微生物測定システム
【課題】
複数種類の試薬を目的に応じて使い分けることに対応すると共に、より高感度で信頼性の高い微生物測定を行う。
【解決手段】
微生物測定システムにおいて、検体溜め１０１と、試薬溜め１０３と、検体溶液と試薬溶液が混合される微細流路Ｂ１０６と、を有する微生物測定チップ１０９と、微細流路Ｂ１０６での発光量を測定する光学測定装置１１３と、検体溶液と試薬溶液とを微細流路Ｂ１０６へ導入する送液手段と、微細流路Ｂ１０６での反応温度を制御する温度調節手段１１２と、光学測定装置１１３による測定値の記憶，送液手段及び温度調節手段１１２の制御を行う処理制御部１１６と、を備え、試薬溶液の流量と反応温度とを制御して発光量を測定する。
複数種類の試薬を目的に応じて使い分けることに対応すると共に、より高感度で信頼性の高い微生物測定を行う。
【解決手段】
微生物測定システムにおいて、検体溜め１０１と、試薬溜め１０３と、検体溶液と試薬溶液が混合される微細流路Ｂ１０６と、を有する微生物測定チップ１０９と、微細流路Ｂ１０６での発光量を測定する光学測定装置１１３と、検体溶液と試薬溶液とを微細流路Ｂ１０６へ導入する送液手段と、微細流路Ｂ１０６での反応温度を制御する温度調節手段１１２と、光学測定装置１１３による測定値の記憶，送液手段及び温度調節手段１１２の制御を行う処理制御部１１６と、を備え、試薬溶液の流量と反応温度とを制御して発光量を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品工業や医薬品工業などの分野において、使用する原料，中間体あるいは製品中の微生物管理のため、検体中の微生物の測定を測定する微生物測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バイオテクノロジー等の分野においては、細胞内ＡＴＰ（アデノシン三リン酸）を含む溶液と発光試薬とを発光反応により発光させ、これにより生じる光の量を測定して微生物等の検出を行っている。そして、発光反応場としてマイクロチャネルを備えたマイクロリアクタを用い、発光反応によるマイクロチャネルからの光量の再現性を高め、かつ光検出器の受光部に入射させる光量を十分に増加させるため、発光領域となるマイクロチャネルに折返し部を設けることが知られ、特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光は、短時間にピークに達して急激に減衰するために不安定であり、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応に対して様々な安定化対策がされている。例えば特許文献２には溶液中のホタルルシフェラーゼならびにルシフェリンの安定性を向上させることが、また特許文献２には、上記安定化法を用いた測定方法および装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４６７９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６５５０号公報
【特許文献３】特開２０００−２４５５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術に記載のものでは、単にマイクロチャネルに折返し部を設けることで発光を生じる領域を密に配置しただけなので、試料と試薬の組合せが変わったり、複数種類の試薬溶液を用いたり、する場合等には前処理を含めて使い勝手が良いとは言い難いものであった。
【０００６】
特に、短時間にピークに達して急激に減衰するタイプのルシフェリン・ルシフェラーゼ反応は、比較的発光量が大きいため感度が良い事が特徴であるが、発光が不安定であるため時間・温度等の測定条件を厳密に設定しなければならなかった。
【０００７】
また、安定化対策されたタイプのルシフェリン・ルシフェラーゼ反応は、発光が長時間安定であるため測定条件を厳密に設定する必要がなく使い勝手が良い事が特徴であるが、前者と比較すると発光量が小さいため感度が劣っている。
【０００８】
さらに、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応は種類によって性質が様々であり測定条件が異なるため、システム化する際には種類によって別々のシステムとしなければならず、同一の測定システムで複数種類のルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を、目的に応じて使い分けて使用することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、複数種類の試薬を目的に応じて使い分けることに対応すると共に、より高感度で信頼性の高い微生物測定システムを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、微生物を含む検体溶液と試薬溶液を混合し、混合した溶液の反応により生じた光学的な信号を測定する微生物測定システムにおいて、前記検体溶液を貯留する検体溜めと、前記試薬溶液を貯留する試薬溜めと、前記検体溶液と試薬溶液が混合される微細流路Ｂと、を有する微生物測定チップと、前記微細流路Ｂでの発光量を測定する光学測定装置と、前記検体溶液と前記試薬溶液とを前記微細流路Ｂへ導入する送液手段と、前記微細流路Ｂでの反応温度を制御する温度調節手段と、前記光学測定装置による測定値の記憶、前記送液手段及び前記温度調節手段の制御を行う処理制御部と、を備え、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とを制御して前記発光量を測定するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、試薬溶液の流量と反応温度とを制御して発光量を測定するので、より高感度で信頼性の高い微生物の測定が行うことができると共に、複数種類の試薬を使い分けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
従来、検体中の微生物の測定は、検体の微生物を標準寒天培地で長時間培養し、コロニ−を検出するいわゆる平板培養法が一般的に用いられている。この平板培養法は、寒天培地などの固形平板培地上に検体を塗布し、２日〜７日間ほど培養した後に、平板培地上に生育するコロニーを数えて微生物を測定する方法であり、迅速に微生物を測定することが困難である。
【００１３】
近年は迅速な微生物測定法として光学的測定手法が注目されており、蛍光染色法，化学発光法などが良い。
【００１４】
蛍光染色法は、細胞成分と反応する蛍光色素を用いて検体を染色してその蛍光量から微生物を算出する。化学発光法は、バックグランドとなる微生物外に存在するＡＴＰを予め除去した後、溶菌試薬を作用させて微生物中のＡＴＰを抽出して、ＡＴＰをルシフェリン・ルシフェラーゼ反応で発光させてＡＴＰ量を求め、得られたＡＴＰ量と微生物当たりのＡＴＰ量から微生物数を算出する。
【００１５】
以下、一実施の形態について図１〜図７を参照して説明する。
【００１６】
図１は、微生物測定システムを示すブロック図であり、検体を貯蔵する検体溜め１０１，複数の前処理試薬を貯蔵する複数の前処理試薬溜め１０２，測定試薬を貯蔵する試薬溜め１０３，微生物測定済みの検体溶液を排出する排出箇所１０４，検体溶液と複数の前処理試薬を混合するためのマイクロ加工技術などにより作製した微細流路Ａ１０５，複数の前処理済みの検体溶液と測定試薬を混合するための微細流路Ｂ１０６、を有する。
【００１７】
さらに、検体溶液の複数の前処理を行う前処理箇所１０７，複数の前処理済み検体溶液の微生物測定を行う測定箇所１０８からなる微生物測定チップ１０９，微生物測定チップ１０９中の複数試薬溜め中の液体を順次測定チップ中の微細流路中に導入するポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段、および微生物測定チップ中の温度を調節する温度調節手段１１２からなる反応条件制御手段、が設けられている。
【００１８】
そして、測定箇所１０８からの光学的な微生物測定信号を測定し、光学的な微生物測定信号を出力する光学測定装置１１３，複数種類の試薬溶液に応じて流量および反応温度を設定し、設定した条件を測定条件制御信号１１４として送液手段および温度調節手段１１２へ発信し、光学測定装置１１３からの光学的な微生物測定信号１１５を処理制御部１１６で受信する。
【００１９】
図１の微生物測定システムでは、微生物測定チップ１０９はマイクロ加工技術などにより作製した微細流路Ａ１０５，微細流路Ｂ１０６の形状を蛇行した構造としている。そして、複数の前処理に要する処理時間および測定反応に要する反応時間を満たす滞留時間を考慮した流路の形状である。
【００２０】
さらに、微生物測定チップ１０９は検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３および排出箇所１０４の形状を円形とし、前処理試薬溜めの数を３つとし、必要な前処理数に応じて設けている。
【００２１】
また、微生物測定チップ１０９は複数の前処理試薬溜め１０２に前処理試薬が個別に貯蔵されているが、前処理試薬を予め混合させておき前処理試薬溜めに貯蔵してもよく、検体溜め１０１と複数の前処理試薬溜め１０２の位置を入れ替えてもよい。
【００２２】
また、微生物測定チップ１０９は複数の前処理試薬，測定試薬ごとに複数の前処理試薬溜め１０２および試薬溜め１０３を設けている。あるいは、微細流路側面に試薬を予め固定化し、検体が微小流路を通過する間に各前処理および測定を行うようにする。光学測定装置１１３は微生物測定チップ１０９の上部に位置し、光学測定装置１１３は微生物測定チップ１０９の蛍光，発光，吸光等の光学的な微生物測定信号を測定できる機能を有する。光学的な微生物測定信号が発光または吸光である場合は、図１の微生物測定システムに光源を追加する。送液手段であるポンプ１１０およびバルブ１１１は微生物測定チップの上側面に位置している。
【００２３】
図２は、微生物測定システムにおける測定フローチャートを示す図である。
【００２４】
図２の微生物測定システムにおける測定フローチャートでは、流量および反応温度が例えば処理制御部１１６に記憶されている試薬溶液を用いる場合のメモリモードと、予め記憶されていない試薬溶液を用いる場合のマニュアルモードを備えている。
【００２５】
始めに、ステップ２１として、微生物測定チップ１０９の検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３へ検体溶液，複数の前処理試薬，測定試薬を導入する。
【００２６】
ステップ２２：処理制御部１１６の画面に従ってキーボードより開始指令を入力し、システムが開始され、微生物測定チップ１０９，反応条件制御手段，光学測定装置１１３，処理制御部１１６からなる微生物測定システムが動作可能な状態となる。
【００２７】
ステップ２３：メモリモードで測定するかマニュアルモードで測定するかを選択する。メモリモードを選択した場合、ステップ２４で使用する試薬溶液が表示されそのうちいずれかが選択可能となる。
【００２８】
ステップ２５：処理制御部１１６で選択された試薬溶液に対応した流量および反応温度がデータベースから呼び出され、設定が行われる。
【００２９】
ステップ２３でマニュアルモードを選択した場合、ステップ２６で検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程が開始される。
【００３０】
ステップ２７：光学測定装置１１３において試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９を用いた測定が開始される。
【００３１】
ステップ２８：光学測定装置１１３から全微生物測定信号１１５が処理制御部１１６へ出力される。
【００３２】
ステップ２９：検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程が終了する。
【００３３】
ステップ３０：処理制御部１１６において測定結果から試薬溶液に応じた流量および反応温度の決定及び設定が行われる。また、必要であれば検体溶液に応じた流量および反応温度の決定及び設定が行われる。
【００３４】
ステップ３１：処理制御部１１６において設定された流量および反応温度を、測定条件制御信号１１４として反応条件制御手段となるポンプ１１０，バルブ１１１，温度調節手段１１２へおよび光学測定装置１１３へ発信し、ステップ３２で、流量および反応温度の制御が開始される。
【００３５】
ステップ３３：検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程を開始する。
【００３６】
ステップ３４：光学測定装置１１３において試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９を用いた測定を開始する。
【００３７】
ステップ３５：光学測定装置１１３から全微生物測定信号１１５が処理制御部１１６へ出力される。
【００３８】
ステップ３６：検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程が終了する。
【００３９】
ステップ３７：処理制御部１１６中で発信された測定条件制御信号１１４を受けて測定結果から必要データを抽出し、ステップ３８で処理制御部１１６で測定結果を表示し、ステップ３９でシステム終了となる。
【００４０】
測定条件制御信号１１４は、検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３中の液体を順次測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中に導入するポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段への流量，流量制御信号、および微生物測定チップ１０９中の温度を調節する温度調節手段１１２への温度制御信号，光学測定装置１１３から出力された全微生物測定信号１１５からより妥当な値を得るため最適箇所を抽出する抽出データ制御信号、さらにはそのための光学測定装置１１３への制御信号である。
【００４１】
また、ステップ３３においてチップ検体処理開始段階を設けているが、マニュアルモードを選択した際、ステップ２６で開始したチップ検体処理を継続して行い、ステップ３３におけるチップ検体処理開始段階を省略することでも良い。
【００４２】
図３は、微生物測定システムの微生物測定チップにおける検体処理工程であり、図４は、微生物測定システムにおける微生物測定チップを示す。
【００４３】
図３の微生物測定チップにおける検体処理工程では、図４の微生物測定チップにおいて予め前処理試薬溜めＡ４０１，前処理試薬溜めＢ４０２，前処理試薬溜めＣ４０３，試薬溜め４０４に、前処理試薬Ａ，前処理試薬Ｂ，前処理試薬Ｃ，測定試薬を貯蔵してあるものを用いた場合の工程を示している。
【００４４】
図３の本微生物測定システムにおける微生物測定チップでの検体処理工程ではステップ４１で検体溶液を検体溜め４０５に導入した後、ステップ４２でシステムを開始する。
【００４５】
ステップ４３：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段で、図４における前処理試薬溜めＡ４０１の前処理試薬および検体溜め４０５中の検体溶液を微生物測定チップ中の微細流路Ａ４０６に導入し、前処理箇所Ａ４０７において検体溶液の前処理Ａを行う。
【００４６】
ステップ４４：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段で、図４における前処理試薬溜めＢ４０２の前処理試薬Ｂを、微生物測定チップ中の微細流路Ｂ４０８に導入し、前処理箇所Ｂ４０９において前処理Ａ済みの検体溶液の前処理Ｂを行う。
【００４７】
ステップ４５：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段により前処理試薬溜めＣ４０３の前処理試薬Ｃを微生物測定チップ中の微細流路Ｃ４１０に導入し、前処理箇所Ｃ４１１において前処理Ａおよび前処理Ｂ済みの検体溶液の前処理Ｃを行う。
【００４８】
ステップ４６：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段で、試薬溜め４０４の測定試薬を微生物測定チップ中の微細流路Ｄ４１２に導入し、測定箇所４１３において処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃ済みの検体溶液の微生物測定を行い、ステップ４７で測定終了となる。
【００４９】
図４の微生物測定チップは、検体溶液を貯蔵する検体溜め４０５，前処理試薬Ａを貯蔵する前処理試薬溜めＡ４０１，前処理試薬Ｂを貯蔵する前処理試薬溜めＢ４０２，前処理試薬Ｃを貯蔵する前処理試薬溜めＣ４０３，測定試薬を貯蔵する試薬溜め４０４、を有する。
【００５０】
また、前処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃおよび微生物測定済みの検体溶液を排出する排出箇所４１４，検体溶液と複数の前処理試薬Ａ，前処理試薬Ｂ，前処理試薬Ｃ，測定試薬が合流する複数の合流箇所４１５備える。
【００５１】
さらに、検体溶液と前処理試薬Ａを混合するためのマイクロ加工技術などにより作製した微細流路Ａ４０６，前処理Ａ済みの検体溶液と前処理試薬Ｂを混合するための微細流路Ｂ４０８，前処理Ａおよび前処理Ｂ済みの検体溶液と前処理試薬Ｃを混合するための微細流路Ｃ４１０，前処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃ済みの検体溶液と測定試薬を混合するための微細流路Ｄ４１２を設ける。
【００５２】
さらに、微細流路Ａ４０６であり検体溶液の前処理Ａを行う前処理箇所Ａ４０７，微細流路Ｂ４０８であり前処理Ａ済みの検体溶液の前処理Ｂを行う前処理箇所Ｂ４０９，微細流路Ｃ４１０であり前処理Ａおよび前処理Ｂ済みの検体溶液の前処理Ｃを行う前処理箇所Ｃ４１１，微細流路Ｄ４１２であり前処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃ済みの検体溶液の微生物測定を行う測定箇所４１３が設けられている。
【００５３】
図１の微生物測定システムでは、測定チップの微細流路中で検体と複数の前処理試薬および測定試薬迅速かつ高効率に混合することが望まれる。
【００５４】
図４の微生物測定チップは、検体溶液と複数の前処理溶液Ａ，Ｂ，Ｃおよび測定溶液が合流する複数の合流箇所４１５の形状をＴ字型としている。また、微細流路Ａ４０６，微細流路Ｂ４０８，微細流路Ｃ４１０，微細流路Ｄ４１２の形状は蛇行しており、複数の前処理に要する処理時間および測定反応に要する反応時間を満たす滞留時間を考慮した流路の形状とされている。
【００５５】
また、検体溜め４０５，複数の前処理試薬溜めＡ４０１，Ｂ４０２，Ｃ４０３，試薬溜め４０４の形状を円形とし、液体が貯蔵可能とされている。
【００５６】
さらに、複数の前処理試薬溜めの数を３つとし、必要な前処理工程に応じて設けられている。
【００５７】
図５の微生物測定チップは、検体溶液を貯蔵する検体溜め５０１，前処理試薬Ｅが予め微細流路側面に固定化されており、検体溶液が通過する間に前処理Ｅを行う微細流路Ｅ５０２，前処理試薬Ｆを貯蔵する前処理試薬溜めＦ５０３，前処理試薬Ｇを貯蔵する前処理試薬溜めＧ５０４，測定試薬を貯蔵する試薬溜め５０５，前処理Ｅおよび前処理Ｆおよび前処理Ｇおよび微生物測定済みの検体溶液を排出する排出箇所５０６，前処理Ｅ済みの検体溶液と前処理試薬Ｆを混合するための微細流路Ｆ５０７が設けられる。
【００５８】
さらに、前処理Ｅ済みの検体溶液の前処理Ｆを行う前処理箇所Ｆ５０８，前処理Ｅおよび前処理Ｆ済みの検体溶液と前処理試薬Ｇを混合するための微細流路Ｇ５０９を有し、前処理Ｅおよび前処理Ｆ済みの検体溶液の前処理Ｇを行う前処理箇所Ｇ５１０，前処理Ｅおよび前処理Ｆおよび前処理Ｇ済みの検体溶液と測定試薬を混合するための微細流路Ｈ５１１が設けられる。前処理Ｅおよび前処理Ｆおよび前処理Ｇ済みの検体溶液の微生物測定は、測定箇所５１２で行われる。
【００５９】
以下、図１および図２に示す微生物測定システムおよび、図４に示す微生物測定チップを用いて、試薬溶液に応じて流量を設定・制御して微生物測定を行った例を説明する。流量が処理制御部１１６等に記憶されていないルシフェラーゼＡを測定試薬として使用した場合のルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定例である。
【００６０】
微生物測定システムにおいて、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定を行う場合は、図１における光学測定装置１１３には、発光量測定機能を有するものを使用する。発光量測定機能を有するものとしては光電子倍増管、ルミノメータ，ゲルマニウムフォトダイオード，ガリウムヒ素フォトダイオード，フォトトランジスタ，ＣＣＤ素子などが良い。
【００６１】
また、図４の微生物測定チップを用いてルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定を行う場合は、前処理試薬Ａには、細胞以外のＡＴＰ除去性能を有するものを使用する。また、前処理試薬Ｂには、細胞中のＡＴＰを抽出する性能を有するもの使用する。また、前処理試薬Ｃには、ＡＴＰ発光を増大する性能を有するものを使用する。
【００６２】
さらに、図４の微生物測定チップを用いてルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定を行う場合は、微生物測定チップの材料には、ＡＴＰ発光の測定に影響を与えない透光性を有するものを使用する。透過性を有するものとしては、ポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ），ポリイミド，ポリスチレン，ポリメチルメタクリレート等の樹脂または石英ガラス等のガラスなどが良く、ＡＴＰ発光の測定に影響を与えない材料である。
【００６３】
さらに、微生物測定チップの上側面または下側面または横側面のいずれか、または複数面に光反射機能のような発光検出量を増大できる機能のものを設けることが良く、光反射機能有する材料としては、アルミニウム，ニッケル，チタン，クロム，金，銅，鉄等であり、発光検出量を増大できる機能をもつ材料である。
【００６４】
図２におけるステップ２１で、図４に示す微生物測定チップの検体溜め４０５に検体溶液、前処理試薬溜めＡ４０１には細胞以外のＡＴＰ除去性能を有する試薬、前処理試薬溜めＢ４０２には細胞中のＡＴＰを抽出する性能を有する試薬、前処理試薬溜めＣ４０３には、ＡＴＰ発光量を増幅する性能を有する試薬、試薬溜め４０４には、ルシフェラーゼＡを含む検出試薬を導入する。
【００６５】
ステップ図２おけるステップ２２でシステム開始することにより、図１における微生物測定チップ１０９，反応条件制御手段，光学測定装置１１３，処理制御部１１６からなる微生物測定システムが動作可能な状態となる。
【００６６】
この時、図１における検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３の液体が、送液手段によって微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中にある一定の流量で導入されるように設定する。また、微生物測定チップ１０９中の温度は、温度調節手段１１２により、一定の温度に保つようにする。
【００６７】
図２におけるステップ２３で、測定試薬として流量が記憶されていないルシフェラーゼＡを使用するため、マニュアルモードを選択する。
【００６８】
図２におけるステップ２６で検体、複数の前処理試薬、ルシフェラーゼＡが入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の処理工程開始する。
【００６９】
つまり、微生物測定チップ１０９中の温度を調節する温度調節手段１１２が温度調節を開始し、送液手段が検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３中の液体を測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中に順次導入するように動作する。
【００７０】
検体溶液，複数の前処理試薬，ルシフェラーゼＡ溶液を測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中へ導入後、ステップ２７では送液手段による送液を停止してから、光学測定装置１１３で発光量の経時変化を測定する。ルシフェラーゼＡ溶液を混合した複数の前処理済みの検体溶液は、測定箇所１０８中の微細流路Ｂ１０６に全て充填されていなくてもよく、発光量の経時変化が測定可能であればよい。ステップ２８で、光学測定装置１１３から測定結果が処理制御部１１６へ出力される。出力されたＡＴＰ発光量経時変化測定結果を図６に示す。
【００７１】
ステップ３０で、処理制御部１１６において、ＡＴＰの発光量経時変化測定結果（図６）からルシフェラーゼＡ溶液を測定試薬として使用する際の流量の決定及び設定が行われる。
【００７２】
つまり、ＡＴＰの全発光量が微生物測定チップ１０９の測定箇所１０８で測定可能となるような流量、図６における時間ＡまでのＡＴＰ発光の様子を測定箇所１０８で測定可能となるように流量を設定する。
【００７３】
図２におけるステップ３１では、ステップ３０で設定した流量を、流量制御信号として送液手段へ送信する。
【００７４】
ステップ３２で、送液手段が図１における検体溜め１０１の検体溶液、複数の前処理試薬溜め１０２の複数の前処理試薬，試薬溜め１０３中のルシフェラーゼＡ溶液を測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中に順次導入する際の流量制御を開始する。
【００７５】
その後、ステップ３４で、発光量測定機能を有する光学測定装置１１３での発光量測定を開始する。このときルシフェラーゼＡ溶液を混合した複数の前処理済みの検体溶液は、微細流路Ｂ１０６の全領域に充填されていた方がよい。また、光学測定装置１１３は、測定箇所１０８の全領域を測定した方がよい。
【００７６】
図７には、微生物測定システムによる測定条件制御効果を示すもので、流量制御前と制御後のＡＴＰ発光測定量を比較したものである。ＡＴＰの全発光量が、図１における微生物測定チップ１０９の測定箇所１０８で測定可能となるような流量に制御してＡＴＰの全発光量を測定することで、流量制御前におけるＡＴＰの一部の発光量のみの測定時と比較すると高感度化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明による一実施の形態を示すブロック図。
【図２】一実施の形態による測定手順を示すフローチャート。
【図３】一実施の形態による検体処理工程を示すフローチャート。
【図４】一実施の形態における微生物測定チップを示す平面図。
【図５】他の実施の形態における微生物測定チップを示す平面図。
【図６】一実施の形態におけるＡＴＰの発光量経時変化を示すグラフ。
【図７】一実施の形態における効果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７８】
１０１ 検体溜め
１０２ 前処理試薬溜め
１０３ 試薬溜め
１０４ 排出箇所
１０５ 微細流路Ａ
１０６ 微細流路Ｂ
１０７ 前処理箇所
１０８ 測定箇所
１０９ 微生物測定チップ
１１０ ポンプ
１１１ バルブ
１１２ 温度調節手段
１１３ 光学測定装置
１１４ 測定条件制御信号
１１５ 全微生物測定信号
１１６ 処理制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品工業や医薬品工業などの分野において、使用する原料，中間体あるいは製品中の微生物管理のため、検体中の微生物の測定を測定する微生物測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バイオテクノロジー等の分野においては、細胞内ＡＴＰ（アデノシン三リン酸）を含む溶液と発光試薬とを発光反応により発光させ、これにより生じる光の量を測定して微生物等の検出を行っている。そして、発光反応場としてマイクロチャネルを備えたマイクロリアクタを用い、発光反応によるマイクロチャネルからの光量の再現性を高め、かつ光検出器の受光部に入射させる光量を十分に増加させるため、発光領域となるマイクロチャネルに折返し部を設けることが知られ、特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光は、短時間にピークに達して急激に減衰するために不安定であり、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応に対して様々な安定化対策がされている。例えば特許文献２には溶液中のホタルルシフェラーゼならびにルシフェリンの安定性を向上させることが、また特許文献２には、上記安定化法を用いた測定方法および装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４６７９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６５５０号公報
【特許文献３】特開２０００−２４５５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術に記載のものでは、単にマイクロチャネルに折返し部を設けることで発光を生じる領域を密に配置しただけなので、試料と試薬の組合せが変わったり、複数種類の試薬溶液を用いたり、する場合等には前処理を含めて使い勝手が良いとは言い難いものであった。
【０００６】
特に、短時間にピークに達して急激に減衰するタイプのルシフェリン・ルシフェラーゼ反応は、比較的発光量が大きいため感度が良い事が特徴であるが、発光が不安定であるため時間・温度等の測定条件を厳密に設定しなければならなかった。
【０００７】
また、安定化対策されたタイプのルシフェリン・ルシフェラーゼ反応は、発光が長時間安定であるため測定条件を厳密に設定する必要がなく使い勝手が良い事が特徴であるが、前者と比較すると発光量が小さいため感度が劣っている。
【０００８】
さらに、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応は種類によって性質が様々であり測定条件が異なるため、システム化する際には種類によって別々のシステムとしなければならず、同一の測定システムで複数種類のルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を、目的に応じて使い分けて使用することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、複数種類の試薬を目的に応じて使い分けることに対応すると共に、より高感度で信頼性の高い微生物測定システムを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、微生物を含む検体溶液と試薬溶液を混合し、混合した溶液の反応により生じた光学的な信号を測定する微生物測定システムにおいて、前記検体溶液を貯留する検体溜めと、前記試薬溶液を貯留する試薬溜めと、前記検体溶液と試薬溶液が混合される微細流路Ｂと、を有する微生物測定チップと、前記微細流路Ｂでの発光量を測定する光学測定装置と、前記検体溶液と前記試薬溶液とを前記微細流路Ｂへ導入する送液手段と、前記微細流路Ｂでの反応温度を制御する温度調節手段と、前記光学測定装置による測定値の記憶、前記送液手段及び前記温度調節手段の制御を行う処理制御部と、を備え、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とを制御して前記発光量を測定するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、試薬溶液の流量と反応温度とを制御して発光量を測定するので、より高感度で信頼性の高い微生物の測定が行うことができると共に、複数種類の試薬を使い分けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
従来、検体中の微生物の測定は、検体の微生物を標準寒天培地で長時間培養し、コロニ−を検出するいわゆる平板培養法が一般的に用いられている。この平板培養法は、寒天培地などの固形平板培地上に検体を塗布し、２日〜７日間ほど培養した後に、平板培地上に生育するコロニーを数えて微生物を測定する方法であり、迅速に微生物を測定することが困難である。
【００１３】
近年は迅速な微生物測定法として光学的測定手法が注目されており、蛍光染色法，化学発光法などが良い。
【００１４】
蛍光染色法は、細胞成分と反応する蛍光色素を用いて検体を染色してその蛍光量から微生物を算出する。化学発光法は、バックグランドとなる微生物外に存在するＡＴＰを予め除去した後、溶菌試薬を作用させて微生物中のＡＴＰを抽出して、ＡＴＰをルシフェリン・ルシフェラーゼ反応で発光させてＡＴＰ量を求め、得られたＡＴＰ量と微生物当たりのＡＴＰ量から微生物数を算出する。
【００１５】
以下、一実施の形態について図１〜図７を参照して説明する。
【００１６】
図１は、微生物測定システムを示すブロック図であり、検体を貯蔵する検体溜め１０１，複数の前処理試薬を貯蔵する複数の前処理試薬溜め１０２，測定試薬を貯蔵する試薬溜め１０３，微生物測定済みの検体溶液を排出する排出箇所１０４，検体溶液と複数の前処理試薬を混合するためのマイクロ加工技術などにより作製した微細流路Ａ１０５，複数の前処理済みの検体溶液と測定試薬を混合するための微細流路Ｂ１０６、を有する。
【００１７】
さらに、検体溶液の複数の前処理を行う前処理箇所１０７，複数の前処理済み検体溶液の微生物測定を行う測定箇所１０８からなる微生物測定チップ１０９，微生物測定チップ１０９中の複数試薬溜め中の液体を順次測定チップ中の微細流路中に導入するポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段、および微生物測定チップ中の温度を調節する温度調節手段１１２からなる反応条件制御手段、が設けられている。
【００１８】
そして、測定箇所１０８からの光学的な微生物測定信号を測定し、光学的な微生物測定信号を出力する光学測定装置１１３，複数種類の試薬溶液に応じて流量および反応温度を設定し、設定した条件を測定条件制御信号１１４として送液手段および温度調節手段１１２へ発信し、光学測定装置１１３からの光学的な微生物測定信号１１５を処理制御部１１６で受信する。
【００１９】
図１の微生物測定システムでは、微生物測定チップ１０９はマイクロ加工技術などにより作製した微細流路Ａ１０５，微細流路Ｂ１０６の形状を蛇行した構造としている。そして、複数の前処理に要する処理時間および測定反応に要する反応時間を満たす滞留時間を考慮した流路の形状である。
【００２０】
さらに、微生物測定チップ１０９は検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３および排出箇所１０４の形状を円形とし、前処理試薬溜めの数を３つとし、必要な前処理数に応じて設けている。
【００２１】
また、微生物測定チップ１０９は複数の前処理試薬溜め１０２に前処理試薬が個別に貯蔵されているが、前処理試薬を予め混合させておき前処理試薬溜めに貯蔵してもよく、検体溜め１０１と複数の前処理試薬溜め１０２の位置を入れ替えてもよい。
【００２２】
また、微生物測定チップ１０９は複数の前処理試薬，測定試薬ごとに複数の前処理試薬溜め１０２および試薬溜め１０３を設けている。あるいは、微細流路側面に試薬を予め固定化し、検体が微小流路を通過する間に各前処理および測定を行うようにする。光学測定装置１１３は微生物測定チップ１０９の上部に位置し、光学測定装置１１３は微生物測定チップ１０９の蛍光，発光，吸光等の光学的な微生物測定信号を測定できる機能を有する。光学的な微生物測定信号が発光または吸光である場合は、図１の微生物測定システムに光源を追加する。送液手段であるポンプ１１０およびバルブ１１１は微生物測定チップの上側面に位置している。
【００２３】
図２は、微生物測定システムにおける測定フローチャートを示す図である。
【００２４】
図２の微生物測定システムにおける測定フローチャートでは、流量および反応温度が例えば処理制御部１１６に記憶されている試薬溶液を用いる場合のメモリモードと、予め記憶されていない試薬溶液を用いる場合のマニュアルモードを備えている。
【００２５】
始めに、ステップ２１として、微生物測定チップ１０９の検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３へ検体溶液，複数の前処理試薬，測定試薬を導入する。
【００２６】
ステップ２２：処理制御部１１６の画面に従ってキーボードより開始指令を入力し、システムが開始され、微生物測定チップ１０９，反応条件制御手段，光学測定装置１１３，処理制御部１１６からなる微生物測定システムが動作可能な状態となる。
【００２７】
ステップ２３：メモリモードで測定するかマニュアルモードで測定するかを選択する。メモリモードを選択した場合、ステップ２４で使用する試薬溶液が表示されそのうちいずれかが選択可能となる。
【００２８】
ステップ２５：処理制御部１１６で選択された試薬溶液に対応した流量および反応温度がデータベースから呼び出され、設定が行われる。
【００２９】
ステップ２３でマニュアルモードを選択した場合、ステップ２６で検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程が開始される。
【００３０】
ステップ２７：光学測定装置１１３において試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９を用いた測定が開始される。
【００３１】
ステップ２８：光学測定装置１１３から全微生物測定信号１１５が処理制御部１１６へ出力される。
【００３２】
ステップ２９：検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程が終了する。
【００３３】
ステップ３０：処理制御部１１６において測定結果から試薬溶液に応じた流量および反応温度の決定及び設定が行われる。また、必要であれば検体溶液に応じた流量および反応温度の決定及び設定が行われる。
【００３４】
ステップ３１：処理制御部１１６において設定された流量および反応温度を、測定条件制御信号１１４として反応条件制御手段となるポンプ１１０，バルブ１１１，温度調節手段１１２へおよび光学測定装置１１３へ発信し、ステップ３２で、流量および反応温度の制御が開始される。
【００３５】
ステップ３３：検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程を開始する。
【００３６】
ステップ３４：光学測定装置１１３において試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９を用いた測定を開始する。
【００３７】
ステップ３５：光学測定装置１１３から全微生物測定信号１１５が処理制御部１１６へ出力される。
【００３８】
ステップ３６：検体溶液，試薬溶液が入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の検体処理工程が終了する。
【００３９】
ステップ３７：処理制御部１１６中で発信された測定条件制御信号１１４を受けて測定結果から必要データを抽出し、ステップ３８で処理制御部１１６で測定結果を表示し、ステップ３９でシステム終了となる。
【００４０】
測定条件制御信号１１４は、検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３中の液体を順次測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中に導入するポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段への流量，流量制御信号、および微生物測定チップ１０９中の温度を調節する温度調節手段１１２への温度制御信号，光学測定装置１１３から出力された全微生物測定信号１１５からより妥当な値を得るため最適箇所を抽出する抽出データ制御信号、さらにはそのための光学測定装置１１３への制御信号である。
【００４１】
また、ステップ３３においてチップ検体処理開始段階を設けているが、マニュアルモードを選択した際、ステップ２６で開始したチップ検体処理を継続して行い、ステップ３３におけるチップ検体処理開始段階を省略することでも良い。
【００４２】
図３は、微生物測定システムの微生物測定チップにおける検体処理工程であり、図４は、微生物測定システムにおける微生物測定チップを示す。
【００４３】
図３の微生物測定チップにおける検体処理工程では、図４の微生物測定チップにおいて予め前処理試薬溜めＡ４０１，前処理試薬溜めＢ４０２，前処理試薬溜めＣ４０３，試薬溜め４０４に、前処理試薬Ａ，前処理試薬Ｂ，前処理試薬Ｃ，測定試薬を貯蔵してあるものを用いた場合の工程を示している。
【００４４】
図３の本微生物測定システムにおける微生物測定チップでの検体処理工程ではステップ４１で検体溶液を検体溜め４０５に導入した後、ステップ４２でシステムを開始する。
【００４５】
ステップ４３：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段で、図４における前処理試薬溜めＡ４０１の前処理試薬および検体溜め４０５中の検体溶液を微生物測定チップ中の微細流路Ａ４０６に導入し、前処理箇所Ａ４０７において検体溶液の前処理Ａを行う。
【００４６】
ステップ４４：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段で、図４における前処理試薬溜めＢ４０２の前処理試薬Ｂを、微生物測定チップ中の微細流路Ｂ４０８に導入し、前処理箇所Ｂ４０９において前処理Ａ済みの検体溶液の前処理Ｂを行う。
【００４７】
ステップ４５：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段により前処理試薬溜めＣ４０３の前処理試薬Ｃを微生物測定チップ中の微細流路Ｃ４１０に導入し、前処理箇所Ｃ４１１において前処理Ａおよび前処理Ｂ済みの検体溶液の前処理Ｃを行う。
【００４８】
ステップ４６：図１におけるポンプ１１０，バルブ１１１からなる送液手段で、試薬溜め４０４の測定試薬を微生物測定チップ中の微細流路Ｄ４１２に導入し、測定箇所４１３において処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃ済みの検体溶液の微生物測定を行い、ステップ４７で測定終了となる。
【００４９】
図４の微生物測定チップは、検体溶液を貯蔵する検体溜め４０５，前処理試薬Ａを貯蔵する前処理試薬溜めＡ４０１，前処理試薬Ｂを貯蔵する前処理試薬溜めＢ４０２，前処理試薬Ｃを貯蔵する前処理試薬溜めＣ４０３，測定試薬を貯蔵する試薬溜め４０４、を有する。
【００５０】
また、前処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃおよび微生物測定済みの検体溶液を排出する排出箇所４１４，検体溶液と複数の前処理試薬Ａ，前処理試薬Ｂ，前処理試薬Ｃ，測定試薬が合流する複数の合流箇所４１５備える。
【００５１】
さらに、検体溶液と前処理試薬Ａを混合するためのマイクロ加工技術などにより作製した微細流路Ａ４０６，前処理Ａ済みの検体溶液と前処理試薬Ｂを混合するための微細流路Ｂ４０８，前処理Ａおよび前処理Ｂ済みの検体溶液と前処理試薬Ｃを混合するための微細流路Ｃ４１０，前処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃ済みの検体溶液と測定試薬を混合するための微細流路Ｄ４１２を設ける。
【００５２】
さらに、微細流路Ａ４０６であり検体溶液の前処理Ａを行う前処理箇所Ａ４０７，微細流路Ｂ４０８であり前処理Ａ済みの検体溶液の前処理Ｂを行う前処理箇所Ｂ４０９，微細流路Ｃ４１０であり前処理Ａおよび前処理Ｂ済みの検体溶液の前処理Ｃを行う前処理箇所Ｃ４１１，微細流路Ｄ４１２であり前処理Ａおよび前処理Ｂおよび前処理Ｃ済みの検体溶液の微生物測定を行う測定箇所４１３が設けられている。
【００５３】
図１の微生物測定システムでは、測定チップの微細流路中で検体と複数の前処理試薬および測定試薬迅速かつ高効率に混合することが望まれる。
【００５４】
図４の微生物測定チップは、検体溶液と複数の前処理溶液Ａ，Ｂ，Ｃおよび測定溶液が合流する複数の合流箇所４１５の形状をＴ字型としている。また、微細流路Ａ４０６，微細流路Ｂ４０８，微細流路Ｃ４１０，微細流路Ｄ４１２の形状は蛇行しており、複数の前処理に要する処理時間および測定反応に要する反応時間を満たす滞留時間を考慮した流路の形状とされている。
【００５５】
また、検体溜め４０５，複数の前処理試薬溜めＡ４０１，Ｂ４０２，Ｃ４０３，試薬溜め４０４の形状を円形とし、液体が貯蔵可能とされている。
【００５６】
さらに、複数の前処理試薬溜めの数を３つとし、必要な前処理工程に応じて設けられている。
【００５７】
図５の微生物測定チップは、検体溶液を貯蔵する検体溜め５０１，前処理試薬Ｅが予め微細流路側面に固定化されており、検体溶液が通過する間に前処理Ｅを行う微細流路Ｅ５０２，前処理試薬Ｆを貯蔵する前処理試薬溜めＦ５０３，前処理試薬Ｇを貯蔵する前処理試薬溜めＧ５０４，測定試薬を貯蔵する試薬溜め５０５，前処理Ｅおよび前処理Ｆおよび前処理Ｇおよび微生物測定済みの検体溶液を排出する排出箇所５０６，前処理Ｅ済みの検体溶液と前処理試薬Ｆを混合するための微細流路Ｆ５０７が設けられる。
【００５８】
さらに、前処理Ｅ済みの検体溶液の前処理Ｆを行う前処理箇所Ｆ５０８，前処理Ｅおよび前処理Ｆ済みの検体溶液と前処理試薬Ｇを混合するための微細流路Ｇ５０９を有し、前処理Ｅおよび前処理Ｆ済みの検体溶液の前処理Ｇを行う前処理箇所Ｇ５１０，前処理Ｅおよび前処理Ｆおよび前処理Ｇ済みの検体溶液と測定試薬を混合するための微細流路Ｈ５１１が設けられる。前処理Ｅおよび前処理Ｆおよび前処理Ｇ済みの検体溶液の微生物測定は、測定箇所５１２で行われる。
【００５９】
以下、図１および図２に示す微生物測定システムおよび、図４に示す微生物測定チップを用いて、試薬溶液に応じて流量を設定・制御して微生物測定を行った例を説明する。流量が処理制御部１１６等に記憶されていないルシフェラーゼＡを測定試薬として使用した場合のルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定例である。
【００６０】
微生物測定システムにおいて、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定を行う場合は、図１における光学測定装置１１３には、発光量測定機能を有するものを使用する。発光量測定機能を有するものとしては光電子倍増管、ルミノメータ，ゲルマニウムフォトダイオード，ガリウムヒ素フォトダイオード，フォトトランジスタ，ＣＣＤ素子などが良い。
【００６１】
また、図４の微生物測定チップを用いてルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定を行う場合は、前処理試薬Ａには、細胞以外のＡＴＰ除去性能を有するものを使用する。また、前処理試薬Ｂには、細胞中のＡＴＰを抽出する性能を有するもの使用する。また、前処理試薬Ｃには、ＡＴＰ発光を増大する性能を有するものを使用する。
【００６２】
さらに、図４の微生物測定チップを用いてルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物測定を行う場合は、微生物測定チップの材料には、ＡＴＰ発光の測定に影響を与えない透光性を有するものを使用する。透過性を有するものとしては、ポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ），ポリイミド，ポリスチレン，ポリメチルメタクリレート等の樹脂または石英ガラス等のガラスなどが良く、ＡＴＰ発光の測定に影響を与えない材料である。
【００６３】
さらに、微生物測定チップの上側面または下側面または横側面のいずれか、または複数面に光反射機能のような発光検出量を増大できる機能のものを設けることが良く、光反射機能有する材料としては、アルミニウム，ニッケル，チタン，クロム，金，銅，鉄等であり、発光検出量を増大できる機能をもつ材料である。
【００６４】
図２におけるステップ２１で、図４に示す微生物測定チップの検体溜め４０５に検体溶液、前処理試薬溜めＡ４０１には細胞以外のＡＴＰ除去性能を有する試薬、前処理試薬溜めＢ４０２には細胞中のＡＴＰを抽出する性能を有する試薬、前処理試薬溜めＣ４０３には、ＡＴＰ発光量を増幅する性能を有する試薬、試薬溜め４０４には、ルシフェラーゼＡを含む検出試薬を導入する。
【００６５】
ステップ図２おけるステップ２２でシステム開始することにより、図１における微生物測定チップ１０９，反応条件制御手段，光学測定装置１１３，処理制御部１１６からなる微生物測定システムが動作可能な状態となる。
【００６６】
この時、図１における検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３の液体が、送液手段によって微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中にある一定の流量で導入されるように設定する。また、微生物測定チップ１０９中の温度は、温度調節手段１１２により、一定の温度に保つようにする。
【００６７】
図２におけるステップ２３で、測定試薬として流量が記憶されていないルシフェラーゼＡを使用するため、マニュアルモードを選択する。
【００６８】
図２におけるステップ２６で検体、複数の前処理試薬、ルシフェラーゼＡが入った微生物測定チップ１０９による検体溶液の処理工程開始する。
【００６９】
つまり、微生物測定チップ１０９中の温度を調節する温度調節手段１１２が温度調節を開始し、送液手段が検体溜め１０１，複数の前処理試薬溜め１０２，試薬溜め１０３中の液体を測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中に順次導入するように動作する。
【００７０】
検体溶液，複数の前処理試薬，ルシフェラーゼＡ溶液を測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中へ導入後、ステップ２７では送液手段による送液を停止してから、光学測定装置１１３で発光量の経時変化を測定する。ルシフェラーゼＡ溶液を混合した複数の前処理済みの検体溶液は、測定箇所１０８中の微細流路Ｂ１０６に全て充填されていなくてもよく、発光量の経時変化が測定可能であればよい。ステップ２８で、光学測定装置１１３から測定結果が処理制御部１１６へ出力される。出力されたＡＴＰ発光量経時変化測定結果を図６に示す。
【００７１】
ステップ３０で、処理制御部１１６において、ＡＴＰの発光量経時変化測定結果（図６）からルシフェラーゼＡ溶液を測定試薬として使用する際の流量の決定及び設定が行われる。
【００７２】
つまり、ＡＴＰの全発光量が微生物測定チップ１０９の測定箇所１０８で測定可能となるような流量、図６における時間ＡまでのＡＴＰ発光の様子を測定箇所１０８で測定可能となるように流量を設定する。
【００７３】
図２におけるステップ３１では、ステップ３０で設定した流量を、流量制御信号として送液手段へ送信する。
【００７４】
ステップ３２で、送液手段が図１における検体溜め１０１の検体溶液、複数の前処理試薬溜め１０２の複数の前処理試薬，試薬溜め１０３中のルシフェラーゼＡ溶液を測定チップ中の微細流路Ａ１０５および微細流路Ｂ１０６中に順次導入する際の流量制御を開始する。
【００７５】
その後、ステップ３４で、発光量測定機能を有する光学測定装置１１３での発光量測定を開始する。このときルシフェラーゼＡ溶液を混合した複数の前処理済みの検体溶液は、微細流路Ｂ１０６の全領域に充填されていた方がよい。また、光学測定装置１１３は、測定箇所１０８の全領域を測定した方がよい。
【００７６】
図７には、微生物測定システムによる測定条件制御効果を示すもので、流量制御前と制御後のＡＴＰ発光測定量を比較したものである。ＡＴＰの全発光量が、図１における微生物測定チップ１０９の測定箇所１０８で測定可能となるような流量に制御してＡＴＰの全発光量を測定することで、流量制御前におけるＡＴＰの一部の発光量のみの測定時と比較すると高感度化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明による一実施の形態を示すブロック図。
【図２】一実施の形態による測定手順を示すフローチャート。
【図３】一実施の形態による検体処理工程を示すフローチャート。
【図４】一実施の形態における微生物測定チップを示す平面図。
【図５】他の実施の形態における微生物測定チップを示す平面図。
【図６】一実施の形態におけるＡＴＰの発光量経時変化を示すグラフ。
【図７】一実施の形態における効果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７８】
１０１ 検体溜め
１０２ 前処理試薬溜め
１０３ 試薬溜め
１０４ 排出箇所
１０５ 微細流路Ａ
１０６ 微細流路Ｂ
１０７ 前処理箇所
１０８ 測定箇所
１０９ 微生物測定チップ
１１０ ポンプ
１１１ バルブ
１１２ 温度調節手段
１１３ 光学測定装置
１１４ 測定条件制御信号
１１５ 全微生物測定信号
１１６ 処理制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を含む検体溶液と試薬溶液を混合し、混合した溶液の反応により生じた光学的な信号を測定する微生物測定システムにおいて、
前記検体溶液を貯留する検体溜めと、前記試薬溶液を貯留する試薬溜めと、前記検体溶液と試薬溶液が混合される微細流路Ｂと、を有する微生物測定チップと、
前記微細流路Ｂでの発光量を測定する光学測定装置と、
前記検体溶液と前記試薬溶液とを前記微細流路Ｂへ導入する送液手段と、
前記微細流路Ｂでの反応温度を制御する温度調節手段と、
前記光学測定装置による測定値の記憶、前記送液手段及び前記温度調節手段の制御を行う処理制御部と、
を備え、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とを制御して前記発光量を測定することを特徴とする微生物測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とは、予め前記処理制御部に記憶されたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とは、複数の前記試薬溶液毎に記憶されたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物測定チップは、前処理試薬が貯留された前処理試薬溜めと、前記検体溶液と前記前処理試薬とが混合され、前処理に要する処理時間を満たすように滞留する微細流路Ａと、を備えたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物測定チップは、前処理試薬が貯留された複数の前処理試薬溜めと、前記検体溶液と前記前処理試薬とが順次混合される微細流路Ａと、を備えたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項６】
請求項１に記載のものにおいて、前記試薬溶液はルシフェラーゼであり、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物を測定することを特徴とする微生物測定システム。
【請求項７】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物測定チップの側面は光反射機能を有することを特徴とする微生物測定システム。
【請求項１】
微生物を含む検体溶液と試薬溶液を混合し、混合した溶液の反応により生じた光学的な信号を測定する微生物測定システムにおいて、
前記検体溶液を貯留する検体溜めと、前記試薬溶液を貯留する試薬溜めと、前記検体溶液と試薬溶液が混合される微細流路Ｂと、を有する微生物測定チップと、
前記微細流路Ｂでの発光量を測定する光学測定装置と、
前記検体溶液と前記試薬溶液とを前記微細流路Ｂへ導入する送液手段と、
前記微細流路Ｂでの反応温度を制御する温度調節手段と、
前記光学測定装置による測定値の記憶、前記送液手段及び前記温度調節手段の制御を行う処理制御部と、
を備え、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とを制御して前記発光量を測定することを特徴とする微生物測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とは、予め前記処理制御部に記憶されたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、前記試薬溶液の流量と前記反応温度とは、複数の前記試薬溶液毎に記憶されたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物測定チップは、前処理試薬が貯留された前処理試薬溜めと、前記検体溶液と前記前処理試薬とが混合され、前処理に要する処理時間を満たすように滞留する微細流路Ａと、を備えたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物測定チップは、前処理試薬が貯留された複数の前処理試薬溜めと、前記検体溶液と前記前処理試薬とが順次混合される微細流路Ａと、を備えたことを特徴とする微生物測定システム。
【請求項６】
請求項１に記載のものにおいて、前記試薬溶液はルシフェラーゼであり、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応を用いたＡＴＰ発光による微生物を測定することを特徴とする微生物測定システム。
【請求項７】
請求項１に記載のものにおいて、前記微生物測定チップの側面は光反射機能を有することを特徴とする微生物測定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２６３９２６（Ｐ２００８−２６３９２６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１４９７０（Ｐ２００７−１１４９７０）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００２３３２２８）日立協和エンジニアリング株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００２３３２２８）日立協和エンジニアリング株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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