微生物检测装置以及微生物检测方法
【专利摘要】本发明提供一种能够判别微生物粒子和非微生物粒子的微生物检测装置以及微生物检测方法。该微生物检测装置具有：对粒子照射激发光的光源（25）；检测所述粒子发出的荧光的荧光检测器（27）；和判定部（301），判定部（301）在荧光检测器（27）检测到的光谱的峰有多个的情况下，判断粒子是微生物，在荧光检测器（27）检测到的荧光的光谱的峰为一个的情况下，判断粒子是非微生物。
【专利说明】微生物检测装置以及微生物检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境评价技术，尤其涉及微生物检测装置以及微生物检测方法。
【背景技术】
[0002]在无菌室等洁净室中，使用微生物检测装置检测并记录飞散的微生物(例如，参照专利文献I以及非专利文献I)。根据微生物的检测结果，能够掌握洁净室的空调设备的劣化状况。又，有时也在洁净室制造的产品上附上洁净室内的微生物的检测记录作为参考资料。光学式微生物检测装置例如吸引洁净室中的气体并将光照射至吸引到的气体上。若气体中包含有微生物，则照射了光的微生物就会发出荧光，因此就能够检测出气体中包含的微生物的数量或大小等。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I日本特开2011-83214号公报
[0006]非专利文献
[0007]非专利文献I长谷川伦男等，“気中微生物U T ^ A検出技術i子O応用(气体中微生物实时检测技术与其应用)”，株式会社山武，azbil Technical Review (阿自倍尔技术综述)2009年12 月号，第2-7页，2009年
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，本发明人发现，存在若气体中包含发出荧光的非微生物粒子，则微生物检测装置就会将非微生物粒子误当做微生物检测出的情况。因此，本发明的目的之一在于，提供一种能够判别微生物粒子和非微生物粒子的微生物检测装置以及微生物检测方法。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]根据本发明的形态，提供一种微生物检测装置，具有:(a)对粒子照射激发光的光源；(b)检测粒子发出的突光的突光检测器；和((3)判定部,该判定部在突光的光谱的峰有多个的情况下，判断粒子是微生物，在荧光的光谱的峰为一个的情况下，判断粒子是非微生物。另外，荧光也包含自身荧光。
[0012]又，根据本发明的形态，提供一种微生物检测方法，包括以下工序:(a)对粒子照射激发光的工序；(b)对粒子发出的荧光进行受光的工序；和(c)在荧光的光谱的峰有多个的情况下，判断粒子是微生物，在荧光的光谱的峰为一个的情况下，判断粒子是非微生物的工序。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，可以提供一种能够判别微生物粒子和非微生物粒子的微生物检测装置以及微生物检测方法。【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的实施形态所涉及的洁净室的示意图。
[0016]图2是本发明的实施形态所涉及的微生物检测装置的示意性的剖面图。
[0017]图3是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的激发荧光矩阵。
[0018]图4是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的激发荧光矩阵。
[0019]图5是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的激发荧光光谱。
[0020]图6是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的一次微分。
[0021]图7是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分。
[0022]图8是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分。
[0023]图9是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的激发荧光光谱。
[0024]图10是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的一次微分。
[0025]图11是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分。
[0026]图12是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分。
[0027]图13是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分。
[0028]图14是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分。
[0029]图15是在将本发明的实施形态所涉及的荧光光谱进行了两次微分后的微分光谱中，将源自微生物发出的荧光的峰的荧光强度微分值的绝对值除以没有意义的荧光强度大小的微分值的绝对值而得到的值的表。
[0030]图16是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分。
[0031]图17是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分。
[0032]图18是在将本发明的实施形态所涉及的荧光光谱进行了三次微分后的微分光谱中，将源自微生物发出的荧光的峰的荧光强度微分值的绝对值除以没有意义的荧光强度大小的微分值的绝对值而得到的值的表。
[0033]图19是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分。
[0034]图20是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分。
[0035]图21是在将本发明的实施形态所涉及的荧光光谱进行了两次微分后的微分光谱中，将源自微生物发出的荧光的峰的面积除以没有意义的峰的面积而得到的值的表。
[0036]图22是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分。
[0037]图23是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分。
[0038]图24是在将本发明的实施形态所涉及的荧光光谱进行了两次微分后的微分光谱中，将源自微生物发出的荧光的峰的面积除以没有意义的峰的面积而得到的值的表。
[0039]图25是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分。
[0040]图26是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分。
[0041]图27是在将本发明的实施形态所涉及的荧光光谱进行了三次微分后的微分光谱中，将源自微生物发出的荧光的峰的面积除以没有意义的峰的面积而得到的值的表。
[0042]图28是本发明的实施形态所涉及的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分。
[0043]图29是本发明的实施形态所涉及的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分。
[0044]图30是在将本发明的实施形态所涉及的荧光光谱进行了三次微分后的微分光谱中，将源自微生物发出的荧光的峰的面积除以没有意义的峰的面积而得到的值的表。【具体实施方式】
[0045]下面对本发明的实施形态进行说明。在下面的附图的记载中，相同或者类似的部分用相同或者类似的符号表示。但是，附图是示意性的图。因此，具体的尺寸等应该对照以下的说明进行判断。又，附图之间当然也包括彼此的尺寸关系、比例不同的部分。
[0046]如图1所示，实施形态所涉及的微生物检测装置I例如被配置于洁净室70内。洁净的空气等气体通过具有管道 71、HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter (高效空气过滤器))以及ULPA (Ultra Low Penetrat1n Air Filter (超低穿透率空气过滤器))等超高性能空气过滤器的送风口 72被送入洁净室70。
[0047]洁净室70内配置有生产线81和82。生产线81、82例如为精密设备、电子部件或半导体装置的生产线。或者生产线81、82是食品、饮料或医药品的生产线。例如，在生产线81、82上，输液被填充于点滴或注射器中。或者，在生产线81、82上，口服药或中药被制造。又或者，在生产线81、82上，功能性饮料或啤酒被填充于容器。
[0048]生产线81、82通常被管理以使得微生物以及非微生物粒子等不飞散至洁净室70内的气体中。但是，生产线81、82由于某些原因会成为飞散至洁净室70内的气体中的微生物以及非微生物粒子的产生源。又，微生物以及非微生物粒子有时也会因除生产线81、82以外的原因而飞散至洁净室70内的气体中。
[0049]作为能够飞散至洁净室70内的气体中的微生物的例子，包含有细菌。作为细菌的例子，列举有革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及包含霉菌孢子的真菌。作为革兰氏阴性菌的一例，列举有大肠杆菌。作为革兰氏阳性菌的例子，列举有表皮葡萄球菌、枯草杆菌芽孢、微球菌以及棒状杆菌。作为包含霉菌孢子的真菌例子，列举有曲霉。但是，能够飞散至洁净室70内的气体中的微生物不限于此。又，作为能够飞散至洁净室70内的气体中的非微生物粒子的例子，列举有化学物质、药品以及食品的飞沫、尘土、粉尘以及灰尘等的尘埃等。
[0050]在此，当将光照射于微生物时，微生物中包含的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸以及核黄素等就会发出荧光。以往，检测气体中的微生物的装置照射光并将发出荧光的、气体中的粒子认作微生物。但是，即使是非微生物粒子，也存在从例如由聚酯构成的、清洁后的长袍飞散的荧光粒子在被照射光时发出荧光的情况。又，聚苯乙烯粒子也会发出荧光，之后退色。因此，现有的检测气体中的微生物的装置有时会误将气体中飞散的、发出荧光的非微生物粒子当做微生物检测出来。
[0051]对此，实施形态所涉及的微生物检测装置I如图2所示，具有将激发光照射于粒子的光源25、检测出粒子发出的荧光的荧光检测器27和判定部301，该判定部301在荧光检测器27检测到的荧光光谱的峰有多个的情况下判断粒子是微生物，在荧光检测器27检测到的荧光光谱的峰为一个的情况下判断粒子是非微生物。
[0052]光源25和荧光检测器27被设置于壳体21上。微生物检测装置I还具有第一吸引装置22，该第一吸引装置22将气体从洁净室70的内部吸引至壳体21的内部。被第一吸引装置22吸引的空气从壳体21内部的流路的喷嘴23的顶端被喷出。从喷嘴23的顶端喷出的空气被第二吸引装置24吸引，该第二吸引装置24与喷嘴23的顶端相对地配置于壳体21的内部。
[0053]光源25对从喷嘴23的顶端喷出并被第二吸引装置24吸引的空气照射宽频带波长的激光26。激光26的波长例如为250至550nm。激光26可以是可见光也可以是紫外光。在激光26是可见光的情况下，激光26的波长例如在400至550nm的范围内，例如为405nm。在激光26是紫外光的情况下，激光26的波长例如在300至380nm的范围内，例如340nm。但是，激光26的波长不仅限于此。
[0054]在从喷嘴23喷出的气流中包含细菌等微生物的情况下，被照射了激光26的细菌会发出荧光。又，在从喷嘴23喷出的气流中包含聚酯粒子等非微生物粒子的情况下，被照射了激光26的非微生物粒子也会发出荧光。荧光检测器27对微生物粒子或者非微生物粒子发出的荧光进行检测。
[0055]微生物包含核黄素(riboflavin)、黄素单核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟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)等突光物质。
[0056]核黄素、黄素单核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸发出510至540nm的突光。烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸发出440至480nm的荧光。吡哆胺、磷酸吡哆醛以及吡哆醇根据激发光发出380至410nm、或者480至520nm的荧光。色氨酸发出330至360nm的荧光。酪氨酸发出290至320nm的荧光。苯基丙氨酸发出270至300nm的荧光。
[0057]因此，在从喷嘴23喷出的气流中包含的粒子是微生物粒子的情况下，被照射了宽频带波长的激光26的微生物粒子发出的荧光光谱具有多个峰。与此相对地，由洁净室70内的操作者的洁净服产生的荧光性非微生物粒子通常由单一的荧光物质构成。因此，在从喷嘴23喷出的气流中包含的粒子是非微生物粒子的情况下，被照射了宽频带波长的激光26的非微生物粒子发出的荧光光谱具有单一的峰。
[0058]图3是大肠杆菌细胞的激发荧光矩阵的一个实施例，图4是聚酯制洁净服的激发荧光矩阵的一个实施例。在激发荧光矩阵中，规定X轴为激发光波长，y轴为荧光波长，Z轴为荧光强度，包含有荧光光谱。在图3以及图4中，箭头表示的峰是荧光引起的有意义的峰，其他的峰是杂散光或散射光等导致的噪声引起的峰。如图3所示，在大肠杆菌细胞的荧光光谱中，有意义的峰至少有两个，但，在图4的聚酯制洁净服的荧光光谱中，有意义的峰仅有一个。
[0059]换算部301例如包含于中央运算处理装置(CPU) 300。判定部301例如即时地从荧光检测器27接收荧光光谱，判断荧光光谱中包含的峰是否为多个。判定部301在荧光光谱的峰为多个的情况下，判断粒子是微生物。又，在荧光光谱的峰为一个的情况下，判断粒子是非微生物。另外，判定部301从判断对象中预先去除荧光光谱中包含的、由荧光检测器27等电路引起的电噪声等。作为去除噪声的方法，例如可以使用最小二乘法、简单移动平均法以及寸匕' 々.3°一 4 (Savitzky-Golay)法等。
[0060]并且，判定部301也可以对荧光光谱进行微分，判断荧光光谱中包含的峰是否为多个。例如，在将荧光光谱微分奇数次后的一次、三次等奇数次的微分光谱中，在原来的荧光光谱的峰波长处，荧光强度的微分值就变为O。因此，判定部301可以通过在微分光谱中对荧光强度的微分值变为O的波长进行计数，判断原来的荧光光谱中包含的峰是否为多个。
[0061]又，例如，在将荧光光谱微分偶数次后的二次、四次等偶数次微分光谱中，原来的荧光光谱中包含的峰会更加明显。因此，判定部301可以通过在偶数次微分光谱中对峰进行计数，判断原来的荧光光谱中包含的峰是否为多个。
[0062]图5是大肠杆菌细胞的荧光光谱的一个实施例，图6是大肠杆菌细胞的荧光光谱的一次微分的一个实施例，图7是大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例，图8是大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例。又，图9是聚酯制洁净服的荧光光谱的一个实施例，图10是聚酯制洁净服的荧光光谱的一次微分的一个实施例，图11是聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例，图12是聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例。
[0063]通过对荧光光谱进行多次微分，原来的光谱中的峰高度的偏差被抑制，峰的数量的检测有变得容易的倾向。又，通过对荧光光谱进行多次微分，也可以对在原来的光谱中被称为肩峰的、接近且未分离的峰进行分离。
[0064]进一步地，判定部301也可以将对荧光光谱进行了微分的微分光谱中的源自微生物发出的荧光的峰的荧光强度微分值的绝对值Pe与预先取得的判别值(阈值)进行比较，在荧光强度微分值的绝对值Pe较大的情况下，判断粒子是微生物，在荧光强度微分值的绝对值Pe较小的情况下，判断粒子是非微生物。另外，判定部301也可以将源自微生物发出的荧光的峰的荧光强度微分值的绝对值Pe除以微分光谱中没有意义的荧光强度的大小的微分值的绝对值Pn得到的PE/PN的值与预先取得的判别值进行比较。由此，能够抑制由没有意义的荧光强度引起的误差。
[0065]另外，在此，没有意义的荧光强度是指，例如，由噪声引起的峰的荧光强度、在长通滤波器的截止波长出现的峰的荧光强度等在与微生物中包含的荧光物质发出的荧光的峰波长不同的波长出现的峰的荧光强度。又，微生物发出的荧光引起的峰，例如在微分光谱是偶数次的微分光谱的情况下，是指微生物发出的荧光的波长处的峰。又，在微分光谱是奇数次的微分光谱的情况下，是指与微生物发出的荧光的波长相邻的峰。
[0066]在图13示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例和图14示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，波长420nm附近出现的峰Pn是通过用长通滤波器阻碍了低于波长420nm的荧光的透过而出现的没有意义的峰。又，在图13示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，在波长510nm附近出现的峰Pe是由核黄素引起的、源自微生物发出的荧光的峰。在图14示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个的实施例中，在不确定该荧光光谱是微生物的光谱还是非微生物的光谱的情况下，在波长510nm附近出现的峰Pe是由核黄素引起的、源自微生物发出的荧光的峰。
[0067]在图13示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，将在波长510nm附近出现的峰Pe的荧光强度微分值的绝对值除以在波长420nm附近出现的峰Pn的没有意义的荧光强度微分值的绝对值而得到的匕/^的值如图15所示，为1.8213。在另外准备的表皮葡萄球菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.4599。在微球菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.7644。在棒状杆菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，PE/PN的值为1.3411。在枯草杆菌芽孢的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.2677。
[0068]与此相对地，在图14示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，Pe/^的值如图15所示，为0.0112。又，在另外准备的聚乙烯系聚合物制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.1433。在该情况下，若进行单变量判别分析，则判别值就变为0.19，危险率为0.11。也就是说，很明确的是，若PE/PN的值大于0.19，则能够以0.11的危险率判断为微生物。
[0069]接下来，在图16示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例和图17示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，在波长420nm附近出现的峰Pn是通过用长通滤波器阻碍了低于波长420nm的荧光的透过而出现的没有意义的峰。又，在图16示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，在波长510nm附近出现的峰Pe是由核黄素引起的、源自微生物发出的荧光的峰。在图17示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个的实施例中，在不确定该荧光光谱是微生物的光谱还是非微生物的光谱的情况下，在波长510nm附近出现的峰Pe是由核黄素引起的、源自微生物发出的荧光的峰。
[0070]在图16示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，将在波长510nm附近出现的峰Pe的荧光强度微分值的绝对值除以在波长420nm附近出现的峰Pn的没有意义的荧光强度微分值的绝对值而得到的PE/PN的值如图18所示，为3.3924。在另外准备的表皮葡萄球菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.7459。在微球菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，PE/PN的值为2.6174。在棒状杆菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，PE/PN的值为4.8122。在枯草杆菌芽孢的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.9361。 [0071]与此相对地，在图17示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，Pe/^的值如图18所示，为0.0576。又，在另外准备的聚乙烯系聚合物制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，PE/PN的值为0.2639。在该情况下，若进行单变量判别分析，则判别值就变为0.14，危险率为0.06。也就是说，很明确的是，若PE/PN的值大于0.14，则能够以0.06的危险率判断为微生物。
[0072]或者，判定部301也可以将对荧光光谱进行了微分的微分光谱中的源自微生物发出的荧光的峰的面积Se与预先取得的判别值进行比较，在峰的面积Se较大的情况下，判断粒子是微生物，在峰的面积Se较小的情况下，判断粒子是非微生物。另外，判定部301也可以将源自微生物发出的荧光的峰的面积Se除以微分光谱中没有意义的峰的面积Sn而得到的SE/SN的值与预先取得的判别值进行比较。
[0073]在图19示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例和图20示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，波长420nm附近出现的峰的面积Sn是在将荧光强度的微分值O设为底边的情况下的、通过用长通滤波器阻碍了低于波长420nm的荧光的透过而出现的没有意义的峰的面积。又，在图19示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，在波长510nm附近出现的峰的面积Se是在将荧光强度的微分值O设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。在图20示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个的实施例中，在不确定该荧光光谱是微生物的光谱还是非微生物的光谱的情况下，在波长510nm附近出现的峰的面积Se是在将荧光强度的微分值O设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。
[0074]在图19示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，将由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的、在波长510nm附近出现的峰的面积Se除以在波长420nm附近出现的没有意义的峰的面积Sn而得到的SE/SN的值如图21所示，为3.2157。在另外准备的表皮葡萄球菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，SE/SN的值为0.4549。在微球菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，SE/SN的值为1.0612。在棒状杆菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，SE/SN的值为1.1534。在枯草杆菌芽孢的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，SE/SN的值为0.4540。
[0075]与此相对地，在图20示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，SE/SN的值如图21所示，为O。又，在另外准备的聚乙烯系聚合物制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，SE/SN的值为0.1721。在该情况下，若进行单变量判别分析，则判别值就变为0.20，危险率为0.09。也就是说，很明确的是，若SE/SN的值大于0.20，则能够以0.09的危险率判定为微生物。
[0076]接下来，在图22示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例和图23示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，在波长420nm附近出现的峰的面积S’，是将连结峰的两个下端的直线设为底边的情况下的、通过用长通滤波器阻碍了低于波长420nm的荧光的透过而出现的没有意义的峰的面积。又，在图22示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，在波长510nm附近出现的峰的面积S’ E是将连结峰的两个下端的直线设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。在图23示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个的实施例中，在不确定该荧光光谱是微生物的光谱还是非微生物的光谱的情况下，在波长510nm附近出现的峰的面积S’ E是将连结峰的两个下端的直线设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。
[0077]在图22示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，将由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的、在波长510nm附近出现的峰的面积S’ E除以在波长420nm附近出现的没有意义的峰的面积S’，而得到的S’ E/S’，的值如图24所示，为3.7690。在另外准备的表皮葡萄球菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为0.9190。在微球菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为1.8771。在棒状杆菌的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，S’E/S’N的值为3.2430，在枯草杆菌芽孢的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为0.7503。
[0078]与此相对地，在图23示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，S’^5’，的值如图24所示，为0.0980。又，在另外准备的聚乙烯系聚合物制洁净服的荧光光谱的二次微分的一个实施例中，S’E/S’N的值为0.3147。在该情况下，若进行单变量判别分析，则判别值就变为0.40，危险率为0.09。也就是说，很明确的是，若S’ E/S’ N的值大于0.40，则能够以0.09的危险率判定为微生物。
[0079]接下来，在图25示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例和图26示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，波长420nm附近出现的峰的面积Sn是在在将荧光强度的微分值O设为底边的情况下的、通过用长通滤波器阻碍了低于波长420nm的荧光的透过而出现的没有意义的峰的面积。又，在图25示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，在波长510nm附近出现的峰的面积Se是在将荧光强度的微分值O设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。在图26示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个的实施例中，在不确定该荧光光谱是微生物的光谱还是非微生物的光谱的情况下，在波长510nm附近出现的峰的面积Se是在将荧光强度的微分值O设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。
[0080]在图25示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，将由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的、在波长510nm附近出现的峰的面积Se除以在波长420nm附近出现的没有意义的峰的面积Sn而得到的SE/SN的值如图27所示，为3.7211。在另外准备的表皮葡萄球菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，SE/SN的值为0.5990。在微球菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，SE/SN的值为1.4085。在棒状杆菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，SE/SN的值为2.7108。在枯草杆菌芽孢的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，SE/SN的值为0.2416。
[0081]与此相对地，在图26示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，SE/SN的值如图27所示，为0.0108。又，在另外准备的聚乙烯系聚合物制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，SE/SN的值为0.1325。在该情况下，若进行单变量判别分析，则判别值就变为0.16，危险率为0.05。也就是说，很明确的是，若SE/SN的值大于0.16，则能够以0.05的危险率判定为微生物。
[0082]接下来，在图28示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例和图29示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，在波长420nm附近出现的峰的面积S’，是将连结峰的两个下端的直线设为底边的情况下的、通过用长波通滤波器阻碍了低于波长420nm的荧光的透过而出现的没有意义的峰的面积。又，在图28示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，在波长510nm附近出现的峰的面积S’ E是将连结峰的两个下 端的直线设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。在图29示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个的实施例中，在不确定该荧光光谱是微生物的光谱还是非微生物的光谱的情况下，在波长510nm附近出现的峰的面积S’ E是将连结峰的两个下端的直线设为底边的情况下的、由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的峰的面积。
[0083]在图28示出的大肠杆菌细胞的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，将由核黄素引起的源自微生物发出的荧光的、在波长510nm附近出现的峰的面积S’ E除以在波长420nm附近出现的没有意义的峰的面积S’，而得到的S’ E/S’，的值如图30所示，为
3.3924。在另外准备的表皮葡萄球菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为0.7459。在微球菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为2.6174。在棒状杆菌的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为4.8122。在枯草杆菌芽孢的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，S’ E/S’ N的值为0.9361。
[0084]与此相对地，在图29示出的聚酯制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，S’^5’，的值如图30所示，为0.0576。又，在另外准备的聚乙烯系聚合物制洁净服的荧光光谱的三次微分的一个实施例中，S’E/S’N的值为0.2639。在该情况下，若进行单变量判别分析，则判别值就变为0.34，危险率为0.10。也就是说，很明确的是，若S’ E/S’ N的值大于0.34，则能够以0.10的危险率判定为微生物。
[0085]以往，存在通过对荧光光谱进行多变量分析而判别微生物粒子和非微生物粒子的方法。但是，由于多变量分析包含复杂的处理，因此有计算时间变长、软件变迟钝的倾向。与此相对地，采用实施形态所涉及的微生物检测装置I的话，就能够以与多变量分析相比较容易的方法从非微生物粒子中判别微生物。
[0086](实施例)
[0087]在实施形态中说明的实施例通过以下的方法获得。
[0088](微生物的获得)
[0089]获得至Ij的微生物是大肠杆菌(Escherichia coli,简称 E.coli, ATCC13706)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis, ATCC12228)、枯草杆菌芽抱(Bacillusatrophaeus, ATCC9372)、微球菌(Micrococcus lylae, ATCC27566)以及棒状杆菌(Corynebacterium afermentans, ATCC51403)。其中，ATCC是美国培养细胞系统保存机关(American Type Culture Collect1n)的简称。大肠杆菌是革兰氏阴性菌。表皮葡萄球菌、枯草杆菌芽孢、微球菌以及棒状杆菌是革兰氏阳性菌。
[0090](微生物样品的调整)
[0091]将以_80°C储存的大肠杆菌、表皮葡萄球菌以及微球菌分别接种于300mL的三角烧瓶中150mL的膜蛋白腺大豆液体培养基(Becton, Dickinson and Company, Ref: 211825)上，以32°C好氧地培养一晚，直到到达稳定期。又，对于棒状杆菌，将其接种于R培养基(胨10g，酵母提取物5g，麦芽提取物5 g，酪蛋白氨基酸5g，牛肉膏2g，甘油2g，吐温80(tween80) 50mg, MgSO4.7H201g，蒸馏水 1L，ρΗ7.2)作为液体培养基。
[0092]接下来，使用离心机(久保田商事株式会社2410)分别以2100g将各液体培养基离心并收集细菌，去除上清液的培养基后，再悬浮于PBS中。在相同条件下进一步离心，通过去除上清液进行洗涤。重复三次相同的洗涤。对于枯草杆菌芽孢，将市场上出售的芽孢液(NORTH AMERICAN SCIENCE ASSOCIATES, Inc.，SUN-07)在相同条件下离心，得到细胞。
[0093](荧光光谱的测量)
[0094]采用荧光分光光度计FP8500(日本分光株式会社)测定荧光光谱。回收通过离心得到的细菌细胞的颗粒，充分量地涂布在载玻片上。将载玻片固定于荧光分光光度计的薄膜测量支架并设置于装置上。在3D光谱(激发荧光矩阵)的测量中，在荧光侧使用截止波长为420nm的长通滤波器。又，在405nm的光激发引起的荧光光谱测量时，进一步使用410_420nm透过的带通滤波器，抑制杂散光引起的散射。
[0095]洁净服是通过用载玻片夹持布料并固定于薄膜测量支架进行测量的。使用TyvekIsoClean (杜邦公司)作为聚乙烯系的材料，使用超静电洁净套装用兜帽(绿安全公司)作为聚酷系材料。
[0096]光谱的微分等运算由分光光度计附属的光谱管理软件进行。在微分计算之前，通过简单移动平均法对得到的光谱去噪。
[0097](单变量判别分析)
[0098]基于荧光光谱的二次以及三次微分光谱，通过光谱管理软件计算峰高度(荧光强度的微分值)的绝对值。并且，将源自微生物中包含的荧光物质发出的荧光的荧光强度微分值的绝对值除以微分光谱中的没有意义的荧光强度的大小的微分值的绝对值。这之后使用微软的电子表格软件(Excel)进行单变量判别分析，得到在实施形态中说明的结果。
[0099]又，基于荧光光谱的二次以及三次微分光谱，通过光谱管理软件计算峰的面积。进一步地，将源自微生物中包含的荧光物质发出的荧光的峰的面积除以在微分光谱中没有意义的峰的面积。这之后，使用微软的电子表格软件(Excel)进行单变量判别分析，得到在实施形态中说明的结果。
[0100](其他实施形态)
[0101]如上所述，根据实施形态对本发明进行了记载，但是，不应该理解为构成该开示的一部分的记述以及附图限制了该发明。根据该揭示，技术人员应该清楚各种各样的代替实施形态、实施例以及运用技术。例如，图2示出的微生物检测装置I可以进一步具有散射光检测器。散射光检测器对由气流中包含的粒子散射的光进行检测。由粒子引起的散射光的强度和粒子的颗粒直径相关。因此，可以通过用散射光检测器检测散射光的强度，来求得气流中包含的粒子的颗粒直径。这样一来，应该理解本发明包含了在此处没有记载的各种各样的实施形态。
[0102]符号说明
[0103]I微生物检测装置
[0104]21 壳体
[0105]22第一吸引装置
[0106]23 喷嘴
[0107]24第二吸引装置
[0108]25 光源
[0109]26 激光
[0110]27荧光检测器
[0111]70洁净室
[0112]71 管道
[0113]72 送风口
[0114]81生产线
[0115]301 判定部。
【权利要求】
1.一种微生物检测装置，其特征在于，具有: 对粒子照射激发光的光源； 检测所述粒子发出的荧光的荧光检测器；和 判定部，所述判定部在所述荧光的光谱的峰有多个的情况下，判断所述粒子是微生物，在所述荧光的光谱的峰为一个的情况下，判断所述粒子是非微生物。
2.如权利要求1所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述判定部对所述荧光的光谱进行微分。
3.如权利要求1所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述判定部对所述荧光的光谱进行多次微分。
4.如权利要求2或3所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述判定部将对所述荧光光谱进行了微分的微分光谱中的源自微生物发出的荧光的峰的荧光强度的微分值的绝对值与预先取得的判别值进行比较，在所述荧光强度的微分值的绝对值较大的情况下，判断所述粒子是微生物，在所述荧光强度的微分值的绝对值较小的情况下，判断所述粒子是非微生物。
5.如权利要求4 所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述判定部将源自所述微生物发出的荧光的荧光强度的微分值的绝对值除以在所述微分光谱中没有意义的荧光强度的大小的微分值的绝对值。
6.如权利要求2或3所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述判定部将对所述荧光光谱进行了微分的微分光谱中的源自微生物发出的荧光的峰的面积与预先取得的判别值进行比较，在所述峰的面积较大的情况下，判断所述粒子是微生物，在所述峰的面积较小的情况下，判断所述粒子是非微生物。
7.如权利要求6所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述判定部将源自所述微生物发出的荧光的峰的面积除以在所述微分光谱中没有意义的峰的面积。
8.如权利要求1所记载的微生物检测装置，其特征在于， 还具有在所述激发光的照射位置流通包含所述粒子的流体的流路。
9.如权利要求1所记载的微生物检测装置，其特征在于， 所述激发光的波长为250至550nm。
10.一种微生物检测方法，其特征在于，包括以下工序: 对粒子照射激发光的工序； 对所述粒子发出的荧光进行受光的工序；以及 判断工序，在所述荧光的光谱的峰有多个的情况下，判断所述粒子是微生物，在所述荧光的光谱的峰为一个的情况下，判断所述粒子是非微生物。
11.如权利要求10所记载的微生物检测方法，其特征在于， 在所述判断工序中，对所述荧光的光谱进行微分。
12.如权利要求10所记载的微生物检测方法，其特征在于， 在所述判断工序中，对所述荧光的光谱进行多次微分。
13.如权利要求11或12所记载的微生物检测方法，其特征在于， 将对所述荧光光谱进行了微分的微分光谱中的源自微生物发出的荧光的峰的荧光强度的微分值的绝对值与预先取得的判别值进行比较，在所述荧光强度的微分值的绝对值较大的情况下，判断所述粒子是微生物，在所述荧光强度的微分值的绝对值较小的情况下，判断所述粒子是非微生物。
14.如权利要求13所记载的微生物检测方法，其特征在于， 将源自所述微生物发出的荧光的荧光强度的微分值的绝对值除以在所述微分光谱中没有意义的荧光强度的大小的微分值的绝对值。
15.如权利要求11或12所记载的微生物检测方法，其特征在于， 将对所述荧光光谱进行了微分的微分光谱中的源自微生物发出的荧光的峰的面积与预先取得的判别值进行比较，在所述峰的面积较大的情况下，判断所述粒子是微生物，在所述峰的面积较小的情况下，判断所述粒子是非微生物。
16.如权利要求15所记载的微生物检测方法，其特征在于， 将源自所述微生物发出的荧光的峰的面积除以在所述微分光谱中没有意义的峰的面积。
17.如权利要求10所记载的微生物检测方法，其特征在于， 还包括在所述激发光的照射位置流通包含所述粒子的流体的工序。
18.如权利要求10所记载的微生物检测方法，其特征在于， 所述激发光的波长为250至550nm。
【文档编号】G01N21/64GK104034706SQ201410077463
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】长谷川伦男 申请人:阿自倍尔株式会社