JPS5978680A - 微生物移植装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微生物移植装置に関するものであり、更に詳
しく述べるならば、増殖した培養地上の微生物のコロニ
ーの微生物を採取して別の培養地に移す微生物移植装置
に関するものである。

自然界から採取した微生物や変異を起した微生物は、通
常、複数種類の微生物と混在している。

そのような混在する微生物をえり分けるには、普通、例
えばンヤーレ等に入れた寒天培養地などの固体培地上に
、その混在微生物を含む溶液を塗って、適当な時間増殖
させて単一種類の微生物の群落すなわちコロニーを固体
１す“９地七に互に分立して形成させ、それらコロニー
ごとに微生物を採取していた。そのあと、必要に応じて
採取した微生物を別の培養液で培養したあと、その培養
液を分析してその微生物の良否、例えば、期待した性質
を持っているかどうかとか、収率が高いかどうかを判定
している。

以上述べた作業は、従来、人手を中心に行なわれていた
。人による作業は、その人の経験と自由度に畠む゛閉断
力とによって、コロニーがどのような大へさでも必要な
微生物を採取することができ、その点において優れてい
る。しかし反面、雑菌による汚染が問題となる。炉に、
個人個人によって作業性の・・ラノギがあり、寸だ、先
入観によって採取が／＝右される場合もあり、そして疲
労によって採取作業が不ＩＦ確になり、一定のペースで
陵時間作業を行うことがで衣ない。

そこで本発明は、固体培地上のコロニーを別の１ｊ′す
１１Ｊ７へ移植する作業を自動的に行う装置を提供ぜん
とするものであく）。

このような微生物移植装置が実現すれば、作業者による
雑菌汚染の問題がなくなり、□□□に、採取移植作業に
一定の精度と安定度を確保するととがて衣ると共に、省
力化と長時間連続作業が可能となる。

具体的に述べるならば、本発明によれば、／ヤーンを置
＜／ヤーレ台と、／ヤーン台を−に方からμろ位置に置
かれたカメラと、釣菌棒をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向に
それぞれ動かずようになされた作業装置と、カメラから
の画像情報を処理して微生物のコロニーを検出して検出
したコロニーの位置情報を記憶装置に記憶し、その記憶
装置からコロニーの位置情報を読み出して釣菌棒をその
対応する位置に勅かして微生物を採取して新しい培地に
移植するように作動装置を制御する制御装置とを具備′
してなる微生物移植装置が提供さ「Ｌる。

以下添付図面を参照して本発明による微生物移植装置の
実施例を説明する。

第１図は、微生物移植装置の余１視図であり、基台１０
の上には、Ｌ下に高さ稠整でへるシャーレ台１２と、水
平なＸ軸方向直線案内レール１４とが設けられ、更に、
垂直支持板１６が／ヤーレ台１２に近い側縁に固定され
、その垂直支持板１６の北部折り返し部１８には、ンヤ
ーレ台１２−ｌ：に置かれるシャーレ２０を視野の中心
におくようにンヤーレ台１２を直上からみる白黒テレビ
カメラ２２が固定されている。この白黒テレビカメラ２
２は撮像管を使用する形式のものでも、二次元固体撮像
素子を使用する形式のものでもよい。二元撮像素子を使
用する場合、解像度が画素数で決定される反面、画像ひ
ずみがなく、画素ごとの位置が明確であるので、画面上
の像の位置を特定するには便利である。

Ｘ軸方向直線案内レール１４は、断面逆台形σ）案内部
２４を有し、その逆台形の案内部の頂面しこは、断面逆
台形の溝２６が形成されている。そして、その溝２６の
中には、親ネジ棒２８か回転しないように取付けられて
いる。

Ｘ軸方向直線案内レール１４には、軸受（不図示）を介
して往復台３０がのせられている。この往復台３０は、
親ネジ棒２８に螺合して往復台３０に対して回転自在に
しかし往復台３０に対してＸ軸方向には移動不能に往復
台３０に取付けられた雌ネジ部材（不図示）と、その雌
ネジ部利を回転駆動するパルスモータ３２とを具備して
いる。

従って、このパルスモータ３２の駆動を制御することに
よって、往復台３０が案内レール１４に沿ってＸ軸方向
に移動する。そして、そのＸ軸方向の位置精度ｔ′１、
親ネジ棒２８のネジのピッチによって決定される。本実
施例Ｊ）場合、０．５　ｍｍ　Ｉ呈度の誤差で位置制御
がでへるようにした。

往復台３０には更に、垂直柱３４が設けられており、そ
の垂直柱３４の上方部のテレビカメラ２２より低い位置
には、水平アーム３６がＩｋ平なＹ方向に運動自在に挿
入され且つ適当な軸受（不図示）を介己て支持されてい
る。この水平アーム３６は、例えば、断面凹型のチャン
ネル状の溝が構成され、その溝凹部内に雄ネジ棒（不図
示）が配置されて両端上水平アームの端壁に固定されて
いる。そして、その雄ネジ棒に螺合する一万垂直柱３４
に対して回転自在にしかし垂直柱３４に対してＹ＠方向
に移動不能に垂直柱３４に１４Ｖ、（’Ｊけられた雌ネ
ジ部拐が設けられ、その雌ネジ部材を、垂直柱３４に取
付けられたパルスモータ３８が回転駆動する。

それ故、パルスモータ３Ｂを駆動制御することによって
、水平アーム３６がＹ軸方向に往復動する。

水平アーム３６の先端には、採取アーム４０が垂直方向
即ちＺ軸方向に往復動自在に設けられている。この採取
アーム４０は、例えば、唯ネジがリｊられて、水・ヒア
ーム３６の先端部に、垂直方向に移動可能であるが回転
不能に支持されている。

そして、その採取アーム４０の雄ネジ部分に螺合するｌ
１ｌｊネジ部月（不図示）が、水平アーム先端部に対し
て回転自在にしかし水平アーム先端部ＩＣ対してＺ方向
に移動不能に水平アーム先端部に暇付けられ、その雌ネ
ジ部月をパルスモータ４２が回転、駆動するようになさ
れている。かくして、パルスモータ４２を１（！ｌ←助
制御することにより、採ＪＩＶ、アーｌ、４０が７方向
に往復動部ら上下動する。

水１Ｖ−アーｌ、３６と採取アーム４０のそれぞれＹ方
間及びＺ方向の位置が往復台３０と同様に少なくとも０
．３　ｍｍ程度の誤差で制御でへろように、それぞれの
ネジ部のネジのピンチを選択した。

採１１ｖアーノ、４０の下端には、直径／〜２ｍｍで先
の丸Ｖ）釣菌棒４４が取付けられている。

史に、／ヤーレ台１２の一方の側に、殺菌装置４６が置
かれ、反対の側に、微生物が移植され２・別のノヤーレ
のだめの７ヤ一レ台４８が置かれている。この／ヤーレ
台４Ｂの代りに、培養液を人れた試験管を多数規則性を
もたせて立てることがで衣る試験前立て又は試験管カセ
ットを買いてもよい。そして、殺菌装置４６は、例えば
ガスバーナでもよく、または電熱ヒータでもよい。

第２図は、第１図の装置の制御部のブロック図である。

テレビカメラ２２からのアナログ画像信号ｉ１：、ＡＤ
変換器５０に人力仄ｆｔろ。Ａ［）変換器５０は、画素
ごとに映像信号を「／」と「０−１とのデジタル信号に
変換する。実施例の場合、／ヤーンの培地が半透明であ
り、微生物の種類によりコロニーの屯や明るさが異なっ
ているが、一般にコロニーは純白ではないので、所定の
明度以−ドの場合は１／」にし、所定の明度を越える場
合ｔ：［１−０」にする。従って、コロご−ｌま、デジ
タル信号「／」によって表わされる。

・ゞジタル変換きれた画像信号し１１、マイク「１ブ「
１セザ５２に入力されて一旦一次メモリ５４に記憶され
る。／ヤーレ内のコロニーは、犬をさが必ずしも全て同
じではなく、大Ａいものもあれば、採取困難な程小さな
ものもある。そこで、木実ｍ［ｉ例の場合率さなコロニ
ーを除去すると共に採取可能）ｒ叩ち一定面積以」二の
コロニーの中ノし・を求めろだめの画像処理を行なう。

例えば浸食処理などが小さなコロニ、−除去やノイズ除
去に有効である。

７次メモリ５４に記憶された画像情報を次の式％式％） 世、し、ｇ（ｘ、ｙ）＝０のとへは白 ｇ　（ｘ　、ｙ）−／のと尊は黒とし、ｘ、ｙは、二次
元１！１４標上の座標位１４であり、（７＜　Ｘ　＜　
Ｘ　、　Ｑ　≦ｙ　≦’Ｙ　。

なお、×１はＸ軸方向の画素数（整数）であり、ＹはＸ
軸方向の画素数（整数） 但し、ｇｅは浸食後の画像情報 （なお、Ｎ、Ｍは浸食処理の範囲） Ｓｅは浸食の強さを示す整数 マイク【Ｊプロセサ５２１′ｒｔ、　　−・次メモリ５
４がＣ９画像情報を読み出して上述した侵食処理を行・
′トい、浸食処理をれた即ち採取可能なコロニーのみσ
）＋４１心位置情報を二次メモリ５６に記憶させろ。

以上の画像処理及び記憶動作は、マイクロプロセザ５２
に旧居の検出演算処理、プログラムによって実行される
。そして、コロニーの微生物の採取及び移植は、マイク
ロブロセザ５２に旧居の採取及び移植プログラムによっ
て実行岱れイ）。この場合、マイクロプロセザ５２が二
次メモリからそれぞれのコロニーの位置情報が読み出す
。そして、まず最初に、往復台３ｏを第１図手前に位置
する殺菌装置４６の近くまで移＠きせるようにパルスモ
ータ駆動制御回路５８によりパルスモータ３２を動作さ
せる。その結果、採取アーム４ｏが殺菌装置４６の真上
にきたら、パルスモータ３２を停止させる一方、パルス
モータ４２を動作させて採取アーム４０を所定量降下さ
せ、その先端の釣閑棒４４を殺菌装置で殺菌する。そし
２て、パルスモ−ク４２を反対の方向に回転させて、採
取アームを元の位置に引へ上げる。

そのあと、読み出したコロニーの位置情報に基ついて、
そのコロニーの真上に釣菌棒４４が位置するようにパル
スモータ駆動制御回路５８により、パルスモータ３２及
び３８を動作させ、そして、釣菌棒４４がコロニーの真
上にへたらパルスモータ４２を動作させて採取アーム４
０を所定量降下させて釣菌棒４４の先端を目的にコロニ
ーに接触させろ。そのあと、採取アーム４０を元の位置
に引へ１こげて、往復台３０を第１図の唄に位置する／
ヤーレ台４８の近く寸で移動させて、再び採取７−Ｊ、
４０を所定曜：降ドきぜて釣菌棒４４の先端をンヤーレ
台４８上のンヤーレの中の培地に接触させて閑の−・都
をその培地に移す。この場合、／　ｃｒＩＩＸ　／　ａ
ｒｔの範囲で釣菌棒４４を水平に動かすようにしてもよ
い。そのあと、再度採取アーム４０を元の位ｌｔｉ　Ｈ
ｔＣ引き上げ−Ｃ１往復台３０を第１図手前に位１ｒｉ
する殺菌装置４６の近くまで４動させ、採取アーム４０
を降下させてその先の釣菌棒４４の先端を殺菌し、再び
採取アーノ、を引へ４−げ、次の採取及び移植がでへる
ようにする。

パルスモータ駆動制御回路５８１ｒｒ［、Ｌ、Ｉ、−１
−の如くマイクロプロセサ５２により制御されてパルス
モータ３２．３８．４２を駆動制御する１、しかし、マ
イクロセザ５２より制御信号が送られていないときは、
往復台３０をＸ軸方向の基準位置に、水平アーム３６を
Ｙ軸方向の基準位置に、そして、採取アーム４０を２軸
方向の基準位置例ぐ−げ１−限位置にそれぞれ位置つけ
るようにモータ３２゜３８．４２を自動的に制御する。

次に動作を説明する。

まず、様々な微生物が培養された／ヤーン２０をンヤー
レ台１２の基準点上に置く。このとへ、／ヤーンが基準
点に対してわずかでもずれていると、コロニーの微生物
を確実に採取することかで衣ない。そして、ンヤーレ内
の寒天培地は水平になるようにし、更に、寒天培地の厚
ざとノヤーレの底の厚さの和に相当する厚さたけ／ヤー
レ台１２を下げる。

次にテレビｈメラ２２で／ヤーン２０を映す。

このとへ、；メ１１ｖ、アーム４０がノヤーレ２０とカ
メラ２２との間にないように往復台３２　ｒ／、ｌｔ基
準イｓ”ｌｌ　’を例えｂす端の位置にある。カメラ２
２により得られた画像情報は、ＡＯ変換器５ｏによりデ
ジタル画像情報に変換されて、マイクロプロセサ５２に
入力され、史に、−次メモリ５４に一旦記憶される。

そのあと、マイクロプロセサ５２は、−次メモリ５４か
らデジタル画像情報を読み出して、前述した浸食処理を
行い、採取可能なコロニーの中心座標位置情報を二次メ
モリ５６に記憶する。

以］二で画像処理及び記憶動作が終了し、次（で、採取
及び移植動作が行われる。

まず、マ・イクロブロセザ５２が二次メモリ５６から最
初のコロニーの位置情報を読み出す。そして、釣菌棒４
４をそのコロニーの上に勅がす前に、前述した動作によ
り殺菌装置４６により釣菌棒４４を殺菌する。それと平
行して、ンヤーレ台４８の上に無菌吠態の培地の入った
ンヤーレをオペレータが置くか、又は、適当な自動１般
送及び搬出装置なにより直ぐ。このあと、−フィン「１
ブＶ！セ＠Ｊ５２が、最ｆυのコロニーの真」二に、ぞ
σ）？’に＋み出した位置情報に従って、・ぽルスモー
ク３２Ｉ’ｙ、ヒ３Ｂにより、採取アーム４０を位置一
つけろ１．４れ１１Ｖ、了−ム４０が目標コロニーの真
」二に位置したら、ペルスモー　タ３２　＆Ｕ　３　Ｂ
をＩ亭ｌＩ−をぜ、・ζルスモーク４２を動作させて、
採取アーム４０即ち釣閑棒４４を所定量降下させ、釣菌
棒４４の先端を目標コ「１ニーに接触させる。そのあと
、採取アーノ、４０を元の位置に引き」二げ、更に、パ
ルスモータ３２を動作させて往復台３０を第１図奥に位
■する／ヤーレ台４８の近、くまで移動させて、停市さ
せる。

そして、再びパルスモータ４２を動作させて採＋４”（
アーム４０を所定量降−トさせ、釣菌棒４４の先端を／
ヤーレ台４８−にのンヤーレのｔｒｉ　ｌｊＬに接触さ
すて菌をその培地に移す。そのあと、採ｉ１ｖアーノ、
４０を元の位置に引き上げて、７つのコ［に一の菌の移
植が終了する。

そのあと、マイクロプロセサ５２ば、−二次メ七り５６
から次のコロニーの装置情報を読み出して、に述した採
取及び移植動作を繰返する。そのと衣、／ヤーレ台４８
上の閑が移植されたノヤーレは、オペレータにより又ｔ
」、自動搬送及び搬出装置により、新しい無菌の／ヤー
ンが置かれる。そして、以」二の動作ｔｊに次メモリ５
６から全コロニーの位置情報が読み出されるまで行なわ
れる。

かくして、ンヤーレ台１２上のンヤーレ２ｏの中の培地
で増殖した一定以上の犬をさの全コロニーの微生物を、
コロニーごとに自動的に採瞼して別の培地に移植するこ
とができる。そして、その作業において、オペレータ、
にょる雑菌ｌη染が起る心配ｊｄ、なく、また、作業に
一定の精度と安定度が確保で衣る。

ｂノ、＋１１７１Ｓ　ヘた実施例にあっては、テレビカ
メラ２２には白黒テレビカメラを使用しているが、カラ
ーテレビカメラを使用してもよいことは当業者には明ら
かであろう。カラーテレビカメラを使用する場合、コロ
ニーの大小や有無だけでなく、微生物の１Ｆｒｊ定に有
用な色も知ることがで爽る。従って、コ「ｊニーの色も
併せて判別して、色によって弁別でたるボα囲で特定の
微生物のみ採取して移−１６するようにすることもで点
る。

寸だ、上述した実施例にあっては、へＤ変換された画像
情報を浸食処理してコロニーσ）中心位１６゜情報を求
めているが、コロニーは必ずしも円形ではないのでその
ようなコロニーの概略中心を求めるために一旦肉付処理
したあとで浸食処理をするようにしてもよい。その肉付
処理＋ｄ１、例えば次の演轢により行なわれる１ 但、し、ｇカは肉付処理された画像情報この肉付処理及
び浸食処理ｒ−１゛、フイク「コブロ十ザ５２の検出演
′眸処理プログラムを変えろことにしって可能であるこ
とは当業者には明らかであろう。

更に、上述した実施例にあっては、釣菌棒４４を閑採取
ごとに殺菌している７バ、閑採取ごとに交換するように
してもよい。ｆｌＩ、ｔげ、採取アーム４゜のド端に例
えばモータ作動式の釣閑枠チャックを取（−ｊけ、そし
て、殺菌装置４６の所に、その代りに釣菌棒カセットを
配置する。この−場合、菌採取ごとに１′＋４採取動作
開始前に、採取アーム４０の先端が釣菌棒カセットの上
にくるように往復台３０を動かし、そのあと釣閑棒チャ
ックが開いた状態で採取アーム４０を所定量降下させて
、釣閑榛カセット内の釣閑棒がその開いているチャック
内に入るようにし、次いで、チャックを締めて、採ＩＲ
アーム４０を元の位置寸で引き上げる。そのあとは、上
述した実施と同様に菌の採取及び移植の動作を行い、移
植動作後にζ釣閑棒υセノ）・の上にくる捷での間にチ
ャックを開いて使用済釣閑棒を所定の容器に捨てる。こ
のようにして、菌の採取及び移植動作ごとに釣菌棒を交
換する。

また、以上述べた夷、殉例にあっては、釣菌棒の先端が
コロニーに接触するだけでそのコロニーの菌を採取して
いる。このような採取方法は、微生物が寒天培地に固着
しておらず、うみ状のように柔らかく付着力がある大喝
菌のような細菌には十分効果的であるが、コロニーが固
く寸だ寒天培地に固着している放＋ｌｓ菌の様な微生物
には効果的ではない。そこで、釣菌棒を第３図に示す如
く構成する。採取アーム４００ト端に結合器６０を介し
て直径、２〜３１■で肉厚０７〜０．−２　ｒｎｍのバ
イブロ２を敗付け、そして、そのバイブロ２に連通ずる
ようにチューブ６４を結合器６０を介して接続１〜、そ
のチューブの他端には、無菌玉網空気源が４択的に接続
されるようにしておく。この釣菌棒で微生物の採取及び
移植をするには、まず、第３Ａ図に示す如く、バイブロ
２をシャーレ６６の寒天培地６８」二のコロニー７０上
に位置つけ、次へで、採取アーム４０を所定量降下させ
て第、７　Ｂ図の如くバイブロ２でコロニー７０を突き
刺す２、そのあと、採取アーム４０を元の位置に引き１
−げて第３Ｃ図の如くコロニー１０の一部７２を寒天７
４ごと１釆取する。そして、第３Ｄ図に示す如く、その
コロニーの一部１２が先に詰まったバイブロ２が新培地
７６の上に移動したとへ、チューブ６４を介して無限空
気をバイブロ２に送り込み、コロニーの一部７２を第３
Ｅ図に示す如く寒天の一部７４と共に新培地に落す。

空気で押し出す必要がなければ、釣菌棒を、第り△図の
ように先端をリング状にした針金や、第１１Ｂ図のよつ
にスリットがついたパイプや、第ケＣ図のように窓が開
いたパイプで構成し、採取及び移植動作ごとに交換する
ようにしてもよい。。

−に述・しだ実施例では、採取アース、４０を所定団′
降下させるだけでコロニーの閑を採取しており、そのた
めに、予め／ヤーレ台１２の高さを調整している。しか
し、寒天培地の表面は完全に平坦ではないので、低い所
のコロニーの閑の採取に失敗する恐れがある。そこで、
釣菌棒４４と、／ヤーレ台１２上の／ヤーン２０内の寒
天表面との暗触を確認するために、第Ｓ図に示す如く、
ンヤーレ２０内の寒天８０　’　Ｉ／１ｍ電極８２を突
へ刺し、その電極８２と釣菌棒４４との間の電気↓（抗
を監視する。

寒天シ１、導電性があるので、電極８２と釣閑棒４４と
の電気抵抗が小さくなったと衣、モータ４２を停市させ
れば、釣菌棒４４の先端をコロニーの閘

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による微生物移植装置の（概略斜視図
、第β図は、その制御部のブロック図、第３図は、釣菌
棒の変形例を示す概略斜視図、第３Ａ図から第３Ｅ図は
、第３図の釣菌棒を［吏用しての菌採取及び移植の過程
を示す概略図、第りＡ図、第１ＩＢ図及び第１１Ｃ図は
、釣閘棒の更に別の変形例を示す概略斜視図、そして、
第３図ロー、釣菌俸と培地との接触を検知する方法を示
す説明図である。 １０・基台、１２　・ンヤーレ台、 １４・・・案内レール、２ｏ　／ヤーＬ／、２２・・テ
レビカメラ、３ｏ・・往復台、３２・・パルスモータ、
３６　水平アーム、３８・・パルスモータ、４０　採取
下−１１，４２・パルスモータ、４４・・釣１￥１棒、
４６・・殺菌装置、　　４８　／ヤーＶ台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　シャーレを置くシャーレ台と、ンヤーレ台を
   ト万から見る位置に置かれたカメ、うと、釣−棒をｘ軸
   １．Ｙ軸、Ｙ軸の各方向にそれぞれ動かすようになされ
   た作動装置と、カメラからの画像情報を処早して微生物
   のコロニーを検出して検出したコロニーの位置情報を記
   憶装置に記憶し、その記憶手段からコロニーの位置情報
   を読み出して釣菌棒をその対応する位置に動かし゛て微
   生物を採取して新しい培地に移植するように作動装置を
   制御する制御装置とを具備してなる微生・吻移植装置。 （、ｌ）前記作動装置は、釣菌棒を水平なＸ智方向とＹ
   方向に動かして目標コロニーの真上に位置づけたのち、
   垂直なＺ軸方向に降下させることかで衣のように構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の微生物移植装置。