微生物検査装置
【課題】内部に流路を備えた平板状のフローセルと励起光との位置合わせのために、専用の光学系や蛍光微粒子の流動が必要とされる。
【解決手段】微生物検査チップを構成する微生物検出部に励起光を照射した場合に、検出用流路に流れる微生物から発生される蛍光を検出して電気信号に変換する第１の検出器と、同じく検出用流路に流れる微生物から発生される散乱光を検出して電気信号に変換する第２の検出器とを微生物検査装置に搭載する。そして、第１の検出器によって検出された蛍光の光量に基づいて微生物検査チップを搭載するステージを移動制御することにより、励起光の光軸方向に対する検出用流路の位置決めを行う。
【解決手段】微生物検査チップを構成する微生物検出部に励起光を照射した場合に、検出用流路に流れる微生物から発生される蛍光を検出して電気信号に変換する第１の検出器と、同じく検出用流路に流れる微生物から発生される散乱光を検出して電気信号に変換する第２の検出器とを微生物検査装置に搭載する。そして、第１の検出器によって検出された蛍光の光量に基づいて微生物検査チップを搭載するステージを移動制御することにより、励起光の光軸方向に対する検出用流路の位置決めを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微生物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生菌数計測の迅速化および簡便化を目的としたさまざまな簡便迅速測定法を実施する計測装置が知られている。特に、生菌数を迅速に直接計測する手法として、蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物測定装置がある。
【０００３】
蛍光フローサイトメトリー法は、蛍光色素で染色した細菌、プランクトンなどの微生物を含む検体液の流径を細くすることによって、流路に流れる微生物を一個ずつ計測する方法である。この方法を用いた微生物測定装置には、一分間に一万個以上の微生物を一個ずつ計測できるものもある。また、この方法を用いた微生物測定装置には、検体中の成分が流路壁面に付着しないように検体液とシース液の層流を形成し、二液の圧力差を利用して検体の流径を絞り込む手法が採用されている。
【０００４】
さらに、この方法を用いた微生物測定装置の低価格化や洗浄の手間を省略する目的で、蛍光フローサイトメトリー法による測定が行われる流路部分を使い捨てにし、使い捨ての流路内で測定を行う手法が知られている（非特許文献１を参照）。
【０００５】
蛍光フローサイトメトリー法においては、検出用の流路と、検体を励起するための励起光の位置調整が重要になる。蛍光フローサイトメトリー法における検出用の流路と励起光の位置合わせは、標識となる蛍光微粒子を検出用の流路に流し、蛍光微粒子が発する蛍光を目印として行うのが一般的である。
【０００６】
検出用の流路に標識を流さずに位置あわせを行う例もある。例えば特許文献１には、矩形のガラス管で構成されたフローセルを流れる検体粒子にレーザー光を照射し、検体粒子による散乱光及び蛍光を測光する粒子解析装置についての記載がある。具体的には、合焦検出用の光源から発せられたレーザー光を、光路の中心から片側に偏心したスリットを備えたアパーチャーマスクを経てフローセル内に投影し、フローセルの前面及び後面からの反射光の検知により合焦状態を検出する粒子解析装置が記載されている。
【０００７】
また例えば、特許文献２には、平板状フローセルを使用したフローサイトメーターについての記載がある。平板状フローセルとは、一方が溝状の構造をもつ二枚の平板を張り合わせ、内部に矩形の流路を備えた構造をいう。この装置の場合、励起光源からの光ビームは平板状フローセルを照射し、平板状フローセル内の矩形流路と光ビームが交差したときに強い散乱光が生じる。そこで、この装置では、散乱光の出力と平板状フローセル又は光ビームの位置を関連付け、平板状フローセル又は光ビームを移動させることにより位置合わせを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−９１８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６３４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Journal of Biomolecular Techniques，Vol14，Issue2，pp.119-127
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物測定装置では、非常に細く形成された検出用の流路に励起光を照射し、測定対象である微粒子が出す蛍光を検出する。このため、励起光及び検出器の焦点に流路の位置を合わせる必要がある。
【００１１】
しかし、励起光及び検出器の焦点の範囲と流路の幅は数ミクロンから数百ミクロンであり、高精度の測定を行うためには数十ミクロンの精度の位置合わせが必要になる。
【００１２】
特に、流路部分を使い捨てにする場合には、測定毎に励起光と流路の位置合わせを行う必要がある。このため、発明者は、簡便な位置あわせの方法が必要であると考えるに至った。
【００１３】
また、蛍光微粒子を検出用の流路に流し、蛍光微粒子の発する蛍光を目印として位置合わせを行う方法は、前述したように蛍光フローサイトメトリー法における一般的な方法である。しかし、蛍光微粒子が検出用流路の壁面に付着し背景光を増大させることがある。そのような場合には、測定対象の微粒子から発せられる微弱な蛍光が検出できなくなり、測定感度が下がることが予想される。また、測定毎に位置合わせ用の蛍光微粒子を消費するため、測定の単価も上がる。
【００１４】
ところで、特許文献１に記載の方法の場合、フローセルの前面及び後面からの反射光を検知することによって励起光の光軸方向の位置合わせを行うが、光源、レンズ、光学フィルタ、光検出器等で構成された微生物検出用の光学系の他に、光源、レンズ、アパーチャー、光アレイセンサ等で構成された合焦用の光学系が別途必要になる。このため、装置構成が複雑になり製作コストも増大する。
【００１５】
また、一般的に流路を使い捨てにする場合、作製方法が容易であることから、一方が溝状の構造をもつ二枚の平板を張り合わせることにより、内部に矩形流路を構成した平板状のフローセルを検出用の流路に用いることが多い。例えば特許文献２に記載された方法の場合、流路からの散乱光の光量は励起光と流路が交差したときに急激に増加する。このため、励起光の光軸に垂直な方向について流路と励起光の位置合わせを行うことは可能である。しかし、光軸に平行な方向に流路を移動させても散乱光の光量はほとんど変化しない。従って、特許文献２に記載の方法は、光軸に対して平行な方向について散乱光の光量の変化から流路と励起光の位置合わせを行うことが難しい。
【００１６】
本発明は、これらのことを考慮してなされたもので、蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置における検出用の流路（微生物検出部）と励起光との位置合わせについて、位置合わせ専用の光学系の設置や蛍光微粒子の流動を行わずに、励起光の光軸に対して平行方向について位置合わせできる微生物検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置において、微生物検出部から検出される蛍光の光量に基づいて、微生物検出部が設けられた微生物検査チップを保持するステージを励起光の光軸方向に移動制御し、励起光の光軸方向に対する微生物検出部（検出用の流路）の位置合わせを行うようにしたものである。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、微生物検出部（検出用の流路）が設けられた微生物検査チップの所定箇所（微生物検出部（検出用の流路）との位置関係が決まっている箇所）に、照射される励起光との相対的な位置関係が変化することにより蛍光の光量が変化する標識を設け、微生物検出部（検出用の流路）の位置合わせを行う際に、この標識に励起光を照射して検出される蛍光の光量に基づいて、微生物検査チップを保持するステージを励起光の光軸方向に移動制御し、励起光の光軸方向に対する微生物検出部（検出用の流路）の位置合わせを行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
微生物検出部（フローセル）から検出される蛍光の光量は、空間上の各点から生じる蛍光の光量と、空間上の各点から生じる光に対する光学系の集光効率に依存する。このため、集光効率が高い空間上の点から生じる蛍光の光量が多くなるほど、検出装置で検出される蛍光の光量は増大する。また、蛍光量子収率は、微生物検出部（フローセル）を構成する部材の方が空気より高く、集光効率は光学系の焦点に近い光点ほど高くなる。このため、微生物検出部（フローセル）が励起光の焦点付近に位置したとき、検出器で検出される蛍光の光量は最も多くなる。
【００２０】
以上の理由により、微生物検出部（フローセル）から検出される蛍光の光量と、微生物検出部（フローセル）の励起光に対する位置を関連付けることが可能となり、微生物検出部（フローセル）の位置を調整することが可能になる。この際、微生物検出部（フローセル）の蛍光は微生物を検出するための光学系により検出することができる。従って、位置合わせ専用の光学系が不要となり、装置の複雑化や装置コストの増大を防ぐことができる。また、位置合わせのときに蛍光微粒子を使用しないため、蛍光微粒子の流路壁面への付着による測定感度の悪化を防ぐことができ、更には蛍光微粒子の使用による測定コストの増加も防ぐことができる。
【００２１】
これらの作用効果は、微生物検査チップの所定箇所に標識を設け、この標識に励起光を照射して検出される蛍光の光量に基づいて位置合わせを行う場合も同様である。この場合、微生物検査チップの標識を設ける必要があるが、微生物の検査に悪影響を与えることなく、蛍光の光量を増す構造を用いることができ、位置合わせの際の蛍光変化を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る微生物検査装置の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係る微生物検出チップにおける微生物検出用流路を含む断面例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係る微生物検出チップにおける微生物検出用流路を含む分解構造例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る微生物検査装置における微生物検査チップの位置合わせ手順例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る散乱光を用いた位置調整の仕組みを説明する模式図である。
【図５】本発明の実施の形態における散乱光の光量と微生物検出用流路の変位の関係を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る蛍光を用いた位置調整の仕組みを説明する模式図である。
【図７】本発明の実施の形態における蛍光の光量と微生物検出用流路の変位の関係を説明する図である。
【図８】微生物検出チップにおける微生物検出用流路付近の他の構造例を説明する図である。
【図９】微生物検査装置における分析工程の実施例を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る微生物検査チップの概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る微生物検査装置に搭載される検出装置の概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、後述する本発明の実施の形態は一例であって、公知又は周知の技術との組み合わせや置換による他の態様も可能である。
【００２４】
（Ａ）装置の全体構成例
図１に、本発明の実施の形態に係る微生物検査装置１の構成図を示す。微生物検査装置１は、検体や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た微生物検査チップ１０と、微生物計測に必要な工程を行うために、微生物検査チップ１０と連結したチップ連結管１４４１〜１４４４を介して、微生物検査チップ１０内の検体や試薬の搬送を制御するための圧力供給装置１４と、微生物検査チップ１０を保持し、微生物検査チップ１０の位置を調整するＸ−Ｙ可動ステージ１２５と、微生物検査チップ１０内の微生物に励起光を照射し、微生物からの散乱光及び蛍光を電気信号に変換する検出装置１１で構成されている。微生物検査装置１に連結したコンピュータ１８は、圧力供給装置１４に対する制御信号及びＸ−Ｙ可動ステージ１２５に対する制御信号の出力と、検出装置１１から入力される電気信号に対する信号処理を実行する。なお、電気信号の処理により得られた計測結果は、コンピュータ１８に接続された出力装置１９に表示される。
【００２５】
圧力供給装置１４は、圧力調節装置付のボンベ１４１を有する。ボンベ１４１には高圧の空気、不活性気体等が封入されている。ボンベ１４１と微生物検査チップ１０の各通気口１５９１〜１５９４（図１０）は、チップ連結管１４４１〜１４４４によって接続されている。チップ連結管１４４１〜１４４４には、バルブ１４２１〜１４２４がそれぞれ設けられている。バルブ１４２１〜１４２４を開閉することにより、微生物検査チップ１０の容器に所定の圧力の気体を供給し、又は、微生物検査チップ１０の容器を大気開放する。この圧力の制御により、微生物検査チップ１０内における検体や試薬の搬送を実現する。
【００２６】
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、検体中の微生物の染色するための染色液（試薬液）１５２１を保持し、検体と染色液を混合、反応させる微生物染色液容器１５２と、希釈液１５５１を保持し、検体と染色液の混合液を希釈させる希釈液容器１５５と、励起光源１１１より励起光１１３を照射し、微生物を観測するための微生物検出用流路１７３を内部に備えた微生物検出部１７と、微生物検出用流路１７３を通過した検体１５１１と染色液１５２１の混合液を廃棄するための検出液廃棄容器１５６と、検体容器１５１、微生物染色液容器１５２、希釈液容器１５５、微生物検出用流路１７３を連結し、検体１５１１や混合液が流動するための溶液用流路１５７１〜１５７４（図８、図１０）と、検体１５１１や混合液を気圧により流動させるため圧力供給装置１４と各容器を接続する通気用流路１５８１〜１５８４（図１０）とで構成されている。この明細書においては、検体液の流れに沿って検体容器１５１の側を上流側、微生物検出用流路１７３の側を下流側と定義する。
【００２７】
検出装置１１は、励起光源１１１と、散乱光検出部（特許請求の範囲における「第２の検出器」に対応する。）と、蛍光検出部（特許請求の範囲における「第１の検出器」に対応する。）とで構成される。このうち、散乱光検出部は、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの散乱光１２４を検出するための散乱光検出器１２３と、励起光源１１１からの励起光１１３が散乱光検出器１２３に直接入射することを防ぐための遮光板１２２とから構成される。一方、蛍光検出部は、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの蛍光１２１を集光し、平行光にする対物レンズ１１４と、励起光１１３を微生物検出部１７の方向に反射する一方で蛍光１２１は透過するダイクロイックミラー１１２と、蛍光１２１を通過するバンドパスフィルタ１１７と、平行光を集光させるための集光レンズ１１８と、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１１９と、バンドパスフィルタ１１７を通過した光を検出する光検出器１２０とで構成される。なお、照射部及び検出部は、互いの焦点が重なるように配置され、測定時には微生物検出用流路１７３を焦点の位置に調整できるように構成されている。
【００２８】
検出装置１１は、励起光源１１１から出力された励起光１１３を微生物検出用流路１７３に照射し、微生物検出用流路１７３から生じる散乱光の光量と微生物検出部１７から生じる蛍光の光量をそれぞれ検出することにより、Ｘ−Ｙステージ１２５の可動位置と各光量との関係をプロファイルとして取得する。また、検出装置１１は、取得されたプロファイルに基づいてＸ−Ｙ可動ステージ１２５を可動制御し、微生物検査チップ１０（具体的には、微生物検出用流路１７３）を検出に適した位置に合わせる。即ち、検出装置１１で取得されたプロファイルはコンピュータ１８にストックされ、コンピュータ１８からＸ−Ｙ可動ステージ１２５へ制御信号が出力され、位置合わせが行われる。
【００２９】
（Ｂ）微生物検査チップの構造例
図２Ａ及び図２Ｂを用い、微生物検査チップ１０のうち微生物検査部１７の構造を説明する。図２Ａは、微生物検査チップ１０の本体１５と微生物検出部１７の接合部の断面図を示す。図２Ｂは、微生物検出部１７の分解斜視図を示す。
【００３０】
なお、本体１５と微生物検出部１７はそれぞれ別工程で作製され、それぞれを接合する。本実施の形態では、微生物検出部１７は内部に流路を備えた平板上のフローセルとして構成されている。まず、微生物検出部１７の製造方法を説明する。微生物検出部１７はカバー部材１７１と流路部材１７２からなり、両者は共に薄い平板からなる。流路部材１７２には溝１７３１が形成されており、この溝１７３１の両端には貫通孔１７４１、１７５１が形成されている。溝１７３１が形成された面が張り合わせ面となるように、カバー部材１７１と流路部材１７２を張り合わせる。この貼り合わせにより微生物検出部１７が形成される。流路部材１７２の溝１７３１とカバー部材１７１によって微生物検出用流路１７３が構成される。流路部材１７２の貫通孔１７４１、１７５１によって、微生物検出用流路入口１７４と微生物検出用流路出口１７５が構成される。
【００３１】
一方、本体１５に形成された希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３は、その下端にて流路方向を変更し、本体１５の表面に開口を形成している。同様に、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４は、その上端にて流路方向を変更し、本体１５の表面に開口を形成している。希釈液保持容器−微生物検出用流路間流路１５７３の開口は、微生物検出用流路入口１７４に接続され、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４の開口は、微生物検出用流路出口１７５に接続されている。
【００３２】
本体１５には検出用窓枠部１６１が形成されている。検出用窓枠部１６１は、貫通孔、又は、貫通溝である。検出用窓枠部１６１は、希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３の開口と微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４の開口の間に形成されている。製造された微生物検出部１７は、前述したように、本体１５に装着される。図２Ａに示すように、本体１５の検出用窓枠部１６１の上に微生物検出用流路１７３が配置されるように、微生物検出部１７を装着する。
【００３３】
本実施の形態の場合、微生物検出用流路１７３の背後に、本体１５の貫通孔又は貫通溝である検出用窓枠部１６１が設けられる。従って、励起光１１３は、微生物検出部１７のみを照射し、本体１５を照射しない。このため、背景光の増加の原因となる本体１５からの反射光や自家蛍光は発生しない。微生物検出用流路１７３を通過した励起光１１３が、本体１５に照射されないためには、検出用窓枠部１６１を構成する貫通孔の断面は、励起光１１３の放射方向に沿って増加することが好ましい。
【００３４】
カバー部材１７１の厚さは、例えば０．０１μm〜１ｍｍとする。流路部材１７２の厚さは、例えば０．０１μm〜１ｍｍとする。微生物検出用流路１７３の断面形状は、例えば正方形、長方形、台形に形成する。微生物検出用流路１７３の断面寸法は、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良い。微生物検出用流路１７３の断面の一辺は、例えば１μｍ〜１ｍｍが好ましく、長さは例えば０．０１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。微生物検出用流路１７３に照射する励起光１１３の光軸は、微生物検出用流路１７３の方向ベクトルに対して垂直になる。
【００３５】
微生物検出部１７を構成する材料について説明する。微生物検査チップ１０はディスポーザブルである。すなわち、使用後、微生物検出部１７は本体１５と共に廃棄する。そのため、微生物検出部１７に用いる材料は、安価でなければならない。微生物検出部１７に用いる材料は、蛍光計測に好適なように、光学特性に優れている必要がある。すなわち、自家蛍光が低く、光透過性、面精度、屈折率などに優れていることが望ましい。微生物からの蛍光の検出を阻害しないためには、微生物検出部１７自身が発生する自家蛍光量が、微生物からの蛍光量に比べて十分小さいことが好ましい。
【００３６】
微生物検出部１７の表面に、曲面、凹凸等が存在すると、表面における光の屈折、又は、乱反射により微生物計測用流路１７３に照射される励起光１１３の光量が変動する。そのため、検出される蛍光量も変動し、計測精度が低下する。そのため、微生物検出部１７の表面は、所望の平面度を有する必要がある。微生物検出部１７は、凹凸が０．１ｍｍ以下の平面度を有することが好ましい。
【００３７】
このような条件を考慮すると、微生物検出部１７に用いる材料には、ガラス、石英、ポリメタクリル酸メチルエステル（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネイト等が考えられる。微生物検出部１７は、これらの物質から選択された１種類以上の物質から形成される。
【００３８】
カバー部材１７１は単なる平板であるが、流路部材１７２は平板に溝及び貫通孔を形成したものである。従って、流路部材１７２は、微細加工が容易で、且つ、加工費が安価な材料によって形成される。ガラス、及び、石英は、光学特性が優れているが、微細加工が容易でない。すなわち、微細加工を行うと、加工費が高くなる。
【００３９】
そこで、この本実施の形態の場合、カバー部材１７１をガラス又は石英によって構成し、流路部材１７２をポリメタクリル酸メチルエステル、ポリジメチルシロキサン、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネイトによって構成する。なお好ましくは、流路部材１７２をポリジメチルシロキサンによって構成する。この場合、カバー部材１７１と流路部材１７２の接合には、ポリジメチルシロキサンの自己接着性を利用する。
【００４０】
微生物検出部１７の自家蛍光量は、材料ばかりでなく、微生物検出部の厚さ寸法にも依存する。自家蛍光量を少なくするには、微生物検出部の厚さ寸法を小さくすれば良い。微生物検出部１７の厚さが小さいほど、微生物検出部１７から発生する自家蛍光量は少なくなる。しかしながら、カバー部材１７１及び流路部材１７２の厚さ寸法を小さくすると、製造が困難になり、平面度が悪化する。必要な平面度を保ち、微生物の蛍光の検出を阻害しないように自家蛍光量を抑制するには、これらの部品の厚さ寸法は、所定の範囲に制限するする必要がある。
【００４１】
ガラス、石英、ポリジメチルシロキサンの自家蛍光量はほぼ同等である。そこで、カバー部材１７１をガラス又は石英によって製造する場合、その厚さは、例えば０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。流路部材１７２を、ポリジメチルシロキサンによって製造する場合、その厚さは例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。
【００４２】
また、カバー部材１７１及び流路部材１７２を、シクロオレフィンポリマー、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリエチレンテレフタラート、又は、ポリカーボネイトによって製造しても良い。この場合、ガラス、又は、石英によってカバー部材１７１を製造し、ポリジメチルシロキサンによって流路部材１７２を製造する場合より、単位体積当たりの自家蛍光量が約３倍以上増加する。そのため、カバー部材１７１及び流路部材１７２の厚さは例えば０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下が好ましい。
【００４３】
（Ｃ）位置合わせ動作
図３に、微生物検査チップ１０の位置合わせ手順例を示す。検査装置１１は、図３に示す手順例に従い、微生物検出流路１７３と励起光１１３との位置合わせを実行する。
【００４４】
図４〜図７は、微生物検出用流路１７３の位置調整の仕組みを説明するための模式図である。なお、カバー部材１７１はガラスで構成され、流路部材１７２はカバー部材１７１より厚く、ポリジメチルシロキサンで構成されているものとする。ポリジメチルシロキサンの方がガラスより単位体積当たりの自家蛍光量は高い。
【００４５】
微生物検査チップ１０をＸ−Ｙ可動ステージ１２５にセットした後、励起光源１１１からの励起光１１３を微生物検出用流路１７３に照射する（Ｓ３０１）。次に、Ｘ−Ｙ可動ステージ１２５により微生物検査チップ１０を励起光１１３の光軸に対し垂直方向（Ｘ方向）に動かす（図４）。このとき、微生物検出用流路１７３の座標中心を（Ｘｃ，Ｙｃ）とする。
【００４６】
本実施の形態では、先ず、Ｘ方向の位置合わせを行い、その後Ｙ方向の位置合わせが行われる。本実施の形態では、微生物検出用流路からの散乱光の強度変化でＸ方向の位置合わせを行っている。尚、Ｘ方向の位置合わせについてはこの方法によらず他の方法を用いても良い。
【００４７】
励起光１１３の照射範囲の幅ｗ（励起光１１３がガウス分布のレーザーであれば、強度が、中心強度をｅ2 で除算した値（＝中心強度／ｅ2 ）まで低下する範囲の直径）が微生物検出用流路１７３の幅ｄより大きい場合であれば、励起光１１３の光量は中心が最も多くなる。このため、励起光１１３の中心に微生物検出用流路１７３が重なるとき（すなわち、Ｘｃ＝Ｘｍのとき）、散乱光の光量Ｉは最も多くなる。このとき微生物検出用流路１７３のＸ方向の変位と検出装置１１で検出される散乱光の光量Ｉの関係は図５のようになる。
【００４８】
検出装置１１は、Ｘ方向の変位と検出される散乱光の光量Ｉのプロファイルをコンピュータ１８でストックし、散乱光の光量Ｉが最大となる微生物検出用流路１７３の中心の位置をＸｍとし、微生物検出用流路１７３の中心をＸｍ（＝Ｘｃ）に移動する（Ｓ３０２）。なお、位置合わせにおいては、Ｘｍ（＝Ｘｃ）の位置に移動させることが望ましいが、ある程度の誤差は許容される。即ち、レーザーのＸ方向の強度分布が最大の80%以内の範囲に検出用流路が入れば微生物検査においては特に問題がないので、その範囲の誤差は許容される。例えば、レーザーの強度分布が80%以上の範囲がレーザー中心より±30μmの場合、流路幅が40μmであれば、許容範囲は±10μmであり、この位置に少なくとも微生物検出用流路１７３の中心が入るように位置合わせが行われる。
【００４９】
さらに精度向上のため、コンピュータ１８は、検出装置１１に基づき、Ｘｍ−ａ〜Ｘｍ＋ａの範囲でＸ−Ｙ可動ステージ１２５を励起光軸に対して垂直方向（Ｘ方向）に動かすように制御する。この検出装置１１によるＸ−Ｙ可動ステージ１２５の移動は、散乱光の光量の微分値ｄＩ／ｄｘが連続して負になる点で終了する（Ｓ３０３）。
【００５０】
因みに、励起光１１３の照射範囲の幅ｗが微生物検出流路１７３の幅ｄより小さい場合には、微生物検出流路１７３の側面と励起光１１３の中心が重なるとき、散乱光の光量が最大となる。このため、Ｘ方向の変位に対し、検出装置１１で検出される蛍光量Ｉのピークは二つになる。この場合、検出装置１１は、二つのピークの中間点をＸｍとし、微生物検出用流路１７３と励起光１１３の中心を重ねるようにＸ−Ｙ可動ステージ１２５を可動制御する。
【００５１】
次に、Ｙ方向の位置合わせを行う。本実施の形態では流路構成部品からの蛍光の強度変化で位置合わせを行っている。検査装置１１は、Ｘ−Ｙ可動ステージ１２５の可動制御を通じ、微生物検査チップ１０を励起光１１３の光軸に対し平行方向（Ｙ方向）に動かす（図６，Ｓ３０４）。微生物検出部１７は、励起光１１３に照射されている箇所から蛍光を発する。このとき、Ｙ方向の変位と検出装置１１で検出される蛍光の光量Ｉの関係は図７に示すようになる。単位体積当たりから発せられる蛍光量は、単位体積に存在する物質の蛍光量子収率と単位体積当たりに照射される励起光１１３の光量に比例する。また、単位体積当たりに照射される励起光１１３の光量は光学系の焦点付近が最も多くなる。さらに、検出装置１１の光学系の焦点に近い位置にある光点ほど集光効率が高くなる。このため、蛍光量子収率の高い物質が焦点付近に位置したとき、検出装置１１で検出される蛍光の光量Ｉは最も多くなる。流路部材１７２の材料であるポリジメチルシロキサンのほうがカバー部材１７１の材料であるガラスより蛍光量子収率が高いため、流路部材１７２が励起光１１３の焦点に重なったとき、検出される蛍光の光量Ｉは最も多くなる。
【００５２】
検査装置１１は、Ｘ方向の場合と同様に、Ｙ方向の変位と検出される蛍光の光量Ｉのプロファイルをコンピュータ１８でストックし、蛍光の光量Ｉが最大となる微生物検出用流路１７３の中心の位置を（Ｙｍ（＝Ｙｃ））とする。このときの微生物検出用流路１７３の中心と励起光１１３の焦点の距離をＡとする（Ｓ３０５）。検査装置１１は、微生物検出用流路１７３の中心と励起光１１３の焦点をより正確にあわせるためには距離Ａだけ補正したＹｍ−Ａの位置に微生物検出用流路１７３を動かす。ここで、蛍光の光量Ｉが最大となるときの微生物検出部１７と励起光１１３の焦点の位置関係は、励起光１１３の強度分布、光学系の集光効率、微生物検出部１７の構造、部材の蛍光量子収率により決まる。もっとも、屈折の方式を基準にした計算式である光線追跡法により、検出される蛍光の光量Ｉが最大となる微生物検出部１７と励起光１１３の焦点の位置関係を求め、変位Ａを決定しても良い。流路部材１７２が薄く変位Ａが微小の場合には、補正を行わなくても計測に大きな問題は無い。
【００５３】
なお、Ｙ方向の位置合わせにおいてもＸ方向と同様にある程度の誤差は許容される。即ち、取得した蛍光強度が最大の95%以上となる位置をＹｍとしても、微生物検査においては特に問題がないので、その範囲の誤差は許容される。例えば、本実施の形態の光学系でのＹｍの許容範囲が±20μmで、流路深さが20μmであれば、位置合わせの許容範囲は±10μmである。
【００５４】
さらに精度向上のため、検出装置１１は、Ｙｍ−ｂ〜Ｙｍ＋ｂの範囲でＸ−Ｙ可動ステージ１２５を励起光軸に平行方向（Ｙ方向）に動かすように制御する。この検出装置１１によるＸ−Ｙ可動ステージ１２５の移動は、蛍光の光量Ｉが最大になる位置Ｙｍで終了する（Ｓ３０６）。
【００５５】
なお、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて、ＸｍとＹｍを求める処理動作を繰り返す手法を採用すれば、より高精度にて位置合わせを行うことができる。
【００５６】
（Ｄ）微生物検査チップの他の構造例
図８に、微生物検査チップ１０の微生物検出部１７の別の実施の形態を示す。図８の場合、微生物検出部１７の一部に標識１７６が組み込まれている。標識１７６は、散乱光又は反射光又は蛍光の光量を増すための構造であり、微生物検出用流路１７３の近傍に流路方向と平行になるように配置される。Ｘ−Ｙ可動ステージ１２５（図１）により、微生物検査チップ１０を励起光１１３の光軸に対し垂直方向（Ｘ方向）に動かすと、励起光１１３の中心に標識１７６が重なるとき（Ｘｍ）、散乱光又は反射光又は蛍光の光量が最大になる。標識１７６と微生物検出用流路１７３とのＸ方向の関係の位置関係は設計段階で明らかになっている。従って、散乱光又は反射光又は蛍光の光量が最大となった位置から予め決まった量を移動させることにより微生物検出部のＸ方向の位置合わせを行う。従って、励起光１１３に垂直な方向について、微生物検出用流路１７３と励起光１１３の位置合わせを行うことが可能になる。
【００５７】
散乱光の光量を増すことができる標識１７６の構造には、例えば無数の細かい突起物又は凹凸を形成した構造や、内部に無数の気泡や微粒子を形成する構造が考えられる。また、同じく反射光の光量を増すことができる標識１７６の構造には、例えば励起光１１３の波長に対する反射率の高い物質を内部又は表面に備える構造が考えられる。また、蛍光の光量を増すことができる標識１７６の構造には、励起光１１３により蛍光を発する物質を内部又は表面に備える構造が考えられる。
【００５８】
また、標識１７６と微生物検出部（検出用の流路）とのＸ方向及びＹ方向との位置関係が正確に決まっていれば、Ｘ方向と同様にＹ方向についても位置合わせを行うことが可能である。即ち、Ｙ方向については、標識１７６を蛍光の光量を増すための構造（照射される励起光との相対的な位置関係が変化することにより蛍光の光量が変化する標識）とすることにより、上述した検出用流路に励起光を照射して蛍光を検出して位置合わせを行う原理が成立する。位置合わせの際に、蛍光の光量が最大となった位置から予め決まった量を移動させることにより微生物検出部のＹ方向の位置合わせを行うことができる。
【００５９】
（Ｅ）微生物の計測
以下、本発明の実施の形態に係る微生物検査装置１を用いて、食品由来の検体中の生菌数を計測する場合の実施例を説明する。図９に、微生物検査チップ１０を用いた生菌数計測の工程をフローチャートで示す。また、図１０に、微生物検査チップ１０の平面図を示す。
【００６０】
最初に微生物検査チップ１０の構成について説明する。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、検体中の微生物の染色するための染色液（試薬液）１５２１を保持するための微生物染色液容器１５２と、希釈液１５５１を保持するための希釈液容器１５５と、検体中に含まれる食品残渣を取り除くためのフィルタである食品残渣除去部１６０と、外部光源より励起光を照射し、微生物の蛍光を観測するための微生物検出用流路１７３と、微生物検出用流路１７３を通過した検体１５１１、微生物染色液１５２１、希釈液１５５１の混合液を廃棄するための検出液廃棄容器１５６と、検体容器１５１、食品残渣除去部１６０、微生物染色液容器１５２、希釈液容器１５５、微生物検出用流路１７３を連結し、検体１５１１や混合液を流動させるための溶液用流路１５７１〜１５７４と、各容器内の検体１５１１や混合液を気圧により流動させるための通気口１５９１〜１５９４と、通気口１５９１〜１５９４と各容器を接続する通気用流路１５８１〜１５８４とを備える。
【００６１】
溶液用流路１５７１〜１５７４、通気口１５９１〜１５９４及び通気用流路１５８１〜１５８４は連結する容器の名称から、検体容器−微生物染色液容器間流路１５７１、微生物染色液容器−希釈液容器間流路１５７２、希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４、検体容器通気口１５９１、微生物染色液容器通気口１５９２、希釈液容器通気口１５９３、検出液廃棄容器通気口１５９４、検体容器通気流路１５８１、微生物染色液容器通気流路１５８２、希釈液容器通気流路１５８３、検出液廃棄容器通気流路１５８４とする。
【００６２】
検体容器１５１１と、食品残渣除去部１６０と、微生物染色液容器１５２と、希釈液容器１５５と、微生物検出用流路１７３と、検出液廃棄容器１５６は、溶液用流路１５７１〜１５７４により直列に連結されている。
【００６３】
図１０の場合、溶液用流路１５７１〜１５７４の深さ及び流路幅は例えば１０μｍ〜１ｍｍ、通気用流路１５８１〜１５８４の深さ及び流路幅は例えば１０μｍ〜１ｍｍの範囲で形成され、溶液用流路１５７１〜１５７４の断面積は通気用流路１５８１〜１５８４の断面積より大きくなるように形成される。
【００６４】
微生物染色液１５２１は、微生物検査チップ１０内に前もって封入されている。検体１５１１は、検査前に通気口１５９１から検体容器１５１に注入し、希釈液１５５１は検査前に通気口１５９３から希釈液保持容器１５５に注入する（Ｓ９０１）。
【００６５】
検体容器１５１の体積は、検体１５１１の体積より大きい。微生物染色液保持容器１５２の体積は、検体１５１１と微生物染色液１５２１の合計体積より大きい。希釈液保持容器１５５の体積は、検体１５１１、微生物染色液１５２１、希釈液１５５１の合計体積より大きい。また、検体容器−微生物染色液容器間流路１５７１の最高点は、検体容器１５１中の検体１５１１の水位より高くなるように形成される。これと同様に、微生物染色液容器−希釈液容器間流路１５７２の最高点は、検体１５１１と微生物染色色素１５２１の混合液の水位より高くなるように形成される。さらに、希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３の最高点は、検体１５１１、微生物染色色素１５２１、希釈液１５５１の混合液の水位より高くなるように形成される。
【００６６】
ここで使用した検体１５１１は、検査する食品に対し質量比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り、希釈液１５５１は主に生理食塩水又は純水である。
【００６７】
微生物染色液は、死菌を染色するための死菌染色液と全菌を染色するための全菌染色液の混合液であり、死菌染色液には、例えば、ＰＩ（プロピディウムイオダイド）（０．１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）を使用し、全菌染色液には、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）、ＬＤＳ７５１（０．１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）などを使用する。
【００６８】
微生物検査チップ１０を用いた生菌数測定は、図９に示すように、微生物検査チップ１０を微生物検査装置(分析装置)１にセットした状態で開始される（Ｓ９０２）。この測定工程は、微生物検査チップ１０の位置合わせを行う位置合わせ工程（Ｓ９０７）と、検体から食品残渣を取り除いて検体中の微生物を染色する前処理工程（Ｓ９０３〜Ｓ９０６）と、生菌数を実際に測定する計測工程（Ｓ９０８）とで構成される。
【００６９】
位置合わせ工程（Ｓ９０７）と前処理工程（Ｓ９０３〜Ｓ９０６）は独立した工程であるため並列して行い、両工程が終了した段階で計測工程（Ｓ９０８）を行う。続いて、各工程における各液体の移動について説明する。
【００７０】
前処理工程では、まず、検体１５１１が微生物染色液容器１５２に移動される（Ｓ９０３）。次に、通気口１５９１を介して検体容器１５１に対して圧力供給装置１４の圧力を加える。これにより、検体容器１５１内の気圧を上げる。同時に、微生物染色液容器通気口１５９２を介して微生物染色液容器１５２の内圧を大気圧に開放する。気圧差により、検体１５１１は、微生物染色液容器１５２に入り、微生物染色液１５２１と混合される。混合には、バブリングを使用する（Ｓ９０４）。検体１５１１中の死菌は、死菌染色液（ここではＰＩ（ピーク波長５３２ｎｍ）を使用する。）と全菌染色液（ここではＬＤＳ７５１を（ピーク波長７１０ｎｍ）使用する。）により染色され、一方、検体１５１１中の生菌は全菌染色液のみにより染色される。
【００７１】
二液の混合液の水位は、微生物染色液容器１５２と希釈液容器１５５を連結する微生物染色液容器−希釈液容器間流路１５７２の最高点を越えず、さらに微生物染色液容器１５２中に入っている空気は、微生物染色液容器通気口１５９２を介して外部に放出される。微生物染色液容器１５２の気圧は大気圧と等しいため、二液の混合液は希釈液容器１５５に押し出されず、混合液を反応に必要な時間中、微生物染色液容器１５２に保持することができる。
【００７２】
このとき、混合液の希釈液容器１５５への流入を防ぐ目的で、各通気口１５９３〜１５９４に対して圧力供給装置１４からの圧力を加え、検体容器１５１の気圧より低い範囲まで希釈液容器１５５と検出液廃液容器１５６の気圧を上げても良い。
【００７３】
なお、染色中は、微生物検査チップ１０の温度を一定に保つことにより、温度変化による染色の影響を小さくすることが望ましい。
【００７４】
また、検体１５１１が食品残渣除去部１６０を経て、微生物染色液保持容器１５２へ流動する際に、検体１５１１中の食品残渣は、食品残渣除去部１６０により検体１５１１から取り除かれる。
【００７５】
次に、検体１５１１、微生物染色液１５２１の混合液を、希釈液容器１５５に移動させる（Ｓ９０５）。希釈液１５５１が混合液に追加され、混合液中に含まれる未結合色素（微生物を染色しない微生物染色液１５２１）の濃度を低下させる。なお、混合液と希釈液１５５１との混合は、バブリング（Ｓ９０６）を使用する。未結合色素の濃度を低下することにより、検出の際にノイズの原因となる未結合色素の発する蛍光量を低減させる。
【００７６】
以上で、前処理工程が終了する。また、この前処理工程と並行して、前述した本発明の実施の形態で説明した微生物検査チップ１０の位置合わせが実行される。
【００７７】
以上の動作が終了すると、検体１５１１と微生物染色液１５２１と希釈液１５５１との混合液が微生物検出用流路１７３に移動される（Ｓ９０８）。図１０の場合、紙面垂直方向より、励起光１１３が照射される。このため、微生物を染色した色素からの蛍光と、微生物による散乱光が生じる。検出装置１１は、生菌については全菌染色液の蛍光のみを検出し、死菌については全菌染色液と死菌染色液の蛍光を検出する。このため、生菌と死菌の判別が可能になる。また、散乱光の光量は菌体の大きさにより変わるため、菌体の大きさの判別も可能になる。
【００７８】
（Ｆ）検出装置の構成例
以下では図１１を参照し、微生物検査装置１を構成する検出装置１１の構成例を説明する。検出装置１１は、前述したように、食品由来の検体中の生菌数を計測するのに好適である。すなわち、検出装置１１を用いれば、生菌数と死菌数を判別することができる。検出装置の光学系は、蛍光色素の励起スペクトルと蛍光スペクトルによって異なる場合もある。ここでは、死菌染色液としてＰＩ（励起波長ピーク５３２ｎｍ、蛍光波長ピーク６１５ｎｍ）を使用し、全菌染色液としてＬＤＳ７５１（励起波長ピーク５４１ｎｍ、蛍光波長ピーク７１０ｎｍ）を使用する場合について説明する。
【００７９】
図１１における検出装置１１の光学系は、２種類の蛍光色素を使用する場合に好適なように構成されている。勿論、３種類以上の蛍光色素を使用する場合には、各色素に応じて光学系を用意する。
【００８０】
検出装置１１は、励起光源１１１（波長５３２ｎｍ）と、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの散乱光１２４を検出するための散乱光検出器１２３と、励起光源１１１からの励起光１１３が散乱光検出器１２３に直接入射することを防ぐための遮光板１２２と、励起光１１３を反射し、微生物の蛍光を透過する励起光−蛍光分離用ダイクロイックミラー１１２と、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの蛍光を集光し、平行光にする対物レンズ１１４と、波長６１０nm以下の光を反射し、波長６１０nm以上の光を通過させる蛍光分離用ダイクロイックミラー１１５と、ミラー１１６と、波長６１０ｎｍ近傍の波長の光のみ通過させる短波長用バンドパスフィルタ１１７１と、波長７１０ｎｍ近傍の波長の光を通過させる長波長用バンドパスフィルタ１１７２と、平行光を集光させるための短波長用集光レンズ１１８１、長波長用集光レンズ１１８２と、迷光をカットするための空間フィルタとして用いる短波長用ピンホール１１９１、長波長用ピンホール１１９２と、短波長用バンドパスフィルタ１１７１を通過した蛍光１２１１を検出する短波長用光検出器１２０１と、長波長用バンドパスフィルタ１１７２を通過した蛍光１２１２を検出する長波長用光検出器１２０２とを有する。
【００８１】
なお、励起光源１１１にはレーザー光源を使用し、散乱光用光検出器にはフォトダイオードを使用し、短波長光検出器１２０１と長波長光検出器１２０２にはフォトマルチプライヤ（ＰＭＴ：Photomultiplier）を使用するものとする。上述したように、微生物検査チップ１０の微生物検出用流路１７３の位置合わせは完了しているものとする。すなわち、対物レンズ１１４の焦点の位置に、微生物検査チップ１０の微生物検出用流路１７３が配置されているものとする。
【００８２】
励起光源１１１から出力された励起光（波長５３２ｎｍ）は、励起光−蛍光分離用ダイクロイックミラー１１２で反射されて進行方向を変更し、微生物検出用流路１７３を照射する。この照射により微生物検出用流路１７３を流れる微生物を染色したＰＩ及びＬＤＳ７５１は励起される。死菌染色液ＰＩからの蛍光１２１１（ＰＩは中心波長６１０ｎｍ）と全菌染色液ＬＤＳ７５１からの蛍光１２１２（中心波長７１０ｎｍ）は、いずれも対物レンズ１１４に入射する。
【００８３】
死菌染色液ＰＩからの蛍光１２１１は蛍光分離用ダイクロイックミラー１１５で反射され、全菌染色液ＬＤＳ７５１からの蛍光１２１２は蛍光分離用ダイクロイックミラー１１５を通過する。こうして、２つの色素由来の蛍光は波長の違いにより分離できる。死菌染色液ＰＩからの蛍光１２１１は短波長用バンドパスフィルタ１１７１を通過し、短波長用集光レンズ１１８１によって集光され、短波長用ピンホール１１９１を通過し、短波長用光検出器１２０１に入射する。全菌染色液ＬＤＳ７５１からの蛍光１２１２は長波長用バンドパスフィルタ１１７２を通過し、長波長用集光レンズ１１８２によって集光され、長波長用ピンホール１１９２を通過し、長波長用光検出器１２０２に入射する。
【００８４】
また、励起光源１１１から出力された励起光が微生物検出用流路１７３を流れる微生物に当たることにより散乱光１２４が生じる。散乱光の光量は微粒子の大きさによって変わるため、微粒子の大きさを計測することができる。微粒子の大きさについて測定情報が得られれば、微生物と食品残渣等のゴミとを判別することができる。
【００８５】
短波長用光検出器１２０１と長波長用光検出器１２０２で検出された蛍光と、散乱光用光検出器１２３で検出された散乱光はそれぞれ電気信号に変換された後、コンピュータ１８（図１）に送られる。コンピュータ１８は、短波長用光検出器１２０１、長波長用光検出器１２０２、散乱光用光検出器１２３から送られた電気信号を処理し、微生物数の情報を検査結果として出力装置１９（図１）に出力する。
【００８６】
短波長用光検出器１２０１の出力より、死菌数が得られ、長波長用光検出器１２０２の出力より全菌数が得られる。また、２つの菌数の差から生菌数が得られる。
【００８７】
ところで、微生物検出部１７の表面では、励起光源１１１からの励起光１１３の一部が反射し、検出装置１１に戻る可能性がある。この反射を防止するためには、微生物検出部１７の法線ベクトルと励起光１１３の光軸は平行でないことが好ましい。すなわち、微生物検出部１７の法線ベクトルと励起光１１３の光軸の間の角度αは、α＝１０〜２０°であることが好ましい。図１１では、このような取り付け例を表している。
【００８８】
図１１では、微生物検出部１７の表面と励起光１１３の光軸の成す角をθとして表している。θ＋α＝９０°である。θは９０度未満であるが、励起光１１３が、微生物検出部１７の表面で全反射しないように設定する。θは８０〜７０°であっても良い。なお、微生物検出部１７の法線ベクトルと励起光１１３の光軸が平行とならないように、微生物検出部１７を傾斜させるが、励起光は微生物検出用流路１７３に対して垂直方向より照射する。
【符号の説明】
【００８９】
１…微生物検査装置、１０…微生物検査チップ、１１…検出装置、１４…圧力供給装置、１７…微生物検出部、１８…コンピュータ、１９…出力装置、１１１…励起光源、１１３…励起光、１１４…対物レンズ、１１５…蛍光分離用ダイクロイックミラー、１１６…ミラー、１１９…ピンホール、１２１…蛍光、１２４…散乱光、１２５…Ｘ−Ｙ可動ステージ、１５１…検体容器、１５２…微生物染色液容器、１５５…希釈液容器、１５６…検出液廃棄容器、１６１…検出用窓部、１７３…微生物検出用流路、１１７１…短波長バンドパスフィルタ、１１７２…長波長バンドパスフィルタ、１１８１、１１８２…集光レンズ、１１９１、１１９２…ピンホール、１２０１…短波長用光検出器、１２０２…長波長用光検出器、１２１１…ＰＩからの蛍光、１２１２…ＬＤＳ７５１からの蛍光、１５７１〜１５７４…溶液用流路、１５８１〜１５８４…通気用流路、１５９１〜１５９４…通気口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は微生物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生菌数計測の迅速化および簡便化を目的としたさまざまな簡便迅速測定法を実施する計測装置が知られている。特に、生菌数を迅速に直接計測する手法として、蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物測定装置がある。
【０００３】
蛍光フローサイトメトリー法は、蛍光色素で染色した細菌、プランクトンなどの微生物を含む検体液の流径を細くすることによって、流路に流れる微生物を一個ずつ計測する方法である。この方法を用いた微生物測定装置には、一分間に一万個以上の微生物を一個ずつ計測できるものもある。また、この方法を用いた微生物測定装置には、検体中の成分が流路壁面に付着しないように検体液とシース液の層流を形成し、二液の圧力差を利用して検体の流径を絞り込む手法が採用されている。
【０００４】
さらに、この方法を用いた微生物測定装置の低価格化や洗浄の手間を省略する目的で、蛍光フローサイトメトリー法による測定が行われる流路部分を使い捨てにし、使い捨ての流路内で測定を行う手法が知られている（非特許文献１を参照）。
【０００５】
蛍光フローサイトメトリー法においては、検出用の流路と、検体を励起するための励起光の位置調整が重要になる。蛍光フローサイトメトリー法における検出用の流路と励起光の位置合わせは、標識となる蛍光微粒子を検出用の流路に流し、蛍光微粒子が発する蛍光を目印として行うのが一般的である。
【０００６】
検出用の流路に標識を流さずに位置あわせを行う例もある。例えば特許文献１には、矩形のガラス管で構成されたフローセルを流れる検体粒子にレーザー光を照射し、検体粒子による散乱光及び蛍光を測光する粒子解析装置についての記載がある。具体的には、合焦検出用の光源から発せられたレーザー光を、光路の中心から片側に偏心したスリットを備えたアパーチャーマスクを経てフローセル内に投影し、フローセルの前面及び後面からの反射光の検知により合焦状態を検出する粒子解析装置が記載されている。
【０００７】
また例えば、特許文献２には、平板状フローセルを使用したフローサイトメーターについての記載がある。平板状フローセルとは、一方が溝状の構造をもつ二枚の平板を張り合わせ、内部に矩形の流路を備えた構造をいう。この装置の場合、励起光源からの光ビームは平板状フローセルを照射し、平板状フローセル内の矩形流路と光ビームが交差したときに強い散乱光が生じる。そこで、この装置では、散乱光の出力と平板状フローセル又は光ビームの位置を関連付け、平板状フローセル又は光ビームを移動させることにより位置合わせを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−９１８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６３４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Journal of Biomolecular Techniques，Vol14，Issue2，pp.119-127
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物測定装置では、非常に細く形成された検出用の流路に励起光を照射し、測定対象である微粒子が出す蛍光を検出する。このため、励起光及び検出器の焦点に流路の位置を合わせる必要がある。
【００１１】
しかし、励起光及び検出器の焦点の範囲と流路の幅は数ミクロンから数百ミクロンであり、高精度の測定を行うためには数十ミクロンの精度の位置合わせが必要になる。
【００１２】
特に、流路部分を使い捨てにする場合には、測定毎に励起光と流路の位置合わせを行う必要がある。このため、発明者は、簡便な位置あわせの方法が必要であると考えるに至った。
【００１３】
また、蛍光微粒子を検出用の流路に流し、蛍光微粒子の発する蛍光を目印として位置合わせを行う方法は、前述したように蛍光フローサイトメトリー法における一般的な方法である。しかし、蛍光微粒子が検出用流路の壁面に付着し背景光を増大させることがある。そのような場合には、測定対象の微粒子から発せられる微弱な蛍光が検出できなくなり、測定感度が下がることが予想される。また、測定毎に位置合わせ用の蛍光微粒子を消費するため、測定の単価も上がる。
【００１４】
ところで、特許文献１に記載の方法の場合、フローセルの前面及び後面からの反射光を検知することによって励起光の光軸方向の位置合わせを行うが、光源、レンズ、光学フィルタ、光検出器等で構成された微生物検出用の光学系の他に、光源、レンズ、アパーチャー、光アレイセンサ等で構成された合焦用の光学系が別途必要になる。このため、装置構成が複雑になり製作コストも増大する。
【００１５】
また、一般的に流路を使い捨てにする場合、作製方法が容易であることから、一方が溝状の構造をもつ二枚の平板を張り合わせることにより、内部に矩形流路を構成した平板状のフローセルを検出用の流路に用いることが多い。例えば特許文献２に記載された方法の場合、流路からの散乱光の光量は励起光と流路が交差したときに急激に増加する。このため、励起光の光軸に垂直な方向について流路と励起光の位置合わせを行うことは可能である。しかし、光軸に平行な方向に流路を移動させても散乱光の光量はほとんど変化しない。従って、特許文献２に記載の方法は、光軸に対して平行な方向について散乱光の光量の変化から流路と励起光の位置合わせを行うことが難しい。
【００１６】
本発明は、これらのことを考慮してなされたもので、蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置における検出用の流路（微生物検出部）と励起光との位置合わせについて、位置合わせ専用の光学系の設置や蛍光微粒子の流動を行わずに、励起光の光軸に対して平行方向について位置合わせできる微生物検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置において、微生物検出部から検出される蛍光の光量に基づいて、微生物検出部が設けられた微生物検査チップを保持するステージを励起光の光軸方向に移動制御し、励起光の光軸方向に対する微生物検出部（検出用の流路）の位置合わせを行うようにしたものである。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、微生物検出部（検出用の流路）が設けられた微生物検査チップの所定箇所（微生物検出部（検出用の流路）との位置関係が決まっている箇所）に、照射される励起光との相対的な位置関係が変化することにより蛍光の光量が変化する標識を設け、微生物検出部（検出用の流路）の位置合わせを行う際に、この標識に励起光を照射して検出される蛍光の光量に基づいて、微生物検査チップを保持するステージを励起光の光軸方向に移動制御し、励起光の光軸方向に対する微生物検出部（検出用の流路）の位置合わせを行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
微生物検出部（フローセル）から検出される蛍光の光量は、空間上の各点から生じる蛍光の光量と、空間上の各点から生じる光に対する光学系の集光効率に依存する。このため、集光効率が高い空間上の点から生じる蛍光の光量が多くなるほど、検出装置で検出される蛍光の光量は増大する。また、蛍光量子収率は、微生物検出部（フローセル）を構成する部材の方が空気より高く、集光効率は光学系の焦点に近い光点ほど高くなる。このため、微生物検出部（フローセル）が励起光の焦点付近に位置したとき、検出器で検出される蛍光の光量は最も多くなる。
【００２０】
以上の理由により、微生物検出部（フローセル）から検出される蛍光の光量と、微生物検出部（フローセル）の励起光に対する位置を関連付けることが可能となり、微生物検出部（フローセル）の位置を調整することが可能になる。この際、微生物検出部（フローセル）の蛍光は微生物を検出するための光学系により検出することができる。従って、位置合わせ専用の光学系が不要となり、装置の複雑化や装置コストの増大を防ぐことができる。また、位置合わせのときに蛍光微粒子を使用しないため、蛍光微粒子の流路壁面への付着による測定感度の悪化を防ぐことができ、更には蛍光微粒子の使用による測定コストの増加も防ぐことができる。
【００２１】
これらの作用効果は、微生物検査チップの所定箇所に標識を設け、この標識に励起光を照射して検出される蛍光の光量に基づいて位置合わせを行う場合も同様である。この場合、微生物検査チップの標識を設ける必要があるが、微生物の検査に悪影響を与えることなく、蛍光の光量を増す構造を用いることができ、位置合わせの際の蛍光変化を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る微生物検査装置の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係る微生物検出チップにおける微生物検出用流路を含む断面例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係る微生物検出チップにおける微生物検出用流路を含む分解構造例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る微生物検査装置における微生物検査チップの位置合わせ手順例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る散乱光を用いた位置調整の仕組みを説明する模式図である。
【図５】本発明の実施の形態における散乱光の光量と微生物検出用流路の変位の関係を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る蛍光を用いた位置調整の仕組みを説明する模式図である。
【図７】本発明の実施の形態における蛍光の光量と微生物検出用流路の変位の関係を説明する図である。
【図８】微生物検出チップにおける微生物検出用流路付近の他の構造例を説明する図である。
【図９】微生物検査装置における分析工程の実施例を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る微生物検査チップの概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る微生物検査装置に搭載される検出装置の概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、後述する本発明の実施の形態は一例であって、公知又は周知の技術との組み合わせや置換による他の態様も可能である。
【００２４】
（Ａ）装置の全体構成例
図１に、本発明の実施の形態に係る微生物検査装置１の構成図を示す。微生物検査装置１は、検体や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た微生物検査チップ１０と、微生物計測に必要な工程を行うために、微生物検査チップ１０と連結したチップ連結管１４４１〜１４４４を介して、微生物検査チップ１０内の検体や試薬の搬送を制御するための圧力供給装置１４と、微生物検査チップ１０を保持し、微生物検査チップ１０の位置を調整するＸ−Ｙ可動ステージ１２５と、微生物検査チップ１０内の微生物に励起光を照射し、微生物からの散乱光及び蛍光を電気信号に変換する検出装置１１で構成されている。微生物検査装置１に連結したコンピュータ１８は、圧力供給装置１４に対する制御信号及びＸ−Ｙ可動ステージ１２５に対する制御信号の出力と、検出装置１１から入力される電気信号に対する信号処理を実行する。なお、電気信号の処理により得られた計測結果は、コンピュータ１８に接続された出力装置１９に表示される。
【００２５】
圧力供給装置１４は、圧力調節装置付のボンベ１４１を有する。ボンベ１４１には高圧の空気、不活性気体等が封入されている。ボンベ１４１と微生物検査チップ１０の各通気口１５９１〜１５９４（図１０）は、チップ連結管１４４１〜１４４４によって接続されている。チップ連結管１４４１〜１４４４には、バルブ１４２１〜１４２４がそれぞれ設けられている。バルブ１４２１〜１４２４を開閉することにより、微生物検査チップ１０の容器に所定の圧力の気体を供給し、又は、微生物検査チップ１０の容器を大気開放する。この圧力の制御により、微生物検査チップ１０内における検体や試薬の搬送を実現する。
【００２６】
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、検体中の微生物の染色するための染色液（試薬液）１５２１を保持し、検体と染色液を混合、反応させる微生物染色液容器１５２と、希釈液１５５１を保持し、検体と染色液の混合液を希釈させる希釈液容器１５５と、励起光源１１１より励起光１１３を照射し、微生物を観測するための微生物検出用流路１７３を内部に備えた微生物検出部１７と、微生物検出用流路１７３を通過した検体１５１１と染色液１５２１の混合液を廃棄するための検出液廃棄容器１５６と、検体容器１５１、微生物染色液容器１５２、希釈液容器１５５、微生物検出用流路１７３を連結し、検体１５１１や混合液が流動するための溶液用流路１５７１〜１５７４（図８、図１０）と、検体１５１１や混合液を気圧により流動させるため圧力供給装置１４と各容器を接続する通気用流路１５８１〜１５８４（図１０）とで構成されている。この明細書においては、検体液の流れに沿って検体容器１５１の側を上流側、微生物検出用流路１７３の側を下流側と定義する。
【００２７】
検出装置１１は、励起光源１１１と、散乱光検出部（特許請求の範囲における「第２の検出器」に対応する。）と、蛍光検出部（特許請求の範囲における「第１の検出器」に対応する。）とで構成される。このうち、散乱光検出部は、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの散乱光１２４を検出するための散乱光検出器１２３と、励起光源１１１からの励起光１１３が散乱光検出器１２３に直接入射することを防ぐための遮光板１２２とから構成される。一方、蛍光検出部は、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの蛍光１２１を集光し、平行光にする対物レンズ１１４と、励起光１１３を微生物検出部１７の方向に反射する一方で蛍光１２１は透過するダイクロイックミラー１１２と、蛍光１２１を通過するバンドパスフィルタ１１７と、平行光を集光させるための集光レンズ１１８と、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１１９と、バンドパスフィルタ１１７を通過した光を検出する光検出器１２０とで構成される。なお、照射部及び検出部は、互いの焦点が重なるように配置され、測定時には微生物検出用流路１７３を焦点の位置に調整できるように構成されている。
【００２８】
検出装置１１は、励起光源１１１から出力された励起光１１３を微生物検出用流路１７３に照射し、微生物検出用流路１７３から生じる散乱光の光量と微生物検出部１７から生じる蛍光の光量をそれぞれ検出することにより、Ｘ−Ｙステージ１２５の可動位置と各光量との関係をプロファイルとして取得する。また、検出装置１１は、取得されたプロファイルに基づいてＸ−Ｙ可動ステージ１２５を可動制御し、微生物検査チップ１０（具体的には、微生物検出用流路１７３）を検出に適した位置に合わせる。即ち、検出装置１１で取得されたプロファイルはコンピュータ１８にストックされ、コンピュータ１８からＸ−Ｙ可動ステージ１２５へ制御信号が出力され、位置合わせが行われる。
【００２９】
（Ｂ）微生物検査チップの構造例
図２Ａ及び図２Ｂを用い、微生物検査チップ１０のうち微生物検査部１７の構造を説明する。図２Ａは、微生物検査チップ１０の本体１５と微生物検出部１７の接合部の断面図を示す。図２Ｂは、微生物検出部１７の分解斜視図を示す。
【００３０】
なお、本体１５と微生物検出部１７はそれぞれ別工程で作製され、それぞれを接合する。本実施の形態では、微生物検出部１７は内部に流路を備えた平板上のフローセルとして構成されている。まず、微生物検出部１７の製造方法を説明する。微生物検出部１７はカバー部材１７１と流路部材１７２からなり、両者は共に薄い平板からなる。流路部材１７２には溝１７３１が形成されており、この溝１７３１の両端には貫通孔１７４１、１７５１が形成されている。溝１７３１が形成された面が張り合わせ面となるように、カバー部材１７１と流路部材１７２を張り合わせる。この貼り合わせにより微生物検出部１７が形成される。流路部材１７２の溝１７３１とカバー部材１７１によって微生物検出用流路１７３が構成される。流路部材１７２の貫通孔１７４１、１７５１によって、微生物検出用流路入口１７４と微生物検出用流路出口１７５が構成される。
【００３１】
一方、本体１５に形成された希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３は、その下端にて流路方向を変更し、本体１５の表面に開口を形成している。同様に、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４は、その上端にて流路方向を変更し、本体１５の表面に開口を形成している。希釈液保持容器−微生物検出用流路間流路１５７３の開口は、微生物検出用流路入口１７４に接続され、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４の開口は、微生物検出用流路出口１７５に接続されている。
【００３２】
本体１５には検出用窓枠部１６１が形成されている。検出用窓枠部１６１は、貫通孔、又は、貫通溝である。検出用窓枠部１６１は、希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３の開口と微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４の開口の間に形成されている。製造された微生物検出部１７は、前述したように、本体１５に装着される。図２Ａに示すように、本体１５の検出用窓枠部１６１の上に微生物検出用流路１７３が配置されるように、微生物検出部１７を装着する。
【００３３】
本実施の形態の場合、微生物検出用流路１７３の背後に、本体１５の貫通孔又は貫通溝である検出用窓枠部１６１が設けられる。従って、励起光１１３は、微生物検出部１７のみを照射し、本体１５を照射しない。このため、背景光の増加の原因となる本体１５からの反射光や自家蛍光は発生しない。微生物検出用流路１７３を通過した励起光１１３が、本体１５に照射されないためには、検出用窓枠部１６１を構成する貫通孔の断面は、励起光１１３の放射方向に沿って増加することが好ましい。
【００３４】
カバー部材１７１の厚さは、例えば０．０１μm〜１ｍｍとする。流路部材１７２の厚さは、例えば０．０１μm〜１ｍｍとする。微生物検出用流路１７３の断面形状は、例えば正方形、長方形、台形に形成する。微生物検出用流路１７３の断面寸法は、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良い。微生物検出用流路１７３の断面の一辺は、例えば１μｍ〜１ｍｍが好ましく、長さは例えば０．０１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。微生物検出用流路１７３に照射する励起光１１３の光軸は、微生物検出用流路１７３の方向ベクトルに対して垂直になる。
【００３５】
微生物検出部１７を構成する材料について説明する。微生物検査チップ１０はディスポーザブルである。すなわち、使用後、微生物検出部１７は本体１５と共に廃棄する。そのため、微生物検出部１７に用いる材料は、安価でなければならない。微生物検出部１７に用いる材料は、蛍光計測に好適なように、光学特性に優れている必要がある。すなわち、自家蛍光が低く、光透過性、面精度、屈折率などに優れていることが望ましい。微生物からの蛍光の検出を阻害しないためには、微生物検出部１７自身が発生する自家蛍光量が、微生物からの蛍光量に比べて十分小さいことが好ましい。
【００３６】
微生物検出部１７の表面に、曲面、凹凸等が存在すると、表面における光の屈折、又は、乱反射により微生物計測用流路１７３に照射される励起光１１３の光量が変動する。そのため、検出される蛍光量も変動し、計測精度が低下する。そのため、微生物検出部１７の表面は、所望の平面度を有する必要がある。微生物検出部１７は、凹凸が０．１ｍｍ以下の平面度を有することが好ましい。
【００３７】
このような条件を考慮すると、微生物検出部１７に用いる材料には、ガラス、石英、ポリメタクリル酸メチルエステル（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネイト等が考えられる。微生物検出部１７は、これらの物質から選択された１種類以上の物質から形成される。
【００３８】
カバー部材１７１は単なる平板であるが、流路部材１７２は平板に溝及び貫通孔を形成したものである。従って、流路部材１７２は、微細加工が容易で、且つ、加工費が安価な材料によって形成される。ガラス、及び、石英は、光学特性が優れているが、微細加工が容易でない。すなわち、微細加工を行うと、加工費が高くなる。
【００３９】
そこで、この本実施の形態の場合、カバー部材１７１をガラス又は石英によって構成し、流路部材１７２をポリメタクリル酸メチルエステル、ポリジメチルシロキサン、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネイトによって構成する。なお好ましくは、流路部材１７２をポリジメチルシロキサンによって構成する。この場合、カバー部材１７１と流路部材１７２の接合には、ポリジメチルシロキサンの自己接着性を利用する。
【００４０】
微生物検出部１７の自家蛍光量は、材料ばかりでなく、微生物検出部の厚さ寸法にも依存する。自家蛍光量を少なくするには、微生物検出部の厚さ寸法を小さくすれば良い。微生物検出部１７の厚さが小さいほど、微生物検出部１７から発生する自家蛍光量は少なくなる。しかしながら、カバー部材１７１及び流路部材１７２の厚さ寸法を小さくすると、製造が困難になり、平面度が悪化する。必要な平面度を保ち、微生物の蛍光の検出を阻害しないように自家蛍光量を抑制するには、これらの部品の厚さ寸法は、所定の範囲に制限するする必要がある。
【００４１】
ガラス、石英、ポリジメチルシロキサンの自家蛍光量はほぼ同等である。そこで、カバー部材１７１をガラス又は石英によって製造する場合、その厚さは、例えば０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。流路部材１７２を、ポリジメチルシロキサンによって製造する場合、その厚さは例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。
【００４２】
また、カバー部材１７１及び流路部材１７２を、シクロオレフィンポリマー、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリエチレンテレフタラート、又は、ポリカーボネイトによって製造しても良い。この場合、ガラス、又は、石英によってカバー部材１７１を製造し、ポリジメチルシロキサンによって流路部材１７２を製造する場合より、単位体積当たりの自家蛍光量が約３倍以上増加する。そのため、カバー部材１７１及び流路部材１７２の厚さは例えば０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下が好ましい。
【００４３】
（Ｃ）位置合わせ動作
図３に、微生物検査チップ１０の位置合わせ手順例を示す。検査装置１１は、図３に示す手順例に従い、微生物検出流路１７３と励起光１１３との位置合わせを実行する。
【００４４】
図４〜図７は、微生物検出用流路１７３の位置調整の仕組みを説明するための模式図である。なお、カバー部材１７１はガラスで構成され、流路部材１７２はカバー部材１７１より厚く、ポリジメチルシロキサンで構成されているものとする。ポリジメチルシロキサンの方がガラスより単位体積当たりの自家蛍光量は高い。
【００４５】
微生物検査チップ１０をＸ−Ｙ可動ステージ１２５にセットした後、励起光源１１１からの励起光１１３を微生物検出用流路１７３に照射する（Ｓ３０１）。次に、Ｘ−Ｙ可動ステージ１２５により微生物検査チップ１０を励起光１１３の光軸に対し垂直方向（Ｘ方向）に動かす（図４）。このとき、微生物検出用流路１７３の座標中心を（Ｘｃ，Ｙｃ）とする。
【００４６】
本実施の形態では、先ず、Ｘ方向の位置合わせを行い、その後Ｙ方向の位置合わせが行われる。本実施の形態では、微生物検出用流路からの散乱光の強度変化でＸ方向の位置合わせを行っている。尚、Ｘ方向の位置合わせについてはこの方法によらず他の方法を用いても良い。
【００４７】
励起光１１３の照射範囲の幅ｗ（励起光１１３がガウス分布のレーザーであれば、強度が、中心強度をｅ2 で除算した値（＝中心強度／ｅ2 ）まで低下する範囲の直径）が微生物検出用流路１７３の幅ｄより大きい場合であれば、励起光１１３の光量は中心が最も多くなる。このため、励起光１１３の中心に微生物検出用流路１７３が重なるとき（すなわち、Ｘｃ＝Ｘｍのとき）、散乱光の光量Ｉは最も多くなる。このとき微生物検出用流路１７３のＸ方向の変位と検出装置１１で検出される散乱光の光量Ｉの関係は図５のようになる。
【００４８】
検出装置１１は、Ｘ方向の変位と検出される散乱光の光量Ｉのプロファイルをコンピュータ１８でストックし、散乱光の光量Ｉが最大となる微生物検出用流路１７３の中心の位置をＸｍとし、微生物検出用流路１７３の中心をＸｍ（＝Ｘｃ）に移動する（Ｓ３０２）。なお、位置合わせにおいては、Ｘｍ（＝Ｘｃ）の位置に移動させることが望ましいが、ある程度の誤差は許容される。即ち、レーザーのＸ方向の強度分布が最大の80%以内の範囲に検出用流路が入れば微生物検査においては特に問題がないので、その範囲の誤差は許容される。例えば、レーザーの強度分布が80%以上の範囲がレーザー中心より±30μmの場合、流路幅が40μmであれば、許容範囲は±10μmであり、この位置に少なくとも微生物検出用流路１７３の中心が入るように位置合わせが行われる。
【００４９】
さらに精度向上のため、コンピュータ１８は、検出装置１１に基づき、Ｘｍ−ａ〜Ｘｍ＋ａの範囲でＸ−Ｙ可動ステージ１２５を励起光軸に対して垂直方向（Ｘ方向）に動かすように制御する。この検出装置１１によるＸ−Ｙ可動ステージ１２５の移動は、散乱光の光量の微分値ｄＩ／ｄｘが連続して負になる点で終了する（Ｓ３０３）。
【００５０】
因みに、励起光１１３の照射範囲の幅ｗが微生物検出流路１７３の幅ｄより小さい場合には、微生物検出流路１７３の側面と励起光１１３の中心が重なるとき、散乱光の光量が最大となる。このため、Ｘ方向の変位に対し、検出装置１１で検出される蛍光量Ｉのピークは二つになる。この場合、検出装置１１は、二つのピークの中間点をＸｍとし、微生物検出用流路１７３と励起光１１３の中心を重ねるようにＸ−Ｙ可動ステージ１２５を可動制御する。
【００５１】
次に、Ｙ方向の位置合わせを行う。本実施の形態では流路構成部品からの蛍光の強度変化で位置合わせを行っている。検査装置１１は、Ｘ−Ｙ可動ステージ１２５の可動制御を通じ、微生物検査チップ１０を励起光１１３の光軸に対し平行方向（Ｙ方向）に動かす（図６，Ｓ３０４）。微生物検出部１７は、励起光１１３に照射されている箇所から蛍光を発する。このとき、Ｙ方向の変位と検出装置１１で検出される蛍光の光量Ｉの関係は図７に示すようになる。単位体積当たりから発せられる蛍光量は、単位体積に存在する物質の蛍光量子収率と単位体積当たりに照射される励起光１１３の光量に比例する。また、単位体積当たりに照射される励起光１１３の光量は光学系の焦点付近が最も多くなる。さらに、検出装置１１の光学系の焦点に近い位置にある光点ほど集光効率が高くなる。このため、蛍光量子収率の高い物質が焦点付近に位置したとき、検出装置１１で検出される蛍光の光量Ｉは最も多くなる。流路部材１７２の材料であるポリジメチルシロキサンのほうがカバー部材１７１の材料であるガラスより蛍光量子収率が高いため、流路部材１７２が励起光１１３の焦点に重なったとき、検出される蛍光の光量Ｉは最も多くなる。
【００５２】
検査装置１１は、Ｘ方向の場合と同様に、Ｙ方向の変位と検出される蛍光の光量Ｉのプロファイルをコンピュータ１８でストックし、蛍光の光量Ｉが最大となる微生物検出用流路１７３の中心の位置を（Ｙｍ（＝Ｙｃ））とする。このときの微生物検出用流路１７３の中心と励起光１１３の焦点の距離をＡとする（Ｓ３０５）。検査装置１１は、微生物検出用流路１７３の中心と励起光１１３の焦点をより正確にあわせるためには距離Ａだけ補正したＹｍ−Ａの位置に微生物検出用流路１７３を動かす。ここで、蛍光の光量Ｉが最大となるときの微生物検出部１７と励起光１１３の焦点の位置関係は、励起光１１３の強度分布、光学系の集光効率、微生物検出部１７の構造、部材の蛍光量子収率により決まる。もっとも、屈折の方式を基準にした計算式である光線追跡法により、検出される蛍光の光量Ｉが最大となる微生物検出部１７と励起光１１３の焦点の位置関係を求め、変位Ａを決定しても良い。流路部材１７２が薄く変位Ａが微小の場合には、補正を行わなくても計測に大きな問題は無い。
【００５３】
なお、Ｙ方向の位置合わせにおいてもＸ方向と同様にある程度の誤差は許容される。即ち、取得した蛍光強度が最大の95%以上となる位置をＹｍとしても、微生物検査においては特に問題がないので、その範囲の誤差は許容される。例えば、本実施の形態の光学系でのＹｍの許容範囲が±20μmで、流路深さが20μmであれば、位置合わせの許容範囲は±10μmである。
【００５４】
さらに精度向上のため、検出装置１１は、Ｙｍ−ｂ〜Ｙｍ＋ｂの範囲でＸ−Ｙ可動ステージ１２５を励起光軸に平行方向（Ｙ方向）に動かすように制御する。この検出装置１１によるＸ−Ｙ可動ステージ１２５の移動は、蛍光の光量Ｉが最大になる位置Ｙｍで終了する（Ｓ３０６）。
【００５５】
なお、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて、ＸｍとＹｍを求める処理動作を繰り返す手法を採用すれば、より高精度にて位置合わせを行うことができる。
【００５６】
（Ｄ）微生物検査チップの他の構造例
図８に、微生物検査チップ１０の微生物検出部１７の別の実施の形態を示す。図８の場合、微生物検出部１７の一部に標識１７６が組み込まれている。標識１７６は、散乱光又は反射光又は蛍光の光量を増すための構造であり、微生物検出用流路１７３の近傍に流路方向と平行になるように配置される。Ｘ−Ｙ可動ステージ１２５（図１）により、微生物検査チップ１０を励起光１１３の光軸に対し垂直方向（Ｘ方向）に動かすと、励起光１１３の中心に標識１７６が重なるとき（Ｘｍ）、散乱光又は反射光又は蛍光の光量が最大になる。標識１７６と微生物検出用流路１７３とのＸ方向の関係の位置関係は設計段階で明らかになっている。従って、散乱光又は反射光又は蛍光の光量が最大となった位置から予め決まった量を移動させることにより微生物検出部のＸ方向の位置合わせを行う。従って、励起光１１３に垂直な方向について、微生物検出用流路１７３と励起光１１３の位置合わせを行うことが可能になる。
【００５７】
散乱光の光量を増すことができる標識１７６の構造には、例えば無数の細かい突起物又は凹凸を形成した構造や、内部に無数の気泡や微粒子を形成する構造が考えられる。また、同じく反射光の光量を増すことができる標識１７６の構造には、例えば励起光１１３の波長に対する反射率の高い物質を内部又は表面に備える構造が考えられる。また、蛍光の光量を増すことができる標識１７６の構造には、励起光１１３により蛍光を発する物質を内部又は表面に備える構造が考えられる。
【００５８】
また、標識１７６と微生物検出部（検出用の流路）とのＸ方向及びＹ方向との位置関係が正確に決まっていれば、Ｘ方向と同様にＹ方向についても位置合わせを行うことが可能である。即ち、Ｙ方向については、標識１７６を蛍光の光量を増すための構造（照射される励起光との相対的な位置関係が変化することにより蛍光の光量が変化する標識）とすることにより、上述した検出用流路に励起光を照射して蛍光を検出して位置合わせを行う原理が成立する。位置合わせの際に、蛍光の光量が最大となった位置から予め決まった量を移動させることにより微生物検出部のＹ方向の位置合わせを行うことができる。
【００５９】
（Ｅ）微生物の計測
以下、本発明の実施の形態に係る微生物検査装置１を用いて、食品由来の検体中の生菌数を計測する場合の実施例を説明する。図９に、微生物検査チップ１０を用いた生菌数計測の工程をフローチャートで示す。また、図１０に、微生物検査チップ１０の平面図を示す。
【００６０】
最初に微生物検査チップ１０の構成について説明する。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、検体中の微生物の染色するための染色液（試薬液）１５２１を保持するための微生物染色液容器１５２と、希釈液１５５１を保持するための希釈液容器１５５と、検体中に含まれる食品残渣を取り除くためのフィルタである食品残渣除去部１６０と、外部光源より励起光を照射し、微生物の蛍光を観測するための微生物検出用流路１７３と、微生物検出用流路１７３を通過した検体１５１１、微生物染色液１５２１、希釈液１５５１の混合液を廃棄するための検出液廃棄容器１５６と、検体容器１５１、食品残渣除去部１６０、微生物染色液容器１５２、希釈液容器１５５、微生物検出用流路１７３を連結し、検体１５１１や混合液を流動させるための溶液用流路１５７１〜１５７４と、各容器内の検体１５１１や混合液を気圧により流動させるための通気口１５９１〜１５９４と、通気口１５９１〜１５９４と各容器を接続する通気用流路１５８１〜１５８４とを備える。
【００６１】
溶液用流路１５７１〜１５７４、通気口１５９１〜１５９４及び通気用流路１５８１〜１５８４は連結する容器の名称から、検体容器−微生物染色液容器間流路１５７１、微生物染色液容器−希釈液容器間流路１５７２、希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３、微生物検出用流路−検出液廃棄容器間流路１５７４、検体容器通気口１５９１、微生物染色液容器通気口１５９２、希釈液容器通気口１５９３、検出液廃棄容器通気口１５９４、検体容器通気流路１５８１、微生物染色液容器通気流路１５８２、希釈液容器通気流路１５８３、検出液廃棄容器通気流路１５８４とする。
【００６２】
検体容器１５１１と、食品残渣除去部１６０と、微生物染色液容器１５２と、希釈液容器１５５と、微生物検出用流路１７３と、検出液廃棄容器１５６は、溶液用流路１５７１〜１５７４により直列に連結されている。
【００６３】
図１０の場合、溶液用流路１５７１〜１５７４の深さ及び流路幅は例えば１０μｍ〜１ｍｍ、通気用流路１５８１〜１５８４の深さ及び流路幅は例えば１０μｍ〜１ｍｍの範囲で形成され、溶液用流路１５７１〜１５７４の断面積は通気用流路１５８１〜１５８４の断面積より大きくなるように形成される。
【００６４】
微生物染色液１５２１は、微生物検査チップ１０内に前もって封入されている。検体１５１１は、検査前に通気口１５９１から検体容器１５１に注入し、希釈液１５５１は検査前に通気口１５９３から希釈液保持容器１５５に注入する（Ｓ９０１）。
【００６５】
検体容器１５１の体積は、検体１５１１の体積より大きい。微生物染色液保持容器１５２の体積は、検体１５１１と微生物染色液１５２１の合計体積より大きい。希釈液保持容器１５５の体積は、検体１５１１、微生物染色液１５２１、希釈液１５５１の合計体積より大きい。また、検体容器−微生物染色液容器間流路１５７１の最高点は、検体容器１５１中の検体１５１１の水位より高くなるように形成される。これと同様に、微生物染色液容器−希釈液容器間流路１５７２の最高点は、検体１５１１と微生物染色色素１５２１の混合液の水位より高くなるように形成される。さらに、希釈液容器−微生物検出用流路間流路１５７３の最高点は、検体１５１１、微生物染色色素１５２１、希釈液１５５１の混合液の水位より高くなるように形成される。
【００６６】
ここで使用した検体１５１１は、検査する食品に対し質量比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り、希釈液１５５１は主に生理食塩水又は純水である。
【００６７】
微生物染色液は、死菌を染色するための死菌染色液と全菌を染色するための全菌染色液の混合液であり、死菌染色液には、例えば、ＰＩ（プロピディウムイオダイド）（０．１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）を使用し、全菌染色液には、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）、ＬＤＳ７５１（０．１μｇ/ｍｌ〜１ｍｇ/ｍｌ）などを使用する。
【００６８】
微生物検査チップ１０を用いた生菌数測定は、図９に示すように、微生物検査チップ１０を微生物検査装置(分析装置)１にセットした状態で開始される（Ｓ９０２）。この測定工程は、微生物検査チップ１０の位置合わせを行う位置合わせ工程（Ｓ９０７）と、検体から食品残渣を取り除いて検体中の微生物を染色する前処理工程（Ｓ９０３〜Ｓ９０６）と、生菌数を実際に測定する計測工程（Ｓ９０８）とで構成される。
【００６９】
位置合わせ工程（Ｓ９０７）と前処理工程（Ｓ９０３〜Ｓ９０６）は独立した工程であるため並列して行い、両工程が終了した段階で計測工程（Ｓ９０８）を行う。続いて、各工程における各液体の移動について説明する。
【００７０】
前処理工程では、まず、検体１５１１が微生物染色液容器１５２に移動される（Ｓ９０３）。次に、通気口１５９１を介して検体容器１５１に対して圧力供給装置１４の圧力を加える。これにより、検体容器１５１内の気圧を上げる。同時に、微生物染色液容器通気口１５９２を介して微生物染色液容器１５２の内圧を大気圧に開放する。気圧差により、検体１５１１は、微生物染色液容器１５２に入り、微生物染色液１５２１と混合される。混合には、バブリングを使用する（Ｓ９０４）。検体１５１１中の死菌は、死菌染色液（ここではＰＩ（ピーク波長５３２ｎｍ）を使用する。）と全菌染色液（ここではＬＤＳ７５１を（ピーク波長７１０ｎｍ）使用する。）により染色され、一方、検体１５１１中の生菌は全菌染色液のみにより染色される。
【００７１】
二液の混合液の水位は、微生物染色液容器１５２と希釈液容器１５５を連結する微生物染色液容器−希釈液容器間流路１５７２の最高点を越えず、さらに微生物染色液容器１５２中に入っている空気は、微生物染色液容器通気口１５９２を介して外部に放出される。微生物染色液容器１５２の気圧は大気圧と等しいため、二液の混合液は希釈液容器１５５に押し出されず、混合液を反応に必要な時間中、微生物染色液容器１５２に保持することができる。
【００７２】
このとき、混合液の希釈液容器１５５への流入を防ぐ目的で、各通気口１５９３〜１５９４に対して圧力供給装置１４からの圧力を加え、検体容器１５１の気圧より低い範囲まで希釈液容器１５５と検出液廃液容器１５６の気圧を上げても良い。
【００７３】
なお、染色中は、微生物検査チップ１０の温度を一定に保つことにより、温度変化による染色の影響を小さくすることが望ましい。
【００７４】
また、検体１５１１が食品残渣除去部１６０を経て、微生物染色液保持容器１５２へ流動する際に、検体１５１１中の食品残渣は、食品残渣除去部１６０により検体１５１１から取り除かれる。
【００７５】
次に、検体１５１１、微生物染色液１５２１の混合液を、希釈液容器１５５に移動させる（Ｓ９０５）。希釈液１５５１が混合液に追加され、混合液中に含まれる未結合色素（微生物を染色しない微生物染色液１５２１）の濃度を低下させる。なお、混合液と希釈液１５５１との混合は、バブリング（Ｓ９０６）を使用する。未結合色素の濃度を低下することにより、検出の際にノイズの原因となる未結合色素の発する蛍光量を低減させる。
【００７６】
以上で、前処理工程が終了する。また、この前処理工程と並行して、前述した本発明の実施の形態で説明した微生物検査チップ１０の位置合わせが実行される。
【００７７】
以上の動作が終了すると、検体１５１１と微生物染色液１５２１と希釈液１５５１との混合液が微生物検出用流路１７３に移動される（Ｓ９０８）。図１０の場合、紙面垂直方向より、励起光１１３が照射される。このため、微生物を染色した色素からの蛍光と、微生物による散乱光が生じる。検出装置１１は、生菌については全菌染色液の蛍光のみを検出し、死菌については全菌染色液と死菌染色液の蛍光を検出する。このため、生菌と死菌の判別が可能になる。また、散乱光の光量は菌体の大きさにより変わるため、菌体の大きさの判別も可能になる。
【００７８】
（Ｆ）検出装置の構成例
以下では図１１を参照し、微生物検査装置１を構成する検出装置１１の構成例を説明する。検出装置１１は、前述したように、食品由来の検体中の生菌数を計測するのに好適である。すなわち、検出装置１１を用いれば、生菌数と死菌数を判別することができる。検出装置の光学系は、蛍光色素の励起スペクトルと蛍光スペクトルによって異なる場合もある。ここでは、死菌染色液としてＰＩ（励起波長ピーク５３２ｎｍ、蛍光波長ピーク６１５ｎｍ）を使用し、全菌染色液としてＬＤＳ７５１（励起波長ピーク５４１ｎｍ、蛍光波長ピーク７１０ｎｍ）を使用する場合について説明する。
【００７９】
図１１における検出装置１１の光学系は、２種類の蛍光色素を使用する場合に好適なように構成されている。勿論、３種類以上の蛍光色素を使用する場合には、各色素に応じて光学系を用意する。
【００８０】
検出装置１１は、励起光源１１１（波長５３２ｎｍ）と、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの散乱光１２４を検出するための散乱光検出器１２３と、励起光源１１１からの励起光１１３が散乱光検出器１２３に直接入射することを防ぐための遮光板１２２と、励起光１１３を反射し、微生物の蛍光を透過する励起光−蛍光分離用ダイクロイックミラー１１２と、微生物検出用流路１７３を通過する微生物からの蛍光を集光し、平行光にする対物レンズ１１４と、波長６１０nm以下の光を反射し、波長６１０nm以上の光を通過させる蛍光分離用ダイクロイックミラー１１５と、ミラー１１６と、波長６１０ｎｍ近傍の波長の光のみ通過させる短波長用バンドパスフィルタ１１７１と、波長７１０ｎｍ近傍の波長の光を通過させる長波長用バンドパスフィルタ１１７２と、平行光を集光させるための短波長用集光レンズ１１８１、長波長用集光レンズ１１８２と、迷光をカットするための空間フィルタとして用いる短波長用ピンホール１１９１、長波長用ピンホール１１９２と、短波長用バンドパスフィルタ１１７１を通過した蛍光１２１１を検出する短波長用光検出器１２０１と、長波長用バンドパスフィルタ１１７２を通過した蛍光１２１２を検出する長波長用光検出器１２０２とを有する。
【００８１】
なお、励起光源１１１にはレーザー光源を使用し、散乱光用光検出器にはフォトダイオードを使用し、短波長光検出器１２０１と長波長光検出器１２０２にはフォトマルチプライヤ（ＰＭＴ：Photomultiplier）を使用するものとする。上述したように、微生物検査チップ１０の微生物検出用流路１７３の位置合わせは完了しているものとする。すなわち、対物レンズ１１４の焦点の位置に、微生物検査チップ１０の微生物検出用流路１７３が配置されているものとする。
【００８２】
励起光源１１１から出力された励起光（波長５３２ｎｍ）は、励起光−蛍光分離用ダイクロイックミラー１１２で反射されて進行方向を変更し、微生物検出用流路１７３を照射する。この照射により微生物検出用流路１７３を流れる微生物を染色したＰＩ及びＬＤＳ７５１は励起される。死菌染色液ＰＩからの蛍光１２１１（ＰＩは中心波長６１０ｎｍ）と全菌染色液ＬＤＳ７５１からの蛍光１２１２（中心波長７１０ｎｍ）は、いずれも対物レンズ１１４に入射する。
【００８３】
死菌染色液ＰＩからの蛍光１２１１は蛍光分離用ダイクロイックミラー１１５で反射され、全菌染色液ＬＤＳ７５１からの蛍光１２１２は蛍光分離用ダイクロイックミラー１１５を通過する。こうして、２つの色素由来の蛍光は波長の違いにより分離できる。死菌染色液ＰＩからの蛍光１２１１は短波長用バンドパスフィルタ１１７１を通過し、短波長用集光レンズ１１８１によって集光され、短波長用ピンホール１１９１を通過し、短波長用光検出器１２０１に入射する。全菌染色液ＬＤＳ７５１からの蛍光１２１２は長波長用バンドパスフィルタ１１７２を通過し、長波長用集光レンズ１１８２によって集光され、長波長用ピンホール１１９２を通過し、長波長用光検出器１２０２に入射する。
【００８４】
また、励起光源１１１から出力された励起光が微生物検出用流路１７３を流れる微生物に当たることにより散乱光１２４が生じる。散乱光の光量は微粒子の大きさによって変わるため、微粒子の大きさを計測することができる。微粒子の大きさについて測定情報が得られれば、微生物と食品残渣等のゴミとを判別することができる。
【００８５】
短波長用光検出器１２０１と長波長用光検出器１２０２で検出された蛍光と、散乱光用光検出器１２３で検出された散乱光はそれぞれ電気信号に変換された後、コンピュータ１８（図１）に送られる。コンピュータ１８は、短波長用光検出器１２０１、長波長用光検出器１２０２、散乱光用光検出器１２３から送られた電気信号を処理し、微生物数の情報を検査結果として出力装置１９（図１）に出力する。
【００８６】
短波長用光検出器１２０１の出力より、死菌数が得られ、長波長用光検出器１２０２の出力より全菌数が得られる。また、２つの菌数の差から生菌数が得られる。
【００８７】
ところで、微生物検出部１７の表面では、励起光源１１１からの励起光１１３の一部が反射し、検出装置１１に戻る可能性がある。この反射を防止するためには、微生物検出部１７の法線ベクトルと励起光１１３の光軸は平行でないことが好ましい。すなわち、微生物検出部１７の法線ベクトルと励起光１１３の光軸の間の角度αは、α＝１０〜２０°であることが好ましい。図１１では、このような取り付け例を表している。
【００８８】
図１１では、微生物検出部１７の表面と励起光１１３の光軸の成す角をθとして表している。θ＋α＝９０°である。θは９０度未満であるが、励起光１１３が、微生物検出部１７の表面で全反射しないように設定する。θは８０〜７０°であっても良い。なお、微生物検出部１７の法線ベクトルと励起光１１３の光軸が平行とならないように、微生物検出部１７を傾斜させるが、励起光は微生物検出用流路１７３に対して垂直方向より照射する。
【符号の説明】
【００８９】
１…微生物検査装置、１０…微生物検査チップ、１１…検出装置、１４…圧力供給装置、１７…微生物検出部、１８…コンピュータ、１９…出力装置、１１１…励起光源、１１３…励起光、１１４…対物レンズ、１１５…蛍光分離用ダイクロイックミラー、１１６…ミラー、１１９…ピンホール、１２１…蛍光、１２４…散乱光、１２５…Ｘ−Ｙ可動ステージ、１５１…検体容器、１５２…微生物染色液容器、１５５…希釈液容器、１５６…検出液廃棄容器、１６１…検出用窓部、１７３…微生物検出用流路、１１７１…短波長バンドパスフィルタ、１１７２…長波長バンドパスフィルタ、１１８１、１１８２…集光レンズ、１１９１、１１９２…ピンホール、１２０１…短波長用光検出器、１２０２…長波長用光検出器、１２１１…ＰＩからの蛍光、１２１２…ＬＤＳ７５１からの蛍光、１５７１〜１５７４…溶液用流路、１５８１〜１５８４…通気用流路、１５９１〜１５９４…通気口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を含む検体液を保持する検体容器と、前記検体液と反応する試薬液を保持すると共に前記検体液と前記試薬液とを反応させる反応容器と、前記微生物を検出するための微生物検出部とを有する微生物検査チップと、
前記微生物検査チップと連結され、前記検体液、前記試薬液とを前記微生物検査チップ内にて搬送する圧力供給装置と、
前記微生物検査チップを保持すると共に、前記微生物検査チップを移動させるステージと、
前記微生物検出部に励起光を照射する光源と、前記微生物検出部の検出用流路を流れる微生物からの蛍光を検出して電気信号に変換する第１の検出器と、前記微生物検出部を流れる微生物からの散乱光を検出して電気信号に変換する第２の検出器とを有し、微生物検査チップの位置に応じて変化する前記微生物検出部からの蛍光の検出光量に基づいて前記ステージを可動制御し、前記励起光の光軸方向に対する前記検出用流路の位置を制御する検査装置と
を有する微生物検査装置。
【請求項２】
前記微生物検出部は、
カバー部材と流路部材を有し、
前記流路部材が有する溝は、前記カバー部材と前記流路部材を張り合わせた際に、前記検出用流路を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の微生物検査装置。
【請求項３】
前記検査装置は、前記ステージを通じ、前記検出用流路を励起光の光軸に対して垂直方向に位置合わせする処理と、前記検出用流路を励起光の光軸に対して平行方向に位置合わせする処理とを実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の微生物検査装置。
【請求項４】
前記検査装置は、検出される蛍光量が最大となる前記検出用流路の位置を求めることにより、前記検出用流路を前記励起光の焦点に一致させる
ことを特徴とする請求項３に記載の微生物検査装置。
【請求項５】
前記検査装置は、検出される散乱光の光量が最大となる前記検出用流路の位置を求めることにより、前記検出用流路を前記励起光の光軸に一致させる
ことを特徴とする請求項３に記載の微生物検査装置。
【請求項６】
前記微生物検査チップは、励起光の照射により、散乱光又は反射光又は蛍光の光量を増加させる標識を前記検出用流路の近傍に配置し、この標識からの散乱光又は反射光又は蛍光に基づき前記検出用流路を励起光の光軸に対して垂直方向に位置合わせする処理を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の微生物検査装置。
【請求項７】
蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置において、
微生物検出部は微生物検査チップに設けられ、前記微生物検査チップは移動ステージに保持されており、前記微生物検査チップは、励起光の照射により、蛍光の光量を増加させる構造であって、前記検出用流路との励起光の光軸方向の位置関係が予め決められた標識を前記検出用流路の近傍に配置し、この標識からの蛍光に基づき前記検出用流路を励起光の光軸方向に対して位置合わせする処理を行う
ことを特徴とする微生物検査装置。
【請求項８】
蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置における微生物検出部と励起光の位置合わせを行う方法において、
前記微生物検出部は微生物検査チップに設けられ、前記微生物検査チップは移動ステージに保持されており、
前記励起光を前記微生物検出部に照射し、前記微生物検出部から検出される蛍光の光量が最大となる方向に、前記移動ステージを前記励起光の光軸方向に移動制御し、前記励起光の光軸方向に対する前記微生物検出部の位置合わせを行うようにしたことを特徴とする微生物検査装置における微生物検出部と励起光の位置合わせ方法。
【請求項１】
微生物を含む検体液を保持する検体容器と、前記検体液と反応する試薬液を保持すると共に前記検体液と前記試薬液とを反応させる反応容器と、前記微生物を検出するための微生物検出部とを有する微生物検査チップと、
前記微生物検査チップと連結され、前記検体液、前記試薬液とを前記微生物検査チップ内にて搬送する圧力供給装置と、
前記微生物検査チップを保持すると共に、前記微生物検査チップを移動させるステージと、
前記微生物検出部に励起光を照射する光源と、前記微生物検出部の検出用流路を流れる微生物からの蛍光を検出して電気信号に変換する第１の検出器と、前記微生物検出部を流れる微生物からの散乱光を検出して電気信号に変換する第２の検出器とを有し、微生物検査チップの位置に応じて変化する前記微生物検出部からの蛍光の検出光量に基づいて前記ステージを可動制御し、前記励起光の光軸方向に対する前記検出用流路の位置を制御する検査装置と
を有する微生物検査装置。
【請求項２】
前記微生物検出部は、
カバー部材と流路部材を有し、
前記流路部材が有する溝は、前記カバー部材と前記流路部材を張り合わせた際に、前記検出用流路を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の微生物検査装置。
【請求項３】
前記検査装置は、前記ステージを通じ、前記検出用流路を励起光の光軸に対して垂直方向に位置合わせする処理と、前記検出用流路を励起光の光軸に対して平行方向に位置合わせする処理とを実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の微生物検査装置。
【請求項４】
前記検査装置は、検出される蛍光量が最大となる前記検出用流路の位置を求めることにより、前記検出用流路を前記励起光の焦点に一致させる
ことを特徴とする請求項３に記載の微生物検査装置。
【請求項５】
前記検査装置は、検出される散乱光の光量が最大となる前記検出用流路の位置を求めることにより、前記検出用流路を前記励起光の光軸に一致させる
ことを特徴とする請求項３に記載の微生物検査装置。
【請求項６】
前記微生物検査チップは、励起光の照射により、散乱光又は反射光又は蛍光の光量を増加させる標識を前記検出用流路の近傍に配置し、この標識からの散乱光又は反射光又は蛍光に基づき前記検出用流路を励起光の光軸に対して垂直方向に位置合わせする処理を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の微生物検査装置。
【請求項７】
蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置において、
微生物検出部は微生物検査チップに設けられ、前記微生物検査チップは移動ステージに保持されており、前記微生物検査チップは、励起光の照射により、蛍光の光量を増加させる構造であって、前記検出用流路との励起光の光軸方向の位置関係が予め決められた標識を前記検出用流路の近傍に配置し、この標識からの蛍光に基づき前記検出用流路を励起光の光軸方向に対して位置合わせする処理を行う
ことを特徴とする微生物検査装置。
【請求項８】
蛍光フローサイトメトリー法を用いた微生物検査装置における微生物検出部と励起光の位置合わせを行う方法において、
前記微生物検出部は微生物検査チップに設けられ、前記微生物検査チップは移動ステージに保持されており、
前記励起光を前記微生物検出部に照射し、前記微生物検出部から検出される蛍光の光量が最大となる方向に、前記移動ステージを前記励起光の光軸方向に移動制御し、前記励起光の光軸方向に対する前記微生物検出部の位置合わせを行うようにしたことを特徴とする微生物検査装置における微生物検出部と励起光の位置合わせ方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２５６２７８（Ｐ２０１０−２５６２７８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９１５３（Ｐ２００９−１０９１５３）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【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２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【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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