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技術 測定装置

出願人 東芝テック株式会社国立大学法人京都大学
発明者 山邊奈緒子小宮研一新井竜一小川雄一鈴木哲仁
出願日 2019年12月16日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-226411
公開日 2021年6月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2021-093934
状態 未査定
技術分野 微生物・酵素関連装置 粒子の特徴の調査
主要キーワード 電磁波受信器 LCR回路 吸入機構 照射波 ピペット機構 放出位置 抑制機構 液機構
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年6月24日)のものです。
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図面 (12)

課題

検体が含む微生物繁殖を抑制することができる測定装置を提供する。

解決手段

実施形態によれば、測定装置1は、容器33と、抑制機構34と、ステージ16と、照射器12と、受信器18と、プロセッサと、を備える。容器は、検体を含む試料液50を保持する。抑制機構は、前記検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。ステージは、前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板20を保持する。照射器は、前記構造体に電磁波を照射する。受信器は、前記構造体からの反射波又は透過波を受信する。プロセッサは、前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定する。

概要

背景

測定装置には、検体が含む大腸菌などの微生物の量を測定するものがある。そのような測定装置は、検体に所定の処理を行うことで試料液を生成し、生成した試料液に含まれる微生物の量を測定する。

従来、測定装置は、検体から試料液を生成する工程において検体が含む微生物が繁殖測定結果に影響を及ぼす恐れがある。

概要

検体が含む微生物の繁殖を抑制することができる測定装置を提供する。実施形態によれば、測定装置1は、容器33と、抑制機構34と、ステージ16と、照射器12と、受信器18と、プロセッサと、を備える。容器は、検体を含む試料液50を保持する。抑制機構は、前記検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。ステージは、前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板20を保持する。照射器は、前記構造体に電磁波を照射する。受信器は、前記構造体からの反射波又は透過波を受信する。プロセッサは、前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定する。

目的

特表2001−526780号公報






上記の課題を解決するため、検体が含む微生物の繁殖を抑制することができる測定装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

検体を含む試料液を保持する容器と、前記検体に含まれる微生物繁殖を抑制する抑制機構と、前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板を保持するステージと、前記構造体に電磁波を照射する照射器と、前記構造体からの反射波又は透過波を受信する受信器と、前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定するプロセッサと、を備える測定装置

請求項2

前記抑制機構は、前記容器に保持される前記試料液を加熱する、請求項1に記載の測定装置。

請求項3

前記検体を粉砕する粉砕器を備える、請求項1又は2に記載の測定装置。

請求項4

前記抑制機構は、前記粉砕器が前記検体を粉砕した後に前記微生物の繁殖を抑制する、請求項3に記載の測定装置。

請求項5

前記抑制機構は、前記粉砕器が前記検体を粉砕する前に前記微生物の繁殖を抑制する、請求項3に記載の測定装置。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、測定装置に関する。

背景技術

0002

測定装置には、検体が含む大腸菌などの微生物の量を測定するものがある。そのような測定装置は、検体に所定の処理を行うことで試料液を生成し、生成した試料液に含まれる微生物の量を測定する。

0003

従来、測定装置は、検体から試料液を生成する工程において検体が含む微生物が繁殖測定結果に影響を及ぼす恐れがある。

先行技術

0004

特表2001−526780号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上記の課題を解決するため、検体が含む微生物の繁殖を抑制することができる測定装置を提供する。

課題を解決するための手段

0006

実施形態によれば、測定装置は、容器と、抑制機構と、ステージと、照射器と、受信器と、プロセッサと、を備える。容器は、検体を含む試料液を保持する。抑制機構は、前記検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。ステージは、前記抑制機構によって繁殖が抑制された前記微生物を含む前記試料液が添付される構造体を備える基板を保持する。照射器は、前記構造体に電磁波を照射する。受信器は、前記構造体からの反射波又は透過波を受信する。プロセッサは、前記受信器が受信した反射波又は透過波の強度に基づいて前記試料液に含まれる前記微生物の量を測定する。

図面の簡単な説明

0007

図1は、第1の実施形態に係る測定装置の構成例を概略的に示す図である。
図2は、第1の実施形態に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。
図3は、第1の実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す上面図である。
図4は、第1の実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す断面図である。
図5は、第1の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。
図6は、第1の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。
図7は、第1の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。
図8は、第2の実施形態に係る測定装置の構成例を概略的に示す図である。
図9は、第2の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。
図10は、第3の実施形態に係る測定装置の構成例を概略的に示す図である。
図11は、第3の実施形態に係る測定装置の動作例を示すフローチャートである。

実施例

0008

以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは適宜、設計変更することができる。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
実施形態に係る測定装置は、食品などの検体に含まれる特定の微生物(たとえば、大腸菌など)の量を測定する。測定装置は、検体に対して所定の処理を行うことで試料液を生成する。測定装置は、試料液に含まれる微生物の量を測定する。

0009

図1は、測定装置1の構成例を概略的に示す。図1が示すように、測定装置1は、制御装置11、電磁波照射器12、ステージ16、電磁波受信器18、基板20、投入口30、ミキサ31、濾過器32、容器33、抑制機構34、温度センサ35、反応容器36、ピペット機構37、バルブ41(第1のバルブ41a及び第2のバルブ41b)、駆動回路212及びA/D変換器218などを備える。

0010

なお、測定装置1は、図1が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置1から特定の構成が除外されたりしてもよい。

0011

制御装置11は、測定装置1全体を制御する。制御装置11は、制御信号を送信し各部を制御する。また、制御装置11は、測定装置1の各部から種々の信号を受信する。たとえば、制御装置11は、電磁波照射器12に電磁波を照射させる。また、制御装置11は、電磁波受信器18が受信した電磁波の強度を取得する。制御装置11は、電磁波の強度などに基づいて基板20に添付されている微生物の量を測定する。
制御装置11については、後に詳述する。

0012

投入口30は、ユーザが検体及び洗浄液などを投入する穴である。たとえば、検体は、肉又は野菜などの食品である。投入口30は、ミキサ31の上端に接続する。即ち、投入口30に投入された検体及び洗浄液は、ミキサ31に投入される。ここでは、検体を含む洗浄液を試料液50とする。

0013

ミキサ31(粉砕器)は、洗浄液中において検体を粉砕する。ミキサ31は、試料液50を格納する容器及び検体を粉砕する刃などから構成される。ミキサ31は、容器内で刃を回転させることで検体を粉砕する。

0014

ミキサ31の下端は、濾過器32の上端に接続する。即ち、ミキサ31で粉砕された検体が懸濁した試料液50は、濾過器32に投入される。

0015

濾過器32は、試料液50を濾過する。即ち、濾過器32は、試料液50から不要な夾雑物を除去する。濾過器32は、フィルタ32aを備える。フィルタ32aは、所定の大きさの物質を透過させる。即ち、フィルタ32aは、測定対象となる微生物を透過させ夾雑物の通過を阻止する。

0016

濾過器32の下端は、容器33の上端に接続する。即ち、濾過器32に濾過された試料液50は、容器33に投入される。また、濾過器32と容器33との間には、第1のバルブ41aが形成されている。第1のバルブ41aは、容器33への試料液50の通過を制御する。

0017

容器33は、濾過器32からの試料液50を保持する。容器33は、所定の大きさに形成されている。容器33の下端は、反応容器36に接続する。即ち、容器33に保持された試料液50は、反応容器36に投入される。また、容器33と反応容器36との間には、第2のバルブ41bが形成されている。

0018

第2のバルブ41bは、反応容器36への試料液50の通過を制御する。第2のバルブ41bが閉じている間において、容器33は、試料液50を保持する。

0019

容器33には、抑制機構34が形成されている。抑制機構34は、容器33が保持する試料液50に含まれる微生物(検出対象となる微生物)の繁殖を抑制(微生物を不活化)する。即ち、抑制機構34は、検体に含まれる微生物の繁殖を抑制する。たとえば、抑制機構34は、殺菌処理を行う。

0020

ここでは、抑制機構34は、容器33が保持する試料液50を加熱する。抑制機構34は、制御装置11からの制御に従って試料液50を所定の加熱温度(たとえば、100℃)に加熱し、試料液50の温度を当該加熱温度に所定の加熱時間(たとえば、1時間)維持する。たとえば、抑制機構34は、試料液50を加熱するためのヒータから構成される。

0021

なお、抑制機構34は、試料液50を冷却して微生物の繁殖を抑制するものであってもよい。また、抑制機構34は、紫外線又は放射線などを試料液50に照射して微生物の繁殖を抑制するものであってもよい。また、抑制機構34は、容器33に接触して形成されてもよいし、接触せずに形成されてもよい。また、抑制機構34は、容器33の内部に形成されてもよい。
抑制機構34の構成及び抑制方法は、特定の構成に限定されるものではない。

0022

温度センサ35は、容器33の内部に形成されている。温度センサ35は、容器33が保持する試料液50の温度を測定する。たとえば、温度センサ35は、サーミスタなどから構成される。

0023

反応容器36は、容器33からの試料液50を保持する。反応容器36は、試料液50に含まれる微生物に所定の物質を反応させるための容器である。たとえば、反応容器36は、抗原抗体反応を行うための容器である。たとえば、制御装置11は、反応容器36に磁性ビーズが修飾された抗体を投入し、微生物(たとえば、抑制機構34によって死んだ微生物)に磁性ビーズが修飾された抗体を固定する
ピペット機構37は、制御装置11からの制御に従って、反応容器36が保持する試料液50を基板20上に添付する。ピペット機構37は、抗原抗体反応が終了した後に、試料液50を基板20上に添付する。

0024

たとえば、ピペット機構37は、液体吸入する吸入機構と放出する送液機構と液体の放出位置を移動させる移動機構とを有する。吸入機構は、ピペットチップラックなどにあるピペットチップを装着する。

0025

送液機構としてのピペット機構37は、装着されるピペットチップの先端から液体を吸入及び放出する。ピペット機構37に装着されるピペットチップの先端部は、例えば、反応容器36に保持された試料液50を吸入及び注入できる形状を有する。これにより、ピペット機構37は、制御装置11の制御に基づいてピペットチップの先端から試料液50を反応容器36から吸入し又は試料液50を注入する。

0026

移動機構としてのピペット機構37は、ピペットチップの装着部を移動させる。ピペット機構37は、測定装置1内においてピペットチップの装着部を3次元的に移動させる。例えば、ピペット機構37は、装着されているピペットチップを制御装置11が指示する位置へ移動させてピペットチップの先端から試料液50を吸入又は放出する。

0027

電磁波照射器12は、駆動回路212からの制御に従って基板20に電磁波(照射波)を照射する。たとえば、電磁波照射器12は、駆動回路212から印加される電圧に応じた周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波照射器12は、数テラヘルツ程度の周波数の電磁波を照射する。なお、電磁波照射器12は、照射波の焦点を基板20上に合わせる光学系を備えてもよい。

0028

ステージ16は、基板20を支持する部材である。ステージ16は、所定の台に固定さている。なお、ステージ16は、制御装置11からの制御に従って基板20を移動させるものであってもよい。

0029

電磁波受信器18は、反射波の強度を測定する。たとえば、電磁波受信器18は、反射波の強度に応じた電圧を制御装置11に出力する。たとえば、電磁波受信器18は、フォトトランジスタなどの光学センサから構成される。なお、電磁波受信器18は、反射波の焦点を電磁波受信器18の光学センサに合わせる光学系を備えてもよい。

0030

駆動回路212は、電磁波照射器12に接続する。駆動回路212は、電磁波照射器12を制御する。たとえば、駆動回路212は、制御装置11からの制御信号に基づいて電磁波照射器12に電圧を印加する。即ち、駆動回路212は、制御信号をアナログ信号に変換して電磁波照射器12に印加する。

0031

A/D変換器218は、電磁波受信器18に接続する。A/D変換器218は、電磁波受信器18が出力した電圧を示すセンサ信号(たとえば、デジタル信号)を生成する。即ち、A/D変換器218は、電磁波受信器18からの電圧をデジタル信号に変換する。A/D変換器218は、センサ信号を制御装置11に送信する。なお、A/D変換器218は、電磁波受信器18が出力した電圧を増幅するアンプを備えてもよい。

0032

図2は、測定装置1の制御系の構成例を示すブロック図である。図2が示すように、測定装置1は、制御装置11、電磁波照射器12、入力装置13、電磁波受信器18、ミキサ31、抑制機構34、温度センサ35、ピペット機構37、バルブ41、駆動回路212、A/D変換器218、駆動回路231、駆動回路234、A/D変換器235、駆動回路237及び駆動回路241などを備える。

0033

制御装置11は、プロセッサ111、メモリ112、入力インターフェース113、インターフェース114、タイマ115及びバスライン120などを備える。

0034

プロセッサ111、メモリ112、入力インターフェース113、インターフェース114及びタイマ115は、バスライン120に接続する。入力装置13は、入力インターフェース113に接続する。駆動回路212、A/D変換器218、駆動回路231、駆動回路234、A/D変換器235、駆動回路237及び駆動回路241は、インターフェース114に接続する。電磁波照射器12は、駆動回路212に接続する。電磁波受信器18は、A/D変換器218に接続する。ミキサ31は、駆動回路231に接続する。抑制機構34は、駆動回路234に接続する。温度センサ35は、A/D変換器235に接続する。ピペット機構37は、駆動回路237に接続する。バルブ41は、駆動回路241に接続する。

0035

なお、測定装置1は、図2が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置1から特定の構成が除外されたりしてもよい。

0036

電磁波照射器12、ステージ16、電磁波受信器18、基板20、投入口30、ミキサ31、濾過器32、容器33、抑制機構34、温度センサ35、反応容器36、ピペット機構37、バルブ41、駆動回路212及びA/D変換器218は、前述の通りである。

0037

プロセッサ111は、制御装置11全体の動作を制御する。たとえば、プロセッサ111は、電磁波照射器12に電磁波を照射させる。また、プロセッサ111は、電磁波受信器18が受信した反射波の強度に基づいて微生物の量を測定する。

0038

たとえば、プロセッサ111は、CPUなどから構成される。また、プロセッサ111は、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)などから構成されるものであってもよい。また、プロセッサ111は、FPGA(Field Programmable Gate Array)などから構成されるものであってもよい。

0039

メモリ112は、種々のデータを格納する。たとえば、メモリ112は、ROM、RAM及びNVMとして機能する。
たとえば、メモリ112は、制御プログラム及び制御データなどを記憶する。制御プログラム及び制御データは、制御装置11の仕様に応じて予め組み込まれる。たとえば、制御プログラムは、制御装置11で実現する機能をサポートするプログラムなどである。

0040

また、メモリ112は、プロセッサ111の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、メモリ112は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

0041

バスライン120は、プロセッサ111からの制御信号を各部に供給する。また、バスライン120は、各部からの信号をプロセッサ111に供給する。

0042

入力インターフェース113は、入力装置13とデータを送受信するためのインターフェースである。入力インターフェース113は、入力装置13からの信号をプロセッサ111に供給する。また、入力インターフェース113は、プロセッサ111から信号を入力装置13に供給してもよい。たとえば、入力インターフェース113は、USB(Universal Serial Bus)接続などをサポートする。

0043

インターフェース114は、駆動回路212、A/D変換器218、駆動回路231、駆動回路234、A/D変換器235、駆動回路237及び駆動回路241とデータを送受信するためのインターフェースである。インターフェース114は、各部からの信号をプロセッサ111に供給する。また、入力インターフェース113は、プロセッサ111から信号を各部に供給する。

0044

タイマ115は、プロセッサ111の制御に従って時間を測定する。タイマ115は、プロセッサ111からの信号に従って、時間の測定を開始する。また、タイマ115は、測定した時間を示す信号をプロセッサ111に送信する。また、タイマ115は、プロセッサ111からの信号に従って、時間の測定を停止し、又は、リセットする。

0045

駆動回路231は、プロセッサ111からの制御に従ってミキサ31を制御する。たとえば、駆動回路231は、ミキサ31に電力を供給する。

0046

駆動回路234は、プロセッサ111からの制御に従って抑制機構34を制御する。たとえば、駆動回路234は、抑制機構34を構成するヒータに電力を供給する。駆動回路234は、プロセッサ111からの制御に従って抑制機構34を構成するヒータに印加する電力を制御してもよい。

0047

A/D変換器235は、温度センサ35が出力した電圧を示すセンサ信号(たとえば、デジタル信号)を生成する。即ち、A/D変換器235は、温度センサ35からの電圧をデジタル信号に変換する。A/D変換器235は、センサ信号を制御装置11に送信する。なお、A/D変換器235は、温度センサ35が出力した電圧を増幅するアンプを備えてもよい。

0048

駆動回路237は、プロセッサ111からの制御に従ってピペット機構37を制御する。たとえば、駆動回路237は、ピペット機構37にピペットチップを搬送させる。また、駆動回路237は、ピペット機構37にピペットチップの先端から試料液50を吸入又は放出させる。

0049

駆動回路241は、プロセッサ111からの制御に従ってバルブ41を制御する。即ち、駆動回路241は、バルブ41を開放及び閉鎖する
次に、基板20について説明する。
図3は、基板20の上面図である。図4は、F4−F4の断面図である。
図3及び図4が示すように、基板20は、基材21及び構造体22などから構成される。

0050

基材21は、たとえば、所定の大きさの矩形に形成される。基材21は、電磁波照射器12が照射する電磁波に対して変化を生じさせない素材から構成される。即ち、基材21は、たとえば、電磁波照射器12が照射する電磁波の周波数帯において透過性を有する素材から構成される。基材21は、シリコンから構成されるシリコンウエハなどである。また、基材21は、ポリエチレンなどの有機材料から構成されてもよい。

0051

基材の厚さは、100〜800μmの範囲である。たとえば、基材21の厚さは、525μm程度である。
なお、基材21の素材及び外寸は、特定の構成に限定されるものではない。

0052

構造体22は、基材21に支持されている。構造体22は、電磁波の反射率における周波数特性においてピークを有する。構造体22は、ピークに寄与する所定の形状の構造体から構成される。構造体22は、例えば、電磁波照射器12が照射する電磁波の周波数帯においてピークを有する。
構造体22に微生物が付着すると、構造体22の反射率は、変化する。

0053

構造体22は、環状構造である。構造体22は、一部が切断されている環状に構造である。たとえば、構造体22は、C字型に形成される。

0054

構造体22は、金又はアルミニウム(金属)などの導電体から形成される。構造体22は、複数の層を備える構造であってもよい。たとえば、構造体22は、基材21との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。

0055

たとえば、構造体22の外寸は、18μm程度である。また、構造体22の幅(環の幅)は、3μm程度である。また、構造体22の厚さは、0.1μmから50μmの範囲である。構造体22の厚さは、0.2μm程度である。
なお、構造体22は、電磁波に共振するものであればよく、構造体22の形状、大きさ及び個数は、特定の構成に限定されるものではない。

0056

構造体22は、分割リング共振器を形成する。構造体22は、分割リング共振器によってLCR(コイルコンデンサ抵抗回路を形成する。構造体22は、LCR回路によって所定の共振周波数において共振特性を有する。

0057

構造体22は、周期的に複数個配置される周期構造体として基材21上に複数個形成されている
なお、構造体22は、基材21上に形成される層であって、所定の形状の空隙を有するものであってもよい。たとえば、構造体22は、環の一部が切断する形状(C字型)の空隙を周期的に複数個有するものであってもよい。

0058

次に、制御装置11が実現する機能について説明する。以下の機能は、制御装置11のプロセッサ111がメモリ112などに格納されるプログラムを実行することで実現される。

0059

まず、プロセッサ111は、抑制機構に、試料液50に含まれる微生物の繁殖を抑制させる機能を有する。

0060

ここでは、ユーザは、投入口30に検体と洗浄液とを投入したものとする。また、第1のバルブ41a及び第2のバルブ41bは、閉鎖しているものとする。

0061

プロセッサ111は、ミキサ31に、洗浄液中において検体を粉砕させる。たとえば、プロセッサ111は、駆動回路231に、ミキサ31を駆動させる。ミキサ31は、駆動回路231からの電力によって検体を粉砕する。

0062

ミキサ31が検体を粉砕させると、プロセッサ111は、粉砕された検体が懸濁する試料液50をミキサ31から濾過器32に投入する。たとえば、プロセッサ111は、ミキサ31の下端の開閉部を開放する。

0063

濾過器32は、ミキサ31からの試料液50を濾過する。即ち、フィルタ32aは、試料液から不要な夾雑物を除去する。

0064

濾過器32が試料液50を濾過すると、プロセッサ111は、第1のバルブ41aを開放する。即ち、プロセッサ111は、濾過器32からの試料液50を容器33に投入する。

0065

容器33に試料液50が投入されると、プロセッサ111は、抑制機構34に、試料液50に含まれる微生物の繁殖を抑制させる。即ち、プロセッサ111は、抑制機構34に試料液50を加熱させる。

0066

抑制機構34は、プロセッサ111からの制御に従って試料液50を加熱する。また、温度センサ35は、プロセッサ111からの制御に従って試料液50の温度を測定する。抑制機構34は、試料液50の温度が所定の加熱温度(たとえば、100℃)になるまで加熱する。

0067

また、抑制機構34は、所定の時間(たとえば、1時間)、試料液50の温度を当該加熱温度に維持する。たとえば、プロセッサ111は、試料液50の温度が所定の加熱温度に達すると、タイマ115に時間の測定を開始させる。プロセッサ111は、タイマ115が測定する時間が所定の加熱時間を超えるまで、抑制機構34に、試料液50の温度を当該加熱温度に維持させる。

0068

また、プロセッサ111は、ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22上に添付させる機能を有する。

0069

プロセッサ111は、試料液50の加熱が完了すると、第2のバルブ41bを開放する。第2のバルブ41bが開放することで、試料液50は、容器33から反応容器36に投入される。

0070

プロセッサ111は、反応容器36において試料液50に対して所定の処理(たとえば、抗原抗体反応)を行ってもよい。

0071

ピペット機構37は、プロセッサ111からの制御に従って、反応容器36から試料液50を吸入する。ピペット機構37は、プロセッサ111からの制御に従って、吸入した試料液50搬送し基板20の構造体22に試料液50を放出する。

0072

なお、プロセッサ111は、所定のヒータなどを用いて構造体22に添付された試料液50を加熱し乾燥させてもよい。

0073

また、プロセッサ111は、基板20に添付されている試料液50に含まれる微生物の量を測定する機能を有する。

0074

ピペット機構37が基板20の構造体22に試料液50を添付すると、電磁波照射器12は、プロセッサ111の制御に基づいて構造体22に電磁波を照射する。即ち、プロセッサ111は、駆動回路212に、電磁波照射器12に所定の電圧を印加させる。

0075

電磁波照射器12が照射した照射波は、構造体22で反射する。構造体22で反射した電磁波(反射波)は、電磁波受信器18に照射される。

0076

電磁波受信器18は、反射波を受信する。反射波を受信すると、電磁波受信器18は、受信した反射波の強度(受信強度)に対応する電圧をA/D変換器218に出力する。A/D変換器218は、電磁波受信器18からの電圧を示すセンサ信号をプロセッサ111に出力する。

0077

プロセッサ111は、A/D変換器218からのセンサ信号を受信することで、受信強度を取得する。

0078

受信強度を取得すると、プロセッサ111は、受信強度に基づいて微生物の量を測定する。

0079

前述の通り、微生物が構造体22に添付されると、構造体22の反射率は、変化する。

0080

プロセッサ111は、電磁波照射器12が照射する電磁波の強度(照射強度)と受信強度とに基づいて構造体22の反射率を算出する。

0081

また、プロセッサ111は、微生物が添付されていない場合における構造体22の反射率をメモリ112などから取得する。

0082

プロセッサ111は、両反射率の差に基づいて、構造体22に存在する微生物の量を判定する。

0083

プロセッサ111は、微生物の量を判定すると、判定結果を出力する。たとえば、プロセッサ111は、表示部に判定結果を表示させる。また、プロセッサ111は、通信インターフェースなどを通じて外部装置に判定結果を送信してもよい。

0084

なお、プロセッサ111は、両反射率が一致する場合(たとえば、両反射率の差が所定の閾値以下である場合)、構造体22に微生物が存在しないと判定してもよい。

0085

次に、測定装置1の動作例について説明する。
図5は、測定装置1の動作例について説明するためのフローチャートである。
ここでは、ユーザは、検体と洗浄液とを投入口30に投入しているものとする。

0086

まず、測定装置1のプロセッサ111は、ミキサ31に検体を粉砕させる(ACT11)。ミキサ31に検体を粉砕させると、プロセッサ111は、ミキサ31からの試料液50に濾過器32を通過させることで試料液50から不要な夾雑物を除去する(ACT12)。

0087

試料液50から不要な夾雑物を除去すると、プロセッサ111は、抑制機構34に試料液50を加熱させる(ACT13)。抑制機構34に試料液50を加熱させると、プロセッサ111は、ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22に添付させる(ACT14)。

0088

ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22に添付させると、プロセッサ111は、電磁波照射器12及び電磁波受信器18などを用いて構造体22に添付されている微生物の量を測定する(ACT15)。微生物の量を測定すると、プロセッサ111は、動作を終了する。

0089

次に、プロセッサ111が抑制機構34に試料液50を加熱させる動作例(ACT13)について説明する。
図6及び図7は、プロセッサ111が抑制機構34に試料液50を加熱させる動作例(ACT13)について説明するためのフローチャートである。

0090

まず、プロセッサ111は、駆動回路241に第1のバルブ41aを開放させる(ACT21)。駆動回路241に第1のバルブ41aを開放させると、プロセッサ111は、メモリ112などから予め設定されている加熱温度及び加熱時間を取得する(ACT22)。

0091

加熱温度及び加熱時間を取得すると、プロセッサ111は、抑制機構34に試料液50の加熱を開始させる(ACT23)。抑制機構34に試料液50の加熱を開始させると、プロセッサ111は、温度センサ35に試料液50の温度を測定させる(ACT24)。

0092

温度センサ35に試料液50の温度を測定させると、プロセッサ111は、試料液50の温度が加熱温度に達したか判定する(ACT25)。試料液50の温度が加熱温度に達していないと判定すると(ACT25、NO)、プロセッサ111は、ACT24に戻る。

0093

試料液50の温度が加熱温度に達したと判定すると(ACT25、YES)、プロセッサ111は、抑制機構34に試料液50の加熱を終了させる(ACT26)。抑制機構34に試料液50の加熱を終了させると、プロセッサ111は、タイマ115を開始する(ACT27)。

0094

タイマ115を開始すると、プロセッサ111は、温度センサ35に試料液50の温度を測定させる(ACT28)。温度センサ35に試料液50の温度を測定させると、プロセッサ111は、測定した温度が加熱温度であるか判定する(ACT29)。

0095

測定した温度が加熱温度でないと判定すると(ACT29、NO)、プロセッサ111は、抑制機構34に試料液50の加熱を開始させる(ACT30)。

0096

測定した温度が加熱温度であると判定すると(ACT29、YES)、プロセッサ111は、抑制機構34に試料液50の加熱を終了させる(ACT31)。なお、抑制機構34が試料液50を加熱していない場合には、プロセッサ111は、ACT31を実行しなくともよい。

0097

抑制機構34に試料液50の加熱を開始させた場合(ACT30)、又は、抑制機構34に試料液50の加熱を終了させた場合(ACT31)、プロセッサ111は、タイマ115が測定した時間が加熱時間に達したか判定する(ACT32)。

0098

タイマ115が測定した時間が加熱時間に達していないと判定すると(ACT32、NO)、プロセッサ111は、ACT28に戻る。

0099

タイマ115が測定した時間が加熱時間に達したと判定すると(ACT32、YES)、プロセッサ111は、タイマ115を停止する(ACT33)。タイマ115を停止すると、プロセッサ111は、駆動回路241に第2のバルブ41bを開放させる(ACT34)。

0100

駆動回路241に第2のバルブ41bを開放させると、プロセッサ111は、動作を終了する。

0101

なお、ピペット機構37は、ステージ16以外の所定の場所にセットされている基板20に試料液50を添付してもよい。この場合、プロセッサ111は、所定の移動機構に、試料液50が添付された基板20を当該所定の場所からステージ16にセットさせてもよい。また、ユーザは、試料液50が添付された基板20をステージ16にセットしてもよい。

0102

また、測定装置1は、構造体22を透過する透過波の強度に基づいて微生物の量を測定するものであってもよい。たとえば、電磁波受信器18は、基板20に対して電磁波照射器12と対向する位置に形成される。電磁波受信器18は、基板20を透過した透過波の強度を測定する。

0103

また、測定装置1は、他の方法で試料液50に含まれる微生物の量を測定してもよい。測定装置1が試料液50に含まれる微生物の量を測定する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

0104

以上のように構成された測定装置は、検体から基板に添付される試料液を生成する過程において、試料液を加熱する。そのため、測定装置は、試料液に含まれる微生物の繁殖を抑制することができる。その結果、測定装置は、検体に含まれる微生物の量を正確に測定することができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る測定装置は、投入口30と容器33とが接続する点で第1の実施形態に係る測定装置1と異なる。従って、その他の点については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

0105

図8は、第2の実施形態に係る測定装置1’の構成例を概略的に示す。図8が示すように、測定装置1’は、制御装置11、電磁波照射器12、ステージ16、電磁波受信器18、基板20、投入口30、ミキサ31、濾過器32、容器33、抑制機構34、温度センサ35、反応容器36、ピペット機構37、第2のバルブ41b、駆動回路212及びA/D変換器218などを備える。

0106

なお、測定装置1’は、図8が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置1’から特定の構成が除外されたりしてもよい。

0107

制御装置11は、測定装置1’全体を制御する。

0108

投入口30は、容器33の上端に接続する。即ち、投入口30に投入された検体及び洗浄液は、容器33に投入される。

0109

容器33の下端は、ミキサ31の上端に接続する。即ち、容器33に保持された試料液50は、ミキサ31に投入される。抑制機構34は、ミキサ31が検体を粉砕する前に微生物の繁殖を抑制する。
また、容器33とミキサ31との間には、第2のバルブ41bが形成されている。第2のバルブ41bは、反応容器36への試料液50の通過を制御する。第2のバルブ41bが閉じている間において、容器33は、試料液50を保持する。

0110

ミキサ31の下端は、濾過器32の上端に接続する。即ち、ミキサ31で粉砕された検体が懸濁した試料液50は、濾過器32に投入される。

0111

濾過器32の下端は、反応容器36に接続する。即ち、濾過器32に濾過された試料液50は、反応容器36に投入される。

0112

次に、測定装置1’の動作例について説明する。
図9は、測定装置1’の動作例について説明するためのフローチャートである。
ここでは、ユーザは、検体と洗浄液とを投入口30に投入しているものとする。

0113

まず、測定装置1’のプロセッサ111は、抑制機構34に、投入された検体と洗浄液とから構成される試料液50を加熱させる(ACT41)。試料液50を加熱させると、プロセッサ111は、ミキサ31に検体を粉砕させる(ACT42)。ミキサ31に検体を粉砕させると、プロセッサ111は、ミキサ31からの試料液50に濾過器32を通過させることで試料液50から不要な夾雑物を除去する(ACT43)。

0114

試料液50から不要な夾雑物を除去すると、プロセッサ111は、ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22に添付させる(ACT44)。

0115

ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22に添付させると、プロセッサ111は、電磁波照射器12及び電磁波受信器18などを用いて構造体22に添付されている微生物の量を測定する(ACT45)。微生物の量を測定すると、プロセッサ111は、動作を終了する。

0116

プロセッサ111が抑制機構34に試料液50を加熱させる動作例(ACT41)は、ACT13と同様であるため説明を省略する。なお、第2の実施形態においては、プロセッサ111は、ACT21を実行しなくともよい。

0117

以上のように構成された測定装置は、検体を粉砕する過程及び試料液を濾過する過程の前に試料液を加熱する。そのため、測定装置は、より早期に微生物の繁殖を抑制することできる。よって、測定装置は、検体に含まれる微生物の量をより正確に測定することができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。

0118

第3の実施形態に係る測定装置は、容器33が投入口30と反応容器36と接続する点で第1の実施形態に係る測定装置1と異なる。従って、その他の点については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

0119

図10は、第3の実施形態に係る測定装置1’’の構成例を概略的に示す。図10が示すように、測定装置1’は、制御装置11、電磁波照射器12、ステージ16、電磁波受信器18、基板20、投入口30、容器33、抑制機構34、温度センサ35、反応容器36、ピペット機構37、第2のバルブ41b、駆動回路212及びA/D変換器218などを備える。

0120

なお、測定装置1’’は、図10が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、測定装置1’’から特定の構成が除外されたりしてもよい。

0121

制御装置11は、測定装置1’’全体を制御する。

0122

投入口30は、容器33の上端に接続する。即ち、投入口30に投入された検体及び洗浄液は、容器33に投入される。

0123

容器33の下端は、反応容器36に接続する。即ち、容器33からの試料液50は、反応容器36に投入される。また、容器33と反応容器36との間には、第2のバルブ41bが形成されている。

0124

第2のバルブ41bは、反応容器36への試料液50の通過を制御する。第2のバルブ41bが閉じている間において、容器33は、試料液50を保持する。

0125

次に、測定装置1’’の動作例について説明する。
図11は、測定装置1’’の動作例について説明するためのフローチャートである。
ここでは、ユーザは、検体と洗浄液とを投入口30に投入しているものとする。

0126

まず、測定装置1のプロセッサ111は、抑制機構34に、投入された検体と洗浄液とから構成される試料液50を加熱させる(ACT51)。試料液50を加熱させると、プロセッサ111は、ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22に添付させる(ACT52)。

0127

ピペット機構37に、試料液50を基板20の構造体22に添付させると、プロセッサ111は、電磁波照射器12及び電磁波受信器18などを用いて構造体22に添付されている微生物の量を測定する(ACT53)。微生物の量を測定すると、プロセッサ111は、動作を終了する。

0128

プロセッサ111が抑制機構34に試料液50を加熱させる動作例(ACT51)は、ACT13と同様であるため説明を省略する。なお、第3の実施形態においては、プロセッサ111は、ACT21を実行しなくともよい。

0129

以上のように構成された測定装置は、投入された検体を粉砕する工程と夾雑物を除去する工程とを行わない。そのため、測定装置は、上記の工程が不要な試料液に含まれる微生物の量を測定することができる。

0130

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0131

1…測定装置、1’…測定装置、1’’…測定装置、11…制御装置、12…電磁波照射器、13…入力装置、16…ステージ、18…電磁波受信器、20…基板、21…基材、22…構造体、30…投入口、31…ミキサ、32…濾過器、32a…フィルタ、33…容器、34…抑制機構、35…温度センサ、36…反応容器、37…ピペット機構、41…バルブ、41a…第1のバルブ、41b…第2のバルブ、50…試料液、111…プロセッサ、112…メモリ、113…入力インターフェース、114…インターフェース、115…タイマ、120…バスライン、212…駆動回路、218…A/D変換器、231…駆動回路、234…駆動回路、235…A/D変換器、237…駆動回路、241…駆動回路。

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