JPS6224078B2 - - Google Patents
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- JPS6224078B2 JPS6224078B2 JP53101897A JP10189778A JPS6224078B2 JP S6224078 B2 JPS6224078 B2 JP S6224078B2 JP 53101897 A JP53101897 A JP 53101897A JP 10189778 A JP10189778 A JP 10189778A JP S6224078 B2 JPS6224078 B2 JP S6224078B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- microorganisms
- measured
- bacteria
- microbial activity
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q2304/00—Chemical means of detecting microorganisms
- C12Q2304/80—Electrochemical detection via electrodes in contact with culture medium
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
本発明は微生物含有液中の微生物の活性の簡便
にして迅速な連続的測定方法ならびに装置に関す
るものである。 本発明における微生物含有液（以下培養液と略
す）とは、微生物を用いて培養液、該培養液より
生菌体を分離し、別の培地中に懸濁、培養せしめ
た菌懸濁液等を意味する。 本発明は詳しくは微生物自体に由来する電気的
性質を電気化学的な計測手段により測定すること
を特徴とする微生物活性の測定方法ならびに装置
に関するものである。 近年、食品、医薬品などの原料の生産が発酵工
業において盛んに行なわれている。このような各
種の有用な化合物を発酵法で生産する場合、各製
造工程における培養液中の微生物菌数もしくは活
性を計測することは、該発酵プロセスを有効かつ
連続的に遂行するために極めて重要な操作であ
る。 従来の微生物菌数もしくは微生物活性の計測法
には (1) コロニー計数法： 通常培養液を希釈し、平板寒天培地中に散布
し、培養し、培地に生育して生じたコロニーを
肉眼的に計測して微生物の菌数を測定する方
法。（この方法によれば、微生物菌数なかんず
く、生菌数の測定が可能である。） (2) 培養液の濁度のチンダル現象を光学的に測定
し、その濁度より微生物菌数を推定する方法。
（この方法によれば、存在する微生物菌数が測
定できる。） (3) ATP測定法： アデノシントリフオスフエート（ATP）量
を酵素法などで測定し、微生物菌数を推定する
方法。 培養液中の微生物（菌体）が生産する高エネ
ルギー化合物であるATPは微生物数に依存す
ると考えられるので指標とすることができる。
（この方法によれば、微生物の生菌数が測定で
きる。） (4) 微生物の物質代謝による発酵培地中の電気的
インピーダンスの変化を測定し、微生物活性を
測定する方法。（この方法によれば、微生物の
生菌数が求まると解される。） などの方法が知られている。 しかしながら上記各方法なは以下の如き欠点が
ある。即ち (1) コロニー計数法は実施操作が極めて煩雑で、
平板寒天培地に散布後、生育に24〜48時間かか
り、必ずしもその値は正確ではない。 (2) 濁度を測定する方法は、光学的測定を基盤に
しており試料が光学的に透明でかつ等方性であ
ることが必要であるが、現在工業的には固形分
を含む培地や着色度の高い培地を使う例が多
い。従つて、光学的測定による菌数の正確な測
定は極めて困難なのが実情である。 (3) ATP測定法は、サンプリング後、ATPにル
シフエラーゼ（luciferase）を作用させ、生成
する螢光物質を測定し、対応するATP量を求
める。従つて培地中に併存するATPや、螢光
物質がこの酵素反応の妨害となり、微生物由来
のATP量の正確な測定値を求めることが困難
である。従つて正確な微生物数を測定している
とは言い難い。 (4) 又、電気的インピーダンスに基く方法は、通
気撹拌のある条件下では測定できない欠点があ
る。又試料溶液中に導電性物質が存在すると測
定できない。しかし、大部分の現実の発酵は通
常撹拌下に行なわれる場合が大部分である。 尚、放線菌等の培養においては、時間の経過と
共に一つの細胞から多くの胞子が分岐して、多数
の活性部位を有する。一方時間の経過、即ち菌数
の増加、胞子の分岐と共に通常溶液粘度が著しく
増大する。この様な放線菌の培養に於いては、菌
数より活性部位の数（活性）を知ることは培養管
理の為に極めて重要であるが、活性部位測定の為
の有力な手段は未だ知られていないのが実状であ
る。 以上述べた如く、従来の微生物菌数もしくは活
性測定値は、いずれも欠点を有しており、新規な
有用かつ簡便な微生物活性測定法の実現が望まれ
ていた。 本発明者らは微生物活性の測定法について詳細
に研究した結果、培養液を二本の電極（一本は露
出した電極の表面を菌不透過性隔膜で被覆する）
と接触せしめ、培養液中に存在する微生物に由来
する電流あるいは電圧を測定したところ、二本の
電極で測定された電流値もしくは電圧値の差が別
途方法で求められた微生物活性と極めてよく対応
することを見い出し、本発明を完成したものであ
る。 同様に培養液を、二枚の電極板および甘汞電極
により一定電位に保たれた２組の定電位装置（１
組の同装置の陰極側を菌不透性隔膜で被覆する）
と接触せしめ、微生物に由来する電流値を測定し
たところ、２組の定電位装置で測定された電流値
の差が別途方法で求められた微生物活性と極めて
よく対応することを見い出し本発明を完成した。 この様な基礎的な知見に基いて完成されたもの
で、電極もしくは定電位（電解）装置を、培養液
と接触せしめ微生物（菌体）が電極もしくは定電
位装置と反応し発生する電流あるいは電圧を測定
することを特徴とする微生物活性計測方法であ
り、その代表的な装置の１つは、陽極および陽極
液を内蔵し、外部液と接触するための液絡を有
し、露出した陰極を有する電極およびこの電極の
露出した陰極を微生物不透過性膜で被覆した電極
とからなる微生物活性計測装置であり、他の１つ
は二枚の電極板および甘汞電極により構成された
電極を一定に保つための定電位装置で、一組の定
電位装置の陰極側の電極板は菌不透性隔膜で被覆
された定電位装置とからなる微生物活性計測装置
である。 尚本発明の電極として用いられるものは陰極と
しては白金、銀、金、鉄などいずれの電極でもよ
く、陽極としては白金、銀、金などの不溶性の電
極ならばいずれも用いることができる。 本発明により活性を計測できる微生物として
は、細菌、糸状菌、酵母、かび、放線菌等の好気
性菌および嫌気性菌があげられ、用いられる電極
あるいは定電位装置において微生物自身に由来す
る電流あるいは電圧値を計測できる全ての微生物
があげられる。 尚、細菌、酵母等では本発明により測定される
微生物活性は培養液中の微生物の生菌体数によく
対応し、放線菌等一つの細胞より分岐する微生物
においては生菌体数ではなく、微生物の活性部位
総数によく対応するものと考えられる。 次に本発明に用いられる微生物活性測定装置に
ついて説明する。 (1) 第１図は、二本の電極より成る活性測定装置
の一例である。 電極（図中の９，１０）は陽極３および陽極
液８を内蔵し、外部液と接触するための液絡４
を有する。露出した白金陰極５を微生物不透過
性膜６で被ふくした電極１０は発酵液中に存在
する微生物菌体以外の電極活性物質を計測する
ための電極である。 電極９および１０に用いられる液絡に使用す
る膜としてはイオン交換樹脂、セラミツクなど
の電気的に低抵抗の隔膜であればいずれでもよ
い。また陽極としては過酸化銀、塩化銀、二酸
化銀などの金属酸化物や炭素などが使用でき
る。また電極１０の露出した白金陰極の表面を
被覆する微生物不透過性膜としてはセルロース
膜やミリポア膜など微生物菌体が通過しない膜
ならば何でも使用できる。電極９および電極１
０に連がる計器２、計器１は夫々電流計あるい
は電圧計および記録計を示している。本装置は
本発明の微生物活性計測装置の原理を示すもの
で実際の測定装置は必要に応じて簡略化、改良
化されうるもので、勿論微生物的に充分滅菌処
理が可能なものである。 (2) 第２図は、二組の定電位装置より成る活性測
定装置の一例である。 それぞれの定電位装置（図中の７，８）は各
一本の甘汞電極３および２枚の電極板４，５を
有し、醗酵液中に設定する。一方の定電位装置
の電極部８の露出した陰極４を微生物不透過性
膜６で被ふくし、微生物菌体以外の電極活物質
を計測する。この微生物不透過性膜としては、
セルロース膜やミリポア膜など微生物菌体が通
過しない膜ならばいずれでもよい。二組の定電
位装置の電極部はそれぞれ定電位電解装置（ポ
テンシヨスタツト、図中の２）に接続され、又
記録計１と連がつている。 本装置は本発明の微生物活性測定装置の原理
を示す一例で、実際の測定装置は必要に応じ、
簡略化、改良化されうるもので、勿論微生物的
に充分滅菌処理が可能なものである。 上記した微生物活性計測装置を用いて培養槽
（培養装置）中の微生物活性を測定する。即ち、
微生物（生菌体）と発酵液中の電極活物質（たと
えばギ酸、水素、補酵素など）は電極１の陰極に
接触し電流あるいは電圧を発生する。一方電極活
性物質のみは電極２に接触し、電流あるいは電圧
を発生する。この培養液を遠心分離して菌体を取
り除き上澄液の電流もしくは電圧を同様に測定す
ると電極１および２の電流値もしくは電圧値は殆
んど一致する。又、この培養液は蒸煮等により殺
菌した後、測定すると電極１および２の電流値も
しくは電圧値は同様に殆んど一致する。（共に生
菌が存在している場合より電流値もしくは電圧値
自身は低くなる。） 又、二つの電極から測定された電流値もしくは
電圧値の差と別途測定された微生物活性（菌体数
等）とは極めてよく対応する。したがつて電極１
と電極２の電流値あるいは電圧値の差は微生物活
性に相関する電気信号であると考えられる。この
原理により、これらの値から微生物活性を測定す
ることが可能となつた。 同様のことが定電位装置を用いても確認され
た。本現象ならびに本原理の明確な機構の解明は
未だ不充分であるが、かくして微生物自体に由来
する電気的性質を計測することにより微生物活性
を測定することは可能になつた。 尚、本発明で測定される電流値もしくは電圧値
は、温度、PH等により変動するので必要に応じて
調整すればよい。しかし濁度測定等光学的手法と
は異なるので、液色、濁り等には影響されない利
点を有していることは自明である。この様に、微
生物に由来する電流値もしくは電圧値を電極を用
いて測定し、微生物の菌体量との相関関係を認め
たのは発明者らが最初で、これらの事実は、
Analytica Chimica Acta、98（1978）25−30に
記載されている。 勿論この文献中に記載されている知見も、本発
明の一部を構成するものである。 実施例 １ パン酵母（Saccharomyces cerevisiae）
〔ATCC 7754〕をグルコース40g、ペプトン
10g、イーストエキスラクト5g、KH2PO45g、
MgSO42gを含む１の培地（PH7.0）に植菌し、
小型培養槽（丸菱理化Model MD−26）に入れ、
37℃で通気培養する。一方この培養槽に、陰極と
して直径１cmの円板状白金電極、陽極として１cm
×４cmの過酸化銀電極、液絡としてアニオン交換
膜の一種であるセレミオン（旭ガラス(株)製、
AMV型）、陽極液として0.1Mリン酸緩衝液（PH
7.0）を用いた電極１（第１図参照）および、同
上の陰極表面を透析用セルロース膜で被覆した電
極２（第１図参照）を挿入し測定を行なう。電極
１および電極２の電流値の差（△Ｉ）と経時的に
別途コロニー計数法で測定した菌数（生菌数）と
の関係を表１に示す。
にして迅速な連続的測定方法ならびに装置に関す
るものである。 本発明における微生物含有液（以下培養液と略
す）とは、微生物を用いて培養液、該培養液より
生菌体を分離し、別の培地中に懸濁、培養せしめ
た菌懸濁液等を意味する。 本発明は詳しくは微生物自体に由来する電気的
性質を電気化学的な計測手段により測定すること
を特徴とする微生物活性の測定方法ならびに装置
に関するものである。 近年、食品、医薬品などの原料の生産が発酵工
業において盛んに行なわれている。このような各
種の有用な化合物を発酵法で生産する場合、各製
造工程における培養液中の微生物菌数もしくは活
性を計測することは、該発酵プロセスを有効かつ
連続的に遂行するために極めて重要な操作であ
る。 従来の微生物菌数もしくは微生物活性の計測法
には (1) コロニー計数法： 通常培養液を希釈し、平板寒天培地中に散布
し、培養し、培地に生育して生じたコロニーを
肉眼的に計測して微生物の菌数を測定する方
法。（この方法によれば、微生物菌数なかんず
く、生菌数の測定が可能である。） (2) 培養液の濁度のチンダル現象を光学的に測定
し、その濁度より微生物菌数を推定する方法。
（この方法によれば、存在する微生物菌数が測
定できる。） (3) ATP測定法： アデノシントリフオスフエート（ATP）量
を酵素法などで測定し、微生物菌数を推定する
方法。 培養液中の微生物（菌体）が生産する高エネ
ルギー化合物であるATPは微生物数に依存す
ると考えられるので指標とすることができる。
（この方法によれば、微生物の生菌数が測定で
きる。） (4) 微生物の物質代謝による発酵培地中の電気的
インピーダンスの変化を測定し、微生物活性を
測定する方法。（この方法によれば、微生物の
生菌数が求まると解される。） などの方法が知られている。 しかしながら上記各方法なは以下の如き欠点が
ある。即ち (1) コロニー計数法は実施操作が極めて煩雑で、
平板寒天培地に散布後、生育に24〜48時間かか
り、必ずしもその値は正確ではない。 (2) 濁度を測定する方法は、光学的測定を基盤に
しており試料が光学的に透明でかつ等方性であ
ることが必要であるが、現在工業的には固形分
を含む培地や着色度の高い培地を使う例が多
い。従つて、光学的測定による菌数の正確な測
定は極めて困難なのが実情である。 (3) ATP測定法は、サンプリング後、ATPにル
シフエラーゼ（luciferase）を作用させ、生成
する螢光物質を測定し、対応するATP量を求
める。従つて培地中に併存するATPや、螢光
物質がこの酵素反応の妨害となり、微生物由来
のATP量の正確な測定値を求めることが困難
である。従つて正確な微生物数を測定している
とは言い難い。 (4) 又、電気的インピーダンスに基く方法は、通
気撹拌のある条件下では測定できない欠点があ
る。又試料溶液中に導電性物質が存在すると測
定できない。しかし、大部分の現実の発酵は通
常撹拌下に行なわれる場合が大部分である。 尚、放線菌等の培養においては、時間の経過と
共に一つの細胞から多くの胞子が分岐して、多数
の活性部位を有する。一方時間の経過、即ち菌数
の増加、胞子の分岐と共に通常溶液粘度が著しく
増大する。この様な放線菌の培養に於いては、菌
数より活性部位の数（活性）を知ることは培養管
理の為に極めて重要であるが、活性部位測定の為
の有力な手段は未だ知られていないのが実状であ
る。 以上述べた如く、従来の微生物菌数もしくは活
性測定値は、いずれも欠点を有しており、新規な
有用かつ簡便な微生物活性測定法の実現が望まれ
ていた。 本発明者らは微生物活性の測定法について詳細
に研究した結果、培養液を二本の電極（一本は露
出した電極の表面を菌不透過性隔膜で被覆する）
と接触せしめ、培養液中に存在する微生物に由来
する電流あるいは電圧を測定したところ、二本の
電極で測定された電流値もしくは電圧値の差が別
途方法で求められた微生物活性と極めてよく対応
することを見い出し、本発明を完成したものであ
る。 同様に培養液を、二枚の電極板および甘汞電極
により一定電位に保たれた２組の定電位装置（１
組の同装置の陰極側を菌不透性隔膜で被覆する）
と接触せしめ、微生物に由来する電流値を測定し
たところ、２組の定電位装置で測定された電流値
の差が別途方法で求められた微生物活性と極めて
よく対応することを見い出し本発明を完成した。 この様な基礎的な知見に基いて完成されたもの
で、電極もしくは定電位（電解）装置を、培養液
と接触せしめ微生物（菌体）が電極もしくは定電
位装置と反応し発生する電流あるいは電圧を測定
することを特徴とする微生物活性計測方法であ
り、その代表的な装置の１つは、陽極および陽極
液を内蔵し、外部液と接触するための液絡を有
し、露出した陰極を有する電極およびこの電極の
露出した陰極を微生物不透過性膜で被覆した電極
とからなる微生物活性計測装置であり、他の１つ
は二枚の電極板および甘汞電極により構成された
電極を一定に保つための定電位装置で、一組の定
電位装置の陰極側の電極板は菌不透性隔膜で被覆
された定電位装置とからなる微生物活性計測装置
である。 尚本発明の電極として用いられるものは陰極と
しては白金、銀、金、鉄などいずれの電極でもよ
く、陽極としては白金、銀、金などの不溶性の電
極ならばいずれも用いることができる。 本発明により活性を計測できる微生物として
は、細菌、糸状菌、酵母、かび、放線菌等の好気
性菌および嫌気性菌があげられ、用いられる電極
あるいは定電位装置において微生物自身に由来す
る電流あるいは電圧値を計測できる全ての微生物
があげられる。 尚、細菌、酵母等では本発明により測定される
微生物活性は培養液中の微生物の生菌体数によく
対応し、放線菌等一つの細胞より分岐する微生物
においては生菌体数ではなく、微生物の活性部位
総数によく対応するものと考えられる。 次に本発明に用いられる微生物活性測定装置に
ついて説明する。 (1) 第１図は、二本の電極より成る活性測定装置
の一例である。 電極（図中の９，１０）は陽極３および陽極
液８を内蔵し、外部液と接触するための液絡４
を有する。露出した白金陰極５を微生物不透過
性膜６で被ふくした電極１０は発酵液中に存在
する微生物菌体以外の電極活性物質を計測する
ための電極である。 電極９および１０に用いられる液絡に使用す
る膜としてはイオン交換樹脂、セラミツクなど
の電気的に低抵抗の隔膜であればいずれでもよ
い。また陽極としては過酸化銀、塩化銀、二酸
化銀などの金属酸化物や炭素などが使用でき
る。また電極１０の露出した白金陰極の表面を
被覆する微生物不透過性膜としてはセルロース
膜やミリポア膜など微生物菌体が通過しない膜
ならば何でも使用できる。電極９および電極１
０に連がる計器２、計器１は夫々電流計あるい
は電圧計および記録計を示している。本装置は
本発明の微生物活性計測装置の原理を示すもの
で実際の測定装置は必要に応じて簡略化、改良
化されうるもので、勿論微生物的に充分滅菌処
理が可能なものである。 (2) 第２図は、二組の定電位装置より成る活性測
定装置の一例である。 それぞれの定電位装置（図中の７，８）は各
一本の甘汞電極３および２枚の電極板４，５を
有し、醗酵液中に設定する。一方の定電位装置
の電極部８の露出した陰極４を微生物不透過性
膜６で被ふくし、微生物菌体以外の電極活物質
を計測する。この微生物不透過性膜としては、
セルロース膜やミリポア膜など微生物菌体が通
過しない膜ならばいずれでもよい。二組の定電
位装置の電極部はそれぞれ定電位電解装置（ポ
テンシヨスタツト、図中の２）に接続され、又
記録計１と連がつている。 本装置は本発明の微生物活性測定装置の原理
を示す一例で、実際の測定装置は必要に応じ、
簡略化、改良化されうるもので、勿論微生物的
に充分滅菌処理が可能なものである。 上記した微生物活性計測装置を用いて培養槽
（培養装置）中の微生物活性を測定する。即ち、
微生物（生菌体）と発酵液中の電極活物質（たと
えばギ酸、水素、補酵素など）は電極１の陰極に
接触し電流あるいは電圧を発生する。一方電極活
性物質のみは電極２に接触し、電流あるいは電圧
を発生する。この培養液を遠心分離して菌体を取
り除き上澄液の電流もしくは電圧を同様に測定す
ると電極１および２の電流値もしくは電圧値は殆
んど一致する。又、この培養液は蒸煮等により殺
菌した後、測定すると電極１および２の電流値も
しくは電圧値は同様に殆んど一致する。（共に生
菌が存在している場合より電流値もしくは電圧値
自身は低くなる。） 又、二つの電極から測定された電流値もしくは
電圧値の差と別途測定された微生物活性（菌体数
等）とは極めてよく対応する。したがつて電極１
と電極２の電流値あるいは電圧値の差は微生物活
性に相関する電気信号であると考えられる。この
原理により、これらの値から微生物活性を測定す
ることが可能となつた。 同様のことが定電位装置を用いても確認され
た。本現象ならびに本原理の明確な機構の解明は
未だ不充分であるが、かくして微生物自体に由来
する電気的性質を計測することにより微生物活性
を測定することは可能になつた。 尚、本発明で測定される電流値もしくは電圧値
は、温度、PH等により変動するので必要に応じて
調整すればよい。しかし濁度測定等光学的手法と
は異なるので、液色、濁り等には影響されない利
点を有していることは自明である。この様に、微
生物に由来する電流値もしくは電圧値を電極を用
いて測定し、微生物の菌体量との相関関係を認め
たのは発明者らが最初で、これらの事実は、
Analytica Chimica Acta、98（1978）25−30に
記載されている。 勿論この文献中に記載されている知見も、本発
明の一部を構成するものである。 実施例 １ パン酵母（Saccharomyces cerevisiae）
〔ATCC 7754〕をグルコース40g、ペプトン
10g、イーストエキスラクト5g、KH2PO45g、
MgSO42gを含む１の培地（PH7.0）に植菌し、
小型培養槽（丸菱理化Model MD−26）に入れ、
37℃で通気培養する。一方この培養槽に、陰極と
して直径１cmの円板状白金電極、陽極として１cm
×４cmの過酸化銀電極、液絡としてアニオン交換
膜の一種であるセレミオン（旭ガラス(株)製、
AMV型）、陽極液として0.1Mリン酸緩衝液（PH
7.0）を用いた電極１（第１図参照）および、同
上の陰極表面を透析用セルロース膜で被覆した電
極２（第１図参照）を挿入し測定を行なう。電極
１および電極２の電流値の差（△Ｉ）と経時的に
別途コロニー計数法で測定した菌数（生菌数）と
の関係を表１に示す。
【表】
この結果この電流値と菌数の間には良い相関関
係があることが示された。 従つて、この微生物活性測定装置を用いて電流
値の差を測定すれば培養液中における菌数を簡便
かつ迅速に、しかも連続的に計測できることが明
らかとなつた。 実施例 ２ 乳酸菌（Lactobacillus fermentum）〔ATCC
9338〕をグルコースを10g、ペプトンを10g、酵
母エキスを5g、K2HPO4を0.25g、MgSO4・7H2O
を0.1g、F2SO4・7H2Oを0.005g、MnSO4・4H2O
を0.005g、NaCを0.005gを含む１の培地に植
菌し、実施例１と同じ小型培養槽に入れ37℃で静
置培養を行なつた。この発酵槽に実施例１と同一
の電極を用いて、電極１と電極２の電圧値の差
（△Ｖ）と別途コロニー計数法にて同様に測定し
た菌数との関係を表２に示す。
係があることが示された。 従つて、この微生物活性測定装置を用いて電流
値の差を測定すれば培養液中における菌数を簡便
かつ迅速に、しかも連続的に計測できることが明
らかとなつた。 実施例 ２ 乳酸菌（Lactobacillus fermentum）〔ATCC
9338〕をグルコースを10g、ペプトンを10g、酵
母エキスを5g、K2HPO4を0.25g、MgSO4・7H2O
を0.1g、F2SO4・7H2Oを0.005g、MnSO4・4H2O
を0.005g、NaCを0.005gを含む１の培地に植
菌し、実施例１と同じ小型培養槽に入れ37℃で静
置培養を行なつた。この発酵槽に実施例１と同一
の電極を用いて、電極１と電極２の電圧値の差
（△Ｖ）と別途コロニー計数法にて同様に測定し
た菌数との関係を表２に示す。
【表】
この結果、電圧値と菌数の間には良い相関関係
があることが示された。 従つて、この微生物活性測定装置を用いて、両
電極の電圧値の差を測定すれば培養液中における
菌数を簡便かつ迅速に、しかも連続的に計測でき
ることが明らかとなつた。 実施例 ３ 枯草菌（Bacillus subtilis）〔ATCC 6633〕を
グルコース10g、ペプトン10g、肉エキス5g、Nac
5gを含む１の培地に植菌し実施例１と同じ
小型培養槽に入れ、37℃で通気培養を行い、実施
例１と同じ電極１，２をこの槽中に入れ、電極
１，２の電流値の差を測定した。一方、実施例１
と同様に別途菌数を測定した結果を併せて表３に
示す。
があることが示された。 従つて、この微生物活性測定装置を用いて、両
電極の電圧値の差を測定すれば培養液中における
菌数を簡便かつ迅速に、しかも連続的に計測でき
ることが明らかとなつた。 実施例 ３ 枯草菌（Bacillus subtilis）〔ATCC 6633〕を
グルコース10g、ペプトン10g、肉エキス5g、Nac
5gを含む１の培地に植菌し実施例１と同じ
小型培養槽に入れ、37℃で通気培養を行い、実施
例１と同じ電極１，２をこの槽中に入れ、電極
１，２の電流値の差を測定した。一方、実施例１
と同様に別途菌数を測定した結果を併せて表３に
示す。
【表】
この表から明らかなように、両電極の電流値の
差と菌数の間に良い相関関係があることが認めら
れた。 従つて、この微生物活性測定装置を用いて両電
極の電流値の差を測定すれば培養液中における菌
数を簡便かつ迅速に、しかも連続的に計測できる
ことが明らかとなつた。 実施例 ４ 実施例１と同様の条件で実施例１において用い
たパン酵母（Saccharomyces cerevisiae）を通
気培養した。一方この培養槽に第２図に示した如
き、２組の定電位装置を挿入して測定を行つた。
尚陰極、陽極はいずれも１×１cmの白金板を使用
し、その間の電位差を300mVに設定した。又一
組の陰極は透析用セルロース膜で被ふくした。２
組の定電位装置の電流値の差（△Ｉ）と経時的に
別途コロニー計数法で測定した菌数（生菌数）と
の関係を表４に示す。
差と菌数の間に良い相関関係があることが認めら
れた。 従つて、この微生物活性測定装置を用いて両電
極の電流値の差を測定すれば培養液中における菌
数を簡便かつ迅速に、しかも連続的に計測できる
ことが明らかとなつた。 実施例 ４ 実施例１と同様の条件で実施例１において用い
たパン酵母（Saccharomyces cerevisiae）を通
気培養した。一方この培養槽に第２図に示した如
き、２組の定電位装置を挿入して測定を行つた。
尚陰極、陽極はいずれも１×１cmの白金板を使用
し、その間の電位差を300mVに設定した。又一
組の陰極は透析用セルロース膜で被ふくした。２
組の定電位装置の電流値の差（△Ｉ）と経時的に
別途コロニー計数法で測定した菌数（生菌数）と
の関係を表４に示す。
【表】
【表】
この表から明らかなように、電流値の差と菌数
の間に良い相関関係があることが認められた。
の間に良い相関関係があることが認められた。
第１図は微生物活性測定装置の一例を示す図面
である。図面中の数字は以下の意味を示す。 １：記録計、２：電流計又は電圧計、３：陽
極、４：液絡（アニオン交換膜）、５：陰極、
６：微生物不透過性膜（セルロース透析膜）、
７：膜ストツパー、８：陽極液、９：電極１、１
０：電極２、１１：発酵槽（装置）、１２：回転
子、１３：マグネチツク・スターラー。 第２図は微生物活性を測定するための定電位装
置の一例を示す図面である。図面中の数字は以下
の意味を示す。 １：記録計、２：電流計、３：甘汞電極、４：
陰極、５：陽極、６：微生物不透過性膜、７：定
電位装置の電極部１、８：定電位装置の電極部
２、９：発酵槽、１０：回転子、１１：マグネチ
ツク・スターラー。
である。図面中の数字は以下の意味を示す。 １：記録計、２：電流計又は電圧計、３：陽
極、４：液絡（アニオン交換膜）、５：陰極、
６：微生物不透過性膜（セルロース透析膜）、
７：膜ストツパー、８：陽極液、９：電極１、１
０：電極２、１１：発酵槽（装置）、１２：回転
子、１３：マグネチツク・スターラー。 第２図は微生物活性を測定するための定電位装
置の一例を示す図面である。図面中の数字は以下
の意味を示す。 １：記録計、２：電流計、３：甘汞電極、４：
陰極、５：陽極、６：微生物不透過性膜、７：定
電位装置の電極部１、８：定電位装置の電極部
２、９：発酵槽、１０：回転子、１１：マグネチ
ツク・スターラー。
Claims (1)
- １ 微生物を含む液体培地中に、電極間に一定の
電圧がかかるようにした２本の電極よりなる電極
系、及び上記２本の電極において、陰極が微生物
不透過性膜で被覆された以外は同一の構成よりな
る電極系を設けて、両電極系で測定される電流値
の差として微生物活性を測定することを特徴とす
る微生物活性の測定方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189778A JPS5529940A (en) | 1978-08-23 | 1978-08-23 | Method and apparatus for determining activity of microorganism |
| US06/035,092 US4288544A (en) | 1978-08-23 | 1979-05-01 | Method and apparatus for measuring microorganism activity |
| GB7916759A GB2029026B (en) | 1978-08-23 | 1979-05-15 | Method and apparatus for measuring microorganism activity |
| CH757079A CH642398A5 (de) | 1978-08-23 | 1979-08-17 | Verfahren und geraet zur bestimmung der aktivitaet von mikroorganismen. |
| DE19792933994 DE2933994A1 (de) | 1978-08-23 | 1979-08-22 | Verfahren und vorrichtung zum messen der aktivitaet von mikroorganismen in einem fluessigen medium |
| FR7921194A FR2434199A1 (fr) | 1978-08-23 | 1979-08-22 | Procede et appareil pour mesurer l'activite des micro-organismes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189778A JPS5529940A (en) | 1978-08-23 | 1978-08-23 | Method and apparatus for determining activity of microorganism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5529940A JPS5529940A (en) | 1980-03-03 |
| JPS6224078B2 true JPS6224078B2 (ja) | 1987-05-26 |
Family
ID=14312704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10189778A Granted JPS5529940A (en) | 1978-08-23 | 1978-08-23 | Method and apparatus for determining activity of microorganism |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4288544A (ja) |
| JP (1) | JPS5529940A (ja) |
| CH (1) | CH642398A5 (ja) |
| DE (1) | DE2933994A1 (ja) |
| FR (1) | FR2434199A1 (ja) |
| GB (1) | GB2029026B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5666749A (en) * | 1979-11-02 | 1981-06-05 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | Measuring method of activity of animal/botanical tissue |
| JPS592277B2 (ja) * | 1980-03-08 | 1984-01-18 | 日本テクトロン株式会社 | インピ−ダンス法における炭水化物利用試験用培地 |
| DE3175570D1 (en) * | 1980-03-08 | 1986-12-11 | Japan Tectron Instr Corp | Methods of monitoring micro-organisms and media for culture |
| SE430900B (sv) * | 1981-06-04 | 1983-12-19 | Bo Gustav Mattiasson | Forfarande for bestemning av biokemiska data for mikroorganismer eller encelliga organismer |
| US4528270A (en) * | 1982-11-02 | 1985-07-09 | Kabushiki Kaisya Advance Kaihatsu Kenkyujo | Electrochemical method for detection and classification of microbial cell |
| US4655880A (en) * | 1983-08-01 | 1987-04-07 | Case Western Reserve University | Apparatus and method for sensing species, substances and substrates using oxidase |
| JPH0634005B2 (ja) * | 1983-11-26 | 1994-05-02 | 是 松永 | 細胞の電気化学的識別方法 |
| US4614716A (en) * | 1984-12-14 | 1986-09-30 | Rohrback Technology Corporation | Filter cell for electrochemically measuring enzyme concentrations |
| GB8523631D0 (en) * | 1985-09-25 | 1985-10-30 | Pena Ltd Paul De | Bioelectrochemical cell |
| GB8523630D0 (en) * | 1985-09-25 | 1985-10-30 | Pena Ltd Paul De | Bioelectrochemical cell measurement |
| US5196341A (en) * | 1986-03-19 | 1993-03-23 | Cmb Foodcan Plc | Apparatus for detecting micro-organisms |
| US4703010A (en) * | 1986-05-02 | 1987-10-27 | The Board Of Regents For The University Of Oklahoma | Electrolytic bioreactor assembly and method |
| GB8622747D0 (en) * | 1986-09-22 | 1986-10-29 | Ici Plc | Determination of biomass |
| GB8622748D0 (en) * | 1986-09-22 | 1986-10-29 | Ici Plc | Determination of biomass |
| GB8724845D0 (en) * | 1987-10-23 | 1987-11-25 | Metal Box Plc | Detecting microorganisms |
| GB8824729D0 (en) * | 1988-10-21 | 1988-11-30 | Mb Group Plc | Vessels for use in detection of micro-organisms |
| GB8910539D0 (en) * | 1989-05-08 | 1989-06-21 | Metal Box Plc | Electrochemical detection of growth of micro-organisms |
| US5158662A (en) * | 1990-11-19 | 1992-10-27 | Osborne Philip S | Device for detecting and continuously measuring the concentration of oxidizable biodegradable substrates in a medium and method |
| DE4328689A1 (de) * | 1993-08-26 | 1995-03-02 | Beiersdorf Ag | Verfahren zur Detektion und Zählung von Mikroorganismen |
| GB2293241A (en) * | 1994-09-14 | 1996-03-20 | Metal Box Plc | Detection of microbiological contamination of liquid or semi-liquid substances |
| US5716506A (en) * | 1995-10-06 | 1998-02-10 | Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Electrochemical sensors for gas detection |
| DE19548300A1 (de) * | 1995-12-22 | 1996-07-25 | Dechema | Elektrochemisches Verfahren zur Bestimmung der Aktivität von Biofilmen auf Festkörperoberflächen mit Hilfe von miniaturisierten Sensoren |
| TWM243483U (en) * | 1996-01-24 | 2004-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | A test instrument for electric physiological properties of organism, cell, and the section from live organ |
| US6176989B1 (en) * | 1998-12-28 | 2001-01-23 | Teledyne Technologies Incorp. | Electrochemical gas sensor |
| US7704745B2 (en) | 2001-08-06 | 2010-04-27 | Vanderbilt University | Apparatus and methods for monitoring the status of a metabolically active cell |
| FR2859788B1 (fr) * | 2003-09-11 | 2006-05-05 | Univ Bourgogne | Cellule de mesure d'activites biologiques et/ou de grandeurs physiologiques de micro-organismes |
| US20050208592A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | National Research Council Of Canada | Method and apparatus for the detection of microorganisms |
| US7664607B2 (en) | 2005-10-04 | 2010-02-16 | Teledyne Technologies Incorporated | Pre-calibrated gas sensor |
| JP7174521B2 (ja) * | 2017-12-05 | 2022-11-17 | 住友重機械工業株式会社 | 微生物活性測定センサ及び微生物活性の評価方法 |
| CN110320262A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-11 | 福建省医学科学研究院 | 一种表征生物体能量代谢的方法 |
| US12584841B2 (en) * | 2020-11-30 | 2026-03-24 | Opteev Technologies, Inc. | Systems and processes for detecting aerosolized viral loads |
| WO2022169818A1 (en) * | 2021-02-02 | 2022-08-11 | Opteev Technologies, Inc. | Systems and processes for detecting aerosolized viral loads |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3506544A (en) * | 1964-10-09 | 1970-04-14 | Magna Corp | Method of determining microbial populations,enzyme activities,and substrate concentrations by electrochemical analysis |
| US3539455A (en) * | 1965-10-08 | 1970-11-10 | Leland C Clark Jr | Membrane polarographic electrode system and method with electrochemical compensation |
| US3403081A (en) * | 1967-02-06 | 1968-09-24 | Trw Inc | Bio-chemical sensor and method of using same |
| US3838034A (en) * | 1968-04-22 | 1974-09-24 | Gen Electric | Apparatus for detection of catalase-containing bacteria |
| US3707455A (en) * | 1968-07-15 | 1972-12-26 | Ibm | Measuring system |
| US3743581A (en) * | 1970-10-21 | 1973-07-03 | Bactomatic Inc | Microbiological detection apparatus |
| US3813325A (en) | 1972-07-27 | 1974-05-28 | Robertshaw Controls Co | Continuous respirometer apparatus |
| GB1433887A (en) | 1973-04-19 | 1976-03-17 | Bactomatic Inc | Microbiological detection apparatus |
| US3984766A (en) | 1974-10-15 | 1976-10-05 | Bactomatic Inc. | Digital apparatus for rapidly detecting the growth of and identifying micro-biological organisms |
| US4009078A (en) * | 1975-01-24 | 1977-02-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Detecting the presence of microorganisms |
| SE397731B (sv) * | 1975-03-27 | 1977-11-14 | Servochem | Steriliserbar och regenererbar enzymelektrod samt sett att framstella densamma |
| US4149938A (en) * | 1977-11-30 | 1979-04-17 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electrochemical detection device |
-
1978
- 1978-08-23 JP JP10189778A patent/JPS5529940A/ja active Granted
-
1979
- 1979-05-01 US US06/035,092 patent/US4288544A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-05-15 GB GB7916759A patent/GB2029026B/en not_active Expired
- 1979-08-17 CH CH757079A patent/CH642398A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-08-22 FR FR7921194A patent/FR2434199A1/fr active Granted
- 1979-08-22 DE DE19792933994 patent/DE2933994A1/de not_active Ceased
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| US4288544A (en) | 1981-09-08 |
| DE2933994A1 (de) | 1980-03-13 |
| CH642398A5 (de) | 1984-04-13 |
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| GB2029026B (en) | 1983-03-30 |
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| FR2434199A1 (fr) | 1980-03-21 |
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