專利名稱：微生物檢查方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢查(即檢測和／或確認(rèn))細(xì)菌和其他微生物的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
食物(所有食物，包括肉、魚之類的海產(chǎn)品)在投放市場前，食物原料一般在食品廠中初加工成預(yù)定條件后進(jìn)入市場。在食品廠中，對所加工食物進(jìn)行檢查，確定是否受到致病細(xì)菌和其他微生物的污染。在對食物中所含微生物等進(jìn)行檢查的現(xiàn)有方法中，從一樣本中采集目標(biāo)微生物后在一恒溫箱中培養(yǎng)預(yù)定時(shí)間，然后用肉眼測量和檢測經(jīng)培養(yǎng)的微生物。但是，要正確進(jìn)行檢測，必須使用專門技術(shù)，檢測人員必須具有豐富經(jīng)驗(yàn)。
新近，有人提出一種使用計(jì)算機(jī)的檢查方法。在該方法中，輸入計(jì)算機(jī)的待檢查的培養(yǎng)基的圖象雙重化，以計(jì)算用于檢查的確定水平。但該方法的一個(gè)問題是，由于圖象輸入計(jì)算機(jī)時(shí)瞬時(shí)雙重化，因此光源與培養(yǎng)基之間的照明角度、方向等稍有變動就無法正確確定微生物。因此，檢查結(jié)果發(fā)生變動，無法獲得精確檢查結(jié)果。
此外，由于無法獲得正確的確定水平，因此在當(dāng)前情況下很難進(jìn)行正確的檢查。而且，現(xiàn)有方法的另一個(gè)問題是，即使食物這樣或那樣受到以后會危及人的健康的污染(即附著在食物表面、潛伏在食物中、在食物中生長)，但大多數(shù)這類致病微生物要經(jīng)過一段時(shí)間才會顯露出其正面目。因此，常常發(fā)生這樣的情況，在食品廠中加工的食物交貨后，致病微生物繁殖，食物到消費(fèi)者手中后，消費(fèi)者吃了這樣的食物就會發(fā)生食物中毒。
此外，現(xiàn)有微生物檢查方法要花費(fèi)很長時(shí)間才能得出檢查結(jié)果。但是，新近由于用來檢查加工食物、半加工食物中的微生物的顯微鏡直接觀察法、膜染色法、電阻抗法、熒光染色法、熒光探查法、生物發(fā)光測量法等等檢查方法的改進(jìn)，終于能迅速進(jìn)行檢查。但是，盡管這些經(jīng)改進(jìn)的方法在迅速性、檢查范圍、經(jīng)濟(jì)性等方面有許多優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但離獲得滿意結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。在某些檢查方法中，可確認(rèn)某種微生物，但大多數(shù)方法事實(shí)上很難確認(rèn)各種微生物。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供檢查微生物之類培養(yǎng)基的方法和設(shè)備，其中，短時(shí)(約5-6小時(shí))培養(yǎng)的培養(yǎng)基比方說分離成三原色；然后計(jì)算頻率分布、顏色和色彩，確定用來預(yù)測微生物菌落生長的生長率和用來確定各微生物所特有特征的特征率；然后搜索預(yù)先用上述同樣順序計(jì)算和積累的數(shù)據(jù)后進(jìn)行對照，以確認(rèn)微生物；然后預(yù)測使用該生長率培養(yǎng)微生物一般所需時(shí)間(24小時(shí)、48小時(shí)等)后微生物的繁殖情況，從而在短時(shí)內(nèi)就可知道微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供微生物之類培養(yǎng)基的檢查方法和設(shè)備，其中，微生物確認(rèn)精度提高，這類微生物的圖象得到正確確定和照相，用來檢查培養(yǎng)基的各裝置一起裝在一外殼中，從而不僅可自動進(jìn)行培養(yǎng)基的確定和檢查結(jié)果的積累，而且培養(yǎng)基中的細(xì)菌減少，便于消毒。
本發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供微生物檢查方法和設(shè)備，其特征在于，為了預(yù)先知道比方說細(xì)菌(吸氧細(xì)菌)在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況，從飲用水之類食品和經(jīng)加工原料獲得的培養(yǎng)基的圖象在計(jì)算機(jī)中分離成三原色，對各原色的頻率分布、色彩和顏色進(jìn)行計(jì)算后與按照上述順序預(yù)先積累的各種細(xì)菌的數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而獲得確認(rèn)細(xì)菌所需的細(xì)菌特有特征，然后計(jì)算細(xì)菌在預(yù)定時(shí)間后的預(yù)期繁殖情況，從而在短時(shí)內(nèi)便可預(yù)先檢測所確認(rèn)細(xì)菌在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種微生物等的檢查方法，其中，從飲用水之類食品和經(jīng)加工原料采集的待檢查培養(yǎng)基的圖象分離成三原色，然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩的顏色信息，然后把所獲得的信息與把微生物等一般信息的第二數(shù)據(jù)與預(yù)先用上述相同順序積累的微生物的第一數(shù)據(jù)組合而成的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而獲得確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征，然后預(yù)測微生物經(jīng)預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況，從而在短時(shí)內(nèi)就可預(yù)先檢測微生物在培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物所需預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。此外，提供對必要時(shí)預(yù)先經(jīng)染色處理和光照處理的培養(yǎng)基的圖象進(jìn)行精確照相的照相裝置。此外還提供一種檢查裝置，用來檢查培養(yǎng)基的各有關(guān)裝置一起裝在該檢查裝置的外殼中，從而不僅自動進(jìn)行培養(yǎng)基的確定和檢查結(jié)果的累積累，而且培養(yǎng)基中的細(xì)菌數(shù)量減少，便于消毒。
附圖的簡要說明圖1為示出本發(fā)明微生物等檢查方法和設(shè)備的流程圖；圖2為示出本發(fā)明對微生物圖象進(jìn)行攝像、提取和預(yù)測微生物生長的流程圖；圖3為本發(fā)明設(shè)備一主要部分的示意圖；圖4說明本發(fā)明受檢查培養(yǎng)基的圖象的變換發(fā)展；圖5說明本發(fā)明提取和測量培養(yǎng)基菌落的輪廓；圖6說明本發(fā)明培養(yǎng)基生長的培養(yǎng)和預(yù)測；圖7為本發(fā)明微生物等的檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明微生物等的檢查設(shè)備一實(shí)施例的外觀圖；圖9示出本發(fā)明微生物等的檢查設(shè)備內(nèi)部的一主要部分；
圖10為本發(fā)明從開始插入培養(yǎng)基到最后取出培養(yǎng)基的各步驟的流程圖；圖11說明培養(yǎng)基菌落圖象的提取和裂縫照明情況；圖12示出本發(fā)明培養(yǎng)基的一光源和一光接收部和一控制裝置的布置；圖13為本發(fā)明一培養(yǎng)基照相裝置的示意圖；圖14為本發(fā)明從開始拍攝培養(yǎng)基圖象直到結(jié)束各步驟的流程圖。
本發(fā)明最佳實(shí)施方式下面結(jié)合


本發(fā)明一實(shí)施例。圖1為本發(fā)明微生物等的檢查設(shè)備和方法的流程圖。在圖1中，(1)-(12)示出一培養(yǎng)裝置[恒溫箱](A1)的結(jié)構(gòu)和工作情況。下面順序說明該培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)和工作情況。在步驟(1)，一用細(xì)菌培植的(瓊脂)培養(yǎng)基(用細(xì)菌培植的培養(yǎng)基下文稱為“培養(yǎng)基”，如該培養(yǎng)基為液態(tài)，用一過濾器收集細(xì)菌，培養(yǎng)基可采用其他許多形式)放入一皮氏培養(yǎng)皿中后置于恒溫箱(A1)中。在步驟(2)，設(shè)定培養(yǎng)溫度。通過合適操作恒溫箱(A1)的一操作板把培養(yǎng)溫度設(shè)定在所需大小上。在步驟(3)，設(shè)定培養(yǎng)時(shí)間。此時(shí)，通過合適操作該操作板設(shè)定所需時(shí)間。在步驟(4)，操作恒溫箱(A1)的操作板實(shí)現(xiàn)自動工作方式(即如下所述，與一終端設(shè)備(B1)和一處理裝置(C1)連接)。
然后，在步驟(5)，把自動工作方式通知終端設(shè)備(B1)(需要時(shí)，比方說要培養(yǎng)細(xì)菌24小時(shí)、48小時(shí)時(shí)，可使用手動工作方式)。在步驟(6)的培養(yǎng)時(shí)間中，確定在步驟(3)設(shè)定的自動方式培養(yǎng)時(shí)間。在步驟(7)的設(shè)定溫度中，確定溫度是否是在步驟(2)所設(shè)定的培養(yǎng)溫度上。在步驟(8)溫度調(diào)節(jié)中，當(dāng)溫度不在設(shè)定范圍中時(shí)，進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止溫度過高。在步驟(9)的培養(yǎng)完成通知中，通知終端設(shè)備(B1)和處理裝置(C1)已完成培養(yǎng)。在步驟(10)確定供應(yīng)裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿中，確定終端設(shè)備(B1)是否請求供應(yīng)裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)。在步驟(11)的不存在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)／完成的通知中，通知終端設(shè)備(B1)不存在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)，自動方式完成。在步驟(12)的裝有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿的供應(yīng)／下一條碼讀取中，把裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿供應(yīng)給終端設(shè)備(B1)，然后給予該皮氏培養(yǎng)皿一條碼，以便讀取。
(Ⅰ)-(Ⅹ)示出終端設(shè)備(B1)的結(jié)構(gòu)和工作情況。下面順序說明該終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作情況。在自動方式設(shè)定步驟(Ⅰ)中，操作終端設(shè)備(B1)的操作板實(shí)現(xiàn)自動方式(即如下所述，與恒溫箱(A1)和一處理裝置(C1)連接)。在自動方式通知步驟(Ⅱ)中，把自動方式通知恒溫箱(A1)和該處理裝置(C1)。在培養(yǎng)完成通知步驟(Ⅲ)中，終端設(shè)備(B1)待機(jī)，直到培養(yǎng)完成通知從恒溫箱(A1)到達(dá)，在到達(dá)后才通知它。在請求供應(yīng)裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿步驟(Ⅳ)中，向恒溫箱(A1)發(fā)出裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿的請求。在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿確定條碼確定步驟(Ⅴ)中，確定裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿放置在預(yù)定位置上后讀取條碼。在除蓋步驟(Ⅵ)中，除去裝有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿(1a)的頂蓋。在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿的位置確定步驟(Ⅶ)中，確定裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)放置在終端設(shè)備(B1)中一預(yù)定位置上。在數(shù)據(jù)傳送步驟(Ⅷ)中，確定放置在預(yù)定位置上的培養(yǎng)基的圖象的接收條件是否正常。在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)的排出操作步驟(Ⅸ)中，裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)從終端設(shè)備(B1)排出或堆積在終端設(shè)備外部。在確定完成步驟(Ⅹ)中，確定恒溫箱(A1)是否已通知不存在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)，如為肯定回答，向處理裝置(C1)發(fā)出完成通知。
-[5]示出處理裝置(C1)的結(jié)構(gòu)和工作情況。下面順序說明該處理裝置的結(jié)構(gòu)和工作情況。在步驟[1]，設(shè)定自動方式。操作處理裝置(C1)的操作板實(shí)現(xiàn)自動方式(即如下所述與恒溫箱(A1)和一處理裝置(C1)連接)。[2]示出自動確定各裝置。此時(shí)，確定恒溫箱(A1)和終端設(shè)備(B1)是否設(shè)定在自動方式。[3]示出數(shù)據(jù)接收。此時(shí)，處理裝置(C1)接收來自終端設(shè)備(B1)的培養(yǎng)基圖象后在其內(nèi)部積累該圖象。當(dāng)在正常條件下累計(jì)時(shí)，一正常接收信號輸出給終端設(shè)備(B1)。[4]示出數(shù)據(jù)積累，[5]示出數(shù)據(jù)接收完成通知。
此時(shí)，從終端設(shè)備(B1)步驟(Ⅷ)數(shù)據(jù)傳送傳送到處理裝置(C1)步驟[5]的數(shù)據(jù)接收的培養(yǎng)基的圖象數(shù)據(jù)為在一計(jì)算機(jī)中處理的圖象。即，該圖象用三個(gè)字節(jié)表示，由各字節(jié)的邏輯運(yùn)算分離。然后計(jì)算分離的各數(shù)據(jù)項(xiàng)的頻率分布、色彩和顏色，提取培養(yǎng)基的特征。這些特征以系數(shù)表示。然后，搜索預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫(對所積累數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和排序得出的數(shù)據(jù))，從而確認(rèn)培養(yǎng)基細(xì)菌的種類。此外，根據(jù)所搜索數(shù)據(jù)，預(yù)測該細(xì)菌的生長。從而可在短時(shí)內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)基菌落的培養(yǎng)、測量培養(yǎng)基菌落的種類和數(shù)量。
下面詳述上述在計(jì)算機(jī)中的處理操作順序。在圖2流程圖中，開始操作后，在步驟(a)(下文詳述)中具有正確顏色的一圖象輸入計(jì)算機(jī)中，輸入計(jì)算機(jī)中的該圖象在(b)比方說分離成紅R、綠G和藍(lán)B三原色。然后，在步驟(c)計(jì)算各原色的頻率分布后分解成256種顏色的密度分布，然后在步驟(d)計(jì)算色彩和顏色，即確定各種顏色和密度。為了在步驟(e)提取特征，與數(shù)據(jù)庫(D)進(jìn)行對照，從而確定培養(yǎng)基的種類。即，從剛經(jīng)處理圖象獲得的新數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(D)[在構(gòu)建該數(shù)據(jù)庫時(shí)，用上述同樣順序準(zhǔn)備和預(yù)先收集ID、細(xì)菌種類(類／個(gè)體，例如大腸桿菌)，特征系數(shù)(R、G、B分布<頻率分布值>，H，S分布<色彩，顏色值>)進(jìn)行對照，提取細(xì)菌種類的特征，從而確認(rèn)細(xì)菌種類。
然后在步驟(f)從如此讀取的數(shù)據(jù)中提取菌落的輪廓。在步驟(g)預(yù)測菌落的生長，在步驟(h)預(yù)測細(xì)菌菌落的數(shù)量。此時(shí)，根據(jù)如此讀取的數(shù)據(jù)獲得菌落的輪廓，根據(jù)輪廓與菌落區(qū)之間的距離計(jì)算生長度α(下文說明)，以便根據(jù)如此獲得的生長度α作出比方說24小時(shí)，48小時(shí)的預(yù)測。下面結(jié)合附圖[圖3、4(a)-4(d)和5(a)-5(d)]詳述該順序。首先，結(jié)合圖3說明圖2(a)的攝像步驟的一個(gè)例子。作為圖3的一個(gè)圖象讀取裝置，用一CCD攝像機(jī)(k)把經(jīng)預(yù)定時(shí)間培養(yǎng)的培養(yǎng)基(Q)的圖象(Q＇)(見圖4)輸入一計(jì)算機(jī)(PC)中。
即，在圖2所示步驟(b)把圖象(Q＇)分離成三原色時(shí)，培養(yǎng)基圖象(Q＇)表示成R、G、B三字節(jié)后存儲在計(jì)算機(jī)(PC)的存儲器中。該圖象用多值圖象(彩色圖象該圖象中每一象素不僅有灰度級還有顏色)表示后使用下述計(jì)算頻率分布(即灰度級，即計(jì)算各原色的密度)的方程分離成三原色(表示顏色的基本值)。 [其中，N為亮度數(shù)，F(xiàn)R為檢測點(diǎn)的亮度，n為檢查點(diǎn)的亮度，∩為邏輯乘]在該分離方法中，比方說三原色R、G和B重疊成顏色。在彩色圖象數(shù)據(jù)中，每一原色表為三個(gè)數(shù)字中的一個(gè)數(shù)。因此，對每一原色進(jìn)行邏輯算術(shù)計(jì)算，把圖象分離成各原色[見圖(4b)]。然后，在圖2步驟(c)計(jì)算各原色的頻率分布時(shí)，如圖4(c)所示分別計(jì)算R、G、B的密度分布。然后，在圖4(d)按照下列方程計(jì)算色彩和顏色。S=Sr+Sg+Sb]]>



H=255×θ2π]]>θ=2R-G-B8(R-85)2+(G+85)2+(B+85)2]]>在計(jì)算色彩和顏色時(shí)，使用上述色彩顏色方程計(jì)算顏色S和色彩H。在上述方程中，Sr為R色的色彩元素，Sg為G色的色彩元素，Sb為B色的色彩元素。β為專使圖象清晰的一個(gè)系數(shù)。
在圖2步驟(e)與通過上述順序預(yù)先獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對照、以獲得細(xì)菌的特征時(shí)，提取特征與培養(yǎng)基(Q)的圖象(Q＇)相同的細(xì)菌。然后，在圖2步驟(f)提取菌落輪廓時(shí)，根據(jù)所讀取數(shù)據(jù)提取輪廓。如圖5(a)所示，計(jì)算輪廓<<1>>與輪廓<<2>>之間的距離(x1)和(y1)后使用生長度α預(yù)測圖5(b)的(幾小時(shí)后的)輪廓<<1＇>>和<<2＇>>。在圖5(a)和5(b)中，細(xì)菌的原輪廓<<1>>和<<2>>按下述圖象展開方程的計(jì)算結(jié)果變形成輪廓<<1＇>>和<<2＇>>。
E=x1(αx)F=y1(αy)
在上述方程中，αx為x軸方向上的生長度分量，αy為y軸方向上的生長度分量，E為x軸方向上的生長度，F(xiàn)為y軸方向上的生長度。從圖5(b)顯然可見，原輪廓<<1>>和<<2>>膨脹、匯合成一輪廓。然后根據(jù)由上述圖象展開獲得的數(shù)據(jù)對菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)。如圖5(c)所示，通過在x、y軸方向上對這些輪廓進(jìn)行掃描而對它們進(jìn)行標(biāo)定。然后，在y，x軸方向上對它們進(jìn)行掃描(掃描方向改變)，從而確定菌落數(shù)(在所示實(shí)施例中，原輪廓<<1>>和<<2>>匯合成單個(gè)輪廓<<1＇>>和<<2＇>>，出現(xiàn)三個(gè)菌落①、②和③)。這些數(shù)表示菌落數(shù)。用積累的數(shù)據(jù)庫的生長度等預(yù)測一般培養(yǎng)時(shí)間(24-48小時(shí))后的菌落數(shù)。確切說，根據(jù)數(shù)據(jù)庫預(yù)測菌落的生長過程，然后根據(jù)新數(shù)據(jù)的菌落鄰域中的顏色密度(下文說明)和上述生長度預(yù)測菌落數(shù)。從而確定細(xì)菌種類和菌落數(shù)。同時(shí)或逐個(gè)測量以上述方式計(jì)數(shù)的菌落數(shù)即可確認(rèn)細(xì)菌種類。
圖6(a)示出一培養(yǎng)基(Q0)的表面即使有細(xì)菌但尚不明顯。圖6(b)示出細(xì)菌培養(yǎng)過程中的該表面，可看到細(xì)菌菌落(cl)。圖6(c)示出比方說4-6小時(shí)后的情況。培養(yǎng)到此結(jié)束。在該表面上，不僅可看到由菌落(cl)生長成的菌落(cl1)，而且可看到鄰域的顏色變化(W)。因此以與上述相同方式讀取培養(yǎng)基(Q0)的圖象(Q’)，然后與數(shù)據(jù)庫(D)對照，確認(rèn)細(xì)菌種類，確定生長度、特征系數(shù)等。然后使用菌落(cl1)的鄰域(W)的顏色、色彩、生長度、特征系數(shù)等作出生長預(yù)測。圖6(d)示出菌落生長過程中的該表面，可看到由菌落(cl1)生長成的菌落(cl2)和新生成的菌落(cl3)。在圖6(e)中，菌落(cl2)和(cl3)進(jìn)一步生長，此外生成新菌落(cl4)。圖6(f)示出比方說24小時(shí)后的該表面，上述菌落進(jìn)一步生長，并生成許多新菌落。
下面說明按照本發(fā)明從上述方法導(dǎo)出的另一種微生物檢查方法。從具有微生物的材料或固體采集的一樣本中獲得的培養(yǎng)基或上述培養(yǎng)基在培養(yǎng)前或培養(yǎng)后按需要作光照處理、染色處理等，其圖象分離成三原色，然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩的顏色信息，然后把所獲得的信息與把微生物一般信息的第二數(shù)據(jù)與用上述相同順序預(yù)先積累的微生物第一數(shù)據(jù)組合而成的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而提取確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征，然后預(yù)測微生物經(jīng)預(yù)定時(shí)間的繁殖情況，從而可預(yù)先檢測在培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物所需預(yù)定時(shí)間后微生物的繁殖情況。
在微生物的上述一般信息[PCR隨機(jī)PCR(RAPD)，脈沖場凝膠電泳(PFGE)]之類的第二數(shù)據(jù)中的方法的例子包括典型的培養(yǎng)方法、氧抗體(EIA)、免疫磁珠過程等。使用用數(shù)字表達(dá)的微生物特征的所有或某些有關(guān)數(shù)據(jù)。這樣，按照本發(fā)明，用把微生物一般信息的第二數(shù)據(jù)與用上述相同順序預(yù)先積累的微生物第一數(shù)據(jù)組合而成的集成數(shù)據(jù)與新培養(yǎng)基進(jìn)行對照。即，當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)與待檢查的新培養(yǎng)基的對照結(jié)果表明新培養(yǎng)基與第一數(shù)據(jù)的某種細(xì)菌相同時(shí)，提取該特殊數(shù)據(jù)，同時(shí)還提取與其有關(guān)的一般信息。因此可根據(jù)一般信息正確確認(rèn)該細(xì)菌，從而進(jìn)一步提高細(xì)菌種類確認(rèn)的精度。
圖7示出本發(fā)明一實(shí)施例的檢查設(shè)備(J)的構(gòu)成，該設(shè)備包括一培養(yǎng)裝置[裝有自動插入機(jī)構(gòu)的恒溫箱](A2)、一攝像裝置(B2)、一算術(shù)處理裝置(C2)[計(jì)算機(jī)等]、一初步排出裝置(Du)和一電源部和一控制裝置(E)。圖8為檢查設(shè)備(J)的外觀圖，圖7各裝置一起裝在外殼(H)中。圖8檢查設(shè)備(J)的外殼(H)的前面左邊上有一插入孔(h)。其中裝有用細(xì)菌培植的培養(yǎng)基(x)的皮氏培養(yǎng)皿逐個(gè)從該插入孔(h)插入。該外殼前面右邊有一顯示屏(2a)。該顯示屏(2a)顯示檢查結(jié)果、鄰域情況等。外殼(H)的右側(cè)面上有一把手(3’a)，用來取出其中裝有皮氏培養(yǎng)皿(1a)的一盒(3a)，這些皮氏培養(yǎng)皿堆成4排，每排20個(gè)皮氏培養(yǎng)皿。由于培養(yǎng)基(x)在電場和磁場的作用下可加快菌落的生成，因此由各裝置構(gòu)成的圖8整體式檢查設(shè)備可縮短培養(yǎng)時(shí)間。
圖9(a)為示出圖8外殼(H)內(nèi)部的俯視圖。從插入孔(h)逐個(gè)插入的裝有培養(yǎng)基(x)的每一皮氏培養(yǎng)皿(1a)上打上條碼之類的標(biāo)識符，在培養(yǎng)裝置(A2)中一臺(4a)的內(nèi)周中上下疊成4組，每組20個(gè)皮氏培養(yǎng)皿(1a)。因此培養(yǎng)裝置(A2)中可容納80個(gè)裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)。培養(yǎng)基(x)在培養(yǎng)裝置(A2)中培養(yǎng)預(yù)定時(shí)間(比方說6小時(shí))。當(dāng)培養(yǎng)完成時(shí)，用一皮氏培養(yǎng)皿取出機(jī)構(gòu)(5a)(見圖7)從外殼(H)下方逐個(gè)取出皮氏培養(yǎng)皿(1a)。在打開皮氏培養(yǎng)皿(1a)的蓋后，培養(yǎng)基(x)傳送到一攝像裝置(B2)[CCD攝像機(jī)等]后照相。然后把照相數(shù)據(jù)輸入算術(shù)處理裝置(C2)。照相后，裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)的蓋蓋上后用一皮氏培養(yǎng)皿傳送臂(6a)在一往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)(7a)的引導(dǎo)下傳送到一位于后方的盒(3a)。在盒(3a)中，裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)堆成4排，每排20個(gè)皮氏培養(yǎng)皿。然后用初步排出裝置(Du)(消毒燈之類)對它們消毒。然后從外殼(H)中取出該盒(3a)。
也可不使用外殼(H)中的初步排出裝置(Du)，而是在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)從外殼(H)中取出后消毒。圖9(b)示出圖9(a)內(nèi)部正面，但算術(shù)處理裝置(C2)省略。圖9(c)為圖9(a)內(nèi)部的側(cè)視圖。也可把微波爐之類的消毒裝置裝在外殼(H)中。在該實(shí)施例中，使用用細(xì)菌培植的培養(yǎng)基。但應(yīng)指出，本發(fā)明決不限于該實(shí)施例，按照培養(yǎng)基(x)的種類和形式可選擇使用其他培養(yǎng)基。還可在所檢測到的某種細(xì)菌超過一定數(shù)量時(shí)啟動警報(bào)器或蜂音器等。還可在與外殼(H)分開的一室中或在外殼所在處安裝測量環(huán)境溫度、濕度、灰塵等的裝置，從而把它所獲得的信息輸入算術(shù)處理裝置(C2)中，進(jìn)行環(huán)境管理。
圖10示出該順序的流程圖，包括以下步驟插入裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)、在培養(yǎng)裝置(A2)中堆積裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)、傳送這些皮氏培養(yǎng)皿、確定培養(yǎng)是否完成、取出皮氏培養(yǎng)皿(1a)、在除去皮氏培養(yǎng)皿(1a)的頂蓋后把培養(yǎng)基傳送到攝像裝置(B2)、攝像后蓋上頂蓋、堆積皮氏培養(yǎng)皿、傳送到初步排出裝置(Du)、取出、完成。
下面說明培養(yǎng)基(x)照相用照明裝置。為對培養(yǎng)基(x)攝像，必須清楚照亮培養(yǎng)基(x)。為此，通常從上方照亮培養(yǎng)基。當(dāng)培養(yǎng)基很薄時(shí)這種照明方法有效。但由于光會穿透培養(yǎng)基，因此很難獲得圖象細(xì)節(jié)。因此，按照本發(fā)明，所提供的照明裝置需要時(shí)正反兩表面的照明強(qiáng)度可變。這一照明裝置從上下兩邊照射中間的培養(yǎng)基(x)。這一照明裝置具有反饋功能，可按照培養(yǎng)基(x)自動調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度。這樣，培養(yǎng)基(x)受反射光和直射光的照射，從而可照出圖象細(xì)節(jié)。
下面結(jié)合圖11(a)和11(b)詳述該順序。圖11(a)示出培養(yǎng)基的一圖象(Q)，其中還示出菌落(cl1)的輪廓m和菌落(cl2)中的一裂縫。這里的說明先假設(shè)只從一邊進(jìn)行照明。盡管可識別(可檢測)菌落(cl1)的輪廓m，但為了獲得更精確的輪廓m有時(shí)須調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度。用與檢測輪廓m的照明強(qiáng)度相同的照明強(qiáng)度就很難照清菌落(cl2)的裂縫。此外，為了確定輪廓M，必須提高照明強(qiáng)度。但如提高照明強(qiáng)度，在某些情況下很難確定裂縫n。按照本發(fā)明，從下邊進(jìn)行照明，輪廓m’可如圖11(b)所示照得更清楚。此外，按照培養(yǎng)基(x)改變照明裝置的照明強(qiáng)度可照清楚裂縫n’。
圖12示出如何相對培養(yǎng)基(x)布置兩光源(Ⅰ0)、(Ⅱ0)和兩光接收部(Ⅰ’0)、(Ⅱ’0)以及控制裝置(Cr)與光源(Ⅰ0)、(Ⅱ0)和光接收部(Ⅰ’0)、(Ⅱ’0)的位置關(guān)系。這樣，本發(fā)明使用兩種光源。在兩光源(Ⅰ0)、(Ⅱ0)中，光源(Ⅰ0)用作基準(zhǔn)光源，另一光源(Ⅱ0)發(fā)出彩色光。光源(Ⅰ0)放置成環(huán)繞培養(yǎng)基(x)。工作時(shí)，該光源(Ⅰ0)發(fā)出基準(zhǔn)光，光接收部(Ⅰ’0)檢測由培養(yǎng)基(x)反射的光，然后一信號發(fā)送給控制裝置(Cr)?？刂蒲b置(Cr)對所收到的光與照射信號作比較后向光源(Ⅰ0)發(fā)出一最佳信號。另一光源(Ⅱ0)的工作情況同樣如此。這樣，使用兩種光源可更清楚識別培養(yǎng)基(x)的特征。光源的數(shù)量可增加。照明強(qiáng)度設(shè)計(jì)成可變動時(shí)效果更佳。
CCD攝像機(jī)稍稍移動。圖13示出CCD攝像機(jī)(K)移動前和后圖象如何移動。即，CCD攝像機(jī)(K)裝在一可同時(shí)在X軸方向和Y軸方向上移動的機(jī)構(gòu)上，如圖13(b)所示，可照出移動前圖象(Q’1)和移動后圖象(Q’2)，然后對所得結(jié)果進(jìn)行內(nèi)插，獲得圖象(Q″)，從而提高疊化。把移動前圖象N0和移動后圖象N1一分為兩可使用該方法獲得圖象N。需要時(shí)可不移動CCD攝像機(jī)(K)而移動培養(yǎng)基(x)，結(jié)果相同。
圖14為該順序的流程圖，包括下述步驟攝取圖象(Q’1)、X和Y軸移動、攝取圖象(Q’2)、進(jìn)行內(nèi)插獲得圖象(Q″)、結(jié)束。
也可在裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿(1a)的制作材料中混合發(fā)光材料，該發(fā)光材料在受比方說近紫外光的照射時(shí)發(fā)光，從而在發(fā)出熒光時(shí)讀取圖象。這樣可提高確定精度。
工業(yè)應(yīng)用在食物加工過程中檢查所采集的培養(yǎng)基時(shí)，重要的是，在培養(yǎng)基中檢測到有毒細(xì)菌時(shí)知道細(xì)菌的繁殖速度?？焖俜敝车募?xì)菌當(dāng)然是食物中毒的原因。但是，檢查微生物通常要化時(shí)間，時(shí)間長短決定于細(xì)菌種類。即使為同一種細(xì)菌，外部環(huán)境不同，檢查時(shí)間也不同。為解決這些問題，本發(fā)明可在短時(shí)內(nèi)預(yù)先確認(rèn)細(xì)菌種類和預(yù)測細(xì)菌的生長速度。按照本發(fā)明，可在短時(shí)內(nèi)預(yù)知所確認(rèn)細(xì)菌在一定時(shí)間后的情況。
在本發(fā)明中，短時(shí)內(nèi)(約5-6小時(shí))培養(yǎng)的細(xì)菌的圖象比方說分離成三原色，然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩，確定用來預(yù)測細(xì)菌菌落生長的生長系數(shù)和用來確定各種微生物的特有特征的特征系數(shù)。然后與以上述相同方式預(yù)先計(jì)算和積累的數(shù)據(jù)對照。按照需要，搜索包括一般信息的集成數(shù)據(jù)后進(jìn)行對照。從而確認(rèn)細(xì)菌種類。此外，使用生長系數(shù)等預(yù)測培養(yǎng)細(xì)菌通常所需時(shí)間(比方說24、48小時(shí))后微生物的繁殖情況，從而短時(shí)內(nèi)便可知道微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。本發(fā)明提供可以高精度確定微生物的方法和設(shè)備。此外，按照本發(fā)明，對微生物精確照相和檢查微生物的各裝置一起裝在一外殼中，從而可自動確定培養(yǎng)基，可有效積累檢查結(jié)果。此外便于培養(yǎng)基的消毒。如此構(gòu)作的該設(shè)備可裝在各種檢查組織和其他實(shí)體中。使用該設(shè)備可在對培養(yǎng)基沒有任何知識的情況下自動確定培養(yǎng)基，其結(jié)果可積累，用于將來的檢查。此外，以預(yù)定方式對培養(yǎng)基進(jìn)行消毒，可安全丟棄培養(yǎng)基。這樣，即使不是專業(yè)人員，普通人也能正確進(jìn)行微生物檢查工作。
即，按照本發(fā)明，無需培訓(xùn)，任何人都能方便、有效地預(yù)先檢查微生物的繁殖情況。
按照本發(fā)明，只要在短時(shí)內(nèi)培養(yǎng)微生物(如上所述，通常需要24或48小時(shí))就可檢查微生物的實(shí)際情況。通過微生物數(shù)據(jù)的積累和對照，確認(rèn)微生物和預(yù)測生長情況就可正確知道微生物的種類。此外，通過對照數(shù)據(jù)的增加和積累，可提高檢查精度。
本發(fā)明非常有利于食物的安全管理，完全可滿足新近眾所周知的PL法、HACCP(食物中毒分析臨界控制點(diǎn))或GMP(良好制作實(shí)踐)的要求。此外，本發(fā)明不僅可用于包括飲用水在內(nèi)的食物領(lǐng)域，也可用于診所、衛(wèi)生保健、農(nóng)業(yè)、土壤、海水、排污和其他有微生物繁殖的水、樹木、空氣領(lǐng)域和其他各種領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種檢查微生物等的方法，其特征在于，對具有合適顏色的微生物之類待檢查微生物進(jìn)行圖象處理，所得結(jié)果與預(yù)先積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而提取確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征，然后計(jì)算細(xì)菌經(jīng)預(yù)定時(shí)間后的預(yù)期繁殖情況，從而短時(shí)內(nèi)便可預(yù)先檢測所確認(rèn)微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
2.一種檢查微生物等的方法，其特征在于，從具有合適顏色微生物的材料或固體采集的樣本中獲得的待檢查培養(yǎng)基的圖象分離成三原色，需要時(shí)在培養(yǎng)前或后對所述微生物作光照處理、染色處理等，然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩，然后與預(yù)先用上述同樣順序積累的微生物數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而提取確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征，預(yù)測所述微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況，從而短時(shí)內(nèi)便可預(yù)先檢測所述微生物在所述培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物所需預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
3.一種微生物等的檢查方法，其特征在于，從具有合適顏色微生物的材料或固體采集的樣本中獲得的待檢查培養(yǎng)基的圖象分離成三原色，需要時(shí)在培養(yǎng)前或后對所述微生物作光照處理、染色處理等，然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩的顏色信息，然后把如此獲得的信息與把微生物一般信息的第二數(shù)據(jù)與用上述同樣順序預(yù)先積累的微生物的第一數(shù)據(jù)組合成的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而提取確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征，預(yù)測所述微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況，從而短時(shí)內(nèi)便可預(yù)先檢測所述微生物在所述培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物所需預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
4.一種微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，作為檢測微生物的一種設(shè)備，包括一培養(yǎng)裝置；一攝像裝置；一算術(shù)處理裝置，在該算術(shù)處理裝置中，從具有合適顏色微生物的材料或固體采集的樣本中獲得的待檢查培養(yǎng)基的圖象分離成三原色，需要時(shí)在培養(yǎng)前或后對所述微生物作光照處理、染色處理等，然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩的顏色信息，然后把如此獲得的信息與把微生物一般信息的第二數(shù)據(jù)與用上述同樣順序預(yù)先積累的微生物的第一數(shù)據(jù)組合成的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，從而提取確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征，預(yù)測所述微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況，從而短時(shí)內(nèi)便可預(yù)先檢測所述微生物在所述培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物所需預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
5.按權(quán)利要求4所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括一照明裝置，該照明裝置包括一發(fā)出拍攝培養(yǎng)基的光的光源和至少一個(gè)對應(yīng)光源。
6.按權(quán)利要求4或5所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括用來拍攝培養(yǎng)基的一攝像機(jī)構(gòu)和一移動培養(yǎng)基的移動機(jī)構(gòu)。
7.按權(quán)利要求4、5或6所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，一培養(yǎng)裝置、一攝像裝置、一算術(shù)處理裝置和一初步排出裝置一起裝在一外殼中。
8.按權(quán)利要求4、5、6或7所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，所述外殼有一個(gè)供裝有培養(yǎng)基的皮氏培養(yǎng)皿逐個(gè)插入的進(jìn)口孔，從而從所述進(jìn)口孔插入的所述皮氏培養(yǎng)皿垂直疊置在一在所述外殼中轉(zhuǎn)動的圓臺上，所述皮氏培養(yǎng)皿在預(yù)定培養(yǎng)時(shí)間后用一皮氏培養(yǎng)皿取出機(jī)構(gòu)從所述外殼下方逐個(gè)取出，打開蓋后，所述皮氏培養(yǎng)皿傳送到所述攝像裝置，然后，培養(yǎng)基照完相后，所得數(shù)據(jù)輸入所述算術(shù)處理裝置，然后，所述蓋蓋上后，所述皮氏培養(yǎng)皿用一皮氏培養(yǎng)皿傳送臂傳送到一盒，從而把預(yù)定數(shù)量的所述皮氏培養(yǎng)皿上下堆積在一起。
9.按權(quán)利要求4、5、6、7或8所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，所述外殼上有一顯示屏。
10.按權(quán)利要求4、5、6、7、8或9所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括對所述經(jīng)照相培養(yǎng)基進(jìn)行消毒的裝置。
11.按權(quán)利要求4、5、6、7、8、9或10所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括警報(bào)燈、蜂音器之類，它們在檢測到某種細(xì)菌的繁殖速度比預(yù)定速度快時(shí)啟動。
12.按權(quán)利要求4、5、6、7、8、9、10或11所述的微生物等的檢查設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括所述外殼所在處的一室中的一裝置，所述裝置可測量所述室中的溫度、濕度和灰塵，從而所述裝置獲得的數(shù)據(jù)輸入所述算術(shù)處理裝置，進(jìn)行環(huán)境管理。
13.一種檢查容器，其特征在于混入當(dāng)照射近紫外線等的光線時(shí)，可以發(fā)光的物質(zhì)而形成的。
全文摘要
一種微生物等的檢查方法和設(shè)備,作為檢測微生物的一種設(shè)備,包括:一培養(yǎng)裝置;一攝像裝置;一算術(shù)處理裝置,在該算術(shù)處理裝置中,從具有合適顏色微生物的材料或固體采集的樣本中獲得的待檢查培養(yǎng)基的圖象分離成三原色,需要時(shí)在培養(yǎng)前或后對所述微生物作光照處理、染色處理等,然后計(jì)算各原色的頻率分布、顏色和色彩的顏色信息,然后把如此獲得的信息與把微生物一般信息的第二數(shù)據(jù)與用上述同樣順序預(yù)先積累的微生物的第一數(shù)據(jù)組合成的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行對照,從而提取確認(rèn)微生物種類所需的微生物特有特征,預(yù)測所述微生物在預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況,從而短時(shí)內(nèi)便可預(yù)先檢測所述微生物在所述培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物所需預(yù)定時(shí)間后的繁殖情況。
文檔編號G06F17/00GK1289365SQ99802652
公開日2001年3月28日 申請日期1999年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月3日
發(fā)明者原昭邦, 淺野敏光, 戶來義明, 近江晹浩 申請人:株式會社白壽生科學(xué)研究所