JPS58162289A - Microbiological inspection apparatus - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微生物の増殖を検定する装置に関し、とくに微
生物増殖時における培地の導電率の時間的変化を測定す
ることによって、短時間に微生物を検定する装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for testing the growth of microorganisms, and particularly to a device for testing microorganisms in a short time by measuring temporal changes in the conductivity of a medium during the growth of microorganisms.

微生物の存否、同定および存在範囲の決定は、生物学、
医学、食品、土壌、廃液などの多くの分野における分析
、判断、処理にとって極めて重要である。食品の品質管
理、廃液処理、医療、医薬品製造などは、すべて存在す
る微生物の質的および量的決定によって左右される。従
来このために！、もとのサンプルを各種の培地中で充分
に生長させることにより、はっきりしたコロニ一群を作
り、これを視覚的に測定する必要があったので、長時間
を要した。微生物のサンプルが測定や同定に充分なよう
に生長するには、何日もかかるのが常であり、数週間か
かることもある。従来法は、このように遅く、費用と時
間がかかる。また視覚法には、割合に大きい増殖面が必
要であり、計数装置を用いて多くの培地を処理すると、
非常に手数がかかる。しかし、もつとも重要なことは、
医療の場合、長時間かかるために、問題の微生物を正し
く同定しないで治療を始めなければならないことである
。病状が悪化すると、効果の有無を見きわめずに、抗生
物質のような不適当な医薬が投与されることもある。つ
まシ従来の実験的方法によって、正確に短時間に同定す
ることが困難であった。Determining the existence, identification, and extent of microorganisms is a biological,
It is extremely important for analysis, judgment, and treatment in many fields such as medicine, food, soil, and wastewater. Food quality control, wastewater treatment, medical care, pharmaceutical manufacturing, etc. all depend on the qualitative and quantitative determination of the microorganisms present. Conventionally for this! This took a long time because the original sample had to be grown sufficiently in various media to form a distinct cluster of colonies that could then be visually measured. It typically takes many days, and sometimes weeks, for a sample of microorganisms to grow sufficiently for measurement and identification. Traditional methods are thus slow, expensive and time consuming. The visual method also requires a relatively large growth surface, and processing a large number of media using a counting device
It's very time consuming. However, the most important thing is that
In the case of medicine, it can take a long time to begin treatment without correctly identifying the microorganism in question. When a patient's condition worsens, inappropriate medications such as antibiotics may be administered without knowing whether they are effective or not. It has been difficult to accurately identify these in a short time using conventional experimental methods.

本発明による装置により、培地に微生物を植えてから数
時間以内に増殖を検定することができ、しかも微生物の
種類、抗生物質の効果およびサンプルの濃度を、初めて
から数時間以内に検定することができる。微生物の検知
、同定および特徴づけが可能であり、その上、極少量の
培地と簡単な扱いやすい装置とで行なうことができる。The device according to the invention allows the growth of microorganisms to be assayed within a few hours of inoculating the culture medium, and the type of microorganism, the effectiveness of antibiotics and the concentration of the sample can be assayed within a few hours from the start. can. Detection, identification, and characterization of microorganisms is possible, and can be done with very small amounts of culture medium and simple, easy-to-handle equipment.

さらに、多数のサンプルを測定し固定するのに必要な場
所を、従来方法よりも非常に小さくできる。Furthermore, the space required to measure and immobilize a large number of samples can be much smaller than with conventional methods.

本発明により、密封された滅菌培地を有する培養室（セ
ル）が供給され、その中にたとえば接種によって微生物
を含む液体を入れ、培養時の培地の導電率を測定する。According to the invention, a culture chamber (cell) with a sealed sterile medium is provided, into which a liquid containing the microorganism is introduced, for example by inoculation, and the conductivity of the medium during cultivation is measured.

導電率の変化を経時的に記録し、類似のセルに公知の微
生物を植えたときの既知の記録と比較する。後者の微生
物濃度に対する導電率の変化はわかっているので、未知
の微生物の増殖率や濃度を決定することができる。また
各種の増殖阻止剤を加えたセルの培地に、未知微生物を
植え、導電率の変化の有無や状態を調査することにより
、未知微生物の種類と抗生物質に対する耐性を決定する
ことができる。この種の質的および量的決定の方法は、
後に詳しく述べる。Changes in conductivity are recorded over time and compared to known records when similar cells are seeded with known microorganisms. Since the change in conductivity with respect to the latter microorganism concentration is known, it is possible to determine the growth rate and concentration of unknown microorganisms. Furthermore, by planting unknown microorganisms in a cell culture medium containing various growth inhibitors and examining the presence or absence of changes in conductivity and the state of the cells, it is possible to determine the type of unknown microorganisms and their resistance to antibiotics. This kind of qualitative and quantitative determination method is
I will discuss this in detail later.

従って本発明の第１の目的は、従来方法の数分の−の時
間で、未知の微生物を同定する装置を供することにある
。本発明の第２の目的は、従来方法では数日ないし数週
間かかった微生物の種類と量との決定を、数時間以内に
する装置を供することにある。本発明の第３の目的は、
所要の多数の培地に微生物を供給した後、微生物の増殖
によって生じる培地の導電率の変化を検定する装置を供
することにある。本発明の第４の目的は、微生物を培養
する場所として使用できる独特の培養室（セル）と、こ
のセル中の培地の導電率の変化を測定する手段を供する
ことにある。Accordingly, a first object of the present invention is to provide an apparatus for identifying unknown microorganisms in a few minutes of the time required by conventional methods. A second object of the present invention is to provide an apparatus that allows determination of the type and amount of microorganisms within a few hours, whereas conventional methods require several days to weeks to determine the type and amount of microorganisms. The third object of the present invention is to
The object of the present invention is to provide an apparatus for testing changes in the conductivity of the medium caused by the growth of the microorganisms after supplying the microorganisms to a required number of mediums. A fourth object of the invention is to provide a unique culture chamber (cell) that can be used as a place to culture microorganisms, and a means for measuring changes in the conductivity of the medium in this cell.

本発明は微生物の増殖を検定する装置に関する。その際
、検定されるべき微生物で汚染された試料を微生物学的
培地に接種し、これを培養する。この装置により、培地
の最初の導電率を測定しその時間的変化を測定し、物質
交代作用によって微生物から培地中に排出された産物に
よって生じる培地の導電率の変化を観察し、これによっ
て微生物の増殖を検定する。The present invention relates to a device for assaying the growth of microorganisms. In this case, a sample contaminated with the microorganism to be assayed is inoculated into a microbiological medium and cultivated. With this device, we can measure the initial conductivity of the medium, measure its change over time, observe the change in the conductivity of the medium caused by the products excreted from the microorganisms into the medium by metasomatism, and thereby Assay for proliferation.

本発明により、培地の導電率を測定するために、零位法
による交流ブリッジを使用する。このブリッジは増殖用
培地と同じ組成を有する汚染されない培地を基準腕とし
て用いている。この場合、導電率測定のために、各種の
複数のセルを用いてもよい。個々のセルには、未知微生
物の増殖用培地（以下増殖培地という）と、これに対応
する基臨培地とがそれぞれ入れられる。According to the invention, an AC bridge with a zero position method is used to measure the conductivity of the medium. This bridge uses as a reference arm an uncontaminated medium with the same composition as the growth medium. In this case, a plurality of cells of various types may be used for conductivity measurements. Each cell contains a growth medium for unknown microorganisms (hereinafter referred to as growth medium) and a corresponding basal medium.

すべての増殖培地に検定されるべき微生物で汚染された
試料を接種し、これらの増殖培地の導電率の経時変化を
グラフとして記録する。そして得られたグラフを、同種
の培地で公知の微生物を培養して得られたグラフの既知
のデータと比較し、これによって、未知微生物を質的、
量的に検定する。All growth media are inoculated with samples contaminated with the microorganism to be assayed, and the changes in conductivity of these growth media over time are recorded graphically. The obtained graph is then compared with the known data of the graph obtained by culturing known microorganisms in the same type of medium, and from this, unknown microorganisms can be qualitatively and
Test quantitatively.

本発明によシ、微生物の増殖を検定するために使用され
る培養室（セル）中で微生物を培養し、微生物の増殖に
よって得られた培地の導電率の変化を測定し、微生物を
検定する。本発明による培養室（セル）は、滅菌できる
電気的不導体からなる容器、この容器に固定されかつ中
央に開口を有する上板またはカバー、この開口を封じる
ための弾性材料からなる栓、容器内に互いに離れて設け
られた電導性の１対の電極、電極を外部に接続するため
に、電極から容器を通って外に伸びかつ封じられたリー
ド線からなることを特徴とする。According to the present invention, microorganisms are cultured in a culture chamber (cell) used for testing the growth of microorganisms, and changes in the conductivity of the medium obtained by the growth of microorganisms are measured to test the microorganisms. . The culture chamber (cell) according to the present invention includes a container made of an electrically nonconductive material that can be sterilized, a top plate or cover fixed to the container and having an opening in the center, a stopper made of an elastic material for sealing this opening, and an inside of the container. A pair of electrically conductive electrodes are provided apart from each other, and a lead wire is sealed and extends from the electrodes through the container to connect the electrodes to the outside.

本発明により、セルの容器の少なくとも一部に未知微生
物を含む培地を入れ、たとえばステンレス鋼からなる電
極と電源とを接続する。According to the present invention, a medium containing unknown microorganisms is placed in at least a portion of the container of the cell, and electrodes made of, for example, stainless steel are connected to a power source.

本発明によシ、未知微生物を接種した特定の培地を有す
るセルの導電率を測定することにより、微生物の増殖を
短時間に検定することができる。培地を適当に選べば、
任意のサンプルにおけるバクテリアなどの微生物の有無
、種類、抗生物質耐性の検知や定量をすることができる
。According to the present invention, growth of microorganisms can be assayed in a short time by measuring the conductivity of a cell having a specific medium inoculated with unknown microorganisms. If you choose the medium appropriately,
It is possible to detect and quantify the presence, type, and antibiotic resistance of bacteria and other microorganisms in any sample.

また導電率測定のときに複数のセルを用いると・異種の
微生物を検定することもできる。Also, by using multiple cells when measuring conductivity, it is also possible to assay for different types of microorganisms.

本発明によるセルを改良して、次のように構成すること
ができる。これによって、プリント配線を応用して安価
に容易に大量生産することができ、しかも得られる検定
の結果は良好である。この場合、セルは透水性のない電
気的不導体からなる板状のベース、このベースにプリン
トされた第１電極、第１電極に接続されたリード線、非
透水性の電気的不導体からなる板状のベースカバー、第
１電極と一致するようにカバーにプリントされた第２電
極、ベースとカバーとの間に挿入された非透水性の電気
的不導体かうｆｘるスペーサー、および第１、第２を極
に接するようにセルに入れられた半液体状の培地および
第１、第２電極からのリード線からなり、その際スペー
サーは第１、第２電極と同じ外延をもつ窓を有し、これ
によって慾と電極の間のセルを限定する。The cell according to the invention can be modified as follows. As a result, it is possible to easily mass-produce the device at low cost by applying printed wiring, and the test results obtained are good. In this case, the cell consists of a plate-shaped base made of a water-impermeable electrical nonconductor, a first electrode printed on this base, a lead wire connected to the first electrode, and a water-impermeable electrical nonconductor. a plate-shaped base cover, a second electrode printed on the cover to match the first electrode, a water-impermeable electrically nonconductive spacer inserted between the base and the cover, and a first, The second electrode consists of a semi-liquid culture medium placed in a cell so as to be in contact with the electrode, and lead wires from the first and second electrodes, and the spacer has a window with the same outer dimension as the first and second electrodes. This limits the cell between the cap and the electrode.

一部のベース板と一つのカバー板の間に多数のセルを設
けることもできる。首たベース板やカバー板をプラスチ
ック板で構成することもできる。A large number of cells can also be provided between some base plates and one cover plate. The base plate and the cover plate can also be made of plastic plates.

本発明は次の知見に基いている。すべての生物は、増殖
するために栄養分を取り、廃物を排出する。この作用は
物質交代とよばれる。これについては、微生物も他の生
物と変りがなく、特定の栄養分を消化し、特定の廃物を
排出する。The present invention is based on the following findings. All living things take nutrients and excrete waste in order to grow. This effect is called alternation of substances. In this regard, microorganisms are no different from other living things, digesting specific nutrients and excreting specific waste products.

通常の栄養分は、蛋白質、炭水化物、アミノ酸、脂肪な
どの、むしろ複雑な有機物であるが、排出物は概してか
なり簡単な物質で、その多くは導電性のイオン化された
物質を含んでいる。これらのイオン性廃物が培地に排出
されると、その導電率は変化するであろう。つまり培地
の導電率は、培地中の微生物の増殖から生じるイオン化
された廃物の培地への排出によって変化する。イオン化
された排出物の量は、微生物の増殖率と、そのときの物
質交代作用と直接に依存する。そして、特定の微生物に
関しては、増殖が盛んであればそれだけイオン化された
排出物も盛んに増加し、これによって培地の導電率もそ
れだけ増大または加速される。イオン化された排出物の
量と導電率の相対的な差とは各種の微生物にとって特有
であるから、同じ増殖率をもつ別の微生物によって、培
地に排出される廃物のイオン濃度も導電率も異なる。つ
ｇ培地中で増殖する微生物は、その増殖率とその種類に
特有の排出物としてのイオン化された混合物の性質とに
よって、培地の導電率を変化させる。While the usual nutrients are rather complex organic substances such as proteins, carbohydrates, amino acids, and fats, the waste products are generally fairly simple substances, many of which contain ionized substances that are electrically conductive. When these ionic waste products are discharged into the medium, its conductivity will change. Thus, the conductivity of the medium changes due to the discharge of ionized waste products from the growth of microorganisms in the medium into the medium. The amount of ionized effluent is directly dependent on the growth rate of the microorganisms and the metamorphosis occurring. As for a specific microorganism, the more actively it grows, the more its ionized emissions will increase, and the conductivity of the medium will increase or accelerate accordingly. Because the relative differences in the amount and conductivity of ionized waste are specific to each type of microorganism, different microorganisms with the same growth rate will have different ionic concentrations and conductivities in waste emitted into the culture medium. . Microorganisms growing in a medium change the conductivity of the medium depending on their growth rate and the nature of the ionized mixture as an effluent specific to their species.

本発明の目的を効果的に達成するために、標醜的な培地
の組成を変え、導電率を最大にすることができる。この
とき、塩濃度と緩衝力とが重要である。微生物の良好な
増殖ができる範囲において、培地の塩濃度をできるだけ
低くした。To effectively achieve the objectives of the present invention, the composition of the target medium can be varied to maximize the electrical conductivity. At this time, salt concentration and buffering power are important. The salt concentration of the medium was kept as low as possible within a range that allowed good growth of microorganisms.

これによって導電率も低下するが、微生物の増殖による
培地の導電率の変化も増大する。緩衝力が低いと微生物
の増殖によるｐＨの変化が増大し、従って、導電率の変
化も増大する。本発明は、以上の現象を利用して特殊の
微生物を同定し、かつ汚染物質中の未知微生物の量を測
定するのである。本発明によシ、培地を含む導電性セル
を作シ、これに微生物を接種し、セルの導電率を記録す
る。そして導電率の変化を、同じ組成を有する汚染され
ていない培地と比較することによって、サンプル中の未
知の微生物の性質とその存在量とを検定する。このよう
に、セルの導電率の変化によって、数時間以内に微生物
を検定することができる。This also reduces the conductivity, but also increases the change in conductivity of the medium due to microbial growth. A low buffering power increases changes in pH due to microbial growth and therefore increases changes in conductivity. The present invention utilizes the above phenomenon to identify specific microorganisms and to measure the amount of unknown microorganisms in pollutants. According to the present invention, a conductive cell containing a medium is created, a microorganism is inoculated into the cell, and the conductivity of the cell is recorded. The nature and abundance of the unknown microorganism in the sample is then assayed by comparing the change in conductivity with an uncontaminated medium of the same composition. In this way, microorganisms can be assayed within a few hours by changes in the conductivity of the cell.

本発明による検定装置の実施例を示す添付図面によシ本
発明を次に詳記する。第１図の導電性培養室（セル）１
０は一般に立方体で、内部に空所があシ、側壁１１と底
部１２とは一体であり、上板１３は接着剤の類で底部１
２に結合されている。その際、セル１０が可塑性材料か
らなるときは、融接してもよい。上板１３の中央の開口
１４は、ゴムなどの弾性材料からなる栓１６で封じられ
ている。セル１０の下半分の対向する側には、二つの電
極１７が封じられ、その各接点１８が側壁１１を通って
外に伸びる部分は封じられている。電極１７は、ステン
レス鋼のような化学的に不活性な導体金属の類からなる
。底部１２、側壁１１および上板１３を有するセル１０
ｆ１ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンの類
の不活性で滅Ｗでキル材料で構成するとよい。底部１２
とそこに封じられた電極１７とを同時に成形することも
できる。上板１３も封じてもよい。The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, which show an embodiment of the assay device according to the invention. Conductive culture chamber (cell) 1 in Figure 1
0 is generally a cube with a hollow space inside, the side wall 11 and the bottom part 12 are integral, and the top plate 13 is attached to the bottom part 1 with an adhesive.
It is connected to 2. At this time, when the cell 10 is made of a plastic material, fusion welding may be performed. An opening 14 in the center of the upper plate 13 is sealed with a plug 16 made of an elastic material such as rubber. Two electrodes 17 are enclosed on opposite sides of the lower half of the cell 10, the portion of which each contact 18 extends out through the side wall 11 being enclosed. Electrode 17 is made of a type of chemically inert conductive metal such as stainless steel. Cell 10 having a bottom 12, side walls 11 and a top plate 13
It is preferable to use an inert, W-free, and kill material such as f1 polyethylene, polypropylene, and polystyrene. bottom 12
It is also possible to mold the electrode 17 and the electrode 17 sealed therein at the same time. The upper plate 13 may also be sealed.

セル１０を滅菌し、内部容量の約手分位の滅菌培地を入
れ、栓１６で封じて使用する。セル１０を大量生産する
ときは、滅菌室で連続的に作業し、特定の培地を入れた
後に滅菌包装する。The cell 10 is sterilized, filled with a sterilized culture medium approximately equal to the internal volume, and sealed with a stopper 16 before use. When the cells 10 are mass produced, they are continuously worked in a sterilized room, and after being filled with a specific medium, they are sterilized and packaged.

このようにすると、使用者は必要な培地を入れたセルを
選ぶだけでよい。In this way, the user only has to select the cell containing the required medium.

所要の培地１９を有するセル１０に栓１６をを通して注
射器などにより培養されるべき試料を植え、他の所要の
セルと共に培養容器２１に入れる。すべてのセル１０の
接点１８を培養器２１の電気ソケット２２に接続し、多
芯ケーブル２３でソケット２２を検出回路２４（第３図
）に接続する。回路２４は、電流零位調節用のホイート
ストン型ブリッジ回路２６を有し、ブリッジの一方の腕
は、植えられたセル１０に接続され、他の腕は標慈セル
１０１に接続されている。A sample to be cultured is planted with a syringe or the like by passing a stopper 16 into a cell 10 containing a required medium 19, and placed in a culture container 21 together with other required cells. The contacts 18 of all the cells 10 are connected to the electrical sockets 22 of the incubator 21, and the sockets 22 are connected with a multicore cable 23 to the detection circuit 24 (FIG. 3). The circuit 24 has a Wheatstone type bridge circuit 26 for current nulling, one arm of the bridge is connected to the implanted cell 10 and the other arm is connected to the cell 101.

後者はセル１０と同じ構成と培地とを有するが、未知の
微生物が植えられていない。ブリッジの第３の腕は適当
な値たとえば１００００Ωの固定抵抗２７を有し、第４
の腕は精密な十進抵抗器２８を有する。交流信号をブリ
ッジ回路２６に供給するために、回路２６は交流信号源
と同期検出器２９の端子３１とに接続されているので、
ブリッジ回路２６の零端子は、同期検知器２９の信号入
力端子３２に接続されたことになる。プリンストン・ア
プライド・リサーチ・インコーホレイテッド製ブロック
イン・アンブリファイヤー、ＪＢ−４型のような市販の
適当な信号発生および同期検出器を利用することができ
る。この種の装置は、ブリッジ回路２６の信号入力端子
に交流信号を供給し、ブリッジ回路の零端子を峰で発生
された交流信号の増幅度を指示することができる。The latter has the same configuration and medium as cell 10, but is not seeded with unknown microorganisms. The third arm of the bridge has a fixed resistor 27 of a suitable value, for example 10000Ω, and the fourth
The arm has a precision decimal resistor 28. In order to supply an alternating current signal to the bridge circuit 26, the circuit 26 is connected to the alternating current signal source and to the terminal 31 of the synchronous detector 29, so that
The zero terminal of the bridge circuit 26 is now connected to the signal input terminal 32 of the synchronization detector 29. Any suitable commercially available signal generation and synchronization detector may be utilized, such as the Block-in Amblifier, model JB-4, manufactured by Princeton Applied Research, Inc. This type of device is capable of supplying an alternating current signal to the signal input terminal of the bridge circuit 26 and indicating the degree of amplification of the alternating current signal generated at the zero terminal of the bridge circuit.

植えられたセル１０の導電率つまり抵抗を測定する作業
は次の通りである。培養器２１にセル１０と標準セル１
０°とを入れ、接点１８を培養器のソケット２２に接続
し、所要のセルをロータリースイッチ（図示しない）で
ブリッジ回路２６に接続し、信号発生器２９からの信号
を回路２６に加え、十進抵抗器２８を調整して同期検出
器２９の目盛を零に合わせ、ブリッジ回路をバランスさ
せる。植種されたセル１０と標準セル１０°との抵抗の
比は、固定抵抗２７と十進抵抗器２８との抵抗の比に相
当する。この回路で、セル１０の抵抗（および導電率）
を１０万または１００万分の１の誤差で測定することが
できる。高感度のため、公知の培地における微生物の発
育を短時間に検定することができる。The procedure for measuring the electrical conductivity or resistance of the planted cells 10 is as follows. Cell 10 and standard cell 1 in incubator 21
0°, connect the contact 18 to the socket 22 of the incubator, connect the required cells to the bridge circuit 26 with a rotary switch (not shown), apply the signal from the signal generator 29 to the circuit 26, and The scale of the synchronous detector 29 is adjusted to zero by adjusting the advance resistor 28, and the bridge circuit is balanced. The ratio of the resistances of the seeded cell 10 and the standard cell 10° corresponds to the ratio of the resistances of the fixed resistor 27 and the decimal resistor 28. In this circuit, the resistance (and conductivity) of cell 10 is
can be measured with an error of 1/100,000 or 1/1,000,000. Due to its high sensitivity, the growth of microorganisms in known culture media can be assayed in a short time.

接種されたセル１０の導電率をいつでも測定することが
できる。同様にして他のセルも測定し、結果を記録する
。導電率の時間的変化をプロットして得られたカーブは
、特定培地中の特定微生物の特性を示すので、時間、増
殖率、導電率のデータから微生物を短時間に同定するこ
とができる。各種微生物の抵抗と時間のカーブを示す第
４図は、同じ培地を用いて得られたもので、シュードモ
ナス、Ｅ、コリ、プロテウスおよびアースロバフタをペ
プトン１チおよびディフコ製デキス）　ＩＪン１％の培
地で培養したものである。植えた後３００分以内の抵抗
の変化を検出回路２４を用いて測定した結果は、次の通
りであった。The conductivity of the seeded cell 10 can be measured at any time. Measure other cells in the same way and record the results. A curve obtained by plotting changes in conductivity over time indicates the characteristics of a specific microorganism in a specific medium, so microorganisms can be identified in a short time from data on time, growth rate, and conductivity. Figure 4, which shows resistance vs. time curves for various microorganisms, was obtained using the same medium; Pseudomonas, E. coli, Proteus, and Arthrobacterium were grown in a medium containing 1% peptone and 1% dextrose from Difco. It was cultivated in The results of measuring the change in resistance using the detection circuit 24 within 300 minutes after planting were as follows.

シュードモナスの場合、セルの抵抗は初めに約１０３０
０Ωでとくに変化がなく、３００分後にごく緩やかに約
１０５００Ωになった。プロテウスのセルの抵抗は、初
めに約１０３００Ω、３００分後に約９０００Ωであっ
た。アースロバフタのセルの抵抗は、初めに１０３００
Ωで、３００分後に約８５５０Ωであった。このように
、同じ導電率のセルと培地とを用いて培養しても、菌種
によって導電率カーブは異なる。また第５図に示すよう
に、培地が異なると同じ微生物の導電率が変化する。こ
のことを利用して、未知の汚染微生物の特性を知ること
ができる。第５図は、セルと培地とを変えて培養したプ
ロテウスの例である。In the case of Pseudomonas, the resistance of the cell is initially about 1030
There was no particular change at 0Ω, and after 300 minutes, the value gradually decreased to about 10,500Ω. The resistance of the Proteus cell was approximately 10,300 Ω initially and approximately 9,000 Ω after 300 minutes. The resistance of the earth loft cell is 10300 at the beginning.
Ω, which was about 8550 Ω after 300 minutes. In this way, even if cells and culture medium with the same conductivity are used for culturing, the conductivity curve will differ depending on the bacterial species. Moreover, as shown in FIG. 5, the electrical conductivity of the same microorganism changes when the culture medium is different. This fact can be used to learn the characteristics of unknown contaminating microorganisms. FIG. 5 is an example of Proteus cultured using different cells and media.

標１［Ｋｏｓａｒ培地の２０％にうすめた塩とバッファ
ーとを有するクエン酸塩培地では、植えた後３０分後の
抵抗は１０３００Ωで、培養がすんだとき（４５０分後
）には１０３３０Ωであった。これに対して、１１当シ
尿素２０ｇ、燐酸カリウム１．８２＃、燐酸ナトリウム
１．９１　。Mark 1 [In citrate medium with salt and buffer diluted to 20% of Kosar medium, the resistance 30 minutes after planting was 10,300 Ω, and at the end of incubation (after 450 minutes) it was 10,330 Ω. Ta. In contrast, 20 g of siurea 11, 1.82 # of potassium phosphate, and 1.91 # of sodium phosphate.

イーストエキス０゜０２１／、フェノールレッド０．０
０２．９を含む尿素培地で培養した同じセル→→轡の抵
抗は、３０分後には１０３００Ω、３７５分後には８６
１０Ωであった。標準メチールレツドＶｏｇｅａ−Ｐｒ
ｏｓｌｃａｕｅｒ培地で培養したプロテウスの抵抗は、
３０分後には１０３００Ω、４５０分後には９９００Ω
であった。プロテウスをラクトーゼ培地（ラクトーゼ１
ｇ６、ディフコペプトン１チ）で培養したときの抵抗は
、３０分後には１０３００Ω、４５０分後には９９２０
Ωであった。Yeast extract 0°021/, phenol red 0.0
The resistance of the same cell→→轡 cultured in urea medium containing 02.9 was 10,300Ω after 30 minutes and 86Ω after 375 minutes.
It was 10Ω. Standard methyl red Vogea-Pr
The resistance of Proteus cultured in Oslcauer medium was
10300Ω after 30 minutes, 9900Ω after 450 minutes
Met. Proteus was grown on lactose medium (lactose 1
The resistance when cultured with G6, Difcopeptone 1 g) was 10,300 Ω after 30 minutes and 9,920 Ω after 450 minutes.
It was Ω.

このように各微生物は、それぞれ固有の抵抗カーブる有
するので、各種培地中での公知微生物の抵抗カーブと同
じ培地中での未知の微生物のカーブとを比較することに
よって、後者を識別することができる。In this way, each microorganism has its own unique resistance curve, so by comparing the resistance curve of a known microorganism in various media with the curve of an unknown microorganism in the same culture medium, it is possible to identify the latter. can.

本発明によるセルの感度の例として、濃度３５０．３５
００および３５０００のＥ、コリを植えたセルの導電率
を測定したところ、著しい変化が生じたのは、最低濃度
のとき３４０分、中濃度のとき２４０分、最高濃度のと
き１７５分後であった。これによって、バクテリアの数
が１０倍に増えるためには、約６０−１００分を要する
ことがわかったが、これは世代時間２０−３０分に相当
し、他の方法で測定した結果と一致している。またこの
結果、三つのバクテリアを６００分以内に検電できるこ
ともわかった。つまり血液培地およびを髄液培地の導電
率で増殖を検定すると、１０時間以下でよいが、従来方
法では５−１５日かかる。As an example of the sensitivity of a cell according to the invention, a concentration of 350.35
When we measured the conductivity of cells planted with 00 and 35,000 E, Cori, a significant change occurred after 340 minutes at the lowest concentration, 240 minutes at the middle concentration, and 175 minutes at the highest concentration. Ta. They found that it takes about 60-100 minutes for the number of bacteria to increase tenfold, which corresponds to a generation time of 20-30 minutes, and is consistent with results measured using other methods. ing. The results also revealed that it was possible to detect three types of bacteria within 600 minutes. In other words, when proliferation is assayed using the conductivity of blood media and cerebrospinal fluid media, it takes less than 10 hours, but conventional methods require 5 to 15 days.

各種の培地を有するセルを用いる２病院や微生物培養と
導電率測定を連続的に行なう時などには、培養器内にセ
ルを積重ねたり、または５０個はどのセルを受皿に並べ
、受皿の中央に設けられたソケットにセルのプラグを接
続するとよい。When two hospitals use cells with various media, or when performing microbial culture and conductivity measurement continuously, you can stack the cells in the incubator, or place 50 cells in a tray and place them in the center of the tray. It is recommended to connect the cell plug to the socket provided in the

また各微生物の特性の研究が、各種培地中での増殖の研
究ばかりでなく、増殖阻止作用を有する抗血清の研究の
ためにも要求されることがある。この場合、豊富な栄養
分を含み、所望の多数の各種微生物を充分に増殖させる
ことのできる培地、たとえば大豆のトリプシン分解物に
、特定の抗血清を加えるとよい。′ｔた増殖阻止が要求
される微生物のみに有効な抗血清を加えることによって
、未知の微生物を容易に固定することができる。たとえ
ば特定種の微生物のみに有効な１６種の抗血清を用いた
場合、そのうちの１種以上が未知の微生物に有効である
ならば、第６−１０図かられかるように、抗血清を四つ
のセルに加えるだけで、微生物を同定することができる
。第６図の抗血清は０から１５号までの番号をもってい
る。培地を含む第１のセルに少量の抗血清Ｏから７号ま
でを加え（第７図）、第２のセルに０．１．４．５．８
．９．１２．１３号（第８図）、第３のセルに０．１．
２．３．８．９．１０．１１号（第９図）、第４のセル
に０．２．４．６．８．１０，１２．１４号（第１０図
）を加える。四つのセルのすべてに未知の微生物を植え
、培養、測定する。導電率の時間的変化によって、１号
セルで微生物が増殖したことがわかれば、この物はＯか
ら７号までの抗血清によって阻止されないことになる。Further, research on the characteristics of each microorganism may be required not only for research on growth in various media, but also for research on antisera that have growth-inhibiting effects. In this case, the specific antiserum may be added to a medium containing abundant nutrients and capable of sufficiently proliferating a large number of various desired microorganisms, such as a trypsin-digested product of soybean. By adding an antiserum that is effective only against microorganisms whose growth is required to be inhibited, unknown microorganisms can be easily immobilized. For example, when using 16 types of antisera that are effective only against specific types of microorganisms, if one or more of them is effective against unknown microorganisms, as shown in Figure 6-10, four antisera are used. Microorganisms can be identified by simply adding them to one cell. The antisera in Figure 6 are numbered from 0 to 15. Add a small amount of antiserum No. 0 to No. 7 to the first cell containing the medium (Figure 7), and add 0.1.4.5.8 to the second cell.
．． 9.12.13 (Figure 8), 0.1. in the third cell.
2.3.8.9.10.11 (Figure 9), add 0.2.4.6.8.10, 12.14 (Figure 10) to the fourth cell. Unknown microorganisms are planted in all four cells, cultured, and measured. If the temporal change in conductivity indicates that microorganisms have grown in cell No. 1, this will not be inhibited by antisera from No. 0 to No. 7.

また３号セルで増殖すれば、抗血清０，１．２．３．８
．９．１０．１１号によって阻止されないことになる。Also, if it grows in No. 3 cells, the antiserum 0,1.2.3.8
．． 9.10.11 will not prevent it.

各セル中での増殖を１１阻止を０の数で示すと、四つの
セルのすべての結果を、次のように二進法であられすこ
とができる。全部のセルでの増殖は１１１１、セル１．
３号での増殖と、２．４号での阻止は１０１０．セル１
．２．３号での増殖と、４号での阻止は１１１０である
。増殖と阻止とを示すためにセルに与えた二進法の数値
は、特定の抗血清に与えられた番号に相当する値である
。つまり二進法による１１１１は十進法の１５で、０１
０１は十進法の５である。以上の抗血清の番号は、その
抗血清によって阻止された微生物の種類に対応する。同
じように６４種の抗血清を６個のセルで試験することが
できる。If we indicate the growth in each cell by a number of 11 and 0, we can express the results for all four cells in binary form as follows: Growth in all cells is 1111, cell 1.
Propagation with No. 3 and inhibition with No. 2.4 is 1010. cell 1
．． 2. Proliferation in No. 3 and inhibition in No. 4 is 1110. The binary numbers assigned to cells to indicate proliferation and inhibition are values that correspond to the numbers assigned to specific antisera. In other words, 1111 in binary is 15 in decimal, which is 01
01 is 5 in decimal system. The numbers of the antisera above correspond to the types of microorganisms inhibited by the antisera. Similarly, 64 antisera can be tested on 6 cells.

第１Ｌ１２図は他の実施例で、プリント配線によって、
多数のセルを短時間に安く作ることができる。セルの構
成は簡単であるが、その性能は第１実施例のものと同じ
である。プリントされたセルは、マイラーのようなプラ
スチックベースの薄層４１上に、アルミニウムのような
導電性金属からなる当て板４２をプリントしたものであ
る。当て板のリード線４３も同じ金・属をプリントした
もので、ベース４１の縁部のピン４４に接続されている
。ベース４１上に設けられたスペーサー４６は、マイラ
ーのようなプラスチック板からな勺、当て板４２に一致
する窓を有するので、当て板４２は上向きに開放されて
いるが、隣りの当て板から絶縁されている。半固形物の
培地４７で当て板４２を覆う。FIG. 1L12 shows another embodiment, in which printed wiring is used to
A large number of cells can be produced in a short time and at low cost. Although the cell configuration is simple, its performance is the same as that of the first embodiment. The printed cells are printed with a caul plate 42 of a conductive metal, such as aluminum, on a thin layer 41 of a plastic base, such as Mylar. The lead wire 43 of the backing plate is also printed with the same metal and is connected to the pin 44 on the edge of the base 41. The spacer 46 provided on the base 41 is made of a plastic plate such as Mylar and has a window that matches the caul plate 42 so that the caul plate 42 is open upward but insulated from the adjacent caul plate. has been done. The patch plate 42 is covered with a semi-solid culture medium 47.

その分量は、当て板４２とスペーサー４６によって限定
されたセル全部を満たすのに充分な量とする。各セルに
同一または他の培地を入れることができ、また所要の阻
止剤、増殖促進剤または抗生物質などをセルの培地４７
に加えることもできる。The amount is sufficient to fill all the cells defined by the caul plate 42 and spacer 46. Each cell can contain the same or other medium, and any necessary inhibitors, growth promoters or antibiotics can be added to the cell's medium 47.
It can also be added to.

同様のプラスチック材料からなる上板４８でセルをカバ
ーする。上板の下面の全部には、アルミニウムのような
導体金属がプリントされ、ベース４１上のすべてのセル
に対する共通電極４９をなしている。このために上板４
８の一端にビン（図示しない）が設けである。A top plate 48 of a similar plastic material covers the cell. The entire bottom surface of the top plate is printed with a conductive metal such as aluminum, forming a common electrode 49 for all cells on the base 41. For this purpose, the upper plate 4
A bottle (not shown) is provided at one end of 8.

この種のシート状セルは滅菌的に作られ、使用まで封じ
られている。使用時に滅菌された上板４８を除去し、対
象徴生物を含む液の薄層５１を、露出されたセルの全部
の培地にスプレー１＋は塗付ける。微生物の液が、培地
４７に吸収された後、再び上板４８をベース４１上に載
せる。こうして得られた小型セルは、ベースまたは底部
４１、電極４２、培地４７、微生物液５１、上板の共通
電極４９および上板４８からなる。This type of sheet cell is made sterile and sealed until use. In use, the sterile top plate 48 is removed and Spray 1+ applies a thin layer 51 of liquid containing the anti-symbol organism to all exposed cell media. After the microorganism liquid is absorbed into the medium 47, the upper plate 48 is placed on the base 41 again. The small cell thus obtained consists of a base or bottom part 41 , an electrode 42 , a medium 47 , a microbial liquid 51 , a common electrode 49 on the top plate and a top plate 48 .

次にビン４４と上板の共通電極用ビンとを導電率測定装
置に接続し、板状セルを培養器に入れる。導電率の測定
のことはすでに記載した。Next, the bottle 44 and the common electrode bottle on the upper plate are connected to a conductivity measuring device, and the plate-shaped cell is placed in an incubator. The measurement of conductivity has already been described.

プリントされたセルは、たとえば厚み１２５ミクロンの
ベース４１をもち、スペーサ−４６と培地の厚みは、約
２００ミクロンである。各画て板４２中の培地の量は約
０．２ｄで・約２１゜５９　Ｘ　２７．９４偏のシート
は約５０のセルを有する。各セルは約０．０５　′ｌＬ
ｔの微生物液を受容する。The printed cell has a base 41 that is, for example, 125 microns thick, and the thickness of the spacer 46 and medium is about 200 microns. The amount of medium in each plate 42 is approximately 0.2 d, and the approximately 21.59 x 27.94 sheet has approximately 50 cells. Each cell is approximately 0.05′lL
t of microbial fluid.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

本発明の実施例を示す添付図面において、第１図は本発
明による導電性セルの一部切欠斜視図、第２図は培養器
に数個のセルを入れ導電率測定装置に接続した状態を示
す一部切欠斜視図、第３図はセルの導電率を検定記録す
る装置の回路図、第４図は各種の微生物を同じ培地で培
養したときの導電率の時間的変化を示すグラフ、第５図
は同じ微生物を各種培地で培養したときの第４図と同様
のグラフ、第６−１０図は特定微生物を同定するために
１６種の抗血清を四つのセルに加える装置の説明図、第
１１図は第２実施例によるセルの縦断面図、第１２図は
第１１図と同様のセルの上板を除いた平面図である。 １０．１０’・・・培養室（セル）、１１・°°側壁、
１２・・・底部、１３・・・上板、１４・・・開口、１
６・・・栓、１７・・・電極、１８・・・接点、１９・
・・培地、２１・・・培養器、２２・・・電気ンケット
、２３・・・多芯ケーブル、２４・・・回路、２６・・
・ブリッジ回路、２７・・・固定抵抗、２８・・・十進
抵抗器、２９・・・同期検知器（信号発生器）、３１・
・・端子、６２・・・入力端子、４１・・・層（ベース
）、４２・・・尚て板、４５・・・リード線、４４・・
・ビン、４６・・・スペーサー、４７・・・培地、４８
・・・上板、４９・・・共通電極、５１・・・微生物液
、Ａ・・・シュードモナス、Ｂ・・・Ｅ。 コリ、０・・・プロテウス、Ｄ・・・アースロバフタ、
Ｅ・・・クエン酸、Ｆ・・・メチールレツドｖＯｇ・ト
Ｐｒｏｍｋ＊ｕ＠ｒ　ｓ　Ｇ・＝ラクトーゼ、Ｈ・・・
尿素。In the accompanying drawings showing embodiments of the present invention, Fig. 1 is a partially cutaway perspective view of a conductive cell according to the present invention, and Fig. 2 shows a state in which several cells are placed in an incubator and connected to a conductivity measuring device. Figure 3 is a circuit diagram of a device for testing and recording cell conductivity; Figure 4 is a graph showing temporal changes in conductivity when various microorganisms are cultured in the same medium; Figure 5 is a graph similar to Figure 4 when the same microorganisms are cultured in various media, Figures 6-10 are explanatory diagrams of a device that adds 16 types of antisera to four cells to identify specific microorganisms, FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a cell according to the second embodiment, and FIG. 12 is a plan view of the same cell as in FIG. 11, with the top plate removed. 10.10'...Culture chamber (cell), 11.°° side wall,
12...Bottom, 13...Top plate, 14...Opening, 1
6... Plug, 17... Electrode, 18... Contact, 19.
...Medium, 21...Incubator, 22...Electrical box, 23...Multi-core cable, 24...Circuit, 26...
・Bridge circuit, 27...Fixed resistor, 28...Decimal resistor, 29...Synchronization detector (signal generator), 31.
...terminal, 62...input terminal, 41...layer (base), 42...board, 45...lead wire, 44...
・Bottle, 46... Spacer, 47... Medium, 48
...Top plate, 49...Common electrode, 51...Microbial liquid, A...Pseudomonas, B...E. Cori, 0...Proteus, D...Arslobachta,
E...Citric acid, F...MethylredvOg・ToPromk*u@r s G.=Lactose, H...
urea.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）微生物が培地中に排出する代謝産物によって生じ
る培地中の導電率の変化を測定するための密封された微
生物培養室において、電気的不導体の不侵透性膜からな
る基板（４１）、上記基板にプリントされた第１電極（
４２）、第１電極に接続されたリード線（４３）、電気
的不導体の不侵透性膜からなり、かつ上記基板を覆うカ
バー板（４Ｂ）、第１電極と重なるようにカバー板にプ
リントされた第２電極（４９）、第２電極に接続された
リード線（４３）、基板（４１）とカバー板（４８）と
の間に挿入されたスペーサー（４６）からなり、その際
、スペーサー（４６）は上記電極と同じ外延を有する開
口を有し、これによって基板とカバー板との間に培養室
を規定し、この培養室は第１、第２電極と接触する半液
体状培地を含有し、かつスペーサーとカバー板とによっ
て封じられている構成を有する培養室。(1) A substrate (41) consisting of an electrically nonconducting impermeable membrane in a sealed microbial culture chamber for measuring changes in electrical conductivity in a culture medium caused by metabolites excreted by microorganisms into the culture medium. , the first electrode (
42), a lead wire (43) connected to the first electrode, a cover plate (4B) made of an impermeable film of an electrically nonconductive material and covering the substrate, and a cover plate (4B) that is attached to the cover plate so as to overlap with the first electrode. It consists of a printed second electrode (49), a lead wire (43) connected to the second electrode, a spacer (46) inserted between the substrate (41) and the cover plate (48), in which case: The spacer (46) has an opening with the same extension as the electrodes, thereby defining an incubation chamber between the substrate and the cover plate, which incubation chamber is a semi-liquid medium in contact with the first and second electrodes. 1. A culture chamber having a configuration in which the culture chamber contains: and is sealed by a spacer and a cover plate. （２）　　微生物が培地中に排出する代謝産物によって
生じる培地中の導電率の変化を測定することによって、
微生物の増殖を質的または量的に検定する装置において
、 電気的不導体の不侵透性膜からなる基板（４１）、上記
基板にプリントされた第１電極（４２）、第１電極に接
続されたリード線（４３）、電気的不導体の不侵透性膜
からなシ、かつ上記基板を覆うカバー板（４８）、第１
電極と重なるようにカバー板にプリントされた第２電極
−（４６）からなシ、その際、スペーサー（４６）は上
記電極と同じ外延を有する開口を有し、これによって基
板とカバー板との間に培養室を規定し、この培養室は第
１、第２電極と接触する半液体状培地を含有し、かつス
ペーサーとカバー板とによって封じられている構成を有
する、微生物培養用の多数の密封された培養室と、微生
物が排出する代ＷＭ産物によって生じた培地中の導電率
の経時的変化をグラフとして配録する手段とからなり、
微生物の増殖を質的または量的に検定する装置ｔ。(2) By measuring changes in conductivity in the medium caused by metabolites excreted into the medium by microorganisms,
A device for qualitatively or quantitatively testing the growth of microorganisms, which includes: a substrate (41) made of an electrically nonconductive impermeable membrane; a first electrode (42) printed on the substrate; connected to the first electrode; a first lead wire (43), a cover plate (48) covering the substrate;
A second electrode (46) is printed on the cover plate so as to overlap with the electrode, the spacer (46) having an opening with the same extension as the electrode, thereby forming a connection between the substrate and the cover plate. A culture chamber is defined between them, and the culture chamber contains a semi-liquid medium in contact with the first and second electrodes, and is sealed by a spacer and a cover plate. It consists of a sealed culture chamber and a means for displaying as a graph the change in conductivity over time in the culture medium caused by the WM products excreted by microorganisms,
An apparatus for qualitatively or quantitatively testing the growth of microorganisms.