JPS61247376A - 自動分析装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動分析装置に係り、特に病院などにおける細
菌検査、とりわけ尿中細菌の迅速スクリーニングに好適
な自動分析装置に関するものである。

〔発明の背景〕

細菌感染症の中でも***症は最も頻発する感染症の
１つで、女性では１〜７チ、男性では０．０４〜０．０
５４であり、検査を依頼される尿検体の１５〜２０係が
有意細菌尿である。

したがって、尿中細菌の測定は、多量の検体数をできる
だけ短時間で測定することが要求される。

尿中細菌の測定法の基本的な方法は、従来からよく知ら
れている混釈培養法である。これは試料尿を生理食塩水
によって１０２．１０’　、１０’位に稀釈して、それ
ぞれの一定量を５００のインヒユージョン寒天培地の一
定量と混和して２４時間培養し、適当な稀釈率（３０〜
３００個程度のコロニーを形成している培地が数えやす
い）の培地上のコロニーを数えて、稀釈倍率を乗じて凍
原中の閑散を求める方法である。

このほかに基準となる方法としては、食品や上下水中の
細菌測定に用いられる液体培地による段階稀釈法Ｃ最確
法）がある。この方法は、尿試料を液体培地によって段
階的Ｃ通常１０倍の稀釈段階）に稀釈して２４時間培養
後、菌の増殖を認めない稀釈段階の稀釈率より凍原中の
菌数を求めるもので、同一の稀釈段階について複数の試
験を行って最確表によって菌数を求める場合もあるので
、最確法の別名もある。

いずれにしても、このような２４時間の培養を必要とす
る基準法は、操作手技も面倒であり、前述のように多数
検体を迅速に処理する必要のある病院の細菌検査室にお
いてルーチン的に用いるには適当でない。

そのため、ルーチン検査で使用しやすい簡易検査法が数
多く開発されて汎用化されている。このような簡易法の
１つに、　ｄｉｐ　５ｌｉｄ法、Ｔ’ＴＣ櫃元法、グリ
コースオキシダーゼ法などがある。

ｄｉｐ　５ｌｉｄ法は、表面に培地が塗布されたスライ
ドを尿試料中に浸してから２４時間培養してスライド上
にコロニー密度を対称表と比較して凍原中の菌数を求め
るものである。操作は比較的簡便であるが、２４時間の
培養が必要であり、迅速性の点で問題がある。

ＴＴＣ法は、Ｔｒｙｐｈｅｎｙｌ　’ｐｅｔｒａｊｅｌ
ｉｕｍＣｈｌｏｒｉｄｅ　（Ｔ　Ｔ　Ｃと略す）が細ｌ
１ｌＷＫよって還元されて赤色不溶性のＴｒｙｐｈｅｎ
ｙｌ　Ｆｏｒｍａｚａｎ（ＴＰＦと略す）を生成する反
応を利用するもので、１０’　ＣＦＵ／−の陽性尿を検
出するために、４時間程度の培養が必要である。しかし
、簡便さと迅速性のために現在量もルーチン検査に汎用
されている。

グリコースオキシダーゼ法は、主として早朝尿の測定に
用いられる方法で、早朝尿中のグリコースを測定するこ
とによって間接的に菌数を推定するもので、所要時間は
約１０分で、迅速性の点では最も優れているが、正確度
の点では最も劣る方法といえる。

いずれにしても、これら簡易キットは、簡便であるが故
に１０５ＣＦＵ／−以上の細菌を含む有意感染尿をスク
リーニングするだけでもその正確度の点で多大の問題を
有するもので、まして、尿中の細菌数を定量することは
全く不可能である。

一方、陽性尿であっても含まれる細菌数が１０５ＣＦＵ
／−なのが１０７０ＦＵ／−なのか、陰性尿であっても
１０’ＣＦＵ／−なのか１０２０ＦＵ−なのか、すなわ
ち、尿中細菌数を定量することは、***症の治療や
予後の観察に有効であることはいうまでもない。

多量の尿検体中の細菌数を定量するためには、装体培地
による培養法を自動化する方法が有効である。しかし、
対象が微生物であるから、その自動化が遅れていた細菌
検査も１９８０年代【なって徐々に自動化の傾向が強ま
り、アボット社のカタログである「アボット社の自動細
菌検査装置」に示しであるＭ　Ｓ　−２、ｐｆ　１ｚｅ
ｒ社のカタログであるｒＡＵｔｏｂａｃ　ＭＴＳｊ　、
ＤＹＮＡＴＥＣ社のカタログであるｒＭＩＣ−２０００
Ｊなどの装置が用いられ始めた。

例えば、ＭＳ−２の場合、尿試料をユーゴン培地によっ
て５０倍に稀釈し、３７Ｃで培養して５時間以内に吸光
度０．２以上の上昇を観測したものを陽性尿とする。吸
光度０．２は、菌ｍ度として約ｌｏ’ｃＦ’Ｕ／−前後
である。すなわち、陽性尿の限界である１０’　ＣＦＵ
／−の尿は、接種後に２Ｘ１０３ＣＦＵ、／ｍｅの０度
になり、５時間の培養によって約２１５倍（−殴代時間
を約２０分七して）、すなわち、６Ｘ　１０’　ＣＦＵ
／−となり、陽性尿と判定される。また、ＭＳ−２にお
いては、この陽性限界に達するまでの時間が出力される
ので、１０’　ＣＦＵ／＋ｗ／　（凍原中漫度として）
以上の陽性尿に対しては、凍原中濃度が推定できるとさ
れている。

ユーゴングロスに尿試料を接種した後の操作は、すべて
自動化でれており、迅速性も５時間でがなり有効である
。しかし、陽性限界に達するまでの時間より凍原中濃度
を推定すること、また、一定の５時間ですべての菌種の
陽性を判断することは、菌種による世代時間（およそ１
５〜ｌｏｏ分）の差による誤差を含む欠点がある。

Ａｎｔｏｂａｃ　ＭＴＳ　　においても、はとんど同様
の測定が行われ、３時間中間値（７９係検出率）と６時
間最終値（９４鴫検出率）が報告されている。

これらの既存の自動装置を用いることによって陽性尿の
検出を行うと、５〜６時間で可能であり、しかも、その
結果は、前述の用手法簡易奔ットよりも高い。しかしな
がら、これらの迅速性、正確性は決して充分である訳で
はなく、正蓚な尿中細菌をより迅速に測定できる自動装
置の出現が期待されている。しかも、従来のこれらの機
種の最大の欠点は、増殖速度の遅い菌、例えば、ブドウ
球菌、ンユードモナスなどの陽性尿を見逃してしまうこ
とにある。すなわち、これらの菌は、５〜６１１１ｉｆ
ｌｆは１０’　ＣＦＵ／ａｔ（Ｄｇ櫨ｅｋＫ　（Ｍ尿１
０’ＣＦ’Ｕ／ｒｎｌ）からｌＸ　１０７　ＣＦＵ／ｄ
４でしか増殖しないため、陰性尿と判定されてしまう。

〔発明の目的〕

本発明は上記に菖みてなさｎたもので、その目的とする
ところは、微生物検査、特に***症の診断に必要不
可欠な尿中細菌検査を正確、かつ、迅速に行うことがで
きる自動分析装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、角セルが透光性の部材よりなる下向き
に凸型の水平面を有する複数の培養ウェルを構成する滅
菌済みの複数のブロックよりなり、このブロックを自動
供給搬送するブロック搬送機構と、上記各ブロックの各
ウェルに所定量の培地を吐出する分圧機構と、尿などの
被検試料を入れる複数の試料容器と、この各試料容器を
自動搬送する試料容器搬送機構と、上記各試料容器中の
各試料を異なった２種類の初期濃度となるように２個以
上の上記ウェル中に接種する接種機構と、上記各ブロッ
クを所定温度に保持して所定時間毎に上方向よりレーザ
光源からのレーザ光線の平行光束を照射したときの上弓
己各ウェルの散乱強度を測定する測定系の光軸を横切っ
て循環移送するインキュベータを兼ねた散乱強度測定機
構と、上記各試料毎の２種類の接種濃度における増殖曲
線から上記各試料中の細菌濃度を演算するデータ演算機
構とを具備する構成とした点にある。

〔発明の実施例〕

以’Ｆ本発明を第１図、第２図、第４図〜第７図に示し
た実施例訃よび第３図、第８図〜第２０図を用いて詳細
に説明する。

まず、本発明に至った経過について説明する。

尿中細菌を迅速に定量するためには、１０’ＣＦ（Ｊ／
−程度の菌濃度を検出できる高感度に検出法が必要であ
る。一般的に吸光光度法の濃度の検出限界はｌＸ１Ｏ−
２ＡＢＳ程度であることが知られており、これは、菌濃
度として１０’Ｃ，Ｆ（Ｊ／ｄに相当する。それゆえ、
吸光光度法を用いる限りにおいては、前述した既存の装
置の如く５〜６時間の培養が必要となる。

高感度が期待でさる方法として、蛍光法やバイオルミネ
センス法などが文献中に散見されるが、特殊な試薬や装
置ｔを必要とするこれらの方法をルーチン的に、しかも
、多数検体を処理しなければならない病院の尿中細菌検
査に応用することは全く現実的でない。

そのため、特殊な試薬などを必要とせず、吸光光度法と
同じように増殖した菌体そのものに基づく検出法が望ま
しく、免疫関連物質の測定などに応用されているレーザ
散乱法の応用が考えられる。

しかしながら、意外にもフローサイトメトリーのように
細胞や細菌の単一個体をレーザ散乱で検出する例は多い
が、集合本としての菌濃度をレーザ散乱で測定した例は
ほとんど見当らない。これは、細菌のようにル−ザの波
長に匹敵するほどの粒子径を有する物質の集合体として
の性質を見るには、レーザのような小さい光束は不適当
であるとの常識があるからかも知れない、、事実、通常
の方法によってレーザ散乱を用いると、菌種によっては
誤った結果を与えることがわかっている（詳細は後述す
る）。

まず、同一のレーザ光源を用いた場合の吸光光度法と散
乱強度法による検出感度を大腸直によって比較してみた
。光源としてはヘリウム　ネオンガスレーザ（２ｍＷ）
を使用し、大ｖｋ爾としては、標準法Ｅ、　Ｃａ１ｉ、
　ＮＩ）（Ｊ　　ＪＣ２を用いた。

第１４図は吸光光度法による場合の測定原理図で、光源
１４１からのレーザ光（光束直径０．６　ｍ　）を１０
■角セル１４２中の菌液に照射して、その出射光を適当
な距離（第１４図では１００　ｍ　ｌ隔った２枚のスリ
ット（各直径０．７ｍ）１４３゜１４３′を介してシリ
コンフォトダイオードＣ受光面３Ｘ３ｗｌ１４４で検出
しく１ｆｔ圧として測定）、菌濃度零時（ｒ０゜）と光
源１４１のオフ時（Ｔ（１）との出力の関係より各菌液
の吸光度を求めた。

大腸菌濃度と吸光度およびその多重測定時のばらつき範
囲との関係を第１５図に示した。この結果は、例えレー
ザ光のように高いエネルギーを有する入射光を用いても
、吸光光度法の検出限界は改良されず、従来と同程度の
３Ｘ１０’　ＣＦＵ／ｍｃｓ／Ｎ＝１として）楊度であ
ることを示している。

第４６図は散乱強度法による場合の測定原理図で、光源
１６１からのレーザ光を角セル１６２の直前に設けたス
リット（直径０．７Ｗ）１６３を介して角セル１６２中
の菌液に照射して、角セル１６２の直後に設けた直進光
トラップ１６４、マスク（直径１０ｍ）１６５を介して
シリコンフォトダイオード（受光面１２Ｘ１２■）１６
６によって約±５〜±３５６の前方散乱光を検出するよ
うにした。

この場合、菌濃度零と各濃度の菌液との出力電圧の差が
各濃度の菌液の散乱強度になる。大腸菌濃度と散乱強度
およびその多重測定時のばらつき範囲との関係を第１７
図に示した。Ｓ／Ｎ＝１とすると、検出限界は５Ｘ１０
’　ＣＦＵ／−となり、第１４図の吸光光度法に比較し
て６００倍以上の高感度であり、前述の尿中細菌の迅速
定量に著しく有効であることがわかった。

実際にｌＸ１０’ＣＦＵ／−の濃度となるように接種し
た大腸菌の増殖過程を第１４図の吸光光度法と第１６図
の散乱強度法の両方で比較測定した結果を第１８図、第
１９図に示した。大腸菌としては、上記の標準法ＬＣｏ
ｌｉ、ＮＩＨＪ−ＪＣ２を用い、培地としては普通ペプ
トン培地（トリプトリーヤ日水）を用いた。すなわち、
対数期にある上記株を、ｌＸ１０’ＣＦＵ／ｄとなるよ
うに上記ペプ′トン培地によって稀釈したｉ、３７Ｃで
インキュベーションしながら３０分間隔で吸光度と散乱
強度を第１４図、第１６図の系で測定した。

散乱強度法の場合は、第１９図に示すように、接種１時
間後よりその増加が確実に観察され、接種後１．５〜２
時間で陽性尿と判定することができる。これに比較して
吸光光度法の場合は、第１８図に示すように、１ｏ’　
ＣＦＵ／−の接種菌が約１０７ＣＦＵ／−まで増殖する
３〜３．５時間の間の増殖状態を観察することは全く不
可能であり、確実に陽性尿であることを判定するのに５
．５〜６時間を必要とすることがわかる。なお、本実験
において、接種菌＃度を１０４ＣＦ’Ｕ／−としたのは
、陽性尿と判定される限界の凍原試料（１×１０５　Ｃ
ＦＵ／ｄ）を培地によって１０倍に稀釈することを想定
したからである。

ｔｏ’ｃＦＵ／−から１０’ＣＦＵ／ｍまで増殖するの
忙要する３〜３．５時間は、吸光光度法を用いた場合の
大腸菌の検出の遅れであるが、菌種が異なれば、この遅
れ時間はざらに大きくなる。

上述の大腸菌標準法の世代時間は約２０分である。

***の原因菌として分離される細菌としては、大腸
菌などの腸内細菌群（１（ｌｅｂｓｉｅｌｌ　　の属。

ｐｒｏｔｅｎｓ　　属、　５ｅｒｒａｔｉａ属など）の
ほか忙プドウ球菌属、シュードモナス属、ストレプトコ
ッカス属、カンデイダなどがあるが、例えば、シュード
モナス属のあるものでは、世代時間が４０〜６０分とな
り、吸光光度法による検出遅れは６時間以上にもなり、
陽性尿を見逃す危険性が極めて高い。

このような増殖の遅い菌も第１６図のレーザ散乱強度法
では４〜５時間以内Ｋｍ実に陽性尿であることがわかる
ので、著しく有効である。

種々の菌種について検討した結果によれば、第１６図の
レーザ散乱強度法は、桿菌１球菌、ラセン菌のようにク
ランピングを起こさない菌群については著しく有効であ
り、はとんどの菌種の１０４ＣＦＵ／−接種後の確実な
菌の増殖、すなわち、凍原中の１０’ＣＦＵ／−以上の
菌の存在を１．０〜４．０時間で確実に検出することが
できる。

しかしながら、クランピングを起こしやすい連鎖球菌群
やブドウ球菌群などに属する多くの菌種は、第１６図の
散乱強度法では測定不能であることがわかった。例えば
、ブドウ球菌属の一種である黄色ブドウ球＋Ｗ　（３ｔ
ａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｎｒｅｎｓＦＪ）Ａ２０
９Ｐ、ＴＣ−１）を種ｋ（Ｄ初期＃ｌｆＫなるように前
述のペプトン培地で稀釈して３７Ｃでインキュベーショ
ンしながら、４１６図の系で測定した増殖曲線を示すと
、第２０図に示すようになる。すなわち、一度上昇した
散乱強度が菌自身は増殖しているにもかかわらす１／１
０以下に低下し念り、初期の菌量が少ないほどＮ認でき
る散乱強度に達する時間が予想以上に遅れるのみならず
、散乱強度のピーク値が低く、−見増殖していないよう
な不可解な現象を呈する。なお、第２０図の各曲線に示
しである数値は接種濃度（ＣＦＵ／ｓｔ／）を示す数値
である。

この現壕は、上述の菌群では増殖の過程においてこれら
の菌がクランピングと呼ばれる現象を起こして大きい集
塊を形成して角セル１６２底部に不均一に沈降するため
であることがわかった。また、最初の接種菌量が少ない
ほどクランピングを起こしやすく、実際には増殖してい
るに本かかわらず、散乱強度のデータ上は、増殖が遅れ
たり、途中で停止したり、溶菌（菌の死ＩＲ）したよう
な現象を呈することがわかった。

このようなりランピング現象による散乱強度測定の不具
合を解消する手段として培養時に軽い振動を加える方法
を試みたが、上記現象を安全に解決するには至らなかっ
た。

次に、本発明の実施例について説明する。第１図は本発
明の自動分析装置の散乱強度測定系の一実施例を示す原
理構成図であり、第２図は第１図の角セルの一実施例を
示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図であ
る。第１図において、１はレーザ光（光束直径０．６　
ｍ　）を発生する光源、２は角セル、３は直径０．７　
ｍのスリットで、光源１からのレーザ光は、スリット３
を介して角セル２の上方向より照射され、角セル２の底
部に接近させて設は念直進光トラップ４、直径１０寵の
マスク５を介してシリコンフォトダイオード６で±５〜
±３０°の前方散乱光の強度が検出される。角セル（培
養容器）２の底部は、第２図に示すように、中心に適当
な平面を残して下向きに凸形の形状としである。

この凸部の中心、すなわち、角セル自身の中心の光軸に
垂直なフラット面はマスク５によって定まる前方散乱光
の取り込み角度に対して必要十分な大きさとすることが
望ましい（セル底部凸部の斜面による屈折光がフォトダ
イオード６に入らない方が望ましい）。

この方法によって黄色ブドウ球菌を全く同一条件で測定
して第３図に示す結果を得た。すなわち、接種菌陵が１
０”　、１０３０Ｆ’Ｕ／−のように微廷でも、最終的
如は１０８〜１ｏ’ＣＦＵ／−に相当する２００ｍＶの
散乱強度に到達し、しかも、各接種濃度の増殖曲線は、
完全な相似形を呈しており、上述のクランピングに基づ
く不具合を完全に解消できた。

また、第３図の結果は、ブドウ球菌のように増殖速度が
遅く、従来機種では１０’、　ＣＦ　Ｕ／ａ／ａ度の接
種量では５〜６時間で検出できる濃度ＣＭＳ−２でＦｉ
６　Ｘ　１０’　ＣＦ　Ｕ／ｍｅ　）に達せず、陰性尿
と誤判定されるブドウ球菌でも２時間以内で明らかにそ
の増殖がＮ認でき、３〜４時間では１００チの自信をも
って陽性尿と判定することができる。

さらに、第３図の結東からは、各接種濃度の増殖曲、線
が相似形であり、対数期（増殖曲線の直線部分）におけ
る各増殖曲線の横軸、すなわち、時間差はほとんど一定
であり、このことは、接種濃度、すなわち、培地（よる
稀釈率を、列えば、１０’ｃＦ［Ｊ／−と１０３　ＣＦ
’Ｕ／ゴのように一桁、程度変えて両方の増殖曲線を観
測することによってその萌種の増殖速度、すなわち、世
代時間を決定することができることを示しでいる。

すなわち、世代時間（１）が測定できれば、るる稀釈率
（ｎ）の増殖曲線が１０’ＣＦＵ／−に相当する散乱強
度に到達するまでの時間（Ｔｌとの関係から放尿中の細
菌濃度（Ｘ）を次式によって求めることができることは
明白である。

仮に測定時の培地による稀釈率を１０倍、１００倍の２
．Ｗｉ類とすると、その増殖曲線Ａ、Ｂの対数期の時間
差（ｔ′）と世代時間（１）との関係は次式で示される
。

以下、本発明の自動尿細菌測定の自動分析装置の実施例
について説明する。

第４図は本装置で用いる培養兼散乱強度測定用ブロック
の一実施例を示す構造図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は
縦断面図、（Ｃ）は側面図である。このブロックは透光
性のメタクリル樹脂の成形品で、成形後ガス酸層処理し
て１００個単位で梱包され、使用後は内容物共に滅＃ｉ
廃棄されるディスポーザブル容器である。

ブロック２２の内部は、図に示すように隔壁で仕切られ
た１０個の独立のウェル２１（内容積５００μｔ）が構
成してあり、各ウェル２１の内部底部は、下向きに凸形
の形状に成形しである。

さらに、ブロック２２の上部外周にブロック移送時の転
倒防止のための※字形溝が形成しである。

第５図は被検尿用試料容器の一実施例を示す構造図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であり、試料容器２３
は透光性である必要はなく、ポリエチレンの成形品で、
その内部は隔壁によって５個の独立したウェルに仕切っ
てあり、５検体の尿試料を入れることができる。各ウェ
ルは１ｒＲｔの尿試料を入れたとき、その深さが約３．
３　Ｍとなるように約３−の断面積を有している。また
、これらは、成形後ガス滅菌して５０ｉｖＡ単位で梱包
され、使用後は内容物とともに滅菌して廃棄されるディ
スポーザブル容器となっている。また、上部外周には移
送時の転倒防止のためのＶ字形溝が形成しである。

上記ブロック２２および試料容器２３は、測定時に移送
用レールとして兼用される装置本体に着脱自在のそれぞ
れの容器の専用セットレールに装着される。

第６図は専用セットレールの一実施例を示す構造図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。セットレール
７は、アルミ合金製で、内部にはブロック２２あるいは
試料容器２３のＶ字形４に対応する凸形のＶ字形レール
７１が設けである。図中の１点鎖線はこのセットレール
７内にセットされたブロック２２あるいは試料容器２３
の状態を示している。また、この各セットレール７は、
装置本体への着脱および運搬の便宜のための取手７２、
装置への装着時の位置決めビン７３が設けてあり、さら
に、その底部にはブロック２２または試料容器２３の移
送板の軸を通すための切り欠き７４が設けである。そし
て、１本のセットレール７には、１００個のブロック２
２または５０個の試料容器２３（２５０検体分）がセッ
トされる。

第７図は本発明の自動分析装置の一実施例を示す全体構
成斜視図である。本装置は尿中細菌の測定のはかに薬剤
感受性試験をも行う構成になっているが、ここでは尿中
細菌の定量に限定して説明する。

本装置は大別して測定部３１と制御部３２とより構成し
てめシ、制御部３２は、１６ビツトマイクロコンピユー
タ、カラーＣＲＴ３２１，２ドライブフロッピーディス
クメモリ３２２、プリンタ３２３、操作卓３２４、イン
ターフェイス（図示せず）などから構成してあり、検体
属性のデータの入力や測定部３１の動作の制御、測定結
果の演算記憶２表示、出力、統計処理などを行う。

測定部３１は、図示の都会上、空気恒温槽を形成する上
部カバー８を開いた状態を表示しである。

以下、尿中細菌測定に限って動作を説明する。

尿中細菌の測定に当っては、オペレータはまず試料容器
用セットレール７ａｔ［置より外して、第５図に示した
試料容器２３の各ウェルにｌ−ずつの被検尿試料を入れ
（１容器に５検体ずつ）セットレール７ａ中にセントす
る（最大５０容器、２５０検体までセットできる）。こ
のセットレール７ａ（ｆ−襄＋賃左端の試料供給部に図
示のように装着すると同時に、装置右端の試料容器収納
部には空の試料容器用セットレール７ａ′を装着する。

また、ブロック供給部のブロック用セットレール７ｂ中
には前述の滅菌済みブロック２２を５０１個または１０
０１固（試料容器用セットレールアａが空になったら別
の試料容器用セットレール７ａを装着して５００検体の
同時測定を行う場合であり、通常の２５０検体以下の場
合は、５０個のブロック２２をセットする）をセットす
る。試料容器用セットレール７ａ’は、薬剤感受性試験
時に用いられるもので、尿検査では使用されない。また
、左側のセットレール７ｂ’には空のブロック２２がセ
ットされる。

また、培地用瓶９０１本に普通ペプトン培地（トリプト
ンーヤ日水）をセットする。

次に、空気恒温槽を形成する上部カバー８を閉めて、カ
バー８の接種ピン移動用窓１０を開いて、装置の主スィ
ッチをオンする。操作卓３２４より各被・検尿試料毎に
検体属性データＣ氏名、ｌｊ別。

採尿条件など）や培地の種類と入力した後、測定開始の
指示を入力する。ここ１での操作は、オペレーターの手
動操作であり、以後の測定操作はすべて自動的に実行さ
れる。

装置が稼動状態に々ると、まず、最初の滅菌済み空ブロ
ック２２がブロック用セットレール７ｂより押し出され
（矢印Ａ）、前部の固定レール上を左方向に２秒間隔で
ウェル間距離に等しいビッツチで間欠的に移送される。

そして、セットレール７ｂよりは２０秒間隔で新しい空
ブロック２２が供給される。

左方向に間欠的に移送された各ブロック２２が培地分圧
位置に到達すると、培地分圧機構１１が・動作して、指
定された培地を先頭、３番目、５番目、・・・・・・、
９番目、すなわち、奇数番のウェルには１８０μｔ１残
りの偶数番目のウェル（２，４゜・・・・・・、１０番
目）Ｋは１９８ａｌずつ定量分圧される。

この分圧機構１１は、前面パネル内に設けられた３つの
シリンジ機構（図示せず）と対応して３種の培地用瓶９
のどれかの培地を定量分圧するもので、必要忙応じて、
例えば、その日の分圧処理がすべて終了したら、洗浄槽
に移行して流路系全体を殺菌ｆｆ（１％次亜塩素酸ナト
リウム）と滅菌水で洗浄することもできる。

各ブロック２２がさらに左方向に移動されて、固定し〜
ル上の左端まで達すると、ブロック用セットレール７ｂ
’の方向に移送され（矢印Ｂ）、試料接種位置において
２０秒間停止する。試料接種位置は、固定レールより１
ブロック分後方である。

これと同期して対応する尿試料容器２３が試料容器用セ
ットレール７ａより押し出され（矢印Ｃ）、前方下段の
固定レール上を右方向に移送され、ブロック２２と対応
する位置に停止している。すなわち、セットレール７ａ
からは２０秒間隔で新しい尿試料容器２３が押し出され
、下段の固定レール上を２０秒間隔で右方向に間欠的に
移送され、右端に達した各試料容器２３は、セットレー
ル７ａと実質上は同一構造の試料容器用収納レール１２
中に収納される。

また、ブロック２２と試料容器２３の移送と同期して接
種ビン駆動機構１３が動作して、これによって駆動され
る接種ビン１４によって各ブロック２２の全ウェルに一
定量の尿試料が接種される。

接種ピン１４は、左から奇数番の５木は２０μｔ、偶数
番の５木は２μｔの接種量である。すなわち、試料容′
！％２３中の５検体の尿が奇数番目のウエルで１０倍、
偶数番目のウェルでは１００倍に稀釈接種される。仮に
陽性尿の限界でめるｌＸｌ０’ＣＦＵ／−の尿試料を仮
定すると、奇数番目のウェルの接種直後の濃度はｌＸ１
０４　ＣＦＵ／−で、右隣の偶数番目のウェルのそれｆ
′ｉｉ　Ｘ　１０３ＣＦＵ／−である。

この試料接種機構は、前述のように２０秒間隔で動作す
るが、この中には高温滅歯炉１５中での先端部の滅菌（
３秒）、冷却（１０秒）、接種（７秒）の動作が含まれ
る。

試料を接種された各ブロック２２は、次の２０秒のサイ
クル中にセットレール７ｂ’中を最後部まで移送され、
次のサイクルから後方の固定レール上を右方向に２秒間
隔でウェル間ピッチで間欠移送される。

この後方の固定レール上には、第１図、第２図の原理図
に基づく散乱強度測定用のシリコンフォトダイオード６
を含んでいる光度計１６が設定してあり、各ウェルの初
期散乱強度が測定される。

測定終了後の各ブロック２２は、後方の固定シル上をさ
らに右方向に移送され、ブロック用セットレール７ｂ中
に移送嘔れ、未使用ブロック２２の末端よシ順次配列さ
れる。

約１７分で５０個の試料容器２３中の２５０検体の尿試
料のすべてが５０ｆｆｆｄのブロック２２に接種され、
未使用のブロン゛り２２はなくなる。この状態で培地分
圧機構１１と接種ビン機構１４は後方で停止し、カバー
８の接種ビン移動用窓１０が閉じられる。

次いで各ブロック２２は、ブロック用セットレール７ｂ
、７ｂ’と前部および後部の固定レールで構成される循
環路ｆ：１５分Ｃセ分計セットレール７ｂ′上の移送速
度１８秒／ブロック、固定レール上の移送速度１．５秒
／ウェル）サイクルで間欠的に循環移送される。すなわ
ち、すべてのブロック（全ウェル）の散乱強度が１５分
間隔で測定され、記憶される。

また、装置の測定部３１のベース板と上部カバー８で構
成される空気恒温槽には、３７Ｃ±０．５Ｃの恒温空気
が循環され、全ウェルの内容液の温度が３７Ｃ±ＩＣに
保たれる。

第８図は第７図の接種ビン１４の動作原理説明図で、（
ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。１０本の接種ピ
ン１４は、前述のように、２０μｔと２μｔの２本で１
組となり、尿試料を１０倍と１００倍に稀釈接種する。

高温滅薗炉１５は、赤外線ヒータ１７を内蔵しており、
その内部の温度は５００Ｃ±２００に制御されている。

５００ｔ：’の高温下では、すべての菌種は３秒以内で
完全に死滅することが確認されている。接種ピン１４は
、図中の矢印■〜■で示した動作順序によって試料容器
２３中の５検体の尿試料の２０μｔと２μｔ２対応する
ブロック２２の１０個のウェル中に同時に接種する。そ
して、１試料容器２２（５検体）の接種が終了する毎に
接種ピア１４の先端部が高温滅菌炉１５中に３秒間下降
して滅菌される。そして、滅菌炉１５より上昇して充分
に冷却されてから次の試料の接種動作を実行する。

接種ピン１４の１０秒間の自然冷却が不充分な場合は、
細菌用フィルタを通した常温の高圧空気で接種ピン１４
の先端を強制的に冷却することが望ましい。接種ピン１
４の材質としては白金が好ましいが、耐熱特殊鋼、例え
ば、５Ｕ８３２１なども使用できる。また、接種ピン１
４の先端の形状は、第８図（ａ）のＡ部拡大図である第
８図（Ｃ）に示すように、２μｔの方は単純な丸棒でよ
いが、２０μＬの方は、図中に示しであるように、適轟
な溝１８を設けて毛管現象によって試料液を保持する構
造として、移動中の落下や飛び敗りを防止することが望
ましい。

第９図は第７図の測定部３１の測定系の一実施例を示す
構造図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図で
ある。第７図に示したように、レーザ光源１よりの光束
（直径０．７■）は、平面ミラー１９によって９０°曲
げられて第９図の光度計のカバー９１のスリット９２よ
り導入され、光度計内部で再度平面ミラー９３によって
９０°曲げられて下向きの垂直光として直径０．７　ｔ
ｔｕａのスリット３を介してブロック２２の各ウェルの
ほぼ中心に照射される。

ブロック２２ば、２秒（最初のサイクル時のみ］または
１．５秒（２回目以降）間隔でウェル間距離に等しいピ
ッチで間欠移送（移動０．１秒、停止１．９または１４
秒）される。各ウェルの散乱強度、すなわち、細菌濃度
に比例したシリコンフォトダイオード６の出力心土は１
６０ｍ＆積分型Ａ−Ｄ変換器（図示せず）を介してマイ
クロコンビエータ（図示せず）に取り込まれる。

なお、シリコンフォトダ・ｆオード６は、できるだけブ
ロック２２、すなわち、ウェル２１の底面に接近させ、
直進光を遮断し、散乱光の取り込み角度を規定するブロ
ッカ−２０を介して散乱光を検知する。また、第９図で
は、ブロック円の直、径３晴、取り込み円の直径７Ｍで
、散乱光の取り込み角度は±５〜±３０’としである。

このブロック２２は、レーザ光を反射しない材とするの
が好ましく、表面？：荒した黒の紙テープをリン育鋼（
ブラック二ッケルメフキ）の薄板表面に貼りつけること
によって好結果を得た（濁りのない被検液に対する出力
′地圧が小さいほど高感度の散乱光測定が可能である）
。

水装置では、測定開始後２時間で＋”４性尿（凍原換算
でＩＸＩ　Ｏ’　ＣＦＵ／−以上）、凝場性尿（１０４
〜１０Ｓ　ＣＦＵ／ｄ）、陰性尿（１０４ＣＦＵ／ｓａ
／）の断定結果を報告できるが、培養はそのまま継続さ
せることも可能であり、前述の方法で凍原中細菌濃度の
定量値を求めることができる。

なお、判定の方法は、２時間後に１０倍、１００倍博釈
の両方とも１０Ｓ　ＣＦＵ／ｄ（測定液中で）に相当す
る散乱強度の上昇ｆ約０．３　ｍ　Ｖ　）が観察された
場合が陽性、１０倍稀沢の方のみ上昇が認められるもの
が凝場性、両方とも上昇が認められないものが陰性であ
る。また、判定時間をキー人力によって４時間、６時間
後のようえ変更して再演算することもできる。

次に、実験例について説明する。

実験例１ 陽性尿、凝陽性尿、陰性尿を第７図の装置を用いて実測
した。ただし、培地としては、普通ペプトン培地（トリ
プトノーヤ日水）を用いた。それぞれの増殖曲線は第１
０図〜第１３図に示した。

なお、各図中には認漠変の演算法も示しである。

第１０図は表皮ブドウ球菌感染による陽性尿の測定例で
あり、陽性の判定は、培養後１時間で可能である。菌数
の定置値は３時間で可能であり、２．７３　Ｘ　ｌ　０
７　ＣＦ（Ｊ／−となり、混釈培養による標準法による
測定−ｔ　３．５　ｘ　１０７ＣＦ　Ｕ　／　ａｔと一
致した。

４１１図、第１２図は大腸菌感染による疑陽性尿の測定
例で、測定開始後２時間で疑陽性の判定が可能であり、
４時間あるいは５時間後に４．５Ｘ１０’　ＣＦＵ、／
Ｍｔ、　　７．２　ＸＩ　０３ＣＢ’Ｕ／ｍｌ）定量値
が得られ、それぞれ混釈法の測定値５．１×ｌｏ’　、
６．５Ｘ　１０３　　ＣＦＵ／ａｔと一致した。

第１３図は緑膿菌を１０３ＣＦＵ／−程度に添加した疑
似的陰性尿の測定例であり、測定開始後２時間で陰性と
判定でき、１１時間の培養によって定置１１ＩＬ４８０
ＣＦＵ／ゴが得られ、混釈法の定量値５２０ＣＦＵ／−
とよく一致した。

実験例２ 液体培地段階稀釈法によってｌＸ１０５〜１×ｔＯａｃ
Ｆｏ／＊の陽性尿２００検体を選別して、これを実験例
１と同様の方法で測定し、２時間。

４時間、６時間で陽性判定を行った。その結果を第１表
に示したが、２時間判定で９４俤の検出率、４時間判定
で９９．５％の検出率、６時間判定で１００優の検出率
を得た。スクリーニング検査としては２時間値が充分に
使用できることが示唆された。

第１表 なお、１２時間でｌ　ＯＯＣＦＵ／ｍｔ前後、１８時間
で数ＣＦＵ／ｍ程度の細菌を定着できる本発明に係る装
置は、尿試料のほかに糧々の食品や上下水などの衛生管
理にも応用できることは明白である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、尿中細菌のスク
リーニング検査は従来の１／２〜１／３の２時間で９４
俤の陽性床を検出することができ、かつ、被検尿試料を
試料容器に入れて装置にセットするのみですべての操作
が自動化され、２５０検体あるいは５００検体の同時処
理が可能であり、***症のスクリーニング検査にお
ける省力化をはかることができ、さらに、従来と同様の
６時間培養を行うことによって、陽性床および凝陽性尿
の細菌数を、また、１２時間の培養によって陰性床や食
品中の１００ＣＦＵ／ｄ程度の細菌数を正確に定量する
ことが可能であり、***症の治療や予後の観察や食
品の衛生管理などく極めて有効であるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動分析装置の散乱強度測定系の一実
施例を示す原理構成図、第２図は第１図のセルの一実施
例を示す図、第３図は第１図、第２図により黄色ブドウ
球菌を測定した結果を示す線図、第４図は測定兼培養容
器（セル）の一実施例を示す構造図、第５図は被検試料
の菌液をセットするための試料容器の一実施例を示す構
造図、第６図は専用セットレールの一実施例を示す構造
図、第７図は本発明の自動分析装置の一実施例を示す全
体構成斜視図、第８図は第７図の接種ビンの動作原理説
明図、第９図は第７図の測定部の測定系の一実施例を示
す構造図、第１０図〜第１３図はそれぞれ第７図の装置
傾よる実験例の結果を示す増殖曲線図、第１４図は吸光
光度法による場合の測定原理図、第１５図は稟１４図に
よる場合の大１腸菌濃度と吸光度およびその多重測定時
のばらつき範囲との関係を示す線図、第１６図は散乱強
度法による場合の測定原理図、第１７図は第１６図によ
る場合の大腸菌濃度と散乱強度およびその多重測定時の
ばらつき範囲との関係を示す線図、第１８図、第１９図
はそれぞれ第１４図、第１６図の場合の培養時間と吸光
度、培養時間と散乱強度との関係を示す線図、第２０図
は第１６図による場合の連鎖球菌群やブドウ球菌群の培
養時間と散乱強度との関係を示す線図である。 １・・・レーザ光源、２・・・角セル、３・・・スリッ
ト、４・・・直進光トラップ、５・・・マーク、６・・
・シリコンフォトダイオード、７・・・セットレール、
８・・・上部カバー、９・・・培地用底、ｌＯ・・・接
種ビン移動用窓、１１・・・培地分圧機構、１２・・・
試料容器用収納レール、１３・・・接種ピン駆動機構、
１４・・・接種ビン、１５・・・高温滅菌炉、１６・・
・光度計、１７・・・赤外線ヒータ、２０・・・ブロッ
カ−１２１・・・ウェル、２２・・・ブロック、２３・
・・試料容器、３１・・・測定部、３２・・・制御部、
７１・・・Ｖ字形レール、７２・・・取手、７３・・・
位置決めピン、７４・・・切り欠き、９１・・・カバー
、９２・・・スリット、９３・・・平面ミラー、３２１
・・・カラーＣＢ、Ｔ、３２２・・・２ドライフ゛フロ
ツピーデイスク、３２３・・・プリンタ、３２４・・・
操作卓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光をスリットを介してセルに照射して、
   直進光トラップ、マスクを介して光度計で前方散乱光を
   検出するようにした細菌などの微生物を検査する自動分
   析装置において、前記セルが透光性の部材よりなる下向
   きに凸型の水平面を有する複数の培養ウェルを構成する
   滅菌済みの複数のブロックよりなり、該ブロックを自動
   供給搬送するブロック搬送機構と、前記各ブロックの各
   ウェルに所定量の培地を吐出する分圧機構と、尿などの
   被検試料を入れる複数の試料容器と、該各試料容器を自
   動搬送する試料容器搬送機構と、前記各試料容器中の各
   試料を異なつた２種類の初期濃度となるように２個以上
   の前記ウェル中に接種する接種機構と、前記各ブロック
   を所定温度に保持して所定時間毎に上方向よりレーザ光
   線の平行光束を照射したときの前記各ウェルの散乱強度
   を測定する測定系の光軸を横切つて循環移送するインキ
   ュベータを兼ねた散乱強度測定機構と、前記各試料毎の
   ２種類の接種濃度における増殖曲線から前記各試料中の
   細菌濃度を演算するデータ演算機構とを具備することを
   特徴とする自動分析装置。 ２、前記２種類の初期濃度は、一方が他方の４〜２０倍
   である特許請求の範囲第１項記載の自動分析装置。 ３、前記データ演算機構は、前記被検試料が尿であると
   きは前記２種類の接種濃度における増殖曲線から陽性尿
   であることを判別する機能を備えている特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の自動分析装置。