微生物檢測裝置以及微生物檢測方法

微生物檢測裝置以及微生物檢測方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠判別微生物粒子和非微生物粒子的微生物檢測裝置以及微生物檢測方法。該微生物檢測裝置具有：對粒子照射激發光的光源（25）；檢測所述粒子發出的熒光的熒光檢測器（27）；和判定部（301），判定部（301）在熒光檢測器（27）檢測到的光譜的峰有多個的情況下，判斷粒子是微生物，在熒光檢測器（27）檢測到的熒光的光譜的峰為一個的情況下，判斷粒子是非微生物。
【專利說明】微生物檢測裝置以及微生物檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及環境評價技術，尤其涉及微生物檢測裝置以及微生物檢測方法。
【背景技術】
[0002]在無菌室等潔凈室中，使用微生物檢測裝置檢測并記錄飛散的微生物(例如，參照專利文獻I以及非專利文獻I)。根據微生物的檢測結果，能夠掌握潔凈室的空調設備的劣化狀況。又，有時也在潔凈室制造的產品上附上潔凈室內的微生物的檢測記錄作為參考資料。光學式微生物檢測裝置例如吸引潔凈室中的氣體并將光照射至吸引到的氣體上。若氣體中包含有微生物，則照射了光的微生物就會發出熒光，因此就能夠檢測出氣體中包含的微生物的數量或大小等。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I日本特開2011-83214號公報
[0006]非專利文獻
[0007]非專利文獻I長谷川倫男等，“気中微生物U T ^ A検出技術i子O応用(氣體中微生物實時檢測技術與其應用)”，株式會社山武，azbil Technical Review (阿自倍爾技術綜述)2009年12 月號，第2-7頁，2009年

【發明內容】

[0008]發明要解決的課題
[0009]但是，本發明人發現，存在若氣體中包含發出熒光的非微生物粒子，則微生物檢測裝置就會將非微生物粒子誤當做微生物檢測出的情況。因此，本發明的目的之一在于，提供一種能夠判別微生物粒子和非微生物粒子的微生物檢測裝置以及微生物檢測方法。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]根據本發明的形態，提供一種微生物檢測裝置，具有:(a)對粒子照射激發光的光源；(b)檢測粒子發出的突光的突光檢測器；和((3)判定部,該判定部在突光的光譜的峰有多個的情況下，判斷粒子是微生物，在熒光的光譜的峰為一個的情況下，判斷粒子是非微生物。另外，熒光也包含自身熒光。
[0012]又，根據本發明的形態，提供一種微生物檢測方法，包括以下工序:(a)對粒子照射激發光的工序；(b)對粒子發出的熒光進行受光的工序；和(c)在熒光的光譜的峰有多個的情況下，判斷粒子是微生物，在熒光的光譜的峰為一個的情況下，判斷粒子是非微生物的工序。
[0013]發明效果
[0014]根據本發明，可以提供一種能夠判別微生物粒子和非微生物粒子的微生物檢測裝置以及微生物檢測方法。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的實施形態所涉及的潔凈室的示意圖。
[0016]圖2是本發明的實施形態所涉及的微生物檢測裝置的示意性的剖面圖。
[0017]圖3是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的激發熒光矩陣。
[0018]圖4是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的激發熒光矩陣。
[0019]圖5是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的激發熒光光譜。
[0020]圖6是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的一次微分。
[0021]圖7是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分。
[0022]圖8是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分。
[0023]圖9是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的激發熒光光譜。
[0024]圖10是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的一次微分。
[0025]圖11是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分。
[0026]圖12是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分。
[0027]圖13是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分。
[0028]圖14是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分。
[0029]圖15是在將本發明的實施形態所涉及的熒光光譜進行了兩次微分后的微分光譜中，將源自微生物發出的熒光的峰的熒光強度微分值的絕對值除以沒有意義的熒光強度大小的微分值的絕對值而得到的值的表。
[0030]圖16是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分。
[0031]圖17是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分。
[0032]圖18是在將本發明的實施形態所涉及的熒光光譜進行了三次微分后的微分光譜中，將源自微生物發出的熒光的峰的熒光強度微分值的絕對值除以沒有意義的熒光強度大小的微分值的絕對值而得到的值的表。
[0033]圖19是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分。
[0034]圖20是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分。
[0035]圖21是在將本發明的實施形態所涉及的熒光光譜進行了兩次微分后的微分光譜中，將源自微生物發出的熒光的峰的面積除以沒有意義的峰的面積而得到的值的表。
[0036]圖22是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分。
[0037]圖23是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分。
[0038]圖24是在將本發明的實施形態所涉及的熒光光譜進行了兩次微分后的微分光譜中，將源自微生物發出的熒光的峰的面積除以沒有意義的峰的面積而得到的值的表。
[0039]圖25是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分。
[0040]圖26是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分。
[0041]圖27是在將本發明的實施形態所涉及的熒光光譜進行了三次微分后的微分光譜中，將源自微生物發出的熒光的峰的面積除以沒有意義的峰的面積而得到的值的表。
[0042]圖28是本發明的實施形態所涉及的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分。
[0043]圖29是本發明的實施形態所涉及的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分。
[0044]圖30是在將本發明的實施形態所涉及的熒光光譜進行了三次微分后的微分光譜中，將源自微生物發出的熒光的峰的面積除以沒有意義的峰的面積而得到的值的表。【具體實施方式】
[0045]下面對本發明的實施形態進行說明。在下面的附圖的記載中，相同或者類似的部分用相同或者類似的符號表示。但是，附圖是示意性的圖。因此，具體的尺寸等應該對照以下的說明進行判斷。又，附圖之間當然也包括彼此的尺寸關系、比例不同的部分。
[0046]如圖1所示，實施形態所涉及的微生物檢測裝置I例如被配置于潔凈室70內。潔凈的空氣等氣體通過具有管道 71、HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter (高效空氣過濾器))以及ULPA (Ultra Low Penetrat1n Air Filter (超低穿透率空氣過濾器))等超高性能空氣過濾器的送風口 72被送入潔凈室70。
[0047]潔凈室70內配置有生產線81和82。生產線81、82例如為精密設備、電子部件或半導體裝置的生產線。或者生產線81、82是食品、飲料或醫藥品的生產線。例如，在生產線81、82上，輸液被填充于點滴或注射器中。或者，在生產線81、82上，口服藥或中藥被制造。又或者，在生產線81、82上，功能性飲料或啤酒被填充于容器。
[0048]生產線81、82通常被管理以使得微生物以及非微生物粒子等不飛散至潔凈室70內的氣體中。但是，生產線81、82由于某些原因會成為飛散至潔凈室70內的氣體中的微生物以及非微生物粒子的產生源。又，微生物以及非微生物粒子有時也會因除生產線81、82以外的原因而飛散至潔凈室70內的氣體中。
[0049]作為能夠飛散至潔凈室70內的氣體中的微生物的例子，包含有細菌。作為細菌的例子，列舉有革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌以及包含霉菌孢子的真菌。作為革蘭氏陰性菌的一例，列舉有大腸桿菌。作為革蘭氏陽性菌的例子，列舉有表皮葡萄球菌、枯草桿菌芽孢、微球菌以及棒狀桿菌。作為包含霉菌孢子的真菌例子，列舉有曲霉。但是，能夠飛散至潔凈室70內的氣體中的微生物不限于此。又，作為能夠飛散至潔凈室70內的氣體中的非微生物粒子的例子，列舉有化學物質、藥品以及食品的飛沫、塵土、粉塵以及灰塵等的塵埃等。
[0050]在此，當將光照射于微生物時，微生物中包含的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸以及核黃素等就會發出熒光。以往，檢測氣體中的微生物的裝置照射光并將發出熒光的、氣體中的粒子認作微生物。但是，即使是非微生物粒子，也存在從例如由聚酯構成的、清潔后的長袍飛散的熒光粒子在被照射光時發出熒光的情況。又，聚苯乙烯粒子也會發出熒光，之后退色。因此，現有的檢測氣體中的微生物的裝置有時會誤將氣體中飛散的、發出熒光的非微生物粒子當做微生物檢測出來。
[0051]對此，實施形態所涉及的微生物檢測裝置I如圖2所示，具有將激發光照射于粒子的光源25、檢測出粒子發出的熒光的熒光檢測器27和判定部301，該判定部301在熒光檢測器27檢測到的熒光光譜的峰有多個的情況下判斷粒子是微生物，在熒光檢測器27檢測到的熒光光譜的峰為一個的情況下判斷粒子是非微生物。
[0052]光源25和熒光檢測器27被設置于殼體21上。微生物檢測裝置I還具有第一吸引裝置22，該第一吸引裝置22將氣體從潔凈室70的內部吸引至殼體21的內部。被第一吸引裝置22吸引的空氣從殼體21內部的流路的噴嘴23的頂端被噴出。從噴嘴23的頂端噴出的空氣被第二吸引裝置24吸引，該第二吸引裝置24與噴嘴23的頂端相對地配置于殼體21的內部。
[0053]光源25對從噴嘴23的頂端噴出并被第二吸引裝置24吸引的空氣照射寬頻帶波長的激光26。激光26的波長例如為250至550nm。激光26可以是可見光也可以是紫外光。在激光26是可見光的情況下，激光26的波長例如在400至550nm的范圍內，例如為405nm。在激光26是紫外光的情況下，激光26的波長例如在300至380nm的范圍內，例如340nm。但是，激光26的波長不僅限于此。
[0054]在從噴嘴23噴出的氣流中包含細菌等微生物的情況下，被照射了激光26的細菌會發出熒光。又，在從噴嘴23噴出的氣流中包含聚酯粒子等非微生物粒子的情況下，被照射了激光26的非微生物粒子也會發出熒光。熒光檢測器27對微生物粒子或者非微生物粒子發出的熒光進行檢測。
[0055]微生物包含核黃素(riboflavin)、黃素單核苷酸(FMN)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NAD (P) H)、批P多胺(pyridoxamine)、磷酸批口多醒(pyridoxal-5，-phosphate)、卩比卩多醇(pyridoxine)、色氨酸(tryptophan)、酪氨酸(tyrosine)以及苯基丙氨酸(phenylalanine)等突光物質。
[0056]核黃素、黃素單核苷酸、黃素腺嘌呤二核苷酸發出510至540nm的突光。煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸發出440至480nm的熒光。吡哆胺、磷酸吡哆醛以及吡哆醇根據激發光發出380至410nm、或者480至520nm的熒光。色氨酸發出330至360nm的熒光。酪氨酸發出290至320nm的熒光。苯基丙氨酸發出270至300nm的熒光。
[0057]因此，在從噴嘴23噴出的氣流中包含的粒子是微生物粒子的情況下，被照射了寬頻帶波長的激光26的微生物粒子發出的熒光光譜具有多個峰。與此相對地，由潔凈室70內的操作者的潔凈服產生的熒光性非微生物粒子通常由單一的熒光物質構成。因此，在從噴嘴23噴出的氣流中包含的粒子是非微生物粒子的情況下，被照射了寬頻帶波長的激光26的非微生物粒子發出的熒光光譜具有單一的峰。
[0058]圖3是大腸桿菌細胞的激發熒光矩陣的一個實施例，圖4是聚酯制潔凈服的激發熒光矩陣的一個實施例。在激發熒光矩陣中，規定X軸為激發光波長，y軸為熒光波長，Z軸為熒光強度，包含有熒光光譜。在圖3以及圖4中，箭頭表示的峰是熒光引起的有意義的峰，其他的峰是雜散光或散射光等導致的噪聲引起的峰。如圖3所示，在大腸桿菌細胞的熒光光譜中，有意義的峰至少有兩個，但，在圖4的聚酯制潔凈服的熒光光譜中，有意義的峰僅有一個。
[0059]換算部301例如包含于中央運算處理裝置(CPU) 300。判定部301例如即時地從熒光檢測器27接收熒光光譜，判斷熒光光譜中包含的峰是否為多個。判定部301在熒光光譜的峰為多個的情況下，判斷粒子是微生物。又，在熒光光譜的峰為一個的情況下，判斷粒子是非微生物。另外，判定部301從判斷對象中預先去除熒光光譜中包含的、由熒光檢測器27等電路引起的電噪聲等。作為去除噪聲的方法，例如可以使用最小二乘法、簡單移動平均法以及寸匕' 々.3°一 4 (Savitzky-Golay)法等。
[0060]并且，判定部301也可以對熒光光譜進行微分，判斷熒光光譜中包含的峰是否為多個。例如，在將熒光光譜微分奇數次后的一次、三次等奇數次的微分光譜中，在原來的熒光光譜的峰波長處，熒光強度的微分值就變為O。因此，判定部301可以通過在微分光譜中對熒光強度的微分值變為O的波長進行計數，判斷原來的熒光光譜中包含的峰是否為多個。
[0061]又，例如，在將熒光光譜微分偶數次后的二次、四次等偶數次微分光譜中，原來的熒光光譜中包含的峰會更加明顯。因此，判定部301可以通過在偶數次微分光譜中對峰進行計數，判斷原來的熒光光譜中包含的峰是否為多個。
[0062]圖5是大腸桿菌細胞的熒光光譜的一個實施例，圖6是大腸桿菌細胞的熒光光譜的一次微分的一個實施例，圖7是大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例，圖8是大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例。又，圖9是聚酯制潔凈服的熒光光譜的一個實施例，圖10是聚酯制潔凈服的熒光光譜的一次微分的一個實施例，圖11是聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例，圖12是聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例。
[0063]通過對熒光光譜進行多次微分，原來的光譜中的峰高度的偏差被抑制，峰的數量的檢測有變得容易的傾向。又，通過對熒光光譜進行多次微分，也可以對在原來的光譜中被稱為肩峰的、接近且未分離的峰進行分離。
[0064]進一步地，判定部301也可以將對熒光光譜進行了微分的微分光譜中的源自微生物發出的熒光的峰的熒光強度微分值的絕對值Pe與預先取得的判別值(閾值)進行比較，在熒光強度微分值的絕對值Pe較大的情況下，判斷粒子是微生物，在熒光強度微分值的絕對值Pe較小的情況下，判斷粒子是非微生物。另外，判定部301也可以將源自微生物發出的熒光的峰的熒光強度微分值的絕對值Pe除以微分光譜中沒有意義的熒光強度的大小的微分值的絕對值Pn得到的PE/PN的值與預先取得的判別值進行比較。由此，能夠抑制由沒有意義的熒光強度引起的誤差。
[0065]另外，在此，沒有意義的熒光強度是指，例如，由噪聲引起的峰的熒光強度、在長通濾波器的截止波長出現的峰的熒光強度等在與微生物中包含的熒光物質發出的熒光的峰波長不同的波長出現的峰的熒光強度。又，微生物發出的熒光引起的峰，例如在微分光譜是偶數次的微分光譜的情況下，是指微生物發出的熒光的波長處的峰。又，在微分光譜是奇數次的微分光譜的情況下，是指與微生物發出的熒光的波長相鄰的峰。
[0066]在圖13示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例和圖14示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，波長420nm附近出現的峰Pn是通過用長通濾波器阻礙了低于波長420nm的熒光的透過而出現的沒有意義的峰。又，在圖13示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，在波長510nm附近出現的峰Pe是由核黃素引起的、源自微生物發出的熒光的峰。在圖14示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個的實施例中，在不確定該熒光光譜是微生物的光譜還是非微生物的光譜的情況下，在波長510nm附近出現的峰Pe是由核黃素引起的、源自微生物發出的熒光的峰。
[0067]在圖13示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，將在波長510nm附近出現的峰Pe的熒光強度微分值的絕對值除以在波長420nm附近出現的峰Pn的沒有意義的熒光強度微分值的絕對值而得到的匕/^的值如圖15所示，為1.8213。在另外準備的表皮葡萄球菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.4599。在微球菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.7644。在棒狀桿菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，PE/PN的值為1.3411。在枯草桿菌芽孢的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.2677。
[0068]與此相對地，在圖14示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，Pe/^的值如圖15所示，為0.0112。又，在另外準備的聚乙烯系聚合物制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.1433。在該情況下，若進行單變量判別分析，則判別值就變為0.19，危險率為0.11。也就是說，很明確的是，若PE/PN的值大于0.19，則能夠以0.11的危險率判斷為微生物。
[0069]接下來，在圖16示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例和圖17示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，在波長420nm附近出現的峰Pn是通過用長通濾波器阻礙了低于波長420nm的熒光的透過而出現的沒有意義的峰。又，在圖16示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，在波長510nm附近出現的峰Pe是由核黃素引起的、源自微生物發出的熒光的峰。在圖17示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個的實施例中，在不確定該熒光光譜是微生物的光譜還是非微生物的光譜的情況下，在波長510nm附近出現的峰Pe是由核黃素引起的、源自微生物發出的熒光的峰。
[0070]在圖16示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，將在波長510nm附近出現的峰Pe的熒光強度微分值的絕對值除以在波長420nm附近出現的峰Pn的沒有意義的熒光強度微分值的絕對值而得到的PE/PN的值如圖18所示，為3.3924。在另外準備的表皮葡萄球菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.7459。在微球菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，PE/PN的值為2.6174。在棒狀桿菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，PE/PN的值為4.8122。在枯草桿菌芽孢的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.9361。 [0071]與此相對地，在圖17示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，Pe/^的值如圖18所示，為0.0576。又，在另外準備的聚乙烯系聚合物制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，PE/PN的值為0.2639。在該情況下，若進行單變量判別分析，則判別值就變為0.14，危險率為0.06。也就是說，很明確的是，若PE/PN的值大于0.14，則能夠以0.06的危險率判斷為微生物。
[0072]或者，判定部301也可以將對熒光光譜進行了微分的微分光譜中的源自微生物發出的熒光的峰的面積Se與預先取得的判別值進行比較，在峰的面積Se較大的情況下，判斷粒子是微生物，在峰的面積Se較小的情況下，判斷粒子是非微生物。另外，判定部301也可以將源自微生物發出的熒光的峰的面積Se除以微分光譜中沒有意義的峰的面積Sn而得到的SE/SN的值與預先取得的判別值進行比較。
[0073]在圖19示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例和圖20示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，波長420nm附近出現的峰的面積Sn是在將熒光強度的微分值O設為底邊的情況下的、通過用長通濾波器阻礙了低于波長420nm的熒光的透過而出現的沒有意義的峰的面積。又，在圖19示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，在波長510nm附近出現的峰的面積Se是在將熒光強度的微分值O設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。在圖20示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個的實施例中，在不確定該熒光光譜是微生物的光譜還是非微生物的光譜的情況下，在波長510nm附近出現的峰的面積Se是在將熒光強度的微分值O設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。
[0074]在圖19示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，將由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的、在波長510nm附近出現的峰的面積Se除以在波長420nm附近出現的沒有意義的峰的面積Sn而得到的SE/SN的值如圖21所示，為3.2157。在另外準備的表皮葡萄球菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，SE/SN的值為0.4549。在微球菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，SE/SN的值為1.0612。在棒狀桿菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，SE/SN的值為1.1534。在枯草桿菌芽孢的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，SE/SN的值為0.4540。
[0075]與此相對地，在圖20示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，SE/SN的值如圖21所示，為O。又，在另外準備的聚乙烯系聚合物制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，SE/SN的值為0.1721。在該情況下，若進行單變量判別分析，則判別值就變為0.20，危險率為0.09。也就是說，很明確的是，若SE/SN的值大于0.20，則能夠以0.09的危險率判定為微生物。
[0076]接下來，在圖22示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例和圖23示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，在波長420nm附近出現的峰的面積S’，是將連結峰的兩個下端的直線設為底邊的情況下的、通過用長通濾波器阻礙了低于波長420nm的熒光的透過而出現的沒有意義的峰的面積。又，在圖22示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，在波長510nm附近出現的峰的面積S’ E是將連結峰的兩個下端的直線設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。在圖23示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個的實施例中，在不確定該熒光光譜是微生物的光譜還是非微生物的光譜的情況下，在波長510nm附近出現的峰的面積S’ E是將連結峰的兩個下端的直線設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。
[0077]在圖22示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，將由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的、在波長510nm附近出現的峰的面積S’ E除以在波長420nm附近出現的沒有意義的峰的面積S’，而得到的S’ E/S’，的值如圖24所示，為3.7690。在另外準備的表皮葡萄球菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為0.9190。在微球菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為1.8771。在棒狀桿菌的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，S’E/S’N的值為3.2430，在枯草桿菌芽孢的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為0.7503。
[0078]與此相對地，在圖23示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，S’^5’，的值如圖24所示，為0.0980。又，在另外準備的聚乙烯系聚合物制潔凈服的熒光光譜的二次微分的一個實施例中，S’E/S’N的值為0.3147。在該情況下，若進行單變量判別分析，則判別值就變為0.40，危險率為0.09。也就是說，很明確的是，若S’ E/S’ N的值大于0.40，則能夠以0.09的危險率判定為微生物。
[0079]接下來，在圖25示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例和圖26示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，波長420nm附近出現的峰的面積Sn是在在將熒光強度的微分值O設為底邊的情況下的、通過用長通濾波器阻礙了低于波長420nm的熒光的透過而出現的沒有意義的峰的面積。又，在圖25示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，在波長510nm附近出現的峰的面積Se是在將熒光強度的微分值O設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。在圖26示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個的實施例中，在不確定該熒光光譜是微生物的光譜還是非微生物的光譜的情況下，在波長510nm附近出現的峰的面積Se是在將熒光強度的微分值O設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。
[0080]在圖25示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，將由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的、在波長510nm附近出現的峰的面積Se除以在波長420nm附近出現的沒有意義的峰的面積Sn而得到的SE/SN的值如圖27所示，為3.7211。在另外準備的表皮葡萄球菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，SE/SN的值為0.5990。在微球菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，SE/SN的值為1.4085。在棒狀桿菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，SE/SN的值為2.7108。在枯草桿菌芽孢的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，SE/SN的值為0.2416。
[0081]與此相對地，在圖26示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，SE/SN的值如圖27所示，為0.0108。又，在另外準備的聚乙烯系聚合物制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，SE/SN的值為0.1325。在該情況下，若進行單變量判別分析，則判別值就變為0.16，危險率為0.05。也就是說，很明確的是，若SE/SN的值大于0.16，則能夠以0.05的危險率判定為微生物。
[0082]接下來，在圖28示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例和圖29示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，在波長420nm附近出現的峰的面積S’，是將連結峰的兩個下端的直線設為底邊的情況下的、通過用長波通濾波器阻礙了低于波長420nm的熒光的透過而出現的沒有意義的峰的面積。又，在圖28示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，在波長510nm附近出現的峰的面積S’ E是將連結峰的兩個下 端的直線設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。在圖29示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個的實施例中，在不確定該熒光光譜是微生物的光譜還是非微生物的光譜的情況下，在波長510nm附近出現的峰的面積S’ E是將連結峰的兩個下端的直線設為底邊的情況下的、由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的峰的面積。
[0083]在圖28示出的大腸桿菌細胞的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，將由核黃素引起的源自微生物發出的熒光的、在波長510nm附近出現的峰的面積S’ E除以在波長420nm附近出現的沒有意義的峰的面積S’，而得到的S’ E/S’，的值如圖30所示，為
3.3924。在另外準備的表皮葡萄球菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為0.7459。在微球菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為2.6174。在棒狀桿菌的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為4.8122。在枯草桿菌芽孢的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，S’ E/S’ N的值為0.9361。
[0084]與此相對地，在圖29示出的聚酯制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，S’^5’，的值如圖30所示，為0.0576。又，在另外準備的聚乙烯系聚合物制潔凈服的熒光光譜的三次微分的一個實施例中，S’E/S’N的值為0.2639。在該情況下，若進行單變量判別分析，則判別值就變為0.34，危險率為0.10。也就是說，很明確的是，若S’ E/S’ N的值大于0.34，則能夠以0.10的危險率判定為微生物。
[0085]以往，存在通過對熒光光譜進行多變量分析而判別微生物粒子和非微生物粒子的方法。但是，由于多變量分析包含復雜的處理，因此有計算時間變長、軟件變遲鈍的傾向。與此相對地，采用實施形態所涉及的微生物檢測裝置I的話，就能夠以與多變量分析相比較容易的方法從非微生物粒子中判別微生物。
[0086](實施例)
[0087]在實施形態中說明的實施例通過以下的方法獲得。
[0088](微生物的獲得)
[0089]獲得至Ij的微生物是大腸桿菌(Escherichia coli,簡稱 E.coli, ATCC13706)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis, ATCC12228)、枯草桿菌芽抱(Bacillusatrophaeus, ATCC9372)、微球菌(Micrococcus lylae, ATCC27566)以及棒狀桿菌(Corynebacterium afermentans, ATCC51403)。其中，ATCC是美國培養細胞系統保存機關(American Type Culture Collect1n)的簡稱。大腸桿菌是革蘭氏陰性菌。表皮葡萄球菌、枯草桿菌芽孢、微球菌以及棒狀桿菌是革蘭氏陽性菌。
[0090](微生物樣品的調整)
[0091]將以_80°C儲存的大腸桿菌、表皮葡萄球菌以及微球菌分別接種于300mL的三角燒瓶中150mL的膜蛋白腺大豆液體培養基(Becton, Dickinson and Company, Ref: 211825)上，以32°C好氧地培養一晚，直到到達穩定期。又，對于棒狀桿菌，將其接種于R培養基(胨10g，酵母提取物5g，麥芽提取物5 g，酪蛋白氨基酸5g，牛肉膏2g，甘油2g，吐溫80(tween80) 50mg, MgSO4.7H201g，蒸餾水 1L，ρΗ7.2)作為液體培養基。
[0092]接下來，使用離心機(久保田商事株式會社2410)分別以2100g將各液體培養基離心并收集細菌，去除上清液的培養基后，再懸浮于PBS中。在相同條件下進一步離心，通過去除上清液進行洗滌。重復三次相同的洗滌。對于枯草桿菌芽孢，將市場上出售的芽孢液(NORTH AMERICAN SCIENCE ASSOCIATES, Inc.，SUN-07)在相同條件下離心，得到細胞。
[0093](熒光光譜的測量)
[0094]采用熒光分光光度計FP8500(日本分光株式會社)測定熒光光譜。回收通過離心得到的細菌細胞的顆粒，充分量地涂布在載玻片上。將載玻片固定于熒光分光光度計的薄膜測量支架并設置于裝置上。在3D光譜(激發熒光矩陣)的測量中，在熒光側使用截止波長為420nm的長通濾波器。又，在405nm的光激發引起的熒光光譜測量時，進一步使用410_420nm透過的帶通濾波器，抑制雜散光引起的散射。
[0095]潔凈服是通過用載玻片夾持布料并固定于薄膜測量支架進行測量的。使用TyvekIsoClean (杜邦公司)作為聚乙烯系的材料，使用超靜電潔凈套裝用兜帽(綠安全公司)作為聚酷系材料。
[0096]光譜的微分等運算由分光光度計附屬的光譜管理軟件進行。在微分計算之前，通過簡單移動平均法對得到的光譜去噪。
[0097](單變量判別分析)
[0098]基于熒光光譜的二次以及三次微分光譜，通過光譜管理軟件計算峰高度(熒光強度的微分值)的絕對值。并且，將源自微生物中包含的熒光物質發出的熒光的熒光強度微分值的絕對值除以微分光譜中的沒有意義的熒光強度的大小的微分值的絕對值。這之后使用微軟的電子表格軟件(Excel)進行單變量判別分析，得到在實施形態中說明的結果。
[0099]又，基于熒光光譜的二次以及三次微分光譜，通過光譜管理軟件計算峰的面積。進一步地，將源自微生物中包含的熒光物質發出的熒光的峰的面積除以在微分光譜中沒有意義的峰的面積。這之后，使用微軟的電子表格軟件(Excel)進行單變量判別分析，得到在實施形態中說明的結果。
[0100](其他實施形態)
[0101]如上所述，根據實施形態對本發明進行了記載，但是，不應該理解為構成該開示的一部分的記述以及附圖限制了該發明。根據該揭示，技術人員應該清楚各種各樣的代替實施形態、實施例以及運用技術。例如，圖2示出的微生物檢測裝置I可以進一步具有散射光檢測器。散射光檢測器對由氣流中包含的粒子散射的光進行檢測。由粒子引起的散射光的強度和粒子的顆粒直徑相關。因此，可以通過用散射光檢測器檢測散射光的強度，來求得氣流中包含的粒子的顆粒直徑。這樣一來，應該理解本發明包含了在此處沒有記載的各種各樣的實施形態。
[0102]符號說明
[0103]I微生物檢測裝置
[0104]21 殼體
[0105]22第一吸引裝置
[0106]23 噴嘴
[0107]24第二吸引裝置
[0108]25 光源
[0109]26 激光
[0110]27熒光檢測器
[0111]70潔凈室
[0112]71 管道
[0113]72 送風口
[0114]81生產線
[0115]301 判定部。
【權利要求】
1.一種微生物檢測裝置，其特征在于，具有: 對粒子照射激發光的光源； 檢測所述粒子發出的熒光的熒光檢測器；和 判定部，所述判定部在所述熒光的光譜的峰有多個的情況下，判斷所述粒子是微生物，在所述熒光的光譜的峰為一個的情況下，判斷所述粒子是非微生物。
2.如權利要求1所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述判定部對所述熒光的光譜進行微分。
3.如權利要求1所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述判定部對所述熒光的光譜進行多次微分。
4.如權利要求2或3所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述判定部將對所述熒光光譜進行了微分的微分光譜中的源自微生物發出的熒光的峰的熒光強度的微分值的絕對值與預先取得的判別值進行比較，在所述熒光強度的微分值的絕對值較大的情況下，判斷所述粒子是微生物，在所述熒光強度的微分值的絕對值較小的情況下，判斷所述粒子是非微生物。
5.如權利要求4 所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述判定部將源自所述微生物發出的熒光的熒光強度的微分值的絕對值除以在所述微分光譜中沒有意義的熒光強度的大小的微分值的絕對值。
6.如權利要求2或3所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述判定部將對所述熒光光譜進行了微分的微分光譜中的源自微生物發出的熒光的峰的面積與預先取得的判別值進行比較，在所述峰的面積較大的情況下，判斷所述粒子是微生物，在所述峰的面積較小的情況下，判斷所述粒子是非微生物。
7.如權利要求6所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述判定部將源自所述微生物發出的熒光的峰的面積除以在所述微分光譜中沒有意義的峰的面積。
8.如權利要求1所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 還具有在所述激發光的照射位置流通包含所述粒子的流體的流路。
9.如權利要求1所記載的微生物檢測裝置，其特征在于， 所述激發光的波長為250至550nm。
10.一種微生物檢測方法，其特征在于，包括以下工序: 對粒子照射激發光的工序； 對所述粒子發出的熒光進行受光的工序；以及 判斷工序，在所述熒光的光譜的峰有多個的情況下，判斷所述粒子是微生物，在所述熒光的光譜的峰為一個的情況下，判斷所述粒子是非微生物。
11.如權利要求10所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 在所述判斷工序中，對所述熒光的光譜進行微分。
12.如權利要求10所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 在所述判斷工序中，對所述熒光的光譜進行多次微分。
13.如權利要求11或12所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 將對所述熒光光譜進行了微分的微分光譜中的源自微生物發出的熒光的峰的熒光強度的微分值的絕對值與預先取得的判別值進行比較，在所述熒光強度的微分值的絕對值較大的情況下，判斷所述粒子是微生物，在所述熒光強度的微分值的絕對值較小的情況下，判斷所述粒子是非微生物。
14.如權利要求13所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 將源自所述微生物發出的熒光的熒光強度的微分值的絕對值除以在所述微分光譜中沒有意義的熒光強度的大小的微分值的絕對值。
15.如權利要求11或12所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 將對所述熒光光譜進行了微分的微分光譜中的源自微生物發出的熒光的峰的面積與預先取得的判別值進行比較，在所述峰的面積較大的情況下，判斷所述粒子是微生物，在所述峰的面積較小的情況下，判斷所述粒子是非微生物。
16.如權利要求15所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 將源自所述微生物發出的熒光的峰的面積除以在所述微分光譜中沒有意義的峰的面積。
17.如權利要求10所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 還包括在所述激發光的照射位置流通包含所述粒子的流體的工序。
18.如權利要求10所記載的微生物檢測方法，其特征在于， 所述激發光的波長為250至550nm。
【文檔編號】G01N21/64GK104034706SQ201410077463
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2013年3月5日
【發明者】長谷川倫男 申請人:阿自倍爾株式會社