雑物との識別は困難である。それに対して、マスク染色後の画像では、夾雑物はマスク試薬によって細菌(緑色)と異なる色(赤色)に染め分けられており、両者は明瞭に識別できる。
Results / Analysis In FIG. 2, the left side is an image obtained by observing a sample after CFDA fluorescent staining (before mask staining) using a fluorescent microscope, and the right side is an image obtained by observing the sample after mask staining. In the image before mask staining, it is difficult to distinguish between bacteria (Pseudomonas) and impurities. On the other hand, in the image after mask staining, the contaminants are dyed into a different color (red) from bacteria (green) by the mask reagent, and both can be clearly identified.

[実施例2]
図3は、実施例1と同様の操作で、タマネギ細切りにエンテロバクターを添加し、本発明の方法で微生物を測定した結果である。本実施例では、微生物の検出に自動検出装置を用いており、自動検出装置の測定結果を縦軸に、従来からの培養法の測定結果を横軸にとり、両者の相関をグラフ化した図である。先行技術で挙げたような従来の迅速検査法では、培養法による検出菌数が10〜100万個/g程度より下になると、細菌と夾雑物との識別が困難であった(図には示していない)。それに対して、本発明を用いれば、細菌の定量下限が1万個/g以下まで到達していることが図3から読み取れる。
[Example 2]
FIG. 3 shows the results of measuring microorganisms by the method of the present invention by adding Enterobacter to onion shredded by the same operation as in Example 1. In this example, an automatic detection device is used to detect microorganisms, the measurement result of the automatic detection device is plotted on the vertical axis, the measurement result of the conventional culture method is plotted on the horizontal axis, and the correlation between the two is graphed. is there. In the conventional rapid inspection method as mentioned in the prior art, it is difficult to distinguish bacteria from contaminants when the number of bacteria detected by the culture method is lower than about 1 to 1 million cells / g (see the figure). Not shown). On the other hand, if the present invention is used, it can be seen from FIG. 3 that the lower limit of quantification of bacteria has reached 10,000 cells / g or less.

[従来の多重染色試薬との比較]
先行技術bに紹介されている Trypan Blue は、生乳中に含まれる夾雑物のマスク染色には有効であることが本発明者によって確認されている。しかしながら、上述のような惣菜試料に適用したところ、夾雑物をマスクする力が弱く、微生物の検出感度を下げることはできなかった。
[Comparison with conventional multiple staining reagents]
It has been confirmed by the present inventors that Trypan Blue introduced in the prior art b is effective for mask staining of contaminants contained in raw milk. However, when applied to a sugar beet sample as described above, the ability to mask contaminants was weak, and the detection sensitivity of microorganisms could not be lowered.

このほか、Propidium iodideは、微生物の種類によらず、死んだ細胞を蛍光染色すると言われているが、惣菜系試料に含まれる夾雑物のマスクには効果が見られなかった。逆に、夾雑物と比べて、生きている細菌に対する親和性の方が高い場合もあった。Propidium iodideは、死んだ細胞を染色する特異性が、必ずしも高くないと考えられる。   In addition, Propidium iodide is said to fluorescently stain dead cells regardless of the type of microorganism, but no effect was seen on the mask of impurities contained in sugar beet samples. On the other hand, in some cases, the affinity for live bacteria was higher than that of impurities. Propidium iodide is considered not necessarily highly specific for staining dead cells.

本発明を用いれば、生物性の夾雑物を含む試料についても、そこに含まれる微生物を、夾雑物と識別しながら計測することができる。蛍光染色法など従来の迅速法では、例えば惣菜のように、生物性で固形の夾雑物が多く含まれる試料については、実用的な検出感度(例えば惣菜の衛生規範では生菌数で10万個/gが出荷の良否判定の基準となっている)が得られなかったが、本発明によって、1万個/gの生菌検出が実現された。   By using the present invention, it is possible to measure a sample containing biological contaminants while distinguishing the microorganisms contained therein from the contaminants. In conventional rapid methods such as fluorescent staining, practical detection sensitivity (for example, 100,000 in terms of the number of viable bacteria in the sanitary norms of sugar beet) is used for samples containing a lot of biological solid impurities such as sugar beet. / G is the standard for determining the quality of shipment), but 10,000 live cells / g were detected by the present invention.

この効果によって、たとえば、食品の微生物検査を迅速に行うことができ、食品工場における出荷検査の迅速化によって、食中毒のリスクを低減することが可能となる。また、食品製造プロセス(例えば発酵)において、リアルタイムに微生物の動態を把握することができるため、従来よりも精密なプロセス制御が可能となり、製品の品質向上が期待される。このほか、製薬分野では、化学物質が微生物や細胞に与える影響の評価を迅速化、高精度化することで、医薬品開発の効率化を図ることができる。製薬研究のハイスループット化は社会的な要請でもあり、本発明が寄与できる分野である。さらに、院内感染原因菌
の検出、土壌中の微生物の測定、水質汚濁に関わる微生物のモニタリングなど、本発明には、多くの用途がある。
With this effect, for example, microbial inspection of food can be performed quickly, and the risk of food poisoning can be reduced by speeding up shipping inspection at a food factory. In addition, since the dynamics of microorganisms can be grasped in real time in a food production process (for example, fermentation), it is possible to control the process more precisely than before, and an improvement in product quality is expected. In addition, in the pharmaceutical field, it is possible to improve the efficiency of drug development by accelerating and improving the evaluation of the effects of chemical substances on microorganisms and cells. Increasing the throughput of pharmaceutical research is also a social request, and is an area where the present invention can contribute. Furthermore, the present invention has many uses such as detection of nosocomial infection-causing bacteria, measurement of microorganisms in soil, and monitoring of microorganisms related to water pollution.

本発明による微生物の計測の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the measurement of microorganisms by this invention. 第二の試薬による微生物と夾雑物との識別効果を示す写真である。It is a photograph which shows the discrimination effect of the microorganisms and impurities by a 2nd reagent. 本発明によって夾雑物の影響を低減し、自動検出装置で測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having reduced the influence of a foreign material by this invention and measuring with the automatic detection apparatus.

Claims (2)

試料に第一の試薬を接触させ、
上記第一の試薬によって上記試料中の検出対象としている微生物を蛍光染色し、
上記試料に第二の試薬を接触させ、
上記第二の試薬によって上記試料中の検出対象としている微生物以外の物質を染色し、
上記試料に上記第一の試薬を励起する波長の光を照射し、
上記第一の試薬の蛍光波長で蛍光を発している輝点を検出し、
検出した輝点の情報から微生物の有無や数を求めることを含み、
上記第一の試薬が、蛍光を発し、上記試料を含む溶媒に溶解し、
上記第二の試薬が、上記第一の試薬の蛍光を吸収し、上記試料を含む溶媒に溶解し、かつ上記試料中で負に解離する基を有し、
上記第一の試薬として、上記試料中の検出対象としている微生物を蛍光染色することができ、蛍光波長帯域が、500〜530nmに存在する、少なくとも一の試薬(第一の試薬が細胞膜不透過性であるものを除く)を用い、上記第二の試薬として、赤色102号を用いることを特徴とする微生物の計測方法。
Contact the sample with the first reagent,
Fluorescent staining of the microorganisms to be detected in the sample with the first reagent,
Contact the sample with a second reagent,
Staining a substance other than the microorganism that is the detection target in the sample by the second reagent,
Irradiating the sample with light having a wavelength that excites the first reagent,
Detect bright spots emitting fluorescence at the fluorescence wavelength of the first reagent,
Including determining the presence or number of microorganisms from the detected bright spot information,
The first reagent emits fluorescence and is dissolved in a solvent containing the sample;
The second reagent has a group that absorbs the fluorescence of the first reagent, dissolves in the solvent containing the sample, and negatively dissociates in the sample;
As the first reagent, a microorganism to be detected in the sample can be fluorescently stained, and at least one reagent having a fluorescence wavelength band of 500 to 530 nm (the first reagent is impermeable to the cell membrane). And the red reagent No. 102 is used as the second reagent.
試料に第一の試薬を接触させ、
上記第一の試薬によって上記試料中の検出対象としている微生物を蛍光染色し、
上記試料に第二の試薬を接触させ、
上記第二の試薬によって上記試料中の検出対象としている微生物以外の物質を染色し、
上記試料に上記第一の試薬を励起する波長の光を照射し、
上記第一の試薬の蛍光波長で蛍光を発している輝点を検出し、
検出した輝点の情報から微生物の有無や数を求めることを含み、
上記第一の試薬が、蛍光を発し、上記試料を含む溶媒に溶解し、
上記第二の試薬が、上記第一の試薬の蛍光を吸収し、上記試料を含む溶媒に溶解し、かつ上記試料中で負に解離する基を有し、
上記第一の試薬として、Fluorescein diacetate、Carboxyfluorescein diacetate、Carboxyfluorescein diacetate acetoxymethyl ester、Carboxymethylfluorescein diacetate、Acridine orange、Calcein−AM、SYBR Green I、およびRhodamine 123からなる群から選択される少なくとも一の試薬を用い、上記第二の試薬として、赤色102号を用いることを特徴とする微生物の計測方法。
Contact the sample with the first reagent,
Fluorescent staining of the microorganisms to be detected in the sample with the first reagent,
Contact the sample with a second reagent,
Staining a substance other than the microorganism that is the detection target in the sample by the second reagent,
Irradiating the sample with light having a wavelength that excites the first reagent,
Detect bright spots emitting fluorescence at the fluorescence wavelength of the first reagent,
Including determining the presence or number of microorganisms from the detected bright spot information,
The first reagent emits fluorescence and is dissolved in a solvent containing the sample;
The second reagent has a group that absorbs the fluorescence of the first reagent, dissolves in the solvent containing the sample, and negatively dissociates in the sample;
The first reagent is selected from the group consisting of Fluorescein diacetate, Carboxyfluorescein diacetate, Carboxyfluorescein diacetate acetoxymethyl ester, CarbineMethylfluorescein diacetate, and R A method for measuring microorganisms, comprising using Red No. 102 as a second reagent.
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