JPS5966878A - マイクロコンピユ−タ−制御の自動培養測定方法及びシステム装置 - Google Patents

マイクロコンピユ−タ−制御の自動培養測定方法及びシステム装置

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JPS5966878A
JPS5966878A JP17391282A JP17391282A JPS5966878A JP S5966878 A JPS5966878 A JP S5966878A JP 17391282 A JP17391282 A JP 17391282A JP 17391282 A JP17391282 A JP 17391282A JP S5966878 A JPS5966878 A JP S5966878A
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temperature
signal
value signal
analog
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Masahiro Nakamura
政広 中村
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OOTAKE SEISAKUSHO KK
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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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】 本発明は、吸光層変化による微届物d世代時間測定及び
最初に植え付けた菌数の測惜、更には温度変化を微生物
に与え罰その儒度□依□存性の測定及び微生物に適した
温度の測定に供されるマイクロコンピュータ−制御の自
動培養□測定方法及びシステム装置に関する。□ との種従来の装置セは、世代時間を測定する場合に石、
該目的□に沿った単□能装置で測定を行ったり、微生物
の温度依存性を測定する場合も同様に該目的に沿グた単
能装置で測定を行っていたため、それぞれの611定に
応じて幾つもの装置を別途用意しなければならす、シト
合理′1的かつ非経済的であった。更に測定値を別途用
意した、例えば演算処理装置等を介して、角度演算しな
ければならないこと、捷だ、温度” WJ整に手間どる
ことも屡々有り、時1143の浪・費と外っていた。
ここに於て、本発明□の主な目的は、微生物の世代時間
測定、最初に植乏](tlけた菌数の測定。
温度変化を微生轡、に、馬えてその温度依存性の測定、
あるいは微生物に適し、た′温度の測定管一台1□、・
、、・。
の汎用装讐に条目□的に画定HJ口i5” l”””す
るマイクロコンン′ニーター□制御の自動培養測定力法
及びンステ′P装置f:提供ず□ることにある。
□  ・         、:′□        
       1 。
内の温度奢74クロコンピコ、−ター制御により一0槍
f、”5Cイイ持1.た□す、−的。i”’Il”間に
−0:り自由[信性に掃引用能とする−1り・・ンピ、
:−タ□・−1ltll ”(tNIの自1.IIIW
” *’測定芳法jひシステム装置をl〃供することに
ある。−″′     □ コン□ピユーターでリアルタイム−””i4 演↓9処
′即してなる一イク。77ピー=−アー制餌1..)自
、jノ、培養測定力法及びシスデム装+)74: ” 
k、 ”4星供することにある3、′ 本廃明の史−他の目的は、′測定植をマイクロコンピュ
ータ−で順次演碑、処理しC91″1呆を記録してな仝
マイクロコンピューター制御9′g動培養測定方法及び
システム装置を蝉供する仁とにある。        
    、 。
本発明の他の目的中、明岬書及び、図面ケ参酌すれば自
ずと明らかになろう。
第1図は本発明法?施行手順を示すフローチ。
ヤード図法によるブロックダイヤグラム、第2図は、本
発明のマイクロ:コンビ、ニーター制御の自。
動培養測定、システム装置の、、第1実施例の全体構成
を示すブロックダイヤグラム、第3図は同・第2実施例
の全体構成を示すブロックダイヤグラム、第4図は微生
物培養、中9吸光度弯化値の一例を示すグラフである。
。      。
本発明のマイクロコンピュータ二制御の、自動培養測定
方法は、第1図に示すように、1微生物を収容する透明
容器を、温度制御、自在、な密閉環境。
下に容置する環境設定ステップ、と、前記、、微生物等
の経時挙動を吸光測、定する測定ステップと、基準時間
を、枠側発振する枠側ステツシと、前記環境設定ステッ
プの環境温度を制御検知す、るとと、もに、その時の前
記測定ステップからの測定情報と、前、記枠側ステップ
からの枠側情報に基づき演算・、計時、処理して求ま、
る吸光度値および・時間か、ら、世、代B?IWI 、
植え付は菌数、温度依存性、・最適生育温度竺に係、る
所要演算測定データを逐次褒、沖するマイクをコンビ予
−ター演算制御ステップと、当該マ、イクロコンビ子−
・タ、−、演311制御ステップの前記所要演算測定デ
ータを経時、記録する記、録ステ、ツブとを順次経由し
てな・る。
しか、、シて本発明、の、マイク叱コンビ1:コーータ
制御の自動培婢、測定システム装装置の第1.実施・例
、を第2図、、につい、、て説明する。  、:。
□本廃萌過ツイク6ジンビ互1ター制御Ω酊動培養迎1
定システム装#Aは、微生物等を収容(、。
た透明容器)を、中に、挾んで相対峙する測定光11.
、。
を発する。光源/、、と、、アナログ測温値信号8】を
発する測、雑光受光器3と、制御自在な内温、のアナロ
グ測温値信号S4・を當時出・力する温吸センザー乙と
、内、蝉を制・御するヒーター/3.及び・冷却器:/
≠の冷却コイ、!し/、夕とを内蔵せる吸光・度副別検
装置Bと、測定光受光器3から出カニされたアアナ・グ
増幅測定値、信、号°・を、入力変換してデジタル測定
値信号S3を戸力するA/D変換器jの糾合からなる測
定系と、前記アナログ測、温情信号信号S5を入力変換
してデジタル測温値信号5afc出力するA/D変換器
との組合からなる測温系とを二並列構成せる増幅変換回
路Cと、クロックパルス信号S7を逐次枠側発振す、る
発振輛りと、0PTJ (CENTRAL PROOE
SSING UN工T )/ 0 、  ROM(RE
AD 0NLY MEMORY ) /ΔRAM(RA
NDOMACCESSugMouy ) / 2を内蔵
し、前記デジタル測定値信号S11と前記デジタル測温
値信号S6と前記クロックパルス信号Sフヲテジタルイ
ンターフェースタを介して入力することにより演算・計
時処理して求めた吸光度値と時間及び温度から世代時間
植え付け、菌数、温贋竿存性、最適生育温度等に係る所
、要演算測定デ、タ、値を算出、して、演、、芥測定デ
ー、、夕、、1直信号S8を出力、r−、、号ととも、
に、前、、記吸光度測定槽装置Bのヒーター/3に加熱
動作指令信号S9と冷、却、器/lLt、、qζつ帥勲
作す旨令伯竺、、、B、)oをデータ値1.言号S6を
受けて記録せるプリンターFとを、有、磯釣、に接続し
てなる。尚、図中76はヒーター/3と接続してマイク
庁コンピューターEからの加熱動作指令信号S9を受、
けてQN状態となる。スイッチ、/7は冷却器/≠と+
?j:fr*、シてマ、イクロコンピューターEからの
冷却動作、指令信号E(+oを、受けてON状、態・と
なるスイッチでやる。
次に、本発明のマイクロコンピュータ−制御の自動、培
養測定シス、テム装置の第2実施例を、詣。
明する。
マイ、クロ、コンビューメー制、御Ω自動、培:、′#
測定7ステム、装置A′は、第3図に示すように、、、
微生物等を収容、した透明容器、2の片G11l寄りか
らl1l)j次光軸上に光痒/と、当該光源/よりOせ
られる基準光L′を受けてアナログ基準値信号S+’を
発する基準光受光器3′と、かつ他片側に前記透明容器
2を中に挾んで前記光源/と□相対峙して測定光りを受
はアナトロ□グ測□定イ直信号S+を発□する測定光□
受光器3と、:制御自在が内温□めアナログ測温値信号
S4を常時出力する温度センザー乙ど、′内温を制御す
るヒーター/3及び冷却器/4’の冷却コイル/りとを
内蔵せ□る吸光度測定槽装置□Bと、前記測定光受光器
3及び基準光受光器3′から出力されたアナログ測□定
値信号S、及びアナログ基準値信号Ss’をそれぞれ人
力増幅してア器≠、≠′から出力ホれた前記アナログ増
幅□測楚値信号S2と前記アナログ増幅基□準値信号8
2′を入力変換してデジタル測定□値信号S3及びデジ
タル測温値信号Sg’をマイクロコンピュータ−1に出
力するA/D i’換器s、s’と□の組合から遣る測
定系と基準系と、前記ブナ口・り測温値信号S4を入力
増幅してアナログ増幅測温値信号S5を相信号S!を入
力変換しそデジタル測温値信号^6を出力するA/D変
換器gの組合からなる測温系とを三並列構成せ蔦::増
幅変換回路Cと、クロックパルス信号S7を逐次枠側発
振せるB 搗’a Dと、cPu (’c?TnAL”
pRoc*Ss’xua tyNr゛r ’) i o
 、”’ fi OM(READ 0NLY 114E
MO’RY”) / / 、 RAM ’(RANr)
OM ACCL!IE!(1xmMoRy ) /、z
を内蔵し、前記デジモル唄:]′定値信□号S3と前記
デジタル:□測m(−信刊86と前記亥ロックパルス信
号S?をデジタルインターフエ′ニスタを介(7て人力
し演算・計時処1理し身求想庭吸光度イ直と時11JI
 ”’及び臘度から世代時間、植′見伺は菌数、温度依
存性、最適生育温度等に係るI9r要演算゛測定デー□
り値を着出して演豹測尾デー” ’ J””’(i^伯
号S’s f ’出力するとともに1.前記吸光j貌測
儒栖装w7のヒ」□ターフ3に加熱動作指令信号s9と
冷□却器′/≠に冷却動作指令信号S□10を出力せる
□マ号Sδを受け□て□記録せ名プリ□ンターFとをイ
j(7艷的□に接続してなる。尚、図中/l、はヒータ
ー/3と接続してマイクロコンピュータニIからの□加
熱動作指令信号SOを受けてON状態となるスイッチ、
/7は冷却器/!I−と接続してマイクロコンピュータ
−Eからの冷却動作指令信号S+oを受けてON状態と
なるスイッチである。
本発明装置A、A’は以上のように構成するから、まず
吸光度値の算出過程を説明すれば、微生物(以下菌と言
う)を収容しかつ吸光度測定槽装置B内に容置されてい
る透明容器コを光源/より発せられた透過測定光りが通
過し測定光受光器3にて受光され、菌数に比例して吸光
減だアナログ増幅測定値信号S2をA/T)変換器jに
入力しかつデジタル変換してデジタル測定値信号S3を
得ると、当該デジタル、測定値信号S3をマイクロコン
ピュータ−凡のデジタルインターフェースタを介してc
ptjloおよびRAM /2・に入力し、また本発明
装置A′を用いた場合には、光源/より発せられた基準
光L′を基準光受光器3′変換器j′でデジタル基準値
信号63′に変換してこれをマイクロコンピュータ−E
のデジタルインターフェースタを介してO’PU / 
0およ・びRAM/2に入力する一方、□水晶発振器り
はクロックパルス信号S7をCPU10およびR’AM
メコに対し逐次枠側発振し、当該C”I”U /’ 0
がこれをカウントして時組機能を構成す石から、前記デ
ジタル測定値信号S3は装置A′を用いた場合には前記
デジタル基準値信号$3′とと本に、マイクロコンピュ
ータ−EのROM//に予め記憶されている演算プログ
ラムに則シ演算処理され経時的に吸光度値が算出されR
AM / 2に記憶されてなる。
また、これと並行して1.吸光度測定槽装置N、 B内
に設値、された温度センサー2が内温を検知し70グ増
幅測温値信号S6をデジタルインターフェースタを介し
てcPU/、0およびRhM、/ 2に入力し常に吸光
度測定摺装w、!3内の温度を検知記憶するようにして
なる。 。
従って、世代時間を測案する場合には、以上のごとく演
算処理して得られた吸米度値が、例えば0.001 A
B8になるまでの時刻を順次R,,AM/2に格納し、
更にその2倍の0.002ABS 、 0゜004AB
EI、 0.008λB’eというように2倍になるま
での時刻をR’AM/、2に格納°して行き、例えば0
.512ABSになった時刻から0.256ABSにな
った時刻を差し引いた値が世代時間であるから、これを
CPU10で演算処理して得た各時刻の差を演算測定デ
ータ値信号S8としてプリンターFに出力して記録して
なる。尚、世代時間とは菌数が2倍になるのに要する時
間のことを意味し、対数期の世代時間は一定の値になる
次に、植え付けた菌数の測定法を説明すると、上述した
ごとく菌の吸光度を求め、ROM//に予め記憶させて
いる演算プログラムすなわちに基づいて、、:cpu、
/ 0で、、懲算処理を行い、得られた値を演算測定デ
ータ値信号S8としてプリンターFに出力して記録する
。具、体向に数、値を上げて言えば、今仮に吸光111
.oすABSで、1.、ml当りIOX、1012の菌
を想定し、世代時間が15.分で測定開始から8時間、
で吸光度が1.、、Q24 AB、S、、に、なったと
すると〔第4図参照〕、そ、92時間15分前が0.0
02A、BSの時点Tであるから、8時1…、伊の吸光
U 1.024 ABSを2時凹15分前の吸光度0.
(10j、ABSで割る。と、すなわち 1.0:24ABS÷O,,092ABS =戸1,2
=、2”、2w この考え方を進めると時刻か0 (1)虚、に於け、、
る世代数は8時間÷15分=32(世代鯵は32)、と
なり、32世代前?菌弊は式α、に促って32 として算出される。  ・・、   、      ・
更に、温度変化を微生物(・菌)に与えてその温度依存
性に係る測定□法′省覗明すると、・吸光度測:   
   、・        1定槽装置B内の温度は温
度センサー乙によっ□て検知しつつ、内温を高温域に掃
引したい時ばマイクロコンピュータ−凡のCPU/に)
から加熱動作指令信号BQが出力され、当該加熱動作指
令信号SG+をスイッチ/・乙が受信してONとなり、
ヒーター/3を作動せしめる一方、低温域に掃引したい
時にはCPU10が、出力する冷却動作指令信号EII
Oをスイッチ/7が受信してO,Nとなり、冷−却器/
≠を作動せしめ冷却コイル/jを介して内温を低温域に
掃引して、吸光度測定槽装置B内の内温は制御自在とな
るから、所望の内温状態で菌を生育させ、上述した方法
で吸光度値を求めるとともに、内温の経時的変化及び吸
光度値を演算測定データ11μ信号S6としてデジタル
インターフェースタを介してプリンターFに出力し記録
するようにしてなる。・このようにして、微生物(菌)
。生育アは重数;バ、、メーp”’−(7)1つである
温度、1−関して、強制的に吸光度11411 ffl
槽装置B内、の、温度を変動掃引して生育中の微生物1 (菌)に温間ゾ3.ツンを与えてその微生物(/、)温
度依存性、を測定するこζ、1が出来る。。    。
また、微生物の生育、に適した温度の測定をするには、
生育中の微生物を対照として単位時間当りの吸光度増分
、言い換えれば微分値が大きくなるように吸、光贋i!
+11.定、槽装置hB内の、7晶艮をりこ化さ、せ、
あとは」二連した方法と同伸にし−(1,演、q処理1
〜て得た値を温度値とともに演s、 itl+冗、デー
タ値イI’ 9.88としてスジタノ一インク二フェー
スタを介してプリンタ二Fに出力して記蝦す、て行き1
川定γ継絖する。 、、、。
以上や事かられかるように、本発明によJ’9は、vL
来技術では困難刃あ?へ、μs作時間の測定。
植え付けた菌数の測寓、温度変化を微生物に与えてその
温度依存性の両足あるい−、微生物の生育に適した温度
の測定が同時にしかも正4′fl+かつ迅速に行うこと
が出来、更にはプリンターによって記録9」能である卆
ら人手によ;b Ql 4y’f、的なす1,1視奪必
要としないなどすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法の施′□行手順を示すフローチャート
図法によるブロックダイヤグラム、第2図は水晶萌のマ
イクロコ′7i°ニーター制御の自動培養測定システム
装置の第1実施例の全□体構成を示すブロックダイヤグ
ラム、第3図は同・第2実施例の全体構成を示□すブロ
ックダイヤ′欠ラム、第4図は微生物培□養中の吸光度
変化特性の一例を示すグラフであネ。 A、A’・・・マイクロコンピュータ−制御の自動培養
測定システム装置  ′B・・・吸光度測定槽装置C・
・・増幅変換回路   D・・・永晶鵬振器E・・・マ
イクロコンピュータ−、F・・・プリンタート・・光源
 コ・・・透明容器 3・・・測定光受光器3′・・・
基準光受光器  ≠・・・測定値増幅器≠′・・・基準
値増幅器  7・・・測温値増幅器 □、!;、j’、
I・・・A/D変換器・  6・・・温度セレサータ・
・・デジタルインターフェース /3・・・ヒーター   /lI−・・・冷却器/j・
・・冷却コイル  Sl・・・アナログ測定値□信号□
S2・・・アナログ□増幅測定値信号□S3・・・デジ
タル測定値信号  ′       □S4・・・アナ
ログ測温値信号 8・・・・歩す・グ増i測□温情信号 S6・・・デジタル測温値信号 87・・・クロックパルス信号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、微生物等を収容する透明容器を温度制御自在な密閉
    環境下に容置する環境設定ステップと、前記微生物等の
    経時挙動を吸光測定する測定ステップと、基準時間を秒
    刻発振する秒刻ステップと、前記項・境設定ステップの
    環境温度を制御検知するとともに、その時□の前記測定
    ステップからの測定情報と前記秒刻ステップからの秒刻
    情報に基づき演算・計時処理して求まる吸光度値および
    時間から世代時間。 植え付は菌数、温度依存性、最適生育温度等に係る所要
    演算測定データを□逐次算出するマイクロコンピュータ
    −演算制御□ステップと、当該マイクロコンピュータ−
    績算制御ステップの前記所要演算測定データを経時記録
    する記録ステップとを順次経由してなるマイクロコンピ
    ュータ−制御の自動培養測定方法2、 マイクロコンヒ
    ユーター演算−制御ステップによる環境設定ステップの
    環境温度制御は、恒温制御層高温と低温間の□掃引制御
    である特許請求の範囲第1項記載のマイ′7′6コンピ
    ユーター制御の自動培養測定□方1.i1′    □
    3、 制御自在な内温□のアナログ泗1温値信号を常時
    出力しかつ装置した透明□容器内に収容する微生物等の
    経時挙動を光源光の□占該“容器透過で吸光測定してア
    ナロダ測定□値信号を発する吸光度測定槽装(至)、と
    、前記tヂログ測温値傷号と前記アナログ測定値信′+
    ′f法を同時並行入力してそれぞれ増幅変換しデ”’J
    ”′タル:6↓11温値信号とデジタル□測定値信刊を
    並□打出力する増□幅変換回路と、クロックパルス信号
    を逐次秒刻発振する発振器と、前記デジタ:ル測1値イ
    6号と□前記デジタル測是値信娘ど前記□クロックパル
    ス信号を入力して演算・計時処理して求められた吸光度
    値と時間から世代時間、植え付は菌斂、温腋依存性、最
    適生育温度鳩に係る所、要演竺、測8定データ値を算出
    して演算測定デ 。 −:′夕値債号゛を出力すΣとともに、前記□吸光度 
    □測定、摺1−献に加−叫作指令信号と冷却′#憔指、
    。 令信号を興するマイクロコンピュータ−とを。 □     ・ 、□   。 有機的に系統接続してなるマイクロコンビュ。 −ター制御の自動培養測定システム装置4、 吸光度測
    定槽竺置龜、−生物等を収容した透明容器を中に挾んで
    相対峙する光源と、アナログ測定□値信号を発する測定
    光受光器と、アナログ測温値信号を発する温度センサー
    と、マイク□ロ出ン借ユニターからの加熱動作指令信号
    を受けそ力1熱動杯するヒーターと、□前記マイクロカ
    ンeユークニからの冷却動作指令信号を受けて冷姉−作
    す□る冷却器の冷却□・イルとをそれぞれ内蔵してなる
    特許請求の範囲第3項記載のマイクロコンピュータ−制
    御の自動培養測定システム装置 5、増幅変換回路は、アナログ測定値信号を入力増幅し
    アナログ増幅測定値信号を出力する測定値増幅器と前記
    アナログ増幅測定値信号を受けてデジタル測定値信号に
    変換出力する□−A/lj 薫”換器とからなる測定系
    と、アナ・グ6111ニー:温’竺”、信・:号を・入
    力増幅し2アナログ増幅測福1値信、  ′k 1th
    jyすh 、m++ □、値1“と1177°′増−幅
    側□温情信号を受d′てテジイル測%HQ信夛に、・変
    換出力するA/D変換器とからなる測温系を二並列構成
    してなる特許請求の範囲第3項又は第4項記載のマイク
    ココ/ビューター制御・・の自動・培養測定ンステム装
    ヂ     ・6、′制、、′御自在彦内温のアナログ
    測温値信号をn′時出力しかつ容置しり::遺明容器内
    に収容する微生物等の経時挙動を光源光の当該容器透過
    で吸光測定してアナ・グ測奈値□槓号をQQ前記光源光
    を辿j定しンjす・ニゲ基覇仙信号をそれぞれ発する吸
    光度測定槽装置と、前記アナログ測温値信号と前記アナ
    ログ測定値信号と前記アナログ基準値信号とを同時並行
    入力してそれぞれ増幅変換しデジタル測温値信号とデジ
    タル測定値信号とデジタル基準値信号とを並行出力する
    増幅変換回路と、クロックパルス信号を逐、次、秒刻、
    、発振、する発振器と、前記テ、ジタル測温嘆信号と前
    記デジタル測定値信号と前記:デジタル基準値信号と、
    前記クロ、ツクパルス信号、とを入力して涼算、・計時
    処理して求められた吸光度値と時間から世代時間、植、
    :え付は菌数、温度依存性、最適、生育部、度等に係る
    所、要演鉾測定データ値を基量して演算側指令信号を発
    するマイクロコンピュータを有機的に系統接続してなる
    。マイ、クロ:コンピューター制御の自動培養、測定シ
    ステム装、w73.吸、光、度測定槽装置は、微生惣等
    を収容りた。 透明容器の片側寄りから順、次光、軸上に光源とアナロ
    グ基準値信号を発する基準先覚、、光器と、、かつ他片
    側に前記透明、容器を中に挾りで前:記光源と相対峙す
    るアナ、ログ測定、値信号を、発、する測定光受光器と
    、7.、ナログ測、温情堺号を発する温度センサ〒と、
    マイクロコンピューターからの加熱動作指令信うを受1
    .けて加熱、動、作するヒーターと、前記マイクロコン
    ピュータ−からの冷却動作指令信号を蛍け゛C冷却勲、
    作 。 する冷却器の冷却コイルとをそれぞれ内、蔵してガる特
    許、、稍求の範囲第6項記載のマイク、ロコンピュータ
    ー制御の自動培養測定、/ステム 。 装置鵡、、、、、、、、、、、、、。 8、 増幅変換回路鵜は、、アナ町グ基傳、値信、号、
    を入力増、幅しアナ、、、o、、グ増、幅、恭準イ直色
    号を:出ノシする基準、値、増幅器と前記、、ブ、、す
    町グ増幅基準値信号を受けてテジクル黄準、、値、信う
    に裳換出力するIy/’ I)変換器、とからなる基準
    系、と、ア、す0.(測定値信号を人力増、幅しア1.
    10グ、増幅測矩値、信号を出、力するiHI+、定値
    増、、幅器と前Mdアナログ増幅測定値信号を:、受り
    でデジ、り、 /l/ i!tl 寓値信号に変換量、
    力ず71+、、、A/D 、*換器と、からなる6(1
    1、M系と、アナログ測温値、信号を人力、増幅12ア
    ナロ乙増幅測温値信号を、、出、力:ス、る測謡値増I
    IV、l器と角1!記アナログ1%幅、1jttj、、
    温情1ぎ号を受けてデジタル測温、値信号に変、、、塊
    出力す、るA/D K 内器とからなる測温系を三並列
    構成、してなる特M’FMfl氷の部囲m16項又は第
    7□項記載の4イク7コシビユーター制御の自動培養測
    定レステム装装置
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WO2007004445A1 (ja) * 2005-07-01 2007-01-11 Nikon Corporation インキュベータ
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