JPS62175195A - 微生物濃度または微生物活性の計測方法 - Google Patents
微生物濃度または微生物活性の計測方法Info
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- JPS62175195A JPS62175195A JP61015849A JP1584986A JPS62175195A JP S62175195 A JPS62175195 A JP S62175195A JP 61015849 A JP61015849 A JP 61015849A JP 1584986 A JP1584986 A JP 1584986A JP S62175195 A JPS62175195 A JP S62175195A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、発酵プロセス、下水処理プロセス等におけ
る微生物濃度あるいは活性を計測する方法に関するもの
である。
る微生物濃度あるいは活性を計測する方法に関するもの
である。
従来、この種の第1の測定方法としては第3図に示ずも
のがあった。図において、(1)は微生物を有する被検
体、(2)は光源、(3)はこの光源(2)に電圧を印
加する電源、(4)は光電子増倍管、(5)はこの光電
子増倍管に電圧を印加する電源、(6)は光電子増倍管
(4)の光電流を測定する検出器である。
のがあった。図において、(1)は微生物を有する被検
体、(2)は光源、(3)はこの光源(2)に電圧を印
加する電源、(4)は光電子増倍管、(5)はこの光電
子増倍管に電圧を印加する電源、(6)は光電子増倍管
(4)の光電流を測定する検出器である。
次に実際の測定方法について説明する。光源(2)から
発する光は微生物を有する被検体(1)を透過して、こ
の透過光が光電子増倍管(4)により受光され、その強
度が光電子増倍管(4)の光電流値として検出部(6)
により測定される。このようにして得られる可視光を光
源として用いた場合の吸光度と、被検体(1)に存在す
る微生物濃度との間には一定の関係が成り立つため、吸
光度を測定することにより微生物濃度が評価でき、その
結果あるいくよそれに関連して菌数または微生物の活性
が評価できろ。
発する光は微生物を有する被検体(1)を透過して、こ
の透過光が光電子増倍管(4)により受光され、その強
度が光電子増倍管(4)の光電流値として検出部(6)
により測定される。このようにして得られる可視光を光
源として用いた場合の吸光度と、被検体(1)に存在す
る微生物濃度との間には一定の関係が成り立つため、吸
光度を測定することにより微生物濃度が評価でき、その
結果あるいくよそれに関連して菌数または微生物の活性
が評価できろ。
また、第2の従来技術として特開昭59−205998
号公報にメタン菌の菌数またはメタン生成活性の測定方
法として示された測定方法を示ず。これを第4図に示す
。
号公報にメタン菌の菌数またはメタン生成活性の測定方
法として示された測定方法を示ず。これを第4図に示す
。
図において、(8)は被検体を有するメタン発酵槽内部
、(9)は光を、メタン発酵槽内(3)へ導入および導
出ずろための光ファイバ、QOIは光源03)が発する
光を光ファイバ(9)に集光する集光器、01)は光源
03]の光強度を調節するセレクタ、(12)l;1:
光源(13)からの光の波長を限定する光フィルタ、圓
は光源用電源、(151は光ファイバ(9)より発する
光を集光する集光器、06)(よ光電子増倍管、(I8
)は光電子増倍管用電源、09)は光電子増倍管(17
+の光電流を測定ずろ検出部である。。
、(9)は光を、メタン発酵槽内(3)へ導入および導
出ずろための光ファイバ、QOIは光源03)が発する
光を光ファイバ(9)に集光する集光器、01)は光源
03]の光強度を調節するセレクタ、(12)l;1:
光源(13)からの光の波長を限定する光フィルタ、圓
は光源用電源、(151は光ファイバ(9)より発する
光を集光する集光器、06)(よ光電子増倍管、(I8
)は光電子増倍管用電源、09)は光電子増倍管(17
+の光電流を測定ずろ検出部である。。
つぎに、第2の従来法の原理ならびに動作について説明
する。この測定方法の原理は、メタン菌は特有の補酵素
F4□。を保有しているが、この補酵素は220 nm
〜300nmの波長範囲の励起光をあてると、330n
m〜370旧■の波長範囲の蛍光を発する特性があ′る
乙とを応用したものである。
する。この測定方法の原理は、メタン菌は特有の補酵素
F4□。を保有しているが、この補酵素は220 nm
〜300nmの波長範囲の励起光をあてると、330n
m〜370旧■の波長範囲の蛍光を発する特性があ′る
乙とを応用したものである。
即ち、補酵素F420を定量にずろことにより、菌]っ
当たりの蛍光抵を一定と考えれば、生菌数または菌の老
若により発光量が異なると考えろ乙とにより、群として
の活性を知ることができる、。
当たりの蛍光抵を一定と考えれば、生菌数または菌の老
若により発光量が異なると考えろ乙とにより、群として
の活性を知ることができる、。
第4図において、光源(13)から発する光は、光フィ
ルタQ21によって、波長を220旧n〜300nmに
限定されろ。つぎに、この範囲の波長光は、集光器(1
01により光ファイバ(9)に集光され、光ファイバ(
9)を介して励起光として被検体を有するメタン発酵槽
内部(8)へ供給され、被検体に照射される。
ルタQ21によって、波長を220旧n〜300nmに
限定されろ。つぎに、この範囲の波長光は、集光器(1
01により光ファイバ(9)に集光され、光ファイバ(
9)を介して励起光として被検体を有するメタン発酵槽
内部(8)へ供給され、被検体に照射される。
被検体に含有されているメタン生成菌の細胞内に存在す
る補酵素F4□。は、この励起光を受け、蛍光を発する
。この蛍光は、光ファイバ(9)を介して集光器(15
+に送られて集光され、さらに、光フィルタ06)によ
り330 nm〜370nmの波長範囲に限定される。
る補酵素F4□。は、この励起光を受け、蛍光を発する
。この蛍光は、光ファイバ(9)を介して集光器(15
+に送られて集光され、さらに、光フィルタ06)によ
り330 nm〜370nmの波長範囲に限定される。
光フィルタ(Io)によって波長範囲を限定された光は
、光電子増倍管(171により受光され、その強度が光
電子増倍管αηの光電流値として検出部09)により測
定される。このようにして得られる蛍光の強度とメタン
発酵槽内部(8)の被検体中に存在するメタン菌濃度と
の間には一定の関係が成り立つため、蛍光の強度を測定
することによりメタン菌濃度が評価でき、その結果ある
いはそれに関連して菌数または微生物の活性が評価でき
る。
、光電子増倍管(171により受光され、その強度が光
電子増倍管αηの光電流値として検出部09)により測
定される。このようにして得られる蛍光の強度とメタン
発酵槽内部(8)の被検体中に存在するメタン菌濃度と
の間には一定の関係が成り立つため、蛍光の強度を測定
することによりメタン菌濃度が評価でき、その結果ある
いはそれに関連して菌数または微生物の活性が評価でき
る。
第1.第2の従来の微生物の濃度または活性の測定方法
は、以上のような方法であるので、第1の従来の方法で
は、被検体が1種類の微生物により構成され、かつ異物
を含んでいない場合には有効であるが、被検体が多種類
の微生物に」=す構成され、かつ異物が含まれている場
合、この中から測定したい特定種類の微生物の菌数また
は活性を選択的に計測することは不可能であった。
は、以上のような方法であるので、第1の従来の方法で
は、被検体が1種類の微生物により構成され、かつ異物
を含んでいない場合には有効であるが、被検体が多種類
の微生物に」=す構成され、かつ異物が含まれている場
合、この中から測定したい特定種類の微生物の菌数また
は活性を選択的に計測することは不可能であった。
また、第2の従来の方法は、第1の従来の方法と比較す
ればかなり改善されているものの、被検体中に測定対象
の微生物と同じ特性を有する物質、言いかえれば、測定
対象の微生物と同じ波長の励起光で、計測に用いろ波長
の蛍光を発する物質が溶解あるいは異物として混入して
いる場合については、精度良く計測することが難しいと
いる問題があった。
ればかなり改善されているものの、被検体中に測定対象
の微生物と同じ特性を有する物質、言いかえれば、測定
対象の微生物と同じ波長の励起光で、計測に用いろ波長
の蛍光を発する物質が溶解あるいは異物として混入して
いる場合については、精度良く計測することが難しいと
いる問題があった。
この発明に係る微生物濃度または微生物活性の自動計測
方法は、励起光を被検体にあてることによって発する特
定の波長の蛍光を蛍光画像として得、これを画像処理す
るようにして処理画像から微生物濃度また(よ微生物活
性を測定するようにしたものである。
方法は、励起光を被検体にあてることによって発する特
定の波長の蛍光を蛍光画像として得、これを画像処理す
るようにして処理画像から微生物濃度また(よ微生物活
性を測定するようにしたものである。
この発明における微生物濃度またiよ微生物活性の計測
方法は、特定波長の蛍光画像を画像処理し、異物あるい
は被検体中に溶解している測定対象でない物質に基づく
蛍光画像を取り除くことにより、高精度の計測を達成す
るものである。
方法は、特定波長の蛍光画像を画像処理し、異物あるい
は被検体中に溶解している測定対象でない物質に基づく
蛍光画像を取り除くことにより、高精度の計測を達成す
るものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明ずろ。第1
図において、(2)は微生物が発する蛍光を拡大ずろた
めに光フィノ1.夕の後段に取り付けられたIメンズ光
学系、ff1l)は蛍光画像を得ろためのカメラ、(2
)はカメラ(21]で得た蛍光画像を画像処理して、同
し波長の蛍光を発する対象微生物以外の異物の影響を取
り除き、微生物に基づく蛍光のみから、微生物能度また
微生物活性を求める画像処理装置である。
図において、(2)は微生物が発する蛍光を拡大ずろた
めに光フィノ1.夕の後段に取り付けられたIメンズ光
学系、ff1l)は蛍光画像を得ろためのカメラ、(2
)はカメラ(21]で得た蛍光画像を画像処理して、同
し波長の蛍光を発する対象微生物以外の異物の影響を取
り除き、微生物に基づく蛍光のみから、微生物能度また
微生物活性を求める画像処理装置である。
つぎにこの発明の原理および作用について説明する1、
ここては、理解を容易にするために、対象(教生物をメ
タン菌とした場合を例にあげて説明する。
ここては、理解を容易にするために、対象(教生物をメ
タン菌とした場合を例にあげて説明する。
メタン菌の菌数あるいは活性の計測は、第2の従来法の
所でも述べたように補酵素F420を中心とずろメタン
菌の電子伝達系に関与する物質の星を測定することによ
り達成されるが、被検体中のメタン菌以外の異物で1.
メタン菌とと同様な波長の蛍光を発するものは、従来技
術では計測誤差の原因となる。発明者らはこの異物によ
る蛍光には、何んらかの特徴があるため、画像処理によ
って取り除くことがてさ、より計測精度を向上できるの
ではないかと考えた。
所でも述べたように補酵素F420を中心とずろメタン
菌の電子伝達系に関与する物質の星を測定することによ
り達成されるが、被検体中のメタン菌以外の異物で1.
メタン菌とと同様な波長の蛍光を発するものは、従来技
術では計測誤差の原因となる。発明者らはこの異物によ
る蛍光には、何んらかの特徴があるため、画像処理によ
って取り除くことがてさ、より計測精度を向上できるの
ではないかと考えた。
−[−記考察に基づき第2図に示す実験装置を用いて鋭
意研究を行なった結果、被検体の発する蛍光画像の強度
や大きさを特徴として画像処理することにより、計測精
度を向上できることが分り、この発明に到達した。
意研究を行なった結果、被検体の発する蛍光画像の強度
や大きさを特徴として画像処理することにより、計測精
度を向上できることが分り、この発明に到達した。
なお、第2図において、□□□ば被検体を試料とするプ
レバラ−1−1(24)は蛍光顕微鏡、(社)はVTR
。
レバラ−1−1(24)は蛍光顕微鏡、(社)はVTR
。
(4)はモニタテレビであり、これ以外のものは第1図
と同様なものを示す。従って、第2図に示した実験装置
は、木質的には第1図と同一の構成を有している。
と同様なものを示す。従って、第2図に示した実験装置
は、木質的には第1図と同一の構成を有している。
参考写真1は、最少培地(生体を含まない培地)に懸濁
したメタン菌(ここでは、Methanosarc 1
habarker i )に360nmの励起光をあて
、被検体の発ずろ400nm以」−の波長範囲蛍光をと
らえた蛍光画像である。
したメタン菌(ここでは、Methanosarc 1
habarker i )に360nmの励起光をあて
、被検体の発ずろ400nm以」−の波長範囲蛍光をと
らえた蛍光画像である。
参考写真コにおいて、比較的強く明るい点はメタン菌に
基づくものであるが、中央付近との比較的弱い光の画像
は培地に溶解している他の物質tこ基づくものであり計
測誤差となるものである。
基づくものであるが、中央付近との比較的弱い光の画像
は培地に溶解している他の物質tこ基づくものであり計
測誤差となるものである。
参考写真2は、参考写真1て得られている蛍光画像を、
2値化閾値を79 (ただしフルスケール256)とし
て画像処理したものである。参考写真2に示すように異
物に基づく弱い光の画像は取り除かれ、メタン菌に基づ
く強(明るい°点のみが残っており、この処理後画像の
方が計測精度が向/Ql 上していることが分かる。
2値化閾値を79 (ただしフルスケール256)とし
て画像処理したものである。参考写真2に示すように異
物に基づく弱い光の画像は取り除かれ、メタン菌に基づ
く強(明るい°点のみが残っており、この処理後画像の
方が計測精度が向/Ql 上していることが分かる。
参考写真3は、粉乳を培地としてメタン発酵を行なって
いるrJアクタ−内混合液を被検体とし、参考写真1と
同様にして、蛍光画像を取得したものである。参考写真
3ではメタン菌に基づく比較的強く明るい点の間に、培
地成分に基づく比較的弱い蛍光画像があり、参考写真1
,2の場合よりもメタン菌の判別が困難であり、計測精
度が低い。
いるrJアクタ−内混合液を被検体とし、参考写真1と
同様にして、蛍光画像を取得したものである。参考写真
3ではメタン菌に基づく比較的強く明るい点の間に、培
地成分に基づく比較的弱い蛍光画像があり、参考写真1
,2の場合よりもメタン菌の判別が困難であり、計測精
度が低い。
参考写真4は、参考写真3で得られた画像データを2値
化閾値222 (ただしフルスフ1−ル256)で画像
処理したものであり、参考写真1,2の場合より一層本
発明の効果が明らかにされている。
化閾値222 (ただしフルスフ1−ル256)で画像
処理したものであり、参考写真1,2の場合より一層本
発明の効果が明らかにされている。
上記実施例では、培地に溶解している物質等の異物に基
づく蛍光画像を光強度により画像処理し、これを取り除
く方法を示したが、メタン菌と同程度の蛍光を発する異
物を被検体が含有ずろ場合には、光っている部分(即ち
蛍光画像)の面積を求め、ある大きさ以上のもの(或い
はある大きさ以下のもの)は異物に基づくものとして取
り除くようにしてもよいし、蛍光画像の形状・模様から
メタン菌と異物とを見分けるようにしてもよい。また、
光の強度とこれら、蛍光画像の大きさ、形状・模様を組
みあわせて用いろことも有効である。
づく蛍光画像を光強度により画像処理し、これを取り除
く方法を示したが、メタン菌と同程度の蛍光を発する異
物を被検体が含有ずろ場合には、光っている部分(即ち
蛍光画像)の面積を求め、ある大きさ以上のもの(或い
はある大きさ以下のもの)は異物に基づくものとして取
り除くようにしてもよいし、蛍光画像の形状・模様から
メタン菌と異物とを見分けるようにしてもよい。また、
光の強度とこれら、蛍光画像の大きさ、形状・模様を組
みあわせて用いろことも有効である。
また、上記実施例では、メタン菌の場合について説明し
たが、一般の好気性菌てあれば、NAI)H1葉緑素を
有する微生物であれば、クロロフィルといったものが、
補酵素F4□。同様にある波長の励起光を受けると蛍光
を発する物質として知られており、これらを対象とする
場合にも、励起光、測定する蛍光の波長を適切に選ぶこ
とにより、上記実施例と同様の効果を奏する。
たが、一般の好気性菌てあれば、NAI)H1葉緑素を
有する微生物であれば、クロロフィルといったものが、
補酵素F4□。同様にある波長の励起光を受けると蛍光
を発する物質として知られており、これらを対象とする
場合にも、励起光、測定する蛍光の波長を適切に選ぶこ
とにより、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のようにこの発明によれば、被検体の発する蛍光に
基づく蛍光画像のうち、異物に基づくものを画像処理に
よって取り除くようにしたので、計測精度が向上すると
いう極めて優れた効果がある。
基づく蛍光画像のうち、異物に基づくものを画像処理に
よって取り除くようにしたので、計測精度が向上すると
いう極めて優れた効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による微生物濃度または微
生物活性の計測方法を示す原理図、第2図はその実験装
置の一例を示す斜視図、第3図は第1図の従来の測定方
法の一例を示す原理図、第4図は他の従来の測定方法を
示す原理図である。 図中、(8)は微生物を含む被検体、(9)は光ファイ
バ、00)は集光器、θDはセレクタ、02)は光フィ
ルタ、131 +;t 光源、(1411−1’rs
源、(211ff し:/ ス光学系、(71) 1.
f :/Jメラ、(5)は画像処理装置、(イ)はプレ
パラート、(財)は蛍光顕微鏡、(5)はVTRX(5
)はモニクテ1/ビである。 尚、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第1 8・ 9: 10゜ 13・ 14・ 図 才艮橡停、 9そm−7フイノく− 1長外 く−レクク ジLフイ1しグ 号CJ歌 t5原 し〉ス゛六ノオ系 〃メつ ぜレイ−し久−し里1促l
生物活性の計測方法を示す原理図、第2図はその実験装
置の一例を示す斜視図、第3図は第1図の従来の測定方
法の一例を示す原理図、第4図は他の従来の測定方法を
示す原理図である。 図中、(8)は微生物を含む被検体、(9)は光ファイ
バ、00)は集光器、θDはセレクタ、02)は光フィ
ルタ、131 +;t 光源、(1411−1’rs
源、(211ff し:/ ス光学系、(71) 1.
f :/Jメラ、(5)は画像処理装置、(イ)はプレ
パラート、(財)は蛍光顕微鏡、(5)はVTRX(5
)はモニクテ1/ビである。 尚、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第1 8・ 9: 10゜ 13・ 14・ 図 才艮橡停、 9そm−7フイノく− 1長外 く−レクク ジLフイ1しグ 号CJ歌 t5原 し〉ス゛六ノオ系 〃メつ ぜレイ−し久−し里1促l
Claims (6)
- (1)微生物を含む被検体に予め定められた波長域の励
起光を照射することにより上記被検体が放射する予め定
められた波長域の蛍光を画像データとして取得し、この
画像データを画像処理することにより測定対象微生物以
外の物質に基づく蛍光を排除し、被検体中の微生物濃度
または微生物活性を得るようにした微生物濃度または微
生物活性の計測方法。 - (2)蛍光画像の差異によって、測定対象微生物以外の
物質に基づく蛍光画像を排除することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の微生物濃度または微生物活性の
計測方法。 - (3)蛍光画像の大きさの差異によつて、測定対象微生
物以外の物質に基づく蛍光画像を排除することを特徴と
する特許請求の範囲第1項または第2項記載の微生物濃
度または微生物活性の計測方法。 - (4)蛍光画像の形状の差異によって、測定対象微生物
以外の物質に基づく蛍光画像を排除することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の微
生物濃度または微生物活性の計測方法。 - (5)蛍光画像の模様の差異によつて、測定対象微生物
以外の物質に基づく蛍光画像を排除することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項
記載の微生物濃度または微生物活性の計測方法。 - (6)蛍光強度の2値化閾値を、階調フルスケールを2
56とした場合の70〜230の範囲内とすることを特
徴とする特許請求の範囲第2項記載の微生物濃度または
微生物活性の計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61015849A JPS62175195A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 微生物濃度または微生物活性の計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61015849A JPS62175195A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 微生物濃度または微生物活性の計測方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62175195A true JPS62175195A (ja) | 1987-07-31 |
Family
ID=11900263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61015849A Pending JPS62175195A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 微生物濃度または微生物活性の計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62175195A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01250040A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-05 | Akua Runesansu Gijutsu Kenkyu Kumiai | メタン生成菌計測装置 |
US5506096A (en) * | 1989-02-28 | 1996-04-09 | Biobalance A/S | Method for controlling and/or monitoring biological processes |
JP2016106632A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 国立大学法人信州大学 | 微生物の検知方法及び検知装置 |
-
1986
- 1986-01-29 JP JP61015849A patent/JPS62175195A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01250040A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-05 | Akua Runesansu Gijutsu Kenkyu Kumiai | メタン生成菌計測装置 |
US5506096A (en) * | 1989-02-28 | 1996-04-09 | Biobalance A/S | Method for controlling and/or monitoring biological processes |
US5700370A (en) * | 1989-02-28 | 1997-12-23 | Biobalance A/S | Biological treatment plant controlled by fluorescence sensors |
JP2016106632A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 国立大学法人信州大学 | 微生物の検知方法及び検知装置 |
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