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JPH0456599B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0456599B2
JPH0456599B2 JP59209596A JP20959684A JPH0456599B2 JP H0456599 B2 JPH0456599 B2 JP H0456599B2 JP 59209596 A JP59209596 A JP 59209596A JP 20959684 A JP20959684 A JP 20959684A JP H0456599 B2 JPH0456599 B2 JP H0456599B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
infrared
absorption
container
microorganisms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59209596A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60121000A (ja
Inventor
Maaku Paakusu Etsuchi
Ii Aaneru Josefu
Aaru Matsukaashii Roorensu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Becton Dickinson and Co
Original Assignee
Becton Dickinson and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Becton Dickinson and Co filed Critical Becton Dickinson and Co
Publication of JPS60121000A publication Critical patent/JPS60121000A/ja
Publication of JPH0456599B2 publication Critical patent/JPH0456599B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/46Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of cellular or enzymatic activity or functionality, e.g. cell viability
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor

Landscapes

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に微生物の同定に関するものであ
る。さらに詳しくは、複数の基質における増殖で
生ずる未知微生物の二酸化炭素発生特性を同じ複
数の基質における増殖で生ずる既知微生物の特性
と比較することにより未知の微生物を同定するこ
とに関する。
生物同定の一般的方法の中には通常培養技術が
含まれる。一般に、この方法は検体を適当な増殖
培地に接種し、固形寒天培地に微生物を塗布しう
るような濃度になるまでこの検体中に存在する微
生物を生育させることからなる。次いで微生物を
比較的純粋な濃厚な検体として回収する。次いで
微生物を顕微鏡下の観察により集落的形態とグラ
ム反応にしたがつて同定する。培養技術は時間が
かかり全く完全な方法とは言えないことがしばし
ばある。微生物同定のためにより一層迅速で完全
な方法が必要とされる。
未知微生物の同定のために複数の基質から生ず
る標準微生物の特性を描きこれを使用することは
知られている。臨床検体から細菌を同定する商業
的方式は、Becton,Dickinson and Companyの
BBL Microbiology System部から商品名
SCEPTORとして手に入れることができる。この
方式を用いるには、パネルの分離されたくぼみに
ある複数の増殖基質のそれぞれに未知の検体を接
種する。代謝活動たとえば炭水化物の酸化または
アミノ酸の脱アミノ化もしくは脱カルボキシル化
が行なわれると、微生物が基質を利用している当
該くぼみにおいて色が変化するという結果にな
る。未知微生物の代謝活動の特性を様々な既知微
生物の特性と比較することにより同定を行なう。
C14でラベルした基質の代謝を利用して放射性
ラベル付き二酸化炭素を産出するという別の微生
物同定方式が、Schrotの米国特許第3946496号お
よび同第4057470号に記載されている。この
Schrot法においては生じた14CO2を集め、核計測
手段(nuclear counting means)で分析して放
射性呼吸測定グラフを構成する。Schrotの特許
に記載されたこの方法は高価な放射性ラベル付き
基質と核計測装置を必要とする。さらに、検出を
発展させデータを評価するに十分な時間各基質か
ら発生する14COを計測する必要がある。
市販の食品における微生物汚染を測定する手段
としてヘツドスペースガスにおけるCO2の赤外線
検出がC.H.Threlkeldにより記載されている(J.
of Food Science,47、1225(1982))。しかしな
がらこの方法は検出について扱つているだけで同
定に関するものではない。
すなわち、微生物同定のための迅速な手段を提
供するのが本発明の最も重要な目的である。本発
明の別の目的は、放射性ラベル付き基質に依存す
ることのない迅速な微生物同定のための手段を提
供することである。さらに本発明の別の目的は、
反応結果を分類するための化学標識剤または他の
添加された指示薬剤に依存することのない微生物
同定方式を提供するものである。さらに本発明の
別の目的は、反応結果を肉眼で判断する際存在す
る不一致を除くように、自動検出手段を施しやす
い方法を提供するものである。
本発明は検体たとえば血液、尿、脊髄液、水等
における微生物の同定のための装置および方法を
提供するものである。本発明は複数の基質に未知
微生物の検体を接種することからなる。基質は
様々に異なつた炭素源たとえば炭水化物およびア
ミノ酸ならびに微生物生長に必要な他の成分を含
む。各々の基質は特定の微生物により代謝されう
る。接種された基質は、いくつかの炭素源を代謝
分解して二酸化炭素を産出しうるに十分なように
予め決められた時間培養される。微生物による各
炭素源の二酸化炭素への代謝発生は、検体中に存
在するいずれかの微生物の代謝により生ずるガス
を赤外線分析することにより測定される。二酸化
炭素の検出は、炭素源代謝の陽性指標とみなされ
る。同様に、赤外線分析により検出しうる量の二
酸化炭素を未知微生物が産出し得ないことは、特
定炭素源の代謝の陰性指標とみなされる。未知有
機体の炭酸ガス発生特性は、複数の炭素源を使用
して得られる陽性および陰性代謝結果を調べるこ
とにより得られる。このようにして得られた特性
を公知微生物から得られる特性と比較する。1つ
の既知微生物の特性と未知微生物の特性との相応
関係により未知微生物を同定する。
本発明の方法により既知微生物について描かれ
た特性は同じ有機体について他の方法で描かれた
特性とは異なることがある。他の方法は、色の変
化により陽性反応を表示するために検体中に存在
する酸−塩基指示薬を利用する。これらの方法に
おいては、発酵反応は酸が生成しそれに続いてPH
値が下がり陽性を示すことにより検知され、一方
脱カルボキシル化反応はPH値が上昇すことにより
検知される。二酸化炭素はこれらのまたは同様の
代謝反応の結果として生じうることもあるしまた
は生じないこともある。
本発明方法は、複数の異なつたそして分離した
炭素源用の容器、各容器に未知微生物の検体を接
種するための手段、接種された容器を正常な代謝
過程発生を促す状況下に置く手段、および炭素源
の代謝の結果として生成する二酸化炭素ガスを分
析して各特定増殖培地で代謝が生ずるかどうかを
測定するための赤外線手段とを備えた装置におい
て行なわれる。
第1図は本発明の原理を示す装置を表わす。
第2図は二酸化炭素の赤外吸収スペクトルおよ
び2300〜2400cm-1間の吸収帯を表わす。
第3図、第4図および第5図は、各々ポリメチ
ルペンテン、硼珪酸ガラスおよびソーダ石灰ガラ
ス容器についての興味ある区域における二酸化炭
素の赤外吸収スペクトルを表わす。
第6図および第7図は、様々なレベルの二酸化
炭素を含むポリメチルペンテンプラスチツクおよ
び硼珪酸ガラス容器の赤外線走査を表わす。
第8図および第9図は様々な増殖培地における
微生物の代謝による二酸化炭素の産生を示す。
第10図および第11図は、様々な炭素源の微
生物代謝による陽性および陰性の二酸化炭素産生
を示す。
本発明の実施に適する装置は第1図において数
字11により示される。本発明の装置11におい
て、増殖培地における微生物の代謝により産生す
るCO2の有無は、赤外線ビームを容器の側壁に通
過させ容器内にて代謝により産出するガスの赤外
吸収を検出することにより調べられる。容器はバ
イアルまたは他のいかなる単管状もしくは多管状
容器でもよい。
分析されるべき検体、たとえば血液、尿等の患
者の検体または様々な発生源(水、土壌、食物、
患者の検体等)から培地で生長した有機体を、微
生物の代謝においてCO2を産生するのに適する増
殖培地と一緒に滅菌容器13に入れる。その後こ
の検体を容器中で培養する。適当な間隔ごとに、
容器を赤外線発生装置15と赤外線検知器17と
を備えた赤外線測定装置に移動させる。容器のヘ
ツドスペース(上部空間)における赤外吸収を検
知し、光信号21とコンピユータプリントアウト
23との同時表示を備えたメータ19に表示す
る。
容器13は誘導路25に配置される。この誘導
路は線状、環状または曲折した形状のものでよ
く、赤外線発生装置と赤外線検知器との間に容器
13を容易に位置せしめるためのものである。第
2の培養容器13Aは、赤外線発生装置15と赤
外線検知器17による検査を持つ位置にて仮想輪
郭線で示されている。モータ27は誘導路25を
作動させるために設けられている。シーケンス制
御器29は、モータ27、赤外線発生装置15お
よびメータ表示器19が正しく連続的に作動する
ために使用される。赤外線発生装置が作動する
間、円筒状容器を回転させて不均一な側壁厚さを
補正するための手段を設けることが望ましいこと
がしばしばある。またさらに、赤外線ビームの中
心に容器を合わせるための手段を設けることが望
ましいことがある。
培養容器13および13Aはガラス製またはプ
ラスチツク製容器たとえばバイアルでよく、ゴム
製隔壁を備え、アルミ製クロージヤー(蓋)によ
りシールされているか、または分離はしているが
隣接する成形プラスチツクカートリツジの連続く
ぼみまたは線形状の盆でもよい。所望するなら
ば、必要なガス分析の性能を満足する他の材質お
よび立体形状が使用可能である。容器は約1ml〜
約200ml、好ましくは約30ml〜約150mlの全容量を
有するが、全容量のうち培養基および供試検体に
より好ましくは2〜100mlが占められている。血
液もしくは尿または他の検体の容量はたとえば
0.1〜10mlである。
容器は、増殖培地の代謝からのガス状生成物を
検出するのに適するバンド幅に、少なくとも1%
の透過率をもたらす“ウインドウ”を有していな
ければならない。二酸化炭素は第2図に示すよう
に2349cm-1に水蒸気の干渉を受けない強い赤外吸
収バンドを有する。この吸収バンドを用いる場合
には容器の必要な透明ウインドウは、約2300cm-1
〜約2400cm-1の波数を含む。二酸化炭素はまた
670cm-1に低周波吸収バンドを有し、これは本発
明の実施において使用されうる。
本発明の実施においてある型のガラス容器とあ
る型のプラスチツク容器が有用であることが見出
された。特に、硼珪酸ガラス容器およびソーダ石
灰ガラス容器が有用であることがわかつた。ま
た、ポリメチルペンテンプラスチツクが二酸化炭
素の吸収波長に透明な“ウインドウ”を有するこ
とも調べられた。他のガラスまたはプラスチツク
材料もまた使用可能である。
赤外分光学の技術の専問家は、400cm-1〜4000
cm-1の通常の赤外吸収範囲において、ガラスまた
はプラスチツクのいずれも赤外分光学用の検体含
有セルとして使用されるとは思わないことは理解
されるべきである。ガラスは可視光を透過するけ
れども、二酸化炭素分析に用いるよりほんのわず
かに長い赤外線波長は通さなくなる。プラスチツ
クは有機材料であるが、通常の範囲を通じて赤外
吸収バンドを有する。ポリメチルペンテンが2349
cm-1と600cm-1付近にこれら吸収周波数のいずれ
においても二酸化炭素の分析ができるのに十分な
透過率を有する透明な“ウインドウ”を示すこと
は驚くべきことである。
下記のいかなる理論によつても束縛されること
を望むものではないが、二酸化炭素は有機分子の
共有三重結合に相当する波長域で赤外線エネルギ
ーを吸収するものと思われる。三重結合は通常高
分子材料では見られない。ポリメチルペンテンは
共有二重結合を有する好ましい高分子材料であ
る。本発明方法において容器として使用するため
に、高分子材料は、通常のオートクレーブまたは
ガスもしくは放射線滅菌法による滅菌に耐えうる
ものでなければならない。ポリメチルペンテンは
滅菌を行なうに適する温度に耐えうるという点で
適当である。
微生物を接種する増殖培地は、単一の炭素源
と、塩、緩衝成分、生長因子等を含む基礎培地と
からなる。これに代わり、培地の緩衝能力および
イオン強度が重要でない場合および生長因子の増
強が必要でない場合には、これらの成分1種以上
を培地から除いてもよい。本発明の実施に際して
使用可能な適当な基礎培地の例はCarbon
Assimilation Medium(以下CAMと略称する)、
SCEPTORグラム陰性MIC−ID脱水培地(以下
DCMと略称する)、E.Coli基礎培地1、および
Ledbetter培地である。このような標準培地は次
の文献に記載されている:Manual of Clinical
Microbiology(第3版)、American Society for
Microbiology(1980年、E.H.Lennette、E.H.
Spaulding、J.P.Truant著);Experiments in
Molecular Genetics(1968年および1972年、R.C.
CloroesおよびW.Hayes著、Blacknell
Scientific Publications);P.E.Goldenbaumおよ
びG.A.Hall、J.Bacterial.140、p.459。基礎培地
を調製し必要な炭素源を加えてから容器へ施こし
てもよいし、あるいは炭素源が液状、ゲル状、凍
結状、溶離板状または他の脱水形状で容器または
カートリツジのくぼみに存在させ、基礎培地をこ
れに加えるようにしてもよい。
使用されうる炭素源の中には次のようなものが
ある:炭水化物たとえばグルコース、ラクトー
ス、アラビノース、ラフイノース、シユークロー
ス、ラムノース、トレハロース、等;炭水化物誘
導体たとえばサリシン;酸性糖類;尿素;ポリオ
ールたとえばグリセロール、マニトール、イノシ
トール、ソルビトール、ズルシトール、アドニト
ール、等;クレブス回路の中間体酸たとえばクエ
ン酸;アミノ酸たとえばアルギニン、グリシン、
アラニン、リジン、オルニチン、チロシン、スレ
オニン、ヒスチジン、ロイシン、等;低分子量ペ
プチド;プリンおよびピリミジン塩基;および脱
カルボキシル化を受けて二酸化炭素を生じうる低
分子量化合物たとえば脂肪酸。炭素源は十分な量
存在して代謝においてただちに検知しうる量の二
酸化炭素をもたらすものでなければいけない。増
殖培地に炭素源が重量に基づいて約2%〜約10%
含有されているのが好ましい。
容器中の炭素源含有増殖培地に微生物を含む検
体少量を接種する。接種は手作業によりまたは自
動的手段により行なわれ、複数の容器または1個
の共通容器に複数の小部屋を形成する。
接種工程後、微生物および炭素源に応じて約20
℃〜約45℃の温度で約1時間〜約24時間微生物を
培養するが好ましくは約2時間〜約8時間であ
る。20℃以下の温度で最適生長する微生物もある
が、45℃以上で最適生長を示す微生物もいる。与
えられた条件において最も適する培養の温度およ
び期間はいかなるものでも使用されうる。振とう
させなくても満足すべき生長が得られるものの、
活発な振とう、撹拌等で代謝を行ない培地から
CO2を適正に発生するのを確保するのが好まし
い。好ましい実施態様の1つは、撹拌または回転
振とうにより振動を行ないこれにより液状培地に
うず巻きを作ることである。
CO2存在の測定は培地から発生するガスの赤外
線分析により行なわれる。約2360cm-1での赤外線
吸収がこの分析で使われる。CO2によるこの吸収
は第2図に示すCO2の赤外吸収スペクトルで示さ
れる。
本発明の実施に際し、赤外吸収は接種後ただち
におよびその後から培養期間の終わりまで定期的
に測定される。約2360cm-1の総吸収量を測定す
る。次いで、容器による吸収の補正を、2400cm-1
でガラス容器の吸収を測定し2250cm-1でポリメチ
ルペンテン容器の吸収を測定することにより行な
う。測定された総吸収量から容器の参考吸収量を
引くと発生したCO2による正しい吸収量が得られ
る。
炭素源の利用または非利用(ヘツドスペースの
ガスにおける二酸化炭素の存在または不存在によ
り決定)の特性は、検体における未知微生物の炭
酸ガス発生特性を描くのに用いられる。既知微生
物の一連の特性を同様に作成する。未知微生物の
特性を既知微生物の特性と比較することにより未
知のものを同定することができる。この比較は、
最初に未知と既知微生物の特性を標準的な公知分
類たとえばグラム染色すなわちグラム陽性または
グラム陰性にしたがつてグループへ分けることに
より容易になることは明らかである。
以下の実施例により本発明の様々な特徴をさら
に説明するが、これにより本発明の範囲を限定す
るものではなく、本発明の範囲は本発明書の特許
請求の範囲で定義されたものである。特に、例示
した実施例での興味ある代謝産生物は二酸化炭素
であるが、他の代謝生成ガスについて赤外吸収バ
ンドが存在し、容器材料がガス状生成物の吸収波
数で少なくとも±10cm-1の赤外線透過範囲を有し
興味ある波長範囲で少なくとも約1%の透過率を
有する場合には他の代謝生成ガスを検出してもよ
い。
実施例 1 第3図ないし第5図に3種類の異なつた材料を
通過する赤外線透過率の相対量を示す。第3図に
おいて、側壁厚さ約0.076cm(0.03インチ)で外
径4.78cm(1.88インチ)の125mlポリメチルペン
テン容器に赤外線走査を行なう。CO2吸収区域を
第3図に示す。図示されたように、CO2吸収区域
は透過率約2%から約7%へと変化する。これは
CO2走査を行なうに十分である。第4図におい
て、側壁厚0.135cm(0.053インチ)で外径3.38cm
(1.33インチ)の硼珪酸ガラス製バイアル管に興
味ある波数で走査を行なう。CO2吸収区域を少し
越えた赤外線波数範囲における硼珪酸ガラスの透
過率は0であることがわかる。CO2吸収区域にお
ける透過率(%)は約7%から約14%へと変化し
ている。第5図において、外径約4.32cm(1.7イ
ンチ)のソーダ石灰ガラスの50mlビンに赤外線を
走査する。ここでもCO2吸収区域よりやや大きい
赤外線波数の透過率(%)は0である。CO2吸収
区域における透過率(%)は約3ないし約9%の
範囲である。本実施例および他の実施例での全て
の赤外線走査はニコレツト(Nicolet)5−MX
FT−IR分光光度計で行なわれた。第3図ないし
第5図の走査は室内空気に開口したバイアルで行
なわれ、さらに60回走査を行なつた平均の結果で
ある。この走査は、同様に60回行なわれた室内空
気の走査に対して比較される。各々の場合、二酸
化炭素吸収の点で興味ある区域は約2400ないし
2200cm-1の範囲である。
実施例 2 第6図および第7図において、ポリメチルペン
テン製ボトルと硼珪酸ガラス製管状バイアルのそ
れぞれのヘツドスペースに様々なレベルの二酸化
炭素ガスが用意されている。各容器の対照走査
は、最初に室内空気に開口したボトルを用いてニ
コレツト分光光度計で60回読み取ることにより行
なわれる。次いで約2.5%、5.0%および10.0%二
酸化炭素を含むガスをバイアルに吹込んでからた
だちに密閉する。その後、ボトルとバイアルを
各々吹込みの後でニコレツト分光光度計で60回の
走査を再び読む。第6図および第7図に結果を示
す。図中、縦軸は赤外線吸光度(100倍値)を示
す。2400cm-1と2300cm-1の間の区域における赤外
吸収の増加とバイアル内の二酸化炭素濃度の増加
との間には明らかな相関関係が見られる。
実施例 3 微生物生長と関連する赤外吸収の増加を第8図
に示す。
2個のポリメチルペンテン製ボトルに入つたト
リプシン消化大豆ブロス(TSB)30mlをオート
クレーブで滅菌する。1つのボトルに一晩生長さ
せた大腸菌培養物ほぼ0.5mlを接種する(0時
間)。残りのボトルには接種せず対照物として用
いる。ボトルを第8図に示す間隔でそれぞれ60回
走査する。第8図に示すデータは、接種ボトルの
走査から未接種ボトルの走査を引いた値を表わ
す。読み取りの間ボトルを37℃にて培養する。二
酸化炭素吸収区域において微生物生長と赤外吸収
との間には明らかな相関関係が見られる。
第9図に滅菌培地を含むソーダ石灰ガラス製バ
イアルの走査とクロストリジウム・パーフリンジ
エンス(Clostridium perfringens)を接種した
滅菌培地の走査とを示す。両方の赤外線走査は室
内空気に開口したソーダ石灰ガラス製バイアルの
走査と対照される。全走査をニコレツト分光光度
計で60回行なう。クロストリジウム・パーフリン
ジエンスを含むバイアル(図中B)は培地のみを
含むバイアル(図中A)より大きな二酸化炭素の
信号を示す。
実施例 4 CAMまたはDCMのいずれか30mlと選択された
炭素源とを含むソーダ石灰ガラス製バイアルに、
通常の食塩水に腸菌約109細胞/mlを含む懸濁液
5mlを接種する。0時間目の赤外吸収を測定す
る。37℃で培養を行ない、5時間後に赤外吸収を
測定する。この実験結果を第10図および第11
図に示す。二酸化炭素が発生し、グルコース、ラ
クトース、マニトールおよびリジンの微生物によ
る代謝の結果として生ずるガス中に検出された。
生物はシユークロースまたはイノシトールを代謝
しなかつた。
本発明方法および装置は細菌の検出に関して記
載されているが、細胞状有機体、組織培養細胞、
酵母、酵素反応等、広く生物学的活性を検知する
のに使用される。またこの技術は、有機体の生長
における薬剤の効果に対応して有機体による二酸
化炭素の産生が増加または減少するという点で、
抗微生物剤に対する微生物の感受性の評価に適用
できる。ここに記載した本発明の変法は当業者に
とつて明らかであろう。したがつて本発明は特許
請求の範囲のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す装置を表わす。第
2図は二酸化炭素の赤外吸収スペクトルおよび
2300〜2400cm-1間の吸収帯を表わす。第3図、第
4図および第5図は、各々ポリメチルペンテン、
硼珪酸ガラスおよびソーダ石灰ガラス容器につい
ての興味ある区域における二酸化炭素の赤外吸収
スペクトルを表わす。第6図および第7図は、
様々なレベルの二酸化炭素を含むポリメチルペン
テンプラスチツクおよび硼珪酸ガラス容器の赤外
線走査を表わす。第8図および第9図は様々な増
殖培地における微生物の代謝による二酸化炭素の
産生を示す。第10図および第11図は、様々な
炭素源の微生物代謝による陽性および陰性の二酸
化炭素産生を示す(すべてのスペクトルについ
て、横軸は2200〜2500cm-1の波数を表わし、縦軸
は0.8〜4.0の吸光度単位を表わす)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 検体および増殖培地を入れるのに適する複数
    個の容器であつて、前記増殖培地が代謝により二
    酸化炭素を生じうる炭素源を含み、該炭素源が各
    容器で異なるものであり; 前記増殖培地及び検体を、培養の間にガスが生
    じるように正常な代謝過程の発生を促す状況下で
    接種する手段; 前記発生したガスを通過する赤外線ビーム発生
    手段および赤外吸収により前記容器の各々から前
    記発生したガスにおける二酸化炭素の存在を検出
    し、検体に含まれる微生物の二酸化炭素発生特性
    を求める赤外線検出手段;および 前記検体中の微生物の二酸化炭素発生特性との
    比較に使用する既知複数微生物の複数の二酸化炭
    素発生特性(この既知特性は前記既知微生物によ
    る前記炭素源の利用または非利用を示すものであ
    り、前記赤外線発生手段および前記赤外線検出手
    段による検出される二酸化炭素の生成又は生成不
    能により決定される); とからなる検体中の微生物の同定装置。 2 容器が約2300cm-1〜約2400cm-1の波数範囲で
    少なくとも約1%の赤外線透過率を有する特許請
    求の範囲第1項記載の装置。 3 容器材料が硼珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス
    またはポリメチルペンテンからなる群から選択さ
    れる特許請求の範囲第1項記載の装置。 4 炭素源が炭水化物、炭水化物誘導体、ポリオ
    ール、尿素、クエン酸、脂肪酸、アミノ酸、低分
    子量ペプチドまたはプリンもしくはピリミジン塩
    基からなる群から選択される特許請求の範囲第1
    項記載の装置。 5 炭水化物がグルコース、ラクトース、アラビ
    ノース、ラフイノース、シユークロース、ラムノ
    ースまたはトレハロースからなる群から選択され
    る特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 炭水化物誘導体がサリシンであり、ポリオー
    ルがグリセロール、マニトール、イノシトール、
    ソルビトール、ズルシトールまたはアドニトール
    からなる群から選択される特許請求の範囲第4項
    記載の装置。 7 アミノ酸がアルギニン、オルニチン、リジ
    ン、グリシン、アラニン、チロシン、スレオニ
    ン、ヒスチジンまたはロイシンからなる群から選
    択される特許請求の範囲第4項記載の装置。 8 赤外線ビームの中心に再現性良く容器を一致
    させて配列する手段をさらに備えた特許請求の範
    囲第1項記載の装置。 9 各容器について行われる赤外線測定の全てに
    ついて容器を再現性良く回転配置しうる手段をさ
    らに備えた特許請求の範囲第1項記載の装置。 10 (1) 個々の容器が微生物に対する異なつた
    増殖培地を有し、各増殖培地が代謝を受けて二
    酸化炭素を産生しうる炭素源であつて前記容器
    の他の全ての炭素源と異なるものを含有する複
    数の容器を用意し、 (2) 次の工程: (a) 前記複数の容器に既知微生物の検体を接種
    し、 (b) 前記増殖培地の代謝分解を起こしてその結
    果増殖培地の少なくとも幾つかから二酸化炭
    素が発生するに十分な時間前記容器を培養
    し、 (c) 各増殖培地から発生する気体雰囲気に赤外
    線ビームを通過させて該気体雰囲気の赤外吸
    収を検出することにより前記気体雰囲気の赤
    外吸収を測定し、これにより前記気体雰囲気
    中の二酸化炭素の存在または不存在を検出
    し、 (d) 二酸化炭素の存在または不存在が前記赤外
    吸収により検出された増殖培地の数および種
    類に基づいて前記既知微生物に対する標準二
    酸化炭素発生特性を用意する: により個別の既知微生物についての標準二酸化
    炭素発生特性を作成し、 (3) 複数の既知微生物について一連の標準二酸化
    炭素発生特性を用意し、 (4) 未知の微生物を含む液体について工程(a)から
    (d)を繰り返して未知の二酸化炭素発生特性を用
    意し、 (5) 前記未知の微生物を同定するために未知の二
    酸化炭素発生特性を標準二酸化炭素発生特性と
    比較する ことからなる検体中の微生物の同定方法。 11 赤外吸収をガラス容器において2360cm-1
    2400cm-1で測定し、2400cm-1における前記吸収量
    を2360cm-1における前記吸収量から引いて、これ
    により二酸化炭素による2360cm-1の吸収量の正し
    い測定値を提供する特許請求の範囲第10項記載
    の方法。 12 赤外吸収をポリメチルペンテン容器におい
    て2360cm-1と2250cm-1で測定し、2250cm-1におけ
    る前記吸収量を2360cm-1における前記吸収量から
    引いて、これにより二酸化炭素による2360cm-1
    吸収量の正しい測定値を提供する特許請求の範囲
    第10項記載の方法。 13 赤外線吸光度を670cm-1で測定する特許請
    求の範囲第10項記載の方法。 14 培養を約1時間〜約24時間行う特許請求の
    範囲第10項記載の方法。 15 培養を約2時間〜約8時間行う特許請求の
    範囲第14項記載の方法。 16 炭素源が、炭水化物、尿素、ポリオール、
    クエン酸またはアミノ酸からなる群から選択され
    る特許請求の範囲第10項記載の方法。 17 炭素源が、グルコース、ラクトース、シユ
    ークロース、トレハロース、アラビノース、ラフ
    イノースまたはラムノースからなる群から選択さ
    れる炭水化物である特許請求の範囲第16項記載
    の方法。 18 炭素源が、グリセロール、マニトール、イ
    ノシトール、ソルビトール、ズルシトールまたは
    アドニトールからなる群から選択されるポリオー
    ルである特許請求の範囲第16項記載の方法。 19 炭素源が、アルギニン、グリシン、アラニ
    ン、リジン、オルニチン、チロシン、スレオニ
    ン、ヒスチジンまたはロイシンからなる群から選
    択されるアミノ酸である特許請求の範囲第16項
    記載の方法。
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