微生物検査チップ及び微生物検査装置
【課題】励起光の反射による迷光の発生を回避し、蛍光量の受光量の減少を回避する微生物検査チップ、検査装置、および検査方法。
【解決手段】基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路１８１を有する微生物検出部１８とを有する微生物検査チップ１０であって、前記微生物検出部１８は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されているチップ１０。また、該微生物検査チップ１０を使用する微生物検査装置と、検査方法。
【解決手段】基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路１８１を有する微生物検出部１８とを有する微生物検査チップ１０であって、前記微生物検出部１８は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されているチップ１０。また、該微生物検査チップ１０を使用する微生物検査装置と、検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる微生物の計測を行う微生物検査装置及びそれに用いる微生物検査チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、腸管出血性大腸菌Ｏ１５７などの微生物が原因の食中毒が大きな社会問題になっている。そのため、一般消費者の食品の安全性への要求はますます高まっている。食品サプライヤは、一般飲食店から食品製造プラントをもつ大企業にいたるまで多くの事業者を含む。これら事業者にとって、提供する食品の安全性を保障するための食品の衛生管理は必須義務である。一般に、食品の衛生管理は、食品衛生管理者が行っている。
【０００３】
食品が「衛生的」であるか否かを判定する客観的指標として、食品中に含まれる一般生菌や大腸菌群などの生菌数が用いられる。
【０００４】
従来、生菌数の計測手段として、培養法が用いられてきた。培養法では、先ず、食品検体の懸濁液を培地上に塗布し、微生物を培養する。次に、増殖した微生物が形成するコロニーを計測することにより、食品中の生菌数を計測する。培養法では、微生物がコロニーを形成するまでに１日から数日必要とする。そのため、培養法では、長時間の検査時間が必要となる。更に、培養法には、懸濁、希釈、塗布、コロニー計測など専門的知識および技量を必要とする工程が含まれる。そのため、人為的ミスの発生や検査費用が高額になる問題がある。従って、食品サプライヤにとって、培養法は、出荷した食品の安全を保障するための検査ではなく、食中毒が発生した後の原因究明の手段でしかないのが実情であった。
【０００５】
従来、生菌数計測の迅速化および簡便化を目的とした様々な方法及び装置が試みられている。その１つとして、蛍光フローサイトメトリ法を用いた菌数測定装置が注目されている。蛍光フローサイトメトリ法では、蛍光色素で染色した検体を一個一個、極めて細い経路に沿って流す。この方法では、検体数を一個一個、直接測定するが、短時間で計測を干完了することが可能である。
【０００６】
蛍光フローサイトメトリ法を用いた菌数測定装置に対する改善も行われている。例えば、検体中の成分が流路壁面に付着することを防止するため、検体とシース液の流れをそれぞれ層流化し、２つの流れの圧力差を利用し、検体の層流の流径を絞り込むことが行われている。
【０００７】
更に、非特許文献１には、低価格化を実現し、洗浄の手間を省略するため、蛍光フローサイトメトリ法による測定を行う流路部分をディスポーザブルのチップによって形成することが記載されている。このディスポーザブルのチップ内で測定を行い、測定後は、廃棄する。
【０００８】
【非特許文献１】Journal of Biomolecular Techniques、Vol14、Issue2、pp.119-127
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に、ディスポーザブルの微生物検査チップは、微細加工により大小の溝を構成した基板の上に、ガラスやPMMA（メタクリル酸メチル樹脂）などの透明な平面基板を貼り付けることにより、作成される。従って、検出用の流路は、基板上に構成される。そのため、チップ内の検出用の流路を流れる蛍光体を検出するためには、励起光の光軸と蛍光を検出する検出用集光レンズの中心軸は、チップに対し同一面側に設置される。従って、検出用集光レンズの中心軸を検出用の流路を含むチップ面に対して垂直に配置したとき、励起光の光軸は、検出用集光レンズの中心軸と同軸になるか、又は、傾斜した方向になる。
【００１０】
励起光の光軸が検出用集光レンズの中心軸と同軸である場合、平面基板からの励起光の反射光又は検出用の流路底面からの励起光の反射光が検出用集光レンズに入る。そのため、反射光が迷光として検出され、正しい蛍光測定を困難にする。
【００１１】
励起光の光軸が検出用集光レンズの中心軸に対して傾斜した方向に配置された場合、平面基板上で励起光の一部が反射されるため、検出用の流路に入射する励起光の光量が減少する。そのため、得られる蛍光量も減少し、検出精度が低下する。
【００１２】
本発明の目的は、微生物検査チップにおいて、励起光の反射による迷光の発生を回避し、蛍光量の受光量の減少を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の微生物検査チップは、基板とそれに装着された微生物検出部を有する。微生物検出部は、微生物検出用流路を有し、光透過性の材料によって形成されている。微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微生物検査チップにおいて、励起光の反射による迷光の発生を回避し、蛍光量の受光量の減少を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照して、本発明の微生物検査装置で用いる微生物検査チップの第１の例の構成を説明する。本例の微生物検査チップ１０は、検体１５１１を保持するための検体容器１５１と、検体に試薬を混合し反応させる第１及び第２の反応容器１５３、１５４と、検体中に含まれる不要成分を取り除くためのフィルタである不要成分除去部１６と、外部光源より励起光を照射し、微生物検出用流路１８１を有する微生物検出部１８と、微生物検出部１８を通過した検体を含む溶液を廃棄するための廃液容器１６３と、を有する。図中の矢印Aは、微生物検出部１８の微生物検出用流路１８１に照射する励起光の光軸を示す。
【００１６】
本例の微生物検査チップ１０は、図示のように、廃液容器１６３が下になるように、直立させた状態で使用する。
【００１７】
ここでは、本発明の微生物検査装置によって、食品中の微生物を検査する場合を説明する。この場合、検体１５１１は、検査対象の食品である。また、第１の反応容器１５３は、死菌のみを染色する死菌染色色素１５３１を保持する。従って、第１の反応容器１５３を、以下で、死菌染色試薬保持容器１５３と称する。第２の反応容器１５４は、全菌を染色する全菌染色色素１５４１を保持する。従って、第２の反応容器１５４を、以下に、全菌染色試薬保持容器１５４と称する。不要成分除去部１６は、食品残渣を除去する。検体１５１１、死菌染色色素１５３１、及び、全菌染色色素１５４１の混合液は、微生物検出部１８を通過した後に、廃液容器１６３に保持される。
【００１８】
検体容器１５１の下端は、不要成分除去部１６に、流路によって又は直接、接続されている。不要成分除去部１６の下端は、死菌染色試薬保持容器１５３の上端に、流路１５７１によって接続されている。死菌染色試薬保持容器１５３の下端は全菌染色試薬保持容器１５４の上端に、流路１５７２によって、接続されている。全菌染色試薬保持容器１５４の下端は微生物検出部１８の上端に、流路１５７３によって、接続されている。微生物検出部１８の下端は廃液容器１６３の上端に、流路１５７４によって接続されている。流路１５７１、１５７２、１５７３、１５７４によって、検体容器１５１、不要成分除去部１６、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４、微生物検出部１８、及び、廃液容器１６３は、直列に連結されている。
【００１９】
廃液容器１６３の上端には、空気用流路１５８４が接続されている。空気用流路１５８４の上端は、通気口１６３４となっている。検体容器１５１の上端には、空気用流路１５８１が接続されている。空気用流路１５８１の上端は、通気口１６３１となっている。死菌染色試薬保持容器１５３の上端には、空気用流路１５８２が接続されている。空気用流路１５８２の上端は、通気口１６３２となっている。全菌染色試薬保持容器１５４の上端には、空気用流路１５８３が接続されている。空気用流路１５８３の上端は、通気口１６３３となっている。通気口１６３１、１６３２、１６３３、１６３４を介して、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４、及び、廃液容器１６３は、それぞれ所定の圧力源に接続されるか、又は、大気開放される。
【００２０】
溶液用流路１５７１〜１５７４は、内径が１０μｍ〜１ｍｍの矩形断面又は円形断面の管路である。空気用流路１５８１〜１５８４は、内径が１０μｍ〜１ｍｍの矩形断面又は円形断面の管路である。溶液用流路１５７１〜１５７４の断面積は空気用流路１５８１〜１５８４の断面積より大きい。微生物検出部１８の微生物検出用流路の内径は、１μｍ〜１ｍｍである。
【００２１】
検体容器１５１の体積は検体１５１１の体積より大きい。死菌染色試薬保持容器１５３の体積は検体１５１１と死菌染色色素１５３１の合計の体積より大きい。全菌染色試薬保持容器１５４及び廃液容器１６３の体積は、それぞれ、検体１５１１、死菌染色色素１５３１及び全菌染色色素１５４１の合計の体積より大きい。
【００２２】
検体容器１５１と死菌染色試薬保持容器１５３を接続する溶液用流路１５７１の最高点は、検体容器１５１内の検体１５１１の液面より高い。死菌染色試薬保持容器１５３と全菌染色試薬保持容器１５４を接続する溶液用流路１５７２の最高点は、死菌染色試薬保持容器１５３内の検体１５１１と死菌染色色素１５３１の混合液の液面より高い。全菌染色試薬保持容器１５４と微生物検出部１８を接続する溶液用流路１５７３の最高点は、全菌染色試薬保持容器１５４内の検体１５１１、死菌染色色素１５３１、及び、全菌染色色素１５４１の混合液の液面より高い。こうして、流路の最高点の高さを、上流側の容器の液面の高さより高くすることによって、液面差に起因して、溶液が流路を経由して、上流側の容器から下流側の容器に移動することが防止される。
【００２３】
死菌染色色素１５３１及び全菌染色色素１５４１は、微生物検査チップ１０の死菌染色試薬保持容器１５３及び全菌染色試薬保持容器１５４内に予め封入されている。
【００２４】
死菌染色色素１５３１として、例えば、PI（プロピディウムイオダイド）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）を使用してよい。全菌染色色素１５４１として、例えば、DAPI（4'、6-ヂアミジン-2'-フェニルインドール）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）、ＡＯ（アクリジンオレンジ）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）、ＥＢ（エチジウムブロマイド）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）、SYTO(R)（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）などを使用してよい。
【００２５】
検体１５１１は、検査対象の食品に対して質量比１０倍の生理食塩水を加え、ストマッキング処理を行ったものである。検体１５１１は、検査前に通気口１６３３より、検体容器１５１に注入する。
【００２６】
次に、微生物検査チップ１０を用いて、微生物計測を行う方法と、それによる各液体の移動について説明する。
【００２７】
微生物検査チップ１０は、図示のように、通気口１６３１〜１６３４が上側に、廃液容器１６３が下側に、配置されるように、直立させた状態で使用する。先ず、検体を検体容器１５１内に導入する。通気口１６３１を大気開放し、通気口１６３１から検体を検体容器１５１内に導入する。検体容器１５１内に、検体が導入されると、同体積の気体が、通気口１６３１を経由して、検体容器１５１内から外に排出される。
【００２８】
次に、検体１５１１を死菌染色試薬保持容器１５３へ移動させる。通気口１６３１に圧力源を接続し、通気口１６３２〜１６３４を大気開放する。通気口１６３１を介して加圧空気が、検体容器１５１内に導入される。検体容器１５１内の検体の上側の空気の圧力が上昇する。それによって、検体容器１５１内の圧力は、死菌染色試薬保持容器１５３内の圧力より大きくなる。検体容器１５１内の検体は、不要成分除去部１６及び溶液用流路１５７１を経由して、死菌染色試薬保持容器１５３へ移動する。死菌染色試薬保持容器１５３内に、検体が導入されると、同体積の気体が、通気口１６３２を経由して、死菌染色試薬保持容器１５３内から外に排出される。
【００２９】
また、検体１５１１が不要成分除去部１６を通過することにより、検体１５１１内の不要成分は除去される。
【００３０】
死菌染色試薬保持容器１５３にて、検体は死菌染色色素１５３１と混合される。検体１５１１中の死菌は、死菌染色色素１５３１により染色されるが、検体１５１１中の生菌は、死菌染色色素１５３１によって染色されない。
【００３１】
検体と死菌染色色素１５３１の混合液の液面は、死菌染色液保持容器１５３と全菌染色液保持容器１５４を接続する溶液用流路１５７２の最高点を超えない。死菌染色液保持容器１５３及び全菌染色液保持容器１５４内の気圧は大気圧と等しいため、混合液は死菌染色液保持容器１５３内に保持され、全菌染色液保持容器１５４に移動することはない。混合液は、染色反応に必要な時間、死菌染色液保持容器１５３内に保持されることができる。染色中は、微生物検査チップ１０の温度を一定に保持する。それによって、温度変化による染色の影響を小さくすることができる。
【００３２】
なお、廃液容器１６３内の気圧も大気圧と等しい。従って、全菌染色試薬保持容器１５４内の全菌染色色素１５４は、微生物検出部１８に移動しないし、死菌染色液保持容器１５３に逆流することもない。即ち、全菌染色試薬保持容器１５４内に保持される。
【００３３】
混合液が死菌染色液保持容器１５３から全菌染色液保持容器１５４へ移動することをより確実に防止するために、通気口１６３３、１６３４に圧力源を接続してもよい。即ち、全菌染色液保持容器１５４と検出液廃液容器１６３内の気圧を、大気圧より大きく、且つ、検体容器１５１内の気圧より小さくする。それによって、混合液は、確実に、死菌染色液保持容器１５３内に保持される。
【００３４】
次に、混合液を全菌染色試薬保持容器１５４へ移動させる。通気口１６３１、１６３２に圧力源を接続し、通気口１６３３、１６３４を大気開放する。通気口１６３２を介して加圧空気が、死菌染色液保持容器１５３内に導入される。死菌染色液保持容器１５３内の混合液の上側の空気の圧力が上昇する。それによって、死菌染色液保持容器１５３内の圧力は、全菌染色試薬保持容器１５４内の圧力より大きくなる。死菌染色液保持容器１５３内の混合液は、溶液用流路１５７２を経由して全菌染色試薬保持容器１５４へ移動する。全菌染色試薬保持容器１５４内に、混合液が導入されると、同体積の気体が、通気口１６３３を経由して、全菌染色試薬保持容器１５４内から外に排出される。
【００３５】
全菌染色試薬保持容器１５４にて、検体は全菌染色色素１５４１と混合される。検体１５１１中の死菌と生菌、即ち、全ての菌は、全菌染色色素１５４１により染色される。
【００３６】
次に、検体１５１１と死菌染色色素１５３１と全菌染色色素１５４１の混合液を微生物検出部１８に通過させる。通気口１６３１、１６３２、１６３３に圧力源を接続し、通気口１６３４を大気開放する。通気口１６３３を介して加圧空気が、全菌染色試薬保持容器１５４内に導入される。全菌染色試薬保持容器１５４内の混合液の上側の空気の圧力が上昇する。それによって、全菌染色試薬保持容器１５４内の圧力は、廃液容器１６３内の圧力より大きくなる。全菌染色試薬保持容器１５４内の混合液は、溶液用流路１５７３、及び、微生物検出部１８を経由して廃液容器１６３へ移動する。
【００３７】
廃液容器１６３内に、混合液が排出されると、同体積の気体が、通気口１６３４を経由して、廃液容器１６３内から外に排出される。
【００３８】
混合液が、微生物検出部１８の微生物検出用流路１８１を通過するとき、図１の矢印Aの方向より、励起光が照射される。微生物に励起光を照射すると、蛍光を発する。死菌染色色素１５３１の蛍光の通過数を計数することによって、死菌の数が得られる。全菌染色色素１５４１の蛍光の通過数を計数することによって、全菌の数が得られる。全菌の数から死菌の数を減算することにより生菌の数が得られる。
【００３９】
図１に示した本発明の微生物検査チップ１０では、２つの反応容器、即ち、死菌染色試薬保持容器１５３と全菌染色試薬保持容器１５４を有するが、１つの反応容器を有するように構成してもよく、３つ以上の反応容器を有するように構成してもよい。また、反応容器における反応は、染色試薬による微生物の染色であるが、他の操作であってもよい。
【００４０】
図２を参照して、本発明の微生物検査チップ１０の微生物検出部１８について説明する。図２は、微生物検出部１８を、微生物検査チップ１０の側面から見た斜視図である。微生物検査チップ１０の凹部に、微生物検出部１８が装着されている。微生物検出部１８は、微生物検査チップ１０と一体的な構造ではなく、別個に製造された部材であってよい。従って、微生物検出部１８は、微生物検査チップ１０を構成する材料とは異なる材料で構成されていよい。
【００４１】
微生物検出部１８は、光学特性に優れ、形状の変化の小さい光透過性の材料によって形成される。このような材料を用いることによって、励起光の入射量などの物理量や、焦点距離などの最適な測定条件を安定に保つことができる。微生物検出部１８は、好ましくは石英や光学ガラスによって形成される。石英や光学ガラスは、光学性能に優れ、樹脂よりも自家蛍光量が少ないため、好ましい。
【００４２】
微生物検出部１８は、貫通孔を有する。この孔が微生物検出用流路１８１である。微生物検出用流路１８１の断面は、矩形又は円であるが、好ましくは、正方形である。微生物検出用流路１８１の内径は大きいほど圧力損失は小さくなるが、微生物を一個ずつ流すためには、小さいほうがよい。
【００４３】
微生物検出用流路１８１の内径は、１μｍ〜１ｍｍである。即ち、微生物検出用流路１８１の断面は、１辺が１μｍ〜１ｍｍの正方形、又は、直径が１μｍ〜１ｍｍの円である。
【００４４】
微生物検出部１８の断面は、矩形又は円であるが、好ましくは、正方形である。微生物検出部１８の外径は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。即ち、微生物検出部１８の断面は、１辺が０．１ｍｍ〜５ｍｍの正方形、又は、直径が０．１ｍｍ〜５ｍｍの円である。
【００４５】
微生物検出部１８の上端及び下端は微生物検査チップ１０に埋め込まれている。微生物検出部１８のうち、微生物検査チップ１０から露出している部分の長さは、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。
【００４６】
微生物検出用流路１８１は、上側の溶液用流路１５７３及び下側の溶液用流路１５７４に接続されている。溶液用流路１５７３、１５７４の内径は１０μｍ〜１ｍｍである。従って、微生物検出用流路１８１の断面積は、溶液用流路１５７３、１５７４の断面積より十分小さい。
【００４７】
検出光学系について説明する。検出光学系は励起光を発する光源を有する照射光学系と、微生物からの蛍光を検出する受光素子を有する受光光学系を有する。図中矢印Aは励起光の光軸を示す。図中矢印Ｂは、受光光学系に設けられた対物レンズ１２０の中心軸を示す。本例では、励起光の光軸と対物レンズ１２０の中心軸は直交するように構成されている。励起光の光軸は、微生物検査チップ１０の主面に平行であるが、対物レンズ１２０の中心軸は、微生物検査チップ１０の主面に直交する。
【００４８】
微生物検出用流路１８１に励起光を照射する。励起光は、微生物検出用流路１８１の照射範囲１８３の範囲に照射される。微生物１７５は、微生物検出用流路１８１内を図の上から下へ流れる。微生物１７５は、照射範囲１８３を通過するとき、励起光を照射される。微生物１７５は、死菌染色色素１５３１または全菌染色色素１５４１の蛍光を発する。この蛍光は、対物レンズ１２０を含む受光光学系によって検出される。
【００４９】
本例では、励起光の反射による迷光の発生や蛍光の受光量の減少の問題を解決することができる。励起光の光軸と対物レンズの中心軸は互いに直交するから、励起光の反射光を、迷光として、受光光学系が検出するはない。また、励起光の光軸は、微生物検査チップ１０の主面に対して直交する。そのため、励起光が、微生物検査チップ１０の主面に反射する量は少ない。従って、本例では、励起光を効率的に、微生物検出用流路１８１に照射することができる。
【００５０】
微生物検査チップ１０の一部が、励起光の光軸上に、又は、対物レンズ１２０の中心軸上に存在すると、微生物検出用流路１８１に照射される励起光の光量が低減する。また、微生物検査チップ１０の一部が、対物レンズ１２０の中心軸上に存在すると、受光素子によって受光される蛍光の光量が低減する。
【００５１】
本発明によると、微生物検出部１８は、微生物検査チップ１０の一部によって囲まれていないし、包囲されていない。本例では、励起光の光軸と対物レンズ１２０の中心軸は直交するように構成されている。従って、微生物検出部１８の周囲は、少なくとも９０度の範囲で、露出していればよい。微生物検出部１８の周囲の、少なくとも９０度の範囲で、励起光の照射と蛍光の検出を妨害する物が無ければよい。好ましくは、微生物検出部１８の周囲は、少なくとも１８０度の範囲で、露出していればよい。微生物検出部１８の周囲の、少なくとも１８０度の範囲で、励起光の照射と蛍光の検出を妨害する物が無ければよい。
【００５２】
従って、光源からの励起光は、微生物検査チップ１０の一部によって妨げられることなく、直接、微生物検出用流路１８１に照射される。また、微生物検出用流路１８１からの蛍光は、微生物検査チップ１０の一部によって妨げられることなく、直接、受光光学系によって受光される。従って、励起光の照射光量の低減及び蛍光の受光量の低減はない。
【００５３】
図３を参照して本発明による微生物検査装置１の構成の例を説明する。本例の微生物検査装置１は、分析装置１１、システム装置１１１、出力装置１１２及び通信機器１１４を有する。微生物検査装置１によって微生物を計測するとき、微生物検査チップ１０を分析装置１１の内部に装填する。微生物検査チップ１０の種類を変えることによって、様々な検体に最適な微生物数計測工程を実施することが可能である。システム装置１１１は、微生物検査装置１の制御や、微生物検査装置１より出力された電気信号の処理を行う。出力装置１１２は、分析装置１１によって得られた分析結果を出力する。
【００５４】
また、システム装置１１１は、通信機器１１４により、サーバ１１３とデータのやり取りを行う。サーバ１１３は、通信機器１１４を介して、複数の微生物検査装置１から出力結果を収集し、解析を行う。また、検体の種類に応じた微生物数計測工程を実施するために、サーバ１１３は、通信機器１１４を介して、微生物検査装置１の最適な制御方法を、複数の微生物検査装置１に送信する。
【００５５】
図４を参照して本発明による微生物検査装置１の構成の詳細な例を説明する。微生物検査装置１は、分析装置１１、システム装置１１１、及び、出力装置１１２を有する。分析装置１１は、微生物検査チップ１０を保持する保持部と、微生物検査チップ１０の微生物検出部を流れる微生物を光学的に検出する検出装置１２と、微生物検査チップ１０に差圧を提供する圧力源装置１４を有する。保持部に保持された微生物検査チップ１０と圧力源装置１４の間は、チップ連結管１４４によって接続されている。検出装置１２と圧力源装置１４は、システム装置１１１に接続されている。システム装置１１１は出力装置１１２に接続されている。
【００５６】
微生物検査チップ１０は、図１に示したように、検体や染色試薬を内部に保持し、微生物計測に必要な工程を行うための機構を内部に備える。圧力源装置１４は、チップ連結管１４４を介して、微生物検査チップ１０の通気口１６３１、１６３２、１６３３、１６３４（図１）を大気開放するか、又は、それに所定の圧力の空気を供給する。それによって、微生物計測に必要な工程が実行される。検出装置１２は、検出光学系を有する。即ち、検出装置１２は、励起光を発する光源を有する照射光学系と、微生物からの蛍光を検出する受光素子を有する受光光学系を有する。検出光学系は後に図５を参照して説明する。検出装置１２は、微生物の検出結果を示す電気信号を生成する。
【００５７】
システム装置１１１は、圧力源装置１４に制御信号を出力し、検出装置１２から検出結果を示す電気信号を入力し、それを処理する。電気信号の処理により得られた計測結果は、出力装置１１２に表示される。
【００５８】
図５を参照して検出装置１２に含まれる検出光学系の例を説明する。検出光学系の構成は、微生物の染色に用いる色素の励起スペクトルと蛍光スペクトルによって変化することもある。ここでは、死菌染色色素１５３１として、PI（プロピディウムイオダイド）、全菌染色色素１５４１として、DAPI（4'、6-ヂアミジン-2'-フェニルインドール）を使用する場合を説明する。PIの励起波長ピークは５３２nm、蛍光波長ピークは６１５nmである。DAPIの励起波長ピークは、３６５nm、蛍光波長ピークは４６０nmである。
【００５９】
本例の検出装置１２は照射光学系と受光光学系を有する。照射光学系は、短波長（波長３６５nm）レーザ光源１３５、長波長（波長５３２nm）レーザ光源１３６、波長４５０nm以上の光を反射する光源用ダイクロイックミラー１３７、及び、レーザ光の光束が楕円状になるように集光するためのシリンドリカルレンズ１３３、１３４を有する。受光光学系は、蛍光を集光し、平行光線化する対物レンズ１２０、波長４５０nm以下の光を反射する検出用ダイクロイックミラー１２３、ミラー１２４、波長４６０ｎｍ近傍の波長の光のみ通過させる短波長用光学フィルタ１２５、波長６１５ｎｍ近傍の波長の光を通過させる長波長用光学フィルタ１２６、平行光を集光させるための集光レンズ１２７、１２８、迷光をカットするための空間フィルタとして用いるピンホール１２９、１３０、短波長用光学フィルタ１２５を通過した光を検出する短波長用ホトマル１３１、及び、長波長用光学フィルタ１２６を通過した光を検出する長波長用ホトマル１３２を有する。
【００６０】
微生物検出用流路１８１は、シリンドリカルレンズ１４４と対物レンズ１２０の焦点に配置され、ピンホール１２９、１３０は集光レンズ１２７、１２８の焦点の位置に配置されている。
【００６１】
短波長レーザ光源１３５は、DAPI用の短波長の励起光源であり、波長３６５nmの励起光を生成する。長波長レーザ光源１３６は、PI用の長波長の励起光源であり、波長５３２nmの励起光を生成する。短波長レーザ光源１３５からのレーザ光は、光源用ダイクロイックミラー１３７を透過し、シリンドリカルレンズ１３３、１３４によって、楕円状の断面の光束に変形され、微生物検出用流路１８１に照射される。長波長レーザ光源１３６からのレーザ光は、光源用ダイクロイックミラー１３７を反射し、進路を９０度変更して進み、シリンドリカルレンズ１３３、１３４によって、楕円状の光束に変形され、微生物検出用流路１８１に照射される。微生物検出用流路１８１を通過する微生物１７５にレーザ光が照射されると、微生物は蛍光を発する。
【００６２】
長波長レーザ光源１３６からの励起光（波長５３２nm）は、微生物１７５を染色したPIを励起する。PIから波長ピーク６１５nmの蛍光が発生する。短波長レーザ光源１３５からの励起光（波長３６０nm）は、微生物１７５を染色したDAPIを励起する。DAPIから、波長ピーク４６０nmの蛍光が発生する。
【００６３】
この蛍光は、対物レンズ１２０によって集光され、平行光線化される。平行光線化された蛍光は、検出用ダイクロイックミラー１２３に導かれる。
【００６４】
PIからの蛍光（蛍光波長ピーク６１５nm）は検出用ダイクロイックミラー１２３を通過する。PIからの蛍光は、更に、長波長用光学フィルタ１２６を通過し、集光レンズ１２８によって集光される。集光された蛍光は、ピンホール１３０を通過することによって、迷光がカットされ、長波長用ホトマル１３２に到達する。
【００６５】
DAPIからの蛍光（蛍光波長ピーク４６０nm）は、検出用ダイクロイックミラー１２３を反射し、進路を９０度変更して進み、ミラー１２４を反射し、再度、進路を９０度変更して進む。DAPIからの蛍光は、更に、短波長用光学フィルタ１２５を通過し、集光レンズ１２７によって集光される。集光された蛍光は、ピンホール１２９を通過することによって、迷光がカットされ、短波長用ホトマル１３１に到達する。
【００６６】
こうして本例では、受光光学系において、波長４５０nm以下の光を反射する検出用ダイクロイックミラー１２３を用いるから、二つの色素由来の蛍光を波長の違いにより分離できる。
【００６７】
短波長用ホトマル１３１および長波長用ホトマル１３２に入射した蛍光は、電気信号に変換され、電気信号はシステム装置１１１に送られる。システム装置１１１は、短波長用ホトマル１３１と長波長用ホトマル１３２から送られた電気信号を処理し、微生物数の情報を得る。即ち、長波長用ホトマル１３２から出力されたPIからの蛍光信号に基づいて、死菌の数を検出する。短波長用ホトマル１３１から出力されたDAPIからの蛍光信号に基づいて、全菌の数を検出する。検査結果は、出力装置１１２に出力される。
【００６８】
図６を参照して本発明による微生物検査チップ１０の第１の例の組立方法を説明する。本例の微生物検査チップ１０は、上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることにより作成される。上部部材１０１と下部部材１０２は、樹脂を射出成形することによって製造されてよい。上部部材１０１は両面が平坦な板材によって形成される。上部部材１０１には、通気口１６３１、１６３２、１６３３、１６３４が形成されている。これらの通気口は貫通孔である。上部部材１０１に示された破線１５１、１５３、１５４、１６１は、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４及び不要成分除去部１６の位置を示す。上部部材１０１に示された破線１８０は、下部部材１０２に形成された微生物検出部支持部１８０の位置を示す。
【００６９】
下部部材１０２に示された実線１６３１、１６３２、１６３３、１６３４は、通気口を構成する穴を示す。下部部材１０２に示された実線１５１、１５３、１５４、１６１は、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４及び不要成分除去部１６を構成する溝を表す。また、下部部材１０２に示された実線１５８１〜１５８４は空気用流路１５８１〜１５８４を構成する溝を示す。下部部材１０２に示された実線１５７１〜１５７４は、溶液用流路１５７１〜１５７４を構成する溝を示す。上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることにより、下部部材１０２に形成された溝は、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４、溶液用流路１５７１〜１５７４、及び、空気用流路１５８１〜１５８４を形成する。液漏れ防止のために、上部部材１０１と下部部材１０２の接触面に、接着材などの粘性のある材料を塗布して、シーリングしてもよい。
【００７０】
不要成分除去部１６は、フィルタ１６０を有する。即ち、フィルタ１６０を、下部部材１０２に形成された溝に挿入し、上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることによって、フィルタ１６０は固定される。フィルタ１６０は、好ましくは直径１０ミクロン以上の粒子を取り除くように構成されている。この場合、上部部材１０１にも、フィルタ１６０が係合するための溝が設けられてもよい。
【００７１】
本例では、微生物検出部１８は、柱状部材からなる。下部部材１０２には微生物検出部支持部１８０が形成されている。微生物検出部支持部１８０は凹部であってよい。微生物検出部１８を微生物検出部支持部１８０に係合させ、上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることによって、微生物検出部１８は固定される。この場合、上部部材１０１にも、微生物検出部１８が係合するための溝が設けられてもよい。
【００７２】
図７を参照して本発明による微生物検査チップの第２の例の構造を説明する。ここでは、本発明の微生物検査装置によって、食品中の微生物を検査する場合を説明する。この場合、検体１５１１は、検査対象の食品である。本例の微生物検査チップ２０は、検体１５１１を保持するための検体容器１５１と、死菌のみを染色する死菌染色色素１５３１を保持する死菌染色試薬保持容器１５３と、全菌を染色する全菌染色色素１５４１を保持する全菌染色試薬保持容器１５４と、検体中に含まれる食品残渣を除去するためのフィルタである不要成分除去部１６と、外部光源より励起光を照射し、検体中に含まれる微生物からの蛍光を観測するための微生物検出部２８と、微生物検出部２８を通過した検体を含む溶液を廃棄するための廃液容器１６３と、を有する。本例の微生物検査チップ２０は、図１の第１の例と同様に、溶液用流路１５７１〜１５７４、空気用流路及び通気口１６３１〜１６３４を有する。本例の微生物検査チップ２０は、図示のように、廃液容器１６３が下になるように、直立させた状態で使用する。
【００７３】
図１に示した第１の例では、微生物検出部１８に含まれる微生物検出用流路は、微生物検査チップの主面に平行に配置されている。しかしながら、本例の微生物検査チップ２０では、微生物検出部２８に含まれる微生物検出用流路は、微生物検査チップ２０の主面に垂直である。即ち、微生物検出部２８に含まれる微生物検出用流路は、微生物検査チップ２０の厚さ方向に沿って配置されている。
【００７４】
図中矢印Ｂは励起光の光軸を示す。図中矢印Ｄは、受光光学系に設けられた対物レンズの中心軸を示す。本例では、励起光の光軸と対物レンズの中心軸は直交するように構成されている。励起光の光軸と対物レンズの中心軸は、共に、微生物検査チップ２０の主面に平行である。
【００７５】
図８を参照して、微生物検出部２８の詳細を説明する。図８は、図７の線ａ−ａ‘に沿って切断した断面構成を示す。本例の微生物検査チップ２０は、上部部材２０１、下部部材２０２、上部平板２０３及び下部平板２０４を有する。上部部材２０１と下部部材２０２は互いに接着され、その両側に、上部平板２０３及び下部平板２０４が接着されている。上部部材２０１と下部部材２０２の間に、微生物検出部２８が装着されている。微生物検出部２８の両端には、パッキン１９１、１９２が装着されている。微生物検出部２８は、２つのパッキン１９１、１９２によって弾性的に支持されている。本例の微生物検出部２８は、第１の例の微生物検出部１８と同様な構造を有してよい。図示のように、微生物検出部２８は、微生物検出用流路２８１を有する。微生物検出用流路２８１は、微生物検出部２８に形成された貫通孔である。尚、図８では、微生物検出用流路２８１内を通過する微生物１７５を説明するために、微生物検出用流路２８１の内径を誇張して描いている。実際には、図９に示すように、微生物検出用流路２８１の内径は、溶液用流路１５７３、１５７４の内径と比較して十分小さい。
【００７６】
図中矢印Ｄは、受光光学系に設けられた対物レンズの中心軸を示す。励起光の光軸は紙面に垂直である。励起光は、微生物検出用流路１８１の照射範囲１８３の範囲に照射される。微生物１７５は、微生物検出用流路１８１内を図の左から右へ流れる。微生物１７５は、照射範囲１８３を通過するとき、励起光を照射される。微生物１７５は、死菌染色色素１５３１または全菌染色色素１５４１の蛍光を発する。この蛍光は、対物レンズ１２０を含む受光光学系によって検出される。
【００７７】
微生物検査チップ２０を構成する部材は樹脂の射出成形によって製造される。微生物検出部２８は、微生物検査チップ２０とは別個の部材として製造される。従って、微生物検査チップ２０における微生物検出部２８の設置位置は、必ずしもいつも正確ではない。微生物検出部２８の設置位置は、微生物検査チップ毎に変動する。分析装置１１に装填された微生物検査チップの位置も、微生物検査チップ毎に変動する。従って、分析装置１１に装填された微生物検査チップの微生物検出部２８と、検出光学系の対物レンズ１２０の位置あわせが必要となる。
【００７８】
本発明によると、以下に説明するように、微生物検出部２８と検出光学系の対物レンズ１２０の位置決めが容易である。
【００７９】
図９を参照して、本発明による検出光学系の構造を説明する。図示のように、微生物検出部２８に近接して、対物レンズ１２０が設けられている。対物レンズ１２０は、レンズホルダ１２１によって保持されている。レンズホルダ１２１は、２枚の刃１２２によって、微生物検出部２８上に支持されている。微生物検出部２８は、パッキン１９１、１９２を介して、上部部材１０１と下部部材１０２にそれぞれ装着されている。パッキン１９１、１９２は弾性変形可能な材料によって構成される。
【００８０】
図１０を参照して、本発明による検出光学系における位置決めについて説明する。対物レンズ１２０は、１対のレンズホルダ１２１によって、両側から、挟まれるように、保持される。レンズホルダ１２１の各々には、刃１２２が装着されている。２枚の刃１２２はそれぞれテーパ部１２２ａを有する。２つのテーパ部１２２ａは互いに向き合っており、両者の間に所定の挟み角を有するＶ字が形成される。好ましくは、２つのテーパ部１２２ａに傾斜角は、対物レンズ１２０の中心軸と微生物計測用流路２８１の中心を結ぶ線に対して対称である。本例では、微生物検出部２８は柱状部材からなる。２つのテーパ部１２２ａによって形成されるＶ字は、微生物検出部２８の柱状部材の円柱面に接触している。
【００８１】
図示のように、微生物計測用流路２８１の中心と対物レンズ１２０の中心を結ぶ線に沿ってＺ軸をとり、微生物計測用流路２８１の方向（紙面に垂直）にＹ軸をとり、両者に直交する方向にＸ軸をとる。
【００８２】
２枚の刃２２のテーパ部１２２ａは、微生物計測用流路２８１と対物レンズ１２０の間の距離を規定すると同時に、微生物計測用流路２８１の中心と対物レンズ１２０の中心を一直線上に配置させる。
【００８３】
対物レンズ１２０の焦点が微生物計測用流路２８１の中心に配置されるように、微生物計測用流路２８１と対物レンズ１２０の間の距離を設定する。次に、対物レンズ１２０の中心軸と微生物計測用流路２８１の中心が一直線上に配置するように、微生物計測用流路２８１に対する対物レンズ１２０のＸ方向の位置を設定する。こうして、微生物計測用流路２８１に対する対物レンズ１２０の位置が設定されたら、刃１２２の長さとテーパ部１２２ａの傾斜角を決めることができる。
【００８４】
こうして、２枚の刃２２の寸法及び形状が決まったら、対物レンズ１２０の位置決めを行う。２つのテーパ部１２２ａが、微生物検出部２８の柱状部材の円柱面に接触するように、対物レンズ１２０及びレンズホルダ１２１を配置する。僅かな力によって、２枚の刃２２のテーパ部１２２ａが微生物検出部２８の柱状部材の円柱面上に押し付けられる。このとき、パッキン１９１、１９２が弾性変形することによって、微生物検出部２８の位置、又は、姿勢は、僅かであるが、変化することができる。
【００８５】
２枚の刃１２２のテーパ部１２２ａと微生物検出部２８の接触によって、微生物検出部２８と対物レンズ１２０の間の相対的な位置が決まる。即ち、対物レンズ１２０の焦点位置を、微生物検出部２８の微生物検出用流路１８１の照射範囲１８３の中心軸上に配置することができる。微生物検出部２８の柱状部材の外径が変化した場合には、対物レンズ１２０の中心と微生物計測用流路２８１の中心の間の距離は僅かであるが、変化する。しかしながら、微生物検出用流路２８１の照射範囲２８３を対物レンズ１２０の中心軸上に配置することができる。
【００８６】
本例によると、微生物検査チップにおける微生物計測用流路２８１の設置位置の精度が高くない場合でも、また、微生物検査装置１における微生物検査チップの設置位置の精度が高くない場合でも、微生物計測用流路２８１に対する対物レンズ１２０の位置決めを容易に行うことができる。
【００８７】
尚、図１０を参照して説明した、対物レンズの支持機構は、図１に示した本発明の微生物検査チップの第１の例にも適用可能である。
【００８８】
図１１を参照して本発明による微生物検査チップの第２の例の組立方法を説明する。本例の微生物検査チップ２０は、上部部材２０１と下部部材２０２を張り合わせることにより作成される。上部部材２０１の外面には上部平板２０３が接着され、下部部材２０２の外面には下部平板２０４が接着されている。上部部材２０１及び下部部材２０２は樹脂を射出成形することによって製造されてよい。上部部材２０１、上部平板２０３及び下部平板２０４は両面が平坦な板材によって形成される。
【００８９】
本例の微生物検査チップ２０を、図６に示した第１の例と比較すると、微生物検出部２８の構造が異なる。また、微生物検出部２８に接続され溶液用流路の構造が異なる。本例の微生物検査チップ２０では、上部平板２０３及び下部平板２０４が用いられている。
【００９０】
ここでは、本例の微生物検査チップ２０の微生物検出部２８及びそれに接続された溶液用流路の構造を説明する。図７を参照して説明したように、微生物検出部２８に溶液用流路１５７３、１５７４が接続されている。溶液用流路１５７３は全菌染色試薬保持容器１５４と微生物検出部２８を接続する流路である。溶液用流路１５７４は、微生物検出部２８と廃液容器１６３を接続する流路である。
【００９１】
図１１に示すように、下部部材２０２に示された実線１５７３ａと上部平板２０３に示された実線１５７３ｂは、溶液用流路１５７３を構成する溝を示す。上部平板２０３に示された破線１５７３ｃは、両者を接続する流路を示す。この流路１５７３ｃは、微生物検査チップ２０の主面に対して直交する方向に延びている。下部部材２０２に示された実線１５７４ｂと破線１５７４ａは、溶液用流路１５７４を構成する溝を示す。尚、破線１５７４ａによって表される溝は、実線１５７４ｂによって表される溝が形成されている面の反対側の面に形成されている。下部部材２０２に示された破線１５７４ｃは、両者を接続する流路を示す。
【００９２】
上部部材２０１と下部部材２０２を張り合わせることにより、下部部材２０２に形成された溝１５７３ａは、溶液用流路１５７３の一部を形成する。上部部材２０１と上部平板２０３を張り合わせることにより、上部部材２０１に形成された溝１５７３ｂは、溶液用流路１５７３の一部を形成する。この２つの流路は、上部部材２０１を貫通する孔１５７３ｃによって接続されている。
【００９３】
上部部材２０１と下部部材２０２を張り合わせることにより、下部部材２０２に形成された溝１５７４ｂは、溶液用流路１５７４の一部を形成する。下部部材２０２と下部平板２０４を張り合わせることにより、下部部材２０２に形成された溝１５７４ａは、溶液用流路１５７４の一部を形成する。この２つの流路は、下部部材２０２を貫通する孔１５７４ｃによって接続されている。
【００９４】
本例では、微生物検出部２８は、柱状部材からなる。微生物検出部２８は、その微生物計測用流路２８が、微生物検査チップ２０の主面に直交する方向に沿って配置されるように、装着される。微生物検出部２８は２つのパッキン１９１、１９２に挟まれた状態で、上部部材２０１と下部部材２０２の間に装着される。
【００９５】
微生物検出部２８の入口は、溶液用流路１５７３のうちの流路１５７４ｂに接続され、微生物検出部２８の出口は溶液用流路１５７４のうちの流路１５７４ａに接続されている。
【００９６】
図６に示したように、微生物検査チップの第１の例では、微生物検出部１８の両端を、微生物検査チップの部材によって支持している。そのため、微生物計測用流路１８の寸法が長くなる。一方、本例の微生物検査チップ２０では、微生物検出部２８の両端は、パッキン１９１、１９２によって支持されている。そのため、微生物計測用流路２８１の長さを短くすることができる。微生物計測用流路の長さが短くなるため、内部を流れる流体の圧力損失をより低減することができる。また、接着剤のはみ出しによる不良も起きない。
【００９７】
以上本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されたい発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者によって容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の微生物検査チップの第１の例を示す図である。
【図２】本発明の微生物検査チップの第１の例の主要部の斜視図である。
【図３】本発明の微生物検査装置を構成の例を示す図である。
【図４】本発明の微生物検査装置も微生物検査チップを装填した状態を示す図である。
【図５】本発明の微生物検査装置の検出光学系の構成の例を示す図である。
【図６】本発明の微生物検査チップの第１の例の組立方法を説明する図である。
【図７】本発明の微生物検査チップの第２の例を示す図である。
【図８】本発明の微生物検査チップの第２の例の主要部の断面構成を示す図である。
【図９】本発明の微生物検査装置の検出光学系の対物レンズの支持機構の例を示す図である。
【図１０】本発明の微生物検査装置の検出光学系の対物レンズの支持機構の例を示す図である。
【図１１】本発明の微生物検査チップの第２の例の組立方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…微生物検査装置、１０…微生物検査チップ、１１…分析装置、１２…検出装置、１４…圧力源装置、１６…不要成分除去部、１８…微生物検出部、２０…微生物検査チップ、２８…微生物検出部、１０１…上部部材、１０２…下部部材、１１１…システム装置、１１２…出力装置、１１３…サーバ、１１４…通信機器、１２０…対物レンズ、１２１…レンズホルダ、１２２…刃、１２３検出用ダイクロイックミラー、１２４…ミラー、１２５…短波長用光学フィルタ、１２６…長波長用光学フィルタ、１２７、１２８…集光レンズ、１２９…ピンホール、１３１…短波長用ホトマル、１３２…長波長用ホトマル、１３３、１３４…シリンドリカルレンズ、１３５…短波長レーザ、１３６長波長レーザ、１３７…光源用ダイクロイックミラー、１４４…チップ連結管、１５１…検体容器、１５３…死菌染色液容器、１５４…全菌染色液容器、１５５…溶離液容器、１５６…検出液容器、１５７…溶液用流路、１５８…空気用流路、１６０…不要成分除去部材、１６１…不要成分除去部保持部、１６３…廃液容器、１７５…微生物、１８０…微生物検出用流路保持部、１８１…微生物検出用流路、１８２…励起光、１８３…励起光照射範囲、１８４…蛍光、１９１、１９２…パッキン、２０１…上部部材、２０２…下部部材、２０３…上部平板、２０４…下部平板、２８１…微生物検出用流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる微生物の計測を行う微生物検査装置及びそれに用いる微生物検査チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、腸管出血性大腸菌Ｏ１５７などの微生物が原因の食中毒が大きな社会問題になっている。そのため、一般消費者の食品の安全性への要求はますます高まっている。食品サプライヤは、一般飲食店から食品製造プラントをもつ大企業にいたるまで多くの事業者を含む。これら事業者にとって、提供する食品の安全性を保障するための食品の衛生管理は必須義務である。一般に、食品の衛生管理は、食品衛生管理者が行っている。
【０００３】
食品が「衛生的」であるか否かを判定する客観的指標として、食品中に含まれる一般生菌や大腸菌群などの生菌数が用いられる。
【０００４】
従来、生菌数の計測手段として、培養法が用いられてきた。培養法では、先ず、食品検体の懸濁液を培地上に塗布し、微生物を培養する。次に、増殖した微生物が形成するコロニーを計測することにより、食品中の生菌数を計測する。培養法では、微生物がコロニーを形成するまでに１日から数日必要とする。そのため、培養法では、長時間の検査時間が必要となる。更に、培養法には、懸濁、希釈、塗布、コロニー計測など専門的知識および技量を必要とする工程が含まれる。そのため、人為的ミスの発生や検査費用が高額になる問題がある。従って、食品サプライヤにとって、培養法は、出荷した食品の安全を保障するための検査ではなく、食中毒が発生した後の原因究明の手段でしかないのが実情であった。
【０００５】
従来、生菌数計測の迅速化および簡便化を目的とした様々な方法及び装置が試みられている。その１つとして、蛍光フローサイトメトリ法を用いた菌数測定装置が注目されている。蛍光フローサイトメトリ法では、蛍光色素で染色した検体を一個一個、極めて細い経路に沿って流す。この方法では、検体数を一個一個、直接測定するが、短時間で計測を干完了することが可能である。
【０００６】
蛍光フローサイトメトリ法を用いた菌数測定装置に対する改善も行われている。例えば、検体中の成分が流路壁面に付着することを防止するため、検体とシース液の流れをそれぞれ層流化し、２つの流れの圧力差を利用し、検体の層流の流径を絞り込むことが行われている。
【０００７】
更に、非特許文献１には、低価格化を実現し、洗浄の手間を省略するため、蛍光フローサイトメトリ法による測定を行う流路部分をディスポーザブルのチップによって形成することが記載されている。このディスポーザブルのチップ内で測定を行い、測定後は、廃棄する。
【０００８】
【非特許文献１】Journal of Biomolecular Techniques、Vol14、Issue2、pp.119-127
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に、ディスポーザブルの微生物検査チップは、微細加工により大小の溝を構成した基板の上に、ガラスやPMMA（メタクリル酸メチル樹脂）などの透明な平面基板を貼り付けることにより、作成される。従って、検出用の流路は、基板上に構成される。そのため、チップ内の検出用の流路を流れる蛍光体を検出するためには、励起光の光軸と蛍光を検出する検出用集光レンズの中心軸は、チップに対し同一面側に設置される。従って、検出用集光レンズの中心軸を検出用の流路を含むチップ面に対して垂直に配置したとき、励起光の光軸は、検出用集光レンズの中心軸と同軸になるか、又は、傾斜した方向になる。
【００１０】
励起光の光軸が検出用集光レンズの中心軸と同軸である場合、平面基板からの励起光の反射光又は検出用の流路底面からの励起光の反射光が検出用集光レンズに入る。そのため、反射光が迷光として検出され、正しい蛍光測定を困難にする。
【００１１】
励起光の光軸が検出用集光レンズの中心軸に対して傾斜した方向に配置された場合、平面基板上で励起光の一部が反射されるため、検出用の流路に入射する励起光の光量が減少する。そのため、得られる蛍光量も減少し、検出精度が低下する。
【００１２】
本発明の目的は、微生物検査チップにおいて、励起光の反射による迷光の発生を回避し、蛍光量の受光量の減少を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の微生物検査チップは、基板とそれに装着された微生物検出部を有する。微生物検出部は、微生物検出用流路を有し、光透過性の材料によって形成されている。微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微生物検査チップにおいて、励起光の反射による迷光の発生を回避し、蛍光量の受光量の減少を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照して、本発明の微生物検査装置で用いる微生物検査チップの第１の例の構成を説明する。本例の微生物検査チップ１０は、検体１５１１を保持するための検体容器１５１と、検体に試薬を混合し反応させる第１及び第２の反応容器１５３、１５４と、検体中に含まれる不要成分を取り除くためのフィルタである不要成分除去部１６と、外部光源より励起光を照射し、微生物検出用流路１８１を有する微生物検出部１８と、微生物検出部１８を通過した検体を含む溶液を廃棄するための廃液容器１６３と、を有する。図中の矢印Aは、微生物検出部１８の微生物検出用流路１８１に照射する励起光の光軸を示す。
【００１６】
本例の微生物検査チップ１０は、図示のように、廃液容器１６３が下になるように、直立させた状態で使用する。
【００１７】
ここでは、本発明の微生物検査装置によって、食品中の微生物を検査する場合を説明する。この場合、検体１５１１は、検査対象の食品である。また、第１の反応容器１５３は、死菌のみを染色する死菌染色色素１５３１を保持する。従って、第１の反応容器１５３を、以下で、死菌染色試薬保持容器１５３と称する。第２の反応容器１５４は、全菌を染色する全菌染色色素１５４１を保持する。従って、第２の反応容器１５４を、以下に、全菌染色試薬保持容器１５４と称する。不要成分除去部１６は、食品残渣を除去する。検体１５１１、死菌染色色素１５３１、及び、全菌染色色素１５４１の混合液は、微生物検出部１８を通過した後に、廃液容器１６３に保持される。
【００１８】
検体容器１５１の下端は、不要成分除去部１６に、流路によって又は直接、接続されている。不要成分除去部１６の下端は、死菌染色試薬保持容器１５３の上端に、流路１５７１によって接続されている。死菌染色試薬保持容器１５３の下端は全菌染色試薬保持容器１５４の上端に、流路１５７２によって、接続されている。全菌染色試薬保持容器１５４の下端は微生物検出部１８の上端に、流路１５７３によって、接続されている。微生物検出部１８の下端は廃液容器１６３の上端に、流路１５７４によって接続されている。流路１５７１、１５７２、１５７３、１５７４によって、検体容器１５１、不要成分除去部１６、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４、微生物検出部１８、及び、廃液容器１６３は、直列に連結されている。
【００１９】
廃液容器１６３の上端には、空気用流路１５８４が接続されている。空気用流路１５８４の上端は、通気口１６３４となっている。検体容器１５１の上端には、空気用流路１５８１が接続されている。空気用流路１５８１の上端は、通気口１６３１となっている。死菌染色試薬保持容器１５３の上端には、空気用流路１５８２が接続されている。空気用流路１５８２の上端は、通気口１６３２となっている。全菌染色試薬保持容器１５４の上端には、空気用流路１５８３が接続されている。空気用流路１５８３の上端は、通気口１６３３となっている。通気口１６３１、１６３２、１６３３、１６３４を介して、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４、及び、廃液容器１６３は、それぞれ所定の圧力源に接続されるか、又は、大気開放される。
【００２０】
溶液用流路１５７１〜１５７４は、内径が１０μｍ〜１ｍｍの矩形断面又は円形断面の管路である。空気用流路１５８１〜１５８４は、内径が１０μｍ〜１ｍｍの矩形断面又は円形断面の管路である。溶液用流路１５７１〜１５７４の断面積は空気用流路１５８１〜１５８４の断面積より大きい。微生物検出部１８の微生物検出用流路の内径は、１μｍ〜１ｍｍである。
【００２１】
検体容器１５１の体積は検体１５１１の体積より大きい。死菌染色試薬保持容器１５３の体積は検体１５１１と死菌染色色素１５３１の合計の体積より大きい。全菌染色試薬保持容器１５４及び廃液容器１６３の体積は、それぞれ、検体１５１１、死菌染色色素１５３１及び全菌染色色素１５４１の合計の体積より大きい。
【００２２】
検体容器１５１と死菌染色試薬保持容器１５３を接続する溶液用流路１５７１の最高点は、検体容器１５１内の検体１５１１の液面より高い。死菌染色試薬保持容器１５３と全菌染色試薬保持容器１５４を接続する溶液用流路１５７２の最高点は、死菌染色試薬保持容器１５３内の検体１５１１と死菌染色色素１５３１の混合液の液面より高い。全菌染色試薬保持容器１５４と微生物検出部１８を接続する溶液用流路１５７３の最高点は、全菌染色試薬保持容器１５４内の検体１５１１、死菌染色色素１５３１、及び、全菌染色色素１５４１の混合液の液面より高い。こうして、流路の最高点の高さを、上流側の容器の液面の高さより高くすることによって、液面差に起因して、溶液が流路を経由して、上流側の容器から下流側の容器に移動することが防止される。
【００２３】
死菌染色色素１５３１及び全菌染色色素１５４１は、微生物検査チップ１０の死菌染色試薬保持容器１５３及び全菌染色試薬保持容器１５４内に予め封入されている。
【００２４】
死菌染色色素１５３１として、例えば、PI（プロピディウムイオダイド）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）を使用してよい。全菌染色色素１５４１として、例えば、DAPI（4'、6-ヂアミジン-2'-フェニルインドール）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）、ＡＯ（アクリジンオレンジ）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）、ＥＢ（エチジウムブロマイド）（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）、SYTO(R)（１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）などを使用してよい。
【００２５】
検体１５１１は、検査対象の食品に対して質量比１０倍の生理食塩水を加え、ストマッキング処理を行ったものである。検体１５１１は、検査前に通気口１６３３より、検体容器１５１に注入する。
【００２６】
次に、微生物検査チップ１０を用いて、微生物計測を行う方法と、それによる各液体の移動について説明する。
【００２７】
微生物検査チップ１０は、図示のように、通気口１６３１〜１６３４が上側に、廃液容器１６３が下側に、配置されるように、直立させた状態で使用する。先ず、検体を検体容器１５１内に導入する。通気口１６３１を大気開放し、通気口１６３１から検体を検体容器１５１内に導入する。検体容器１５１内に、検体が導入されると、同体積の気体が、通気口１６３１を経由して、検体容器１５１内から外に排出される。
【００２８】
次に、検体１５１１を死菌染色試薬保持容器１５３へ移動させる。通気口１６３１に圧力源を接続し、通気口１６３２〜１６３４を大気開放する。通気口１６３１を介して加圧空気が、検体容器１５１内に導入される。検体容器１５１内の検体の上側の空気の圧力が上昇する。それによって、検体容器１５１内の圧力は、死菌染色試薬保持容器１５３内の圧力より大きくなる。検体容器１５１内の検体は、不要成分除去部１６及び溶液用流路１５７１を経由して、死菌染色試薬保持容器１５３へ移動する。死菌染色試薬保持容器１５３内に、検体が導入されると、同体積の気体が、通気口１６３２を経由して、死菌染色試薬保持容器１５３内から外に排出される。
【００２９】
また、検体１５１１が不要成分除去部１６を通過することにより、検体１５１１内の不要成分は除去される。
【００３０】
死菌染色試薬保持容器１５３にて、検体は死菌染色色素１５３１と混合される。検体１５１１中の死菌は、死菌染色色素１５３１により染色されるが、検体１５１１中の生菌は、死菌染色色素１５３１によって染色されない。
【００３１】
検体と死菌染色色素１５３１の混合液の液面は、死菌染色液保持容器１５３と全菌染色液保持容器１５４を接続する溶液用流路１５７２の最高点を超えない。死菌染色液保持容器１５３及び全菌染色液保持容器１５４内の気圧は大気圧と等しいため、混合液は死菌染色液保持容器１５３内に保持され、全菌染色液保持容器１５４に移動することはない。混合液は、染色反応に必要な時間、死菌染色液保持容器１５３内に保持されることができる。染色中は、微生物検査チップ１０の温度を一定に保持する。それによって、温度変化による染色の影響を小さくすることができる。
【００３２】
なお、廃液容器１６３内の気圧も大気圧と等しい。従って、全菌染色試薬保持容器１５４内の全菌染色色素１５４は、微生物検出部１８に移動しないし、死菌染色液保持容器１５３に逆流することもない。即ち、全菌染色試薬保持容器１５４内に保持される。
【００３３】
混合液が死菌染色液保持容器１５３から全菌染色液保持容器１５４へ移動することをより確実に防止するために、通気口１６３３、１６３４に圧力源を接続してもよい。即ち、全菌染色液保持容器１５４と検出液廃液容器１６３内の気圧を、大気圧より大きく、且つ、検体容器１５１内の気圧より小さくする。それによって、混合液は、確実に、死菌染色液保持容器１５３内に保持される。
【００３４】
次に、混合液を全菌染色試薬保持容器１５４へ移動させる。通気口１６３１、１６３２に圧力源を接続し、通気口１６３３、１６３４を大気開放する。通気口１６３２を介して加圧空気が、死菌染色液保持容器１５３内に導入される。死菌染色液保持容器１５３内の混合液の上側の空気の圧力が上昇する。それによって、死菌染色液保持容器１５３内の圧力は、全菌染色試薬保持容器１５４内の圧力より大きくなる。死菌染色液保持容器１５３内の混合液は、溶液用流路１５７２を経由して全菌染色試薬保持容器１５４へ移動する。全菌染色試薬保持容器１５４内に、混合液が導入されると、同体積の気体が、通気口１６３３を経由して、全菌染色試薬保持容器１５４内から外に排出される。
【００３５】
全菌染色試薬保持容器１５４にて、検体は全菌染色色素１５４１と混合される。検体１５１１中の死菌と生菌、即ち、全ての菌は、全菌染色色素１５４１により染色される。
【００３６】
次に、検体１５１１と死菌染色色素１５３１と全菌染色色素１５４１の混合液を微生物検出部１８に通過させる。通気口１６３１、１６３２、１６３３に圧力源を接続し、通気口１６３４を大気開放する。通気口１６３３を介して加圧空気が、全菌染色試薬保持容器１５４内に導入される。全菌染色試薬保持容器１５４内の混合液の上側の空気の圧力が上昇する。それによって、全菌染色試薬保持容器１５４内の圧力は、廃液容器１６３内の圧力より大きくなる。全菌染色試薬保持容器１５４内の混合液は、溶液用流路１５７３、及び、微生物検出部１８を経由して廃液容器１６３へ移動する。
【００３７】
廃液容器１６３内に、混合液が排出されると、同体積の気体が、通気口１６３４を経由して、廃液容器１６３内から外に排出される。
【００３８】
混合液が、微生物検出部１８の微生物検出用流路１８１を通過するとき、図１の矢印Aの方向より、励起光が照射される。微生物に励起光を照射すると、蛍光を発する。死菌染色色素１５３１の蛍光の通過数を計数することによって、死菌の数が得られる。全菌染色色素１５４１の蛍光の通過数を計数することによって、全菌の数が得られる。全菌の数から死菌の数を減算することにより生菌の数が得られる。
【００３９】
図１に示した本発明の微生物検査チップ１０では、２つの反応容器、即ち、死菌染色試薬保持容器１５３と全菌染色試薬保持容器１５４を有するが、１つの反応容器を有するように構成してもよく、３つ以上の反応容器を有するように構成してもよい。また、反応容器における反応は、染色試薬による微生物の染色であるが、他の操作であってもよい。
【００４０】
図２を参照して、本発明の微生物検査チップ１０の微生物検出部１８について説明する。図２は、微生物検出部１８を、微生物検査チップ１０の側面から見た斜視図である。微生物検査チップ１０の凹部に、微生物検出部１８が装着されている。微生物検出部１８は、微生物検査チップ１０と一体的な構造ではなく、別個に製造された部材であってよい。従って、微生物検出部１８は、微生物検査チップ１０を構成する材料とは異なる材料で構成されていよい。
【００４１】
微生物検出部１８は、光学特性に優れ、形状の変化の小さい光透過性の材料によって形成される。このような材料を用いることによって、励起光の入射量などの物理量や、焦点距離などの最適な測定条件を安定に保つことができる。微生物検出部１８は、好ましくは石英や光学ガラスによって形成される。石英や光学ガラスは、光学性能に優れ、樹脂よりも自家蛍光量が少ないため、好ましい。
【００４２】
微生物検出部１８は、貫通孔を有する。この孔が微生物検出用流路１８１である。微生物検出用流路１８１の断面は、矩形又は円であるが、好ましくは、正方形である。微生物検出用流路１８１の内径は大きいほど圧力損失は小さくなるが、微生物を一個ずつ流すためには、小さいほうがよい。
【００４３】
微生物検出用流路１８１の内径は、１μｍ〜１ｍｍである。即ち、微生物検出用流路１８１の断面は、１辺が１μｍ〜１ｍｍの正方形、又は、直径が１μｍ〜１ｍｍの円である。
【００４４】
微生物検出部１８の断面は、矩形又は円であるが、好ましくは、正方形である。微生物検出部１８の外径は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。即ち、微生物検出部１８の断面は、１辺が０．１ｍｍ〜５ｍｍの正方形、又は、直径が０．１ｍｍ〜５ｍｍの円である。
【００４５】
微生物検出部１８の上端及び下端は微生物検査チップ１０に埋め込まれている。微生物検出部１８のうち、微生物検査チップ１０から露出している部分の長さは、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。
【００４６】
微生物検出用流路１８１は、上側の溶液用流路１５７３及び下側の溶液用流路１５７４に接続されている。溶液用流路１５７３、１５７４の内径は１０μｍ〜１ｍｍである。従って、微生物検出用流路１８１の断面積は、溶液用流路１５７３、１５７４の断面積より十分小さい。
【００４７】
検出光学系について説明する。検出光学系は励起光を発する光源を有する照射光学系と、微生物からの蛍光を検出する受光素子を有する受光光学系を有する。図中矢印Aは励起光の光軸を示す。図中矢印Ｂは、受光光学系に設けられた対物レンズ１２０の中心軸を示す。本例では、励起光の光軸と対物レンズ１２０の中心軸は直交するように構成されている。励起光の光軸は、微生物検査チップ１０の主面に平行であるが、対物レンズ１２０の中心軸は、微生物検査チップ１０の主面に直交する。
【００４８】
微生物検出用流路１８１に励起光を照射する。励起光は、微生物検出用流路１８１の照射範囲１８３の範囲に照射される。微生物１７５は、微生物検出用流路１８１内を図の上から下へ流れる。微生物１７５は、照射範囲１８３を通過するとき、励起光を照射される。微生物１７５は、死菌染色色素１５３１または全菌染色色素１５４１の蛍光を発する。この蛍光は、対物レンズ１２０を含む受光光学系によって検出される。
【００４９】
本例では、励起光の反射による迷光の発生や蛍光の受光量の減少の問題を解決することができる。励起光の光軸と対物レンズの中心軸は互いに直交するから、励起光の反射光を、迷光として、受光光学系が検出するはない。また、励起光の光軸は、微生物検査チップ１０の主面に対して直交する。そのため、励起光が、微生物検査チップ１０の主面に反射する量は少ない。従って、本例では、励起光を効率的に、微生物検出用流路１８１に照射することができる。
【００５０】
微生物検査チップ１０の一部が、励起光の光軸上に、又は、対物レンズ１２０の中心軸上に存在すると、微生物検出用流路１８１に照射される励起光の光量が低減する。また、微生物検査チップ１０の一部が、対物レンズ１２０の中心軸上に存在すると、受光素子によって受光される蛍光の光量が低減する。
【００５１】
本発明によると、微生物検出部１８は、微生物検査チップ１０の一部によって囲まれていないし、包囲されていない。本例では、励起光の光軸と対物レンズ１２０の中心軸は直交するように構成されている。従って、微生物検出部１８の周囲は、少なくとも９０度の範囲で、露出していればよい。微生物検出部１８の周囲の、少なくとも９０度の範囲で、励起光の照射と蛍光の検出を妨害する物が無ければよい。好ましくは、微生物検出部１８の周囲は、少なくとも１８０度の範囲で、露出していればよい。微生物検出部１８の周囲の、少なくとも１８０度の範囲で、励起光の照射と蛍光の検出を妨害する物が無ければよい。
【００５２】
従って、光源からの励起光は、微生物検査チップ１０の一部によって妨げられることなく、直接、微生物検出用流路１８１に照射される。また、微生物検出用流路１８１からの蛍光は、微生物検査チップ１０の一部によって妨げられることなく、直接、受光光学系によって受光される。従って、励起光の照射光量の低減及び蛍光の受光量の低減はない。
【００５３】
図３を参照して本発明による微生物検査装置１の構成の例を説明する。本例の微生物検査装置１は、分析装置１１、システム装置１１１、出力装置１１２及び通信機器１１４を有する。微生物検査装置１によって微生物を計測するとき、微生物検査チップ１０を分析装置１１の内部に装填する。微生物検査チップ１０の種類を変えることによって、様々な検体に最適な微生物数計測工程を実施することが可能である。システム装置１１１は、微生物検査装置１の制御や、微生物検査装置１より出力された電気信号の処理を行う。出力装置１１２は、分析装置１１によって得られた分析結果を出力する。
【００５４】
また、システム装置１１１は、通信機器１１４により、サーバ１１３とデータのやり取りを行う。サーバ１１３は、通信機器１１４を介して、複数の微生物検査装置１から出力結果を収集し、解析を行う。また、検体の種類に応じた微生物数計測工程を実施するために、サーバ１１３は、通信機器１１４を介して、微生物検査装置１の最適な制御方法を、複数の微生物検査装置１に送信する。
【００５５】
図４を参照して本発明による微生物検査装置１の構成の詳細な例を説明する。微生物検査装置１は、分析装置１１、システム装置１１１、及び、出力装置１１２を有する。分析装置１１は、微生物検査チップ１０を保持する保持部と、微生物検査チップ１０の微生物検出部を流れる微生物を光学的に検出する検出装置１２と、微生物検査チップ１０に差圧を提供する圧力源装置１４を有する。保持部に保持された微生物検査チップ１０と圧力源装置１４の間は、チップ連結管１４４によって接続されている。検出装置１２と圧力源装置１４は、システム装置１１１に接続されている。システム装置１１１は出力装置１１２に接続されている。
【００５６】
微生物検査チップ１０は、図１に示したように、検体や染色試薬を内部に保持し、微生物計測に必要な工程を行うための機構を内部に備える。圧力源装置１４は、チップ連結管１４４を介して、微生物検査チップ１０の通気口１６３１、１６３２、１６３３、１６３４（図１）を大気開放するか、又は、それに所定の圧力の空気を供給する。それによって、微生物計測に必要な工程が実行される。検出装置１２は、検出光学系を有する。即ち、検出装置１２は、励起光を発する光源を有する照射光学系と、微生物からの蛍光を検出する受光素子を有する受光光学系を有する。検出光学系は後に図５を参照して説明する。検出装置１２は、微生物の検出結果を示す電気信号を生成する。
【００５７】
システム装置１１１は、圧力源装置１４に制御信号を出力し、検出装置１２から検出結果を示す電気信号を入力し、それを処理する。電気信号の処理により得られた計測結果は、出力装置１１２に表示される。
【００５８】
図５を参照して検出装置１２に含まれる検出光学系の例を説明する。検出光学系の構成は、微生物の染色に用いる色素の励起スペクトルと蛍光スペクトルによって変化することもある。ここでは、死菌染色色素１５３１として、PI（プロピディウムイオダイド）、全菌染色色素１５４１として、DAPI（4'、6-ヂアミジン-2'-フェニルインドール）を使用する場合を説明する。PIの励起波長ピークは５３２nm、蛍光波長ピークは６１５nmである。DAPIの励起波長ピークは、３６５nm、蛍光波長ピークは４６０nmである。
【００５９】
本例の検出装置１２は照射光学系と受光光学系を有する。照射光学系は、短波長（波長３６５nm）レーザ光源１３５、長波長（波長５３２nm）レーザ光源１３６、波長４５０nm以上の光を反射する光源用ダイクロイックミラー１３７、及び、レーザ光の光束が楕円状になるように集光するためのシリンドリカルレンズ１３３、１３４を有する。受光光学系は、蛍光を集光し、平行光線化する対物レンズ１２０、波長４５０nm以下の光を反射する検出用ダイクロイックミラー１２３、ミラー１２４、波長４６０ｎｍ近傍の波長の光のみ通過させる短波長用光学フィルタ１２５、波長６１５ｎｍ近傍の波長の光を通過させる長波長用光学フィルタ１２６、平行光を集光させるための集光レンズ１２７、１２８、迷光をカットするための空間フィルタとして用いるピンホール１２９、１３０、短波長用光学フィルタ１２５を通過した光を検出する短波長用ホトマル１３１、及び、長波長用光学フィルタ１２６を通過した光を検出する長波長用ホトマル１３２を有する。
【００６０】
微生物検出用流路１８１は、シリンドリカルレンズ１４４と対物レンズ１２０の焦点に配置され、ピンホール１２９、１３０は集光レンズ１２７、１２８の焦点の位置に配置されている。
【００６１】
短波長レーザ光源１３５は、DAPI用の短波長の励起光源であり、波長３６５nmの励起光を生成する。長波長レーザ光源１３６は、PI用の長波長の励起光源であり、波長５３２nmの励起光を生成する。短波長レーザ光源１３５からのレーザ光は、光源用ダイクロイックミラー１３７を透過し、シリンドリカルレンズ１３３、１３４によって、楕円状の断面の光束に変形され、微生物検出用流路１８１に照射される。長波長レーザ光源１３６からのレーザ光は、光源用ダイクロイックミラー１３７を反射し、進路を９０度変更して進み、シリンドリカルレンズ１３３、１３４によって、楕円状の光束に変形され、微生物検出用流路１８１に照射される。微生物検出用流路１８１を通過する微生物１７５にレーザ光が照射されると、微生物は蛍光を発する。
【００６２】
長波長レーザ光源１３６からの励起光（波長５３２nm）は、微生物１７５を染色したPIを励起する。PIから波長ピーク６１５nmの蛍光が発生する。短波長レーザ光源１３５からの励起光（波長３６０nm）は、微生物１７５を染色したDAPIを励起する。DAPIから、波長ピーク４６０nmの蛍光が発生する。
【００６３】
この蛍光は、対物レンズ１２０によって集光され、平行光線化される。平行光線化された蛍光は、検出用ダイクロイックミラー１２３に導かれる。
【００６４】
PIからの蛍光（蛍光波長ピーク６１５nm）は検出用ダイクロイックミラー１２３を通過する。PIからの蛍光は、更に、長波長用光学フィルタ１２６を通過し、集光レンズ１２８によって集光される。集光された蛍光は、ピンホール１３０を通過することによって、迷光がカットされ、長波長用ホトマル１３２に到達する。
【００６５】
DAPIからの蛍光（蛍光波長ピーク４６０nm）は、検出用ダイクロイックミラー１２３を反射し、進路を９０度変更して進み、ミラー１２４を反射し、再度、進路を９０度変更して進む。DAPIからの蛍光は、更に、短波長用光学フィルタ１２５を通過し、集光レンズ１２７によって集光される。集光された蛍光は、ピンホール１２９を通過することによって、迷光がカットされ、短波長用ホトマル１３１に到達する。
【００６６】
こうして本例では、受光光学系において、波長４５０nm以下の光を反射する検出用ダイクロイックミラー１２３を用いるから、二つの色素由来の蛍光を波長の違いにより分離できる。
【００６７】
短波長用ホトマル１３１および長波長用ホトマル１３２に入射した蛍光は、電気信号に変換され、電気信号はシステム装置１１１に送られる。システム装置１１１は、短波長用ホトマル１３１と長波長用ホトマル１３２から送られた電気信号を処理し、微生物数の情報を得る。即ち、長波長用ホトマル１３２から出力されたPIからの蛍光信号に基づいて、死菌の数を検出する。短波長用ホトマル１３１から出力されたDAPIからの蛍光信号に基づいて、全菌の数を検出する。検査結果は、出力装置１１２に出力される。
【００６８】
図６を参照して本発明による微生物検査チップ１０の第１の例の組立方法を説明する。本例の微生物検査チップ１０は、上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることにより作成される。上部部材１０１と下部部材１０２は、樹脂を射出成形することによって製造されてよい。上部部材１０１は両面が平坦な板材によって形成される。上部部材１０１には、通気口１６３１、１６３２、１６３３、１６３４が形成されている。これらの通気口は貫通孔である。上部部材１０１に示された破線１５１、１５３、１５４、１６１は、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４及び不要成分除去部１６の位置を示す。上部部材１０１に示された破線１８０は、下部部材１０２に形成された微生物検出部支持部１８０の位置を示す。
【００６９】
下部部材１０２に示された実線１６３１、１６３２、１６３３、１６３４は、通気口を構成する穴を示す。下部部材１０２に示された実線１５１、１５３、１５４、１６１は、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４及び不要成分除去部１６を構成する溝を表す。また、下部部材１０２に示された実線１５８１〜１５８４は空気用流路１５８１〜１５８４を構成する溝を示す。下部部材１０２に示された実線１５７１〜１５７４は、溶液用流路１５７１〜１５７４を構成する溝を示す。上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることにより、下部部材１０２に形成された溝は、検体容器１５１、死菌染色試薬保持容器１５３、全菌染色試薬保持容器１５４、溶液用流路１５７１〜１５７４、及び、空気用流路１５８１〜１５８４を形成する。液漏れ防止のために、上部部材１０１と下部部材１０２の接触面に、接着材などの粘性のある材料を塗布して、シーリングしてもよい。
【００７０】
不要成分除去部１６は、フィルタ１６０を有する。即ち、フィルタ１６０を、下部部材１０２に形成された溝に挿入し、上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることによって、フィルタ１６０は固定される。フィルタ１６０は、好ましくは直径１０ミクロン以上の粒子を取り除くように構成されている。この場合、上部部材１０１にも、フィルタ１６０が係合するための溝が設けられてもよい。
【００７１】
本例では、微生物検出部１８は、柱状部材からなる。下部部材１０２には微生物検出部支持部１８０が形成されている。微生物検出部支持部１８０は凹部であってよい。微生物検出部１８を微生物検出部支持部１８０に係合させ、上部部材１０１と下部部材１０２を張り合わせることによって、微生物検出部１８は固定される。この場合、上部部材１０１にも、微生物検出部１８が係合するための溝が設けられてもよい。
【００７２】
図７を参照して本発明による微生物検査チップの第２の例の構造を説明する。ここでは、本発明の微生物検査装置によって、食品中の微生物を検査する場合を説明する。この場合、検体１５１１は、検査対象の食品である。本例の微生物検査チップ２０は、検体１５１１を保持するための検体容器１５１と、死菌のみを染色する死菌染色色素１５３１を保持する死菌染色試薬保持容器１５３と、全菌を染色する全菌染色色素１５４１を保持する全菌染色試薬保持容器１５４と、検体中に含まれる食品残渣を除去するためのフィルタである不要成分除去部１６と、外部光源より励起光を照射し、検体中に含まれる微生物からの蛍光を観測するための微生物検出部２８と、微生物検出部２８を通過した検体を含む溶液を廃棄するための廃液容器１６３と、を有する。本例の微生物検査チップ２０は、図１の第１の例と同様に、溶液用流路１５７１〜１５７４、空気用流路及び通気口１６３１〜１６３４を有する。本例の微生物検査チップ２０は、図示のように、廃液容器１６３が下になるように、直立させた状態で使用する。
【００７３】
図１に示した第１の例では、微生物検出部１８に含まれる微生物検出用流路は、微生物検査チップの主面に平行に配置されている。しかしながら、本例の微生物検査チップ２０では、微生物検出部２８に含まれる微生物検出用流路は、微生物検査チップ２０の主面に垂直である。即ち、微生物検出部２８に含まれる微生物検出用流路は、微生物検査チップ２０の厚さ方向に沿って配置されている。
【００７４】
図中矢印Ｂは励起光の光軸を示す。図中矢印Ｄは、受光光学系に設けられた対物レンズの中心軸を示す。本例では、励起光の光軸と対物レンズの中心軸は直交するように構成されている。励起光の光軸と対物レンズの中心軸は、共に、微生物検査チップ２０の主面に平行である。
【００７５】
図８を参照して、微生物検出部２８の詳細を説明する。図８は、図７の線ａ−ａ‘に沿って切断した断面構成を示す。本例の微生物検査チップ２０は、上部部材２０１、下部部材２０２、上部平板２０３及び下部平板２０４を有する。上部部材２０１と下部部材２０２は互いに接着され、その両側に、上部平板２０３及び下部平板２０４が接着されている。上部部材２０１と下部部材２０２の間に、微生物検出部２８が装着されている。微生物検出部２８の両端には、パッキン１９１、１９２が装着されている。微生物検出部２８は、２つのパッキン１９１、１９２によって弾性的に支持されている。本例の微生物検出部２８は、第１の例の微生物検出部１８と同様な構造を有してよい。図示のように、微生物検出部２８は、微生物検出用流路２８１を有する。微生物検出用流路２８１は、微生物検出部２８に形成された貫通孔である。尚、図８では、微生物検出用流路２８１内を通過する微生物１７５を説明するために、微生物検出用流路２８１の内径を誇張して描いている。実際には、図９に示すように、微生物検出用流路２８１の内径は、溶液用流路１５７３、１５７４の内径と比較して十分小さい。
【００７６】
図中矢印Ｄは、受光光学系に設けられた対物レンズの中心軸を示す。励起光の光軸は紙面に垂直である。励起光は、微生物検出用流路１８１の照射範囲１８３の範囲に照射される。微生物１７５は、微生物検出用流路１８１内を図の左から右へ流れる。微生物１７５は、照射範囲１８３を通過するとき、励起光を照射される。微生物１７５は、死菌染色色素１５３１または全菌染色色素１５４１の蛍光を発する。この蛍光は、対物レンズ１２０を含む受光光学系によって検出される。
【００７７】
微生物検査チップ２０を構成する部材は樹脂の射出成形によって製造される。微生物検出部２８は、微生物検査チップ２０とは別個の部材として製造される。従って、微生物検査チップ２０における微生物検出部２８の設置位置は、必ずしもいつも正確ではない。微生物検出部２８の設置位置は、微生物検査チップ毎に変動する。分析装置１１に装填された微生物検査チップの位置も、微生物検査チップ毎に変動する。従って、分析装置１１に装填された微生物検査チップの微生物検出部２８と、検出光学系の対物レンズ１２０の位置あわせが必要となる。
【００７８】
本発明によると、以下に説明するように、微生物検出部２８と検出光学系の対物レンズ１２０の位置決めが容易である。
【００７９】
図９を参照して、本発明による検出光学系の構造を説明する。図示のように、微生物検出部２８に近接して、対物レンズ１２０が設けられている。対物レンズ１２０は、レンズホルダ１２１によって保持されている。レンズホルダ１２１は、２枚の刃１２２によって、微生物検出部２８上に支持されている。微生物検出部２８は、パッキン１９１、１９２を介して、上部部材１０１と下部部材１０２にそれぞれ装着されている。パッキン１９１、１９２は弾性変形可能な材料によって構成される。
【００８０】
図１０を参照して、本発明による検出光学系における位置決めについて説明する。対物レンズ１２０は、１対のレンズホルダ１２１によって、両側から、挟まれるように、保持される。レンズホルダ１２１の各々には、刃１２２が装着されている。２枚の刃１２２はそれぞれテーパ部１２２ａを有する。２つのテーパ部１２２ａは互いに向き合っており、両者の間に所定の挟み角を有するＶ字が形成される。好ましくは、２つのテーパ部１２２ａに傾斜角は、対物レンズ１２０の中心軸と微生物計測用流路２８１の中心を結ぶ線に対して対称である。本例では、微生物検出部２８は柱状部材からなる。２つのテーパ部１２２ａによって形成されるＶ字は、微生物検出部２８の柱状部材の円柱面に接触している。
【００８１】
図示のように、微生物計測用流路２８１の中心と対物レンズ１２０の中心を結ぶ線に沿ってＺ軸をとり、微生物計測用流路２８１の方向（紙面に垂直）にＹ軸をとり、両者に直交する方向にＸ軸をとる。
【００８２】
２枚の刃２２のテーパ部１２２ａは、微生物計測用流路２８１と対物レンズ１２０の間の距離を規定すると同時に、微生物計測用流路２８１の中心と対物レンズ１２０の中心を一直線上に配置させる。
【００８３】
対物レンズ１２０の焦点が微生物計測用流路２８１の中心に配置されるように、微生物計測用流路２８１と対物レンズ１２０の間の距離を設定する。次に、対物レンズ１２０の中心軸と微生物計測用流路２８１の中心が一直線上に配置するように、微生物計測用流路２８１に対する対物レンズ１２０のＸ方向の位置を設定する。こうして、微生物計測用流路２８１に対する対物レンズ１２０の位置が設定されたら、刃１２２の長さとテーパ部１２２ａの傾斜角を決めることができる。
【００８４】
こうして、２枚の刃２２の寸法及び形状が決まったら、対物レンズ１２０の位置決めを行う。２つのテーパ部１２２ａが、微生物検出部２８の柱状部材の円柱面に接触するように、対物レンズ１２０及びレンズホルダ１２１を配置する。僅かな力によって、２枚の刃２２のテーパ部１２２ａが微生物検出部２８の柱状部材の円柱面上に押し付けられる。このとき、パッキン１９１、１９２が弾性変形することによって、微生物検出部２８の位置、又は、姿勢は、僅かであるが、変化することができる。
【００８５】
２枚の刃１２２のテーパ部１２２ａと微生物検出部２８の接触によって、微生物検出部２８と対物レンズ１２０の間の相対的な位置が決まる。即ち、対物レンズ１２０の焦点位置を、微生物検出部２８の微生物検出用流路１８１の照射範囲１８３の中心軸上に配置することができる。微生物検出部２８の柱状部材の外径が変化した場合には、対物レンズ１２０の中心と微生物計測用流路２８１の中心の間の距離は僅かであるが、変化する。しかしながら、微生物検出用流路２８１の照射範囲２８３を対物レンズ１２０の中心軸上に配置することができる。
【００８６】
本例によると、微生物検査チップにおける微生物計測用流路２８１の設置位置の精度が高くない場合でも、また、微生物検査装置１における微生物検査チップの設置位置の精度が高くない場合でも、微生物計測用流路２８１に対する対物レンズ１２０の位置決めを容易に行うことができる。
【００８７】
尚、図１０を参照して説明した、対物レンズの支持機構は、図１に示した本発明の微生物検査チップの第１の例にも適用可能である。
【００８８】
図１１を参照して本発明による微生物検査チップの第２の例の組立方法を説明する。本例の微生物検査チップ２０は、上部部材２０１と下部部材２０２を張り合わせることにより作成される。上部部材２０１の外面には上部平板２０３が接着され、下部部材２０２の外面には下部平板２０４が接着されている。上部部材２０１及び下部部材２０２は樹脂を射出成形することによって製造されてよい。上部部材２０１、上部平板２０３及び下部平板２０４は両面が平坦な板材によって形成される。
【００８９】
本例の微生物検査チップ２０を、図６に示した第１の例と比較すると、微生物検出部２８の構造が異なる。また、微生物検出部２８に接続され溶液用流路の構造が異なる。本例の微生物検査チップ２０では、上部平板２０３及び下部平板２０４が用いられている。
【００９０】
ここでは、本例の微生物検査チップ２０の微生物検出部２８及びそれに接続された溶液用流路の構造を説明する。図７を参照して説明したように、微生物検出部２８に溶液用流路１５７３、１５７４が接続されている。溶液用流路１５７３は全菌染色試薬保持容器１５４と微生物検出部２８を接続する流路である。溶液用流路１５７４は、微生物検出部２８と廃液容器１６３を接続する流路である。
【００９１】
図１１に示すように、下部部材２０２に示された実線１５７３ａと上部平板２０３に示された実線１５７３ｂは、溶液用流路１５７３を構成する溝を示す。上部平板２０３に示された破線１５７３ｃは、両者を接続する流路を示す。この流路１５７３ｃは、微生物検査チップ２０の主面に対して直交する方向に延びている。下部部材２０２に示された実線１５７４ｂと破線１５７４ａは、溶液用流路１５７４を構成する溝を示す。尚、破線１５７４ａによって表される溝は、実線１５７４ｂによって表される溝が形成されている面の反対側の面に形成されている。下部部材２０２に示された破線１５７４ｃは、両者を接続する流路を示す。
【００９２】
上部部材２０１と下部部材２０２を張り合わせることにより、下部部材２０２に形成された溝１５７３ａは、溶液用流路１５７３の一部を形成する。上部部材２０１と上部平板２０３を張り合わせることにより、上部部材２０１に形成された溝１５７３ｂは、溶液用流路１５７３の一部を形成する。この２つの流路は、上部部材２０１を貫通する孔１５７３ｃによって接続されている。
【００９３】
上部部材２０１と下部部材２０２を張り合わせることにより、下部部材２０２に形成された溝１５７４ｂは、溶液用流路１５７４の一部を形成する。下部部材２０２と下部平板２０４を張り合わせることにより、下部部材２０２に形成された溝１５７４ａは、溶液用流路１５７４の一部を形成する。この２つの流路は、下部部材２０２を貫通する孔１５７４ｃによって接続されている。
【００９４】
本例では、微生物検出部２８は、柱状部材からなる。微生物検出部２８は、その微生物計測用流路２８が、微生物検査チップ２０の主面に直交する方向に沿って配置されるように、装着される。微生物検出部２８は２つのパッキン１９１、１９２に挟まれた状態で、上部部材２０１と下部部材２０２の間に装着される。
【００９５】
微生物検出部２８の入口は、溶液用流路１５７３のうちの流路１５７４ｂに接続され、微生物検出部２８の出口は溶液用流路１５７４のうちの流路１５７４ａに接続されている。
【００９６】
図６に示したように、微生物検査チップの第１の例では、微生物検出部１８の両端を、微生物検査チップの部材によって支持している。そのため、微生物計測用流路１８の寸法が長くなる。一方、本例の微生物検査チップ２０では、微生物検出部２８の両端は、パッキン１９１、１９２によって支持されている。そのため、微生物計測用流路２８１の長さを短くすることができる。微生物計測用流路の長さが短くなるため、内部を流れる流体の圧力損失をより低減することができる。また、接着剤のはみ出しによる不良も起きない。
【００９７】
以上本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されたい発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者によって容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の微生物検査チップの第１の例を示す図である。
【図２】本発明の微生物検査チップの第１の例の主要部の斜視図である。
【図３】本発明の微生物検査装置を構成の例を示す図である。
【図４】本発明の微生物検査装置も微生物検査チップを装填した状態を示す図である。
【図５】本発明の微生物検査装置の検出光学系の構成の例を示す図である。
【図６】本発明の微生物検査チップの第１の例の組立方法を説明する図である。
【図７】本発明の微生物検査チップの第２の例を示す図である。
【図８】本発明の微生物検査チップの第２の例の主要部の断面構成を示す図である。
【図９】本発明の微生物検査装置の検出光学系の対物レンズの支持機構の例を示す図である。
【図１０】本発明の微生物検査装置の検出光学系の対物レンズの支持機構の例を示す図である。
【図１１】本発明の微生物検査チップの第２の例の組立方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…微生物検査装置、１０…微生物検査チップ、１１…分析装置、１２…検出装置、１４…圧力源装置、１６…不要成分除去部、１８…微生物検出部、２０…微生物検査チップ、２８…微生物検出部、１０１…上部部材、１０２…下部部材、１１１…システム装置、１１２…出力装置、１１３…サーバ、１１４…通信機器、１２０…対物レンズ、１２１…レンズホルダ、１２２…刃、１２３検出用ダイクロイックミラー、１２４…ミラー、１２５…短波長用光学フィルタ、１２６…長波長用光学フィルタ、１２７、１２８…集光レンズ、１２９…ピンホール、１３１…短波長用ホトマル、１３２…長波長用ホトマル、１３３、１３４…シリンドリカルレンズ、１３５…短波長レーザ、１３６長波長レーザ、１３７…光源用ダイクロイックミラー、１４４…チップ連結管、１５１…検体容器、１５３…死菌染色液容器、１５４…全菌染色液容器、１５５…溶離液容器、１５６…検出液容器、１５７…溶液用流路、１５８…空気用流路、１６０…不要成分除去部材、１６１…不要成分除去部保持部、１６３…廃液容器、１７５…微生物、１８０…微生物検出用流路保持部、１８１…微生物検出用流路、１８２…励起光、１８３…励起光照射範囲、１８４…蛍光、１９１、１９２…パッキン、２０１…上部部材、２０２…下部部材、２０３…上部平板、２０４…下部平板、２８１…微生物検出用流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路を有する微生物検出部と、を有する微生物検査チップにおいて、
前記基板は、
微生物を含む検体を保持するための検体容器と、前記検体と反応する試薬を保持するための反応容器と、前記検体と前記試薬の混合液を保管する廃液容器と、一端が前記検体容器に接続され他端が通気口に接続された第１の空気用流路と、一端が前記反応容器に接続され他端が通気口に接続された第２の空気用流路と、一端が前記廃液容器に接続され他端が通気口に接続された第３の空気用流路と、を有し、
前記基板は、更に、前記検体容器、前記反応容器、前記微生物検出部の微生物検出用流路、及び、前記廃液容器と直列に接続する溶液用流路と、を有し、
前記微生物検出部は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項２】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出部の周囲の少なくとも１８０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項３】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出用流路は、前記基板の主面に平行は方向に配置されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項４】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出用流路は、前記基板の主面に垂直な方向に配置されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項５】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出部の両端は弾性部材によって支持されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項６】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出用流路は、１辺が１μｍ〜１ｍｍの正方形断面、又は、直径が１μｍ〜１ｍｍの円形断面を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項７】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出部は、１辺が０．１ｍｍ〜５ｍｍの正方形断面、又は、直径が０．１ｍｍ〜５ｍｍの円形断面を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項８】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記溶液用流路は、１辺が１０μｍ〜１ｍｍの正方形断面、又は、直径が１０μｍ〜１ｍｍの円形断面を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項９】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて前記基板は、２つ以上の部材を接着することにより構成されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１０】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物検出部は、石英またはガラスより構成されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１１】
請求項１に記載のものにおいて、前記検体容器の出口側には、フィルタが設けられていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１２】
請求項１に記載のものにおいて、前記反応容器は、死菌のみを染色する死菌染色色素を保持する死菌染色試薬保持容器と、全菌を染色する全菌染色色素を保持する全菌染色試薬保持容器を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１３】
微生物検査チップを保持する保持部と、該保持部に保持された微生物検査チップに差圧を提供する圧力源装置と、励起光を発生し蛍光を受光する検出装置と、を有する微生物検査装置において、
前記微生物検査チップは、基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路を有する微生物検出部と、を有し、
前記基板は、前記圧力源装置に接続可能な通気口、微生物を含む検体を保持するための検体容器と、前記検体と反応する試薬を保持するための反応容器と、前記検体と前記試薬の混合液を保管する廃液容器と、一端が前記検体容器に接続され他端が前記通気口に接続された第１の空気用流路と、一端が前記反応容器に接続され他端が前記通気口に接続された第２の空気用流路と、一端が前記廃液容器に接続され他端が前記通気口に接続された第３の空気用流路と、を有し、
前記基板は、更に、前記検体容器、前記反応容器、前記微生物検出部の微生物検出用流路、及び、前記廃液容器と直列に接続する溶液用流路と、を有し、
前記検出装置は、前記微生物検出用流路に励起光を照射する光源と、前記微生物検出用流路からの蛍光を集光する対物レンズと、該対物レンズによって集光された蛍光を受光し、それを電気信号に変換する受光素子とを有し、
前記励起光の光軸は前記対物レンズの中心軸に直交していることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記微生物検出部は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記微生物検出部は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも１８０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記微生物検出用流路は、前記基板の主面に垂直な方向に、又は、前記基板の主面に平行な方向に配置されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記検出装置は、前記対物レンズを保持する１対のレンズホルダと、該レンズホルダの各々に装着された刃を有し、該刃はテーパ部を有し、該刃のテーパ部が前記微生物検出部の外面に接触することによって、前記微生物検出部に対する前記対物レンズの相対的な位置が決まるように構成されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１８】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記対物レンズの焦点は、前記微生物検出用流路内に配置されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１９】
基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路を有する光透過性の材料によって形成された微生物検出部と、を有する微生物検査チップを用いた微生物検査方法において、
前記微生物検査チップを、直立させて保持することと、
前記微生物検出用流路に直交する方向から励起光を前記微生物検出部に照射することと、
前記微生物検出用流路からの蛍光を受光光学系によって受光することと、
を含み、前記受光光学系に含まれる対物レンズの光軸は、前記励起光の光軸に対して直交していることを特徴とする微生物検査方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の微生物検査方法において、
前記基板は、
微生物を含む検体を保持するための検体容器と、前記検体と反応する試薬を保持するための反応容器と、前記検体と前記試薬の混合液を保管する廃液容器と、一端が前記検体容器に接続され他端が通気口に接続された第１の空気用流路と、一端が前記反応容器に接続され他端が通気口に接続された第２の空気用流路と、一端が前記廃液容器に接続され他端が通気口に接続された第３の空気用流路と、を有し、
前記基板は、更に、前記検体容器、前記反応容器、前記微生物検出部の微生物検出用流路、及び、前記廃液容器と直列に接続する溶液用流路と、を有することを特徴とする微生物検査方法。
【請求項１】
基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路を有する微生物検出部と、を有する微生物検査チップにおいて、
前記基板は、
微生物を含む検体を保持するための検体容器と、前記検体と反応する試薬を保持するための反応容器と、前記検体と前記試薬の混合液を保管する廃液容器と、一端が前記検体容器に接続され他端が通気口に接続された第１の空気用流路と、一端が前記反応容器に接続され他端が通気口に接続された第２の空気用流路と、一端が前記廃液容器に接続され他端が通気口に接続された第３の空気用流路と、を有し、
前記基板は、更に、前記検体容器、前記反応容器、前記微生物検出部の微生物検出用流路、及び、前記廃液容器と直列に接続する溶液用流路と、を有し、
前記微生物検出部は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項２】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出部の周囲の少なくとも１８０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項３】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出用流路は、前記基板の主面に平行は方向に配置されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項４】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出用流路は、前記基板の主面に垂直な方向に配置されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項５】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出部の両端は弾性部材によって支持されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項６】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出用流路は、１辺が１μｍ〜１ｍｍの正方形断面、又は、直径が１μｍ〜１ｍｍの円形断面を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項７】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記微生物検出部は、１辺が０．１ｍｍ〜５ｍｍの正方形断面、又は、直径が０．１ｍｍ〜５ｍｍの円形断面を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項８】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて、前記溶液用流路は、１辺が１０μｍ〜１ｍｍの正方形断面、又は、直径が１０μｍ〜１ｍｍの円形断面を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項９】
請求項１に記載の微生物検査チップにおいて前記基板は、２つ以上の部材を接着することにより構成されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１０】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物検出部は、石英またはガラスより構成されていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１１】
請求項１に記載のものにおいて、前記検体容器の出口側には、フィルタが設けられていることを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１２】
請求項１に記載のものにおいて、前記反応容器は、死菌のみを染色する死菌染色色素を保持する死菌染色試薬保持容器と、全菌を染色する全菌染色色素を保持する全菌染色試薬保持容器を有することを特徴とする微生物検査チップ。
【請求項１３】
微生物検査チップを保持する保持部と、該保持部に保持された微生物検査チップに差圧を提供する圧力源装置と、励起光を発生し蛍光を受光する検出装置と、を有する微生物検査装置において、
前記微生物検査チップは、基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路を有する微生物検出部と、を有し、
前記基板は、前記圧力源装置に接続可能な通気口、微生物を含む検体を保持するための検体容器と、前記検体と反応する試薬を保持するための反応容器と、前記検体と前記試薬の混合液を保管する廃液容器と、一端が前記検体容器に接続され他端が前記通気口に接続された第１の空気用流路と、一端が前記反応容器に接続され他端が前記通気口に接続された第２の空気用流路と、一端が前記廃液容器に接続され他端が前記通気口に接続された第３の空気用流路と、を有し、
前記基板は、更に、前記検体容器、前記反応容器、前記微生物検出部の微生物検出用流路、及び、前記廃液容器と直列に接続する溶液用流路と、を有し、
前記検出装置は、前記微生物検出用流路に励起光を照射する光源と、前記微生物検出用流路からの蛍光を集光する対物レンズと、該対物レンズによって集光された蛍光を受光し、それを電気信号に変換する受光素子とを有し、
前記励起光の光軸は前記対物レンズの中心軸に直交していることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記微生物検出部は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも９０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記微生物検出部は、光透過性の材料によって形成され、前記微生物検出部の周囲の少なくとも１８０度の範囲は露出されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記微生物検出用流路は、前記基板の主面に垂直な方向に、又は、前記基板の主面に平行な方向に配置されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記検出装置は、前記対物レンズを保持する１対のレンズホルダと、該レンズホルダの各々に装着された刃を有し、該刃はテーパ部を有し、該刃のテーパ部が前記微生物検出部の外面に接触することによって、前記微生物検出部に対する前記対物レンズの相対的な位置が決まるように構成されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１８】
請求項１３に記載の微生物検査装置において、前記対物レンズの焦点は、前記微生物検出用流路内に配置されていることを特徴とする微生物検査装置。
【請求項１９】
基板と、該基板に装着され内部に微生物検出用流路を有する光透過性の材料によって形成された微生物検出部と、を有する微生物検査チップを用いた微生物検査方法において、
前記微生物検査チップを、直立させて保持することと、
前記微生物検出用流路に直交する方向から励起光を前記微生物検出部に照射することと、
前記微生物検出用流路からの蛍光を受光光学系によって受光することと、
を含み、前記受光光学系に含まれる対物レンズの光軸は、前記励起光の光軸に対して直交していることを特徴とする微生物検査方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の微生物検査方法において、
前記基板は、
微生物を含む検体を保持するための検体容器と、前記検体と反応する試薬を保持するための反応容器と、前記検体と前記試薬の混合液を保管する廃液容器と、一端が前記検体容器に接続され他端が通気口に接続された第１の空気用流路と、一端が前記反応容器に接続され他端が通気口に接続された第２の空気用流路と、一端が前記廃液容器に接続され他端が通気口に接続された第３の空気用流路と、を有し、
前記基板は、更に、前記検体容器、前記反応容器、前記微生物検出部の微生物検出用流路、及び、前記廃液容器と直列に接続する溶液用流路と、を有することを特徴とする微生物検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１７８０７８（Ｐ２００９−１７８０７８Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１１２（Ｐ２００８−１９１１２）
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【Ｆターム（参考）】
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