JPS60222753A - 濁り測定装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は濁り測定装置に係り、特に懸濁粒子又は細菌を
含む被検ｅ、を収容した容器に垂直方向に光を照射して
散乱光を測定するものに好適に適用される測定装置に関
する。

〔発明の背景〕

細菌感染をした患者を治療するにあたっては、感染した
細菌に対して効果のある抗生物質を投与する必要がある
。抗生物質の細菌に対する有効性（以後、感受性試験と
略）は、通常次のようである。患者から血液を採取して
、培養液中で培養する。培養後、患者の細菌感染の原因
の細菌を取り出し、この細菌液を、反応容器に入れる。

反応容器は１検体につき３０〜５０個用意し、数種類の
抗生物質で、各抗生物質について＃度の違う溶液と、培
養液を一定量添加しておく。これら溶液を恒温槽内に入
れて一定時間インキユベートする。

一定時間ごとにインキュベートしながら、反応液の濁度
を測定する。この濁度の経時変化にょシ、細菌の増殖、
減少を測定する。反応液の測定には散乱光を用いる。

細菌が増加すれば、抗生物質が有効に作用しないと判定
し、細菌が減少すれば、抗生物質が有効に作用している
と判定することができるので、患者の治療にあたり、投
与する抗生物質の種類と量を決定することができる。

ところが、従来のものは、第１図に示すように直径数ミ
リメートルの小さな容器８を有するプレート６を用い、
光源２からの光を垂直に容器内の反応液１３に照射し、
透過光および散乱光を遮光線３１を有するスリット１４
へ導き、このスリットを通った散乱光を検知器５で受光
しているため、高い再現精度が得られない。なぜなら、
容器８が小さいために、液表面が表面張力によって湾曲
し、この曲率が被検液の液性や容器の材質によって変゛
イビするから、たとえ容器の中心を光路に位置づけても
優れた再現性が得られないのである。しかも、各容器の
精密な位置づけは困難であるから、光入射の方向が変わ
シ、測定誤差の原因となるので、低濃度の測定に適用で
きない。

一方、培養液中の細菌の増殖程度を測定する際に垂直方
向の測光系を用いれば、回数が少量ですむこと、従来の
石英角型セルのように光透過面を側面２面必要とせず底
面さえ平底で光透過性であれば良いことなどのメリット
がある。ところが、菌の種類により培養液中に均一に存
在し々いものがあり、例えば緑膿菌等の菌種では増殖と
共に培養液表面に厚い菌膜を形成し、測定困難という事
態が発生する。そのため菌膜を形成する細菌を垂直方向
に測光するには、光源と菌液の間にある菌膜が光束をさ
えぎシ菌増殖を正確に測定できないという欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、濁シの程度が低くても高い測定精度が
得られる濁シ測定装置を提供することに必る。

〔発明の概要〕

本発明は、被検液を収容した容器の上方から被検液に接
触するように容器内に挿入される光導体を設け、この光
導体に光を通すように構成したことを特徴とする。

ここでいう濁りとは、免疫反応等によって生ずる懸濁物
や、培養液中の細菌等を含む概念であシ、散乱光の測定
によって検知され得る対象物を指す。

〔発明の実施例〕

細菌に対する抗生物質の感受性試験に本発明を適用した
実施例を第２図に示す。この種の検査は約１０時間に渡
って一定時間間隔で濁度の測定をする。第２図の実施例
では、１枚の反応プレートに３０個の円筒形反応容器が
形成され、１枚のプレートが１検体に対応して用いられ
、各検体について数種類の抗生物質による数種の濃度の
測定を行う。測定時間間隔は、オペレータが操作パネル
からキイ入力してデジタルコンピュータを備えた制御部
に指示し、各測定結果は図示しないプリンタによって表
示される。測定結果は装置本体の表示器にも表示される
。

第２図において、装置本体２０には、光学系、プレート
駆動部、表示器１、電源部３、ヒータ４等が設けられ、
本体２０内部はヒータ４によって３７Ｃに維持されるよ
うな空気恒温槽となっている。レーザ光源２は、下方に
向けて垂直にビームを発射する。この光はビーム直径が
１胴の特定の波長の光束であり、光束が広がらないため
レンズを用いなくても済み光学系をコンパクトにできる
。

反応プレート６は透明な材質のプラスチック成形品で、
６行５列の反応容器を有している。このプレート６は可
動テーブル１５ｂに載置されている。可動テーブル１５
ｂはパルスモータ７ｂＫよってＹ方向に移動される。こ
の可動テーブル１５ｂおよびパルスモータ７ｂは、可動
テーブル１５ａに取シ付けられており、パルスモータ７
ａによるＸ方向移動に従って移動する。これらのＸ方向
およびＹ方向移動によシ、プレート６上の容器は順次光
路に位置づけられる。Ｘ移動テーブル１５ａの下には静
止形のスリット１４および光検出器５が配置されている
。

等間隔に多数の容器８が形成されたプレート６は、第３
図に示すように、上方に蓋板１０を取付けることができ
、可動テーブル１５ｂに側壁の足を設置できる。第４図
〜第６図に示すように、プレート６に形成された反応容
器８は円筒形で、内形が８爺であり、底面は水平な平滑
面となっている。被検液収容量は３００μｔである。第
４図は部分平面図、第５図は第４図のＡＡ’断面図、第
６図は第４図のＢＢ’断面図である。プレート６０四隅
には、蓋板１０を取シ付けるだめの位置決めガイド９が
上に突出するように形成されている。

蓋板１０は第７図〜第９図に示すような構成である。第
７図は部分平面図、第８図は第７図のＣＣ′断面図、第
９図は第７図のＤＤ’断面図である。蓋板１０も透明な
材質からなるプラスチック成形品であり、第４図のプレ
ート６の容器８の各各に対応する位置に下に突出する光
導体若しくはライトガイド１１が３０個形成されている
。このライトガイド１１は外径が６咽の円筒形であり、
プレート６の反応容器８に収容される液量に応じて所定
の深さになっている。蓋板１０の四隅には、プレート６
の位置決めガイド９が挿嵌される穴１２が形成されてい
る。

第１０図〜第１２図はプレート６に蓋板１０を取付けた
状態を示す。第１０図は部分平面図、第１１図は第１０
図のＡＡ’断面図、第１２図は第１０図のＢＢ’断面図
である。蓋板１０の四隅の穴が、プレート６の位置決め
ガイド９の肩まで挿入され、蓋板１０の下面がガイド９
の肩に接触することにより、容器８のｆｆ１８ａの上面
とライトガイド１１の端面１１ａとの間隔が一定の距離
に保たれ、被検液を収容したときに総ての反応容器の光
路長を同じにする。

このような蓋板１０を取付けることにより、容器８内の
被検液の蒸発を低減することができ、かつ、被検液に常
時空気を供給することができる。

免疫反応を行わせる場合には、反応容器内の被検液に空
気を供給する必要がないので、プレートと蓋板の間に隙
間を形成しなくてもよい。

測定にあたり、新しいプレート６の各反応容器に細函歇
検体と培養液を採取し、種類および濃度を変えた抗生物
質を添加する。そして第１０〜１２図に示すように蓋板
１０を取付け、可動テーブル１５ｂに設置する。これに
よシ濁シ測定が開始される。各テーブル１５ａ、１５ｂ
は測定の妨げとならないように開口されている。プレー
トの各容器８は、第１３図のように順次光路に位置づけ
られる。レーザ光１８は、ライトガイド１１の空洞の中
を通り、反応容器８内の被検液に垂直に照射される。透
過光は遮光線３１によって遮光される。スリット１４は
散乱光を半導体光検知器５へ導く。

ライトガイド１１の端面は被検液に接しているので、被
検液の表面から曲面が除去される。細菌は一足の大きさ
をもった粒子であるので、照射光は細菌の数に依存して
散乱される。光検知器５は散乱光だけを積卸する。有効
な抗生物質の場合には細菌の数が減少するので、時間の
経過とともに散乱光量が減少する。細菌の増殖にともな
って散乱光量が増大する。各容器の濁シを一通シ測定し
たあと所定時間間隔で第２回目以降の測定をブーログラ
ムに従って実行する。

１反応容器分ずつプレート６を移動させた場合、反応容
器の中心部と光軸の位置に最大２咽程度のずれが生じた
。従来の蓋のない反応容器で、粒径０．９μｍの粒子で
１ｍｔ中に約１０’個を含む溶液を用いて濁度を測定す
ると、再現性は変動係数（ＣＭ）８．７％であった。反
応容器にフタを設けた場合、粒径０．９μｍの粒子で１
ｍｔ中に１０’個を含む溶液を用いて、テーブルを移動
させて、３０回、測定すると再現性はＣＶ　３．１チで
あった。

停止位置にずれが生じても、溶液自身の持つ表面張力に
よる液面の曲がりの影響を取り除くことができる。

また、上述した実施例によれば長時間にわたり一定温度
中で測定しても蒸発の影響が少な伝。従来の蓋のない反
応容器では、１０時間放置するとほぼ完全に反応液が蒸
発してしまうが、反応容器にフタを設けた場合、約３俤
しか蒸発せず、長時間の安定した測定ができる。

第１４図は本発明の他の実施例の説明図である。

循環通路２３には複数の培養容器が形成されたラック２
１が順次移送される。ラックは１容器分ずつ間欠的に移
送され、順次光路位置２２に位置づけられる。光度計は
第２図の実施例と同様の静止形散乱光光度計である。

第１５図、第１６図に示すように、ラック２１は透明な
プラスチック（ポリスチレン）からなシ、円筒形培養容
器２８を有している。第１５図は部分平面図であシ、第
１６図は第１５図のＡＡ’断面図である。培養容器２８
には、第１７図、第１８図に示すような蓋２５が取付け
られる。この蓋２５には培養容器に対応する位置にライ
トガイド２６が下に突出するように形成されている。

菌液を収容した容器２８が光路位置２２に位置づけられ
ると、第１９図に示すように光源２からの光束はライト
ガイド２６を通って、菌液に接触したライトガイド端面
を経て菌液に照射される。

光は容器２８の平滑な底面を経て通路２３の光通過穴３
４を経てスリット３５に到る。透過光はスリット３５の
光トラップ３７によって遮光される。

散乱光はスリット３５を通って光検知器５で検知される
。培養容器２８と蓋２５の間には通気性を有する所定厚
さのパツキン３６を設ける。ラックを間欠送シし、一定
時間ごとに濁度を測定する。

菌の増殖と共に被検液表面に菌膜３３が形成されるが、
空気が接触しないライトガイド２６の端面付近には菌膜
が形成されない。

第２０図と第２１図は、菌種としてＰｓｅｕｄｏ　ｍｏ
ｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａを用い、抗菌剤として種々
の濃度のエリスロマイシンを添加し、増殖過程をモニタ
リングした結果を示しており、第２０図は培養容器に蓋
をつけない場合、第２１図は蓋を取付けた場合を示す。

蓋なしの場合には被検液表面全体に菌膜が形成され、成
長曲線が得られないが、蓋がある場合には菌膜の影響が
除去され、なめらかな増殖曲線が得られた。

第２２図は本発明のもう１つの実施例の概略構成を示す
ものである。反応容器８、スリット１４、光検知器５は
第１３図と同様である力へこの例では蓋がない。容器８
には支持腕４５に支持されたオプチカルファイバー４３
が挿入され得る。光源４１からの光はファイバー４３を
通って被検液に照射される。腕４５は上下動装置４７に
よって容器８移動時に上昇され、測定時に下降される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被検液の表面状態の影響を受けないの
で、濁りの程度が低くても高い測定精度が得られるとい
う効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の散乱光測定方法を説明する図１、第２図
は本発明の一実施例の概略構成を示す図、第３図はプレ
ートの設置状態を示す図、第４図〜第６図はプレートの
構成を示す図、第７図〜第９図は蓋板の構成を示す図、
第１０図〜第１２図はプレートに蓋板を取付けた状態を
示す図、第１３図は測光状態を説明する図、第１４図は
本発明の他の実施例の概略構成を示す図、第１５図およ
び第１６図はラックの構成を示す図、第１７図および第
１８図は蓋の構成を示す図、第１９図は測光状態を説明
する図、第２０図および第２１図は蓋なしと蓋あシの場
合の菌増殖過程のモニタリングの結果を示す図、第２２
図は本発明のもう１つの実施例の概略構成図である。 ２・・・光源、５・・・光検知器、６・・・プレート、
８゜２８・・・容器、１０．２５・・・蓋、１１．２６
・・・ライトガイド、１４・・・スリット、１５ａ、１
５ｂ・・・テ策　（図 不　２［２１ ガ　３　冒 誤１３　図 も　！４０ 為１５　（Ｂ　語口図 も１９　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、懸濁粒子又は細菌を含む被検液を収容した容器に垂
   直方向に光を照射し、散乱光を測定する濁シ測定装置に
   おいて、上記容器の上方から上記被検液に接触するよう
   に上記容器内に挿入される光導体を設け、この光導体に
   光を通すように構成したことを特徴とする濁り測定装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、上記容
   器は水平方向に移動可能なプレートに形成されており、
   上記光導体は上記プレートの蓋体に形成されていること
   を特徴とする濁シ測定装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置におい
   て、上記容器の底面は平滑であり、水平に保た°れてい
   ることを特徴とする濁シ測定装置。 ４、特許請求の範囲第２項記載の装置において、上記光
   導体の端面と上記容器の底面との間隔は、上記プレート
   を基準として定められることを特徴とする濁シ測定装置
   。 ５、特許請求の範囲第１項記載の装置において、上記容
   器は交換可能であシ、上記光導体は上下動可能に構成さ
   れていることを特徴とする濁り測定装置。