JPH0228772A - 微生物の識別方法および識別装置 - Google Patents

微生物の識別方法および識別装置

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JPH0228772A
JPH0228772A JP63178357A JP17835788A JPH0228772A JP H0228772 A JPH0228772 A JP H0228772A JP 63178357 A JP63178357 A JP 63178357A JP 17835788 A JP17835788 A JP 17835788A JP H0228772 A JPH0228772 A JP H0228772A
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JP
Japan
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microorganisms
microorganism
fluorescence
light
membrane filter
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Pending
Application number
JP63178357A
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English (en)
Inventor
Hozumi Yamamoto
山本 穂積
Yukio Kawakami
幸雄 川上
Muneo Sato
宗雄 佐藤
Toshinori Hirano
平野 俊典
Yoshihiro Yamauchi
山内 芳弘
Sotaro Kishi
岸 聰太郎
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Kirin Brewery Co Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Kirin Brewery Co Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、液体又は気体等の、いわゆる流体に含有さ
れた微生物の計数法において、微生物と他の異物とを区
別して微生物のみを計数するための、識別方法および識
別装置に関するものである。
[従来の技術] 飲料水、ビールなどの飲みものに含まれる微生物は−・
般に無用であり、ききに有害であるので、その個数を計
爪′:することは品質管理上必要である。
例えば、ビールにおいては酵母か残存すると、これが以
後に増殖して品質を阻害するので、壜詰時に酵母は濾過
機により除去されており、出荷前に培養法による微生物
検査を行ない、多大な時間を費やして酵母の数が検査さ
れる。−・般に液体中の微生物の検出、Ji数方法には
各種があるが、出荷前のビールに含まれる酵母は微小で
、また個数が少ないので、これを個々に検出する能力を
もつことが必要である。
上記に適する方法として、特開昭63−53−447号
、「微生物の計数法」がある。該出願の要旨は、メンブ
ランフィルタにより濾過捕捉された微生物を、適当な蛍
光染料で染色し、これにレーザ光を照射して微生物から
放射される蛍光を検出して微生物を計数するものである
。その実施態様においては、光電r増倍管を使用して選
択的に蛍光を検出すること、およびレーザ光のスポット
径を微生物の寸法と実質的に同程度とすることにより、
微生物の蛍光のS/N比を向上するものとされている。
第4図は上記の出願にかかる微生物の、11数法の構成
図を示すもので、レーザ光源1よりのレーザ光は、スキ
ャニングミラー2により掃引され、集束レンズ3により
集束されて、XYテーブル5に載置されたメンブランフ
ィルタ4を走Aする。6はXYテーブルに対する駆動機
構である。微生物の放射する蛍光はカットフィルタ7、
集光レンズ8を通して光電子増倍管9により受光される
。制御部lOにおいては、各部の動作に対する制御と、
受光4A号の処理を行い記録器11に検出された微生物
のデータが記録される。
[解決しようとする課題] 1・、記の出願による微生物の1.1数法をfli41
前のノ1ビールに適用した結果によると、ビール中には
酵母のほかに、かなり多数の異物が混在し、異物もまた
蛍光を放射するために、これと酵母との区別かなされず
にすへて計数されて誤差が大きいことが判明した。これ
に対して、酵1iJと異物を区別する識別方法と装置が
必要である。
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、上記出願に
よる微生物計数法を改良し、または必要な手段を追加し
て、酵母などの微生物と異物とを区別して微生物のみを
計数する、微生物の識別方法および識別装置を提供する
ことを1目的とするものである。
[課題を解決するための手段] この発明は、微生物を含有する流体試料をメンブランフ
ィルタで濾過して捕捉された微生物を蛍光染料で染色し
、メンブランフィルタ面をレーザ光で走査し、微生物よ
り放射される蛍光を検出して計数する微生物の31数法
における微生物の識別方法と識別装置である。
微生物の識別方法においては、レーザ光に適当な波長を
使用し、これにより微生物が特定のスペクトル分布の蛍
光を放射する。このスペクトル分布のうちの、適当に離
隔した複数個の波長帯域の成分をそれぞれ検出し、これ
らの強度がそれぞれ、該特定のスペクトル分布に対して
近接した一定の範囲内にあるときは、この蛍光が微生物
によるものであると判定する。
識別装置は、上記の識別方法を具体化したもので、メン
ブランフィルタの而に対して適当な波長のレーザ光を投
射する投光系と、このレーザ光により微生物が放射する
蛍光の特定のスペクトル分布における、適当に離隔した
複数個の波長帯域の成分をそれぞれ透過する干渉フィル
タおよび透過した成分をそれぞれ受光する受光器とより
なる分光受光系と、各受光器の出力する受光電圧の波高
値を検出する信号処理部と、検出された各波高値が、−
l二記の特定のスペクトル分布に対して近接した一定の
範囲内にあることを判定する微生物判定部とにより構成
される。
−1−記の識別方法および識別装置の実施態様において
は、微生物はプロビデイウム・イオダイド(PI)の蛍
光染料により染色されたものとし、レーザ光としてアル
ゴンレーザ管が発振する例えば波長488nmを使用す
る。これにより微生物が放射する蛍光の特定のスペクト
ル分布の、適当に離隔した3個の波長帯域の中心波長を
それぞれ、例えば550nm、600nmおよびEt5
0nm一〇 の3個とする。
[作用] 以上の構成による微生物識別方法においては、適当な波
長のレーザ光に照射されたメンブランフィルタトの微生
物は、特定のスペクトル分布の蛍光を放射し、そのスペ
クトル分布のうちの3個の波長帯域の成分か抽出して検
出され、それぞれの強度が特定のスペクトル分布に近接
した−・定の範囲内にあるとき、この蛍光が微生物によ
るものと判定し、もし各成分の強度か一定の範囲内より
外れたときは、その蛍光は微生物以外の異物からのもの
とされる。
+1記における微生物の放射する蛍光のスペクトルにつ
いて第1図により説明する。図は顕微分光計を用いて行
われた実験結果を示すもので、レーザ光の波長としてア
ルゴンレーザ管の発振する複数の波長のうちの、例えば
488nmλ0を使用すると、微生物の放射する蛍光は
、図の曲線■で示す波長λm  (E315nm)を頂
点とする単峰形のスペクトルかえられた。この波長λm
とスペクトル分布は当該蛍光材料により染色された微生
物に固有のもので、実験の対象とされたすへての微生物
について一定であることが確認された。これに対して、
微生物以外の異物の測定は、サンプルが小数であるが、
微生物とともに染色を行っても、1−分なされないなと
の理由により、そのスペクトルは図中の曲線■、■のよ
うにかなり広がったものと、曲線■のような微生物に類
似のパターンをなすものが認められた。従って、上記の
方法によるときは微生物はすべてが判定されるが、類似
のスペクトルの異物が微生物と誤認されるエラーは市む
をえない。なお以」−におけるレーザ光(励起光)の波
長λ0は、必ずしも厳密に488nmでなくとも蛍光ス
ペクトルの中心波長λmはほぼ一定であるので、励起光
の波長はこの付近のものであればよい。
以−1−に対する微生物の識別装置においては、蛍光の
スペクトルに対してト渉フィルタにより、適当に離隔し
た3個の波長帯域を選択し、信号処理部においてそれぞ
れの受光電圧の波高値を検出し、微生物判定部において
各波高値が、上記の特定のスペクトル分布に近接した一
定の範囲内にあるか否かにより微生物が判定される。
1−記におけるI−渉フィルタの選択特性と、これによ
り選択された微生物の蛍光の受光電圧を第2図(a)に
より説明する。この場合干渉フィルタには、例えば中心
波長か、550nm (GF)、600nm (RFl
)および650nm (RF2 )で帯域幅が約±20
nmの3個を使用する。これらにより選択された微生物
の蛍光の受光電圧は、各フィルタに対して、矢印VC,
VRlおよびVR2の範囲にある。ただし電圧値は増幅
器により自由に変えられるので、便宜」−比電圧として
表示しである。図において、各電圧はある範囲に変化し
ているが、この変化は図(b)に示すように、レーザ光
のスポットSPの直径dが一定であるに対して、微生物
obの直径pには各種のものがあるので放射される蛍光
量が変動し、またスポットの光強度分布が図示の特性で
あるので、走査におけるそれらの相対位置による蛍光量
の変化にもとずくものである。この発明においては、予
め各電圧の変動範囲を測定し、この範囲内に受光電圧が
あるときは微生物の蛍光とするものである。なお、−1
−記においては、ビールの酵母を対象として3個の波長
帯域を特定したか、必ずしもこれに限定されるものでな
く、微生物の種類に応した蛍光材料により上記と異なる
スペクトル分4】となる場合は、それに対する波長帯域
とし波長帯域の数を3個に限定するものではない。
[実施例] 第3図は、この発明による微生物の識別方法および識別
装置の実施例のブロック構成図を示す。
図において、レーザ光源1としてアルゴンレーザ管を使
用し、第4図(a)に示した従来の装置と同様にスキャ
ニングミラー2によりレーザ光を帰りし、集束レンズ3
によりスポットを形成してメンブランフィルタ4を走査
する。必要により、干渉フィルタ1aを設けてアルゴン
レーザ管の発振する複数の波長のうちの、例えば488
nmのものを選択投射する。微生物または異物により放
射される蛍光は、集光レンズ8により集光されて分光受
光系I2に入力する。分光受光系において、蛍光を3分
割するためにハーフミラ−13a 、 14aが設けら
れ、分割された蛍光のそれぞれに対して、第2図に示し
た選択特性の干渉フィルタ(GF)+3b。
(RFl) 14bおよび(RF2 ) 15bが設け
られ、これらを透過した帯域成分は、集光レンズ13c
、14Cおよび15cによりそれぞれ集光されて、受光
器13d 、 +4dおよび+5dにより受光される。
各受光器の受光電圧は、予め校正された増幅器16によ
りレベルが調整され、さらにA/D変換器I7によりデ
ジタル化されて信号処理部18に入力し、各受光電圧の
波高値が検出され、各波高値のデータは微生物判定部1
9において、予め設定された微生物の特定のスペクトル
分布データと比較され、これに近接した一定の範囲内に
あるときは検出された蛍光が微生物よるものと判定され
てその結果が記録器11に記録される。異物に対しては
なんらの処置をなさすデータは捨てられる。
以上の信号処理部18における波高値の検出、微生物判
定部19における判定は、通常の波形処理技術ないしは
データ処理技術により容易に実行できるものであり、詳
細の説明は省略する。
なお、実施例では、ビールなどの液体を例として説明し
ているが、この発明は、液体に限らず、気体にも使用で
きるものであって、いわゆる流体試料−・般に適用でき
る。
[発明の効果] 以]二の説明により明らかなように、この発明による微
生物の識別方法および識別装置においては、適当な波長
のレーザ光を蛍光染料により染色された微生物投射する
ときは、微生物により特定のスペクトル分布の蛍光が放
射される事実を利用し、受光された蛍光をスペクトル分
布の適当に離隔した少なくとも3個の波長帯域について
強度を検出し、これが予め設定された微生物の特定のス
ペクトルにほぼ等しいとき、これを微生物の蛍光と判定
するものであり、装置においては−[渉フィルタにより
高精度に波長帯域を抽出するので判定精度は十分に高く
、これを飲料水、ビールの酵母なとの計数に適用するこ
とにより、異物を区別して微生物のみを計数できる効果
には大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明による微生物の識別方法および識別
装置の識別原理となる、微生物に照射されたレーザ波長
と、微生物および異物により放射される蛍光のスペクト
ル分布を説明する曲線図、第2図(a)および(b)は
、第1図に対応した干渉フィルタの波長帯域と受光電圧
および受光電圧の変動要因の説明図、第3図は、この発
明による微生物の識別方法および識別装置の実施例のブ
ロック構成図、第4図は従来の微生物の計数法の説明図
である。 l・・・レーザ光源、    1a・・・干渉フィルタ
、2・・・スキャニングミラー、3・・・集束レンズ、
4・・・メンブランフィルタ、5・・・XY子テーブル
6・・・XY駆動機構、   7・・・カットフィルタ
、8・・・集光レンズ、   9・・・光電子増倍管、
lO・・・制御部、     ■1・・・記録器、12
・・・分光受光系、13a、+4a・・・ハーフミラ−
3b、+4b、+5b・・・干渉フィルタ、3c+14
c、15c ・−・集光レンズ、3d、+4d、+5d
・・・受光器、!6・・・増幅器、7・・・AID変換
器、  18・・・信号処理部、9・・・微生物判定部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1).微生物を含有する流体試料をメンブランフィル
    タで濾過して捕捉されたメンブランフィルタ上の該微生
    物を蛍光染料で染色し、該メンブランフィルタ面をレー
    ザ光で走査し、該微生物より放射される蛍光を検出して
    計数する微生物の計数法において、適当な波長の上記レ
    ーザ光により、上記微生物が放射する蛍光の有する特定
    のスペクトル分布における、適当に離隔した複数個の波
    長帯域の成分をそれぞれ検出し、該検出された各成分の
    強度がそれぞれ、上記特定のスペクトル分布に対して近
    接した一定の範囲内にあることを条件として上記微生物
    を識別することを特徴とする、微生物の識別方法。
  2. (2).上記微生物の計数法において、上記メンブラン
    フィルタの面に対して適当な波長のレーザ光を投射する
    投光系と、該レーザ光により、該メンブランフィルタ上
    の微生物が放射する上記蛍光の有する特定のスペクトル
    分布における、適当に離隔した複数個の波長帯域の成分
    をそれぞれ透過する干渉フィルタおよび該干渉フィルタ
    の透過した各成分をそれぞれ受光する受光器とよりなる
    分光受光系と、該各受光器の出力する受光電圧の波高値
    を検出する信号処理部と、該算出された各波高値が上記
    特定のスペクトル分布に対して近接した一定の範囲内に
    あることを条件として微生物と判定する微生物判定部と
    により構成されたことを特徴とする、微生物の識別装置
JP63178357A 1988-07-18 1988-07-18 微生物の識別方法および識別装置 Pending JPH0228772A (ja)

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