JP6480683B2 - 生物粒子計数システム、生物粒子計数方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、元来の生物粒子が発する蛍光(以下、「自家蛍光」と称す。)の強度が非常に微弱である(自家蛍光能力が弱い)場合には、これらの技術を適用することによって更にその強度が減衰してしまう。そのため、自家蛍光能力に乏しい生物粒子については自家蛍光の測定自体が困難となり、生物粒子であるかを正しく判別することができなくなる場合がある。また、生物粒子の自家蛍光強度が微弱な場合、蛍光染料剤を用いることもできるが、これらは高額であることや不純物などの混入などの問題がある。
本発明の生物粒子計数システム及び生物粒子計数方法は、まず検出する対象粒子を含む流体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光して、予めその強度を測定しておく。次に、強度の測定がなされた対象粒子を含む流体に対して生物粒子の死滅に有効となる処理を施し、その後の経過時間が所定の範囲内にある流体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光して、再びその強度を測定する。そして、2回の測定結果に基づいて、後段測定手段により測定された蛍光強度が前段測定手段により測定された蛍光強度に比べて増加している対象粒子を生物粒子であると判定することにより、流体内に存在する生物粒子の個数を算出する。
この態様では、生物粒子により放出される蛍光について、死滅処理を施した後の時間経過に伴う蛍光強度の変化を予め測定により割り出しておき、死滅処理後の経過時間がその結果に基づいて決定した所定の範囲内にある流体に対して生物粒子の計数を行う。こうすることで生物粒子の蛍光強度が上昇し、より検出しやすい状態となった生物粒子を計数することができるため、生物粒子の計数精度を一層向上させることが可能となる。
この態様によれば、オゾン、電解水の注入又は紫外線の照射といういずれも生物粒子が放出する蛍光の強度を増加させる上で効果的な処理を施した後に流体内に存在する生物粒子の計数を行うため、より高精度な計数を行うことが可能となる。
なお、流体にオゾン又は電解水を注入する場合には、注入後に所定時間の範囲で計数を行うが、流体に紫外線を照射する場合には、照射を開始してから所定時間の範囲内まで亘り継続して照射を行い、照射開始から所定時間が経過した後に計数を行う。
前段測定工程S1:検出する対象粒子を含む流体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により流体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光することにより、予めその強度を測定する。照射する所定波長の光は、生物粒子がその体内に有するリボフラビンを励起させる上で有効となる330nm〜460nmの波長域にある光とする。この波長域は、後述する後段測定工程S2で照射する光においても同様とする。
図2に示されるように、生物粒子計数システム700は、前段測定部、処理部、待機部、後段測定部等から構成される。以下、説明の便宜のため、試料流体が液体であるものとして説明する。
図3は、水道水から培養された従属栄養細菌を表す図である。
水道水には複数種類の菌類が存在している。図3に示す赤色小型コロニー(参照符号A)は、赤色の菌類(従属栄養細菌)からなる小型のコロニーが形成されている様子を表している。本発明の発明者は、この赤色小型コロニーを実験に用いて本発明の有効性を確認している。
図4は、赤色小型コロニーを含む試料水に対してオゾン水を注入した場合の時間経過に伴う蛍光の強度分布を示す散布図の変化を示している。図4中(A)は、500mlの試料水に1.5ppmの濃度のオゾン水を1ml注入した場合について、また図4中(B)は、500mlの試料水に1.5ppmの濃度のオゾン水を25ml注入した場合について、オゾン水注入時点を起点として段階的に時間が経過した後の粒子による蛍光及び散乱光の強度の変化を散布図で表したものである。
これまでに説明した実施形態においては、処理部に殺菌剤注入器が設けられていたのに対し、この構成例による生物粒子計数システム710では、殺菌剤注入器520に代わって照射器610が設けられている。死滅処理として紫外線の照射を行う場合は、例えば試料容器530から取り出した試料液体を測定器550に流入させ、試料液体に含まれる生物粒子の蛍光強度をまず測定する(前段測定部)。続いて、この試料液体を貯留部510に流入させ、この試料液体に対し照射器610を用いて紫外線の照射を行う(処理部)。そして、所定の範囲内にある時間が経過するまで継続して紫外線の連続照射がなされた試料液体を測定器550に流入させて、所定時間の範囲内で試料液体中に存在する生物粒子の蛍光強度を再び測定する(後段測定部)。そして、前段及び後段の2回の測定結果に基づいて試料液体内に存在する生物粒子の個数を算出する(算出部)。
また、図6に示されるように、照射器610は例えば貯留部510の内部に備えられる。貯留部510の内部に備えられることにより、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。照射する紫外線の強度が生物粒子の蛍光強度を増加させるのに十分であれば、貯留部510の外部に照射器610を備えてもよい。
図7に示されるように、照射器610の周囲に流路部620が形成されており、この中を試料液体が通過する。すなわち、この構成例においては、流路部620が前述の貯留部510の役割を担っている。流路部620は、例えば螺旋形状の石英管から構成されている。この流路部620の一端が前段測定部に、他端が後段測定部に接続されており、前段測定部から流入した試料液体が螺旋を通過して紫外線を照射された後に後段測定部へと流出する。流路部620をこのような螺旋形状とすることにより、その内部で試料流体を流動させながら照射器610により所定の時間にわたり紫外線を照射することができる。また、照射器610をコンパクトな構成にすることが可能となる。このように構成すれば、例えば浄水設備に生物粒子計数システム700を備えて(不図示)、浄水過程にある水等を試料液体として、その一部を分流し、生物粒子計数システム700に流入することにより、常時監視することもできる。
構成例3による生物粒子計数システム720では、図8の上段に示されるように、まず初めに試料液体を測定器550に流入させて、試料液体に含まれる生物粒子の蛍光強度を測定する(前段測定部)。この構成はこれまでに説明してきた実施形態と同様であるが、相違点として、構成例3で試料液体を取り出した試料タンク500には、生物粒子が概ね均一に混入している試料液体が格納されているものと想定する。この場合、試料液体中に含まれる生物粒子の蛍光強度を一度だけ測定しておけば、この測定結果を死滅処理前の測定値のベンチマークとして用いることができる。
例えば、上述の実施形態においては試料流体が液体の水である場合を想定して説明したが、試料流体は液体に限定されず、気体でもよい。また、図8における試料流体として液体を想定した説明を行っているが、試料流体が気体の場合においても、同様の構成により自家蛍光の強度を増加させて生物粒子を判別することができる。
2 蛍光計数部
500 試料タンク
510,540 貯留部
520 殺菌剤注入器
530 試料容器
550 測定器(生物粒子計数器)
610 照射器
620 流路部
700,710,720 生物粒子計数システム
Claims (6)
- 検出する対象粒子を含む液体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により前記液体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光することにより、その強度を測定する前段測定手段と、
前記前段測定手段により測定された前記対象粒子を含む液体に対して非加熱で生物粒子の死滅に有効となる処理を施す処理手段と、
前記処理を施した後の経過時間が所定時間の範囲内にある前記液体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により前記液体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光することにより、その強度を測定する後段測定手段と、
前記後段測定手段により測定された蛍光強度が前記前段測定手段により測定された蛍光強度に比べて増加している前記対象粒子を生物粒子であると判定することにより、前記液体内に存在する生物粒子の個数を算出する算出手段と
を備えた生物粒子計数システム。 - 請求項1に記載の生物粒子計数システムにおいて、
前記所定時間の範囲は、
前記生物粒子の死滅に有効となる処理を施した後の生物粒子による蛍光強度の時間特性に基づいて設定していることを特徴とする生物粒子計数システム。 - 請求項1又は2に記載の生物粒子計数システムにおいて、
前記処理手段は、
前記液体に所定濃度のオゾン又は電解水を注入するか、もしくは、紫外線を連続照射することを前記生物粒子の死滅に有効となる処理として施すことを特徴とする生物粒子計数システム。 - 検出する対象粒子を含む液体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により前記液体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光することにより、予めその強度を測定する前段測定工程と、
前記前段測定工程により測定された前記対象粒子を含む液体に対して非加熱で生物粒子の死滅に有効となる処理を施す処理工程と、
前記処理工程の後に経過時間が所定時間の範囲内となるまで待機する待機工程と、
前記待機工程を経た前記液体に向けて所定波長の光を照射し、この光の作用により前記液体に含まれる対象粒子が放出する蛍光を受光することにより、その強度を測定する後段測定工程と、
前記後段測定工程により測定された蛍光強度が前記前段測定工程により測定された蛍光強度に比べて増加している前記対象粒子を生物粒子であると判定することにより、前記液体内に存在する生物粒子の個数を算出する算出工程と
を含む生物粒子計数方法。 - 請求項4に記載の生物粒子計数方法において、
前記所定時間の範囲は、
前記生物粒子の死滅に有効となる処理を施した後の生物粒子による蛍光強度の時間特性に基づいて設定されていることを特徴とする生物粒子計数方法。 - 請求項4又は5に記載の生物粒子計数方法において、
前記処理工程では、
前記液体に所定濃度のオゾン又は電解水を注入するか、もしくは、紫外線を連続照射することを前記生物粒子の死滅に有効となる処理として施すことを特徴とする生物粒子計数方法。
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