微生物数測定装置
【課題】本発明は、微生物数測定装置に関するもので、菌の測定範囲を広げることを目的とするものである。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、検体を収容する容器６と、この容器内６に設けた液体１１と、この容器６内で前記液体６の水面下に設けた測定電極３とを備え、前記測定電極３に測定部４と、電源２７とを接続し、この電源２７は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極３に印加する構成とし、前記測定部４における測定は、前記測定電極３への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器６内に存在する菌の個数を算出する構成とした。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、検体を収容する容器６と、この容器内６に設けた液体１１と、この容器６内で前記液体６の水面下に設けた測定電極３とを備え、前記測定電極３に測定部４と、電源２７とを接続し、この電源２７は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極３に印加する構成とし、前記測定部４における測定は、前記測定電極３への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器６内に存在する菌の個数を算出する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば口腔内の被検査物（細菌）を測定するための微生物数測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
口の中を管理する口腔ケアは、歯周病等の口腔疾患の予防、誤嚥性肺炎の予防等を目的に行われており、日常的にはうがいや歯磨きから始まって、本格的な病院の口腔ケアにいたるまで、様々な場所で活用されており、近年注目されつつある技術である。
【０００３】
さらに、近年の研究では、病院で患者の手術前後に口腔ケアを行うと、例えばガンの手術後の患者の在院日数が減少したり、手術後の発熱の頻度が減少したりする等、患者にとって手術後の負担が大きく軽減されることが判明してきており、口の中の細菌を減らすことと手術後の各種症状の予防軽減との関連が指摘されている。
【０００４】
つまり、口の中の細菌の数を減らすことは、病院における手術においても効果が大きいとして、口腔ケアの重要性がさらに認識されつつある。
【０００５】
しかしながら、これらの口腔ケアが好ましい物であると徐々に認識されてきたにも関わらず、それらが、未だ十分に継続的に行われない理由の一つとして、口腔ケアにより細菌を減らすことができることが、数値として明確にされていないことが上げられる。そこで、近年これらの細菌の数を数値化するものが提案されている（たとえば、下記特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−１２５８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例における機器は、口の中の細菌の総菌数を測定し数値化できるという点において、画期的な機器であり、口腔ケアを実施する際には非常に利便性の高いものであった。
【０００７】
一方、口腔内ケアの重要性が認識されるにつれて、口腔内の菌数が少ない段階から菌数を把握したいという要望が高まってきており、これまでよりも菌濃度の低い状態での測定が望まれるようになってきた。
【０００８】
しかし従来の測定機器は、菌数が多い高濃度の菌測定では十分な精度な精度できるのであるが、菌数の少ない低濃度の菌測定に関しては若干の課題を残しているものであった。
【０００９】
すなわち、従来の機器では、まず綿棒などで口腔内の細菌を採取し、容器内の液体に挿入して攪拌する。つぎに、この液体内に設けた測定電極に集菌用の高周波の交流電圧を印加し、菌の誘電泳動を発生させ、測定電極に菌を集める一方で、この集まってくる菌の静電容量の変化量を測定し、この変化量から菌数を算出することになる。
【００１０】
そして、前記測定は、集菌用の高周波の交流電圧による悪影響を排除するため、高周波を切断した直後に測定し、測定後は、菌の静電容量の変化量を求めるために再び集菌のため高周波の印加する。これを１０秒程度の間に数十回繰り返し行い、その結果から菌の静電容量の変化量を求め菌数を算出する構成となっていた。
【００１１】
しかし、高周波の交流電圧を切断しても、菌濃度が低いときには、菌の静電容量自体が小さいために、高周波の切断直後はその影響を完全に排除することができず、さらに、１０秒程度の間に数十回の高周波の印加、切断が繰り返されるので、さらに悪影響をうけることになっていた。結果として、菌濃度が低いときには測定が難しくなる。しかしながら、菌濃度が低いとはいえ、菌が存在すること自体が課題となることも多くあり、このことから菌濃度が低いときも含め、適切な測定をすることが望まれていた。
【００１２】
そこで、本発明は、菌濃度が低いときでも菌の測定を適切に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そしてこの目的を達成するために本発明は、検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明は、検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成としたものであるので、被検査物濃度が低いときでも被検査物の測定を適切に行えるようにすることができる。
【００１５】
すなわち本発明の微生物数測定装置は、例えば被検査物として口腔内の菌を測定した場合には、液体に含まれる菌を集めるために高周波の交流電圧を測定電極に印加し集菌し、その後、菌数の測定を行うための低周波の交流電圧に切り換え、この低周波の交流電圧を印加したまま測定を行う構成としたものであり、前記切り替え以降は測定電極には集菌力がなくなり、菌は徐々に測定電極から離れていくことになり、この菌の減少具合を測定することで、たとえ菌濃度が低い場合でも総菌数を算出するものである。
【００１６】
従って、高周波の交流電圧と低周波の交流電圧を１度だけ切り換えれば、菌数の測定が出来るようになったので、低濃度の菌も、高周波の交流電圧の影響をうけることが全く無くなり、測定ができるようになった。
【００１７】
その結果として、菌濃度が低い場合でも適切に菌の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、口腔内の被検査物（細菌）を測定するための微生物数測定装置を示し、その上面には、図３に示す細菌測定用セル１を装着する装着部２と、図３に示す細菌測定用セル１の測定電極３に接続される図７に示す測定部４とを備えた構成となっている。
【００２０】
前記装着部２は、上面が開口部５となった円筒状の構成となっており、この開口部５から図２のごとく細菌測定用セル１が、その下部から挿入される。
【００２１】
図３は、細菌測定用セル１の断面図である。
【００２２】
まずこの細菌測定用セル１は、上面が開口したポリカーボネート製の有底筒状の容器６と、この容器６内を、下方の測定空間７と上方の液体収納空間８に仕切る第１の薄膜９と、この容器６の前記液体収納空間８上を覆った第２の薄膜１０とを備え、前記測定空間７には、上述した測定電極３を設け、前記液体収納空間８内には、測定用の液体として純水１１を設けた構成となっている。
【００２３】
図３において、容器６に、第１の薄膜９の外周を固定し、次に、この第１の薄膜９上の液体収納空間８に測定用の純水１１を入れ、その後、この容器６の液体収納空間８上に第２の薄膜１０の外周を固定することにより、細菌測定用セル１を形成する。
【００２４】
なお、これら第１の薄膜９、第２の薄膜１０は、金属箔、具体的にはアルミニウム箔によって構成したものである。
【００２５】
そこで、この第１の薄膜９、第２の薄膜１０の外周部の固定強度を高めるために、まず、容器６の測定空間７の開口は、液体収納空間８の開口よりも小さくすべく、容器６の液体収納空間８の下部の開口を、この液体収納空間８の上部の開口よりも小さく絞って、この下部の開口絞り部に段部１２を形成し、この段部１２に第１の薄膜９の外周を固定している。具体的には、ポリカーボネート製の容器６の一部である段部１２と、アルミニウム箔製の第１の薄膜９を熱溶着している。
【００２６】
また、容器６の液体収納空間８の上部開口部には、外方に広がるフランジ１３を形成し、このフランジ１３に第２の薄膜１０の外周を固定している。これも、具体的には、ポリカーボネート製の容器６の一部であるフランジ１３と、アルミニウム箔製の第２の薄膜１０を熱溶着している。
【００２７】
このため、第１の薄膜９および第２の薄膜１０は、容器６に対して、強固に固定（溶着）されることとなり、この容器６から剥がれることなどはない。
【００２８】
ここで、測定電極３について図４、図５を用いて説明する。
【００２９】
図４において、１４、１５は、端子で、これらの端子１４、１５間には、図５で示す櫛歯状の電極１６、１７が接続されている。
【００３０】
櫛歯状の電極１６、１７は、図５に示すごとく、長い経路に渡って、両者が極めて接近した対向状態となっており、これにより、両者間で静電容量が発生することになっている。
【００３１】
そして、細菌の数が多いとこれら電極１６、１７間の静電容量も大きくなり、この静電容量から細菌数を測定するようになっている。
【００３２】
図６は、装着部２に図3に示す細菌測定用セル１を装着後に、キャップ１８を被せたものであり、このキャップ１８には、検体採取用担体１９を構成する棒体２０が貫通する貫通孔２１Ａを設けている。
【００３３】
検体採取用担体１９は、図７に示すごとく、その下端に綿を丸めた採取部２１を設けたものであり、本実施形態においては、まず、この検体採取用担体１９の棒体２０を持って、採取部２１により、口腔内をなぞり、これにより口腔内から細菌を採取部２１によって採取する。
【００３４】
次に、この検体採取用担体１９の採取部２１を、装着部２に装着された図３に示す細菌測定用セル１の第２の薄膜１０の中央部上にのせ、その後、この検体採取用担体１９の棒体２０を、キャップ１８の貫通孔２１Ａに下から上方へと貫通させ、この状態で、キャップ１８を装着部２の所定部分にセットする。
【００３５】
この状態で、次に図７のごとく、検体採取用担体１９の棒体２０をキャップ１８の貫通孔２１Ａに沿って、真下に突き降ろすこととなる。
【００３６】
すなわち、検体採取用担体１９の採取部２１で、第２の薄膜１０が突き破られ、次に、図７のごとく、検体採取用担体１９の採取部２１で、第１の薄膜９が突き破られ、この結果として、液体収納空間８内の純水１１は、採取部２１と共に測定空間７へと流れ込むこととなり、測定電極３は、純粋１１の水面下に配置されることになる。
【００３７】
また、この純水１１の上方への飛び出しは、キャップ１８によっても防ぐことができ、これら両方の飛び出し防止は、衛生面における効果も奏するものとなる。
【００３８】
さて、図７は、電気的なブロック図を示し、容器６の底面下方には、ロータ２２が配置され、このロータ２２には、磁石２３、２４が配置されている。
【００３９】
すなわち、ロータ２２を、モータ２５で回転させれば、図７に示した容器６の底部に可動自在に配置した、攪拌体（金属棒）２６が、回転し、これにより測定空間７内の純水１１は、大きく攪拌され、また、攪拌体２６により、採取部２１は、叩きつけるような衝撃を受け、これによって、採取部２１で採取した口腔内の細菌は、純水１１内へと流出されることとなる。
【００４０】
そして、この取り出された細菌の数は、図７の測定部４にて測定されることになる。
【００４１】
さて、この測定について図７を用いて説明を続けると、純水１１内へと取り出された細菌を集めるために、電源部２７によって交流電圧が測定電極３の端子１４、１５（図４）に印加される。すると、純水１１内の細菌は、電圧印加による誘電泳動力により、プラスとマイナスに分極され、その結果として、その細菌は図５に示す櫛歯状の電極１６、１７部分に吸引されることになる。この時、電極１６、１７間に集まる細菌の数が多ければ、静電容量が大きくなる。
【００４２】
なお、攪拌体２６は高速回転（たとえば１秒間に２０回転）しており、純水１１を勢いよく攪拌することで、より多くの細菌を電極１６、１７間に集めるようにしている。
【００４３】
この集菌と測定については、後で詳細に説明する。
【００４４】
図７の測定部４は、制御部２８の指示により、この静電容量の大きさを測定してその結果を演算部２９に送る。この演算部２９では、測定部４の測定結果をもとに静電容量の変化率を求め、従来と同じ手法で細菌数に換算して、制御部２８を介して表示部３０へと表示をすることになる。
【００４５】
図７の操作部３１は、以上の一連の動作に対する指示入力をするためのものである。
【００４６】
以上の構成において基本的な構成と動作が理解された所で、本実施形態の最も特徴となる集菌と測定ついて図７、図８を用いて説明する。
【００４７】
図８は、図７の櫛歯状の電極１６、１７で測定される測定結果を表した物で、縦軸３２は電極１６、１７で測定される静電容量を表し、横軸３３は時間経過を表す。
【００４８】
ここで、図８を用いて、図８の時間経過に沿って、詳細な説明をおこなう。まず、図８の時間３４ａ（ｔａ）は集菌を開始する時間であり、集菌のために図７の制御部２８がモータ２５を高速回転させ、結果として攪拌体２６が回転（たとえば、１秒間に２０回転）を開始する。
【００４９】
これと同時に、電源部２７から集菌のための第１の高周波の交流電圧が端子１４、１５を介して電極１６、１７に印加される。すると、菌は攪拌体２６が起こした攪拌水流にのって電極１６、１７付近に移動し、電極１６、１７に印加された高周波の交流電圧による誘電泳動によって捕らえられ、電極１６、１７に集菌される。
【００５０】
図８の線３５は、電極１６、１７に集菌され、静電容量が大きくなっている様子を示している。
【００５１】
さて、次の時間３４ｂ（ｔｂ）は攪拌停止時間であり、つまりモータ２５への通電を停止し、ロータ２２および攪拌体２６の回転を徐々に遅くし、やがては停止させる。
【００５２】
すなわち、電極１６、１７に十分集菌した後に、攪拌体２６が起こした攪拌水流の流速をこの時間３４ｂ以降は弱めていくのである。
【００５３】
その結果、攪拌体２６は、やがて磁石２３、２４によって容器６の底部に固定され、攪拌水流を弱める障害物となる。したがって、激しく攪拌されていた純水１１の攪拌水流は、徐々に弱まっていくことになる（次の時間３４ｃには攪拌水流は、かなり弱くなった状態となっている）。
【００５４】
再び図８に戻って説明を続けると、次の時間３４ｃ（ｔｃ）は電圧切替時間であり、図７の電極１６、１７に十分な集菌ができた状態の時間である。ここで、制御部２８の指示により電源部２７が、電極１６、１７にかかる電圧を、集菌のための高周波の交流電圧から、菌数の測定（静電容量の測定）を行うための前記高周波よりも低い周波数の第２の交流電圧に切り換える。このとき、電圧も集菌電圧から、測定のためのより低い測定電圧に切り換える。
【００５５】
すなわち、周波数と電圧を低いものに切り換えることで、静電容量測定における、高周波と高電圧の影響を排除できる物となるのである。
【００５６】
また、周波数と電圧を切り換えた電圧切替時間３４ｃ以降は、攪拌水流が弱くなったとはいえ、まだ存在する攪拌水流に乗って、菌は電極１６、１７から離れていくことになる。従って、図８の線３６に示すように、時間経過とともに、静電容量が小さくなっていく。本実施形態の微生物数測定装置は、この菌の減少具合を測定することで総菌数を算出していくことが最も大きな特徴点である。
【００５７】
この時、攪拌体２６が容器６の底部に固定され純水１１の攪拌水流を弱めているため、この攪拌水流は、電圧切替時間３４ｃでは十分弱まっており、たとえ集菌の交流電圧がなくなったとしても、菌が水流により電極１６、１７から一度に離れていくことはなく、菌は徐々に離れていくことになり測定に好適な状態になるのである。
【００５８】
さらに説明を続けると、時間３４ｄ（ｔｄ）は、測定の開始時間であり、前記低周波の第２の交流電圧を櫛歯状の図７の電極１６、１７に印加した状態で、第１の静電容量の測定を行う。なおこの測定後も、そのまま低周波の第２の交流電圧の印加を続ける。
【００５９】
そして、この第１の測定時間３４ｄから所定時間経過後の時間３４ｅ（ｔｅ）は測定終了時間であり、低周波の交流電圧を印加したままの状態で、測定開始時間３４ｄから測定終了時間３４ｅまでの間に数十回の静電容量を測定し、測定は終了となる。そして、この測定による菌の減少具合から総菌数を算出していくことになる。
【００６０】
その後、第１の静電容量測定から数十回の測定がされた所で、この静電容量の測定結果を、図７の測定部４が演算部２９に送り、この静電容量の変化量から菌の個数を算出する。
【００６１】
この時、菌の個数の算出は、予め静電容量の変化量に対応する菌の個数を実測しテーブル化して保持しておき（図示せず）、前記演算部２９がこのテーブルと計測した静電容量の変化量を比較することによって、菌の個数を算出するのである。つまり、本実施形態で行おうとしている測定は、菌の減少具合から総菌数を算定しようとしているものであり、たとえば、菌の数が多い場合（高濃度の菌状態）では、初期の静電容量から大きく静電容量が低下する状態となり、逆に菌の数が少ない場合（低濃度の菌状態）では、初期の静電容量から小さく静電容量が低下する状態となる。
【００６２】
このような静電容量の減少傾斜を見て、予め登録しているテーブルと比較し、それにより、菌の数が多い場合（高濃度の菌状態）と菌の数が少ない場合（低濃度の菌状態）の総菌数を算出しようとしているものである。
【００６３】
また、図８の測定時間３４ｄから３４ｅにおける静電容量の測定は、菌を集めるための高周波の交流電圧から、菌数の測定（静電容量の測定）を行うための、より低周波の交流電圧に切り換えた後に、攪拌水流を弱めながら菌数の計測を行う構成にしたので、菌が電極１６、１７から徐々に離れていく時に安定的に測定を行うことができるとともに、従来は高周波の交流電圧の影響が大きいために測定できなかった低濃度の菌も、高周波の交流電圧の影響をうけることが全く無くなり、測定できるようになるのである。
【００６４】
その結果として、菌濃度が低いときでも菌の測定を適切に行えるようになるのである。
【００６５】
なお、本実施形態は、口腔ケアの微生物数測定装置を一例として説明したが、歯科診療所の口腔内洗浄用水のバクテリア汚染も問題となってきており、この溜め置き洗浄水についても、低濃度の細菌測定が重要視されてきている。菌濃度が低いときでも菌の測定を適切に行えるようにすることは、洗浄水の品質確認にも応用が期待されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように本発明は、検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成としたものであるので、被検査物濃度が低いときでも被検査物の測定を適切に行えるようにすることができる。
【００６７】
すなわち本発明の微生物数測定装置は、例えば被検査物として口腔内の菌を測定した場合には、液体に含まれる菌を集めるために高周波の交流電圧を測定電極に印加し集菌し、その後、菌数の測定を行うための低周波の交流電圧に切り換え、この低周波の交流電圧を印加したまま測定を行う構成としたものであり、前記切り替え以降は測定電極には集菌力がなくなり、菌は徐々に測定電極から離れていくことになり、この菌の減少具合を測定することで、たとえ菌濃度が低い場合でも総菌数を算出するものである。
【００６８】
従って、高周波の交流電圧と低周波の交流電圧を１度だけ切り換えれば、菌数の測定が出来るようになったので、低濃度の菌も、高周波の交流電圧の影響をうけることが全く無くなり、測定ができるようになった。
【００６９】
その結果として、菌濃度が低い場合でも適切に菌の測定を行うことができる。
【００７０】
従って、口腔内空間の衛生管理に大きく貢献するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態の微生物数測定装置の斜視図
【図２】本発明の一実施形態の微生物数測定装置の斜視図
【図３】それに用いる細菌測定用セルの断面図
【図４】その測定電極３の正面図
【図５】その測定電極３の拡大正面図
【図６】本発明の一実施形態の微生物数測定装置の斜視図
【図７】その電気的なブロック図
【図８】その測定における静電容量と時間経過を示す図
【符号の説明】
【００７２】
１ 細菌測定用セル
２ 装着部
３ 測定電極
４ 測定部
５ 開口部
６ 容器
７ 測定空間
８ 液体収納空間
９ 第１の薄膜
１０ 第２の薄膜
１１ 純水
１２ 段部
１３ フランジ
１４ 端子
１５ 端子
１６ 電極
１７ 電極
１８ キャップ
１９ 検体採取用担体
２０ 棒体
２１Ａ 貫通孔
２１ 採取部
２２ ロータ
２３ 磁石
２４ 磁石
２５ モータ
２６ 攪拌体（金属棒）
２７ 電源部
２８ 制御部
２９ 演算部
３０ 表示部
３１ 操作部
３２ 静電容量
３３ 時間経過
３４ａ 時間
３４ｂ 時間
３４ｃ 時間
３４ｄ 時間
３４ｅ 時間
３５ 線
３６ 線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば口腔内の被検査物（細菌）を測定するための微生物数測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
口の中を管理する口腔ケアは、歯周病等の口腔疾患の予防、誤嚥性肺炎の予防等を目的に行われており、日常的にはうがいや歯磨きから始まって、本格的な病院の口腔ケアにいたるまで、様々な場所で活用されており、近年注目されつつある技術である。
【０００３】
さらに、近年の研究では、病院で患者の手術前後に口腔ケアを行うと、例えばガンの手術後の患者の在院日数が減少したり、手術後の発熱の頻度が減少したりする等、患者にとって手術後の負担が大きく軽減されることが判明してきており、口の中の細菌を減らすことと手術後の各種症状の予防軽減との関連が指摘されている。
【０００４】
つまり、口の中の細菌の数を減らすことは、病院における手術においても効果が大きいとして、口腔ケアの重要性がさらに認識されつつある。
【０００５】
しかしながら、これらの口腔ケアが好ましい物であると徐々に認識されてきたにも関わらず、それらが、未だ十分に継続的に行われない理由の一つとして、口腔ケアにより細菌を減らすことができることが、数値として明確にされていないことが上げられる。そこで、近年これらの細菌の数を数値化するものが提案されている（たとえば、下記特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−１２５８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例における機器は、口の中の細菌の総菌数を測定し数値化できるという点において、画期的な機器であり、口腔ケアを実施する際には非常に利便性の高いものであった。
【０００７】
一方、口腔内ケアの重要性が認識されるにつれて、口腔内の菌数が少ない段階から菌数を把握したいという要望が高まってきており、これまでよりも菌濃度の低い状態での測定が望まれるようになってきた。
【０００８】
しかし従来の測定機器は、菌数が多い高濃度の菌測定では十分な精度な精度できるのであるが、菌数の少ない低濃度の菌測定に関しては若干の課題を残しているものであった。
【０００９】
すなわち、従来の機器では、まず綿棒などで口腔内の細菌を採取し、容器内の液体に挿入して攪拌する。つぎに、この液体内に設けた測定電極に集菌用の高周波の交流電圧を印加し、菌の誘電泳動を発生させ、測定電極に菌を集める一方で、この集まってくる菌の静電容量の変化量を測定し、この変化量から菌数を算出することになる。
【００１０】
そして、前記測定は、集菌用の高周波の交流電圧による悪影響を排除するため、高周波を切断した直後に測定し、測定後は、菌の静電容量の変化量を求めるために再び集菌のため高周波の印加する。これを１０秒程度の間に数十回繰り返し行い、その結果から菌の静電容量の変化量を求め菌数を算出する構成となっていた。
【００１１】
しかし、高周波の交流電圧を切断しても、菌濃度が低いときには、菌の静電容量自体が小さいために、高周波の切断直後はその影響を完全に排除することができず、さらに、１０秒程度の間に数十回の高周波の印加、切断が繰り返されるので、さらに悪影響をうけることになっていた。結果として、菌濃度が低いときには測定が難しくなる。しかしながら、菌濃度が低いとはいえ、菌が存在すること自体が課題となることも多くあり、このことから菌濃度が低いときも含め、適切な測定をすることが望まれていた。
【００１２】
そこで、本発明は、菌濃度が低いときでも菌の測定を適切に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そしてこの目的を達成するために本発明は、検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明は、検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成としたものであるので、被検査物濃度が低いときでも被検査物の測定を適切に行えるようにすることができる。
【００１５】
すなわち本発明の微生物数測定装置は、例えば被検査物として口腔内の菌を測定した場合には、液体に含まれる菌を集めるために高周波の交流電圧を測定電極に印加し集菌し、その後、菌数の測定を行うための低周波の交流電圧に切り換え、この低周波の交流電圧を印加したまま測定を行う構成としたものであり、前記切り替え以降は測定電極には集菌力がなくなり、菌は徐々に測定電極から離れていくことになり、この菌の減少具合を測定することで、たとえ菌濃度が低い場合でも総菌数を算出するものである。
【００１６】
従って、高周波の交流電圧と低周波の交流電圧を１度だけ切り換えれば、菌数の測定が出来るようになったので、低濃度の菌も、高周波の交流電圧の影響をうけることが全く無くなり、測定ができるようになった。
【００１７】
その結果として、菌濃度が低い場合でも適切に菌の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、口腔内の被検査物（細菌）を測定するための微生物数測定装置を示し、その上面には、図３に示す細菌測定用セル１を装着する装着部２と、図３に示す細菌測定用セル１の測定電極３に接続される図７に示す測定部４とを備えた構成となっている。
【００２０】
前記装着部２は、上面が開口部５となった円筒状の構成となっており、この開口部５から図２のごとく細菌測定用セル１が、その下部から挿入される。
【００２１】
図３は、細菌測定用セル１の断面図である。
【００２２】
まずこの細菌測定用セル１は、上面が開口したポリカーボネート製の有底筒状の容器６と、この容器６内を、下方の測定空間７と上方の液体収納空間８に仕切る第１の薄膜９と、この容器６の前記液体収納空間８上を覆った第２の薄膜１０とを備え、前記測定空間７には、上述した測定電極３を設け、前記液体収納空間８内には、測定用の液体として純水１１を設けた構成となっている。
【００２３】
図３において、容器６に、第１の薄膜９の外周を固定し、次に、この第１の薄膜９上の液体収納空間８に測定用の純水１１を入れ、その後、この容器６の液体収納空間８上に第２の薄膜１０の外周を固定することにより、細菌測定用セル１を形成する。
【００２４】
なお、これら第１の薄膜９、第２の薄膜１０は、金属箔、具体的にはアルミニウム箔によって構成したものである。
【００２５】
そこで、この第１の薄膜９、第２の薄膜１０の外周部の固定強度を高めるために、まず、容器６の測定空間７の開口は、液体収納空間８の開口よりも小さくすべく、容器６の液体収納空間８の下部の開口を、この液体収納空間８の上部の開口よりも小さく絞って、この下部の開口絞り部に段部１２を形成し、この段部１２に第１の薄膜９の外周を固定している。具体的には、ポリカーボネート製の容器６の一部である段部１２と、アルミニウム箔製の第１の薄膜９を熱溶着している。
【００２６】
また、容器６の液体収納空間８の上部開口部には、外方に広がるフランジ１３を形成し、このフランジ１３に第２の薄膜１０の外周を固定している。これも、具体的には、ポリカーボネート製の容器６の一部であるフランジ１３と、アルミニウム箔製の第２の薄膜１０を熱溶着している。
【００２７】
このため、第１の薄膜９および第２の薄膜１０は、容器６に対して、強固に固定（溶着）されることとなり、この容器６から剥がれることなどはない。
【００２８】
ここで、測定電極３について図４、図５を用いて説明する。
【００２９】
図４において、１４、１５は、端子で、これらの端子１４、１５間には、図５で示す櫛歯状の電極１６、１７が接続されている。
【００３０】
櫛歯状の電極１６、１７は、図５に示すごとく、長い経路に渡って、両者が極めて接近した対向状態となっており、これにより、両者間で静電容量が発生することになっている。
【００３１】
そして、細菌の数が多いとこれら電極１６、１７間の静電容量も大きくなり、この静電容量から細菌数を測定するようになっている。
【００３２】
図６は、装着部２に図3に示す細菌測定用セル１を装着後に、キャップ１８を被せたものであり、このキャップ１８には、検体採取用担体１９を構成する棒体２０が貫通する貫通孔２１Ａを設けている。
【００３３】
検体採取用担体１９は、図７に示すごとく、その下端に綿を丸めた採取部２１を設けたものであり、本実施形態においては、まず、この検体採取用担体１９の棒体２０を持って、採取部２１により、口腔内をなぞり、これにより口腔内から細菌を採取部２１によって採取する。
【００３４】
次に、この検体採取用担体１９の採取部２１を、装着部２に装着された図３に示す細菌測定用セル１の第２の薄膜１０の中央部上にのせ、その後、この検体採取用担体１９の棒体２０を、キャップ１８の貫通孔２１Ａに下から上方へと貫通させ、この状態で、キャップ１８を装着部２の所定部分にセットする。
【００３５】
この状態で、次に図７のごとく、検体採取用担体１９の棒体２０をキャップ１８の貫通孔２１Ａに沿って、真下に突き降ろすこととなる。
【００３６】
すなわち、検体採取用担体１９の採取部２１で、第２の薄膜１０が突き破られ、次に、図７のごとく、検体採取用担体１９の採取部２１で、第１の薄膜９が突き破られ、この結果として、液体収納空間８内の純水１１は、採取部２１と共に測定空間７へと流れ込むこととなり、測定電極３は、純粋１１の水面下に配置されることになる。
【００３７】
また、この純水１１の上方への飛び出しは、キャップ１８によっても防ぐことができ、これら両方の飛び出し防止は、衛生面における効果も奏するものとなる。
【００３８】
さて、図７は、電気的なブロック図を示し、容器６の底面下方には、ロータ２２が配置され、このロータ２２には、磁石２３、２４が配置されている。
【００３９】
すなわち、ロータ２２を、モータ２５で回転させれば、図７に示した容器６の底部に可動自在に配置した、攪拌体（金属棒）２６が、回転し、これにより測定空間７内の純水１１は、大きく攪拌され、また、攪拌体２６により、採取部２１は、叩きつけるような衝撃を受け、これによって、採取部２１で採取した口腔内の細菌は、純水１１内へと流出されることとなる。
【００４０】
そして、この取り出された細菌の数は、図７の測定部４にて測定されることになる。
【００４１】
さて、この測定について図７を用いて説明を続けると、純水１１内へと取り出された細菌を集めるために、電源部２７によって交流電圧が測定電極３の端子１４、１５（図４）に印加される。すると、純水１１内の細菌は、電圧印加による誘電泳動力により、プラスとマイナスに分極され、その結果として、その細菌は図５に示す櫛歯状の電極１６、１７部分に吸引されることになる。この時、電極１６、１７間に集まる細菌の数が多ければ、静電容量が大きくなる。
【００４２】
なお、攪拌体２６は高速回転（たとえば１秒間に２０回転）しており、純水１１を勢いよく攪拌することで、より多くの細菌を電極１６、１７間に集めるようにしている。
【００４３】
この集菌と測定については、後で詳細に説明する。
【００４４】
図７の測定部４は、制御部２８の指示により、この静電容量の大きさを測定してその結果を演算部２９に送る。この演算部２９では、測定部４の測定結果をもとに静電容量の変化率を求め、従来と同じ手法で細菌数に換算して、制御部２８を介して表示部３０へと表示をすることになる。
【００４５】
図７の操作部３１は、以上の一連の動作に対する指示入力をするためのものである。
【００４６】
以上の構成において基本的な構成と動作が理解された所で、本実施形態の最も特徴となる集菌と測定ついて図７、図８を用いて説明する。
【００４７】
図８は、図７の櫛歯状の電極１６、１７で測定される測定結果を表した物で、縦軸３２は電極１６、１７で測定される静電容量を表し、横軸３３は時間経過を表す。
【００４８】
ここで、図８を用いて、図８の時間経過に沿って、詳細な説明をおこなう。まず、図８の時間３４ａ（ｔａ）は集菌を開始する時間であり、集菌のために図７の制御部２８がモータ２５を高速回転させ、結果として攪拌体２６が回転（たとえば、１秒間に２０回転）を開始する。
【００４９】
これと同時に、電源部２７から集菌のための第１の高周波の交流電圧が端子１４、１５を介して電極１６、１７に印加される。すると、菌は攪拌体２６が起こした攪拌水流にのって電極１６、１７付近に移動し、電極１６、１７に印加された高周波の交流電圧による誘電泳動によって捕らえられ、電極１６、１７に集菌される。
【００５０】
図８の線３５は、電極１６、１７に集菌され、静電容量が大きくなっている様子を示している。
【００５１】
さて、次の時間３４ｂ（ｔｂ）は攪拌停止時間であり、つまりモータ２５への通電を停止し、ロータ２２および攪拌体２６の回転を徐々に遅くし、やがては停止させる。
【００５２】
すなわち、電極１６、１７に十分集菌した後に、攪拌体２６が起こした攪拌水流の流速をこの時間３４ｂ以降は弱めていくのである。
【００５３】
その結果、攪拌体２６は、やがて磁石２３、２４によって容器６の底部に固定され、攪拌水流を弱める障害物となる。したがって、激しく攪拌されていた純水１１の攪拌水流は、徐々に弱まっていくことになる（次の時間３４ｃには攪拌水流は、かなり弱くなった状態となっている）。
【００５４】
再び図８に戻って説明を続けると、次の時間３４ｃ（ｔｃ）は電圧切替時間であり、図７の電極１６、１７に十分な集菌ができた状態の時間である。ここで、制御部２８の指示により電源部２７が、電極１６、１７にかかる電圧を、集菌のための高周波の交流電圧から、菌数の測定（静電容量の測定）を行うための前記高周波よりも低い周波数の第２の交流電圧に切り換える。このとき、電圧も集菌電圧から、測定のためのより低い測定電圧に切り換える。
【００５５】
すなわち、周波数と電圧を低いものに切り換えることで、静電容量測定における、高周波と高電圧の影響を排除できる物となるのである。
【００５６】
また、周波数と電圧を切り換えた電圧切替時間３４ｃ以降は、攪拌水流が弱くなったとはいえ、まだ存在する攪拌水流に乗って、菌は電極１６、１７から離れていくことになる。従って、図８の線３６に示すように、時間経過とともに、静電容量が小さくなっていく。本実施形態の微生物数測定装置は、この菌の減少具合を測定することで総菌数を算出していくことが最も大きな特徴点である。
【００５７】
この時、攪拌体２６が容器６の底部に固定され純水１１の攪拌水流を弱めているため、この攪拌水流は、電圧切替時間３４ｃでは十分弱まっており、たとえ集菌の交流電圧がなくなったとしても、菌が水流により電極１６、１７から一度に離れていくことはなく、菌は徐々に離れていくことになり測定に好適な状態になるのである。
【００５８】
さらに説明を続けると、時間３４ｄ（ｔｄ）は、測定の開始時間であり、前記低周波の第２の交流電圧を櫛歯状の図７の電極１６、１７に印加した状態で、第１の静電容量の測定を行う。なおこの測定後も、そのまま低周波の第２の交流電圧の印加を続ける。
【００５９】
そして、この第１の測定時間３４ｄから所定時間経過後の時間３４ｅ（ｔｅ）は測定終了時間であり、低周波の交流電圧を印加したままの状態で、測定開始時間３４ｄから測定終了時間３４ｅまでの間に数十回の静電容量を測定し、測定は終了となる。そして、この測定による菌の減少具合から総菌数を算出していくことになる。
【００６０】
その後、第１の静電容量測定から数十回の測定がされた所で、この静電容量の測定結果を、図７の測定部４が演算部２９に送り、この静電容量の変化量から菌の個数を算出する。
【００６１】
この時、菌の個数の算出は、予め静電容量の変化量に対応する菌の個数を実測しテーブル化して保持しておき（図示せず）、前記演算部２９がこのテーブルと計測した静電容量の変化量を比較することによって、菌の個数を算出するのである。つまり、本実施形態で行おうとしている測定は、菌の減少具合から総菌数を算定しようとしているものであり、たとえば、菌の数が多い場合（高濃度の菌状態）では、初期の静電容量から大きく静電容量が低下する状態となり、逆に菌の数が少ない場合（低濃度の菌状態）では、初期の静電容量から小さく静電容量が低下する状態となる。
【００６２】
このような静電容量の減少傾斜を見て、予め登録しているテーブルと比較し、それにより、菌の数が多い場合（高濃度の菌状態）と菌の数が少ない場合（低濃度の菌状態）の総菌数を算出しようとしているものである。
【００６３】
また、図８の測定時間３４ｄから３４ｅにおける静電容量の測定は、菌を集めるための高周波の交流電圧から、菌数の測定（静電容量の測定）を行うための、より低周波の交流電圧に切り換えた後に、攪拌水流を弱めながら菌数の計測を行う構成にしたので、菌が電極１６、１７から徐々に離れていく時に安定的に測定を行うことができるとともに、従来は高周波の交流電圧の影響が大きいために測定できなかった低濃度の菌も、高周波の交流電圧の影響をうけることが全く無くなり、測定できるようになるのである。
【００６４】
その結果として、菌濃度が低いときでも菌の測定を適切に行えるようになるのである。
【００６５】
なお、本実施形態は、口腔ケアの微生物数測定装置を一例として説明したが、歯科診療所の口腔内洗浄用水のバクテリア汚染も問題となってきており、この溜め置き洗浄水についても、低濃度の細菌測定が重要視されてきている。菌濃度が低いときでも菌の測定を適切に行えるようにすることは、洗浄水の品質確認にも応用が期待されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように本発明は、検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成としたものであるので、被検査物濃度が低いときでも被検査物の測定を適切に行えるようにすることができる。
【００６７】
すなわち本発明の微生物数測定装置は、例えば被検査物として口腔内の菌を測定した場合には、液体に含まれる菌を集めるために高周波の交流電圧を測定電極に印加し集菌し、その後、菌数の測定を行うための低周波の交流電圧に切り換え、この低周波の交流電圧を印加したまま測定を行う構成としたものであり、前記切り替え以降は測定電極には集菌力がなくなり、菌は徐々に測定電極から離れていくことになり、この菌の減少具合を測定することで、たとえ菌濃度が低い場合でも総菌数を算出するものである。
【００６８】
従って、高周波の交流電圧と低周波の交流電圧を１度だけ切り換えれば、菌数の測定が出来るようになったので、低濃度の菌も、高周波の交流電圧の影響をうけることが全く無くなり、測定ができるようになった。
【００６９】
その結果として、菌濃度が低い場合でも適切に菌の測定を行うことができる。
【００７０】
従って、口腔内空間の衛生管理に大きく貢献するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態の微生物数測定装置の斜視図
【図２】本発明の一実施形態の微生物数測定装置の斜視図
【図３】それに用いる細菌測定用セルの断面図
【図４】その測定電極３の正面図
【図５】その測定電極３の拡大正面図
【図６】本発明の一実施形態の微生物数測定装置の斜視図
【図７】その電気的なブロック図
【図８】その測定における静電容量と時間経過を示す図
【符号の説明】
【００７２】
１ 細菌測定用セル
２ 装着部
３ 測定電極
４ 測定部
５ 開口部
６ 容器
７ 測定空間
８ 液体収納空間
９ 第１の薄膜
１０ 第２の薄膜
１１ 純水
１２ 段部
１３ フランジ
１４ 端子
１５ 端子
１６ 電極
１７ 電極
１８ キャップ
１９ 検体採取用担体
２０ 棒体
２１Ａ 貫通孔
２１ 採取部
２２ ロータ
２３ 磁石
２４ 磁石
２５ モータ
２６ 攪拌体（金属棒）
２７ 電源部
２８ 制御部
２９ 演算部
３０ 表示部
３１ 操作部
３２ 静電容量
３３ 時間経過
３４ａ 時間
３４ｂ 時間
３４ｃ 時間
３４ｄ 時間
３４ｅ 時間
３５ 線
３６ 線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、
前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、
前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成とした微生物数測定装置。
【請求項２】
容器内の液体を攪拌させる攪拌体を設け、この攪拌体は、測定部における測定前に攪拌動力を停止する構成とした請求項１に記載の微生物数測定装置。
【請求項３】
第２の電圧は、第１の電圧よりも電圧値を低くした請求項１または２に記載の微生物数測定装置。
【請求項１】
検体を収容する容器と、この容器内に設けた液体と、この容器内で前記液体の水面下に設けた測定電極とを備え、
前記測定電極に測定部と、電源とを接続し、この電源は交流の第１の電圧と、この第１の電圧の周波数よりも低い周波数の交流の第２の電圧を選択的に前記測定電極に印加する構成とし、
前記測定部における測定は、前記測定電極への電源印加を第１の電圧から第２の電圧に切り換えた後、この第２の電圧印加中に、第１の時間における第１の測定値と、この第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における第２の測定値から、容器内に存在する被検査物の個数を算出する構成とした微生物数測定装置。
【請求項２】
容器内の液体を攪拌させる攪拌体を設け、この攪拌体は、測定部における測定前に攪拌動力を停止する構成とした請求項１に記載の微生物数測定装置。
【請求項３】
第２の電圧は、第１の電圧よりも電圧値を低くした請求項１または２に記載の微生物数測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２３６５７（Ｐ２０１０−２２３６５７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９４７８（Ｐ２００９−６９４７８）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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