專利名稱：微生物數(shù)的測定方法及微生物數(shù)的測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算微生物的個體數(shù)的方法。

背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了各種計算微生物的個體數(shù)的方法。例如，在作為公定法而采用的方法中，存在如下的方法在培養(yǎng)基中對細(xì)菌進(jìn)行增菌培養(yǎng)，經(jīng)過預(yù)定時間之后對群體(colony)進(jìn)行計數(shù)而求出初始菌數(shù)。
但是，進(jìn)行增菌培養(yǎng)直到能夠目視辨認(rèn)群體的程度需要近二十小時。因此，提出了對培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中的溶解的氧濃度進(jìn)行測定的方法。例如，通過測定流過氧電極的電流(以下稱為“氧電流”)，從而測定培養(yǎng)基中的溶解的氧濃度。例如在專利文獻(xiàn)1中公開了所述方法。但是，在專利文獻(xiàn)1中示出的方法中，是對氧電流達(dá)到預(yù)定的閾值為止的時間進(jìn)行計測。 日本特開2003-235599號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供基于氧電流的能夠更早地評價微生物的個體數(shù)的方法。
該發(fā)明的微生物的測定方法的第1方面是，在包含有以初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定(S101、S112)，求出所述氧電流預(yù)定次數(shù)(Z2)超過第1閾值(IP)而降低所需的時間即第1測定時間(ts)，其中，所述微生物的測定方法具備下述步驟(a)～(c)。即(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，設(shè)定所述第1閾值，使得所述第1閾值依賴于基于在最近的所述測定期間所測定的所述氧電流(I1～I(xiàn)Z+1)的值、且比該值低的步驟(S114a、S114b)。
該發(fā)明的微生物的測定方法的第2方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面中，在所述步驟(c)中，從最近所測定的所述氧電流(IZ+1)減去預(yù)定的閾值(Δ)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
該發(fā)明的微生物的測定方法的第3方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第2方面中，在所述步驟(c)中，將最近所測定的所述氧電流(IZ+1)乘以大于0小于1的系數(shù)(q)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
在微生物的測定方法的第3方面中，優(yōu)選將所述系數(shù)(q)設(shè)定為0.8。
該發(fā)明的微生物的測定方法的第4方面是，在包含有以初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定(S101、S112)，求出所述氧電流的減小超過閾值(E3)而變得緩和的第1測定時間(tu)，其中，所述微生物的測定方法具備下述步驟(a)～(c)。即(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，在之后所測定的所述差分值(Knew)相比步驟(b)的所述差分值(Kold)增大、且增量超過所述閾值的情況下，根據(jù)在最近所測定的所述測定期間來確定所述測定時間的步驟(SC)。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第5方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面至第4方面中的任意一方中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的絕對值(|Knew|)在預(yù)定期間收斂于預(yù)定范圍(E2)內(nèi)(S108b、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第6方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面至第5方面中的任意一方中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的相對于時間的變動(|Knew-Kold|/Δt)的絕對值在預(yù)定期間內(nèi)收斂于預(yù)定范圍(E1)內(nèi)(S108a、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
在微生物的測定方法的第6方面中，優(yōu)選所述預(yù)定范圍(E1)換算為電流密度時為0.6nA/mm2/min2，所述預(yù)定次數(shù)(Z2)是10次，所述預(yù)定期間是連續(xù)5次(Z1)進(jìn)行所述氧電流的測定的長度。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第7方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面至第6方面中的任意一方中，在所述步驟(b)中，在所述步驟(a)之后，經(jīng)過了預(yù)定的停歇時間后，判定所述時間差分值是否穩(wěn)定。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第8方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第7方面中，將所述停歇時間設(shè)定為200分鐘。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第9方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面至第8方面中的任意一方中，所述微生物數(shù)的測定方法還具備(d)求出第2測定時間(tt)的步驟，所述第2測定時間(tt)是所述氧電流超過第2閾值(Id)而降低所需的時間。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第10方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第9方面中，所述第2閾值(Id)換算為電流密度時是60nA/mm2/min2。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第11方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面至第10方面中的任意一方中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，針對所述微生物的所述初始個數(shù)為未知的所述培養(yǎng)基求出所述第1測定時間，計算出未知的所述初始個數(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)曲線是根據(jù)與所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基相關(guān)的所述第1測定時間與該已知的初始個數(shù)的關(guān)系，針對該微生物以及培養(yǎng)基而求出的。該標(biāo)準(zhǔn)曲線中成為所述第1測定時間的測定對象的所述培養(yǎng)基的種類與計算未知的所述初始個數(shù)時的所述培養(yǎng)基的種類相同。但是，在該方法的第11方面中，雖然基于所述標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出所述微生物的未知的所述初始菌數(shù)，但在生成該標(biāo)準(zhǔn)曲線之前不要求進(jìn)行該計算。
本發(fā)明的微生物的測定方法的第12方面是，在微生物數(shù)的測定方法的第1方面至第11方面中的任意一方中，針對所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的同一種類的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基，求出所述第1測定時間，根據(jù)多個該已知的所述初始個數(shù)與多個該第1測定時間的關(guān)系，求出關(guān)于該微生物以及該培養(yǎng)基的所述標(biāo)準(zhǔn)曲線。
該發(fā)明的微生物的測定裝置的第1方面具備氧電流測定部(201)，其在包含有以初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定(S101、S112)；以及評價部(202)，其求出所述氧電流預(yù)定次數(shù)(Z2)超過第1閾值(IP)而降低所需的時間即第1測定時間(ts)。所述評價部執(zhí)行下述步驟(a)～(c)。即(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)以及(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，設(shè)定所述第1閾值，使得所述第1閾值依賴于基于在最近的所述測定期間所測定的所述氧電流(I1～I(xiàn)Z+1)的值、且比該值低的步驟(S114a、S114b)。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第2方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面中，在所述步驟(c)中，從最近所測定的所述氧電流(IZ+1)減去預(yù)定的閾值(Δ)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第3方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第2方面中，將最近所測定的所述氧電流(IZ+1)乘以大于0小于1的系數(shù)(q)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
在微生物的測定裝置的第3方面中，優(yōu)選將所述系數(shù)(q)設(shè)定為0.8。
該發(fā)明的微生物的測定裝置的第4方面具備氧電流測定部(201)，其在包含有以初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定；以及評價部(202)，其求出所述氧電流的減小超過閾值(E3)而變得緩和的第1測定時間(tu)。所述評價部執(zhí)行下述步驟(a)～(c)。即(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，在之后所測定的所述差分值(Knew)相比步驟(b)的所述差分值(Kold)增大、且增量超過所述閾值的情況下，根據(jù)在最近所測定的所述來確定所述測定時間的步驟(SC)。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第5方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面至第4方面中的任意一方中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的絕對值(|Knew|)在預(yù)定期間內(nèi)收斂于預(yù)定范圍(E2)內(nèi)(S108b、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第6方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面至第5方面中的任意一方中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的相對于時間的變動(|Knew-Kold|/Δt)的絕對值在預(yù)定期間內(nèi)收斂于預(yù)定范圍(E1)內(nèi)(S108a、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
在微生物的測定裝置的第6方面中，優(yōu)選所述預(yù)定范圍(E1)換算為電流密度時是0.6nA/mm2/min2，所述預(yù)定次數(shù)(Z2)是10次，所述預(yù)0定期間是連續(xù)5次(Z1)進(jìn)行所述氧電流的測定的長度。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第7方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面至第6方面中的任意一方中，在所述步驟(b)中，在所述步驟(a)之后，經(jīng)過了預(yù)定的停歇時間后，判定所述時間差分值是否穩(wěn)定。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第8方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第7方面中，所述停歇時間被設(shè)定為200分鐘。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第9方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面至第8方面中的任意一方中，所述評價部(201)還執(zhí)行(d)求出第2測定時間(tt)的步驟，所述第2測定時間(tt)是所述氧電流超過第2閾值(Id)而降低所需的時間。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第10方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第9方面中，所述第2閾值(Id)換算為電流密度時是60nA/mm2/min2。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第11方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面至第10方面中的任意一方中，基于標(biāo)準(zhǔn)曲線，針對所述微生物的所述初始個數(shù)為未知的所述培養(yǎng)基求出所述第1測定時間，計算出為未知的所述初始個數(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)曲線是根據(jù)與所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基相關(guān)的所述第1測定時間與該已知的初始個數(shù)的關(guān)系，針對該微生物以及培養(yǎng)基所求出的。該標(biāo)準(zhǔn)曲線中成為所述第1測定時間的測定對象的所述培養(yǎng)基的種類與計算未知的所述初始個數(shù)時的所述培養(yǎng)基的種類相同。但是，在該裝置的第11方面中，雖然基于所述標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出所述微生物的未知的所述初始菌數(shù)，但在生成該標(biāo)準(zhǔn)曲線之前不要求進(jìn)行該計算。
本發(fā)明的微生物的測定裝置的第12方面是，在微生物數(shù)的測定裝置的第1方面至第11方面中的任意一方中，針對所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的同一種類的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基，求出所述第1測定時間，根據(jù)多個該已知的所述初始個數(shù)與多個該第1測定時間的關(guān)系，求出關(guān)于該微生物以及該培養(yǎng)基的所述標(biāo)準(zhǔn)曲線。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第1方面對于針對培養(yǎng)基測定根據(jù)氧量而流過的電流而求出微生物的初始個數(shù)的方法而言，都縮短了該方法需要的時間。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第2方面都設(shè)定步驟(c)中的第1閾值。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第3方面都在使用在各自的第2方面中所設(shè)定的第1閾值來取得第1測定時間時，提高了與通過以往的方法獲得的結(jié)果的一致率。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第4方面都在針對培養(yǎng)基測定根據(jù)氧量而流過的電流而求出微生物的初始個數(shù)的方法中，縮短了該方法所需要的時間。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第5方面都判定步驟(b)的時間差分值的穩(wěn)定。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第6方面都在各自的第5方面中判斷時間差分值的穩(wěn)定時，提高了與通過以往的方法得到的結(jié)果的一致率。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第7方面都除去了測定的最初時的電流的紊亂對步驟(b)的判定的影響。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第8方面都在使用在各自的第7方面中所采用的停歇時間來取得第1測定時間時，提高了與通過以往的方法獲得的結(jié)果的一致率。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第9方面都是即使在初始個數(shù)多到無法進(jìn)行步驟(c)的判定的情況下，也能夠使用第2測定時間來求出該初始個數(shù)。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第10方面都在取得在各自的第9方面中所采用的第2測定時間時，提高了與通過以往的方法獲得的結(jié)果的一致率。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第11方面都在針對培養(yǎng)基測定根據(jù)氧量而流過的電流而求出微生物的初始個數(shù)的方法中，縮短了該方法需要的時間。
該發(fā)明的微生物數(shù)的測定裝置以及測定方法的第12方面都生成在各自的第11方面中計算微生物數(shù)的初始個數(shù)時使用的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
通過以下的詳細(xì)說明和附圖，將使本發(fā)明的目的、特征、局面、以及優(yōu)點變得更加明了。



圖1是將初始菌數(shù)作為參量而例示出測定時間和氧電流的關(guān)系的圖表。
圖2是示出本發(fā)明的第1實施方式的微生物數(shù)測定方法的一部分的流程圖。
圖3是詳細(xì)例示出步驟SA的流程圖。
圖4是詳細(xì)例示出步驟SB的流程圖。
圖5是詳細(xì)例示出步驟SB的其他例子的流程圖。
圖6是詳細(xì)例示出步驟SC的流程圖。
圖7是例詳細(xì)示出步驟SC的其他的例子的流程圖。
圖8是示出從氧電流的測定求出第1測定時間的處理的概要的圖表。
圖9是本發(fā)明的第2實施方式的步驟SA的流程圖。
圖10是示出氧電流的值急速降低的第1狀態(tài)的圖表。
圖11是示出氧電流的值急速降低的第2狀態(tài)的圖表。
圖12是示出氧電流的值急速降低的第3狀態(tài)的圖表。
圖13是示出本發(fā)明的第3實施方式的微生物數(shù)測定方法的一部分的流程圖。
圖14是詳細(xì)示出本發(fā)明的第3實施方式的步驟SA的流程圖。
圖15是詳細(xì)例示出本發(fā)明的第3實施方式的步驟SA的流程圖。
圖16是詳細(xì)例示出本發(fā)明的第3實施方式的步驟SC的流程圖。
圖17是詳細(xì)例示出本發(fā)明的第4實施方式的步驟SC的流程圖。
圖18是示出能夠使用本發(fā)明的微生物數(shù)計算裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。

具體實施例方式 發(fā)明的基本的考慮方法 在詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式之前，示出本發(fā)明的基本的考慮方法。當(dāng)然，該基本的考慮方法也屬于本發(fā)明的范疇。以下對于微生物采用細(xì)菌為例子進(jìn)行說明，但對于其他的微生物也能夠進(jìn)行相同的處理。并且，使用氧電極的面積來規(guī)范化并表示氧電流的值及與氧電流的值相關(guān)的閾值，所以實際上應(yīng)該作為電流密度來進(jìn)行處理，但以下為了簡便，作為電流來說明。
圖1是將初始菌數(shù)作為參量而例示出測定時間和氧電流的關(guān)系的圖表。因為在測定期間進(jìn)行增菌培養(yǎng)，所以溶解的氧量降低，隨之氧電流也降低。圖表L0例示了初始菌數(shù)為0的情況，圖表L1、L2、L3、L4、以及L5分別例示了初始菌數(shù)為101、102、103、104、以及105(CFU/ml)的情況。
以往，對于氧電流將其閾值Ith設(shè)定為低值。而且，求出圖表L1、L2、L3、L4、以及L5達(dá)到閾值Ith的測定時間(分別為測定時間t10、t20、t30、t40、以及t50)。而且，根據(jù)測定時間t10、t20、t30、t40、以及t50和已知的初始菌數(shù)101、102、103、104、以及105(CFU/ml)求出標(biāo)準(zhǔn)曲線。從而，即使在初始菌數(shù)為未知的情況下，也能夠根據(jù)達(dá)到閾值Ith的測定時間和該標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出初始菌數(shù)。
但是，如從圖表L1、L2、L3、L4、以及L5觀察到的那樣，雖然隨著測定時間的經(jīng)過氧電流減小，但是氧電流初始的減小斜率小，經(jīng)過了某段時間之后減小的斜率變大，之后減小的斜率進(jìn)一步增大。從而，求出該氧電流相對于時間的圖表的斜率(換言之，每單位時間的氧電流的差分以下簡稱為“氧電流的斜率”)發(fā)生變動的時間點處的測定時間(以下稱為“斜率變動時間”對于圖表L1、L2、L3、L4、以及L5而言為減小的斜率從小變大的測定時間t11、t21、t31、t41、t51，或減小的斜率從大變小的測定時間t12、t22、t32、t42、t52)，根據(jù)所求出的測定時間和已知的初始菌數(shù)能夠生成標(biāo)準(zhǔn)曲線。
而且，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)曲線和初始菌數(shù)為未知時的斜率變動時間，能夠計算出初始菌數(shù)。而且，斜率變動時間t11、t12短于測定時間t10，斜率變動時間t21、t22短于測定時間t20，斜率變動時間t31、t32短于測定時間t30，斜率變動時間t41、t42短于測定時間t40，斜率變動時間t51、t52短于測定時間t50。從而，如果能夠求出氧電流的斜率變動時間，則能夠早期進(jìn)行初始菌數(shù)的計算。如上所述為本發(fā)明的基本的考慮方法。
但是，以目視來觀察氧電流的斜率的變動防礙了作業(yè)的自動化。并且，不僅是斜率變動時間經(jīng)過之前，如果對于經(jīng)過斜率變動時間之后的圖表不進(jìn)行測定，則不能通過目視來確認(rèn)斜率變動時間。因此，不容易縮短測定時間。
因此，在以下敘述的第1至第3實施方式中，采用了取代嚴(yán)密地觀察氧電流的斜率的變動的捷徑。即，在斜率變動時間t11、t21、t31、t41、以及t51之后一旦氧電流的斜率變得穩(wěn)定，則基于此前所取得的圖表來確定第1閾值。而且，基于氧電流1次以上超過第1閾值而降低的測定時間(以下稱為“第1測定時間”)和已知的初始菌數(shù)生成標(biāo)準(zhǔn)曲線。
并且，在第4實施方式中，一旦氧電流的斜率變得穩(wěn)定，則基于該斜率的絕對值變小、即賦予圖表的彎曲點(與第1至第3實施方式不同)的第1測定時間(相當(dāng)于斜率變動時間t12、t22、t32、t42、以及t52)和已知的初始菌數(shù)而生成標(biāo)準(zhǔn)曲線。
在生成標(biāo)準(zhǔn)曲線之后，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)曲線和第1測定時間，能夠計算出未知的初始菌數(shù)。
第1實施方式 圖2是示出本發(fā)明的第1實施方式的微生物數(shù)測定方法的一部分的流程圖。在步驟S100中，將在沿流程圖執(zhí)行的處理中所使用的計數(shù)器S、F2和氧電流的斜率Kold設(shè)定(復(fù)位)為初始值。在步驟S101中，進(jìn)行氧電流Inew的測定。在步驟SA中，求出氧電流的斜率。在步驟SB中，判定是否可以判斷為該斜率穩(wěn)定。在步驟SC中，確定第1測定時間。
在步驟SB中，為了判斷斜率是否穩(wěn)定，依次進(jìn)行氧電流Inew的測定，更新地求出氧電流的斜率直到判斷為穩(wěn)定。從而，步驟SB指定了兩個執(zhí)行方向。判斷為斜率穩(wěn)定時，處理從步驟SB進(jìn)入到步驟SC，判斷為斜率沒有穩(wěn)定時，應(yīng)該進(jìn)一步進(jìn)行氧電流Inew的測定，從而返回到步驟S101。
圖3是詳細(xì)例示出步驟SA的流程圖。首先，在步驟S104中計數(shù)器S加1。在最初執(zhí)行步驟S104之前，通過步驟S100計數(shù)器S被設(shè)定為值0。從而，通過最初執(zhí)行步驟S104，計數(shù)器S的值成為1。
接下來，在步驟S105中進(jìn)行氧電流的數(shù)據(jù)分類。具體而言，把數(shù)據(jù)I2～I(xiàn)Z+1的值代入到數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Z，之后把在步驟S101中測定的最近的氧電流Inew代入到數(shù)據(jù)IZ+1。
接下來，在步驟S106中，判定計數(shù)器S的值是否大于值Z。如果步驟S106的判定為否定，則返回到步驟S101而測定接下來的氧電流Inew。這樣，通過重復(fù)執(zhí)行步驟S101～S105直到步驟S106的判定為肯定，把以該順序時序地排列的氧電流的Z個值設(shè)定到數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Z。這樣，在計數(shù)器S的值為值Z以下時，例外地使處理從步驟SA返回到步驟S101。在圖2中使用虛線示出了該分支。
如果計數(shù)器S的值大于值Z，則處理進(jìn)入到步驟S107。在步驟S107中，求出關(guān)于數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Z+1的回歸直線的斜率Knew。例如，如果以一定的間隔T進(jìn)行步驟S101中的氧電流Inew的測定，則執(zhí)行步驟S101的測定時間在步驟S107的執(zhí)行中并不是特別需要的。例如，可以使用最小平方法來求出斜率Knew。
作為能夠代替步驟S107的更簡單的步驟，能夠求出數(shù)據(jù)之差(IZ+1-I1)，將該差除以Z·T來得到斜率。不管用哪種方法，在步驟S107中，將得到數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Z+1的期間(例如Z·T)設(shè)為測定期間，根據(jù)該測定期間的氧電流的測定值，求出斜率Knew，作為每單位時間的氧電流的差分即時間差分值。
在步驟S107的執(zhí)行之后，處理進(jìn)入到步驟SB。圖4是詳細(xì)例示出步驟SB的流程圖。首先，在步驟S108a中，求出氧電流的斜率的變動是否收斂于預(yù)定的容許范圍內(nèi)。具體而言，判定將步驟S107中求出的斜率Knew和斜率Kold之差的絕對值除以從上次的氧電流的測定時間到這次的氧電流的測定時間為止的時間間隔Δt而得到的值，是否小于預(yù)定值E1。而且，如果上述判定為肯定則計數(shù)器F1增加1，如果上述判定為否定則計數(shù)器F1成為值0。例如，時間間隔Δt采用上述的一定間隔T。
在最初執(zhí)行步驟S108a之前，通過步驟S100對斜率Kold設(shè)定了值ZK。而且，值ZK采用與通常的測定中取得的斜率Knew相比超過預(yù)定值E1和時間間隔Δt的乘積的大值。從而，通過最初執(zhí)行步驟S108a，計數(shù)器F1的值必然成為0。
之后，在步驟S109中，判定計數(shù)器F1是否達(dá)到了預(yù)定值Z1。首先，在最初執(zhí)行了步驟S109時，如上述那樣計數(shù)器F1的值為0，所以該判定結(jié)果成為否定，處理進(jìn)入到步驟S110。在步驟S110中，將在現(xiàn)狀下得到的斜率Knew用作斜率Kold。然后，處理返回到步驟S101，通過步驟SA再次新求出斜率Knew。從而，優(yōu)選上述的間隔T比步驟SA、SB雙方的處理時間之和長。
根據(jù)以上所述，在步驟S108a中，對利用依次測定的最近的氧電流Inew所更新的斜率Knew、和在其之前最近求出的斜率Kold進(jìn)行比較。并且，鑒于步驟S108a、S109的處理，依次更新的氧電流的斜率的變動連續(xù)Z1次收斂于預(yù)定值E1的范圍內(nèi)，從而處理進(jìn)入到步驟SC。
圖5是詳細(xì)例示出步驟SB的其他例子的流程圖。在該例中采用了如下的流程圖與圖4示出的流程圖相比，將步驟S108a置換為步驟S108b，刪除步驟S110。
在步驟S108b中，判定斜率Knew的絕對值是否小于預(yù)定值E2。然后，如果上述判定為肯定則計數(shù)器F1增加1，如果上述判定為否定則計數(shù)器F1的值成為0。
圖6是詳細(xì)例示出步驟SC的流程圖。在步驟SC中，首先在步驟S111a中設(shè)定第1閾值IP。具體而言，將從步驟SB進(jìn)入到步驟SC時的數(shù)據(jù)IZ+1的q倍(0＜q＜1)的值用作第1閾值IP。然后，在步驟S112中，再次測定氧電流而得到氧電流Inew。
步驟S112與步驟S101同樣易于執(zhí)行，優(yōu)選將步驟S112和步驟S101合并起來以間隔T來測定氧電流。此時，優(yōu)選間隔T比在步驟SA、SB雙方的處理時間之和上再加上步驟S111a的處理時間而得到的時間還長。在這樣的優(yōu)選方式下，在步驟S111a中，可以將在最近的氧電流Inew上乘以系數(shù)q而得到的值用作第1閾值IP。
但是，一般依賴于基于用于測定斜率的最近的測定期間的氧電流的值來確定第1閾值IP即可。其原因在于通過最近計算出的斜率來判斷為斜率穩(wěn)定。例如，能夠基于最近的測定時間的氧電流的平均值來設(shè)定第1閾值IP。例如，能夠采用在該平均值上乘以系數(shù)q而得到的值。
在步驟S114a中，判定在步驟S112中測定的氧電流Inew是否小于第1閾值IP。如果該判定結(jié)果為肯定則計數(shù)器F2的值增加1。因為在步驟S100中計數(shù)器F2被設(shè)定了初始值0，所以在最初執(zhí)行步驟S114a之前計數(shù)器F2的值為0。
之后，處理進(jìn)入到步驟S115，判定計數(shù)器F2的值是否達(dá)到了預(yù)定值Z2(＞1)。首先，在最初執(zhí)行了步驟S114a的情況下，因為計數(shù)器F1的值為0或1，所以該判定的結(jié)果為否定，處理返回到步驟S112，再次求出氧電流Inew。從而，優(yōu)選間隔T比步驟S114a、S115雙方的處理時間之和還長。
在步驟S114a中，與步驟S108a、S108b不同，在判定結(jié)果為否定時不將計數(shù)器F2復(fù)位。從而，如果通過步驟S112依次更新的氧電流Inew連續(xù)Z2次、或不連續(xù)地Z2次比第1閾值IP小，則進(jìn)入到步驟S116。在步驟S116中，例如將最后執(zhí)行的步驟S112的測定時間設(shè)定為第1測定時間。
圖7是例詳細(xì)示出步驟SC的其他例子的流程圖。此處，步驟S111a、S114a分別置換為步驟S111b、S114b。在步驟S111b中，將從步驟SB進(jìn)入到步驟SC時的數(shù)據(jù)IZ+1減去電流降低閾值Δ而得到的值用作第1閾值IP。如上述那樣，一般依賴于基于在最近的測定期間所測定的氧電流的值來確定第1閾值IP，所以也可以將從在該最近的測定期間所測定的氧電流的平均值減去電流降低閾值Δ而得到的值用作第1閾值IP。
并且，在步驟S114b中，與步驟S108a、S108b的計數(shù)器F1相同，如果不滿足條件Inew＜IP則將計數(shù)器F2復(fù)位為0。即，在連續(xù)Z2次滿足該條件之后，到達(dá)步驟S116。
因為這樣得到了第1測定時間，所以在首先生成標(biāo)準(zhǔn)曲線的情況下，對初始菌數(shù)已知的情況如上述那樣進(jìn)行第1測定時間的測定。然后，在得到了標(biāo)準(zhǔn)曲線之后，即使初始菌數(shù)為未知的情況下，通過測定第1測定時間，也能夠基于標(biāo)準(zhǔn)曲線來計算出初始菌數(shù)。
例如，能夠分別采用值30、5、以及10來作為值Z、Z1、以及Z2。并且，能夠分別采用1(分鐘)、1(分鐘)來作為間隔T、Δt，能夠采用0.8來作為系數(shù)q，采用30nA/mm2來作為電流降低閾值Δ。并且，能夠采用103(nA/mm2/min)來作為值ZK，分別采用0.6(nA/mm2/min2)、1.2(nA/mm2/min2)來作為預(yù)定值E1、E2。在采用了這樣的具體值的情況下，可以像下述那樣說明上述的流程圖。
首先，每分鐘測定氧電流。而且，針對連續(xù)的30分鐘的氧電流數(shù)據(jù)，求出回歸直線的斜率。每次測定氧電流時，該斜率就被更新，判斷其穩(wěn)定性。
例如作為穩(wěn)定性的一個判斷方法(參照圖4)，該斜率被更新，其變動的絕對值超過0.6(nA/mm2/min2)時，判斷為斜率不穩(wěn)定。斜率的變動的絕對值連續(xù)5次收斂于0.6(nA/mm2/min2)后初次判斷為斜率穩(wěn)定。
作為穩(wěn)定性的其他的判斷方法(參照圖5)，在該斜率的絕對值超過1.2(nA/mm2/min)時，判斷為斜率不穩(wěn)定。斜率的絕對值連續(xù)5次收斂于1.2(nA/mm2/min)后初次判斷為斜率穩(wěn)定。
然后，基于判斷為斜率穩(wěn)定的情況下的最近的氧電流來設(shè)定第1閾值。
例如，作為第1閾值的一個設(shè)定方法(參照圖6)，將該最近的氧電流乘以0.8所得到的值設(shè)定為第1閾值?；蛘?，作為其他的設(shè)定方法(參照圖7)，將從該最近的氧電流減去30nA/mm2所得到的值設(shè)定為第1閾值。
之后，如果10次低于第1閾值，則視為經(jīng)過了斜率變動時間，得到第1測定時間。
圖8是示出從氧電流的測定求出第1測定時間的處理的概要的圖表，分別在橫軸采用了測定時間，在縱軸采用了氧電流。使用白圈來表示氧電流的測定值，使用橫線來表示最后執(zhí)行步驟SA時的數(shù)據(jù)IZ+1的值。并且，為了易于理解圖表，圖示出關(guān)于最后執(zhí)行步驟SA時的數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Z+1的回歸直線L。當(dāng)然，步驟SA、SB中不需要回歸直線L本身，而需要其斜率Knew。
第1閾值IP也使用橫線示出。此處，例如Z2的值設(shè)定為10，將氧電流的測定值10次低于第1閾值IP時的測定時間作為第1測定時間ts。
第2實施方式 如圖8所示，在測定時間的最初在斜率變穩(wěn)定之前有時會產(chǎn)生大的變動。其原因為，不但無用地重復(fù)執(zhí)行了步驟SB中的處理，而且還有可能誤檢測為斜率已穩(wěn)定。從而，在測定時間的最初，優(yōu)選設(shè)置不執(zhí)行步驟SA及步驟SA以后的步驟的停歇時間t0。
圖9是考慮了所述停歇時間的設(shè)定的步驟SA的流程圖，對圖3示出的流程圖，在步驟S104前追加了步驟S103。在步驟S103中，判定是否經(jīng)過了停歇時間。如果沒有經(jīng)過停歇時間則返回到步驟S101，如果經(jīng)過了停歇時間則進(jìn)入到步驟S104。
由此，除去了測定時間的最初的氧電流的波形的紊亂的影響，能夠避免關(guān)于氧電流的數(shù)據(jù)的回歸直線的斜率、進(jìn)而第1測定時間的誤判定。
第3實施方式 根據(jù)氧電流的測定結(jié)果，有時氧電流的值急速地降低。圖10至圖12是示出其各種狀態(tài)的圖表。
在圖10示出的第1狀態(tài)中，在氧電流的斜率穩(wěn)定之后，Z2次低于第1閾值IP之前，降低直到無法進(jìn)行測定。在圖11示出的第2狀態(tài)中，氧電流的斜率不穩(wěn)定，降低直到無法進(jìn)行測定。在圖12示出的第3狀態(tài)下，在停歇時間中已經(jīng)降低直到無法進(jìn)行測定。因此，即使在這些狀態(tài)下，為了能夠生成標(biāo)準(zhǔn)曲線、計算未知的初始菌數(shù)，在氧電流的值超過第2閾值Id而降低時，將該時間點設(shè)為第2測定時間tt。關(guān)于該第2測定時間也與第1測定時間相同地進(jìn)行處理，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的生成和未知的初始菌數(shù)的計算。
圖13是示出本發(fā)明的第3實施方式的微生物數(shù)測定方法的一部分的流程圖，與圖2對應(yīng)。并且，圖14以及圖15是詳細(xì)示出本發(fā)明的第3實施方式的步驟SA的流程圖，分別與第1實施方式中示出的圖3、第2實施方式中示出的圖9對應(yīng)。
在圖13至圖15的任意一個圖中，都緊接著測定了氧電流Inew后，判定該氧電流Inew是否大于第2閾值Id。具體而言，緊接著步驟S101之后設(shè)置步驟S102。例如，采用60nA/mm2來作為第2閾值Id。
如果步驟S102的判定為肯定，則分別像第1實施方式中示出的那樣執(zhí)行步驟S104(參照圖3、圖14)，或像第2實施方式中示出的那樣執(zhí)行步驟S103(參照圖9、圖15)。但是，如果步驟S102的判定結(jié)果為否定，則處理進(jìn)入到步驟S117，將這樣的測定了氧電流的時間點用作第2測定時間。
圖16是詳細(xì)示出本發(fā)明的第3實施方式的步驟SC的流程圖，與第1實施方式中示出的圖6或圖7對應(yīng)。在該流程圖中，也緊接著測定了氧電流Inew之后，判定該氧電流Inew是否大于第2閾值Id。具體而言，緊接著步驟S112之后設(shè)置了步驟S113。圖中，步驟S112綜合示出了步驟S112a(圖6)和步驟S112b(圖7)，可以采用兩者中的任意一方。
如果步驟S113的判定為肯定，則分別像第1實施方式中示出的那樣執(zhí)行步驟S114a(參照圖6)或步驟S114b(參照圖7)(圖中，步驟S112綜合示出了步驟S112a(圖6)和步驟S112b(圖7)，可以采用兩者中的任意一方)。但是，如果步驟S113的判定結(jié)果為否定，則進(jìn)入到步驟S117，把這樣的測定了氧電流的時間點用作第2測定時間。
在本實施方式中，因為有時從步驟SC分支到步驟S117，所以在圖13中使用虛線示出該分支。
在圖10所示的第1方式中，在步驟S115的判定中，沒有得到肯定的結(jié)果(參照圖16)，從步驟SC分支到步驟S117而求出第2測定時間tt。在圖11示出的第2方式中，在步驟S106的判定中沒有得到肯定的結(jié)果(參照圖14、圖15)，處理不從步驟SA進(jìn)入到步驟SB，而從步驟S102進(jìn)入到步驟S117，處理沿從圖13的步驟SA起的使用虛線示出的分支前進(jìn)。在圖12示出的第3方式中，在圖15的步驟S103的判定中沒有得到肯定的結(jié)果，處理連步驟S104也不進(jìn)入而從步驟S102進(jìn)入到步驟S117。
第4實施方式 在本實施方式中，求出在“發(fā)明的基本的考慮方法”中說明的、減小的斜率從大變小的第1測定時間(與在第1至第3實施方式中所說的“第1測定時間”不同)t12、t22、t32、t42、以及t52。第4實施方式中求出的第1測定時間也與第1至第3實施方式中所說的第1測定時間和第2測定時間相同，用于標(biāo)準(zhǔn)曲線的生成和未知的初始菌數(shù)的計算。
當(dāng)然，在本實施方式中，也可以導(dǎo)入第2實施方式中示出的停歇時間，也可以導(dǎo)入第3實施方式中示出的第2測定時間。為了區(qū)別于第1至第3實施方式中所說的第1測定時間，在本實施方式中使用“tu”來作為表示第1測定時間的符號。
圖17是詳細(xì)示出本實施方式中使用的步驟SC的流程圖。首先，通過步驟SB判斷為斜率穩(wěn)定之后，一度將最近的斜率Knew采用作斜率Kold。然后，在步驟S302中，新測定氧電流Inew。然后，在步驟S303中，計數(shù)器F2的值增加1。因為在步驟S100中，計數(shù)器F2被設(shè)定為初始值0，所以計數(shù)器F2的值表示步驟S302被執(zhí)行的次數(shù)。
而且，與步驟S105相同，在步驟S304中進(jìn)行氧電流的數(shù)據(jù)分類，與步驟S106相同，在步驟S305中判定步驟S302的執(zhí)行次數(shù)是否僅重復(fù)了希望的次數(shù)(Y+1)。
這些動作與使用圖3說明的動作相同。即，在步驟S305的判定結(jié)果為肯定時，對數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Y設(shè)定以該順序時序地排列的氧電流的Y個值。然后，在步驟S306中，與步驟S107相同，求出關(guān)于數(shù)據(jù)I1～I(xiàn)Y+1的新的回歸直線的斜率Knew來作為每單位時間的氧電流的差分。
另外，在步驟SA的步驟S105中，由于在此之前已經(jīng)求出了氧電流I1～I(xiàn)Z+1，所以在步驟S304中的數(shù)據(jù)分類中，能夠利用步驟S105的結(jié)果。
而且，在步驟S307中，對步驟S301中設(shè)定的斜率Kold、和步驟S306中求出的新的斜率Knew的大小進(jìn)行比較。斜率Kold、Knew都是氧電流減小的斜率，是負(fù)值，所以可以將斜率Knew相比斜率Kold增大且增量超過預(yù)定的閾值E3的時間點采用作第1測定時間tu(對圖1而言為時刻t22、t32、t42、以及t52)。
在步驟S307中，為了便于判定，例示出判定斜率Kold的絕對值相比斜率Knew的絕對值是否增大且增量超過閾值E3的情況。但是，在該判定中，顯然無需采用絕對值。
如果步驟S307的判定的結(jié)果為肯定則進(jìn)入到步驟S307，例如將最后執(zhí)行的步驟S302的測定時間設(shè)定為第1測定時間tu。
如果上述判定的結(jié)果為否定，則在步驟S308中，將計數(shù)器F2的值復(fù)位(采用值0)之后，返回到步驟S302，新求出斜率。
設(shè)定有步驟S302作為步驟S308的返回目的地。即，為了判定氧電流的斜率是否變得緩和，將步驟SB中判斷為穩(wěn)定時的氧電流的斜率采用作基準(zhǔn)。
作為步驟S308的返回目的地，設(shè)定有步驟S301，也考慮基于氧電流的斜率的變化求出第1測定時間tu。但是，氧電流的斜率緩和地變化，所以若與將在步驟SB中判斷為穩(wěn)定時的氧電流的斜率作為基準(zhǔn)的情況相比，則第1測定時間tu變長，比達(dá)到閾值Ith的測定時間(參照圖1)更早地進(jìn)行測定的效果不大。從而，從早期地進(jìn)行測定的觀點來看，與步驟S301相比優(yōu)選采用步驟S302來作為步驟S308的返回目的地。
或者，也可以基于取得最近的斜率Knew的測定期間來確定第1測定時間tu。其原因為，根據(jù)在該最近的測定期間所求出的斜率，判定為斜率Knew相比在此之前所求出的斜率Kold增大、且增量超過預(yù)定的閾值E3。例如，也可以將第1測定時間tu確定為該最近的測定期間的中央值。
在初始菌數(shù)為已知時，在以上的各個實施方式中所取得的第1測定時間以及第2測定時間被用于標(biāo)準(zhǔn)曲線的生成。而且，如果基于這樣取得的標(biāo)準(zhǔn)曲線，針對初始菌數(shù)為未知的培養(yǎng)基對氧電流進(jìn)行計測，則能夠計算出該初始菌數(shù)。
當(dāng)然，為了提高測定的精度，優(yōu)選生成標(biāo)準(zhǔn)曲線時初始菌數(shù)為已知的微生物的種類、與初始菌數(shù)為未知的微生物的種類相同，并且優(yōu)選包含有生成標(biāo)準(zhǔn)曲線時初始菌數(shù)為已知的微生物的培養(yǎng)基的種類、與包含有初始菌數(shù)為未知的微生物的培養(yǎng)基的種類相同。
圖18是示出能夠適用于如上述那樣生成標(biāo)準(zhǔn)曲線、或計算初始菌數(shù)的技術(shù)的微生物數(shù)計算裝置200的結(jié)構(gòu)的方框圖。微生物數(shù)計算裝置200具備氧電流測定部201，其測定培養(yǎng)基中的氧電流；以及控制/評價部202，其控制氧電流測定部201的動作，評價氧電流。
控制/評價部202將指令D提供給氧電流測定部201，所述指令D指示對氧電流進(jìn)行測定的定時。例如，使得每預(yù)定期間T測定氧電流，或經(jīng)過停歇時間之后測定氧電流，或在取得第1測定時間ts、tu或第2測定時間tt之后中止氧電流的測定。氧電流測定部201主要執(zhí)行步驟S101、S112，控制/評價部202在上述的流程圖中執(zhí)行步驟S101、S112以外的步驟。
其他 將初始菌數(shù)作為參量，預(yù)先存儲多個測定時間和氧電流的關(guān)系，在這些關(guān)系中，也考慮基于使得與測定值之間的差異為最小的參量來求出初始菌數(shù)。
例如，預(yù)先將圖1示出的圖表L1、L2、L3、L4、以及L5作為電流數(shù)據(jù)直接進(jìn)行存儲，或作為函數(shù)形式進(jìn)行存儲。而且，確定使圖8和圖10～12中使用白圈示出的測定值、和與上述的電流數(shù)據(jù)的差異為最小的電流數(shù)據(jù)。例如，對于每個測定時間的測定值和電流數(shù)據(jù)之差的平方，采用在測定時間內(nèi)的至少一部分中取總和的結(jié)果作為上述差異。而且，將與使上述差異為最小的電流數(shù)據(jù)對應(yīng)的初始菌數(shù)，選定為根據(jù)該測定值所得到的初始菌數(shù)。
但是，因為該方法存在根據(jù)檢體圖表發(fā)生大幅度失真的情況，所以通過上述實施方式中示出的方法求出初始菌數(shù)的方法的精確度更高。
以下，與應(yīng)當(dāng)對照的技術(shù)一起，說明本發(fā)明。表1是說明應(yīng)對照的技術(shù)的表。
[表1] 檢測條件#201～#206都是每分鐘對氧電流進(jìn)行一次測定，將某一時間點的氧電流相對于30分鐘(時間間隔)前的氧電流連續(xù)5次低于設(shè)定電流值的時間點采用為檢測時間?？紤]該檢測時間也依賴于初始菌數(shù)。但是，在檢測條件#021～#026中，都設(shè)定有停歇時間。
例如在檢測條件#201中，將設(shè)定電流值設(shè)定為30nA/mm2，所以將在經(jīng)過停歇時間100分鐘之后，連續(xù)5次發(fā)生氧電流的斜率(急劇地)小于-30(nA/mm2)/30(min)＝-1.0(nA/mm2/min)的情況時的測定時間采用作檢測時間。
表2是說明如下的技術(shù)的表根據(jù)氧電流的斜率的絕對值處于預(yù)定的范圍內(nèi)，而判斷為氧電流的斜率穩(wěn)定。這樣的判斷與上述的圖5中示出的步驟SB對應(yīng)。
[表2] 檢測條件#311～#319是每分鐘對氧電流進(jìn)行一次測定(該間隔與上述的一定間隔T相當(dāng))。將從當(dāng)前的氧電流減去10分鐘前(或30分鐘前)(該期間與關(guān)于計數(shù)器S的值Z和上述一定間隔T的乘積相當(dāng))的氧電流所得的結(jié)果除以10分鐘(或30分鐘)而取得斜率。該斜率不是使用最小平方法來求出的，這一點上與上述的斜率Knew不同。在該斜率的絕對值連續(xù)5次(與上述的預(yù)定值Z1相當(dāng))小于1.2(nA/mm2/min)(與上述的預(yù)定值E2相當(dāng))的時間點，判斷為氧電流的斜率穩(wěn)定。而且，將連續(xù)5次(與上述的預(yù)定值Z2相當(dāng))觀測到比該時間點的氧電流(與上述的IZ+1相當(dāng))僅小電流降低閾值(與上述的電流降低閾值Δ相當(dāng))的值的氧電流的時間點采用作第1測定時間。這樣的判斷與圖7示出的步驟SC對應(yīng)?？紤]為這樣設(shè)定的第1測定時間也依賴于初始菌數(shù)。但是，檢測條件#311～#319中都設(shè)定有停歇時間。
例如在檢測條件#311中，在經(jīng)過了停歇時間100分鐘之后，在連續(xù)5次發(fā)生氧電流的斜率的絕對值(平坦地)小于1.2(nA/mm2)的情況的時間點，判定為該斜率穩(wěn)定。而且，將比該穩(wěn)定的時間點的氧電流的值降低30(nA/mm2)的值采用作第1閾值IP，將連續(xù)5次觀測到比該第1閾值IP還小的氧電流的時間點采用作第1測定時間。
表3是說明如下的技術(shù)的表根據(jù)氧電流的斜率的變化的絕對值處于預(yù)定的范圍內(nèi)，從而判斷為氧電流的斜率穩(wěn)定。這樣的判斷與上述的圖4中示出的步驟SB對應(yīng)。
[表3] 檢測條件#321～#329與檢測條件#321～#329相同地求出氧電流的斜率。在該斜率的變化量的絕對值(與圖4的步驟S108a的Knew-Kold|/Δt相當(dāng))連續(xù)5次(與上述的預(yù)定值Z1相當(dāng))小于3(nA/mm2/min)的時間點判斷為氧電流的斜率穩(wěn)定。而且，將連續(xù)5次(與上述的預(yù)定值Z2相當(dāng))觀測到比該時間點的氧電流(與上述的IZ+1相當(dāng))僅小電流降低閾值(與上述的電流降低閾值Δ相當(dāng))的值的氧電流的時間點采用作第1測定時間。這樣的判斷與圖7示出的步驟SC對應(yīng)?？紤]為這樣設(shè)定的該第1測定時間也依賴于初始菌數(shù)。但是，檢測條件#321～#329中都設(shè)定有停歇時間。
例如在檢測條件#321中，在經(jīng)過了停歇時間100分鐘之后，在連續(xù)5次發(fā)生氧電流的斜率的變化量的絕對值(平坦地)小于3(nA/mm2/min)的情況的時間點判定為該斜率穩(wěn)定。而且，將比該穩(wěn)定的時間點的氧電流的值降低30(nA/mm2)的值采用作第1閾值IP，將連續(xù)5次觀測到比該第1閾值IP還小的氧電流的時間點采用作第1測定時間。
表4～表6是對上述的檢測時間(檢測條件#201～#206)和第1測定時間(檢測條件#311～#319、#321～#329)、與通過目視進(jìn)行氧電流的斜率的變動而取得斜率變動時間的情況(自動地進(jìn)行氧電流的斜率的變動的技術(shù)與第4實施方式相當(dāng)表中將該結(jié)果表述為“基準(zhǔn)點”)進(jìn)行比較的表。另外，表4的條件#101為使用現(xiàn)有技術(shù)，測定達(dá)到閾值Ith的測定時間的情況。采用180nA/mm2來作為閾值Ith，將3次低于該閾值Ith的時間點采用作檢測時間。并且，沒有采用第3實施方式中說明的基于第2閾值Id的第2測定時間。
[表4] [表5] [表6] 關(guān)于各條件，將斜率變動時間和各檢測條件的測定結(jié)果(檢測時間或第1測定時間)作為1對樣本來捕捉，通過關(guān)于兩者的時間的一個樣本t檢驗進(jìn)行顯著誤差檢驗(顯著水平1％)。從而，自由度為從觀測數(shù)減去1的值。作為與各檢測條件成對的樣本的基準(zhǔn)點分別記載在各檢測條件的左側(cè)的列中。從而，隔著縱雙線相鄰的各檢測條件和基準(zhǔn)點不成為比較的對象。
但是，檢體(成為測定對象的培養(yǎng)基)的總數(shù)是358個。因為有時使用各檢測條件取得的測定結(jié)果(檢測時間或第1測定時間)、和通過基準(zhǔn)點求出的斜率變動時間中的至少任一方表現(xiàn)為非常大的值，所以針對各檢測條件的測定結(jié)果的觀測數(shù)比檢體的總數(shù)少。上述情況即是使用任意的測定方法檢體均被判斷為陰性的情況。因為無法在斜率變動時間和測定結(jié)果之間進(jìn)行使用數(shù)值的統(tǒng)計比較，所以這些情況從觀測數(shù)中除去。
表4的檢測條件#101以及其基準(zhǔn)點的t檢驗的結(jié)果、舍棄閾概率(棄卻閾確率)小于1％(＝0.01)。并且，t值的絕對值大于t邊界值。從而，可知斜率變動時間平均值、和以往的氧電流達(dá)到閾值Ith的測定時間的平均值存在顯著誤差。即，如“A.發(fā)明的基本的考慮方法”中敘述的那樣，通過求出氧電流的斜率變動時間，從而能夠早期地進(jìn)行初始菌數(shù)的計算。
另一方面，從表5、表6中不能舍棄如下的解消假設(shè)在檢測條件#319、#326、以及#329下取得的第1測定時間的平均值、和分別與上述平均值成對的斜率變動時間的平均值不存在顯著誤差。另一方面，能夠得到如下的結(jié)論除了這三個條件之外，能夠舍棄該解消假設(shè)，存在顯著誤差。嚴(yán)密地說，不能舍棄解消假設(shè)并不是指解消假設(shè)是妥當(dāng)?shù)模话銇碚f大多使用這樣的結(jié)論。因此，判斷為在表1、表2、以及表3中示出的多種檢測條件中，僅在檢測條件#319、#326、#329下取得的第1測定時間的平均值、和通過目視取得的斜率變動時間的平均值不存在顯著誤差。
進(jìn)而，如果像這樣采用檢測條件#319、#326、以及#329，則應(yīng)該能夠使用如第1實施方式或第2實施方式中示出的那樣自動化地進(jìn)行作業(yè)的第1測定時間來代替通過目視求出的斜率變動時間。因此，接下來，對檢測條件#319、#326、以及#329的第1測定時間和條件#101的測定時間進(jìn)行比較。表7示出測定時間的平均值的t檢驗(顯著水平1％)的結(jié)果，表8示出測定時間的CV值(Coefficient ofVariation，差異系數(shù))的平均值的t檢驗(顯著水平5％)的結(jié)果。這些結(jié)果也與表4、表5、以及表6相同，通過一個樣本t檢驗進(jìn)行顯著誤差檢驗。
[表7] [表8] 根據(jù)表7，檢測條件#319、#326、以及#329的第1測定時間的平均值、和條件#101的測定時間的平均值存在顯著誤差。從而，可知檢測條件#319、#326、以及#329的第1測定時間與基于目視的斜率變動時間相同，相對于以往的氧電流達(dá)到閾值Ith的測定時間，存在縮短了時間的效果。
并且，根據(jù)表8，無法舍棄在檢測條件#319、#329和條件#101之間CV值不存在顯著誤差的解消假設(shè)。因此，判斷為第1測定時間的偏差的程度與以往的測定時間的偏差的程度相同。并且，關(guān)于檢測條件#326，從偏差的點來看，判斷為效果不好。
因此，接下來，基于這4個檢測條件，對于所有的358個檢體，判斷細(xì)菌的陽性/陰性。將該結(jié)果、和通過使用冷天培養(yǎng)基的方法(以下稱為“冷天方法”)增菌培養(yǎng)來判斷細(xì)菌的陽性/陰性的結(jié)果進(jìn)行比較。在表9中示出比較結(jié)果。
[表91] 此處，所謂“偽陽性”是指通過各檢測條件判斷為陽性，但在冷天方法中判斷為陰性的情況。并且，所謂“偽陰性”是指通過各檢測條件判斷為陰性，但在冷天方法中判斷為陽性的情況。從而，“偽陽性”和“偽陰性”都是與冷天方法的結(jié)果不同的情況。而且，在表9 中針對每個檢測條件記載判斷為“偽陽性”、“偽陰性”的檢體數(shù)，合并起來記載與冷天方法的一致率。例如，在檢測條件#101中，成為“偽陽性”、“偽陰性”的檢體數(shù)分別為5個以及25個，所以一致率成為(358-5-25)/358×100＝91.6(％)。
根據(jù)表9的結(jié)果，與作為現(xiàn)有技術(shù)的檢測條件#101相比，與冷天方法的一致率要低一些。因此，沿用檢測條件#326、#329的基本的檢測方法(采用圖4的流程圖作為步驟SB)，并且進(jìn)行進(jìn)一步提高與冷天方法的一致率的工作。具體而言，作為步驟SC不使用圖7的流程圖，而是使用圖6的流程圖。此處，采用0.8來作為系數(shù)q。并且，采用0.6(nA/mm2/min2)來作為預(yù)定值E1。預(yù)定值Z1、Z2分別設(shè)為5、10。將該檢測條件設(shè)為#331。并且，將停歇時間設(shè)為200分鐘。并且，使用最小平方法來求出氧電流的斜率，與步驟S107(參照圖3)的斜率Knew對應(yīng)。
進(jìn)而，除了檢測條件#331之外，還采用實施方式3中說明的第2閾值Id來設(shè)定檢測條件#332。即，在檢測條件#332中，采用了圖6、圖13、圖14、以及圖16(其中采用步驟S111a、S114a)中示出的流程圖。此處，將第2閾值Id設(shè)為60nA/mm2，檢測條件#332下取得的測定時間指第1測定時間以及(在實施方式3中所說的)第2測定時間雙方。
對檢測條件#331、#332和條件#101進(jìn)行比較。表10示出測定時間的平均值的t檢驗(顯著水平1％)的結(jié)果，表11示出測定時間的CV值的平均值的t檢驗(顯著水平5％)的結(jié)果。這些結(jié)果也與表7、表8相同，通過一個樣本t檢驗進(jìn)行顯著誤差檢驗。
[表10] [表11] 根據(jù)表10，檢測條件#331、#332的測定時間的平均值、和條件#101的測定時間的平均值存在顯著誤差。從而，可知檢測條件#331、#332的測定時間與檢測條件#319、#326、以及#329的測定時間同樣地，相對于以往的氧電流達(dá)到閾值Ith的測定時間，存在縮短了時間的效果。
并且，根據(jù)表11，可知在檢測條件#331、#332和檢測條件#101之間CV值存在顯著誤差。即，可知如果采用檢測條件#331、#332，則與以往的測定時間的偏差相比，能夠改善測定時間的偏差。
因此，接下來，基于這2個檢測條件，對所有的358個檢體，判斷細(xì)菌的陽性/陰性。對該結(jié)果、和通過使用冷天方法來判斷細(xì)菌的陽性/陰性的結(jié)果進(jìn)行比較。在表12中示出比較結(jié)果。
[表12] 如根據(jù)與表9的比較可知那樣，在不導(dǎo)入第2測定時間的檢測條件#331下也能改善與冷天方法的一致率，成為88.3％。進(jìn)而，在導(dǎo)入第2測定時間的檢測條件#332下，與冷天方法的一致率成為91.6％，與通過現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的一致率相等。而且，偽陰性數(shù)小于以往的條件#101，存在安全上良好的傾向。
根據(jù)以上所述，可知作為步驟SB優(yōu)選采用圖4示出的流程圖，而不采用圖5示出的流程圖，在步驟SA中，與使用步驟S111b、S114b的情況(參照圖7)相比，優(yōu)選使用步驟S111a、S114a(參照圖6)，進(jìn)而優(yōu)選設(shè)置停歇時間(參照圖13)。進(jìn)而，可知更加優(yōu)選也導(dǎo)入實施方式3中示出的那樣的第2測定時間(參照圖16)。
雖然對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但上述的說明在所有的情形下都僅是例示而已，本發(fā)明不限定于此?？梢圆幻撾x該發(fā)明的范圍而設(shè)想得到未例示的無數(shù)的變形例。
權(quán)利要求
1.一種微生物數(shù)的測定方法，所述微生物數(shù)的測定方法在包含有初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定(S101、S112)，求出所述氧電流預(yù)定次數(shù)(Z2)超過第1閾值(IP)而降低所需的時間即第1測定時間(ts)，其中，所述微生物數(shù)的測定方法具備
(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；
(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及
(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，設(shè)定所述第1閾值，使得所述第1閾值依賴于基于在最近的所述測定期間所測定的所述氧電流(I1～I(xiàn)Z+1)的值、且比該值低的步驟(S114a、S114b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，在所述步驟(c)中，從最近所測定的所述氧電流(IZ+1)減去預(yù)定的閾值(Δ)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，在所述步驟(c)中，將最近所測定的所述氧電流(IZ+1)乘以大于0小于1的系數(shù)(q)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，將所述系數(shù)(q)設(shè)定為0.8。
5.一種微生物數(shù)的測定方法，所述微生物數(shù)的測定方法在包含有初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定(S101、S112)，求出所述氧電流的減小超過閾值(E3)而變得緩和的第1測定時間(tu)，其中，所述微生物數(shù)的測定方法具備
(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；
(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及
(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，在之后所測定的所述差分值(Knew)相比步驟(b)的所述差分值(Kold)增大、且增量超過所述閾值的情況下，根據(jù)在最近所測定的所述測定期間來確定所述測定時間的步驟(SC)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的絕對值(|Knew|)在預(yù)定期間收斂于預(yù)定范圍(E2)內(nèi)(S108b、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的相對于時間的變動(|Knew-Kold|/Δt)的絕對值在預(yù)定期間內(nèi)收斂于預(yù)定范圍(E1)內(nèi)(S108a、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，
所述預(yù)定范圍(E1)換算為電流密度時為0.6nA/mm2/min2，
所述預(yù)定次數(shù)(Z2)是10次，
所述預(yù)定期間是連續(xù)5次(Z1)進(jìn)行所述氧電流的測定的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，在所述步驟(b)中，在所述步驟(a)之后，經(jīng)過了預(yù)定的停歇時間后，判定所述時間差分值是否穩(wěn)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，將所述停歇時間設(shè)定為200分鐘。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，所述微生物數(shù)的測定方法還具備
(d)求出第2測定時間(tt)的步驟，所述第2測定時間(tt)是所述氧電流超過第2閾值(Id)而降低所需的時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，所述第2閾值(Id)換算為電流密度時是60nA/mm2/min2。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，根據(jù)與所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的同一種類的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基相關(guān)的所述第1測定時間與該已知的初始個數(shù)的關(guān)系，根據(jù)針對該微生物以及該培養(yǎng)基所求出的標(biāo)準(zhǔn)曲線，
針對所述微生物的所述初始個數(shù)為未知的所述同一種類的所述培養(yǎng)基求出所述第1測定時間，計算出未知的所述初始個數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的微生物數(shù)的測定方法，其中，針對所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的同一種類的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基，求出所述第1測定時間，
根據(jù)多個該已知的所述初始個數(shù)與多個該第1測定時間的關(guān)系，求出關(guān)于該微生物以及該培養(yǎng)基的所述標(biāo)準(zhǔn)曲線。
15.一種微生物數(shù)的測定裝置，所述微生物數(shù)的測定裝置具備
氧電流測定部(201)，其在包含有初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定(S101、S112)；以及
評價部(202)，其求出所述氧電流預(yù)定次數(shù)(Z2)超過第1閾值(IP)而降低所需的時間即第1測定時間(ts)，
所述評價部執(zhí)行
(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；
(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及
(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，設(shè)定所述第1閾值，使得所述第1閾值依賴于基于在最近的所述測定期間所測定的所述氧電流(I1～I(xiàn)Z+1)的值、且比該值低的步驟(S114a、S114b)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，在所述步驟(c)中，從最近所測定的所述氧電流(IZ+1)減去預(yù)定的閾值(Δ)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，在所述步驟(c)中，將最近所測定的所述氧電流(IZ+1)乘以大于0小于1的系數(shù)(q)來設(shè)定所述第1閾值(IP)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，將所述系數(shù)(q)設(shè)定為0.8。
19.一種微生物數(shù)的測定裝置，所述微生物數(shù)的測定裝置具備
氧電流測定部(201)，其在包含有初始個數(shù)作為測定對象的微生物的培養(yǎng)基中，依次對根據(jù)氧量而流過的電流即氧電流(Inew)進(jìn)行測定；以及
評價部(202)，其求出所述氧電流的減小超過閾值(E3)而變得緩和的第1測定時間(tu)，
所述評價部執(zhí)行
(a)根據(jù)預(yù)定的測定期間的所述氧電流的測定值，求出所述氧電流的每單位時間的差分即時間差分值(Knew)的步驟(SA)；
(b)判定在所述步驟(a)中求出的所述時間差分值是否穩(wěn)定的步驟(SB)；以及
(c)當(dāng)所述步驟(b)的判定為肯定時，在之后所測定的所述差分值(Knew)相比步驟(b)的所述差分值(Kold)增大、且增量超過所述閾值的情況下，根據(jù)在最近所測定的所述測定期間來確定所述測定時間的步驟(SC)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的絕對值(|Knew|)在預(yù)定期間內(nèi)收斂于預(yù)定范圍(E2)內(nèi)(S108b、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，在所述步驟(b)中，根據(jù)所述時間差分值的相對于時間的變動(Knew-Kold|/Δt)的絕對值在預(yù)定期間內(nèi)收斂于預(yù)定范圍(E1)內(nèi)(S108a、S109)，判定為所述時間差分值穩(wěn)定。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，
所述預(yù)定范圍(E1)換算為電流密度時是0.6nA/mm2/min2，
所述預(yù)定次數(shù)(Z2)是10次，
所述預(yù)定期間是連續(xù)5次(Z1)進(jìn)行所述氧電流的測定的長度。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，在所述步驟(b)中，在所述步驟(a)之后，經(jīng)過了預(yù)定的停歇時間后，判定所述時間差分值是否穩(wěn)定。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，所述停歇時間被設(shè)定為200分鐘。
25.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，所述評價部(201)還執(zhí)行
(d)求出第2測定時間(tt)的步驟，所述第2測定時間(tt)是所述氧電流超過第2閾值(Id)而降低所需的時間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，所述第2閾值(Id)換算為電流密度時是60nA/mm2/min2。
27.根據(jù)權(quán)利要求15或19所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，根據(jù)與所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的同一種類的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基相關(guān)的所述第1測定時間與該已知的初始個數(shù)的關(guān)系，根據(jù)針對該微生物以及該培養(yǎng)基所求出的標(biāo)準(zhǔn)曲線，
針對所述微生物的所述初始個數(shù)為未知的所述同一種類的所述培養(yǎng)基求出所述第1測定時間，計算出未知的所述初始個數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求15或19所述的微生物數(shù)的測定裝置，其中，針對所述微生物的所述初始個數(shù)為已知且彼此不同的同一種類的所述培養(yǎng)基中的各個培養(yǎng)基，求出所述第1測定時間，
根據(jù)多個該已知的所述初始個數(shù)與多個該第1測定時間的關(guān)系，求出關(guān)于該微生物以及該培養(yǎng)基的所述標(biāo)準(zhǔn)曲線。
全文摘要
本發(fā)明提供微生物數(shù)的測定方法及微生物數(shù)的測定裝置。所述微生物數(shù)的測定方法及微生物數(shù)的測定裝置對在沿流程圖的處理中使用的各種設(shè)定進(jìn)行復(fù)位(S100)。進(jìn)行氧電流(Inew)的測定(S101)。求出氧電流的斜率(SA)。判定能否判斷為該斜率穩(wěn)定(SB)。確定第1測定時間(SC)。為了對斜率的穩(wěn)定進(jìn)行判定，依次進(jìn)行氧電流(Inew)的測定，更新求出氧電流的斜率直到判斷為穩(wěn)定。在判斷為斜率穩(wěn)定時確定第1測定時間(SC)。在判斷為斜率不穩(wěn)定時進(jìn)一步進(jìn)行氧電流(Inew)的測定。
文檔編號G01N27/416GK101115845SQ20058004035
公開日2008年1月30日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者赤松惠, 奧村千晶, 宮原精一郎, 福井直樹 申請人:大金工業(yè)株式會社