JPS62174636A - 微生物濃度または微生物活性の計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、発酵プロセス、下水処理プロセス等におけ
る微生物濃度あるいは活性を計測する装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、この種計測装置の一例として第３図ｊと示すもの
があった。図において、（１）１ま微生物を有する被検
体、（２）は光源、（３）（よこの光源（２）に電圧を
印加する電源、（４）は光電子Ｐ：Ｊ倍管、（５）　１
．ｔこの光電子増倍管に電圧を印加する電源、＋８１１
．ｉ′光電子増倍管（４）の光電流を測定する検出ａ３
である。

次に実際の測定方法について説明する。光源（２）から
発する光１よ微生物を有する被検体（１）を透過して、
この透過光が光電子増倍管（４）により受光され、その
強度が光電子増倍管（４）の光電流値として検出部（６
）により測定される。このようにしてｆりられろ可視光
を光源として用いた場合の吸光度と被検体（１）に存在
する微生物との間（こば一定の関係が成り立つため、吸
光度を測定ずろことによす黴生物濃度が評価でき、その
結果あるいはそれに関連して菌数または微生物の活性が
評価できる。

また、他の従来の測定装置として、第４図に特開昭５９
−２０５９９８号公報に示されたメタン菌の菌数または
メタン生成菌性の測定方法を示す。

図において、（８）は被検体を有する。メタン発酵槽内
部、（９）は光をメタン発酵槽内（３）へ導入および導
出するための光ファイバ、（１０）は光源（１３）が発
する光を光ファイバ（９）に集光する集光器、（１１）
は光源（］３）の光強度を調節するセレクタ、（１２）
は光源（１３）からの光の波長を限定する光フィルタ、
（１４）は光源用電源、（１５）は光ファイバ（９）よ
り発する光を集光する集光器、（１６）は光電子増倍管
、（１８）は光電子増倍管用電源、（１９）は光電子増
倍管（１７）の光電流を測定する検出部である。

つぎに、この従来装置の原理ならびに動作について説明
する。

この測定方法の原理は、メタン菌は特有の補酵素Ｆ　ａ
　２゜を保有しているが、この酵素は、２２０ｎｍ〜３
００ｎｍの波長範囲の励起光をあてると、３３０ｎ＋ｎ
〜３７０ｎｍの波長範囲の蛍光を発する特性があること
を応用したものである。即ち、補酵素Ｆａｘ。を定量す
ることにより、菌１つ当りの蛍光量を一定と考えれば、
生菌敬また菌の老若により蛍光量が異なると考えろこと
により群れとしての活性を知ることができろ。

第４図において、光源（１３）から発する光は、光フィ
ルタ（１２）によって波長を２２０ｎｍ〜３００ｎｍに
限定される。つぎに、この範囲の波長光は、集光器（１
０）により、光ファイバー（９）に集光され、光ファイ
バー（９）を介して励起光として被検体を有するメタン
発酵槽内部（８）へ供給され、被検体に照射される。被
検体に含有されているメタン生成菌の細胞内に存在する
補酵素Ｆ４□。は、この励起光を受け、蛍光を発する。

この蛍光は、光ファイバー（９）を介して集光器（１５
）に送られて集光され、さらに、光フィルタ（１６）に
より３３０〜３７０ｎｍの波長範囲に限定される。光フ
ィルタ（１６）によって波長範囲を限定された光は光電
子増倍管（１７）により受光され、その強度が光電子増
倍管（１７）の光電流値として検出部（１９）により測
定される。このようにして得られる蛍光の強度とメタン
発酵槽内部（８）の被検体中に存在するメタン菌濃度と
の間には一定の関係が成り立つため、蛍光の強度を測定
することによりメタン菌濃度が評価でき、その結果ある
いはそれに関連して菌数または微生物の活性が評価でき
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記第１．第２の従来の微生物の濃度または活性の計測
装置は、以上のように構成されているので、第１の従来
の方法では、被検体が１種類の微生物により１１′４成
され、かつ異物を含んでいない場合には有効であるが、
被検体（１）が多種類の微生物により構成され、かつ異
物が含まれている場ａ１この中から測定したい特定種類
の微生物の菌数または活性を選択的に計測することは不
可能であった。また、第２の従来の計測装置は、第１の
従来の計測装置と比較すればかなり改善されているもの
の、被検体中に測定対象の微生物と同じ特性を有する物
質、言いかえれば、測定射撃の微生物と同じ波長の励起
光で、計測に用いる波長の蛍光を発する物質が溶解ある
いは異物として混入している場合については、精度良く
計測することが難しいという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る微生物濃度または微生物活性の計測装置
は、励起光を被検体にあてることによって発する特定の
波長の蛍光を蛍光画像として得、これを画像処理するよ
うにして処理画像から微生物濃度または微生物活性を測
定するようにしたものである。

〔作用〕

この発明における微生物濃度または微生物活性の計測装
置は、特定波長の蛍光画像を画像処理し、異物あるいは
被検体中に溶解している測定対２てない物質に基づく蛍
光画像を取り除くことにより、高精度の計測を達成する
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（２０）は微生物が発する蛍光を拡大する
ために光フィルタの後段に取り付けられたレンズ光学系
、（２Ｉ）は蛍光画像を得るためのカメラ、（２２）は
、カメラ（２１）で得た蛍光画像を画像処理して同じ波
長の蛍光を発する対生微生物以外の異物の影響を取り除
き、微生物に基づく蛍光のみから微生物濃度または微生
物活性を求める画像処理装置である。この画像処理装置
（２２）は信号＆９（２３）によってカメラと接続され
ている。

次に理解を容易とするためにメタン菌を計測対象とする
場合について動作を説明する。光源（１３）から発する
光（よ、光フィルタ（１２）によって特定波長域（例え
ば、２２０ｎｍ〜３８０ｎｍ）に限定される。つぎに、
この限定された波長光は集光器（１０）により光ファイ
バー（９）に集光され、光ファイバー（９）を介して励
起光として被検体を有するメタン発酵槽内部（８）へ供
給され、被検体に照射される。

被検体に含有されているメタン菌の細胞内に存在する補
酵素Ｆ４□。は、この励起光を受は蛍光を発する。この
蛍光は光フィルタ（１６）によって特定波長域（例えば
、３３０〜４６０　ｎ＋ｎ）の波長範囲に限定される。

光フィルタ（１６）により波長範囲を限定された光は、
しノズ光学系（２０）によって拡大され、さらに、カメ
ラ（２２）により蛍光画像として取得される。カメラ（
２２）によって得られた蛍光画像は、信号線（２３）や
介して画像処理装置（２２）に送られる。画像処理装置
（２２）では、被検検中に含よれているメタン菌以外の
異物に基づく蛍光画像とメタン菌に基づく蛍光画（↑と
を、蛍光画像の光の強度、大きさ、形状、模様の違いに
よって判別し、メタン菌以外の異物に基づく蛍光画像を
ｌＪｊ除して、メタン菌のみに基づく蛍光画像からメタ
ン菌の濃度あるいは活性を算定する。

第２図は、この発明の他の実施例である。図において、
（２４）は微生物を含む被検体（８）を計測２ｇまで導
（ための導管、（２５）は計測時に微生物を含む被検体
（８）を固定するための手段であり、この場合はプラン
ジャーで押又つけ固定するタイプのものを示している。

（２６）ｌよ集光器（１０）で集光された励起光を被検
体（８）に照射し、被検体（８）の発する蛍光を導管（
２４）の外部へとり出すためのカバーグラスである。

つぎに動作について説明する。導管（２４）を通して送
られて来た被検体（８）は、プランジャー（２５）によ
ってカバーグラス（２６）とプランジャー（２５）の間
にはさみこまれ固定される。この時、光源（２）より光
し、光フィルタ（１２）によって特定波長域に限定され
、集光器（１０）によって集光された励起光は、カバー
グラス（２６）を通して、固定されている被検体（８）
に照射される。固定されている被検体（８）は、この励
起光を受け、蛍光を発する。この蛍光（よ、カバーグラ
ス（２６）を通して導管（２４）の外部にとり出され、
光フィルタ（１６）により特定波長範囲に限定され、レ
ンズ光学系（２０）で拡大されカメラ（２１）で蛍光画
像として取得され、信号線（２３）を介して画１象処理
装置（２２）へ送られる。画像処理装置（２２）では、
第１の発明の実施例と同様の画像処理を行って、微生物
以外の異物に基づ（蛍光画像を排除した後、微生物のみ
に基づく蛍光画像から微生物濃度あるいは微生物活性を
算定する。

なお、上記実施例では、メタン菌の場合について説明し
たが一段の好気性菌であればＮ　Ａ　Ｄ　１１　。

葉緑素を有する微生物であればクロロフィルといったも
のが、補酵素Ｆ４□。と同様にある波長の励起光を受け
ると蛍光を発する物質として知られており、これらを対
ｐとする場合にも励起光、測定する蛍光の波長を適切に
選ぶことにより、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、被検体の発する蛍光
のうち異物に基づくものを画像処理によって取り除くよ
うにしたので、計測精度が向上するという極めて優れた
効果がある。また、第２の実施例では、微生物反応器か
ら被検体を導く導管を設け、計測の際に被検体を固定す
るように構成したので、■プランジャーとカバーグラス
の間（こはさみこむ被検体の容積が一定となり計測精度
が向上する、■計測装置のメノテナノスが容易といった
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による微生物濃度または微
生物活性の計測装置の原理的構成図、第、２図はこの発
明の他の実施例による微生物濃度または微生物活性の計
測装置の構成図、第３図は第１の従来の微生物濃度計測
装置の構成図、第４図は第２の従来の計測装置として、
メタン菌の菌数またはメタン生成活性の計測装置の構成
図である。 図中、（８）は微生物を含む被検体、（９）は光ファイ
バー、（１０）は集光器、（１１）はセレクタ、（１２
）。 （１６）は光フィルタ、（１３）は光源、（１４）は電
源、（２０）はレンズ光学系、（２１）はカメラ、（２
２）は画像処理装置、（２３）は信号線、（２４）は導
管、（２５）はプランジャー、（２６）はカバーグラス
である。 なお、図中同一符号１よ同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 ８：キ灰胎−４本 ９　：　Ｌファイアぐ− １０：　１冒丸６ １３　：　　−ｊ（ブ竹 第３回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）計測対象微生物を含有する被検体に照射するため
   の励起光を発する光源、上記励起光を予め定められた波
   長範囲に限定する第１の光フイルタ、この第１の光フイ
   ルタによつて限定された励起光を集光する集光手段、上
   記励起光の照射によつて計測対象微生物を含有する被検
   体が発する蛍光を予め定められた波長範囲に限定する第
   ２の光フイルタ、この第２の光フイルタによつて限定さ
   れた蛍光を拡大するレンズ光学系、拡大した蛍光を蛍光
   画像として取得するカメラ、上記蛍光画像を画像処理し
   微生物以外の物質に基づく蛍光を排除する画像処理回路
   からなる微生物濃度または微生物活性の計測装置。
2. （２）被検体を捕捉、固定する機構を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の微生物濃度または微
   生物活性の計測装置。