JP6126400B2 - 生物粒子計数システム及び生物粒子計数方法 - Google Patents

Description

本発明は、気体中や液体中の生物粒子をその生物粒子が発する自家蛍光や燐光に基づいて検出する生物粒子計数システム及び生物粒子計数方法に関する。

従来、生物粒子の検出においては、培養法（公定法）、マイクロコロニー法、ＡＴＰ（ルシフェラーゼ）法、蛍光染料法、自家蛍光法等が知られている。これらの検出方法の中で、リアルタイムで生物粒子の有無の結果が得られる検出方法は自家蛍光法である。この自家蛍光法とは、ある物質に所定の波長の光を照射して、その物質のもつエネルギー状態を励起した（照射光の吸収）後に、その物質が基底状態に戻る際に余分なエネルギーを外部に蛍光として放出する現象を利用し、ほとんどの生物粒子はそのような特性を持つ物質（リボフラビンなど）を有するので、その蛍光の検出の有無で生物粒子の有無を知る方法である。また、その物質固有の波長を照射することで、選択的に自家蛍光を発生させることができる。

この自家蛍光現象を利用して、水中内の生物粒子の有無を確かめる先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この先行技術は、生物粒子を含む水媒質に紫外線を照射して、自家蛍光を検出するか否かで生物粒子の有無を確かめている。特にこの先行技術では、測定するべき自家蛍光の特定の部分（波長域）を選択するフィルターを使用している。

特表２００９−５０１９０７号公報

ここで、特許文献１の技術のように、水中での自家蛍光の検出を指標とした生物粒子の検出において、紫外線を水に照射すると、その紫外線よりも波長の長いラマン散乱光が発生することになり、自家蛍光の他に水によるラマン散乱光も検出してしまうこととなる。したがって、自家蛍光を指標にした生物粒子のみの有無を検出することは困難であった。また、自家蛍光の特定の波長領域を選択したとしても、照射する紫外線の波長によって自家蛍光と同じ波長を有する水によるラマン散乱光も同時に検出してしまう可能性があり、生物粒子の有無を検出することは困難であった。

他にも、従属栄養細菌などのように菌類のうち自家蛍光を微弱にしか発光しない生物粒子については、その自家蛍光の検出を指標としている生物粒子計数器では検出できない場合がある。

本発明は、自家蛍光を微弱にしか放出しない生物粒子についても、生物粒子計数器で計数する前に紫外線を照射することで、生物粒子から放出される自家蛍光の放出強度を上げてＳＮ比を向上し、計数精度の高い計数を行う技術を提供するものである。

上記の課題を解決するため、本発明の生物粒子計数システム（生物粒子計数方法）は以下の解決手段を採用する。
解決手段１：本発明の生物粒子計数システムは、検出する対象粒子を含む流体（試料流体）に向けて所定の波長の光（励起光）を照射し、照射された光により対象粒子が放出する自家蛍光や燐光を選択的に分離し、分離された自家蛍光や燐光を受光し、受光された自家蛍光や燐光に基づいて前記対象粒子が生物粒子であると判定することで、前記流体内に存在する生物粒子を計数する生物粒子計数手段（生物粒子計数器）と、前記生物粒子計数手段により前記所定の波長の光が照射される前に、紫外線を前記流体に向けて予め照射する前段照射手段（前段照射装置）と、を備えることを特徴とする生物粒子計数システムである。

解決手段２：本発明の生物粒子計数システムは、解決手段１において、前記前段照射手段により照射される前記紫外線は、波長領域が２００〜２８０ｎｍであることを特徴とする生物粒子計数システムである。

解決手段３：本発明の生物粒子計数システムは、解決手段１又は２において、前記前段照射手段は、前記流体に向けて所定時間にわたり前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数システムである。

本発明の生物粒子計数システムは、少なくとも前段照射装置と自家蛍光検出方式の生物粒子計数器とから構成されており、生物粒子計数器において試料流体（気体又は液体）内の生物粒子を計数している。具体的には、生物粒子計数器に備えられるレーザーダイオードによる照射の前に、前段照射装置において紫外線が試料流体に照射される。そして、この紫外線が照射された試料流体は生物粒子計数器に流動され、生物粒子の計数が行われることとなる。生物粒子計数器では、レーザーダイオードから照射された所定の波長の光（励起光）により生物粒子から放出される自家蛍光や燐光を検出することで生物粒子を計数している。

このように、紫外線を照射することで、生物粒子から放出される自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大されることとなり、ＳＮ比が向上し、計数精度の高い計数を行うことができる。また、これまで自家蛍光が微弱なために生物粒子計数器では計数できなかった従属栄養細菌のような生物粒子に対しても有効となる。

解決手段４：本発明の生物粒子計数システムは、解決手段１から３のいずれかにおいて、前記流体を貯留する貯留手段（貯留部）をさらに備え、前記貯留手段内の前記流体に向けて所定時間にわたり前記前段照射手段により前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数システムである。

このように、前段照射装置は貯留部に貯留された試料流体に紫外線を照射するので、流体内の生物粒子に必要な照射時間を確保し、生物粒子計数器で計数することができる。

解決手段５：本発明の生物粒子計数システムは、解決手段１から３のいずれかにおいて、前記流体を流動させる流路手段をさらに備え、前記流路手段内の前記流体に向けて所定時間にわたり前記前段照射手段により前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数システムである。

このように、前段照射部ではは試料流体を溜めることなく流動させつつ紫外線を照射するので、生物粒子計数器に送り出されるまでの待機時間を設けることなく連続して生物粒子を計数することができる。

解決手段６：本発明の生物粒子計数システムは、解決手段５において、前記流路手段は、螺旋形状の中空管で形成され、内部に前記流体を流動させることを特徴とする生物粒子計数システムである。

このように、中空管の形状を螺旋形状にすることで、生物粒子計数システムをコンパクトにまとめることができる。

本発明の生物粒子計数システム及び生物粒子計数方法によれば、自家蛍光を微弱にしか放出しない生物粒子についても、生物粒子計数器で計数する前に紫外線を照射して、生物粒子から放出される自家蛍光や燐光の放出強度を上げることで、ＳＮ比を向上し、計数精度の高い計数を行うことができる。

生物粒子計数システムの一実施形態を示す概略構成図である。 生物粒子計数器の一実施形態を示す概略構成図である。 自家蛍光物質の一例であるリボフラビンとＮＡＤ（Ｐ）Ｈの励起吸収スペクトルとその物質からの自家蛍光スペクトルを示す図である。 波長が４０５ｎｍの光を照射した際の水によるラマン散乱光スペクトルを示す図である。 解析処理の手順例を示すフローチャートである。 蛍光用受光装置及び散乱用受光装置からの出力信号の一例を示す図である。 生物粒子の計数結果の報知の一例を示す図である。 連続式の前段照射部を用いて液体中の生物粒子を計数する生物粒子計数システムの一実施形態を示す概略構成図である。 連続式の前段照射部の構成を示す概略構成図である。 連続式の前段照射部を用いて大気中の生物粒子を計数する生物粒子計数システムの一実施形態を示す概略構成図である。 水道水から培養された複数種類の菌類を表す図である。 白色大型コロニー（Ａ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。 赤色中型コロニー（Ｂ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。 黄色中型コロニー（Ｃ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。 橙色小型コロニー（Ｄ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

〔生物粒子計数システム〕
図１は、生物粒子計数システムの一実施形態を示す概略構成図である。
図１に示すように、生物粒子計数システムは、前段照射部７００、生物粒子計数器７７、及び、試料流動調整部８００から構成されている。試料液体に含まれる生物粒子の計数は生物粒子計数器７７で行われている。また、試料液体に対して前段照射部７００は生物粒子計数器７７の上流に設置され、生物粒子計数器７７において生物粒子を計数する際の指標とする自家蛍光や燐光の光量（光強度）を増大させる準備を予め行っている。そして、試料流動調整部８００は、生物粒子計数器７７に流入（生物粒子計数器７７から流出）させる試料液体の流量を調整している。なお、自家蛍光だけではなく燐光を含んでいてもよい。

これらの生物粒子計数システムを構成する構成要素のうち、先ず、紫外線を照射することで生物粒子から放出される自家蛍光の検出を指標とし、試料流体内の生物粒子を計数する生物粒子計数器７７について具体的に説明する。なお、この説明においては、試料流体が液体の水である場合を想定しているが、試料流体は気体でもよい。

〔生物粒子計数器〕
図１に示すように、生物粒子計数器７７は、対象物（生物粒子や非生物粒子）を含む試料液体（水）に励起光を照射し、対象物からの散乱光や自家蛍光を検出する光検出部１と、光検出部１から出力された信号に基づいて自家蛍光数をカウントする自家蛍光計数部２、操作部７２、７４、報知ディスプレイ７６とから構成されている。操作部７２、７４は、例えば、複数種類のボタンなどから構成されており、生物粒子計数器７７の操作を受け付けることができる。また、報知ディスプレイ７６は、例えば、入力情報、操作情報、計数結果等を表示することができる。生物粒子計数器７７は、前段照射部７００から送られてきた予め紫外線が照射された水中に生物粒子が存在するか否かの判定、及び、存在すると判定された場合はその生物粒子の計数を行う。

図２は、生物粒子計数器の一実施形態を示す概略構成図である。
図２に示すように、生物粒子計数器７７を構成する光検出部１と自家蛍光計数部２により、水中の浮遊粒子（対象物）のうち生物粒子を検出及び計数することができる。なお、本実施形態における生物粒子計数器７７単独で検出（計数）可能な生物粒子は、例えば、０．１μｍ〜数１００μｍの大きさの生物粒子であり、具体的には、細菌、酵母、カビ等である。また、生物粒子に照射する励起光は紫外線領域から緑色の可視光領域までのレーザー光であり、生物粒子の体内（細胞内）に存在する代謝に必要となる物質（リボフラビン、ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（リン酸））等）から発せられる自家蛍光を指標として検出する。

〔光検出部〕
光検出部１は、例えば、発光装置１０、照射光学レンズ系２０、フローセル３２、第１集光光学レンズ系４０、遮光装置５０、散乱光選択光学装置６０、遮光壁６５、自家蛍光選択光学装置７０、第２集光光学レンズ系８０、蛍光用受光装置９０、第３集光光学レンズ系１００、散乱用受光装置１１０から構成されている。これらの構成要素により、対象物に光を照射し、対象物からの散乱光や自家蛍光を検出することができる。以下、各構成要素について具体的に説明する。

〔発光装置〕
発光装置１０は、例えば、半導体レーザー（半導体ＬＥＤ素子を含む。以下、レーザーダイオードとする）から構成されている。レーザーダイオードによりレーザー光（励起光）が照射され、生物粒子を含む水に照射される。レーザーダイオードが照射するレーザー光の波長は、生物粒子の細胞内に存在する自家蛍光を発することができる物質（以下、自家蛍光物質とする）に対応して決定される。ここで、自家蛍光物質は、照射される光のエネルギーを吸収して励起状態に励起しやすい波長（励起波長）がその物質によって異なっており、さらに、励起状態から基底状態に戻る際に放出する自家蛍光の波長も自家蛍光物質によって異なっている。自家蛍光物質の励起波長及び自家蛍光波長について具体例を挙げて説明する。

〔励起波長及び自家蛍光波長〕
図３は、自家蛍光物質の励起吸収スペクトルとその物質からの自家蛍光スペクトルの一例を示す図である。
図３に示すように、各分布は、ＮＡＤ（Ｐ）Ｈの励起吸収スペクトル、リボフラビンの励起吸収スペクトル、ＮＡＤ（Ｐ）Ｈからの自家蛍光スペクトル、リボフラビンからの自家蛍光スペクトルを示している。例えば、ＮＡＤ（Ｐ）Ｈの励起吸収スペクトルは、約３４０ｎｍの波長をピークにした分布をしている。また、リボフラビンの励起吸収スペクトルは、約３７５ｎｍ及び約４５０ｎｍの波長をピークにした分布をしている。例えば、リボフラビンを励起させやすくするためには、３３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長のレーザー光を照射することが適していることを表している。

したがって、多くの自家蛍光を生物粒子から放出させるために、レーザーダイオードから発振されるレーザー光の波長は、生物粒子の細胞内に存在するＮＡＤ（Ｐ）Ｈやリボフラビンの励起波長に対応して決定される。本実施形態では４０５ｎｍの波長を有するレーザー光がレーザーダイオードから照射されることとする。この４０５ｎｍの波長を有するレーザー光を照射することにより、リボフラビンによる自家蛍光が生物粒子から放出されることになる。

〔照射光学レンズ系〕
照射光学レンズ系２０は、例えば、複数種類の光学レンズから構成されている。例えば、コリメーターレンズ、両凸レンズ、シリンドリカルレンズから構成されており、レーザーダイオードから発振されたレーザー光を扁平な平行光線に調整し、対象物に照射している。

〔フローセル〕
フローセル３２は、例えば、合成石英やサファイア等で作成された中空の四角柱から構成されており、対象物（生物粒子３５又は非生物粒子３７）を含んだ水３３が下から上に流動する構造をしている。レーザーダイオードから照射されたレーザー光３１は、フローセル３２の水３３が流動する中空領域を通過して検出領域（中空領域のうちレーザー光３１が存在する領域）が形成される。

この検出領域において、レーザー光３１がフローセル３２内を流動する水（水分子）３３や対象物（生物粒子３５又は非生物粒子３７）と相互作用を起すこととなる。

生物粒子３５に入射するレーザー光３１の波長が４０５ｎｍであるので、生物粒子３５からの散乱光も４０５ｎｍの波長で放出されることとなる。また、生物粒子３５からの自家蛍光は、図３に示すように、レーザー光３１が生物粒子３５の細胞内のリボフラビンに吸収された場合、約５２０ｎｍをピークとした分布の波長となる。ここで、生物粒子３５から放出される散乱光又は自家蛍光は、フローセル３２を通過して周囲に放出されることとなる。

また、非生物粒子３７に入射したレーザー光３１による散乱光は、生物粒子３５から放出される散乱光と同様である。

上記のように、生物粒子３５や非生物粒子３７とレーザー光３１とが相互作用することにより、生物粒子３５や非生物粒子３７からの散乱光、又は生物粒子３５からの自家蛍光が放出される。そして、それらの光は複数の集光レンズ系や波長選択光学装置を経て受光装置により検出されることになる。なお、散乱光の強度、すなわち、散乱光の光量は生物粒子３５や非生物粒子３７の大きさに依存し、大きいほど光量も多くなる。ここで、本実施例における生物粒子３５からの自家蛍光の光量は生物粒子３５の細胞内のリボフラビンの量に依存する。また、レーザー光３１の光量（強度）にも依存し、レーザー出力を高めて、フローセル３２に多くのレーザー光３１を照射すれば、生物粒子３５や非生物粒子３７からの散乱光、生物粒子３５からの自家蛍光も増加することとなる。しかし、レーザー光３１と水３３との相互作用（ラマン散乱）による光（ラマン散乱光）も増加することとなる。次に水によるラマン散乱光について、具体的に説明する。

〔水によるラマン散乱〕
図４は、波長が４０５ｎｍの光を照射した際の水によるラマン散乱光スペクトルを示す図である。図４に示すように、水に波長４０５ｎｍのレーザー光３１を照射すると、水とレーザー光３１との相互作用により、約４６５ｎｍの波長をピークとした波長分布を有するラマン散乱光が放出される。

〔遮光装置〕
遮光装置５０は、レーザーダイオードから照射され、フローセル３２内で相互作用を起さずに通過したレーザー光３１を遮光する。遮光することで、その通過したレーザー光３１が様々な場所で反射などを起して、生物粒子３５による散乱光や自家蛍光の検出のノイズとなることを抑制する。

〔第１集光光学レンズ系〕
第１集光光学レンズ系４０は、例えば、複数の光学レンズから構成されている。この第１集光光学レンズ系４０は、レーザー光３１の進行方向（光軸）に対して約９０度の角度の位置に設置される。この第１集光光学レンズ系４０により、フローセル内における生物粒子３５や非生物粒子３７からの散乱光及び生物粒子３５からの自家蛍光が集光される。

〔散乱光選択光学装置〕
散乱光選択光学装置６０は、例えば、ダイクロイックミラーから構成されている。本実施形態のダイクロイックミラーは、４１０ｎｍよりも長い波長の光を透過させ、４１０ｎｍよりも短い波長の光を反射させる。このように光の波長で分離する基準となる特定の波長をカットオフ波長と称する。しがたって、フローセル内で４０５ｎｍのレーザー光３１により散乱された生物粒子３５や非生物粒子３７からの散乱光の波長は主に４０５ｎｍであるため、ダイクロイックミラーにより生物粒子３５や非生物粒子３７からの散乱光のみを反射することができる。そして、反射された生物粒子３５や非生物粒子３７からの散乱光は、次に第３集光光学レンズ系１００に集光され、散乱用受光装置１１０に結像されることとなる。

一方、フローセル内を流動する生物粒子３５から放出される自家蛍光については、図３に示すように、約５２０ｎｍをピークにした波長分布をしているため、ダイクロイックミラーに反射されることなくほぼ全てが透過することとなる。また同様に、水によるラマン散乱光も、図４に示すように、約４６５ｎｍをピークにした波長分布をしており、カットオフ波長４１０ｎｍよりも長い波長が大部分を占めているため、一部を除いた大部分がダイクロイックミラーを透過することとなる。そして、透過する自家蛍光及び水によるラマン散乱光は、次に自家蛍光選択光学装置へ進むこととなる。

なお、ダイクロイックミラーの基準となるカットオフ波長は４１０ｎｍに限定されることなく、レーザー光３１により散乱された生物粒子３５又は非生物粒子３７からの散乱光が反射され、生物粒子３５から自家蛍光が透過される波長であればよい。

〔自家蛍光選択光学装置〕
自家蛍光選択光学装置７０は、例えば、光学フィルターから構成されている。本実施形態においては、４９０ｎｍの波長（カットオフ波長）よりも長い波長の光を透過させるロングパスフィルターが備えられている。

一方、水によるラマン散乱光は、図４に示すように、一部を除いた大部分がカットオフ波長４９０ｎｍよりも短い波長であるので、このロングパスフィルターによりラマン散乱光を低減できる。

自家蛍光選択光学装置７０で分離する光のカットオフ波長の基準は、水によるラマン散乱光を生物粒子３５から放出される自家蛍光よりも小さくするカットオフ波長が選択される。具体的には、カットオフ波長は４９０ｎｍに限定されることなく、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍ、好ましくは４５０ｎｍ〜４９０ｎｍのいずれかの値の波長を基準としてもよい。また、４９０ｎｍよりも長い波長を透過するといったロングパスフィルターに限定されることなく、４９０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光を透過するといったバンドパスフィルターを備えてもよい。

ここで、変形例として、生物粒子３５の細胞内のＮＡＤ（Ｐ）Ｈからの自家蛍光を指標として生物粒子を計数する場合、レーザー光３１を約３５０ｎｍに設定し、約４７０ｎｍをピークとする自家蛍光を検出するシステムを想定する。この場合は、散乱光選択光学装置６０のカットオフ周波数を約３８０ｎｍに設定する。水によるラマン散乱光が約４００ｎｍをピークとした分布をするため、自家蛍光選択光学装置７０は、４１０ｎｍ〜４７０ｎｍのいずれかの波長（例えば、４５０ｎｍ）をカットオフ波長としそれよりも長い波長の光を透過するといったロングパスフィルターや、カットオフ波長として４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光を透過するといったバンドパスフィルターにしてもよい。

〔第２集光光学レンズ系：図２参照〕
第２集光光学レンズ系８０は、例えば、複数の光学レンズから構成されている。
この第２集光光学レンズ系８０は、ロングパスフィルターを透過してきた光の進行方向（光軸）上に設置される。この第２集光光学レンズ系８０により、ロングパスフィルターを透過してきた自家蛍光が集光され、蛍光用受光装置９０の入射面に結像されることとなる。

〔蛍光用受光装置〕
蛍光用受光装置９０は、例えば、半導体受光素子（フォトダイオードＰｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ）又はフォトダイオードよりも感度のよい光電子増倍管（フォトマルチプライヤーチューブＰｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ：ＰＭＴ）から構成されている。これらフォトダイオードやフォトマルチプライヤーチューブ（以下、フォトマルとする）は受光した光を電流にし、受光した光量に応じた電流を出力する。受光した光の光量が多ければ多いほど、電流の大きさが大きくなる。蛍光用受光装置９０から出力される電気信号は、次に自家蛍光計数部２に入力される。

〔散乱用受光装置〕
散乱用受光装置１１０は、例えば、フォトダイオード又はフォトマルから構成される。ここで、散乱用受光装置１１０に入射する光は、ダイクロイックミラーにより反射された４１０ｎｍより短い波長の光であって、具体的には、フローセル内を流動する生物粒子３５や非生物粒子３７により散乱された散乱光である。散乱用受光装置１１０からの出力信号は、次に自家蛍光計数部２に入力される。

〔自家蛍光計数部：図２参照〕
自家蛍光計数部２は、例えば、検出信号処理部２００、データ処理部３００、報知部４００から構成されている。

検出信号処理部２００は、例えば、光検出部１からの出力信号、すなわち、蛍光用受光装置９０からの出力信号と散乱用受光装置１１０からの出力信号をそれぞれ受信し、受信した信号を増幅し、アナログ信号からデジタル信号にＡＤ変換する処理等を行う。

データ処理部３００は、例えば、検出信号処理部２００でＡＤ変換処理された自家蛍光信号（信号Ａ）及び散乱光信号（信号Ｂ）から水中に生物粒子３５に由来する信号、すなわち、自家蛍光による信号が含まれているか否かを判定し、その判定結果の出力等を行う。

報知部４００は、例えば、データ処理部３００により判定された結果を外部に報知したり、外部に報知信号を出力したりする。
以下、各構成要素及びその処理について具体的に説明する。

〔検出信号処理部〕
検出信号処理部２００は、例えば、蛍光用出力信号処理装置２１０と、散乱用出力信号処理装置２２０から構成されている。さらに、蛍光用出力信号処理装置２１０は、例えば、第１増幅器２１２、第１アナログ／デジタル変換器２１４から構成され、散乱用出力信号処理装置２２０は、例えば、第２増幅器２２２、第２アナログ／デジタル変換器２２４から構成されている。

〔データ収集処理〕
蛍光用出力信号処理装置２１０は、蛍光用受光装置９０からの出力信号を第１増幅器２１２が増幅する。そして、第１アナログ／デジタル変換器２１４が第１増幅器２１２により増幅されたアナログ信号をデジタル信号（信号Ａ）に変換する。

同様に、散乱用出力信号処理装置２２０は、散乱用受光装置１１０からの出力信号を第２増幅器２２２が増幅する。そして、第２アナログ／デジタル変換器２２４が第２増幅器２２２により増幅されたアナログ信号をデジタル信号（信号Ｂ）に変換する。

その後、デジタル信号に変換された信号Ａ及び信号Ｂは、次にデータ解析装置３２０に入力される。

〔データ解析装置〕
データ解析装置３２０は、例えば、メモリ３１０に記憶されたデータ（信号Ａ及び信号Ｂ）を解析する計算回路（例えば、ＣＰＵ３２２）及び計算処理内容（プログラム、閾値データ）等を予め記憶（保存）したメモリ３２４（ＲＯＭ）から構成されている。

〔解析処理〕
図５は、解析処理の手順例を示すフローチャートである。
まず、メモリ３１０に記憶された信号Ｂに関して、ＣＰＵ３２２により予めメモリ３２４に記憶された閾値データ（電圧値）と比較される。具体的には、記憶された信号Ｂの電圧値が閾値Ｂ（ＶｔｈＢ）以上か否かが判定される（ステップＳ３４２）。この判定の結果、信号Ｂの電圧値が閾値Ｂ以上であると判定された場合（ステップＳ３４２：Ｙｅｓ）、散乱用受光装置１１０で生物粒子３５又は非生物粒子３７からの散乱光が検出されたことを表している。ここで、生物粒子３５又は非生物粒子３７からの散乱光が検出されたことを示す散乱光検出フラグをＯＮにする処理が行われてもよい。

次に、メモリ３１０に記憶された信号Ａに関して、ＣＰＵ３２２により予めメモリ３２４に記憶された閾値データ（電圧値）と比較される。具体的には、記憶された信号Ａの電圧値が閾値Ａ（ＶｔｈＡ）以上か否かが判定される（ステップＳ３４４）。この判定の結果、信号Ａの電圧値が閾値Ａ以上であると判定された場合（ステップＳ３４４：Ｙｅｓ）、蛍光用受光装置９０で生物粒子３５から放出された自家蛍光が検出されたことを表している。そして、その自家蛍光が検出されたことを示す蛍光検出フラグをＯＮにする処理が行われる（ステップＳ３４６）。なお、この蛍光検出フラグ（ＯＮ）は、次に解析結果出力処理装置３３０にフラグ信号として送信される。

一方、これらの判定の結果、信号Ｂの電圧値が閾値Ｂ以上ではないと判定された場合（ステップＳ３４２：Ｎｏ）、又は、信号Ａの電圧値が閾値Ａ以上ではないと判定された場合（ステップＳ３４４：Ｎｏ）、検出フラグをＯＦＦにする処理が行われ（ステップＳ３４８）、自家蛍光が検出されなかったことを表している。ここで、上記散乱光検出フラグがＯＮであり、かつ、蛍光検出フラグがＯＦＦであった場合、生物粒子３５ではない非生物粒子３７が検出されたことを示す非生物検出フラグをＯＮにする処理が行われてもよい。なお、この蛍光検出フラグ（ＯＦＦ）は、次に解析結果出力処理装置３３０にフラグ信号として送信される。また、非生物検出フラグも送信してもよい。

上記解析処理について、各受光装置から出力された出力信号に対応する信号Ａ及び信号Ｂの図を用いて具体的に説明する。

〔蛍光用受光装置及び散乱用受光装置からの出力信号の一例〕
図６は、蛍光用受光装置及び散乱用受光装置からの出力信号の一例を示す図である。
図６中の上段の信号は蛍光用受光装置９０から出力された検出信号に対応する信号Ａの時間変化、図６中の下段の信号は散乱用受光装置１１０から出力された検出信号に対応する信号Ｂの時間変化を示している。ここで、図６中の上下段に示されている信号Ａ及び信号Ｂはタイミング調整されている。

例えば、時刻ｔ１では、閾値Ｂ（ＶｔｈＢ（図ではＶｔｈＢ１））よりも大きな信号Ｂの電圧値がデータ処理部３００に入力されたとすると、ＣＰＵ３２２は、信号Ｂの電圧値が閾値Ｂ以上であると判定する（ステップＳ３４２：Ｙｅｓ）。すなわち、時刻ｔ１に、散乱用受光装置フォトダイオードに生物粒子３５又は非生物粒子３７からの散乱光が入射し検出されたことを表している。

そして、ＣＰＵ３２２により予めメモリ３２４に記憶された閾値Ａ（ＶｔｈＡ）と、信号Ａの電圧値とが比較される（ステップＳ３４４）。時刻ｔ１における信号Ａについては、閾値Ａよりも大きな信号ではないため（ステップＳ３４４：Ｎｏ）、時刻ｔ１における信号Ｂは非生物粒子３７からの散乱光となり、蛍光検出フラグはＯＦＦにセットされる（ステップＳ３４８）。

次に、時刻ｔ２では、ＣＰＵ３２２は信号Ｂの電圧値が閾値Ｂ以上であると判定する（ステップＳ３４２：Ｙｅｓ）。

そして、ＣＰＵ３２２により閾値Ａ（ＶｔｈＡ）と信号Ａの電圧値とが比較され（ステップＳ３４４）、その結果、ＣＰＵ３２２は信号Ａの電圧値が閾値Ａ以上であると判定する（ステップＳ３４４：Ｙｅｓ）。したがって、時刻ｔ２における信号Ａ及び信号Ｂは生物粒子３５からの自家蛍光及び散乱光であることを表し、蛍光検出フラグがＯＮにセットされる（ステップＳ３４６）。

上記のようにして、リアルタイムで生物粒子３５の存在の有無の結果が得られることとなる。ここで、信号Ａや信号Ｂの大きさについては、蛍光用受光装置９０や散乱用受光装置１１０に入射する光量に応じ、さらに、散乱光の大きさは生物粒子３５又は非生物粒子３７の大きさに応じたものとなる。したがって、生物粒子３５の存在の有無だけではなく、信号Ａや信号Ｂの大きさに基づいて、生物粒子３５又は非生物粒子３７の大きさに区分して計数することができる。

ここで、予めメモリ３２４に生物粒子３５の大きさ（０．１μｍ〜０．３μｍ、０．３μｍ〜０．５μｍ、０．５μｍ〜１．０μｍ、…）に対応する閾値Ｂが複数個（ＶｔｈＢ１、ＶｔｈＢ２、ＶｔｈＢ３、ＶｔｈＢ４、…）記憶してあると想定する。例えば、時刻ｔ２の信号Ｂについては、ＶｔｈＢ１よりも大きくＶｔｈＢ２よりも小さいことから、生物粒子３５の大きさは０．１μｍ〜０．３μｍの粒子として計数することができる。

また、自家蛍光の光量に応じた信号Ａの大きさは、生物粒子の種類や活性状態にも対応していることから、信号Ａのピークを検出することでそれらの情報についても求めてもよい。

上記のように、信号Ａ及び信号Ｂにより、リアルタイムで生物粒子３５の存在の有無を検出することができ、さらに、生物粒子３５の大きさも測定することができる。生物粒子３５の存在の有無の検出により検出フラグがＯＮにセットされると、生物粒子３５の計数処理が行われる。

〔解析結果出力装置〕
解析結果出力装置３３０は、データ解析装置３２０により解析された生物粒子３５の個数を計数し、その計数値を報知部４００に送信する装置である。

〔報知部〕
図７は、生物粒子３５の計数結果を報知する表示装置及びスピーカーの一例を示す図である。表示装置として生物粒子３５の大きさ別に計数結果を報知する表示パネル４１０と、生物粒子３５が所定個数以上検出されたことを音で報知するスピーカー４２０が備えられている。例えば、表示パネル４１０は、生物粒子３５の大きさの基準を示す「Ｓｉｚｅ（μｍ）」の表示部と、各大きさに対応する検出した生物粒子３５の個数（計数値）を示す「Ｃｏｕｎｔ」の表示部からなる。生物粒子３５の大きさの基準を示す「Ｓｉｚｅ（μｍ）」の表示部には、例えば、６つの値「０．１」「０．３」「０．５」「１．０」「２．０」「５．０」予め表示されている。それぞれの値に関して、「０．１」については０．１μｍ〜０．３μｍの生物粒子３５の大きさ、「０．３」については０．３μｍ〜０．５μｍの生物粒子３５の大きさ、「０．５」については０．５μｍ〜１．０μｍの生物粒子３５の大きさ、「１．０」については１．０μｍ〜２．０μｍの生物粒子３５の大きさ、「２．０」については２．０μｍ〜５．０μｍの生物粒子３５の大きさ、「５．０」については５．０μｍ〜の生物粒子３５の大きさにそれぞれ対応している。

したがって、０．１μｍ〜０．３μｍの大きさの生物粒子３５が５０，６０９個、０．３μｍ〜０．５μｍの大きさの生物粒子３５が３，６２１個、０．５μｍ〜１．０μｍの大きさの生物粒子３５が２８７個、１．０μｍ〜２．０μｍの大きさの生物粒子３５が３１個、２．０μｍ〜５．０μｍの大きさの生物粒子３５が１２個、５．０μｍ〜の大きさの生物粒子３５が１個とそれぞれ計数されたことを表している。

上記のように、報知部４００は、表示装置４１０からリアルタイムで生物粒子３５の計数値を報知し、スピーカー４２０から生物粒子３５を所定個数検出した際に報知音を出力することができる。なお、他にも、報知部４００は外部出力端子を備えてもよく、端子を通して別の装置にデータを出力してもよい。

このように、本実施形態によれば、検出（計測）対象とする生物粒子３５の細胞内のリボフラビンやＮＡＤ（Ｐ）Ｈといった生体内で行っている生命活動の代謝に必要となる物質からの自家蛍光の検出を指標とし、物質に対応した波長のレーザー光３１を照射し、対象物による散乱光を反射するためのダイクロイックミラーと、水などによるラマン散乱光を低減し、生物粒子３５からの自家蛍光を透過するロングパスフィルターとを備えることで、生物粒子３５を計数する。しかし、従属栄養細菌などのように自家蛍光を微弱にしか放出しない生物粒子については、上記の生物粒子計数器だけでは検出できない場合がある。

〔試料流動調整部〕
次に、生物粒子計数システムの構成要素である試料流動調整部８００について説明する。
試料流動調整部８００は、生物粒子計数器７７から計数が終了して排出される試料液体を単位時間当り一定の流量で流動させる。例えば、１分当り１０ｍｌの流量で生物粒子計数器７７から試料流体を流動させる。

〔前段照射部〕
最後に、生物粒子計数システムの構成要素である前段照射部７００について説明する。
前段照射部７００は、生物粒子計数器７７に流動する試料液体内の生物粒子に対して、紫外線を所定の時間にわたり照射するもので、大別してバッチ式と連続式のいずれかのタイプから構成されている。図１中の前段照射部は、バッチ式の前段照射部の構成を表し、図１７は、連続式の前段照射部の構成を表している。以下、タイプの異なる前段照射部についてそれぞれ具体的に説明する。

〔バッチ式の前段照射部〕
図１に示すように、バッチ式の前段照射部７００は、貯留部７３０、前段照射装置７７７、及び、チューブ７９０から構成されている。貯留部７３０は、生物粒子計数器７７に流入させる前の試料液体を一旦貯留している。前段照射装置７７７は、貯留部７３０に貯留されている試料液体に向けて所定の時間及び所定の強度（照度）の紫外線を照射している。チューブ７９０を通って、前段照射装置７７７による紫外線の照射が終了した試料液体は生物粒子計数器７７に流入する。ここで、バッチ式とは、所定量毎に測定が完結する方式で、測定ごとに一定量の試料液体を貯留し、その貯留した試料液体に対して紫外線を照射し、その後に、生物粒子計数器７７で計数することを表している。以下、各構成要素について具体的に説明する。

〔貯留部（貯留手段）〕
貯留部７３０は、例えば、石英からなる容器で構成されている。ここでは容器内に前段照射装置７７７を配設しているが、石英は紫外線を透過するので容器の外側に配設してもよい。なお、石英に限定するものではなく、紫外線を透過する材質の容器であればよい。また、容器内に前段照射装置７７７を配設するのであれば、紫外線を透過しない材質の容器であってもよく、紫外線の照射に斑がないように試料液体を撹拌させる撹拌手段を備えてもよい。

〔前段照射装置（前段照射手段）〕
前段照射装置７７７は、例えば、紫外線を照射する紫外線ランプや紫外線ＬＥＤから構成されている。紫外線は菌類に対する殺菌作用のある２５０ｎｍ近傍をピーク波長とし２００〜２８０ｎｍの波長領域（ＵＶ−Ｃ）とする。なお、前段照射装置７７７から照射される光（電磁波）は、生物粒子計数器７７により自家蛍光や燐光が十分検出される程度の光量（光強度）に増大される波長の光（電磁波）であればよく、紫外線（ＵＶ−Ｃ）に限定されるものではない。

図１に示すように、前段照射装置７７７は容器７３０の内部に備えられる。このように容器７３０の内部に備えることで、試料液体に対し近距離で紫外線を照射することができる。なお、照射する紫外線の強度が十分であれば、容器７３０の外部に紫外線ランプを備えることで、前段照射装置７７７の汚れなどを防止することができる。

この前段照射装置７７７により生物粒子計数器７７において生物粒子から放出される自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大されるが、対象となる生物粒子の種類により異なるので、紫外線の照射に関する照射時間、単位時間当りの照射強度（照度）などは適宜調整することになる。

なお、前段照射装置７７７で事前に紫外線を照射した場合、生物粒子計数器７７において生物粒子から放出される自家蛍光の光量（光強度）が増大される具体例については下記の実施例で説明する。

上記のように、バッチ式の前段照射部７００では、貯留部７３０内に貯留された試料流体に紫外線が前段照射装置７７７により所定の時間にわたり照射され、照射後にチューブ７９０から生物粒子計数器７７に試料液体が流入されることとなる。次に、連続式の前段照射部７００について説明する。

〔連続式の生物粒子計数システム〕
図８は、連続式の前段照射部を用いて液体中の生物粒子を計数する生物粒子計数システムの一実施形態を示す概略構成図である。ここで、生物粒子計数器７７及び試料流動調整部８００についてはバッチ式の前段照射部７００と同様であるため説明を省略する。
図８に示すように、一例として水道管７１０を流れる水を分流手段７２０により分流して、連続式の前段照射部７００に流入させる。連続式の前段照射部７００は、生物粒子計数器７７へ流動させつつ、試料液体に紫外線を照射しており、それぞれの処理を連続的に行っている。この連続式の前段照射部７００は流路部７５０と前段照射装置７７７で構成される。前段照射装置７７７についてはバッチ式の前段照射部７００と同様である。なお、ここでは、試料流動調整部８００を備えた構成としたが、水道管７１０内の水圧や分流手段により流量調整が可能であれば、試料流動調整部８００を備えなくてもよい。

〔連続式の前段照射部〕
図９は、連続式の前段照射部の構成を示す概略構成図である。
図９に示すように、流路部７５０（流路手段）は、例えば、螺旋形状の石英管から構成されている。この石英管の一端から試料液体が流入し、他端から前段照射装置７７７（前段照射手段）により紫外線が照射された試料液体が流出する。なお、この石英管の出口はチューブ７９０に接続され、そのチューブ７９０内を通って試料液体が生物粒子計数器７７へ流入する。このように、石英管の形状を螺旋形状にすることで、生物粒子計数システムにおける前段照射部７００をコンパクトな構成にすることができる。なお、石英管の形状として立体的な螺旋形状ではなく、平面的に左右交互に蛇行するように折れ曲がったジグザグ形状（不図示）でもよく、試料液体を流動させながら前段照射装置７７７により所定の時間にわたり照射できる形状であれば適宜変形してもよい。

上記のような構成にし、連続式の前段照射部７００を使用することで、試料流体を流動させつつ紫外線を照射し、所定の照射時間の照射が終了すると直ちに生物粒子計数器７７に送り出され、その生物粒子計数器７７において連続的に長時間にわたり水道管７１０内の水道水に含まれる生物粒子を計数することができる。なお、水道管７１０に限らず、浄水場などの配管から分流して連続的に生物粒子を計数することもでき、用途は様々である。

上記においては、試料流体として液体の水を想定した場合を説明したが、試料流体として気体を想定する場合においても、同様に自家蛍光を検出することができる。

図１０は、連続式の前段照射部を用いて大気中の生物粒子を計数する生物粒子計数システムの一実施形態を示す概略構成図である。
図１０に示しように、一例として大気７８０を試料気体として吸引して、連続式の前段照射部７００に流入させる。連続式の前段照射部７００は、生物粒子計数器７７へ流動させつつ、試料気体に紫外線を照射しており、それぞれの処理を連続的に行っている。

大気に関する連続式の前段照射部７００の構成についても、上記の液体に関する前段照射部７００と同様に流路部７５０（流路手段）及び前段照射装置７７７（前段照射手段）とから構成されている。ただし、試料流動調整部８００については、気体用の吸引ポンプが設置されている。また、生物粒子計数器７７については、フローセル３２は無くても良い。また、気体によるラマン散乱光の影響がないのであれば、散乱光選択光学装置６０において散乱光（反射光）と分けられることとなる光は生物粒子３５からの自家蛍光（透過光）のみであるから、自家蛍光選択光学装置７０を備えずに蛍光用受光装置９０で自家蛍光を検出してもよい。

上記のような構成にし、連続式の前段照射部７００を使用することで、液体のみならず気体についても流動させつつ紫外線を照射し、所定の照射時間の照射が終了すると直ちに生物粒子計数器７７に送り出され、その生物粒子計数器７７において連続的に長時間にわたり大気中に含まれる生物粒子を計数することができる。例えば、クリーンルーム内の空気を吸引して連続的に生物粒子を計数することもでき、用途は様々である。

〔実施例〕
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

〔生物粒子〕
図１１は、水道水から培養された複数種類の菌類を表す図である。
水道水には複数種類の菌類が存在している。図１１中の（Ａ）は白色の菌類からなり大型のコロニーを形成している白色大型コロニーを表しており、図１１中の（Ｂ）は赤色の菌類からなり中型のコロニーを形成している赤色中型コロニーを表しており、図１１中の（Ｃ）は黄色の菌類からなり中型のコロニーを形成している黄色中型コロニーを表しており、図１１中の（Ｄ）は橙色の菌類からなり小型のコロニーを形成している橙色小型コロニーを表している。これら４種類の菌類を用いて、発明者らは本発明の効果を確認した。

〔前段照射部〕
前段照射部７００は、図１で示すような、バッチ式前段照射部とし、上記（Ａ）から（Ｄ）の４種類の菌類のそれぞれについて、１種類ずつの菌を水に入れ、それらの水をそれぞれ貯留する貯留部７３０（例、ビーカー）と、貯留部７３０内に設置される前段照射装置７７７と、所定時間照射後に生物粒子計数器７７に送り出すために通すチューブ７９０とからなる。

〔前段照射装置〕
前段照射装置７７７は、紫外線ＵＶ−Ｃの波長領域であるピーク波長２５３．７ｎｍ、放射出力１．７Ｗで、消費電力８Ｗの紫外線ランプを１本用いた。

〔試料流動調整部〕
試料流動調整部８００は、流量を１分当り１０ｍｌで流動するように調整した。

〔生物粒子計数器〕
生物粒子計数器７７は、以下の条件とした。発光装置１０として、ピーク波長が４０５ｎｍのレーザーダイオードを用いた。散乱光選択光学装置６０として、カットオフ波長が４１０ｎｍのダイクロイックミラーを用いた。自家蛍光選択光学装置７０として、カットオフ波長が４９０ｎｍ〜５７０ｎｍのバンドパスフィルターを用いた。蛍光用受光装置９０として、フォトマルを用いた。散乱用受光装置１１０として、フォトダイオードを用いた。

〔実施例１〕
上記４種類の菌類のうち、図１１中の（Ａ）に示されている白色大型コロニーをビーカー内の水に入れて撹拌して、紫外線ランプによる紫外線（ＵＶ−Ｃ）の各照射時間毎に、生物粒子計数器７７で生物粒子を計数した。具体的には、フォトマルが自家蛍光を受光して出力される信号を処理した自家蛍光に対応する計数値と、フォトダイオードが散乱光を受光して出力される信号を処理した散乱光に対応する計数値との変化を確認した。

図１２は、白色大型コロニー（Ａ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。
図１２中の横軸は紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射した照射時間を表し、縦軸は計数値（個／１０ｍｌ）を表している。なお、図１２に示すように、散乱光については、生物粒子の粒径毎（例えば、０．２〜０．４μｍ、０．４〜０．６μｍ、０．６〜０．８μｍ、０．８〜１．０μｍ、１．０μｍ〜）の計数値と、それら全ての計数値を累計した計数値を散乱ＣＵＭＵ（０．２μｍ以上）として示している。また、自家蛍光の計数値については、蛍光ＣＵＭＵ（０．２μｍ以上）として示している。

図１２に示すように、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する前（０ｍｉｎ）の計数値はそれぞれ、散乱光（散乱ＣＵＭＵ）が約１８０００（個／１０ｍｌ）であるのに対し、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）は約２０００（個／１０ｍｌ）であった。したがって、散乱光の計数値が全て生物粒子から放射された光を検出したものであるとすると、自家蛍光はほとんど検出されていないため、実際の生物粒子の個数を計数できていないことを表している。

紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する時間を増やしていくと、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）についても照射時間とともに計数値が増えた。具体的には、紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間と自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値との関係について、１分の場合は約４０００（個／１０ｍｌ）であり、３分の場合は約１００００（個／１０ｍｌ）であり、５分の場合は約１２５００（個／１０ｍｌ）であり、７分の場合は約１５０００（個／１０ｍｌ）であり、９分の場合は約１７０００（個／１０ｍｌ）であり、１１分の場合は約１７５００（個／１０ｍｌ）であった。なお、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）の１３分以上照射しても、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は約１７５００〜約１８０００（個／１０ｍｌ）であり、顕著な増加はみられなかった。

一方、散乱光については、紫外線ランプによる紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間に依存することなくほぼ一定の計数値を示しており、約１８０００〜約１８５００（個／１０ｍｌ）であった。

すなわち、紫外線ランプで少なくとも１１分にわたり紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射すると、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は散乱光（散乱ＣＵＭＵ）の計数値とほぼ等しくなることを表している。したがって、生物粒子の増減がないことから、生物粒子からの自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大し、生物粒子計数器だけでは自家蛍光が弱いため計数できなかった生物粒子を、計数できたことを表している。

次に、実施例２〜実施例４として、図１１中の（Ｂ）〜（Ｄ）の類菌についての紫外線の照射時間に関する自家蛍光や散乱光の計数値について説明する。なお、実施例２〜実施例４で用いられた測定条件は上記実施例１と同様なので説明は省略する。

〔実施例２〕
図１３は、赤色中型コロニー（Ｂ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。
なお、グラフの横軸、縦軸、各曲線の内容については、上記図１２と同様であるため説明は省略する（以下、図１４、図１５についても同様）。

図１３に示すように、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する前（０ｍｉｎ）の計数値はそれぞれ、散乱光（散乱ＣＵＭＵ）が約１００００（個／１０ｍｌ）であるのに対し、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）は約７０００（個／１０ｍｌ）であった。したがって、散乱光の計数値が全て生物粒子から放射された光を検出したものであるとすると、自家蛍光が検出されない生物粒子が存在するため、実際の生物粒子の個数を計数できていないことを表している。

また、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する時間を増やしていくと、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）についても照射時間とともに計数値が増えた。具体的には、紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間と自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値との関係について、１分の場合は約７５００（個／１０ｍｌ）であり、３分〜５分の場合は約８０００（個／１０ｍｌ）であり、７分の場合は約８５００（個／１０ｍｌ）であり、９分の場合は約９０００（個／１０ｍｌ）であった。なお、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）の１１分以上照射しても、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は約９０００（個／１０ｍｌ）であり、顕著な増加はみられなかった。

一方、散乱光については、紫外線ランプによる紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間に依存することなくほぼ一定の計数値を示しており、約１００００〜約１０５００（個／１０ｍｌ）であった。

すなわち、紫外線ランプで約９分にわたり紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射すると、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は散乱光（散乱ＣＵＭＵ）の計数値とほぼ等しくなることを表している。したがって、生物粒子の増減がないことから、生物粒子からの自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大し、生物粒子計数器だけでは自家蛍光が弱いため計数できなかった生物粒子を、計数できたことを表している。

〔実施例３〕
図１４は、黄色中型コロニー（Ｃ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。

図１４に示すように、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する前（０ｍｉｎ）の計数値はそれぞれ、散乱光（散乱ＣＵＭＵ）が約１６５０００（個／１０ｍｌ）であるのに対し、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）は約２０００（個／１０ｍｌ）であった。したがって、散乱光の計数値が全て生物粒子から放射された光を検出したものであるとすると、自家蛍光はほとんど検出されていないため、実際の生物粒子の個数を計数できていないことを表している。

また、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する時間を増やしていくと、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）についても照射時間とともに計数値も増えた。具体的には、紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間と自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値との関係について、５分の場合は約６０００（個／１０ｍｌ）であり、１１分の場合は約１１０００（個／１０ｍｌ）であり、１５分の場合は約１２０００（個／１０ｍｌ）であり、２１分の場合は約１５０００（個／１０ｍｌ）であり、２５分の場合は約１６０００（個／１０ｍｌ）であった。なお、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）の２７分以上照射しても、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は約１６０００（個／１０ｍｌ）であり、顕著な増加はみられなかった。

一方、散乱光については、紫外線ランプによる紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間に依存することなくほぼ一定の計数値を示しており、約１６５００〜約１８０００（個／１０ｍｌ）であった。

すなわち、紫外線ランプで少なくとも２５分にわたり紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射すると、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は散乱光（散乱ＣＵＭＵ）の計数値とほぼ等しくなることを表している。したがって、生物粒子の増減がないことから、生物粒子からの自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大し、生物粒子計数器だけでは自家蛍光が弱いため計数できなかった生物粒子を、計数できたことを表している。

〔実施例４〕
図１５は、橙色小型コロニー（Ｄ）を形成する菌類の紫外線の照射時間に対する自家蛍光計数値と散乱光計数値の関係を表すグラフである。

図１５に示すように、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する前（０ｍｉｎ）の計数値はそれぞれ、散乱光（散乱ＣＵＭＵ）が約１５５００（個／１０ｍｌ）であるのに対し、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）は約２００（個／１０ｍｌ）であった。したがって、散乱光の計数値が全て生物粒子から放射された光を検出したものであるとすると、自家蛍光はほとんど検出されていないため、実際の生物粒子の個数を計数できていないことを表している。

また、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する時間を増やしていくと、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）についても照射時間とともに計数値が増えた。具体的には、紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間と自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値との関係について、５分の場合は約１０００（個／１０ｍｌ）であり、１１分の場合は約４０００（個／１０ｍｌ）であり、１５分の場合は約７０００（個／１０ｍｌ）であり、２１分の場合は約１１０００（個／１０ｍｌ）であり、２５分の場合は約１３０００（個／１０ｍｌ）であった。なお、紫外線ランプで紫外線（ＵＶ−Ｃ）の２７分以上照射しても、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は約１３０００〜約１４０００（個／１０ｍｌ）であり、顕著な増加はみられなかった。

一方、散乱光については、紫外線ランプによる紫外線（ＵＶ−Ｃ）の照射時間に依存することなくほぼ一定の計数値を示しており、約１５０００〜約１５５００（個／１０ｍｌ）であった。

すなわち、紫外線ランプで少なくとも２５分にわたり紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射すると、自家蛍光（蛍光ＣＵＭＵ）の計数値は散乱光（散乱ＣＵＭＵ）の計数値とほぼ等しくなることを表している。したがって、生物粒子の増減がないことから、生物粒子からの自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大し、生物粒子計数器だけでは自家蛍光が弱いため計数できなかった生物粒子を、計数できたことを表している。

このように、実施例１と同様に実施例２〜実施例４についても、生物粒子計数器７７で試料流体（水）に含まれる生物粒子（図１１中（Ｂ）〜（Ｄ）の赤色中型コロニー、黄色中型コロニー、橙色小型コロニーを形成する類菌）を計数する際に、事前に前段照射部７００において紫外線ランプを用いて所定の照射時間（それぞれの菌類に対応して少なくとも９分間、２５分間、２５分間）にわたり紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射した。その結果、生物粒子計数器７７でその生物粒子を計数する際に、生物粒子から放出される自家蛍光や燐光の光量（光強度）が増大されることとなり、ＳＮ比が向上した。したがって、これまで紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射しなかった際に計数されていなかった生物粒子についても計数することができ、計数精度の高い計数を行うことができるようになったことを表している。

１ 光検出部
２ 自家蛍光計数部
１０ 発光装置
２０ 照射光学レンズ系
３２ フローセル
４０ 第１集光光学レンズ系
５０ 遮光装置
６０ 散乱光選択光学装置
６５ 遮光壁
７０ 自家蛍光選択光学装置
７７ 生物粒子計数器
８０ 第２集光光学レンズ系
９０ 蛍光用受光装置
１００ 第３集光光学レンズ系
１１０ 散乱用受光装置
２００ 検出信号処理部
３００ データ処理部
４００ 報知部
７００ 前段照射部
７３０ 貯留部
７５０ 流路部
７７７ 前段照射装置
７９０ チューブ
８００ 試料流動調整部

Claims (12)

1. 検出する生物粒子を含む流体に向けて所定の波長の光を照射し、前記所定の波長の光を照射された生物粒子が放出する自家蛍光や燐光と同一の波長の光を分離し、分離された光を受光し、受光された光に基づいて、前記流体内に存在する生物粒子として計数する生物粒子計数手段と、
   前記生物粒子計数手段により前記所定の波長の光が照射される前に、紫外線を前記流体に向けて予め照射することで、生物粒子による自家蛍光や燐光の光強度を増大させる前段照射手段と
   を備えることを特徴とする生物粒子計数システム。
2. 請求項１に記載の生物粒子計数システムにおいて、
   前記前段照射手段により照射される前記紫外線は、
   波長領域が２００〜２８０ｎｍであることを特徴とする生物粒子計数システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の生物粒子計数システムにおいて、
   前記前段照射手段は、
   前記流体に向けて所定時間にわたり前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の生物粒子計数システムにおいて、
   前記流体を貯留する貯留手段をさらに備え、
   前記貯留手段内の前記流体に向けて所定時間にわたり前記前段照射手段により前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数システム。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の生物粒子計数システムにおいて、
   前記流体を流動させる流路手段をさらに備え、
   前記流路手段内の前記流体に向けて所定時間にわたり前記前段照射手段により前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数システム。
6. 請求項５に記載の生物粒子計数システムにおいて、
   前記流路手段は、
   螺旋形状で形成された中空管であり、前記中空管の内部に前記流体を流動させることを特徴とする生物粒子計数システム。
7. 検出する生物粒子を含む流体に向けて所定の波長の光を照射し、前記所定の波長の光を照射された生物粒子が放出する自家蛍光や燐光と同一の波長の光を分離し、分離された光を受光し、受光された光に基づいて、前記流体内に存在する生物粒子として計数する生物粒子計数工程と、
   前記生物粒子計数工程により前記所定の波長の光が照射される前に、紫外線を前記流体に向けて予め照射することで、生物粒子による自家蛍光や燐光の光強度を増大させる前段照射工程と、
   を含むことを特徴とする生物粒子計数方法。
8. 請求項７に記載の生物粒子計数方法において、
   前記前段照射工程により照射される前記紫外線は、
   波長領域が２００〜２８０ｎｍであることを特徴とする生物粒子計数方法。
9. 請求項７又は請求項８に記載の生物粒子計数方法において、
   前記前段照射工程は、
   前記流体に向けて所定時間にわたり前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数方法。
10. 請求項７から請求項９のいずれかに記載の生物粒子計数方法において、
    前記流体を貯留する貯留工程をさらに含み、
    前記貯留工程中において前記流体に向けて所定時間にわたり前記前段照射工程による前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数方法。
11. 請求項７から請求項９のいずれかに記載の生物粒子計数方法において、
    前記流体を流動させる流路工程をさらに含み、
    前記流路工程中に前記流体に向けて所定時間にわたり前記前段照射工程による前記紫外線を照射することを特徴とする生物粒子計数方法。
12. 請求項１１に記載の生物粒子計数方法において、
    前記流路工程は、
    螺旋形状の中空管の内部に前記流体を流動させることを特徴とする生物粒子計数方法。