WO2019155651A1 - 細菌検出装置及び細菌検出方法 - Google Patents

細菌検出装置及び細菌検出方法 Download PDF

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WO2019155651A1
WO2019155651A1 PCT/JP2018/023421 JP2018023421W WO2019155651A1 WO 2019155651 A1 WO2019155651 A1 WO 2019155651A1 JP 2018023421 W JP2018023421 W JP 2018023421W WO 2019155651 A1 WO2019155651 A1 WO 2019155651A1
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bacteria
membrane filter
detection chip
light
stage
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PCT/JP2018/023421
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岳史 工藤
優嘉 高橋
徳浩 坂井
今井 正
佳織 阿部
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株式会社シバサキ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C12Q1/06Quantitative determination

Definitions

  • the present invention relates to a bacteria detection apparatus and a bacteria detection method for detecting bacteria by emitting a fluorescent label bonded to bacteria and observing the fluorescence.
  • a bacteria detection apparatus that measures the number of bacteria by causing ATP emission of bacteria captured by filtration through a membrane filter and counting the emission points (see, for example, Patent Document 1).
  • a bacteria detection apparatus is also used in which bacteria stained with a fluorescent reagent are irradiated with excitation light in a predetermined wavelength range, and a fluorescent label bound to the bacteria is emitted to detect the bacteria.
  • An object of the present invention is to provide a bacteria detection apparatus and a bacteria detection method that can suitably detect bacteria.
  • a bacteria detection apparatus provided with a recess in which a membrane filter that captures bacteria bound to a fluorescent label on the upper surface side is placed with the upper surface facing upward;
  • a stage having a placement portion on which the detection chip can be placed;
  • a light irradiation unit for irradiating light on the upper surface of the membrane filter of the detection chip;
  • An imaging unit for imaging the upper surface of the membrane filter;
  • a control unit that counts the number of bacteria on the membrane filter by counting the emission points in the image captured by the imaging unit, I was prepared to.
  • the stage on which the detection chip on which the membrane filter is fixed is placed is moved in one direction and a direction perpendicular to the first drive mechanism and the second drive mechanism.
  • the upper surface of the membrane filter irradiated with light from the light irradiation unit can be imaged in accordance with the imaging range of the imaging unit. If bacteria having a fluorescent label bound to a membrane filter placed in the recess of the detection chip are captured, the bacteria can be imaged by the imaging unit using the bacteria as a light emission point. Then, the bacteria captured on the upper surface of the membrane filter can be suitably detected by counting the number of bacteria so as to count the light emitting points in the image captured by the imaging unit.
  • the light irradiated by the light irradiation unit is applied to the predetermined part of the upper surface of the detection chip on the opposite side of the light irradiation unit across the recess.
  • a light shielding plate portion for reducing reflection on the side is provided.
  • the light shielding plate portion provided on the upper surface of the detection chip has a function of reducing the reflection of the light irradiated by the light irradiating portion toward the concave portion.
  • At least the light shielding plate portion of the detection chip is colored in a dark color.
  • the light-shielding plate is colored in a dark color and does not emit fluorescence, the light that strikes the light-shielding plate should be absorbed, and measures against stray light that reduce light reflection should be taken. Can do. Note that if the entire detection chip is colored in a dark color, light reflection at locations other than the light-shielding plate portion can be reduced, and a further countermeasure against stray light can be taken.
  • the membrane filter is placed on a glass plate fitted in the recess, and a liquid having no autofluorescence is interposed between the glass plate and the membrane filter.
  • the posture of the membrane filter can be stabilized in the recess by the surface tension of the liquid.
  • the membrane filter placed in the recess of the detection chip maintains a posture parallel to the glass plate by the surface tension of liquid such as water, so that the flatness of the upper surface of the membrane filter is ensured. Therefore, the upper surface of the membrane filter can be satisfactorily imaged by the imaging unit, and measurement for detecting bacteria can be easily performed accurately.
  • the detection chip is provided with two recesses.
  • two membrane filters can be placed on the detection chip, so that two samples (analyte fluid) can be measured smoothly.
  • the sample liquid containing bacteria stained with a fluorescent dye is filtered through a membrane filter and captured, the sample liquid containing bacteria is filtered through the membrane filter.
  • the captured bacteria may be stained with a fluorescent dye (fluorescent reagent).
  • the membrane filter placed in the recess of the detection chip via the glass plate maintains a posture parallel to the glass plate by the surface tension of a liquid such as water (a liquid that does not have autofluorescence).
  • a liquid such as water (a liquid that does not have autofluorescence).
  • the bacteria detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the light irradiation unit includes one light source capable of irradiating predetermined excitation light, and the imaging unit includes a monochrome camera.
  • a method for detecting bacteria using A first step of capturing bacteria bound with a fluorescent label with a membrane filter; A second step of installing a glass plate in the recess of the detection chip; A third step of dropping a liquid having no autofluorescence on the glass plate; A fourth step of placing the membrane filter on the glass plate; A fifth step of placing the detection chip on which the membrane filter is placed on the stage; A sixth step of irradiating the membrane filter with excitation light from the light irradiation unit; A seventh step of imaging the membrane filter with the imaging unit; An eighth step of detecting bacteria captured by the membrane filter based on a light emitting point in an image captured by the imaging unit; Have Fluorescent label capable of binding to either live or dead bacteria by detecting the total number of bacteria by performing the first to
  • the number of bacteria corresponding to two fluorescent labels can be measured with one excitation light source.
  • the emission point of a bacterium is imaged with a monochrome camera (imaging unit)
  • the fluorescence of a fluorescent label that can bind to both live and dead bacteria and either live or dead bacteria can be bound
  • the total number of bacteria the number of bacteria combined with the number of living bacteria and the number of dead bacteria
  • the viable cell count can be detected based on the difference between the total cell count and the dead cell count, or the dead cell count can be detected based on the difference between the total cell count and the viable cell count.
  • the ratio of the number of dead bacteria with respect to the total number of bacteria can be calculated, or the ratio of the number of living bacteria with respect to the total number of bacteria can be calculated.
  • a first step of capturing bacteria bound with a fluorescent label with a membrane filter A second step of installing a glass plate in the recess of the detection chip; A third step of dropping a liquid having no autofluorescence on the glass plate; A fourth step of placing the membrane filter on the glass plate; A fifth step of placing the detection chip on which the membrane filter is placed on the stage; A sixth step of irradiating the membrane filter with excitation light from the light irradiation unit; A seventh step of imaging the membrane filter with the imaging unit; An eighth step of detecting bacteria captured by the membrane filter based on a light emitting point in an image captured by the imaging unit; Have Using the fluorescent label capable of binding to both live and dead bacteria, the first step to the fourth step are performed to capture the bacteria to which the fluorescent label capable of binding to both live and dead bacteria is bound.
  • the membrane filter is placed in one recess of the detection chip, and the first to fourth steps are performed using a fluorescent label capable of binding to either live bacteria or dead bacteria.
  • the fifth step is performed to place the detection chip on the stage Placed on the
  • the sixth to eighth steps are performed on the membrane filter placed in the one recessed portion to detect the total number of bacteria, and the sixth filter is placed on the membrane filter placed in the other recessed portion.
  • the eighth step was performed from the step to detect the number of viable or dead cells.
  • the number of bacteria corresponding to two fluorescent labels can be measured with one excitation light source.
  • the viable cell count can be detected based on the difference between the total cell count and the dead cell count, or the dead cell count can be detected based on the difference between the total cell count and the viable cell count.
  • the ratio of the number of dead bacteria with respect to the total number of bacteria can be calculated, or the ratio of the number of living bacteria with respect to the total number of bacteria can be calculated.
  • bacteria can be detected suitably.
  • the bacteria detection apparatus 100 of the present embodiment is an apparatus that detects bacteria contained in a sample liquid using a measurement principle that combines a fluorescent staining method and a membrane filter method. First, the detection chip 10 used by being attached to the bacteria detection apparatus 100 will be described.
  • a recess 11 is provided on the upper surface of the detection chip 10 in which the membrane filter 1 is placed with the upper surface facing up.
  • the membrane filter 1 that is fixedly attached to the recess 11 of the detection chip 10 captures bacteria to which a fluorescent label is bound on the upper surface side. Even if the sample liquid containing bacteria stained with a fluorescent dye (fluorescent reagent) is filtered through the membrane filter 1 to capture the bacteria, the sample liquid containing bacteria is not removed from the membrane filter 1.
  • the captured bacteria may be stained with a fluorescent dye (fluorescent reagent).
  • the membrane filter 1 attached to the recess 11 of the detection chip 10 is placed on the glass plate 2 fitted in the recess 11, and is a liquid that does not have autofluorescence between the glass plate 2 and the membrane filter 1. It is attached with some water in between.
  • the glass plate 2 is fitted in the recess 11 of the detection chip 10 in advance, and the membrane filter 1 is attached to the recess 11 with a predetermined amount of water droplets attached on the glass plate 2. .
  • the posture of the membrane filter 1 is stabilized in the recess 11 by the surface tension of the water.
  • the membrane filter 1 placed in the recess 11 of the detection chip 10 maintains a posture parallel to the glass plate 2 due to the surface tension of water, so that the flatness of the upper surface of the membrane filter 1 is ensured.
  • imaging imaging the upper surface of the membrane filter 1 of the detection chip 10
  • the imaging unit 60 which will be described later
  • the glass plate 2 may not be used as long as the bottom surface of the recess 11 is finished to a highly smooth surface by mirror finishing or the like.
  • the membrane filter 1 is placed in the recess 11 with water droplets attached to the bottom surface of the recess 11, the posture of the membrane filter 1 is kept parallel to the bottom surface of the recess 11 by the surface tension of water. Can do.
  • the liquid interposed between the glass plate 2 and the membrane filter 1 is not limited to water, and glycerin can also be used as a liquid that does not have autofluorescence. Since glycerin is a liquid that is less volatile than water, it is preferable to use glycerin when it takes time to measure bacteria. Since glycerin is a liquid having a higher viscosity than water, the glass plate 2 and the membrane filter 1 can be brought into close contact with each other, and the flatness of the upper surface of the membrane filter 1 can be ensured.
  • a flange-shaped light shielding plate portion 12 is provided at a predetermined portion on the upper surface of the detection chip 10.
  • the light shielding plate 12 is a direction in which the detection chip 10 is placed at a predetermined position of a stage 20 (described later) of the bacteria detection apparatus 100, and is a detection chip that is opposite to the light irradiation unit 50 (described later) with the recess 11 interposed therebetween. 10 (see FIG. 2).
  • the light shielding plate 12 is provided in order to reduce the reflection of the light irradiated by the light irradiation unit 50 (described later) toward the detection chip 10 (membrane filter 1) toward the concave portion 11 side.
  • the light shielding plate 12 is colored in a dark color and does not emit fluorescence, and the reflected light is reduced so as to absorb the light hitting the light shielding plate 12, which will be described later.
  • Countermeasures against stray light are made possible so that reflected light does not enter the imaging range of the imaging unit 60. In this way, by the countermeasure against stray light that reduces the reflection of light by the light shielding plate portion 12 provided on the upper surface of the detection chip 10, imaging by the imaging unit 60 (imaging the upper surface of the membrane filter 1 of the detection chip 10) described later is performed. The measurement can be performed well, and the measurement for detecting bacteria can be performed more accurately.
  • the detection chip 10 it is sufficient that at least the light shielding plate 12 is colored in a dark color, but in this embodiment, the detection chip 10 is formed of a resin material having a dark color, for example. Thus, the light shielding plate 12 together with the detection chip 10 is colored in a dark color. If the entire detection chip 10 is colored in a dark color, reflected light at locations other than the light shielding plate portion 12 can be reduced, and further countermeasures against stray light can be performed.
  • the bacteria detection apparatus 100 provided with the detection chip 10 mentioned above is demonstrated.
  • the bacteria detection apparatus 100 includes a stage 20 to which the detection chip 10 is attached, and a first drive mechanism 30 that moves the stage 20 in one direction (front-rear direction).
  • a second drive mechanism 40 that moves the stage 20 in a direction (left-right direction) orthogonal to one direction, a light irradiation unit 50 that irradiates light toward the detection chip 10 mounted on the stage 20, and a stage
  • the imaging unit 60 that images the upper surface of the membrane filter 1 of the detection chip 10 mounted on the control unit 20 and the overall control of each part of the apparatus, and the number of bacteria on the membrane filter 1 based on the image captured by the imaging unit 60
  • a control unit 70 for counting is provided.
  • the stage 20 includes a stage main body 21 on which the detection chip 10 is placed, and a substage 22 that supports the stage main body 21 so as to be movable.
  • the substage 22 is disposed so as to be movable back and forth along a guide (not shown) extending in the front-rear direction provided in the housing of the apparatus.
  • the stage main body 21 is disposed so as to be movable left and right along a shaft 22 a provided in the substage 22 and extending in the left-right direction.
  • the stage main body 21 is provided with a mounting portion to which the detection chip 10 is attached.
  • the first drive mechanism 30 includes a first motor 31 and a cogged belt 32 that transmits the rotational force of the first motor 31 to the substage 22 of the stage 20.
  • the first motor 31 and the cogged belt 32 are disposed in the housing of the apparatus, and the cogged belt 32 is connected to a part of the substage 22.
  • the first motor 31 is a stepping motor.
  • the substage 22 is moved in the front-rear direction.
  • the stage main body 21 and the second drive mechanism 40 (second motor 41, cylindrical cam 42) on the substage 22 are moved in the front-rear direction together with the substage 22.
  • the second drive mechanism 40 includes a second motor 41 and a cylindrical cam 42 that transmits the rotational force of the second motor 41 to the stage body 21 of the stage 20.
  • the second motor 41 and the cylindrical cam 42 are disposed on the substage 22, and a pin 21 a provided on the stage main body 21 is inserted into a spiral guide groove 42 a of the cylindrical cam 42.
  • the second motor 41 is a stepping motor.
  • the stage main body 21 is moved in the left-right direction on the substage 22 by the second drive mechanism 40.
  • the light irradiation unit 50 is fixed to the housing of the apparatus via the light source support unit 51, and is supported above the light source support unit 51 and disposed above the stage 20.
  • the light irradiation unit 50 includes, for example, a semiconductor laser (LD: Laser Diode), and applies laser light as excitation light to the upper surface of the membrane filter 1 of the detection chip 10 placed on the stage body 21 (stage 20). Irradiate. Specifically, the light irradiation unit 50 irradiates the membrane filter 1 with laser light (excitation light) from diagonally above along the left-right direction. In addition, this light irradiation part 50 irradiates a laser beam (excitation light) toward the membrane filter 1 in the imaging range by irradiating the imaging range of the imaging part 60 with a laser beam. .
  • LD Laser Diode
  • the imaging unit 60 includes, for example, a CCD camera 61, a lens unit 62, and mirrors 63 and 64 for turning back an optical path between the CCD camera 61 and the lens unit 62.
  • the CCD camera 61 images the detection chip 10 placed on the stage main body 21 (stage 20) through the lens unit 62.
  • the CCD camera 61 (imaging unit 60) divides and images the upper surface of the membrane filter 1 of the detection chip 10.
  • the membrane filter portion of the detection chip 10 is imaged so as to be divided into 49 squares (7 ⁇ 7) squares. Bacteria bound with a fluorescent label are captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 is, for example, a personal computer such as a notebook computer connected to the control board 71 of the apparatus via a cable 72, and includes an operation unit such as a keyboard and a mouse and a display unit such as a liquid crystal display. Yes.
  • the control unit 70 stores a control program for the bacteria detection apparatus 100, and gives an operation command from the control unit 70 to the control board 71 of the apparatus.
  • control board 71 an operation command is given from the control board 71 to each part of the apparatus, and the first drive mechanism 30 (first motor 31) and the second drive mechanism 40 (second motor 41) are operated to move the stage 20 (stage main body 21, sub The stage 22) is moved, or the light irradiation unit 50 is operated to irradiate the detection chip 10 placed on the stage main body 21 (stage 20) with laser light.
  • the control unit 70 is configured to give an operation command to the imaging unit 60 (CCD camera 61) so as to image the upper surface of the membrane filter 1 on which the bacteria to which the fluorescent label is bound are captured. Yes.
  • control unit 70 detects the bacteria on the membrane filter 1 based on an image captured by the imaging unit 60 (CCD camera 61) (an image on the upper surface of the membrane filter 1 on which the bacteria to which the fluorescent label is bound is captured). A process of counting the number is executed. Specifically, the control unit 70 counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1 by counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60.
  • a process of counting the number of bacteria in the sample liquid by the bacteria detection apparatus 100 of the present embodiment will be described.
  • a predetermined amount of sample liquid is filtered through the membrane filter 1.
  • the glass plate 2 is placed in the recess 11 of the detection chip 10, and water that is a liquid having no autofluorescence is dropped onto the glass plate 2.
  • the membrane filter 1 that captures bacteria bound with a fluorescent label such as DAPI is attached on the glass plate 2 of the recess 11 of the detection chip 10 with water interposed therebetween, and the detection chip 10 is placed on the stage.
  • Set on the main body 21 stage 20).
  • the light irradiation unit 50 irradiates the membrane filter 1 of the detection chip 10 with laser light (excitation light).
  • the first drive mechanism 30 and the second drive mechanism 40 adjust the stage 20 (stage main body 21, sub-subject) so that the membrane filter 1 of the detection chip 10 placed on the stage 20 is aligned with the imaging area R of the imaging unit 60.
  • the stage 22) is moved, and the imaging unit 60 (CCD camera 61) images the upper surface of the membrane filter 1 at a predetermined position.
  • the upper surface of the membrane filter 1 can be suitably imaged by the imaging unit 60 (CCD camera 61). If bacteria having a fluorescent label bound to the upper surface of the membrane filter 1 are captured, the imaging unit 60 (CCD camera 61) can image the bacteria as a light emitting point.
  • bonded as a light emission point is well-known, it is not explained in full detail here.
  • the imaging area R of the imaging unit 60 of the bacteria detection apparatus 100 corresponds to, for example, a portion of 49 mm shown in FIG. 1C, and therefore the alignment and imaging are repeated a plurality of times (here, 49 times).
  • the entire region of the membrane filter 1 is imaged.
  • the stage 20 stage main body 21
  • the imaging area R of the imaging unit 60 is aligned with any of the seven rows constituting the 49-th cell.
  • the stage 20 (substage 22) is moved in the front-rear direction by the first drive mechanism 30, and an image obtained by dividing the row into seven is captured.
  • the imaging unit 60 is placed in one of the seven rows arranged side by side in the 49 square mesh. It is suitable for relatively short movements such that the image pickup areas R are matched. Moreover, since the 1st drive mechanism 30 of the bacteria detection apparatus 100 moves the stage 20 (substage 22) via the cogged belt 32, the comparison which adjusts the imaging area R of the imaging part 60 to each place along the row
  • control unit 70 performs image processing for removing overlapping portions of the plurality of images captured by the imaging unit 60, performs processing for counting the light emission points in the images of the respective ridges (49 ⁇ ), and performs the processing of the membrane filter 1. Count the number of bacteria trapped on the top surface. Thus, by measuring the number of bacteria trapped on the upper surface of the membrane filter 1, for example, the number of bacteria per 1 cc of the sample liquid filtered by the filter can be detected.
  • the bacteria detection apparatus 100 (bacteria detection method) of this embodiment, the bacteria currently capture
  • countermeasures against stray light are performed by the light shielding plate portion 12 provided on the detection chip 10 provided in the bacteria detection device 100, and the flatness of the upper surface of the membrane filter 1 placed in the concave portion 11 of the detection chip 10 is improved.
  • a liquid such as a liquid that does not have autofluorescence
  • an image of the upper surface of the membrane filter 1 attached to the detection chip 10 can be suitably captured. Bacteria trapped on the upper surface can be suitably detected.
  • the bacteria detection apparatus 100 is not limited to use for accurately counting the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1 (bacteria contained in the sample liquid). It can also be used to determine whether the number is greater than or less than a threshold. If it is a process for determining whether or not the number of bacteria is greater than or equal to the threshold, the bacteria detection process can be performed in a shorter time than the process of counting all the numbers of bacteria.
  • the imaging unit 60 of the bacteria detection apparatus 100 captures an image by dividing the membrane filter portion of the detection chip 10 into 49 squares (7 ⁇ 7) cells.
  • the present invention is not limited to this.
  • imaging may be performed with any other number of divisions (the number of powers).
  • a process for detecting the total number of bacteria using a fluorescent label that can bind to both live and dead bacteria, and a fluorescent label that can bind to dead bacteria
  • a method of detecting the number of dead bacteria by performing a process for detecting the number of dead bacteria and detecting the number of living bacteria based on the difference between the total number of bacteria and the number of dead bacteria may be employed.
  • the conventional technology supports the first excitation light source capable of irradiating excitation light corresponding to the fluorescent label capable of binding to both live and dead bacteria, and the fluorescent label capable of binding to dead bacteria. Two excitation light sources of the second excitation light source that can irradiate the excited excitation light have been used.
  • the number of bacteria corresponding to two fluorescent labels with one excitation light source We have developed a technology that enables measurement.
  • the bacteria detection apparatus 100 used for measuring the number of bacteria includes a single excitation light source capable of irradiating predetermined excitation light as the light irradiation unit 50, and a monochrome camera as the imaging unit 60.
  • the light irradiation unit 50 that can irradiate excitation light of a predetermined wavelength includes, for example, a semiconductor laser (LD: Laser Diode) that is an excitation light source that can irradiate laser light (excitation light) having a wavelength of 405 nm.
  • the CCD camera 61 included in the imaging unit 60 is a monochrome CCD camera. For example, light having a wavelength of 450 nm or more is transmitted to the lens unit 62 of the imaging unit 60 so as not to transmit light having a wavelength of 405 nm.
  • An excitation cut filter is provided.
  • fluorescent labels used for this bacterial count measurement
  • DAPI 4- ', 6-diamidino-2-phenylindole
  • AO acridine orange
  • DAPI and AO are used as two fluorescent labels (fluorescent reagents).
  • the light irradiating unit 50 irradiates excitation light of a predetermined wavelength toward the membrane filter 1 where the bacteria to which the fluorescent label is bound is captured, and the imaging unit 60 provided with the monochrome CCD camera (CCD camera 61).
  • the present inventors have found that it is possible to appropriately capture the fluorescence of the DAPI (light emission point) and the fluorescence of the AO (light emission point) when imaging the light emission point of the bacteria. Specifically, when a laser beam having a wavelength of 405 nm is irradiated, although the fluorescence intensity from DAPI and the fluorescence intensity from AO are different, each emission point can be captured appropriately.
  • the present inventors have found that if a monochrome CCD camera is used, it is possible to measure the number of bacteria corresponding to two fluorescent labels with one excitation light source.
  • the total number of bacteria (the number of living and dead bacteria combined) can be detected by measuring the number of bacteria (number of luminescent spots) to which DAPI is bound, and AO is bound.
  • the number of dead bacteria can be detected by measuring the number of bacteria (number of luminescent spots). Then, as will be described later, the difference between the number of bacteria to which DAPI is bound (the number of bacteria that combines the number of living and dead cells (total number of bacteria)) and the number of bacteria to which AO is bound (number of dead cells) If viable, the viable cell count can be calculated.
  • the number of viable bacteria obtained by measuring the number of bacteria and taking the difference between the total number of bacteria and the number of dead cells and a conventionally known culture method (colony formed after applying the specimen to the agar medium)
  • the present inventors have confirmed that there is a correlation with the number of viable bacteria determined by the method for measuring the number), and using one excitation light source and two fluorescent labels, and measuring the number of bacteria using a monochrome CCD camera was determined to be effective.
  • the membrane filter 1 that captures the DAPI-bound bacteria on the upper surface side is provided with a liquid such as water (a liquid that does not have autofluorescence) on the glass plate 2 of the recess 11 of the detection chip 10. Attach the detection chip 10 to the stage main body 21 (stage 20).
  • the light irradiation unit 50 irradiates the membrane filter 1 of the detection chip 10 with excitation light having a predetermined wavelength.
  • the first drive mechanism 30 and the second drive mechanism 40 adjust the stage 20 (stage main body 21, sub-subject) so that the membrane filter 1 of the detection chip 10 placed on the stage 20 is aligned with the imaging area R of the imaging unit 60.
  • the stage 22) is moved, and the imaging unit 60 (CCD camera 61) images the upper surface of the membrane filter 1 at a predetermined position. If bacteria having DAPI bound to the upper surface of the membrane filter 1 are captured, the imaging unit 60 (CCD camera 61) can image the bacteria as a light emitting point.
  • control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter
  • the membrane filter 1 that captures the AO-bound bacteria on the upper surface side is interposed with a liquid such as water (a liquid that does not have autofluorescence) on the glass plate 2 of the recess 11 of the detection chip 10. Attach the detection chip 10 to the stage main body 21 (stage 20).
  • the light irradiation unit 50 irradiates the membrane filter 1 of the detection chip 10 with excitation light having a predetermined wavelength.
  • the first drive mechanism 30 and the second drive mechanism 40 adjust the stage 20 (stage main body 21, sub-subject) so that the membrane filter 1 of the detection chip 10 placed on the stage 20 is aligned with the imaging area R of the imaging unit 60.
  • the stage 22) is moved, and the imaging unit 60 (CCD camera 61) images the upper surface of the membrane filter 1 at a predetermined position. If bacteria having AO bonded to the upper surface of the membrane filter 1 are captured, the imaging unit 60 (CCD camera 61) can image the bacteria as a light emitting point.
  • control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the number of dead bacteria per 1 cc of the sample liquid filtered by the filter is detected by measuring the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1 and bound with AO. can do.
  • the measurement of the number of bacteria to which AO is bound is the second step.
  • control part 70 the process which takes the difference of the total number of bacteria detected at the 1st process and the number of dead bacteria detected at the 2nd process is performed in the control part 70, and the number of living bacteria can be calculated. Moreover, the total number of bacteria detected, the number of dead bacteria, and the calculated number of living bacteria are displayed on a display unit.
  • the control unit 70 is not limited to executing the process of calculating the number of viable bacteria based on the difference between the total number of bacteria and the number of dead bacteria, but executes the process of calculating the ratio of the number of dead bacteria to the total number of bacteria. Also good.
  • the bacteria detection apparatus 100 (bacteria detection method) of the present embodiment can suitably perform bacterial count measurement using one excitation light source and two fluorescent labels.
  • the viable cell count can be calculated based on the difference between the total cell count and the dead cell count, or the ratio of the dead cell count to the total cell count can be calculated.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • a detection chip 10 used by being attached to the bacteria detection apparatus 100 of the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 6A and 6B, a detection chip 10 provided with two recesses 11 can be used.
  • the two concave portions 11 of the detection chip 10 shown in FIGS. 6A and 6B are provided in an arrangement aligned in the front-rear direction with the detection chip 10 set on the stage body 21 (stage 20). If the detection chip 10 has two recesses 11, the membrane filter 1 that captures bacteria having DAPI bound to one recess 11 is placed on the upper surface side, and AO is bound to the other recess 11.
  • the membrane filter 1 capturing the bacteria on the upper surface side can be placed and used.
  • the membrane filter 1 that captures the DAPI-bound bacteria on the upper surface side is interspersed with a liquid such as water (a liquid that does not have autofluorescence) on the glass plate 2 of one recess 11 of the detection chip 10. And place it. Further, the membrane filter 1 that captures the AO-bound bacteria on the upper surface side intervenes a liquid such as water (a liquid that does not have autofluorescence) on the glass plate 2 of the other recess 11 of the detection chip 10. And place it. Then, the detection chip 10 with the membrane filter 1 attached to each of the two recesses 11 is set on the stage main body 21 (stage 20).
  • the light irradiation unit 50 irradiates the membrane filter 1 of the detection chip 10 with excitation light having a predetermined wavelength.
  • the first drive mechanism 30 and the second drive mechanism 40 adjust the stage 20 (stage main body 21, sub-subject) so that the membrane filter 1 of the detection chip 10 placed on the stage 20 is aligned with the imaging area R of the imaging unit 60.
  • the stage 22) is moved, and the imaging unit 60 (CCD camera 61) images the upper surface of the membrane filter 1 at a predetermined position.
  • the movable range of the stage main body 21 in the left-right direction by the drive mechanism 40 is adjusted. If bacteria having DAPI bound thereto are captured on the upper surface of the membrane filter 1 placed in one of the recesses 11, the bacteria can be imaged as a light emitting point by the imaging unit 60 (CCD camera 61). Similarly, if bacteria having AO bonded to the upper surface of the membrane filter 1 placed in the other concave portion 11 are captured, the bacteria can be imaged as a light emitting point by the imaging unit 60 (CCD camera 61).
  • control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • the control unit 70 performs a process of counting the light emitting points in the image captured by the imaging unit 60 and counts the number of bacteria captured on the upper surface of the membrane filter 1.
  • a process for obtaining the difference between the total number of bacteria detected and the number of dead bacteria is performed by the control unit 70, and the number of viable bacteria can be calculated. Moreover, the total number of bacteria detected, the number of dead bacteria, and the calculated number of living bacteria are displayed on a display unit.
  • the control unit 70 is not limited to executing the process of calculating the number of viable bacteria based on the difference between the total number of bacteria and the number of dead bacteria, but executes the process of calculating the ratio of the number of dead bacteria to the total number of bacteria. Also good.
  • the bacteria detection apparatus 100 can suitably perform bacterial count measurement using one excitation light source and two fluorescent labels.
  • the viable cell count can be calculated based on the difference between the total cell count and the dead cell count, or the ratio of the dead cell count to the total cell count can be calculated.
  • the number of bacteria combined with DAPI and the number of bacteria combined with AO can be measured without changing the membrane filter 1 or the detection chip 10. Can be measured smoothly.
  • the two recesses 11 of the detection chip 10 shown in FIGS. 6A and 6B were provided in an arrangement lined up and down with the detection chip 10 set on the stage body 21 (stage 20).
  • the invention is not limited to the above embodiment.
  • the detection chip 10 is provided with two concave portions 11 arranged side by side in a state where the detection chip 10 is set on the stage body 21 (stage 20). Also good.
  • the mounting portion of the detection chip 10 provided in the stage main body 21 is formed in a shape corresponding to the detection chip 10 shown in FIGS. 7A and 7B.
  • the movable range of the stage main body 21 in the left-right direction by the drive mechanism 40 is adjusted. Even in such an arrangement, if the detection chip 10 provided with two recesses 11 is used, the number of bacteria to which DAPI is bound can be measured without changing the membrane filter 1 or the detection chip 10. The number of bacteria to which AO is bound can be measured smoothly.
  • the process of calculating the number of viable bacteria based on the difference between the total number of bacteria and the number of dead bacteria has been described. It is not limited to this, for example, using a fluorescent label that can bind to both live and dead bacteria and a fluorescent label that can bind to live bacteria, You may make it perform the process (process which calculates the ratio of the number of living bacteria with respect to the total number of bacteria) which calculates the number of dead bacteria.
  • the membrane filter 1 that captures bacteria having different fluorescent labels bound to each other is placed in the two recesses 11 of the detection chip 10 on the upper surface side, but the present invention is not limited to this.
  • two samples analyte liquid
  • Measurement may be performed.
  • the present invention can be used in a bacteria detection apparatus and a bacteria detection method for detecting bacteria by emitting a fluorescent label bonded to bacteria and observing the fluorescence.

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Abstract

細菌検出装置100は、メンブレンフィルター1が定置されている検出チップ10が載置されたステージ20を第1駆動機構30と第2駆動機構40とによって前後方向と左右方向に移動させて、光照射部50からの励起光が照射されたメンブレンフィルター1の上面を撮像部60による撮像範囲に合わせて撮像することができる。メンブレンフィルター1の上面に蛍光標識が結合された細菌が捕捉されていれば、その細菌を発光点として撮像部60によって撮像できる。そして、撮像部60が撮像した画像中の発光点を制御部70がカウントするようにして、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌を好適に検出することができる。

Description

細菌検出装置及び細菌検出方法
 本発明は、細菌に結合させた蛍光標識を発光させ、その蛍光を観察することによって細菌を検出する細菌検出装置及び細菌検出方法に関する。
 従来、メンブレンフィルターで濾過して捕捉した細菌をATP発光させ、その発光点を計数するようにして細菌数を測定する細菌検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平6-78748号公報
 また、蛍光試薬で染色した細菌に所定の波長域の励起光を照射して、細菌に結合させた蛍光標識を発光させて細菌を検出するようにした細菌検出装置も使われている。
 この蛍光観察によって細菌を検出する細菌検出装置の改良を本発明者らが鋭意検討した結果、従来の装置よりも好適に細菌を検出可能な細菌検出装置及び細菌検出方法を開発するに至った。
 本発明の目的は、細菌を好適に検出できる細菌検出装置及び細菌検出方法を提供することである。
 上記目的を達成するため、本出願に係る一の発明である細菌検出装置は、
 蛍光標識が結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルターがその上面を上にして定置される凹部が設けられている検出チップと、
 前記検出チップを載置可能な載置部を有するステージと、
 前記ステージを一の方向に移動させる第1駆動機構と、
 前記ステージを一の方向と直交する方向に移動させる第2駆動機構と、
 前記検出チップの前記メンブレンフィルターの上面に光を照射する光照射部と、
 前記メンブレンフィルターの上面を撮像する撮像部と、
 前記撮像部が撮像した画像中の発光点をカウントすることで、前記メンブレンフィルター上の細菌の数をカウントする制御部と、
 を備えるようにした。
 かかる構成の細菌検出装置によれば、メンブレンフィルターが定置されている検出チップが載置されたステージを第1駆動機構と第2駆動機構とによって一の方向と該方向と直交する方向に移動させて、光照射部からの光が照射されたメンブレンフィルターの上面を撮像部による撮像範囲に合わせて撮像することができる。
 検出チップの凹部に定置されているメンブレンフィルターに蛍光標識が結合された細菌が捕捉されていれば、その細菌を発光点として撮像部によって撮像できる。
 そして、撮像部が撮像した画像中の発光点をカウントするように細菌の数を計数するなどして、メンブレンフィルターの上面に捕捉されている細菌を好適に検出することができる。
 また、望ましくは、
 前記検出チップが前記ステージに載置された向きで、前記凹部を挟んで前記光照射部の反対側となる前記検出チップの上面の所定部位には、前記光照射部が照射した光が前記凹部側に反射するのを低減する遮光板部が設けられているようにする。
 検出チップの上面に設けられている遮光板部は、光照射部が照射した光が凹部側に反射するのを低減する機能を有しているので、その遮光板部によって撮像部による撮像範囲に反射光が入らないようにする迷光対策を行うことによって、凹部に定置されたメンブレンフィルターの上面の撮像を良好に行うことができ、細菌を検出する測定をより正確に行うことが可能になる。
 また、望ましくは、
 前記検出チップの少なくとも前記遮光板部は暗色系の色に着色されているようにする。
 暗色系の色に着色され、蛍光を出さないようにされた遮光板部であれば、遮光板部に当たった光を吸収するようにして、光の反射を低減する迷光対策を好適に行うことができる。
 なお、検出チップ全体が暗色系の色に着色されていれば、遮光板部以外の箇所での光の反射も低減でき、より一層の迷光対策を行うことができる。
 また、望ましくは、
 前記メンブレンフィルターは、前記凹部に嵌め入れられたガラス板の上に定置されているとともに、前記ガラス板と前記メンブレンフィルターの間には自家蛍光を有さない液体が介在されているようにする。
 ガラス板とメンブレンフィルターの間に自家蛍光を有さない液体を介在させるようにすれば、その液体の表面張力によってメンブレンフィルターの姿勢を凹部内で安定させることができる。
 具体的には、検出チップの凹部に定置されたメンブレンフィルターが水などの液体の表面張力によってガラス板に対して平行な姿勢を保つことで、そのメンブレンフィルターの上面の平坦性が確保されるようになるので、撮像部によってメンブレンフィルターの上面を良好に撮像することができ、細菌を検出する測定を正確に行い易くなる。
 また、望ましくは、
 前記検出チップには前記凹部が2つ設けられているようにする。
 検出チップに2つの凹部が設けられていれば、検出チップに2つのメンブレンフィルターを定置することができるので、2つの試料(被検体液)の測定をスムーズに行うことができる。
 また、本出願に係る他の発明は、
 請求項1~5のいずれか一項に記載の細菌検出装置を用いた細菌検出方法であって、
 蛍光標識が結合された細菌をメンブレンフィルターで捕捉するステップと、
 前記検出チップの凹部にガラス板を設置するステップと、
 前記ガラス板の上に自家蛍光を有さない液体を滴下するステップと、
 前記ガラス板上に前記メンブレンフィルターを定置するステップと、
 前記メンブレンフィルターが定置されている前記検出チップを前記ステージに載置するステップと、
 前記メンブレンフィルターに前記光照射部から励起光を照射するステップと、
 前記メンブレンフィルターを前記撮像部で撮像するステップと、
 前記撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、前記メンブレンフィルターで捕捉している細菌を検出するステップと、
 を有するようにした。
 なお、蛍光染料(蛍光試薬)で染色された細菌が含まれている被検体液をメンブレンフィルターで濾過してその細菌を捕捉しても、細菌が含まれている被検体液をメンブレンフィルターで濾過し、捕捉した細菌を蛍光染料(蛍光試薬)で染色するようにしてもよい。
 かかる構成の細菌検出方法によれば、検出チップの凹部に定置されているメンブレンフィルターに蛍光標識が結合された細菌が捕捉されていれば、撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、メンブレンフィルターの上面に捕捉されている細菌を好適に検出できる。
 特に、検出チップの凹部にガラス板を介して定置されたメンブレンフィルターが水などの液体(自家蛍光を有さない液体)の表面張力によってガラス板に対して平行な姿勢を保つことで、そのメンブレンフィルターの上面の平坦性が確保されるようになり、撮像部によるメンブレンフィルターの上面の撮像を良好に行うことができ、細菌を検出する測定を正確に行うことが可能になる。
 また、本出願に係る他の発明は、
 請求項1~4のいずれか一項に記載の細菌検出装置において、前記光照射部として所定の励起光を照射可能な1つの光源を備え、前記撮像部としてモノクロカメラを備えている細菌検出装置を用いた細菌検出方法であって、
 蛍光標識が結合された細菌をメンブレンフィルターで捕捉する第1ステップと、
 前記検出チップの凹部にガラス板を設置する第2ステップと、
 前記ガラス板の上に自家蛍光を有さない液体を滴下する第3ステップと、
 前記ガラス板上に前記メンブレンフィルターを定置する第4ステップと、
 前記メンブレンフィルターが定置されている前記検出チップを前記ステージに載置する第5ステップと、
 前記メンブレンフィルターに前記光照射部から励起光を照射する第6ステップと、
 前記メンブレンフィルターを前記撮像部で撮像する第7ステップと、
 前記撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、前記メンブレンフィルターで捕捉している細菌を検出する第8ステップと、
 を有し、
 生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第8ステップを行って総菌数を検出し、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第8ステップを行って生菌数又は死菌数を検出するようにした。
 モノクロカメラを備えた構成の細菌検出装置を用いた細菌検出方法によれば、1つの励起光源で2つの蛍光標識に対応する菌数測定を行うことができる。
 具体的には、モノクロカメラ(撮像部)で細菌の発光点を撮像した場合、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識の蛍光と、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識の蛍光をそれぞれ捉え、総菌数(生菌数と死菌数をあわせた菌数)を検出することと、生菌数または死菌数を検出することができる。
 こうすることで、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を検出したり、総菌数と生菌数の差分に基づき死菌数を検出したりすることができる。
 また、総菌数に対する死菌数の割合を算出したり、総菌数に対する生菌数の割合を算出したりすることができる。
 また、本出願に係る他の発明は、
 請求項5に記載の細菌検出装置において、前記光照射部として所定の励起光を照射可能な1つの光源を備え、前記撮像部としてモノクロカメラを備えている細菌検出装置を用いた細菌検出方法であって、
 蛍光標識が結合された細菌をメンブレンフィルターで捕捉する第1ステップと、
 前記検出チップの凹部にガラス板を設置する第2ステップと、
 前記ガラス板の上に自家蛍光を有さない液体を滴下する第3ステップと、
 前記ガラス板上に前記メンブレンフィルターを定置する第4ステップと、
 前記メンブレンフィルターが定置されている前記検出チップを前記ステージに載置する第5ステップと、
 前記メンブレンフィルターに前記光照射部から励起光を照射する第6ステップと、
 前記メンブレンフィルターを前記撮像部で撮像する第7ステップと、
 前記撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、前記メンブレンフィルターで捕捉している細菌を検出する第8ステップと、
 を有し、
 生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第4ステップを行って、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識が結合された細菌を捕捉しているメンブレンフィルターを前記検出チップの一方の凹部に定置し、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第4ステップを行って、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識が結合された細菌を捕捉しているメンブレンフィルターを前記検出チップの他方の凹部に定置した後、前記第5ステップを行ってその検出チップを前記ステージに載置し、
 前記一方の凹部に定置されている前記メンブレンフィルターに対し前記第6ステップから前記第8ステップを行って総菌数を検出し、前記他方の凹部に定置されている前記メンブレンフィルターに対し前記第6ステップから前記第8ステップを行って生菌数又は死菌数を検出するようにした。
 モノクロカメラを備えた構成の細菌検出装置を用いた細菌検出方法によれば、1つの励起光源で2つの蛍光標識に対応する菌数測定を行うことができる。
 そして、上述したように、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を検出したり、総菌数と生菌数の差分に基づき死菌数を検出したりすることができる。
 また、総菌数に対する死菌数の割合を算出したり、総菌数に対する生菌数の割合を算出したりすることができる。
 特に、2つの凹部が設けられている検出チップを使用することで、メンブレンフィルターや検出チップの付け替えを行うことなく、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識が結合された細菌数の計測と、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識が結合された細菌数の測定をスムーズに行うことができる。
 本発明によれば、細菌を好適に検出することができる。
本実施形態の細菌検出装置に取り付けて使用する検出チップを示す分解斜視図である。 本実施形態の細菌検出装置に取り付けて使用する検出チップを示す斜視図である。 本実施形態の細菌検出装置に取り付けて使用する検出チップを示す平面図である。 本実施形態の細菌検出装置を示す斜視図である。 本実施形態の細菌検出装置を示す斜視図である。 本実施形態の細菌検出装置のステージ部分を拡大して示す斜視図である。 本実施形態の細菌検出装置の撮像部を示す側面図である。 検出チップの変形例を示す分解斜視図である。 検出チップの変形例を示す斜視図である。 検出チップの変形例を示す分解斜視図である。 検出チップの変形例を示す斜視図である。
 以下、図面を参照して、本発明に係る細菌検出装置及び細菌検出方法の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
 本実施形態の細菌検出装置100は、蛍光染色法とメンブレンフィルター法を組み合わせた測定原理を利用して、被検体液中に含まれる細菌を検出する装置である。
 まず、細菌検出装置100に取り付けて使用する検出チップ10について説明する。
 検出チップ10の上面には、図1A、図1Bに示すように、メンブレンフィルター1がその上面を上にして定置される凹部11が設けられている。
 この検出チップ10の凹部11に定置されて取り付けられるメンブレンフィルター1は、蛍光標識が結合された細菌を上面側で捕捉しているものである。
 なお、蛍光染料(蛍光試薬)で染色された細菌が含まれている被検体液をメンブレンフィルター1で濾過してその細菌を捕捉しても、細菌が含まれている被検体液をメンブレンフィルター1で濾過し、捕捉した細菌を蛍光染料(蛍光試薬)で染色するようにしてもよい。
 検出チップ10の凹部11に取り付けられるメンブレンフィルター1は、凹部11に嵌め入れられたガラス板2の上に定置されており、ガラス板2とメンブレンフィルター1の間に自家蛍光を有さない液体である水を介在した状態で取り付けられている。
 例えば、検出チップ10の凹部11には、予めガラス板2が嵌め入れられており、そのガラス板2の上に所定量の水滴が付着された状態でメンブレンフィルター1が凹部11に取り付けられている。
 このようにガラス板2とメンブレンフィルター1の間に水を介在させることで、その水の表面張力によってメンブレンフィルター1の姿勢が凹部11内で安定する。
 具体的には、検出チップ10の凹部11に定置されたメンブレンフィルター1が水の表面張力によってガラス板2に対して平行な姿勢を保つことで、そのメンブレンフィルター1の上面の平坦性が確保されるようになり、後述する撮像部60による撮像(検出チップ10のメンブレンフィルター1の上面の撮像)を良好に行うことができ、細菌を検出する測定を正確に行い易くなる。
 なお、鏡面加工などによって、凹部11の底面が高い平滑性を有する面に仕上げられていれば、ガラス板2を用いなくてもよい。例えば、その凹部11の底面に水滴を付着させた状態で、凹部11にメンブレンフィルター1を定置させれば、水の表面張力によってメンブレンフィルター1の姿勢を凹部11の底面に対して平行に保つことができる。
 なお、ガラス板2とメンブレンフィルター1の間に介在させる液体は水であることに限らず、自家蛍光を有さない液体としてグリセリンを用いることもできる。
 グリセリンは水に比べて揮発し難い液体であるので、細菌を検出する測定に時間が掛かる場合にはグリセリンを用いることが好ましい。
 また、グリセリンは水に比べて粘性が高い液体であるので、ガラス板2とメンブレンフィルター1を密着させることができ、そのメンブレンフィルター1の上面の平坦性を確保することができる。
 また、この検出チップ10の上面の所定部位には、図1A、図1Bに示すように、フランジ状の遮光板部12が設けられている。
 遮光板部12は、検出チップ10が細菌検出装置100のステージ20(後述)の所定位置に載置された向きで、凹部11を挟んで光照射部50(後述)の反対側となる検出チップ10の上面に設けられている(図2参照)。
 この遮光板部12は、光照射部50(後述)が検出チップ10(メンブレンフィルター1)に向けて照射した光が凹部11側に反射するのを低減するために設けられている。
 具体的には、遮光板部12は暗色系の色に着色され、蛍光を出さないようにされており、遮光板部12に当たった光を吸収するようにして反射光を低減し、後述する撮像部60による撮像範囲に反射光が入らないようにする迷光対策を可能にしている。
 このように検出チップ10の上面に設けた遮光板部12によって光の反射を低減するようにした迷光対策によって、後述する撮像部60による撮像(検出チップ10のメンブレンフィルター1の上面の撮像)を良好に行うことができ、細菌を検出する測定をより正確に行うことが可能になる。
 なお、検出チップ10においては、少なくとも遮光板部12が暗色系の色に着色されていればよいが、本実施形態では、例えば暗色系の色を有する樹脂材料によって検出チップ10を形成するようにして、検出チップ10ごと遮光板部12を暗色系の色に着色している。
 検出チップ10全体が暗色系の色に着色されていれば、遮光板部12以外の箇所での反射光も低減でき、より一層の迷光対策を行うことができる。
 次に、上述した検出チップ10を備えている細菌検出装置100について説明する。
 本実施形態の細菌検出装置100は、図2、図3に示すように、検出チップ10が取り付けられているステージ20と、ステージ20を一の方向(前後方向)に移動させる第1駆動機構30と、ステージ20を一の方向と直交する方向(左右方向)に移動させる第2駆動機構40と、ステージ20に載置された検出チップ10に向けて光を照射する光照射部50と、ステージ20に載置された検出チップ10のメンブレンフィルター1の上面を撮像する撮像部60と、装置各部を統括制御するとともに、撮像部60が撮像した画像に基づいてメンブレンフィルター1上の細菌の数をカウントする制御部70等を備えている。
 ステージ20は、検出チップ10が載置されるステージ本体21と、ステージ本体21を移動可能に支持しているサブステージ22と、を備えている。
 サブステージ22は、装置の筐体に設けられている前後方向に延在するガイド(図示省略)に沿って前後に移動可能に配設されている。
 ステージ本体21は、サブステージ22に設けられている左右方向に延在する軸22aに沿って左右に移動可能に配設されている。このステージ本体21に検出チップ10が取り付けられる載置部が設けられている。
 第1駆動機構30は、図4に示すように、第1モータ31と、第1モータ31の回転力をステージ20のサブステージ22に伝達するコグドベルト32等を有している。
 第1モータ31とコグドベルト32は装置の筐体に配設されており、コグドベルト32がサブステージ22の一部に連結されている。第1モータ31はステッピングモータである。
 この第1駆動機構30によって、サブステージ22が前後方向に移動される。
 なお、サブステージ22上のステージ本体21と第2駆動機構40(第2モータ41、円筒カム42)は、サブステージ22とともに前後方向に移動される。
 第2駆動機構40は、図4に示すように、第2モータ41と、第2モータ41の回転力をステージ20のステージ本体21に伝達する円筒カム42等を有している。
 第2モータ41と円筒カム42はサブステージ22上に配設されており、円筒カム42の螺旋状の案内溝42aには、ステージ本体21に設けられているピン21aが挿し入れられている。第2モータ41はステッピングモータである。
 この第2駆動機構40によって、ステージ本体21がサブステージ22上で左右方向に移動される。
 光照射部50は、図4に示すように、光源支持部51を介して装置の筐体に固定されており、その光源支持部51に支持されてステージ20の上方に配設されている。
 光照射部50は、例えば、半導体レーザー(LD:Laser Diode)を備えており、ステージ本体21(ステージ20)に載置された検出チップ10のメンブレンフィルター1の上面に励起光としてのレーザー光を照射する。
 具体的には、光照射部50は、左右方向に沿う斜め上からメンブレンフィルター1に向けてレーザー光(励起光)を照射する。
 なお、この光照射部50は、撮像部60の撮像範囲にレーザー光を照射することで、その撮像範囲内にあるメンブレンフィルター1に向けてレーザー光(励起光)を照射するようになっている。
 撮像部60は、図5に示すように、例えば、CCDカメラ61と、レンズユニット62と、CCDカメラ61とレンズユニット62の間の光路を折り返すためのミラー63,64等を備えている。
 このCCDカメラ61はレンズユニット62を通して、ステージ本体21(ステージ20)に載置された検出チップ10を撮像する。
 具体的には、CCDカメラ61(撮像部60)は、検出チップ10のメンブレンフィルター1の上面を分割して撮像する。本実施形態では、例えば、図1Cに示すように、検出チップ10のメンブレンフィルター部分を49升(7×7)の枡目に分割するようにして撮像する。
 なお、メンブレンフィルター1の上面には、蛍光標識が結合された細菌が捕捉されている。
 制御部70は、例えば、装置の制御基板71にケーブル72を介して接続されたノート型パソコン等のパーソナルコンピュータであり、キーボードやマウスなどの操作部と、液晶ディスプレイなどの表示部等を備えている。
 制御部70には、細菌検出装置100の制御用プログラムが格納されており、この制御部70から装置の制御基板71へ動作指令を与える。そして、制御基板71から装置各部に動作指令を与えて、第1駆動機構30(第1モータ31)や第2駆動機構40(第2モータ41)を作動させてステージ20(ステージ本体21、サブステージ22)を移動させたり、光照射部50を作動させてステージ本体21(ステージ20)に載置されている検出チップ10に向けてレーザー光を照射したりすることができるように構成されている。
 また、制御部70は、撮像部60(CCDカメラ61)に動作指令を与えて、蛍光標識が結合された細菌が捕捉されているメンブレンフィルター1の上面を撮像することができるように構成されている。
 特に、制御部70は、撮像部60(CCDカメラ61)が撮像した画像(蛍光標識が結合された細菌が捕捉されているメンブレンフィルター1の上面の画像)に基づき、メンブレンフィルター1上の細菌の数をカウントする処理を実行する。
 具体的には、制御部70は、撮像部60が撮像した画像中の発光点をカウントすることで、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌の数をカウントする。
 次に、本実施形態の細菌検出装置100によって、被検体液中の細菌の数をカウントする処理ついて説明する。
 まず、所定量の被検体液をメンブレンフィルター1で濾過する。
 また、検出チップ10の凹部11にガラス板2を載置し、そのガラス板2上に自家蛍光を有さない液体である水を滴下する。
 そして、DAPIなどの蛍光標識が結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を、検出チップ10の凹部11のガラス板2上に水を介在させて取り付け、その検出チップ10をステージ本体21(ステージ20)にセットする。
 次いで、制御部70としてのパーソナルコンピュータを操作して細菌検出装置100による細菌数の測定を開始すると、光照射部50が検出チップ10のメンブレンフィルター1に向けてレーザー光(励起光)を照射するとともに、ステージ20に載置されている検出チップ10のメンブレンフィルター1を撮像部60の撮像エリアRに合わせるように、第1駆動機構30と第2駆動機構40によってステージ20(ステージ本体21、サブステージ22)を移動させ、所定位置で撮像部60(CCDカメラ61)がメンブレンフィルター1の上面を撮像する。
 このとき、検出チップ10の上面に設けられている遮光板部12によって迷光対策がなされているので、撮像部60(CCDカメラ61)によってメンブレンフィルター1の上面を好適に撮像できる。
 メンブレンフィルター1の上面に蛍光標識が結合された細菌が捕捉されていれば、撮像部60(CCDカメラ61)によってその細菌を発光点として撮像できる。なお、励起光によって蛍光標識を発光させ、蛍光標識が結合された細菌を発光点として撮像する技術は公知なので、ここでは詳述しない。
 この細菌検出装置100の撮像部60の撮像エリアRは、例えば、図1Cに示した49升の一升に相当するので、その位置合わせと撮像を複数回(ここでは49回)繰り返すようにして、メンブレンフィルター1の全領域を撮像するようになっている。
 具体的には、第2駆動機構40によってステージ20(ステージ本体21)を左右方向に移動させて、49升の枡目を構成する7列のいずれかに撮像部60の撮像エリアRを合わせ、第1駆動機構30によってステージ20(サブステージ22)を前後方向に移動させつつ、その列を7つに分割した画像を撮像する。
 細菌検出装置100の第2駆動機構40は、円筒カム42を介してステージ20(ステージ本体21)を移動させるので、49升の枡目において左右に並んでいる7列のいずれかに撮像部60の撮像エリアRを合わせるような、比較的短い移動に適している。
 また、細菌検出装置100の第1駆動機構30は、コグドベルト32を介してステージ20(サブステージ22)を移動させるので、その列に沿う各所に撮像部60の撮像エリアRを合わせるような、比較的長い移動に適している。
 次いで、制御部70は、撮像部60が撮像した複数の画像の重複部分を取り除く画像処理を行い、各升(49升)の画像中の発光点をカウントする処理を行って、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌の数をカウントする。
 このように、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌の数を計測することで、例えば、フィルターで濾過した被検体液1cc当りの細菌数を検出することができる。
 以上のように、本実施形態の細菌検出装置100(細菌検出方法)であれば、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌を好適に検出できる。
 特に、この細菌検出装置100が備えている検出チップ10に設けた遮光板部12による迷光対策を行うことと、その検出チップ10の凹部11に定置されるメンブレンフィルター1の上面の平坦性を水などの液体(自家蛍光を有さない液体)の表面張力で確保することによって、検出チップ10に取り付けたメンブレンフィルター1の上面の画像を好適に撮像できるので、その画像に基づいてメンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌を好適に検出することができる。
 なお、この細菌検出装置100は、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌(被検体液中に含まれていた細菌)の数を正確にカウントすることに用いることに限らず、その細菌の数が閾値以上か、閾値未満か判定することにも用いることができる。細菌の数が閾値以上か否かを判定する処理であれば、細菌の数を全てカウントする処理よりも、細菌の検出処理を短時間で行うことができる。
 なお、以上の実施の形態において、細菌検出装置100の撮像部60は、検出チップ10のメンブレンフィルター部分を49升(7×7)の枡目に分割するようにして撮像したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、撮像部60の撮像倍率などに応じて、その他の任意の分割数(升数)で撮像するようにしてもよい。
 次に、本実施形態の細菌検出装置100を用いた菌数測定に関する他の実施形態として、1つの励起光源と2つの蛍光標識(蛍光試薬)を使用した菌数測定について説明する。
 なお、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明し、上記実施形態と同様の構成については説明を割愛する。
 従来、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識を用いて総菌数(生菌数と死菌数をあわせた菌数)を検出する処理と、死菌に結合可能な蛍光標識を用いて死菌数を検出する処理を行い、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を検出するという手法が採られることがある。
 但し、従来行われていた技術では、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識に対応させた励起光を照射可能な第1の励起光源と、死菌に結合可能な蛍光標識に対応させた励起光を照射可能な第2の励起光源の、2つの励起光源が用いられていたが、本発明者らが鋭意検討した結果、1つの励起光源で2つの蛍光標識に対応する菌数測定を可能にする技術を開発するに至った。
 その菌数測定に用いる細菌検出装置100は、光照射部50として所定の励起光を照射可能な1つの励起光源を備え、撮像部60としてモノクロカメラを備えている。
 所定の波長の励起光を照射可能な光照射部50は、例えば、波長が405nmのレーザー光(励起光)を照射可能な励起光源である半導体レーザー(LD:Laser Diode)を備えている。
 また、撮像部60が備えているCCDカメラ61はモノクロCCDカメラであり、その撮像部60のレンズユニット62には、波長405nmの光を透過させないように、例えば、波長450nm以上の光を透過する励起カットフィルターが配設されている。
 また、この菌数測定に使用する2つの蛍光標識(蛍光試薬)として、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識にはDAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)、死菌に結合可能な蛍光標識にはAO(アクリジンオレンジ)を挙げることができる。
 本実施形態では、2つの蛍光標識(蛍光試薬)として、DAPIとAOを使用した。
 そして、蛍光標識が結合された細菌が捕捉されているメンブレンフィルター1に向けて光照射部50が所定の波長の励起光を照射し、モノクロCCDカメラ(CCDカメラ61)を備えた撮像部60で細菌の発光点を撮像した場合、DAPIの蛍光(発光点)とAOの蛍光(発光点)をそれぞれ好適に捉えることが可能であることを本発明者らが見出した。具体的には、波長が405nmのレーザー光を照射した場合、DAPIからの蛍光強度とAOからの蛍光強度が異なるが、それぞれの発光点を好適に捉えることが可能であった。
 つまり、モノクロCCDカメラを用いれば、1つの励起光源で2つの蛍光標識に対応する菌数測定を行うことが可能であることを本発明者らが見出した。
 ここでは、DAPIが結合された細菌の数(発光点の数)を計測することで総菌数(生菌数と死菌数をあわせた菌数)を検出することができ、AOが結合された細菌の数(発光点の数)を計測することで死菌数を検出することができる。
 そして、後述するように、DAPIが結合された細菌の数(生菌数と死菌数をあわせた菌数(総菌数))とAOが結合された細菌の数(死菌数)の差分をとるようにすれば、生菌数を算出することができる。
 なお、このような菌数測定を行って総菌数と死菌数の差分をとるようにして求めた生菌数と、従来公知の培養法(寒天培地に検体を塗布した後に形成されたコロニー数を計測する方法)によって求めた生菌数とに相関があることを本発明者らは確認し、1つの励起光源と2つの蛍光標識を使用するとともに、モノクロCCDカメラを用いた菌数測定が有効であると判断した。
 次に、1つの励起光源と2つの蛍光標識を使用した菌数測定について、具体的に説明する。
 まず、DAPIが結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を、検出チップ10の凹部11のガラス板2上に水などの液体(自家蛍光を有さない液体)を介在させて取り付け、その検出チップ10をステージ本体21(ステージ20)にセットする。
 次いで、制御部70としてのパーソナルコンピュータを操作して細菌検出装置100による細菌数の測定を開始すると、光照射部50が検出チップ10のメンブレンフィルター1に向けて所定の波長の励起光を照射するとともに、ステージ20に載置されている検出チップ10のメンブレンフィルター1を撮像部60の撮像エリアRに合わせるように、第1駆動機構30と第2駆動機構40によってステージ20(ステージ本体21、サブステージ22)を移動させ、所定位置で撮像部60(CCDカメラ61)がメンブレンフィルター1の上面を撮像する。
 メンブレンフィルター1の上面にDAPIが結合された細菌が捕捉されていれば、撮像部60(CCDカメラ61)によってその細菌を発光点として撮像できる。
 次いで、制御部70は、撮像部60が撮像した画像中の発光点をカウントする処理を行って、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌の数をカウントする。
 このように、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌であって、DAPIが結合された細菌の数を計測することで、例えば、フィルターで濾過した被検体液1cc当りの総菌数(生菌数と死菌数をあわせた菌数)を検出することができる。
 このDAPIが結合された細菌の数の計測が第一工程である。
 なお、総菌数を検出した後、検出チップ10をステージ本体21(ステージ20)から取り外す。
 次いで、AOが結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を、検出チップ10の凹部11のガラス板2上に水などの液体(自家蛍光を有さない液体)を介在させて取り付け、その検出チップ10をステージ本体21(ステージ20)にセットする。
 次いで、制御部70としてのパーソナルコンピュータを操作して細菌検出装置100による細菌数の測定を開始すると、光照射部50が検出チップ10のメンブレンフィルター1に向けて所定の波長の励起光を照射するとともに、ステージ20に載置されている検出チップ10のメンブレンフィルター1を撮像部60の撮像エリアRに合わせるように、第1駆動機構30と第2駆動機構40によってステージ20(ステージ本体21、サブステージ22)を移動させ、所定位置で撮像部60(CCDカメラ61)がメンブレンフィルター1の上面を撮像する。
 メンブレンフィルター1の上面にAOが結合された細菌が捕捉されていれば、撮像部60(CCDカメラ61)によってその細菌を発光点として撮像できる。
 次いで、制御部70は、撮像部60が撮像した画像中の発光点をカウントする処理を行って、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌の数をカウントする。
 このように、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌であって、AOが結合された細菌の数を計測することで、例えば、フィルターで濾過した被検体液1cc当りの死菌数を検出することができる。
 このAOが結合された細菌の数の計測が第二工程である。
 そして、第一工程で検出した総菌数と、第二工程で検出した死菌数の差分をとる処理を制御部70にて行って、生菌数を算出することができる。
 また、検出した総菌数と死菌数、算出した生菌数は、表示部に表示する。
 なお、制御部70は、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を算出する処理を実行することに限らず、総菌数に対する死菌数の割合を算出する処理を実行してもよい。
 以上のように、本実施形態の細菌検出装置100(細菌検出方法)であれば、1つの励起光源と2つの蛍光標識を使用した菌数測定を好適に行うことができる。
 そして、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を算出したり、総菌数に対する死菌数の割合を算出したりすることができる。
 なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
 本実施形態の細菌検出装置100に取り付けて使用する検出チップ10として、例えば、図6A、図6Bに示すように、凹部11が2つ設けられている検出チップ10を用いることができる。
 図6A、図6Bに示した検出チップ10の2つの凹部11は、検出チップ10がステージ本体21(ステージ20)にセットされた状態で、前後に並ぶ配置に設けられている。
 検出チップ10に2つの凹部11が設けられていれば、一方の凹部11にDAPIが結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を定置し、他方の凹部11にAOが結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を定置して使用することができる。
 このような2つの凹部11が設けられている検出チップ10を使用するとともに、1つの励起光源と2つの蛍光標識を使用した菌数測定について説明する。
 まず、DAPIが結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を、検出チップ10の一方の凹部11のガラス板2上に水などの液体(自家蛍光を有さない液体)を介在させて定置する。
 また、AOが結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を、検出チップ10の他方の凹部11のガラス板2上に水などの液体(自家蛍光を有さない液体)を介在させて定置する。
 そして、2つの凹部11にそれぞれメンブレンフィルター1を取り付けた検出チップ10をステージ本体21(ステージ20)にセットする。
 次いで、制御部70としてのパーソナルコンピュータを操作して細菌検出装置100による細菌数の測定を開始すると、光照射部50が検出チップ10のメンブレンフィルター1に向けて所定の波長の励起光を照射するとともに、ステージ20に載置されている検出チップ10のメンブレンフィルター1を撮像部60の撮像エリアRに合わせるように、第1駆動機構30と第2駆動機構40によってステージ20(ステージ本体21、サブステージ22)を移動させ、所定位置で撮像部60(CCDカメラ61)がメンブレンフィルター1の上面を撮像する。なお、2つの凹部11に定置されたそれぞれのメンブレンフィルター1を撮像部60の撮像エリアRに合わせることができるように、第1駆動機構30によるサブステージ22の前後方向の可動域と、第2駆動機構40によるステージ本体21の左右方向の可動域が調整されている。
 一方の凹部11に定置されたメンブレンフィルター1の上面にDAPIが結合された細菌が捕捉されていれば、撮像部60(CCDカメラ61)によってその細菌を発光点として撮像できる。同様に、他方の凹部11に定置されたメンブレンフィルター1の上面にAOが結合された細菌が捕捉されていれば、撮像部60(CCDカメラ61)によってその細菌を発光点として撮像できる。
 次いで、制御部70は、撮像部60が撮像した画像中の発光点をカウントする処理を行って、メンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌の数をカウントする。
 一方の凹部11に定置されたメンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌であって、DAPIが結合された細菌の数を計測することで、例えば、フィルターで濾過した被検体液1cc当りの総菌数(生菌数と死菌数をあわせた菌数)を検出することができる。
 また、他方の凹部11に定置されたメンブレンフィルター1の上面に捕捉されている細菌であって、AOが結合された細菌の数を計測することで、例えば、フィルターで濾過した被検体液1cc当りの死菌数を検出することができる。
 こうして検出した総菌数と死菌数の差分をとる処理を制御部70にて行って、生菌数を算出することができる。
 また、検出した総菌数と死菌数、算出した生菌数は、表示部に表示する。
 なお、制御部70は、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を算出する処理を実行することに限らず、総菌数に対する死菌数の割合を算出する処理を実行してもよい。
 以上のように、本実施形態の細菌検出装置100(細菌検出方法)であれば、1つの励起光源と2つの蛍光標識を使用した菌数測定を好適に行うことができる。
 そして、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を算出したり、総菌数に対する死菌数の割合を算出したりすることができる。
 特に、2つの凹部11が設けられている検出チップ10を使用すれば、メンブレンフィルター1や検出チップ10の付け替えを行うことなく、DAPIが結合された細菌数の計測とAOが結合された細菌数の測定をスムーズに行うことができる。
 なお、図6A、図6Bに示した検出チップ10の2つの凹部11は、検出チップ10がステージ本体21(ステージ20)にセットされた状態で、前後に並ぶ配置に設けられていたが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
 例えば、図7A、図7Bに示すように、検出チップ10がステージ本体21(ステージ20)にセットされた状態で、左右に並ぶ配置に2つの凹部11が設けられている検出チップ10であってもよい。
 この場合、ステージ本体21に設けられている検出チップ10の載置部は、図7A、図7Bに示した検出チップ10に応じた形状に形成されている。
 また、2つの凹部11に定置されたそれぞれのメンブレンフィルター1を撮像部60の撮像エリアRに合わせることができるように、第1駆動機構30によるサブステージ22の前後方向の可動域と、第2駆動機構40によるステージ本体21の左右方向の可動域が調整されている。
 このような配置であっても、2つの凹部11が設けられている検出チップ10を使用すれば、メンブレンフィルター1や検出チップ10の付け替えを行うことなく、DAPIが結合された細菌数の計測とAOが結合された細菌数の測定をスムーズに行うことができる。
 なお、上記した実施形態においては、総菌数と死菌数の差分に基づき生菌数を算出する処理(総菌数に対する死菌数の割合を算出する処理)について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識と、生菌に結合可能な蛍光標識を使用して、総菌数と生菌数の差分に基づき死菌数を算出する処理(総菌数に対する生菌数の割合を算出する処理)を実行するようにしてもよい。
 また、上記した実施形態においては、検出チップ10の2つの凹部11に、それぞれ異なる蛍光標識が結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を定置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、検出チップ10の2つの凹部11に同じ蛍光標識が結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルター1を定置するようにして、2つの試料(被検体液)の測定を行うようにしてもよい。
 また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
 本発明は、細菌に結合させた蛍光標識を発光させ、その蛍光を観察することによって細菌を検出する細菌検出装置及び細菌検出方法に利用できる。
 1   メンブレンフィルター
 2   ガラス板
 10  検出チップ
 11  凹部
 12  遮光板部
 20  ステージ
 21  ステージ本体
 21a ピン
 22  サブステージ
 22a 軸
 30  第1駆動機構
 31  第1モータ
 32  コグドベルト
 40  第2駆動機構
 41  第2モータ
 42  円筒カム
 42a 案内溝
 50  光照射部
 51  光源支持部
 60  撮像部
 61  CCDカメラ
 62  レンズユニット
 63、64 ミラー
 70  制御部
 71  制御基板
 72  ケーブル
 100 細菌検出装置
 R   撮像エリア

Claims (8)

  1.  蛍光標識が結合された細菌を上面側で捕捉しているメンブレンフィルターがその上面を上にして定置される凹部が設けられている検出チップと、
     前記検出チップを載置可能な載置部を有するステージと、
     前記ステージを一の方向に移動させる第1駆動機構と、
     前記ステージを一の方向と直交する方向に移動させる第2駆動機構と、
     前記検出チップの前記メンブレンフィルターの上面に光を照射する光照射部と、
     前記メンブレンフィルターの上面を撮像する撮像部と、
     前記撮像部が撮像した画像中の発光点をカウントすることで、前記メンブレンフィルター上の細菌の数をカウントする制御部と、
     を備えたことを特徴とする細菌検出装置。
  2.  前記検出チップが前記ステージに載置された向きで、前記凹部を挟んで前記光照射部の反対側となる前記検出チップの上面の所定部位には、前記光照射部が照射した光が前記凹部側に反射するのを低減する遮光板部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の細菌検出装置。
  3.  前記検出チップの少なくとも前記遮光板部は暗色系の色に着色されていることを特徴とする請求項2に記載の細菌検出装置。
  4.  前記メンブレンフィルターは、前記凹部に嵌め入れられたガラス板の上に定置されているとともに、前記ガラス板と前記メンブレンフィルターの間には自家蛍光を有さない液体が介在されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の細菌検出装置。
  5.  前記検出チップには前記凹部が2つ設けられていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の細菌検出装置。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載の細菌検出装置を用いた細菌検出方法であって、
     蛍光標識が結合された細菌をメンブレンフィルターで捕捉するステップと、
     前記検出チップの凹部にガラス板を設置するステップと、
     前記ガラス板の上に自家蛍光を有さない液体を滴下するステップと、
     前記ガラス板上に前記メンブレンフィルターを定置するステップと、
     前記メンブレンフィルターが定置されている前記検出チップを前記ステージに載置するステップと、
     前記メンブレンフィルターに前記光照射部から励起光を照射するステップと、
     前記メンブレンフィルターを前記撮像部で撮像するステップと、
     前記撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、前記メンブレンフィルターで捕捉している細菌を検出するステップと、
     を有することを特徴とする細菌検出方法。
  7.  請求項1~4のいずれか一項に記載の細菌検出装置であって、前記光照射部として所定の励起光を照射可能な1つの光源を備え、前記撮像部としてモノクロカメラを備えている細菌検出装置を用いた細菌検出方法において、
     蛍光標識が結合された細菌をメンブレンフィルターで捕捉する第1ステップと、
     前記検出チップの凹部にガラス板を設置する第2ステップと、
     前記ガラス板の上に自家蛍光を有さない液体を滴下する第3ステップと、
     前記ガラス板上に前記メンブレンフィルターを定置する第4ステップと、
     前記メンブレンフィルターが定置されている前記検出チップを前記ステージに載置する第5ステップと、
     前記メンブレンフィルターに前記光照射部から励起光を照射する第6ステップと、
     前記メンブレンフィルターを前記撮像部で撮像する第7ステップと、
     前記撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、前記メンブレンフィルターで捕捉している細菌を検出する第8ステップと、
     を有し、
     生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第8ステップを行って総菌数を検出し、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第8ステップを行って生菌数又は死菌数を検出することを特徴とする細菌検出方法。
  8.  請求項5に記載の細菌検出装置であって、前記光照射部として所定の励起光を照射可能な1つの光源を備え、前記撮像部としてモノクロカメラを備えている細菌検出装置を用いた細菌検出方法において、
     蛍光標識が結合された細菌をメンブレンフィルターで捕捉する第1ステップと、
     前記検出チップの凹部にガラス板を設置する第2ステップと、
     前記ガラス板の上に自家蛍光を有さない液体を滴下する第3ステップと、
     前記ガラス板上に前記メンブレンフィルターを定置する第4ステップと、
     前記メンブレンフィルターが定置されている前記検出チップを前記ステージに載置する第5ステップと、
     前記メンブレンフィルターに前記光照射部から励起光を照射する第6ステップと、
     前記メンブレンフィルターを前記撮像部で撮像する第7ステップと、
     前記撮像部が撮像した画像中の発光点に基づき、前記メンブレンフィルターで捕捉している細菌を検出する第8ステップと、
     を有し、
     生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第4ステップを行って、生菌と死菌の両方に結合可能な蛍光標識が結合された細菌を捕捉しているメンブレンフィルターを前記検出チップの一方の凹部に定置し、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識を用いて前記第1ステップから前記第4ステップを行って、生菌と死菌のいずれか一方に結合可能な蛍光標識が結合された細菌を捕捉しているメンブレンフィルターを前記検出チップの他方の凹部に定置した後、前記第5ステップを行ってその検出チップを前記ステージに載置し、
     前記一方の凹部に定置されている前記メンブレンフィルターに対し前記第6ステップから前記第8ステップを行って総菌数を検出し、前記他方の凹部に定置されている前記メンブレンフィルターに対し前記第6ステップから前記第8ステップを行って生菌数又は死菌数を検出することを特徴とする細菌検出方法。
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