JP6692075B2 - Microorganism detection device, microorganism detection program, and microorganism detection method - Google Patents

Microorganism detection device, microorganism detection program, and microorganism detection method Download PDF

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Description

本発明は、検体中に微生物が含まれているかを検出するための微生物検出装置、微生物検出プログラム及び微生物検出方法に関する。更に詳しくは、短時間で微生物コロニーを検出し、検出時に微生物を死滅させることがない微生物検出装置、微生物検出プログラム及び微生物検出方法に関する。   The present invention relates to a microorganism detection device, a microorganism detection program, and a microorganism detection method for detecting whether or not a specimen contains microorganisms. More specifically, the present invention relates to a microorganism detecting device, a microorganism detecting program, and a microorganism detecting method that detect a microorganism colony in a short time and do not kill the microorganism at the time of detection.

加工食品等の製品を製造して出荷する際に、細菌等の微生物が含まれていないかを確認するための微生物検査が行われている。この微生物検査は、通常、検出対象となる食品を粉砕後、撹拌させた精製水である検体を寒天平板に付着又は混和させ、その後、微生物が目視可能となる幅約100μm以上の微生物コロニーになるように一定期間培養し、次いで、微生物コロニーを目視によって探すことによって検査する寒天平板培養試験に準じた検査が行われている。
しかし、この検査方法は培養の期間として通常1日以上かかるため、より短時間で検査できる方法が望まれている。これに対していくつかの検査方法が提案されている(例えば特許文献1を参照。)。
BACKGROUND ART When manufacturing and shipping products such as processed foods, microbial tests are performed to confirm that they do not contain microorganisms such as bacteria. In this microbiological test, usually, foods to be detected are crushed, and then a sample of purified water that is agitated is adhered to or mixed with an agar plate, and thereafter, a microbe colony with a width of about 100 μm or more is visible so that microbes can be visually observed. As described above, the test is carried out in accordance with the agar plate culture test in which the test is carried out by culturing for a certain period of time and then visually inspecting for microbial colonies.
However, since this inspection method usually takes one day or more as a culture period, a method capable of performing an inspection in a shorter time is desired. On the other hand, some inspection methods have been proposed (for example, refer to Patent Document 1).

特許文献1に記載される微生物検査方法は、検査対象の微生物が有する酵素に反応して蛍光物質を生ずる非蛍光物質を平板培地に拡散させ、平板培地の表面に光を照射して蛍光を発する箇所の個数から前記検体に含まれる検査対象の微生物コロニーの個数を測定している。また、個数の測定は、スキャナで行われている。   In the microorganism inspection method described in Patent Document 1, a non-fluorescent substance that reacts with an enzyme of a microorganism to be inspected to generate a fluorescent substance is diffused in a plate medium, and the surface of the plate medium is irradiated with light to emit fluorescence. The number of microbial colonies to be inspected contained in the sample is measured from the number of locations. Further, the measurement of the number is performed by a scanner.

特開平07−147997号公報JP-A-07-147997

特許文献1に記載されているような従来の微生物検査方法では、食材の端切れやゴミ等の夾雑物が付着していた場合に、これら夾雑物が蛍光物質と混同される自家蛍光を放ったり、染色によって蛍光を放ったりすることがあり、微生物コロニーとの区別が困難になるという問題があった。
また、培養時間が短いと微生物コロニーが小さく、微生物コロニーの大きさと夾雑物の大きさとの違いが少なくなって、両者を区別することが困難となるという問題があった。
ATP等の細胞内の物質を検出することで、短時間で微生物を検出する方法も知られているが、細胞内の物質を検出するために細胞が破壊されてしまう。このような検査方法では、1つの検体について微生物を検査した後に別の試験を行うことが不可能になり、例えば寒天平板培養試験を引き続き行うことができない。このため、複数の検体を用意する必要が生じ、検査に手間を要した。
In the conventional microorganism inspection method as described in Patent Document 1, when contaminants such as scraps of foods and dust are attached, these contaminants emit autofluorescence that is confused with a fluorescent substance, There is a problem that it may be difficult to distinguish it from a microbial colony because it may emit fluorescence due to staining.
In addition, when the culture time is short, the microbial colonies are small, and the difference between the size of the microbial colonies and the size of contaminants is small, making it difficult to distinguish the two.
A method of detecting a microorganism in a short time by detecting an intracellular substance such as ATP is also known, but the cell is destroyed due to the detection of the intracellular substance. With such an inspection method, it becomes impossible to perform another test after inspecting one sample for microorganisms, and for example, the agar plate culture test cannot be performed subsequently. For this reason, it is necessary to prepare a plurality of specimens, and the inspection takes time.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、短時間で微生物コロニーを検出し、検出時に微生物を死滅させることがない微生物検出装置、微生物検出プログラム及び微生物検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a microorganism detection device, a microorganism detection program, and a microorganism detection method that detect a microorganism colony in a short time and do not kill the microorganism at the time of detection. And

1.検体を付着させた基板を培地に載置することにより微生物を培養し、その後前記基板を蛍光染色剤溶液へ浸漬して染色を行うことにより微生物のコロニーを検出する微生物検出装置であって、前記蛍光染色剤により染色された前記検体を付着させた前記基板に対して励起光を照射し、前記基板を撮像して基板画像を取得する撮像部と、前記検体の染色後、所定の周期で前記撮像部に前記基板画像を取得させ、前記所定周期毎の前記基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、前記基板画像の背景の輝度を基準として前記各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する輝度補正手段と、前記検体の染色後所定の検査時間において、時間経過に伴い、前記補正輝度が所定値を超えたこと及び前記補正輝度の変化率が所定値を超えたことのうちの少なくとも1つが生じた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する判定手段と、を備え、前記撮像部は、前記基板が蓋付き容器に収容された状態で前記基板画像を取得し、前記蓋付き容器の蓋は透光性を備え、且つその内面に結露防止部が形成されている又は外部に結露防止具が設けられており、前記微生物コロニーの検出後に前記基板を培地に載置することにより培養を続行可能にすることを特徴とする微生物検出装置。
2.前記判定手段は、前記補正輝度が所定値を超え且つ前記補正輝度の変化率が所定値を超えた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する前記1.記載の微生物検出装置。
3.前記判定手段は、前記補正輝度の変化率が正の値となり、その後負の値となった場合は、前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する前記1.又は2.に記載の微生物検出装置。
.検体を付着させた基板を所定の時間培地に載置することにより微生物を培養し、その後前記基板を蛍光染色剤溶液へ浸漬して染色を行うことにより微生物のコロニーを検出する微生物検出方法であって、前記蛍光染色剤により染色された前記検体を付着させた前記基板に対して励起光を照射し、前記基板を撮像して基板画像を取得する撮像工程と、前記検体の染色後、所定の周期で前記撮像工程により前記基板画像を取得させ、前記所定周期毎の前記基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、前記基板画像の背景の輝度を基準として前記各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する輝度補正工程と、前記検体の染色後所定の検査時間において、時間経過に伴い、前記補正輝度が所定値を超えたこと及び前記補正輝度の変化率が所定値を超えたことのうちの少なくとも1つが生じた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する判定工程と、を備え、前記微生物コロニーの検出後に前記基板を培地に載置することにより培養を続行可能にすることを特徴とする微生物検出方法。
.前記判定工程は、前記補正輝度が所定値を超え且つ前記補正輝度の変化率が所定値を超えた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する前記.記載の微生物検出方法。
.前記判定工程は、前記補正輝度の変化率が正の値となり、その後負の値となった場合は、前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する前記.又は.に記載の微生物検出方法。
.前記撮像工程は、前記基板が蓋付き容器に収容された状態で前記基板画像を取得し、前記蓋付き容器の蓋は透光性を備え、且つその内面に結露防止部が形成されている又は外部に結露防止具が設けられている前記.乃至.のいずれかに記載の微生物検出方法。
1. A microorganism detecting device for detecting a colony of a microorganism by culturing a microorganism by placing a substrate on which a sample is adhered in a medium, and then immersing the substrate in a fluorescent dye solution to perform staining, An imaging unit that irradiates the substrate on which the sample stained with a fluorescent stain is attached with excitation light, acquires an image of the substrate by capturing an image of the substrate, and, after dyeing the sample, at a predetermined cycle. The substrate image is acquired by the image capturing unit, the brightness of each section made up of one or a plurality of pixels on the board image in the predetermined cycle is obtained, and the brightness of each section is determined based on the background brightness of the board image. A brightness correction unit that calculates a corrected correction brightness, and the correction brightness exceeds a predetermined value and the change rate of the correction brightness exceeds a predetermined value with the passage of time in a predetermined inspection time after staining of the specimen. Was And a determining means and microbial colonies present in at least one of the compartments produced out of the imaging unit, the substrate acquires the substrate image while being accommodated in a container with a lid, The lid of the lidded container has a light-transmitting property, and a dew condensation preventing portion is formed on its inner surface or a dew condensation preventing tool is provided on the outside, and the substrate is placed on a medium after detection of the microbial colonies. A microorganism detection device characterized in that the culture can be continued by doing so.
2. The determination means determines that a microbial colony exists in the section in which the corrected luminance exceeds a predetermined value and the rate of change in the corrected luminance exceeds a predetermined value. The microorganism detection device described.
3. When the change rate of the corrected luminance has a positive value and then has a negative value, the determining means determines that a microbial colony exists in the section. Or 2. The microorganism detection device according to 1.
4 . It is a method for detecting a microorganism by detecting a colony of a microorganism by culturing a microorganism by placing a substrate on which a sample is adhered in a medium for a predetermined time and then immersing the substrate in a fluorescent dye solution to perform staining. An irradiation step of irradiating the substrate, to which the sample stained with the fluorescent stain is attached, with excitation light, and capturing an image of the substrate to obtain a substrate image; The board image is acquired in the imaging step in a cycle, the brightness of each section made up of one or a plurality of pixels on the board image in the predetermined cycle is obtained, and each section is based on the background brightness of the board image. A luminance correction step of calculating the corrected luminance by correcting the luminance of the sample, and that the corrected luminance exceeds a predetermined value and a change in the corrected luminance with a lapse of time in a predetermined inspection time after staining the sample. A determination step of determining that a microbial colony is present in the section in which at least one of the microbial colonies exceeds a predetermined value is generated, and the culture is performed by placing the substrate on a medium after the detection of the microbial colony. A method for detecting a microorganism, which enables continuation.
5 . The determining step includes the judges that the corrected luminance change rate and the corrected luminance exceeds a predetermined value is present microorganism colonies in said compartment exceeds a predetermined value 4. The method for detecting a microorganism as described.
6 . The determining step, the rate of change of the corrected luminance becomes a positive value, if followed by a negative value, the determining a microorganism colonies in said compartment is present 4. Or 5 . The method for detecting a microorganism according to 1.
7 . In the imaging step, the substrate image is acquired in a state where the substrate is housed in a lidded container, the lid of the lidded container has a light-transmitting property, and a dew condensation preventing portion is formed on an inner surface of the lid. the external dew condensation preventing device is provided 4. To 6 . The method for detecting a microorganism according to any one of 1.

本発明の微生物検出装置によれば、検体を付着させた基板を培地に載置することにより微生物を培養し、その後前記基板を蛍光染色剤溶液へ浸漬して染色を行うことにより微生物のコロニーを検出する微生物検出装置であって、前記蛍光染色剤により染色された前記検体を付着させた前記基板に対して励起光を照射し、前記基板を撮像して基板画像を取得する撮像部と、前記検体の染色後所定の周期で前記撮像部に前記基板画像を取得させ、前記所定周期毎の前記基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、前記基板画像の背景の輝度を基準として前記各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する輝度補正手段と、前記検体の染色後所定の検査時間において、時間経過に伴い、前記補正輝度の変化率が所定値を超えた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する判定手段と、を備えるため、微生物コロニーの蛍光輝度と夾雑物及び基板背景の蛍光輝度とが同程度の輝度であったり、微生物コロニーと夾雑物の面積の大きさに差がなかったりする短時間の培養条件であっても、誤検出することなく微生物コロニーの検出を行うことができる。
また、本微生物検出装置による検出は、蛍光の撮像によるものであり、蛍光染色剤による染色の際に微生物を破壊するものではないため、本装置による検出後も寒天平板培養試験のための培養を続行することができる。これにより、1つの検体について本微生物検出装置により検査を行った後、同じ検体を用いて寒天平板培養試験等を行うことができるため、検出結果の検証も容易にすることができる。
According to the microorganism detection device of the present invention, the microorganisms are cultured by placing the substrate on which the sample is attached in the medium, and then the substrate is immersed in a fluorescent dye solution to stain the microorganisms to colonize the microorganisms. a microorganism detection apparatus for detecting the fluorescent staining agent of the excitation light is irradiated to the substrate adhered with stained the specimen by an imaging unit that acquires substrate image by imaging the substrate, wherein After the specimen is stained , the substrate image is acquired by the imaging unit in a predetermined cycle, the brightness of each section including one or a plurality of pixels on the board image in the predetermined cycle is obtained, and the background of the board image is displayed. A brightness correction unit that calculates a corrected brightness by correcting the brightness of each of the sections with the brightness as a reference, and a change rate of the corrected brightness exceeds a predetermined value with the lapse of time in a predetermined inspection time after staining of the specimen . The above The determination means for determining the presence of microbial colonies in the image is provided, so that the fluorescence brightness of the microbial colonies and the fluorescence brightness of the contaminants and the substrate background are about the same, or the area of the microbial colonies and the contaminants is large. It is possible to detect a microbial colony without erroneous detection even under a short-time culture condition where there is no difference in size.
In addition, the detection by this microorganism detection device is based on the imaging of fluorescence and does not destroy microorganisms when dyeing with a fluorescent staining agent.Therefore, culture for the agar plate culture test should be performed after detection by this device. You can continue. Accordingly, after the inspection of one sample by the present microorganism detection apparatus, the agar plate culture test and the like can be performed using the same sample, so that the verification of the detection result can be facilitated.

前記判定手段は、前記補正輝度が所定値を超え且つ前記補正輝度の変化率が所定値を超えた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する場合は、補正輝度の大きさとその時間的変化とから微生物コロニーと夾雑物とを判別することにより、微生物コロニーをより高精度で検出することができる。
前記判定手段は、前記補正輝度の変化率が正の値となり、その後負の値となった場合は、前記区画に微生物コロニーが存在すると判定すれば、輝度が上昇した後、蛍光染色剤の消費等により輝度が減少する微生物コロニーを、確実に検出することができる。
前記輝度補正手段は、前記基板画像上の前記各区画の輝度の値から前記背景の輝度の値を減算することにより前記補正輝度を算出する場合は、容易に補正輝度を求め、微生物コロニーと夾雑物とを判別可能にすることができる。
前記撮像手段は、前記基板が蓋付き容器に収容された状態で前記基板画像を取得し、前記蓋付き容器の蓋は透光性を備え、且つその内面に結露防止部が形成されている又は外部に結露防止具が設けられている場合は、蓋付き容器の蓋が基板より低温となり結露しやすい状態になっても結露防止部により結露を防止することができる。
When the determination means determines that a microbial colony exists in the section in which the corrected luminance exceeds a predetermined value and the change rate of the corrected luminance exceeds a predetermined value, it determines from the magnitude of the corrected luminance and its temporal change. By discriminating between the microbial colony and the contaminant, the microbial colony can be detected with higher accuracy.
If the rate of change of the corrected luminance has a positive value and then has a negative value, the determining means determines that microbial colonies are present in the section, and after increasing the luminance, consumes the fluorescent stain. It is possible to reliably detect a microbial colony whose brightness decreases due to such factors.
The brightness correction means, when calculating the corrected brightness by subtracting the value of the brightness of the background from the value of the brightness of each of the sections on the substrate image, easily obtain the corrected brightness, microbial colonies and contamination. It is possible to distinguish the object.
The imaging unit acquires the substrate image in a state where the substrate is housed in a lidded container, the lid of the lidded container has a light-transmitting property, and a dew condensation preventing portion is formed on an inner surface of the lid. When the dew condensation prevention tool is provided outside, even if the lid of the lidded container becomes lower in temperature than the substrate and is liable to dew condensation, the dew condensation prevention unit can prevent dew condensation.

微生物のコロニーを検出する微生物検出プログラムによれば、前記微生物検出装置に好適な機能をコンピュータ上に実現することができる。
微生物のコロニーを検出するための微生物検出方法によれば、微生物コロニーの蛍光輝度と夾雑物及び基板背景の蛍光輝度とが同程度の輝度であったり、微生物コロニーと夾雑物の面積に大きさに差がなかったりする短時間の培養条件であっても、誤検出することなく微生物コロニーの検出を行うことができる。
According to the microorganism detecting program for detecting the colonies of microorganisms, a function suitable for the microorganism detecting device can be realized on a computer.
According to the method for detecting a microorganism for detecting a colony of a microorganism, the fluorescence brightness of the microorganism colony and the fluorescence brightness of the contaminants and the substrate background are similar to each other, or the size of the area of the microorganism colony and the contaminants is large. Microorganism colonies can be detected without erroneous detection even under a short-term culture condition where there is no difference.

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
本微生物検出装置の構成を説明するための模式図である。 撮像期間における微生物、夾雑物及び基板の蛍光輝度の変化を示すグラフであり、(a)は輝度値、(b)は補正した輝度値、(c)は補正した輝度の変化率を示す。 蓋付き容器の外観を示す斜視図である。 蓋付き容器における容器本体の構造を説明するための模式断面図である。 蓋付き容器における蓋部の構造を説明するための模式断面図である。 微生物画素検出部による微生物検出の手順を説明するためのフローチャートである。 他の微生物画素検出部による微生物検出の手順を説明するためのフローチャートである。 撮像期間における微生物、夾雑物及び基板の蛍光輝度の変化を示すグラフである、(a)は輝度値、(b)は補正した輝度値、(c)は補正した輝度の変化率を示す。 撮像期間における微生物、夾雑物及び基板の蛍光輝度の変化を示すグラフである、(a)は輝度値、(b)は補正した輝度値、(c)は補正した輝度の変化率を示す。 撮像期間における微生物、夾雑物及び基板の蛍光輝度の変化を示すグラフである、(a)は輝度値、(b)は補正した輝度値、(c)は補正した輝度の変化率を示す。 蛍光顕微鏡により基板を撮像した画像である。 図11と同じ位置を撮像部により撮像された基板画像の一部である。 本微生物検出装置による撮像を済ませた後に更に培養を続けた基板の表面を表す画像である。
The present invention is further explained in the following detailed description with reference to the several drawings referred to, by way of non-limiting examples of typical embodiments according to the present invention, wherein like reference numerals are used in the drawings. Similar parts are shown through several figures.
It is a schematic diagram for demonstrating the structure of this microorganism detection apparatus. 3 is a graph showing changes in fluorescence brightness of microorganisms, contaminants, and a substrate during an imaging period, (a) shows a brightness value, (b) shows a corrected brightness value, and (c) shows a corrected change rate of the brightness. It is a perspective view which shows the external appearance of the container with a lid. It is a schematic cross section for demonstrating the structure of the container main body in a container with a lid. It is a schematic cross section for demonstrating the structure of the lid part in a container with a lid. It is a flow chart for explaining the procedure of microorganisms detection by a microorganisms pixel detection part. It is a flowchart for demonstrating the procedure of the microorganism detection by another microorganism pixel detection part. 6 is a graph showing changes in fluorescence brightness of microorganisms, contaminants, and a substrate during an imaging period. (A) shows a brightness value, (b) shows a corrected brightness value, and (c) shows a corrected brightness change rate. 6 is a graph showing changes in fluorescence brightness of microorganisms, contaminants, and a substrate during an imaging period. (A) shows a brightness value, (b) shows a corrected brightness value, and (c) shows a corrected brightness change rate. 6 is a graph showing changes in fluorescence brightness of microorganisms, contaminants, and a substrate during an imaging period. (A) shows a brightness value, (b) shows a corrected brightness value, and (c) shows a corrected brightness change rate. It is the image which imaged the board | substrate with the fluorescence microscope. It is a part of the board image taken by the imaging unit at the same position as in FIG. 11. It is an image showing the surface of the substrate which has been further cultured after completion of imaging by the present microorganism detection device.

ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。   The matters shown here are for the purpose of exemplifying the exemplary embodiments and the embodiments of the present invention, and are the explanations that allow the principles and conceptual features of the present invention to be most effectively and effortlessly understood. It is mentioned for the purpose of providing what you think. In this respect, it is not intended to present the structural details of the invention more than to the extent necessary for a fundamental understanding of the invention, and the description taken in conjunction with the drawings may explain some aspects of the invention. It will be clear to those skilled in the art how it is actually implemented.

1.微生物検出装置
本実施形態に係る微生物検出装置(1)は、蛍光染色剤により染色されて励起光により蛍光を発するようになった検体を付着させた基板(6)の画像から微生物のコロニーを検出する検出装置であり、撮像部(2)と、輝度補正手段(41)と、判定手段(46)とを備える(図1を参照。)。また、計数手段(47)を備えることができる。輝度補正手段(41)、判定手段(46)及び計数手段(47)は、情報処理部(4)上に備えることができる。
1. Microorganism detection device The microorganism detection device (1) according to the present embodiment detects a microorganism colony from an image of a substrate (6) to which a sample stained with a fluorescent stain and emitting fluorescence by excitation light is attached. The detection device includes an image pickup unit (2), a brightness correction unit (41), and a determination unit (46) (see FIG. 1). In addition, counting means (47) can be provided. The brightness correction means (41), the determination means (46) and the counting means (47) can be provided on the information processing section (4).

前記検体は、微生物のコロニーの有無や数を検出する対象物であり、例えば、食品、飲料水、化粧品、原水、排水、工業用水、環境試料等を精製水に溶解させて調製した液状物を挙げることができる。微生物検出装置(1)により検出する微生物は特に問わず、例えば、大腸菌、腸炎ビブリオ、サルモネラ、リステリア、クロストリジウム、バチルス等の、グラム陽性、グラム陰性、好気性、嫌気性を問わずコロニーを形成する細菌等を挙げることができる。
前記蛍光染色剤は、検出対象となる微生物コロニーを選択的に染色できるものであればよく、検出する微生物によって適宜選択される。微生物の活性を利用する蛍光染色剤として、例えば、微生物のエステラーゼ活性により染色されるフルオレセインジアセテート等のFDA系染色剤、呼吸活性により染色されるCTC等のテトラゾリウム塩系染色剤等を挙げることができる。また、微生物の核や細胞壁に非特異的に結合する染色剤として、プロピジウムイオダイド、エチジウムブロマイド、DAPI、メチレンブルー、サフラニン、フクシン、クリスタルバイオレット、ゲンチアナバイオレット等を挙げることができる。また、検出対象となる微生物の染色を行うことなく、検出対象となる微生物が生産する酵素等により、酵素の誘導体から蛍光物質を代謝されてもよい。そのような酵素の例として、大腸菌が生成するβグルクロニダーゼ、βガラクトシダーゼ、βグルコシダーゼ等を挙げることができる。
The sample is a target object for detecting the presence or number of colonies of microorganisms, for example, food, drinking water, cosmetics, raw water, drainage, industrial water, a liquid sample prepared by dissolving an environmental sample or the like in purified water. Can be mentioned. The microorganism to be detected by the microorganism detecting device (1) is not particularly limited, and forms colonies of E. coli, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella, Listeria, Clostridium, Bacillus, etc. regardless of whether they are gram-positive, gram-negative, aerobic or anaerobic. Bacteria etc. can be mentioned.
The fluorescent stain may be any dye capable of selectively staining a microbial colony to be detected, and is appropriately selected depending on the microorganism to be detected. Examples of fluorescent dyes that utilize the activity of microorganisms include FDA dyes such as fluorescein diacetate that is dyed by the esterase activity of microorganisms, tetrazolium salt dyes that are dyed by respiratory activity such as CTC. it can. Examples of stains that nonspecifically bind to the nucleus or cell wall of microorganisms include propidium iodide, ethidium bromide, DAPI, methylene blue, safranine, fuchsin, crystal violet, and gentian violet. Further, the fluorescent substance may be metabolized from the enzyme derivative by an enzyme or the like produced by the microorganism to be detected without staining the microorganism to be detected. Examples of such enzymes include β-glucuronidase, β-galactosidase and β-glucosidase produced by Escherichia coli.

前記基板(6)は、検体を付着させることができるものであればよく、検体中の微生物を培養するための培地や、メンブレンフィルタ等の濾過材等を例示することができる。
微生物検出装置(1)によって微生物コロニーが検出可能となるのに必要な時間は、検出対象となる微生物の種類はいうまでもなく、撮像部(2)の撮像解像度等によっても変化する。例えば、大腸菌を検出対象とする場合、通常、培養開始時点より3〜6時間で1つの大腸菌の数が100〜10000、径が約20μm以上の微生物コロニーとなり、一般的な撮像素子を用いた撮像部(2)を用いて判別が可能となる。
The substrate (6) only needs to be capable of adhering a sample, and examples thereof include a medium for culturing microorganisms in the sample and a filter material such as a membrane filter.
The time required for the microorganism detecting device (1) to be able to detect a microbial colony varies depending not only on the type of microorganism to be detected but also on the image capturing resolution of the image capturing unit (2) and the like. For example, when Escherichia coli is to be detected, usually, in 3 to 6 hours from the start of culture, the number of one E. coli becomes 100 to 10,000 and a microbial colony with a diameter of about 20 μm or more, and imaging using a general imaging device is performed. It is possible to discriminate using the section (2).

以下、図1を参照しつつ微生物検出装置1を詳細に説明する。微生物検出装置1は、撮像部2と、情報処理部4とから構成することができる。情報処理部4には、輝度補正手段41、判定手段46等が備えられる。
(撮像部)
撮像部2は、少なくとも光源23及び撮像素子28を備え、光源23から発せられる励起光が照射されている基板6を、撮像素子28により撮像することにより基板画像を取得する。
撮像部2の具体的な構成は任意に選択することができ、例えば、基板6の載置台22、励起光を発する光源23、載置台22に励起光を照射する落射照明部24、基板6の撮像を行う撮像素子28等から構成することができる。尚、撮像部2には、染色剤の反応条件を維持するための加熱手段等の温度維持手段を備えることができる。
載置台22は、基板6を載置又は固定するための台であり、その載置方法及び固定方法は特に問わない。
光源23は、検出対象となる微生物コロニーの蛍光の励起光を発するための光源であり、波長やエネルギーにより過度に光殺菌性を示さないのであればその種類を特に問わない。例えば、光源23として、LEDランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザ発振器等を挙げることができる。
落射照明部24は、基板に照射する光源の光路と、基板を撮像する撮像素子の光路の光軸と、を同一にするためのものであり、ダイクロイックミラーやプリズム等を組み合わせて構成することができる。
Hereinafter, the microorganism detection device 1 will be described in detail with reference to FIG. The microorganism detecting device 1 can be composed of an imaging unit 2 and an information processing unit 4. The information processing unit 4 includes a brightness correction unit 41, a determination unit 46, and the like.
(Imaging unit)
The image capturing unit 2 includes at least a light source 23 and an image sensor 28, and acquires a substrate image by capturing an image of the substrate 6 irradiated with the excitation light emitted from the light source 23 with the image sensor 28.
The specific configuration of the imaging unit 2 can be arbitrarily selected. For example, the mounting table 22 of the substrate 6, the light source 23 that emits the excitation light, the epi-illumination unit 24 that irradiates the mounting table 22 with the excitation light, and the substrate 6. It can be configured by the image pickup device 28 for picking up an image. The image capturing unit 2 can be provided with a temperature maintaining unit such as a heating unit for maintaining the reaction condition of the stain.
The mounting table 22 is a table for mounting or fixing the substrate 6, and the mounting method and the fixing method thereof are not particularly limited.
The light source 23 is a light source for emitting excitation light of fluorescence of a microbial colony to be detected, and its type is not particularly limited as long as it does not exhibit excessive photobactericidal properties due to wavelength or energy. For example, the light source 23 may be an LED lamp, a mercury lamp, a halogen lamp, a laser oscillator, or the like.
The epi-illumination unit 24 is for making the optical path of the light source for irradiating the substrate and the optical axis of the optical path of the image pickup device for imaging the substrate the same, and may be configured by combining a dichroic mirror, a prism and the like. it can.

撮像素子28は、微生物コロニーから発する蛍光の波長により基板6を撮像して、その画像(基板画像)を得ることができる手段であればよく、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ、SITイメージセンサ等を例示することができる。また、撮像素子は、エリアイメージセンサによって面状に撮像してもよいし、リニアイメージセンサによる走査を行って画像を得ても良い。
また、ダイクロイックミラーや光学フィルタ等を任意に組み合わせて、撮像素子28に到達する蛍光の波長を限定することができる。
The image pickup device 28 may be any means capable of picking up an image (substrate image) of the substrate 6 by capturing the wavelength of the fluorescence emitted from the microbial colony, and may be a CCD image sensor, a CMOS image sensor, a SIT image sensor, or the like. It can be illustrated. Further, the image pickup device may pick up an image in a plane by an area image sensor or may obtain an image by scanning with a linear image sensor.
Further, the wavelength of the fluorescence reaching the image pickup device 28 can be limited by arbitrarily combining a dichroic mirror, an optical filter and the like.

撮像部2によって撮影される基板6の画像は、複数枚の静止画として撮像してもよいし、動画として撮像してもよい。
また、撮像する基板6をそのまま載置台22に載置して撮像してもよいし、基板6を容器7に入れて保護された状態で撮像してもよい。基板6を容器7に収容した状態で撮像部2により撮像を行う場合、図3、5に例示するように、通常透光性を備える蓋72によって蓋がされた状態とし、上方から励起光を照射して撮像するようにすることができる。この場合、蓋72の内面に結露防止部75が形成されていることが好ましい。培養温度は室温より高いことが多く、検体が付着する基板6を入れた容器の蓋72が外気によって冷やされ、蓋72の内面に接する容器内の水蒸気が結露することにより蓋72が曇り、撮像が困難になることがあるからである。
結露防止部75は、蓋72の透光性を維持しつつ、何らかの手段により蓋72の内面が結露しないようにするための手段を備えていればよい。例えば、親水性の薬剤や界面活性剤等を蓋の内面に塗布等をすることを挙げることができる。また、透光性樹脂の蓋72の内面表面に親水性官能基を付与したり、表面形状を変えたりすることによって表面を親水性とする親水性プラスチック加工等を行ってもよい。
また、結露防止部75の代わりに蓋72の外部に結露防止具が設けられてもよい。結露防止具は、蓋72を覆うように設けられる透光性を備えるガラスヒータや、撮像時に各光路の外へ移動可能なヒータ等を挙げることができ、蓋72の加温を行うことで蓋72の内面の結露を防止することができる。
更に、蓋72の結露を防止する方法として、基板6を容器本体71に固定し、蓋72が下方に向くように倒立させた状態で、下面に位置する蓋72から撮像素子28を用いて撮影する方法を挙げることができる。
The image of the substrate 6 captured by the image capturing unit 2 may be captured as a plurality of still images or may be captured as a moving image.
Further, the substrate 6 to be imaged may be directly placed on the mounting table 22 to be imaged, or the substrate 6 may be placed in the container 7 and imaged in a protected state. When imaging is performed by the imaging unit 2 with the substrate 6 housed in the container 7, as illustrated in FIGS. 3 and 5, the lid 72 is normally covered with a translucent material, and the excitation light is emitted from above. It can be irradiated and imaged. In this case, it is preferable that the dew condensation preventing portion 75 is formed on the inner surface of the lid 72. The culturing temperature is often higher than room temperature, and the lid 72 of the container containing the substrate 6 to which the specimen adheres is cooled by the outside air, and the vapor in the container in contact with the inner surface of the lid 72 condenses to cover the lid 72 and cloud the image. This can be difficult.
The dew condensation prevention unit 75 may be provided with a means for preventing the dew condensation on the inner surface of the lid 72 by some means while maintaining the translucency of the lid 72. For example, a hydrophilic drug or a surfactant may be applied to the inner surface of the lid. In addition, hydrophilic plastic processing or the like may be performed to make the surface hydrophilic by giving a hydrophilic functional group to the inner surface of the lid 72 made of a translucent resin or changing the surface shape.
Further, instead of the dew condensation preventing portion 75, a dew condensation preventing tool may be provided outside the lid 72. The dew condensation prevention tool may include a glass heater having a light-transmitting property provided so as to cover the lid 72, a heater that can be moved to the outside of each optical path at the time of image capturing, and the like. Condensation on the inner surface of 72 can be prevented.
Further, as a method of preventing dew condensation on the lid 72, the substrate 6 is fixed to the container body 71, and the lid 72 is turned upside down so that the image is taken from the lid 72 located on the lower surface by using the image sensor 28. Can be mentioned.

(輝度補正手段)
輝度補正手段41は、検体の染色後、所定の周期で撮像部2に基板画像を取得させ、所定周期毎の基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、基板画像の背景の輝度を基準として各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する手段である。
また、検査をするために要する時間は微生物の種類の他、撮像部の解像度等の条件にもよるが、例えば、大腸菌を対象とする場合、通常、検体の染色後1〜50分間程度となる。上記検査時間において、輝度補正手段41は、所定の周期で撮像部2に基板画像を取得させ、各時点の基板画像について所定の処理を行うように構成される。上記所定の周期は、時間の経過に伴う微生物コロニーからの蛍光の輝度変化を検出可能な間隔であればよく、例えば30秒〜10分程度とすることができる。また、周期は必ずしも一定である必要はなく、検体の染色後の経過時間によって変更されてもよい。
(Brightness correction means)
The brightness correction unit 41 causes the imaging unit 2 to acquire a board image in a predetermined cycle after staining the sample, obtains the brightness of each section including one or a plurality of pixels on the board image in a predetermined cycle, and calculates the board image. It is a means for calculating the corrected brightness by correcting the brightness of each section with the background brightness as a reference.
The time required for the test depends on the type of microorganisms and the conditions such as the resolution of the imaging unit, but when Escherichia coli is the target, it is usually about 1 to 50 minutes after staining the sample. .. During the inspection time, the brightness correction unit 41 is configured to cause the imaging unit 2 to acquire a board image at a predetermined cycle and perform a predetermined process on the board image at each time point. The predetermined cycle may be an interval at which a change in the brightness of fluorescence from the microbial colony with the passage of time can be detected, and can be, for example, about 30 seconds to 10 minutes. Further, the cycle does not necessarily have to be constant, and may be changed depending on the elapsed time after staining the sample.

前記区画とは、基板画像において微生物コロニーを検出するための単位となるブロックであり、そのブロックの大きさは適宜選択されればよい。すなわち、1つの区画は、1つの画素であってもよいし、複数の画素(例えば、2×2、3×3等)からなる領域であってもよい。1つの区画の大きさは、検出しようとする微生物コロニーの大きさより小さいことが好ましい。区画の大きさが検出すべき微生物コロニーの大きさよりも大きいと、区画内に微生物コロニー周辺の背景が含まれて、正確に検出できなくなるからである。
輝度補正手段41は、基板画像を上記区画毎に分割して、各区画の輝度を取得するようにすることができる。1つの区画が複数の画素からなる場合には、各画素で検出された輝度の平均値等を当該区画の輝度とすることができる。
The section is a block that is a unit for detecting a microbial colony in a substrate image, and the size of the block may be appropriately selected. That is, one partition may be one pixel or may be a region including a plurality of pixels (for example, 2 × 2, 3 × 3, etc.). The size of one section is preferably smaller than the size of the microbial colony to be detected. This is because if the size of the section is larger than the size of the microbial colony to be detected, the background around the microbial colony is included in the section, and the detection cannot be performed accurately.
The brightness correction means 41 can divide the board image into the above-mentioned sections and acquire the brightness of each section. When one section is composed of a plurality of pixels, the average value of the brightness detected in each pixel can be used as the brightness of the section.

輝度補正手段41は、基板画像の背景の輝度(以下、背景輝度という。)を基準として、各区画の輝度を補正した補正輝度を算出するように構成されている。上記背景輝度は、基板画像において、微生物や、食材の端切れ・ゴミ等の夾雑物が存在しない領域の輝度である。輝度補正手段41は、基板画像の全体から種々の方法で背景輝度を算出することが可能である。
背景輝度の具体的な算出方法は特に限定されない。通常、微生物や夾雑物等が存する区画数は、基板画像の全体の区画数に比べて僅かである。このため、例えば、同程度の輝度値となる区画数が最も多い区画の輝度を背景輝度とすることができる。具体的には、基板画像の輝度別の画素数を示すヒストグラムを生成し、そのヒストグラム中で最も大きな山となる箇所を背景輝度とすることができる。また、基板画像全体の輝度の平均値を背景輝度とすることもできる。その他、適宜選択した区画の輝度又は複数の区画の輝度の平均値等を背景輝度としてもよい。
The brightness correction unit 41 is configured to calculate the corrected brightness in which the brightness of each section is corrected with reference to the background brightness of the board image (hereinafter referred to as background brightness). The background luminance is the luminance of a region in the substrate image where there are no microorganisms or foreign substances such as scraps of food and dust. The brightness correction means 41 can calculate the background brightness from the entire board image by various methods.
The specific method of calculating the background brightness is not particularly limited. Usually, the number of sections in which microorganisms and contaminants are present is smaller than the total number of sections in the board image. Therefore, for example, the brightness of the section having the largest number of sections having the same brightness value can be set as the background brightness. Specifically, it is possible to generate a histogram showing the number of pixels for each luminance of the board image, and set the portion having the largest mountain in the histogram as the background luminance. Further, the average value of the brightness of the entire board image can be used as the background brightness. In addition, the brightness of the appropriately selected section or the average value of the brightness of a plurality of sections may be used as the background brightness.

輝度補正手段41は、上記のように算出した背景輝度を基準として、基板画像全体の区画毎の輝度を補正した補正輝度を算出するように構成される。具体的な補正の方法は特に限定されず、例えば、各区画の輝度から上記背景輝度を差し引いた値を補正輝度とすることができる(図2(a)、(b)を参照。)。また、背景輝度に対する各区画の輝度の比率を、補正輝度としてもよい。   The brightness correction unit 41 is configured to calculate the corrected brightness by correcting the brightness of each section of the entire board image with the background brightness calculated as described above as a reference. A specific correction method is not particularly limited, and for example, a value obtained by subtracting the background brightness from the brightness of each section can be set as the correction brightness (see FIGS. 2A and 2B). Further, the ratio of the brightness of each section to the background brightness may be the corrected brightness.

輝度補正手段41は、所定の周期で基板画像を取得する毎に、背景輝度及び補正輝度を算出するように構成することができる。取得した基板画像のデータ、背景輝度、及び区画毎の補正輝度は、情報処理部4内に備えられた記憶装置に格納しておくことができる。
また、輝度補正手段41は、所定の周期で取得した基板画像のデータを記憶装置に格納しておき、検査中の適宜のタイミング又は検査終了後に、蓄積された基板画像のデータに基づいて各時点における背景輝度及び区画毎の補正輝度を算出するように構成することもできる。
The brightness correction unit 41 can be configured to calculate the background brightness and the corrected brightness each time the board image is acquired at a predetermined cycle. The acquired board image data, the background brightness, and the corrected brightness for each section can be stored in the storage device provided in the information processing unit 4.
In addition, the brightness correction unit 41 stores the data of the board image acquired in a predetermined cycle in a storage device, and at each time based on the stored board image data at an appropriate timing during the inspection or after the inspection is completed. The background brightness and the corrected brightness for each section can be calculated.

(判定手段)
判定手段46は、撮像時間経過に伴い、補正輝度が所定値を超えたこと及び補正輝度の変化率が所定値を超えたことのうちの少なくとも1つが生じた区画に微生物コロニーが存在すると判定する手段である。この判定をするためには、微生物コロニーと夾雑物とを識別する必要がある。
(Determination means)
The determination unit 46 determines that a microbial colony is present in a section in which at least one of the corrected luminance exceeding the predetermined value and the corrected luminance change rate exceeding the predetermined value has occurred with the lapse of the imaging time. It is a means. To make this determination, it is necessary to distinguish between microbial colonies and contaminants.

基板上の検体には、検出対象となる微生物の他に夾雑物が含まれている場合がある。例えば、図2(a)は、基板上に微生物(1、2、3)及び夾雑物が存在した場合の、染色後の経過時間に対する基板画像上の蛍光輝度の変化を表している。本例においては、微生物(1、2、3)が存する区画の蛍光輝度はいずれも、時間経過に伴い一旦増加し、その後減少している。これに対して、夾雑物が存する区画の蛍光輝度は、時間経過に伴い単調増加している。また、背景輝度は、時間経過に伴いより低いレベルで単調増加している。   The sample on the substrate may contain impurities in addition to the microorganism to be detected. For example, FIG. 2A shows a change in fluorescence brightness on a substrate image with respect to the elapsed time after staining when microorganisms (1, 2, 3) and contaminants are present on the substrate. In this example, the fluorescence brightness of the compartments in which the microorganisms (1, 2, 3) are present once increase with time and then decrease. On the other hand, the fluorescence brightness of the section containing the contaminants monotonically increases with time. Also, the background brightness monotonically increases at a lower level with the passage of time.

図2(b)は、図2(a)に示した各区画の蛍光輝度から背景輝度を差し引いた補正輝度の変化を示している。微生物(1、2、3)が存する区画の補正輝度はいずれも、時間経過に伴い一旦増加し、その後減少している。これに対して、夾雑物が存する区画の補正輝度は、微生物が存する区画の補正輝度よりも小さく、且つ時間経過によらずほぼ一定の値である。
図2(c)は、図2(b)に示した各区画の補正輝度について、1周期(5分)前の値からの変化率を表している。1又は複数の周期を単位とする補正輝度の変化率を、補正輝度の変化率とする。そうすると、微生物(1、2、3)が存する区画の補正輝度の変化率は相対的に大きな値であり、時間経過に伴い正の値となり、その後負の値となる。これに対して、夾雑物が存する区画の補正輝度の変化率は、微生物が存する区画の補正輝度の変化率よりもはるかに小さく、ほぼゼロとなる。
FIG. 2B shows a change in the corrected luminance obtained by subtracting the background luminance from the fluorescent luminance of each section shown in FIG. 2A. The corrected luminances of the compartments in which the microorganisms (1, 2, 3) exist all increase once with the passage of time and then decrease. On the other hand, the corrected brightness of the section in which the contaminants are present is smaller than the corrected brightness of the section in which the microorganisms are present, and is a substantially constant value regardless of the passage of time.
FIG. 2C shows the rate of change in the corrected luminance of each section shown in FIG. 2B from the value one cycle (5 minutes) before. The rate of change in corrected luminance in units of one or a plurality of cycles is the rate of change in corrected luminance. Then, the rate of change in the corrected luminance of the section where the microorganisms (1, 2, 3) are present is a relatively large value, which becomes a positive value with the passage of time, and then becomes a negative value. On the other hand, the rate of change in the corrected luminance of the section containing the contaminants is much smaller than the rate of change in the corrected luminance of the section containing the microorganisms, and is almost zero.

以上のような微生物(1、2、3)の蛍光輝度、夾雑物の蛍光輝度、及び背景輝度の変化から、判定手段46は、撮像時間経過に伴い、補正輝度の変化量が所定値(図2(b)に示すS)を超えた場合には、その区画に微生物コロニーが存在すると判定することができる。
また、判定手段46は、撮像時間経過に伴い、補正輝度の変化率が所定値(図2(c)に示すS)を超えた場合には、その区画に微生物コロニーが存在すると判定することができる。
更に、判定手段46は、撮像時間経過に伴い、補正輝度が所定値を超え、且つ補正輝度の変化率が所定値を超えた場合には、その区画に微生物コロニーが存在すると判定することができる。
また、判定手段46は、補正輝度の変化率が正の値となり、その後、負の値となった場合は、その区画に微生物コロニーが存在すると判定するようにすることもできる。
From the changes in the fluorescence brightness of the microorganisms (1, 2, 3), the fluorescence brightness of the contaminants, and the background brightness as described above, the determination unit 46 determines that the amount of change in the corrected brightness is a predetermined value with the elapse of the imaging time (see FIG. When it exceeds S 0 shown in 2 (b), it can be determined that microbial colonies are present in that section.
In addition, when the change rate of the corrected luminance exceeds a predetermined value (S 1 shown in FIG. 2C) with the elapse of the imaging time, the determination unit 46 determines that a microbial colony exists in that section. You can
Further, when the corrected luminance exceeds the predetermined value and the rate of change in the corrected luminance exceeds the predetermined value as the imaging time elapses, the determination means 46 can determine that a microbial colony exists in that section. ..
Further, the judging means 46 can judge that the microbial colony exists in the section when the rate of change in the corrected luminance has a positive value and then has a negative value.

微生物の種類や染色条件によっては、蛍光輝度の変化が図2に示したような変化とは異なる場合もあるが(後述)、上記の判定方法を適宜選択することによって、微生物コロニーを検出することが可能となる。
なお、図2に示したように、微生物コロニーの蛍光輝度が一旦増加した後に減少するのは、蛍光染色剤の微生物による消費等が生じるためである。このように、微生物コロニーの蛍光の輝度がある時間まで増加した後に減少し、夾雑物及び背景の輝度に近い輝度となる場合も、微生物コロニーと夾雑物及び基板とを明確に区別することが可能である。
Depending on the type of microorganism and the staining conditions, the change in fluorescence brightness may be different from the change shown in FIG. 2 (described later), but microbial colonies can be detected by appropriately selecting the above determination method. Is possible.
As shown in FIG. 2, the fluorescent brightness of the microbial colony once increases and then decreases because the fluorescent stain is consumed by the microorganism. In this way, even when the fluorescence intensity of the microbial colony increases for a certain period of time and then decreases, it becomes possible to clearly distinguish the microbial colony from the impurities and the substrate even when the intensity is close to that of the impurities and the background. Is.

(計数手段)
微生物検出装置1には、微生物コロニーの計数手段47を備えることができる。上記のとおり、輝度補正手段41及び判定手段46により、基板画像から微生物コロニーの存在する区画を検出することができる。計数手段47は、その微生物コロニーの数や大きさを算出する手段である。
1つの微生物コロニーを判断する具体的な方法は特に問わず、微生物コロニーであると判定された区画が隣接して存在する場合には、合わせて1つの微生物コロニーと判断することができる。例えば、微生物コロニーであると判定された複数の区画が隣接しており、それぞれの補正輝度の大きさや変化率の値が一定の範囲である場合には、それらの区画をまとめて1つの微生物コロニーと判断することができる。そして、計数手段47は、基板画像上の微生物コロニーの数を算定することができる。また、計数手段47は、1つの微生物コロニーを構成する区画数又は画素数から、その微生物コロニーの大きさ(面積)を算定することができる。
(Counting means)
The microorganism detecting device 1 may be provided with a counting means 47 for counting microbial colonies. As described above, the brightness correction unit 41 and the determination unit 46 can detect the section where the microbial colony exists from the substrate image. The counting means 47 is means for calculating the number and size of the microbial colonies.
A specific method for determining one microbial colony is not particularly limited, and when the sections determined to be microbial colonies are adjacent to each other, they can be collectively determined as one microbial colony. For example, when a plurality of sections that are determined to be microbial colonies are adjacent to each other and the magnitude of the corrected brightness and the value of the rate of change are within a certain range, these sections are combined into one microbial colony. Can be determined. Then, the counting means 47 can calculate the number of microbial colonies on the substrate image. Further, the counting means 47 can calculate the size (area) of the microbial colony from the number of sections or the number of pixels constituting one microbial colony.

以上の輝度補正手段41、判定手段46、計数手段47は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれによって実現されてもよい。通常は、撮像部2とのインターフェースを備えたコンピュータ上で動作するプログラムによって実現することができる。   The above brightness correction means 41, determination means 46, and counting means 47 may be realized by either hardware or software. Usually, it can be realized by a program that operates on a computer having an interface with the imaging unit 2.

2.微生物検出プログラム
微生物のコロニーを検出する微生物検出プログラムは、前記撮像部2を用いて基板画像を取得する撮像機能と、前記輝度補正手段41をコンピュータ上に実現させる輝度補正機能と、前記判定手段46をコンピュータ上に実現させる判定機能と、を備える。また、前記計数手段47をコンピュータ上に実現させる計数機能を備えることができる。
図6に示すように、撮像機能は、蛍光染色剤により染色された検体を付着させた基板に対して励起光を照射し、前記基板を撮像して基板画像を取得させる(S11)。
輝度補正機能は、前記検体の染色後所定の周期で前記撮像機能により前記基板画像を取得させ、所定周期毎の基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、基板画像の背景の輝度を算出し(S12)、その背景の輝度を基準として各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する(S13)。
判定機能は、時間経過に伴い、補正輝度が所定値を超えたこと及び前記補正輝度の変化率が所定値を超えたことのうちの少なくとも1つが生じた区画に微生物コロニーが存在すると判定する(S14)。
計数機能は、検出した微生物コロニーの数や大きさを算出する(S15)。
2. Microorganism detection program A microorganism detection program for detecting a colony of microorganisms has an image pickup function for obtaining a board image using the image pickup unit 2, a brightness correction function for realizing the brightness correction unit 41 on a computer, and the determination unit 46. And a determination function for realizing the above on a computer. Further, it is possible to provide a counting function for realizing the counting means 47 on a computer.
As shown in FIG. 6, the imaging function irradiates the substrate on which the specimen stained with the fluorescent dye is attached with the excitation light, and images the substrate to acquire a substrate image (S11).
The brightness correction function acquires the substrate image by the imaging function at a predetermined cycle after staining the specimen, obtains the brightness of each section made up of one or a plurality of pixels on the board image at a predetermined cycle, The brightness of the background is calculated (S12), and the corrected brightness is calculated by correcting the brightness of each section based on the brightness of the background (S13).
The determination function determines that a microbial colony exists in a section in which at least one of the corrected brightness exceeds a predetermined value and the change rate of the corrected brightness exceeds a predetermined value with the passage of time ( S14).
The counting function calculates the number and size of the detected microbial colonies (S15).

また、前記図2に示したような蛍光輝度が一旦増加した後に減少する輝度変化を生じる検体について適用することができる、微生物検出プログラムの処理の流れを図7に例示する。
撮像ステップS21、背景輝度算出ステップS22、補正輝度算出ステップS23、計数ステップS27は、それぞれ図6に示したステップS11、S12、S13、S15と同じであるため、説明を省略する。
Further, FIG. 7 exemplifies the processing flow of the microorganism detection program that can be applied to a sample that causes a change in brightness as shown in FIG. 2 where the brightness once increases and then decreases.
The imaging step S21, the background luminance calculation step S22, the corrected luminance calculation step S23, and the counting step S27 are the same as steps S11, S12, S13, and S15 shown in FIG.

[a]第1判定ステップ
第1判定ステップS24として、各区画の補正輝度と、その1周期前の基板画像の同じ区画の補正輝度の差を算出し、その差が所定値以上大きい場合は、微生物コロニーが存在する可能性がある推定区画Aとして検出する。
[b]第2判定ステップ
第2判定ステップS25では、各区画の補正輝度から、その1周期前の基板画像の同じ区画の補正輝度を差し引き、その差が負であって絶対値が所定値を超える場合は、微生物コロニーが存在する可能性がある推定区画Bとして検出する。
[c]第3判定ステップ
第3判定ステップS26では、推定区画Aとして検出され、その後に推定区画Bとして検出された区画を、微生物コロニーが存在する区画Cと判定する。即ち、基板画像上の同じ位置であって、過去に推定区画Aとして検出され、その後に推定区画Bとして検出されたが区画を、微生物コロニーがある区画Cと判定する。
[a] First determination step As the first determination step S24, a difference between the corrected luminance of each section and the corrected luminance of the same section of the board image one cycle before is calculated, and when the difference is larger than a predetermined value, Detected as putative section A in which microbial colonies may exist.
[b] Second Judgment Step In the second judgment step S25, the corrected brightness of the same section of the board image one cycle before is subtracted from the corrected brightness of each section, and the difference is negative and the absolute value is a predetermined value. When it exceeds, it is detected as the presumed section B in which microbial colonies may exist.
[c] Third determination step In the third determination step S26, the section detected as the estimated section A and then the estimated section B is determined as the section C in which the microbial colony exists. That is, at the same position on the board image, the section that has been detected as the estimated section A in the past and then detected as the estimated section B is determined as the section C having the microbial colony.

3.微生物検出方法
以下、実施例に基づいて微生物検出方法を具体的に説明する。
本微生物検出方法は、図1に示したような前記微生物検出装置1を用いて微生物のコロニーを検出する。
撮像部2は、筐体21内に設けられており、基板6の載置台22と、載置台22の上方に配置される落射照明部24と、落射照明部24の上方に配置される撮像素子28と、落射照明部24の側方に配置される光源23を備える。筐体21内は加熱手段等によって、一定の温度に保たれている。
落射照明部24は光学フィルタ26、及びダイクロイックミラー25により、側方から入射する光源23からの励起光を下方の載置台22側に反射させる。また、載置台22から発せされる蛍光を、光学フィルタ27を介して上方の撮像素子28に透過させる。更に、側方からの入射光は光学フィルタ26、及びダイクロイックミラー25により励起光として必要な波長に制限され、下方からの入射光は、ダイクロイックミラー25及び光学フィルタ27により蛍光付近の波長に制限される。撮像素子28は、CCDイメージセンサを用いたカメラを用いる。
情報処理部4は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置であり、前記微生物検出プログラムを実行することができる。
基板6は、蓋付き容器7内に収容された状態で載置台22に載置される。蓋付き容器7は樹脂製であり、図3〜5に示すように、容器本体71と、容器本体71に被せる蓋部72とを備える。また、蓋部72の天面は励起光及び蛍光に対して透光性を備え、内面側(容器本体71と対向する面)には、界面活性剤の塗布や親水性プラスチック加工等により形成された結露防止部75を備える。
3. Microorganism Detection Method Hereinafter, the microorganism detection method will be specifically described based on Examples.
The present microorganism detecting method detects a colony of a microorganism using the microorganism detecting apparatus 1 as shown in FIG.
The imaging unit 2 is provided in the housing 21, and includes a mounting table 22 for the substrate 6, an epi-illumination unit 24 arranged above the mounting table 22, and an imaging device arranged above the epi-illumination unit 24. 28, and a light source 23 arranged laterally of the epi-illumination unit 24. The inside of the housing 21 is kept at a constant temperature by heating means or the like.
The epi-illumination unit 24 uses the optical filter 26 and the dichroic mirror 25 to reflect the excitation light from the light source 23, which is incident from the side, to the mounting table 22 side below. Further, the fluorescence emitted from the mounting table 22 is transmitted through the optical filter 27 to the upper image pickup device 28. Further, the incident light from the side is limited to the wavelength required as the excitation light by the optical filter 26 and the dichroic mirror 25, and the incident light from below is limited to the wavelength near the fluorescence by the dichroic mirror 25 and the optical filter 27. It As the image pickup device 28, a camera using a CCD image sensor is used.
The information processing unit 4 is a computer device such as a personal computer and can execute the microorganism detection program.
The substrate 6 is mounted on the mounting table 22 while being accommodated in the lidded container 7. The container 7 with a lid is made of resin, and includes a container body 71 and a lid portion 72 that covers the container body 71, as shown in FIGS. The top surface of the lid 72 is transparent to excitation light and fluorescence, and the inner surface (the surface facing the container body 71) is formed by applying a surfactant or processing hydrophilic plastic. A dew condensation prevention unit 75 is provided.

先ず、検出対象を溶解させた精製水である検体を、基板6であるメンブレンフィルタによって濾過する。濾過によって検体に微生物が含まれていれば基板6に付着する。次いで、この基板6をプレート上の寒天平板培地に載置し、37℃に保った恒温槽内で培養を行う。この培養時間は、大腸菌であれば3〜6時間である。
培養時間を経過したとき、基板上に大腸菌が付着していれば、図11に示すように大腸菌の数が1つの状態から100〜10000、幅10〜20μmのコロニーになる。
上記培養時間が経過した基板6を、蛍光染色剤の溶液を入れた容器本体71内に収納し、浸漬させることで染色させる。その後、蓋部72により蓋をして、載置台22に載置する。
First, a sample that is purified water in which a detection target is dissolved is filtered by a membrane filter that is the substrate 6. If the sample contains microorganisms by filtration, it adheres to the substrate 6. Then, the substrate 6 is placed on an agar plate medium on a plate and cultured in a constant temperature bath kept at 37 ° C. This culturing time is 3 to 6 hours for E. coli.
If Escherichia coli adheres to the substrate after the culturing time has passed, as shown in FIG. 11, the number of Escherichia coli becomes 100 to 10,000 and the colony has a width of 10 to 20 μm.
The substrate 6 after the culturing time is stored in a container body 71 containing a solution of a fluorescent dye and is dipped in the container body 71 for dyeing. After that, the lid 72 covers the lid and the lid 22 is placed.

上記のように、検体を染色した後、以下の撮像工程、輝度補正工程、判定工程、計数工程を実施する。
(撮像工程)
撮像工程では、蛍光染色剤により染色された検体を付着させた基板6に対して、励起光を照射し、基板6を撮像素子28によって撮影して基板画像を取得する。励起光の波長は撮像素子28に入射する蛍光の波長より短く、一般的に370〜650μmであり、光源23の光を落射照明部24を介して蓋付き容器7の上方から照射する。
After the specimen is stained as described above, the following imaging step, brightness correction step, determination step, and counting step are performed.
(Imaging process)
In the imaging step, the substrate 6 to which the specimen stained with the fluorescent dye is attached is irradiated with excitation light, and the substrate 6 is photographed by the imaging element 28 to obtain a substrate image. The wavelength of the excitation light is shorter than the wavelength of the fluorescence incident on the image sensor 28, and is generally 370 to 650 μm, and the light of the light source 23 is emitted from above the lidded container 7 via the epi-illumination unit 24.

(輝度補正工程)
輝度補正工程は、前記撮像工程により基板画像を取得させる(画像取得ステップ)。画像取得ステップによる基板画像の取得は、前記検体の染色後5分周期で30分間にわたり繰り返して行い、複数の基板画像を得る。撮影された基板画像の一例を、図12に示す。
なお、一連の撮像が完了した後は、蓋付き容器7から基板6を取り出して、再度プレートに載置して培養器に戻し、培養の継続を行うことができる。
輝度補正工程では、5分毎に取得される前記基板画像において、1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求める。例えば、基板画像を格子状に分割し、各格子で囲まれた正方形のブロックを1つの区画とし、その区画に含まれる複数画素の平均輝度を、その区画の輝度とする。そして、各基板画像の背景輝度を算出する(背景輝度算出ステップ)。次に、算出された背景輝度を基準として各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する(補正輝度算出ステップ)。
(Brightness correction process)
In the brightness correction step, the board image is acquired by the imaging step (image acquisition step). The acquisition of the substrate image in the image acquisition step is repeatedly performed for 30 minutes at a 5-minute cycle after the sample is dyed to obtain a plurality of substrate images. An example of the captured board image is shown in FIG.
After a series of imaging is completed, the substrate 6 can be taken out from the container 7 with a lid, placed on the plate again and returned to the incubator to continue the culture.
In the brightness correction step, the brightness of each section made up of one or a plurality of pixels is calculated in the substrate image acquired every 5 minutes. For example, the board image is divided into a grid shape, a square block surrounded by each grid is defined as one section, and the average brightness of a plurality of pixels included in the section is defined as the brightness of the section. Then, the background brightness of each board image is calculated (background brightness calculation step). Next, the corrected luminance is calculated by correcting the luminance of each section on the basis of the calculated background luminance (corrected luminance calculation step).

上記背景輝度算出ステップでは、撮像された基板画像の輝度別の画素(区画)数を示すヒストグラムを生成し、そのヒストグラム中で最も大きな山となる箇所を背景輝度として算出する。また、各基板画像について背景輝度を算出する。
次に、上記補正輝度算出ステップでは、各基板画像の区画毎の輝度を背景輝度により補正した補正輝度を求める。各区画の補正輝度は、それぞれの区画の輝度から背景輝度を差し引いた値とする。
In the background luminance calculation step, a histogram showing the number of pixels (sections) for each luminance of the imaged substrate image is generated, and the portion having the largest mountain in the histogram is calculated as the background luminance. Also, the background brightness is calculated for each board image.
Next, in the corrected luminance calculation step, the corrected luminance is obtained by correcting the luminance of each section of each board image with the background luminance. The corrected brightness of each section is a value obtained by subtracting the background brightness from the brightness of each section.

(判定工程)
次いで、判定工程として、各基板画像の各区画に微生物コロニーが存在するか否かの判定を行う。前記のとおり、補正輝度が所定値を超えた場合、補正輝度の変化率が所定値を超えた場合、補正輝度の変化率が正の値から負の値に変化した場合等には、その区画に微生物コロニーが存在すると判定することができる。検出対象の微生物の種類等に応じてこれらの判定条件を選択し又は組み合わせて、微生物コロニーが存在するか否かを判定するようにすることができる。また、微生物コロニーが存在すると判定された複数の区画が隣接している場合は、1つの微生物コロニーとして取り扱うことができる。
以上により、微生物コロニーの大きさが、夾雑物の大きさと差がない場合であっても明確に区別することができる。また、微生物コロニーの区画の蛍光輝度が、夾雑物や基板の背景の蛍光輝度と大きく差がない場合であっても、微生物コロニーを明確に区別することができる。
(Judgment process)
Then, as a determination step, it is determined whether or not a microbial colony exists in each section of each substrate image. As described above, when the correction luminance exceeds a predetermined value, the change rate of the correction luminance exceeds a predetermined value, the change rate of the correction luminance changes from a positive value to a negative value, etc. It can be determined that microbial colonies are present. It is possible to select or combine these determination conditions according to the type of microorganisms to be detected and determine whether or not microbial colonies are present. Further, when a plurality of sections determined to have microbial colonies are adjacent to each other, they can be treated as one microbial colony.
As described above, even when the size of the microbial colony is not different from the size of the contaminant, it is possible to clearly distinguish them. Further, even when the fluorescent brightness of the microbial colony section is not significantly different from the fluorescent brightness of the background of the contaminants or the substrate, the microbial colonies can be clearly distinguished.

(計数工程)
その後、各基板画像上の微生物コロニーの数を計数する計数工程を行うことができる。微生物コロニーの数は、各基板画像において微生物コロニーが検出された区画の数とすることができる。微生物コロニーが存在すると判定された複数の区画が隣接している場合は、1つの微生物コロニーとして取り扱うことができる。また、1つの微生物コロニーを構成する区画数から、その微生物コロニーの大きさ(面積)を求めることができる。
(Counting process)
Then, a counting step of counting the number of microbial colonies on each substrate image can be performed. The number of microbial colonies can be the number of sections where microbial colonies are detected in each substrate image. When a plurality of sections determined to have microbial colonies are adjacent to each other, they can be treated as one microbial colony. Further, the size (area) of the microbial colony can be obtained from the number of sections forming one microbial colony.

本微生物検出方法によれば、蛍光染色剤の添加及び励起光の照射だけで微生物コロニーを検出するため、基板6上の微生物が死滅し難く、本微生物検出方法の実施後に基板6の培養を継続することができる。培養を継続することによって、図13に示すように目視可能な大きさまで微生物コロニーを成長させることができ、目視により微生物コロニーを計数することもできる。このため、微生物の検出をするために、培地を複数用意する必要がない。   According to the present microorganism detection method, since the microorganism colonies are detected only by adding the fluorescent stain and irradiating the exciting light, the microorganisms on the substrate 6 are not easily killed, and the culture of the substrate 6 is continued after the implementation of the microorganism detection method. can do. By continuing the culture, the microbial colonies can be grown to a visually observable size as shown in FIG. 13, and the microbial colonies can be visually counted. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of culture media in order to detect microorganisms.

本微生物検出方法により基板画像上の輝度の変化を計測した例を、図2及び図8〜9に示す。ただし、各グラフに示す微生物、夾雑物、背景輝度を求めた各区画の位置は、本微生物検出方法による全ての撮像が終わった時点の基板を、図11に示すように蛍光顕微鏡によって観察して確認した区画(図12の輝点を参照)に従った。
図2及び図8〜9において、(a)は、撮像素子28で得られた基板画像の各区画の蛍光輝度の変化を示している。また、(b)は、背景輝度により各区画の輝度を補正した補正輝度の変化を示している。更に、(c)は、補正輝度の変化率を示している。
An example of measuring the change in brightness on the substrate image by the present microorganism detection method is shown in FIG. 2 and FIGS. However, the positions of the compartments for which the microorganisms, contaminants, and background brightness shown in each graph are obtained are the substrates at the time when all the imaging by the microorganism detection method is completed, observed by a fluorescence microscope as shown in FIG. The identified sections (see bright spots in Figure 12) were followed.
2 and 8 to 9, (a) shows changes in the fluorescence luminance of each section of the board image obtained by the image sensor 28. Further, (b) shows a change in corrected luminance obtained by correcting the luminance of each section with the background luminance. Further, (c) shows the rate of change in corrected luminance.

図8(及び前記の図2)は、4時間培養後、蛍光染色剤としてFDA(フルオレセインジアセテート)を用いて染色させた基板6の輝度の変化を示すグラフである。ここで、各微生物(4、5)は、図11及び12に示したように、本微生物検出方法による計測完了後、蛍光顕微鏡で観察して位置を特定した微生物コロニーである。また、各夾雑物1、2は、大きさが約100μmのキャベツ片を検体中に含め、基板6による濾過を行うことで基板6に付着させた。   FIG. 8 (and FIG. 2 described above) is a graph showing the change in the brightness of the substrate 6 that was stained with FDA (fluorescein diacetate) as a fluorescent stain after culturing for 4 hours. Here, as shown in FIGS. 11 and 12, each microorganism (4, 5) is a microbial colony whose position is specified by observing with a fluorescence microscope after the completion of measurement by the present microorganism detection method. Further, each of the contaminants 1 and 2 was made to adhere to the substrate 6 by including a cabbage piece having a size of about 100 μm in the sample and performing filtration through the substrate 6.

図8において、(a)を見れば、補正前の輝度の大きさからは、検体中の微生物4、5と、各夾雑物と、基板の背景とを区別することが困難である。しかし、同図(b)に示される補正輝度の変化を見ると、微生物4、5は、計測開始から約5分間において、夾雑物1、2に比べて、補正輝度が大きく上昇し、補正輝度の変化率も大きい。これに対して、夾雑物1、2の補正輝度は大きく変化していない。また、同図(c)を見ても、計測開始から約5分間において、微生物4、5の補正輝度変化率は、夾雑物1、2と比較して際立っている。
したがって、図8に示すような検体については、染色後の短時間における基板画像に基づいて算出される補正輝度の変化から、微生物コロニーの検出が可能である。
Referring to FIG. 8A, it is difficult to distinguish the microorganisms 4 and 5 in the sample, each contaminant, and the background of the substrate from the magnitude of the brightness before correction. However, looking at the change in the corrected brightness shown in FIG. 6B, the corrected brightness of the microorganisms 4 and 5 was significantly higher than that of the impurities 1 and 2 within about 5 minutes from the start of measurement, and the corrected brightness was increased. The change rate of is also large. On the other hand, the corrected brightness of the impurities 1 and 2 does not change significantly. Also, as can be seen from FIG. 7C, the corrected luminance change rates of the microorganisms 4 and 5 are outstanding in comparison with the impurities 1 and 2 within about 5 minutes from the start of measurement.
Therefore, with respect to the sample as shown in FIG. 8, it is possible to detect the microbial colony from the change in the corrected brightness calculated based on the substrate image in a short time after staining.

図9及び10は、基板6としてメンブレンフィルタではなく寒天平板を用いて、5時間培養後、蛍光染色剤としてテトラゾリウム塩類であるCTCを用いて寒天平板上に生育した微生物コロニーを直接染色した際の基板画像の輝度の変化を示すグラフである。基板には、夾雑物として、大きさが約20μmのキャベツ片が付着している。
図9(a)を見れば、補正前の輝度の大きさからは、検体中の微生物6〜8と、夾雑物と、基板の背景とを区別することが困難である。しかし、同図(b)に示される補正輝度の変化を見ると、微生物6〜8は、計測開始から約10分間において、夾雑物に比べて、補正輝度が大きく上昇している。これに対して、夾雑物の補正輝度は大きく変化していない。また、同図(c)を見ても、計測開始から約10分間において、微生物6〜8の補正輝度変化率は、夾雑物と比較して際立っている。
したがって、図9に示すような検体についても、染色後の短時間における基板画像に基づいて算出される補正輝度の変化から、微生物コロニーの検出が可能である。
9 and 10 show a case where agar plate was used as the substrate 6 instead of a membrane filter, and after culturing for 5 hours, microbial colonies grown on the agar plate were directly stained using CTC which is a tetrazolium salt as a fluorescent stain. It is a graph which shows the change of the luminosity of a substrate image. On the substrate, cabbage pieces having a size of about 20 μm are attached as impurities.
As shown in FIG. 9A, it is difficult to distinguish the microorganisms 6 to 8 in the sample, the contaminants, and the background of the substrate from the magnitude of the brightness before correction. However, looking at the change in the corrected brightness shown in FIG. 6B, the corrected brightness of the microorganisms 6 to 8 is significantly higher than that of the impurities in about 10 minutes after the start of measurement. On the other hand, the corrected brightness of the impurities has not changed significantly. Also, as can be seen from FIG. 7C, the corrected luminance change rate of the microorganisms 6 to 8 is outstanding in comparison with impurities in about 10 minutes after the start of measurement.
Therefore, even with respect to the sample as shown in FIG. 9, it is possible to detect the microbial colony from the change in the corrected brightness calculated based on the substrate image in a short time after staining.

また、図10に示す例においても、微生物9〜11は、計測開始から5分程度の間に補正輝度が大きく増加している(同図(b)、(c))。これに対して、夾雑物の補正輝度は大きく変化していない。
したがって、図10に示すような検体についても、染色後の短時間における基板画像に基づいて算出される補正輝度の変化から、微生物コロニーの検出が可能である。
Further, also in the example shown in FIG. 10, the correction luminance of the microorganisms 9 to 11 greatly increases within about 5 minutes from the start of measurement ((b) and (c) in the figure). On the other hand, the corrected brightness of the impurities has not changed significantly.
Therefore, even with respect to the sample as shown in FIG. 10, it is possible to detect the microbial colony from the change in the corrected luminance calculated based on the substrate image in a short time after staining.

本発明は以上で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。   The present invention is not limited to the embodiments detailed above, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims of the present invention.

1;微生物検出装置、
2;撮像部、21;筐体、22;載置台、23;光源、24;落射照明部、25;ダイクロイックミラー、26、27;光学フィルタ、28;撮像素子、
4;情報処理部、41;輝度補正手段、46;判定手段、47;計数手段、
6;基板(メンブレンフィルタ)、
7;蓋付き容器、71;容器本体、72;蓋部、75;結露防止部。
1; microorganism detection device,
2; Imaging unit, 21; Housing, 22; Mounting table, 23; Light source, 24; Epi-illumination unit, 25; Dichroic mirror, 26, 27; Optical filter, 28; Imaging device,
4; information processing unit, 41; brightness correction means, 46; determination means, 47; counting means,
6; substrate (membrane filter),
7; container with lid, 71; container body, 72; lid, 75; dew condensation prevention unit.

Claims (7)

検体を付着させた基板を培地に載置することにより微生物を培養し、その後前記基板を蛍光染色剤溶液へ浸漬して染色を行うことにより微生物のコロニーを検出する微生物検出装置であって、
前記蛍光染色剤により染色された前記検体を付着させた前記基板に対して励起光を照射し、前記基板を撮像して基板画像を取得する撮像部と、
前記検体の染色後、所定の周期で前記撮像部に前記基板画像を取得させ、前記所定周期毎の前記基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、前記基板画像の背景の輝度を基準として前記各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する輝度補正手段と、
前記検体の染色後所定の検査時間において、時間経過に伴い、前記補正輝度が所定値を超えたこと及び前記補正輝度の変化率が所定値を超えたことのうちの少なくとも1つが生じた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する判定手段と、
を備え、
前記撮像部は、前記基板が蓋付き容器に収容された状態で前記基板画像を取得し、
前記蓋付き容器の蓋は透光性を備え、且つその内面に結露防止部が形成されている又は外部に結露防止具が設けられており、
前記微生物コロニーの検出後に前記基板を培地に載置することにより培養を続行可能にすることを特徴とする微生物検出装置。
A microorganism detecting device for culturing microorganisms by placing a substrate on which a sample is attached to a medium, and then detecting the colonies of microorganisms by immersing the substrate in a fluorescent stain solution and performing staining,
An imaging unit that irradiates excitation light to the substrate to which the sample stained with the fluorescent stain is attached, and captures a substrate image by imaging the substrate,
After dyeing the specimen, the imaging unit is caused to acquire the substrate image at a predetermined cycle, and the brightness of each section including one or a plurality of pixels on the substrate image at the predetermined cycle is obtained. Luminance correction means for calculating the corrected luminance by correcting the luminance of each section with the luminance of
The section in which at least one of the correction luminance exceeds a predetermined value and the change rate of the correction luminance exceeds a predetermined value over time in a predetermined inspection time after staining the specimen Determination means for determining that there is a microbial colony in
Equipped with
The imaging unit acquires the substrate image in a state where the substrate is housed in a container with a lid,
The lid of the lidded container has a light-transmitting property, and a dew condensation preventing portion is formed on the inner surface thereof, or a dew condensation preventing tool is provided on the outside,
A microorganism detecting apparatus, characterized in that the culture can be continued by placing the substrate on a medium after detecting the microorganism colony.
前記判定手段は、前記補正輝度が所定値を超え且つ前記補正輝度の変化率が所定値を超えた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する請求項1記載の微生物検出装置。   The microorganism detecting apparatus according to claim 1, wherein the determining unit determines that a microbial colony exists in the section in which the corrected luminance exceeds a predetermined value and the rate of change in the corrected luminance exceeds a predetermined value. 前記判定手段は、前記補正輝度の変化率が正の値となり、その後負の値となった場合は、前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する請求項1又は2に記載の微生物検出装置。   The microorganism detecting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the determining unit determines that a microbial colony exists in the section when the rate of change in the corrected luminance has a positive value and then has a negative value. 検体を付着させた基板を所定の時間培地に載置することにより微生物を培養し、その後前記基板を蛍光染色剤溶液へ浸漬して染色を行うことにより微生物のコロニーを検出する微生物検出方法であって、
前記蛍光染色剤により染色された前記検体を付着させた前記基板に対して励起光を照射し、前記基板を撮像して基板画像を取得する撮像工程と、
前記検体の染色後、所定の周期で前記撮像工程により前記基板画像を取得させ、前記所定周期毎の前記基板画像上の1又は複数の画素からなる区画毎の輝度を求め、前記基板画像の背景の輝度を基準として前記各区画の輝度を補正した補正輝度を算出する輝度補正工程と、
前記検体の染色後所定の検査時間において、時間経過に伴い、前記補正輝度が所定値を超えたこと及び前記補正輝度の変化率が所定値を超えたことのうちの少なくとも1つが生じた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する判定工程と、
を備え、
前記微生物コロニーの検出後に前記基板を培地に載置することにより培養を続行可能にすることを特徴とする微生物検出方法。
A method for detecting a microorganism by culturing microorganisms by placing a substrate on which a sample is adhered in a medium for a predetermined time, and then immersing the substrate in a fluorescent dye solution to perform staining to detect a colony of the microorganism. hand,
An imaging step of irradiating the substrate to which the sample stained with the fluorescent stain is attached with excitation light, and capturing the substrate to obtain a substrate image.
After staining the sample, the substrate image is acquired in the imaging step at a predetermined cycle, the brightness of each section including one or a plurality of pixels on the board image at the predetermined cycle is obtained, and the background of the board image is obtained. A luminance correction step of calculating a corrected luminance in which the luminance of each section is corrected with reference to the luminance of
The section in which at least one of the correction luminance exceeds a predetermined value and the change rate of the correction luminance exceeds a predetermined value over time in a predetermined inspection time after staining the specimen A determination step of determining that a microbial colony exists in
Equipped with
A method for detecting a microorganism, wherein the culture can be continued by placing the substrate on a medium after detecting the microorganism colony.
前記判定工程は、前記補正輝度が所定値を超え且つ前記補正輝度の変化率が所定値を超えた前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する請求項記載の微生物検出方法。 The microorganism detection method according to claim 4 , wherein the determination step determines that a microbial colony exists in the section in which the corrected luminance exceeds a predetermined value and the rate of change in the corrected luminance exceeds a predetermined value. 前記判定工程は、前記補正輝度の変化率が正の値となり、その後負の値となった場合は、前記区画に微生物コロニーが存在すると判定する請求項又はに記載の微生物検出方法。 The microorganism detection method according to claim 4 or 5 , wherein in the determination step, when the rate of change in the corrected luminance has a positive value and then has a negative value, it is determined that a microbial colony exists in the section. 前記撮像工程は、前記基板が蓋付き容器に収容された状態で前記基板画像を取得し、
前記蓋付き容器の蓋は透光性を備え、且つその内面に結露防止部が形成されている又は外部に結露防止具が設けられている請求項乃至のいずれかに記載の微生物検出方法。
The imaging step acquires the substrate image in a state where the substrate is accommodated in a container with a lid,
Lid of the lid container comprises a translucent, and microbial detection method according to any one of claims 4 to 6 condensation preventing device or the external dew condensation preventing portion is formed on the inner surface thereof is provided ..
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