JPH0534349A - 食中毒性細菌の検出方法及びこれに用いるセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 食物中の食中毒性細菌を簡便にかつ迅速に検
出できる方法を提供すること。 ［構成］ ＳＴカット水晶板１１を用いた表面弾性波発
振器１７をポリスチレンで被覆する。この表面弾性波発
振器１７の第一及び第二のトランスデューサー１３，１
５間部分上に抗食中毒性細菌抗体１９を付着させセンサ
２１とする。このセンサを食物成分と接触させ接触前後
の周波数変化に基づき食中毒性細菌を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、食中毒性細菌の検出
方法及びこれに用いて好適なセンサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】食中毒には、細菌性食中毒と化学性食中
毒とがある。細菌性食中毒はさらに感染型（例えば腸炎
ビブリオ症、サルモネラ症など）と毒素型（例えばブド
ウ球菌の産生毒による中毒、ボツリヌス症など）とに分
類される。汚染食物中に毒素がすでに多量に産生されて
いる毒素型の細菌性食中毒は、発病に要する時間が短い
という性質をもっている。

【０００３】細菌性食中毒は、感染型、毒素型にかかわ
らず、特に生活環境が悪く衛生観念が低い地域で多くの
犠牲者を出している。このような地域では、食物が細菌
で汚染される機会が極めて高く、さらに、慢性的な食料
不足から細菌で汚染された食物や腐敗している食物を口
にすることが日常茶飯事であるためである。

【０００４】細菌性食中毒の発生を防止するには、食物
中に食中毒の原因となる食中毒性細菌が存在するか否か
を簡便かつ迅速に検出することが有効である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
ところ食中毒性細菌を簡便かつ迅速に検出できる好適な
方法は、この出願に係る発明者の知る限りなかった。

【０００６】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、したがってこの発明の目的は食中毒性細菌を
簡便かつ迅速に検出できる方法とこれに用いて好適なセ
ンサとを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願に係る発明者は種々の検討を重ねた。その
結果、表面弾性波発振器、表面弾性波フィルタ等の表面
弾性波素子の発振周波数、共振周波数がこの表面弾性波
素子に付着する物質量に比例して減少することに着目し
た。そして、この技術にさらに抗原−抗体反応を導入す
ることにより上記目的の達成が可能であることを見出し
この発明を完成するに至った。

【０００８】したがって、この出願の第一発明によれ
ば、食中毒性細菌の有無を検出するに当り、表面弾性波
素子に抗食中毒性細菌抗体を付着させ、該抗体付着済み
の表面弾性波素子に食物成分を接触させ、該接触の前後
での前記表面弾性波素子の周波数変化から前記食物成分
中の食中毒性細菌を検出することを特徴とする。

【０００９】ここで、表面弾性波素子に抗食中毒性細菌
抗体を付着させの付着とは、当該抗体付着済みの表面弾
性波素子を食物成分に接触させた際に当該抗体が表面弾
性波素子から離脱することがない程度のものであること
を前提として、形態は問わない。物理的に付着する場合
化学的に付着する場合のいずれであっても良いと考え
る。後述の実施例では、当該抗体を含有する液体に表面
弾性波素子を数時間接触させることにより当該抗体を表
面弾性波素子に吸着させている。

【００１０】また、抗食中毒性細菌抗体付着済みの表面
弾性波素子に食物成分を接触させの接触とは、表面弾性
波素子に付着させた抗食中毒性細菌抗体に食物成分（具
体的には食物成分中の細菌）を有効に接触させることが
できれば手段は問わない。後述の実施例では、抗食中毒
性細菌抗体付着済みの表面弾性波素子を、細菌培養液に
数分間接触させることにより行っている。

【００１１】また、食物成分とは、抗原としての食中毒
性細菌を抗食中毒性細菌抗体と反応し易い状態としてあ
るものを意味する。具体的には、例えば食物を食中毒性
細菌の培養液やバッファに溶解させた溶液などを挙げる
ことができる。

【００１２】なお、この第一発明の実施に当たり、前述
の表面弾性波素子をポリスチレンによって被覆しその後
に該ポリスチレン被覆済みの表面弾性波素子に抗食中毒
性細菌抗体を付着させるのが好適である。ポリスチレン
はタンパク質が付着し易いため、抗食中毒性細菌抗体の
表面弾性波素子への付着を容易とするからである。

【００１３】また、この出願の第二発明の食中毒性細菌
検出用センサは、表面弾性波素子をポリスチレンによっ
て被覆し該ポリスチレンに抗食中毒性細菌抗体を付着さ
せて成ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】この出願の第一発明の食中毒性細菌の検出方法
によれば、抗食中毒性細菌抗体付着済みの表面弾性波素
子に食物成分を付着させた際に、該食物成分中に食中毒
性細菌が含まれている場合はこの細菌が表面弾性波素子
の抗体に特異的に結合し表面弾性波素子の発振周波数ま
たは共振周波数が低下する。食物成分中に食中毒性細菌
が含まれていない場合は上記周波数低下は起こらない。
このような周波数変化の違いを利用して食物成分中の食
中毒性細菌の有無の検出ができる。

【００１５】また、この出願の第二発明の食中毒性細菌
の検出用センサ（以下、単に「センサ」と称することも
ある。）によれば第一発明の実施を容易にする。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照してこの出願の食中毒性細
菌の検出方法及びこれに用いるセンサの実施例について
併せて説明する。ここで、図１は実施例のセンサの構成
及び測定系の説明に供する図、図２は実施例のセンサの
作製方法の説明に供する図、図３及び図４は実施例のセ
ンサの特性説明に供する図である。

【００１７】１．抗体の作製 抗食中毒性細菌抗体をこの実施例では次のような免役法
により作製した。なお、この免役法については、文献
（「バイオテクノロジー実験マニュアル」（１９８
７）、三共出版）に詳しい。

【００１８】抗体の作製に用いた抗原は、この実施例の
場合、感染型食中毒性細菌抗原の一種であるサルモネラ
抗原（フナコシ薬品社製。型番４９−０６３４−０２）
及び毒素性食中毒性細菌抗原の一種であるブドウ球菌抗
原（フナコシ薬品社製。型番４９−０６３６−４１）で
ある。

【００１９】抗原（例えばサルモネラ抗原）５ｍｇと仔
牛血清アルブミン（ｓｉｇｍａ社製）１．７ｍｇとをｐ
Ｈ７．３のリン酸バッファ１ｍｌに溶解させる。なお、
このリン酸バッファは、Ｎａ₂ ＨＰＯ₄ を０．２９％、
ＮａＣｌを０．０８％、ＫＨ₂ ＰＯ₄ を０．０２％及び
ＫＣｌを０．０２％含むものとしている。なお、含有率
の表示は重量％である（以下、この実施例において同
じ。）。

【００２０】次に、抗原及び仔牛血清アルブミンを溶解
させた上記リン酸バッファに２０％のグルタールアルデ
ヒド水溶液を１０μｌ添加し抗原とグルタールアルデヒ
ドとを２４時間反応させる。グルタールアルデヒドは関
東化学社製を用いた。

【００２１】次に、このリン酸バッファーから未反応の
グルタールアルデヒドを除くためにリン酸バッファによ
り４℃の温度で一晩透析する。さらに、ｐＨ８．０のト
リス緩衝液（０．３％−Ｔｒｉｓｍａｂａｓｅ，０．０
５％−ＨＣｌ）により４℃の温度で一晩透析する。この
ようにして、接種用抗原を得た。

【００２２】得られた接種用抗原をマウスに接種する。
このマウスからサルモネラ菌抗体を得た。

【００２３】抗原をブドウ球菌抗原として上述の手順と
同様な手順でマウスからブドウ球菌抗体を得た。

【００２４】２．実施例のセンサの作製 表面弾性波素子として、この実施例では、図１に示すよ
うに、ＳＴカットの水晶板１１上に第一のトランスデュ
ーサ１３と第二のトランスデューサ１５とを具えた公知
の表面弾性波発振器１７であって発振周波数が１０．３
ＭＨｚのものを用意した。なお、この場合の表面弾性波
発振器１７は、大きさが１インチ×０．５インチ（１イ
ンチは約２．５４ｃｍ。以下、同様。）で厚さが０．０
４インチのものである。

【００２５】次に、ポリスチレンを溶解させたアセトン
中に、上述の表面弾性波発振器１７を浸漬する。次に、
この表面弾性波発振器１７をポリスチレンのアセトン溶
液から引き出した後放置することにより溶媒であるアセ
トンを揮発させる。これにより、表面弾性波発振器１７
表面はポリスチレン（図示せず）により被覆される。な
お、ポリスチレンの被覆量は、表面弾性波発振器１７を
覆うことができかつ表面弾性波発振器１７の特性を極端
に悪化させることがない程度の量とする。ポリスチレン
の被覆量は、ポリスチレンのアセトン溶液でのポリスチ
レン濃度や、この溶液から表面弾性波発振器１７を引き
上げる速度等により調整可能である。

【００２６】次に、ポリスチレンで被覆した表面弾性波
発振器１７を図２に示す装置の台座３１の凹部３１ａに
セットする。

【００２７】ここで、図２は、表面弾性波発振器１７に
抗食中毒性細菌抗体を付着させるため及び抗食中毒性細
菌抗体を付着させた表面弾性波発振器１７に食物成分を
接触させるために、この実施例で用意した装置の断面図
である。図２において、３１は上述の台座、３１ａは上
述の凹部、３３はＯ（オー）リング、３５は台座３１に
重ねて使用する上側ブロック、３５ａは上側ブロックに
設けられた試料液だめ用の開口部である。台座の所定位
置にはボルト３７を通すための穴部３１ｂが設けてあ
る。上側ブロック３５の、前記穴部３１ｂと対向する部
分にはボルト３７のための雌ねじ部３９を形成してあ
る。

【００２８】表面弾性波発振器１７を台座３１の凹部３
１ａにセットした後Ｏリング３３を介し上側ブロック３
５を台座３１に重ね上側ブロック３５及び台座３１をボ
ルトにより固定する。このようにすると、表面弾性波発
振器１７の、第一のトランスデューサ１３と第二のトラ
ンスデューサ１５との間の部分が、Ｏリング３３の内側
に位置しかつ上側ブロック３５の開口部３５ａと対向す
るようになる（図２の状態）。

【００２９】次に、表面弾性波発振器１７がセットされ
ている状態の図２に示した装置の上側ブロック３５の試
料液だめ用開口部３５ａに、上述の如く作製したサルモ
ネラ菌抗体とブドウ球菌抗体とを例えば等モルづつ溶解
させたリン酸バッファを、入れる。抗体を溶解させたリ
ン酸バッファは、Ｏリング３３及び開口部３５ａで規定
される空間に溜るので、表面弾性波発振器１７の、両ト
ランスデューサ１３，１５間の部分と接触する状態にな
る。そして、この状態の装置全体を４℃の温度に設定し
た冷蔵庫に一晩入れ、インキュベートを行なう。この処
理において、表面弾性波発振器１７の、両トランスデュ
ーサ１３，１５間の部分に抗食中毒性細菌抗体を付着さ
せることができる。

【００３０】次に、表面弾性波発振器１７をセットして
ある装置のボルト３７をゆるめて台座３１と上側ブロッ
ク３５とを離し抗体を溶解させたリン酸バッファをこの
装置から流し出し除去する。その後、装置の試料液だめ
用の開口部３５ａ及び表面弾性波発振器１７をリン酸バ
ッファにより３回洗浄する。表面弾性波発振器１７に不
安定に付着している抗食中毒性細菌抗体を除去するため
である。

【００３１】次に、表面弾性波発振器１７をセットして
ある装置のボルト３７を再び締めて台座３１と上側ブロ
ック３５とをＯリングを介し再び重ねる。そして、試料
液だめ用の開口部３５ａに、今度は、１％仔牛血清アル
ブミン−リン酸バッファ溶液を入れこの状態で室温で２
時間放置する。表面弾性波発振器１７の抗食中毒性細菌
抗体が吸着しなかった領域（非特異吸着サイト）を仔牛
血清アルブミンで保護するためである。

【００３２】このようにして、ポリスチレンを被覆表面
弾性波発振器１７に抗食中毒性細菌抗体１９を付着させ
て成る実施例のセンサ２１が得られる（図１参照）。勿
論、図１は、模式図であることは理解されたい。

【００３３】なお、上述のリン酸バッファによる３回の
洗浄及び仔牛血清アルブミンによる非特異吸着サイトの
保護を行なっているので、実施例のセンサで食中毒性細
菌の結合以外の原因で周波数変動が生じるのを極力防止
できる。

【００３４】３．実施例のセンサの特性 次に、実施例のセンサのサルモネラ菌に対する発振周波
数変化及びブドウ球菌に対する発振周波数変化をそれぞ
れ以下のように測定した。

【００３５】先ず、実施例のセンサ２１を図１に示すよ
うに増幅器２３，２５と接続する。増幅器２３，２５間
に周波数カウンタ（図示せず）を接続し実施例のセンサ
の発振周波数を測定する。なお、この測定系は公知のも
のである。

【００３６】次に、実施例のセンサ２１を先ずサルモネ
ラ菌の濃度を所定濃度としたバッファ液中に浸漬し浸漬
後１０分経過後の発振周波数を測定し、この発振周波数
からセンサをバッファに浸漬する前の発振周波数を減じ
ることにより周波数変化量を求めた。バッファ中にセン
サを浸漬後１０分経過後に発振周波数を測定したのは、
このような経過時間であると周波数が充分に安定したか
らである。

【００３７】サルモネラ菌の濃度を種々に変えた場合の
センサの発振周波数変化を上記手順と同様な手順でそれ
ぞれ求めた。

【００３８】図３は、センサを浸漬するバッファ中のサ
ルモネラ菌濃度（単位：ｍｇ／ｍｌ）を横軸にとり、セ
ンサの発振周波数変化（ＫＨｚ）を縦軸にとって、両者
の関係をプロットした特性図である。

【００３９】また、センサのブドウ球菌濃度に対する周
波数変化の特性にいてもサルモネラ菌の場合同様に求め
る。図４にこの特性を示した。

【００４０】図３及び図４から明らかなように、センサ
の発振周波数は、細菌濃度の増加に伴い特定の関係で減
少することが分かる。このことから、この発明の方法に
よれば、食中毒性細菌の検出が可能なことが分かる。

【００４１】上述においてはサルモネラ菌、ブドウ球菌
を対象として実施例の説明を行っていたがこの出願に係
る各発明は他の食中毒性細菌の検出にも利用することが
出来る。

【００４２】また、上述の実施例では表面弾性波素子を
ＳＴカット水晶板を用いた表面弾性波発振器で構成して
いたが、他の材料で構成したものでも勿論良い。また、
表面弾性波フィルタに抗食中毒性細菌抗体を吸着させた
場合も実施例と同様な効果が期待できる。

【００４３】また、上述の実施例では、抗食中毒性細菌
抗体を表面弾性波発振器１７の、第一及び第二トランス
デューサ１３、１５間部分に付着させていたが、抗食中
毒性細菌抗体を付着させる領域はこれに限られず設計に
応じ変更できる。

【００４４】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の出願の第一発明の食中毒性細菌の検出方法によれば、
食中毒性細菌を簡便かつ迅速に検出することが出来る。

【００４５】また、この出願の第二発明の花粉センサに
よれば、これを食物成分を溶解させたバッファに浸漬し
周波数変化を測定するのみで食物成分中の食中毒性細菌
の有無を検出できるので、第一発明の食中毒性細菌の検
出方法を容易に実施することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のセンサ及び測定系の説明に供する図で
ある。

【図２】実施例のセンサの作製方法の説明に供する図で
ある。

【図３】実施例のセンサでの、サルモネラ菌に対する発
振周波数変化の特性を示した図である。

【図４】実施例のセンサでの、ブドウ球菌に対する発振
周波数変化の特性を示した図である。

【符号の説明】

１１：ＳＴカットの水晶板 １３：第一のトランスデューサ １５：第二のトランスデューサ １７：表面弾性波発振器 １９：抗食中毒性細菌抗体 ２１：実施例のセンサ ２３，２５：増幅器 ３１：台座 ３１ａ：凹部 ３３：Ｏ（オー）リング ３５：上側ブロック ３５ａ：試料液だめ用開口部 ３７：ボルト ３９：雌ねじ部

フロントページの続き (72)発明者 海部 勝晶 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 加藤 雅一 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食中毒性細菌の有無を検出するに当り、 表面弾性波素子に抗食中毒性細菌抗体を付着させ、 該抗体付着済みの表面弾性波素子に食物成分を接触さ
   せ、 該接触の前後での前記表面弾性波素子の周波数変化から
   前記食物成分中の食中毒性細菌を検出することを特徴と
   する食中毒性細菌の検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の食中毒性細菌の検出方
   法において、 前記表面弾性波素子をポリスチレンによって被覆し、該
   ポリスチレン被覆済みの表面弾性波素子に前記抗食中毒
   性細菌抗体を付着させることを特徴とする食中毒性細菌
   の検出方法。
3. 【請求項３】 表面弾性波素子をポリスチレンによって
   被覆し該ポリスチレンに抗食中毒性細菌抗体を付着させ
   て成ることを特徴とする食中毒性細菌検出用センサ。