JP2008508527A - 病原体および微粒子検出システム及び検出方法 - Google Patents
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Abstract
微粒子検出器は、自然環境流動体を収容するための約2 mmを超えない断面サイズであるサンプル領域と、該サンプル領域の片側にある光源であって、収束光線をサンプルの空気又は水を通過するように指向し、それにより空中又は水中に存在する種々の粒子により光線の一部を散乱せしめる一方、光線の散乱されない部分を散乱されないままであるようにする光源と、サンプル領域の反対の側にあって光線の散乱されない部分の少なくとも一部を遮光する光線遮光装置とからなる。該検出器は、各パルスが粒子のサイズに比例する高さを有する出力パルスを生成する検出器と、ある与えられた時点のサンプル中で検出される空中又は水中浮遊微粒子のサイズ分布を得るためのパルス高判別器とからなる。該検出器はまた、生物体と無機物質との間での分別をなすための装置を含む。
【選択図】図11
Description
本発明の一つの態様に従えば、微粒子検出システムが提供され、該微粒子検出システムは、サンプルの空気又は水を収容するためのサンプル領域を有する外部筐体と、該サンプルの空気又は水を通過するように収束光線を指向し、それによりサンプル領域中に存在する種々のサイズ(寸法)の粒子により光線の一部を種々の角度に散乱せしめ、光線の散乱されない部分が散乱されないままであるようにする光源と、該光線の少なくとも散乱されない部分を遮光し、散乱光の少なくとも部分を光路に沿って指向させる光線遮光装置と、該光線遮光装置の下流側の光路中に位置する検出器であって、該光線遮光装置により検出器上に指向された光を検出し且つ各パルスが粒子のサイズ(粒径)に比例する高さを有する出力パルスを生成する検出器と、ある与えられた時点のサンプル中で検出される空中浮遊微粒子又は水中浮遊微粒子のサイズ分布(粒径分布)を得るためのパルス高判別器と、ある予め決められており且つ問題であるサイズの範囲に入る微粒子の数があると警告シグナルを出す警報ユニットとを備えたものである。該光線遮光装置は、その散乱されない入射レーザビームを止めて、効率的に光源に起因するバックグラウンドのノイズを除き、次いで空気又は水のサンプル中の微粒子により散乱された光の角度の分布及び強度を検出し、該検出器の出力を粒子サイズの分布ヒストグラムに変換し、そして該ヒストグラムがある所定サイズの範囲の内の粒子が以上に大きな数の値となっていることを示しているならば警告のシグナルを発するものである。該所定サイズの範囲とは、問題の粒子に依存したものである。空中浮遊の菌に関しては、問題のサイズの範囲としては典型的には約 1 〜 3μmである;空中浮遊バイオ活性剤に関しては、問題のサイズの範囲としては典型的には約 1 〜 7 μmである;一方、空中浮遊アレルゲンあるいは、例えば、ベリリウムダストやアスベストなどのその他の有害物質に関しては、問題のサイズの範囲としては典型的には約 5 〜 50 μmである。問題が水中浮遊微粒子(バクテリアあるいはバクテリアの胞子を包含してもよい)の場合、問題のサイズの範囲としては典型的には約 1 〜 20 ミクロンである。
図1Aは、図1の検出システムのサンプル領域の部分の詳細を示すものである。
図2は、空中浮遊微粒子のサイズに対するミー散乱断面の関係を示すグラフである。
図3は、図1の光学システムを取り入れた本発明の具体例である微粒子検出システムのブロック図である。
図4は、パルス高測定並びに表示回路のブロック図である。
図5は、図4の回路のアナログ−デジタルコンバーターの部分の概略図である。
図5Aは、本回路の様々なところでのパルスの波形を示す図である。
図7及び7Aは、レーザ光源に代えてUV LEDを使用しており且つ本発明に従った粒子検出器の別の形態のものの、図1と同様の図である。
図8は、水中浮遊微粒子を検出するために特にデザインされたもので且つ本発明の別の具体例である粒子検出器の、図1と同様の図である。
図9は、レーザ光源に代えて図7及び7Aの具体例に従いUV LEDを使用しており且つ本発明の図8における具体例である水中浮遊微粒子検出器の、図8と同様の図である。
図10は、グリッド中に複数の本発明の検出器を描いてある平面図である。
図13は、本発明の別の好ましい具体例である空中浮遊病原体検出器及び空中浮遊病原体の特性分析システムのブロック概略図である。
図14〜17は、それぞれ、チロシン、トリプトファン、ニコチナミド・アデニン・ジヌクレオチド(NADH) 及びリボフラビン; 芽胞(胞子)、道路のダスト、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、カーボン・ブラック; 酵母サッカロミセス・セレビッシエ(saccharomyees cerevisial)のエアロゾル;及びディーゼル排ガスの相対蛍光強度に対する波長の関係を図示するグラフである。
図19は、本発明の別の具体例である水中浮遊病原体検出器の、図18と同様の図である。
図20は、レーザ光源に代えてUV LEDを使用しており且つ図19と同様の図である。
図21は、NADPHに関し波長の関数として蛍光発光の強度を描いたグラフを示す。
図22は、リボフラビンに関し波長の関数として蛍光発光の強度を描いたグラフを示す。
図23は、Hgアークランプで励起した四種の代謝産物の蛍光発光スペクトルを描いたグラフを示す。
図25は、本発明の具体例である微粒子/蛍光検出システムを示す。該システムでは二つの光のビーム(光線)は一緒にされて二つの蛍光シグナルを同時に測定することが可能にされている。
図26A〜26Bは、図25の微粒子/蛍光検出システムにおいて使用している光学カップラーの例である。
図27は、本発明の別の具体例で、光のシグナル中にあるノイズを低減するための光学系である。
図28は、微粒子検出システムで使用されるテストシステムの具体例である。
該光学ユニット10中を平行光又はほぼ軸に平行とされている光のビーム(光線)が通るように指向している半導体レーザまたはその他の光源12と、光学ユニットを透過する光を検出するための、光学ユニットの出力のところの第一の光検出器14と、該半導体レーザの光出力を検出するための第二の光検出器16と、光検出器14の出力を光検出器16の出力により除算するためのシグナルディバイダー18と、差動増幅器18の出力に接続される増幅器26と、アナログ-デジタル変換器(AD変換器)22と、ウィンドウコンパレータ回路24と、回路24の出力に接続されるコントロール/出力表示ユニット(コントロール/出力表示装置)を備えている。低信号検出回路26は、半導体レーザパワーを検出する光検出器/モニター検出器16の出力に接続され、回路の出力はコントロールユニット25(コントロール装置)にも接続される。警報装置28はコントロールユニット25にも接続される。コントロールユニット25は、該システムをコントロールするためのコンピュータ又はカスタムメイドのハードウエア/ソフトウエアであることができる。
Claims (23)
- 約2 mmを超えない断面サイズである空気サンプル用セル領域を有している外部筐体と、
空気サンプル用セル領域の片側にある光源であって、収束光線をサンプルの空気を通過するように当てて、それによりサンプル領域中に存在する種々のサイズの粒子により光線の一部を様々な角度に散乱せしめる一方、光線の散乱されない部分を散乱されないままであるようにする光源と、
空気サンプル用セル領域の反対の側にある光線遮光装置であって、光線の散乱されない部分の少なくとも一部を遮光する光線遮光装置と、
コントロール用電気回路を備え且つ光線遮光装置の下流側の光路中に位置している第一の検出器であって、散乱光の一部を検出し、ある所定サイズの範囲内にあり且つ光路中に存在している粒子の数についての情報を含んでいる出力を生成する第一の検出器と
を備えていることを特徴とする空中浮遊微粒子検出システム。 - (a) 所定サイズの範囲内にある粒子の数が、そのサイズの範囲内の所定の通常レベルを超過した場合に警告のシグナルを与えるための警報ユニット、そして好ましくはおおよそ1 〜 7μmのサイズの範囲内の検出粒子の数がある所定レベルを超過した場合に該警報ユニットは警告のシグナルを生成するもの、
(b) パルス高判別器の出力に繋がっているプロセス処理ユニットであって、それぞれのパルスの高さに基づいて、ある与えられた時点の粒子サイズの分布を処理し、空中浮遊微粒子サイズの分布のヒストグラムを生成し、且つ、出力装置に該ヒストグラムを表示するもの、
(c) 光線の散乱されない部分の光路にある光線遮光装置の上流側に位置する反射装置であって、別の第二の光路にある光線の散乱されない部分の少なくとも一部を反射するもの、及び該反射装置から反射される光を検出するように配置してある第二の光検出器、及び/又は、好ましくは該第二の光検出器の出力に繋がっているパワーモニターであって、光源の出力パワーの低下を検出するもの、及び該パワーモニターに繋がっている警報装置であって、光源のパワーがある所定レベルより低下すると警告のシグナルを出す警報装置を備えており、及び/又は、好ましくは該二つの光検出器の出力に繋がっている差動増幅器であって、該第一の光検出器の出力を該第二の光検出器の出力でもって割り算するもので、該差動増幅器は該パルス高判別器に繋がっている出力を保有しているもの、
(d) 該サンプル領域と該光線遮光装置との間に位置している透光性の仕切りスライド、そして好ましくは該仕切りスライドは該筐体に取り外し可能に装着せしめられているもの、
(e) 該光源はレーザを有しているものである、
(f) 該光源はLEDを有しているものであって、そして、好ましくは該LEDからの光をほぼ光軸に平行な光線にするための光学式レンズを有しているものである、及び
(g) 該光源は光の形状を整えたりするため及び/又は当該光線からノイズを除くための光学式レンズを有しているものである、
という構成の一つ以上のものをさらに備えていることを特徴とする請求項1記載のシステム。 - 空気サンプル用セルを有している外部筐体と、
空気サンプル用セル領域の片側にある光源であって、収束光線をサンプルの空気を通過するように当てて、それによりサンプル領域中に存在する種々のサイズの粒子により光線の一部を様々な角度に散乱せしめる一方、光線の散乱されない部分を散乱されないままであるようにする光源と、
空気サンプル用セル領域の反対の側にある光線遮光装置であって、光線の散乱されない部分の少なくとも一部を遮光する光線遮光装置と、
光線遮光装置の下流側の光路に位置している第一の検出器であって、散乱光の一部を検出し、出力パルスを生成し、それぞれのパルスは微粒子のサイズに比例したパルス高を有しているものと、そして
ある与えられた時点の空気サンプル中で検出された空中浮遊微粒子のサイズの分布を取得するパルス高判別器と
を備えていることを特徴とする空中浮遊微粒子検出システム。 - (a) 所定サイズの範囲内にある粒子の数が、そのサイズの範囲内の所定の通常レベルを超過した場合に警告のシグナルを与えるための警報ユニット、そして好ましくはおおよそ1 〜 7μmのサイズの範囲内の検出粒子の数がある所定レベルを超過した場合に該警報ユニットは警告のシグナルを生成するもの、
(b) パルス高判別器の出力に繋がっているプロセス処理ユニットであって、それぞれのパルスの高さに基づいて、ある与えられた時点の粒子サイズの分布を処理し、空中浮遊微粒子サイズの分布のヒストグラムを生成し、且つ、出力装置に該ヒストグラムを表示するもの、
(c) 光線の散乱されない部分の光路にある光線遮光装置の上流側に位置する反射装置であって、別の第二の光路にある光線の散乱されない部分の少なくとも一部を反射するもの、及び該反射装置から反射される光を検出するように配置してある第二の光検出器、及び、好ましくは該第二の光検出器の出力に繋がっているパワーモニターであって、光源の出力パワーの低下を検出するもの、及び該パワーモニターに繋がっている警報装置であって、光源のパワーがある所定レベルより低下すると警告のシグナルを出すものを備えており、及び/又は、好ましくは該二つの光検出器の出力に繋がっている差動増幅器であって、該第一の光検出器の出力を該第二の光検出器の出力でもって割り算するもので、該差動増幅器は該パルス高判別器に繋がっている出力を保有しているもの、
(d) 該サンプル領域と該光線遮光装置との間に位置している透光性の仕切りスライド、そして好ましくは該仕切りスライドは該筐体に取り外し可能に装着せしめられているもの、
(e) 該光源はレーザを有しているものである、
(f) 該光源はLEDを有しているものであって、そして、好ましくは該LEDからの光をほぼ光軸に平行な光線にするための光学式レンズを有しているものである、及び
(g) 該光源は光の形状を整えたりするため及び/又は当該光線からノイズを除くための光学式レンズを有しているものである、
という構成の一つ以上のものをさらに備えていることを特徴とする請求項3記載のシステム。 - 自然環境の空気中のおおよそ 1 〜 7 μmのサイズの範囲の空中浮遊微粒子を検出するための検出装置であって、該検出装置は
約2 mmを超えない断面サイズであるサンプル用セル中の自然環境の空気のサンプルを通過するように収束光線を指向し、それにより該光線の第一の部分を散乱されないままとし、該光線の第二の部分を該空気サンプルに存在する種々のサイズの微粒子により様々な角度に散乱し、そして該散乱角度及び散乱断面が粒子のサイズに依存したものとなるようにする光源と、
ある所定サイズの範囲内にある微粒子により散乱された光に相当する光線のある所定部分を該光線の残部より分離し、光路に沿うように該光線の分けられた部分を指向するための光線分離装置と、
該光路に位置している第一の検出器であって、それは該光線の分けられた部分を検出し、そしてある所定サイズの範囲内にあり且つ光路中に存在している粒子の数についての情報を含んでいる対応する出力シグナルを生成するための第一の検出器と
を備えていることを特徴とする検出装置。 - (a) 該検出器の出力に繋がっているコントロールユニットであって、おおよそ 1 〜 7 μmのサイズの範囲の中にある微粒子の検出数がある所定値を超えると警告のシグナルを出すもの、
(b) 該検出器の出力に繋がっているパルス高判別器であって、パルスの高さに基づいて、該検出器からの出力パルスを分離して計数するパルス高判別器、該パルス高判別器の出力に繋がっているプロセス処理ユニットであって、それぞれのパルスの高さに基づいて、ある与えられた時点の粒子サイズの分布を処理し、空中浮遊微粒子サイズの分布のヒストグラムを包含する出力を生成するプロセス処理ユニット、及び、該プロセス処理ユニットの出力に繋がっている表示装置であって、該粒子サイズの分布のヒストグラムを表示する表示装置、
(c) 光線の散乱されない部分の光路にある光線分離装置の上流側に位置する反射装置であって、別の第二の光路にある光線の散乱されない部分の少なくとも一部を反射するもの、及び該反射装置から反射される光を検出するように配置してある第二の光検出器、及び、好ましくは該第二の光検出器の出力に繋がっているパワーモニターであって、光源の出力パワーの低下を検出するもの、及び該パワーモニターに繋がっている警報装置であって、光源のパワーがある所定レベルより低下すると警告のシグナルを出すものを備えており、及び/又は、好ましくは該二つの光検出器の出力に繋がっている差動増幅器であって、該第一の光検出器の出力を該第二の光検出器の出力でもって割り算するもので、該差動増幅器の出力は該パルス高判別器に繋がっている出力を保有しているもの、
(d) 光線の散乱されない部分の光路にある光線分離装置の上流側に位置する反射装置であって、別の第二の光路にある光線の散乱されない部分の少なくとも一部を反射するもの、及び該反射装置から反射される光を検出するように配置してある第二の光検出器、
(e) 該サンプル領域と該光線分離装置との間に位置している透光性の仕切りスライド、
(f) 該光源はレーザを有しているものである、
(g) 該光源はLEDを有しているものであって、そして、好ましくは該LEDからの光をほぼ光軸に平行な光線にするための光学式レンズを有しているものである、
という構成の一つ以上のものをさらに備えていることを特徴とする請求項5記載のシステム。 - 約 2 mmを超えない断面サイズであるサンプル用セルにある自然環境の空気のサンプルを通過するように光線を指向し、それにより該光線の第一の部分を該サンプル中に存在する微粒子により散乱せしめる一方、該光線の第二の部分を散乱されないままにしておく処理、
該空気サンプルを通過した光線の両方の部分を受け取り、光線遮光装置に該光線の部分を指向せしめる処理、
該光線遮光装置の所で該光線の少なくとも第二の部分を遮光せしめ、該光線の第一の部分の少なくとも一部を第一の検出器に指向せしめる処理、
該第一の検出器からの電気パルス出力のパルス高を測定する処理、
ある所定時間間隔でそれぞれのパルス高を有するパルスの数を計数する処理、
及び
該パルス高を粒子のサイズに変換する処理
をすることを特徴とする空中浮遊微粒子検出法。 - (a) 1 〜 7μmのサイズの範囲内の検出パルスの数が超過した場合に警告のシグナルを生成すること、
(b) それぞれの粒子サイズに関するパルスの数のデータを該検出粒子サイズの分布のヒストグラムに変換し、出力表示装置に該ヒストグラムを表示し、そして該変換を繰り返し行って新たな空気サンプルにつきある所定間隔で処理を表示すること、
(c) 知られているバイオ活性剤の微粒子のサイズの分布と該ヒストグラムとを比較し、該検出された分布が知られているバイオ活性剤の微粒子のサイズの分布のいずれかに合致した場合に警報を発生すること、
(d) 該サンプル領域を通過するように空気を連続的に吹き付けて周囲の領域の変化する状態をモニターすること、
(e) 該光線の第二の部分の少なくとも一部を第二の検出器に反射し、該第二の検出器の出力を光源の出力のパワーの低下を検出するためのパワーモニターに接続し、該光源のパワーがある所定レベルより低下した場合に警告のシグナルを出すこと、
(f) 該サンプル領域と該光線遮光装置との間の透光性の仕切りスライドを塵埃が光学式部品の中に入ってしまうのを防止するように配置すること、
という構成又は処理の一つ以上のものをさらに有していることを特徴とする請求項7記載の検出法。 - 約2 mmを超えない断面サイズである水サンプル用セル領域を有している外部筐体と、
水サンプル用セル領域の片側にある光源であって、収束光線をサンプルの空気を通過するように指向せしめ、それによりサンプル領域中に存在する種々のサイズの粒子により光線の一部を様々な角度に散乱せしめ、一方、光線の散乱されない部分を散乱されないままであるようにする光源と、
水サンプル用領域の反対の側にある光線遮光装置であって、光線の散乱されない部分の少なくとも一部を遮光し、該散乱光の少なくとも一部を光路に沿うように指向せしめる光線遮光装置と、
光線遮光装置の下流側の光路中に位置している検出器であって、該光線遮光装置により該検出器に指向せしめられた光を検出し、出力パルスを生成し、それぞれのパルスは微粒子のサイズに比例した高さを有しているものである検出器と、
ある与えられた時点の空気サンプル中で検出された空中浮遊微粒子のサイズの分布を取得するためのパルス高判別器と
を備えていることを特徴とする水中浮遊微粒子検出システム。 - (a) 所定サイズの範囲内にある粒子の数が、そのサイズの範囲内の所定の通常レベルを超過した場合に警告のシグナルを与えるための警報ユニット、そして好ましくはおおよそ1 〜 7μmのサイズの範囲内の検出粒子の数がある所定レベルを超過した場合に該警報ユニットは警告のシグナルを生成するもの、
(b) パルス高判別器の出力に繋がっているプロセス処理ユニットであって、それぞれのパルスの高さに基づいて、ある与えられた時点の粒子サイズの分布を処理し、空中浮遊微粒子サイズの分布のヒストグラムを生成し、且つ、出力装置に該ヒストグラムを表示するもの、
(c) 光線の散乱されない部分の光路にある光線遮光装置の上流側に位置する反射装置であって、別の第二の光路にある光線の散乱されない部分の少なくとも一部を反射するもの、及び該反射装置から反射される光を検出するように配置してある第二の光検出器、及び、好ましくは該第二の光検出器の出力に繋がっているパワーモニターであって、光源の出力パワーの低下を検出するもの、及び該パワーモニターに繋がっている警報装置であって、光源のパワーがある所定レベルより低下すると警告のシグナルを出すもの、及び/又は、好ましくは該二つの光検出器の出力に繋がっている差動増幅器であって、該第一の光検出器の出力を該第二の光検出器の出力でもって割り算するもので、該差動増幅器は該パルス高判別器に繋がっている出力を保有しているもの、
(d) 該サンプル用セルは入口と出口を有しており、当該出入口には水密性接続具を備えてあり、好ましくは該水密性接続具が取り外し可能なものである、
(e) 該光源はレーザを有しているものである、及び
(f) 該光源はLEDを有しているものであって、そして、好ましくは該LEDからの光をほぼ光軸に平行な光線にするための光学式レンズを有しているものである、
という構成の一つ以上のものをさらに備えていることを特徴とする請求項9記載のシステム。 - 約2 mmを超えない断面サイズであるサンプル用セル中の水と空気のサンプルを通過するように収束光線を指向し、それにより該光線の第一の部分を散乱されないままとし、該光線の第二の部分を該水サンプルに存在する種々のサイズの微粒子により様々な角度に散乱し、そして該散乱角度及び散乱断面が粒子のサイズに依存したものとなるようにする光源と、
ある所定サイズの範囲内にある微粒子により散乱された光に相当する光線のある所定部分を該光線の残部より分離し、光路に沿うように該光線の分けられた部分を指向するための光線分離装置と、
該光路に位置している検出器であって、それは該光線の分けられた部分を検出し、そしてある所定サイズの範囲内にあり且つ光路中に存在している粒子の数についての情報を含んでいる対応する出力シグナルを生成するための検出器と
を備えていることを特徴とする水中にあるおおよそ 1 〜 20 μmのサイズの範囲の水中浮遊微粒子を検出するための検出装置。 - (a) 該検出器の出力に繋がっているコントロールユニットであって、おおよそ 1 〜 20 μmのサイズの範囲の中にある微粒子の検出数がある所定値を超えると警告のシグナルを出すもの、
(b) 該検出器の出力に繋がっているパルス高判別器であって、パルスの高さに基づいて、該検出器からの出力パルスを分離して計数するパルス高判別器、該パルス高判別器の出力に繋がっているプロセス処理ユニットであって、それぞれのパルスの高さに基づいて、ある与えられた時点の粒子サイズの分布を処理し、空中浮遊微粒子サイズの分布のヒストグラムを包含する出力を生成するプロセス処理ユニット、及び、該プロセス処理ユニットの出力に繋がっている表示装置であって、該粒子サイズの分布のヒストグラムを表示する表示装置、
(c) 光線の散乱されない部分の光路にある光線分離装置の上流側に位置する反射装置であって、別の第二の光路にある光線の散乱されない部分の少なくとも一部を反射するもの、及び該反射装置から反射される光を検出するように配置してある第二の光検出器、及び、好ましくは該第二の光検出器の出力に繋がっているパワーモニターであって、光源の出力パワーの低下を検出するもの、及び該パワーモニターに繋がっている警報装置であって、光源のパワーがある所定レベルより低下すると警告のシグナルを出すもの、及び/又は、好ましくは該二つの光検出器の出力に繋がっている差動増幅器であって、該第一の光検出器の出力を該第二の光検出器の出力でもって割り算するもので、該差動増幅器の出力は該パルス高判別器に繋がっている出力を保有しているもの、
(d) 該サンプル領域と該光線分離装置との間に位置している透光性の仕切りスライド、
(e) 該光源はレーザを有しているものである、
(f) 該光源はLEDを有しているものであって、そして、好ましくは該LEDからの光をほぼ光軸に平行な光線にするための光学式レンズを有しているものである、
という構成の一つ以上のものをさらに備えていることを特徴とする請求項11記載のシステム。 - 約 2 mmを超えない断面サイズであるサンプル用セルにある自然環境の水のサンプルを通過するように光線を指向し、それにより該光線の第一の部分を該サンプル中に存在する微粒子により散乱せしめる一方、該光線の第二の部分を散乱されないままにしておく処理、
該空気サンプルを通過した光線の両方の部分を受け取り、光線遮光装置に該光線の部分を指向せしめる処理、
該光線遮光装置の所で該光線の少なくとも第二の部分を遮光せしめ、該光線の第一の部分の少なくとも一部を第一の検出器に指向せしめる処理、
該第一の検出器からの電気パルス出力のパルス高を測定する処理、
ある所定時間間隔でそれぞれのパルス高を有するパルスの数を計数する処理、
及び
該パルス高を粒子のサイズに変換する処理
をすることを特徴とする水中浮遊微粒子検出法。 - (a) 1 〜 20μmのサイズの範囲内の検出パルスの数が超過した場合の警告のシグナル、
(b) それぞれの粒子サイズに関するパルスの数のデータを該検出粒子サイズの分布のヒストグラムに変換し、出力表示装置に該ヒストグラムを表示し、そして該変換を繰り返し行って新たな空気サンプルにつきある所定間隔で処理を表示すること、
(c) 知られているバイオ活性剤の微粒子のサイズの分布と該ヒストグラムとを比較し、該検出された分布が知られているバイオ活性剤の微粒子のサイズの分布のいずれかに合致した場合に警報を発生すること、
(d) 該サンプル領域を通過するように空気を連続的に吹き付けて周囲の領域の変化する状態をモニターすること、
(e) 該光線の第二の部分の少なくとも一部を第二の検出器に反射し、該第二の検出器の出力を光源の出力のパワーの低下を検出するためのパワーモニターに接続し、該光源のパワーがある所定レベルより低下した場合に警告のシグナルを出すこと、
という構成又は処理の一つ以上のものをさらに有していることを特徴とする請求項11記載の検出法。 - 流動体中のある所定粒子サイズを有する生物体又はバイオ活性剤を検出するための検出システムで、該システムは
筐体であって、流動体が該筐体を通過して流れるようになっている通路を有している筐体と、
該通路中を流れている流動体を通過するように光線を送り出す第一の光源と、
該通路の下流にあり且つ第一の光源の光路に位置している検出器であって、流動体中のある選択されたサイズの範囲にある粒子の中で検出と判別を行う検出器と、
該通路を通過する流動体を通るように光を送る第二の光源であって、該流動体中の粒子に蛍光を励起して発生させるものと、
楕円形ミラーであって、該楕円体の焦点の一つのところで生成された蛍光シグナルを集光して、該楕円体の他方の焦点のところに位置している光検出器に該集光された蛍光シグナルを指向せしめる楕円形ミラーと、
上記第二の光源の光路に位置している検出器であって、該粒子の蛍光を検出する検出器と
上記第一の検出器及び第二の検出器の出力に繋がっているコントロール回路であって、ある選択条件下に警告の出力シグナルを出すコントロール回路、
を備えていることを特徴とする検出システム。 - (a) 該第一の光源及び第二の光源が単一の光源を有していること、
(b) 該流動体が空気を包含していること、
(c) 該流動体が水を包含していること、
(d) 該流動体が空気を包含し、該微粒子が約 1 〜 約 7ミクロンの大きさであること、
(e) 該流動体水を包含し、該微粒子が約 1 〜 約 20ミクロンの大きさであること、
(f) 第二の光源が波長約 270 nm 〜 約 410 nmであること、そして好ましくは第二の光源が波長約370 nm 〜 約 410 nmであること
という構成の一つ以上のものを備えていることを特徴とする請求項15記載の装置。 - 微粒子検出センサーに使用するフィルターユニットであり、該フィルターユニットは
チェンバーと、
ある所定のサイズをこえる微粒子又は微粒子の塊を上記チェンバーから制限するためのフィルター媒体と、
上記チェンバーからの出口であって、微粒子検出センサーシステムに接続するための出口、
を備えていることを特徴とするフィルターユニット。 - 生物体又はバイオ活性剤を含有している流動体が流れるような通路と、
上記通路に沿うように順番に繋がっている複数の筐体と、
上記複数の筐体のそれぞれにある少なくとも一つの光源であり、該流動体を通過するように光を出して、上記生物体又はバイオ活性剤の蛍光を励起して発生させるものと、
上記通路の下流にあり且つ光路の中に位置している検出器であり、上記生物体又はバイオ活性剤の蛍光及び粒子サイズを検出し、相当する出力シグナルを生成する検出器
を備えていることを特徴とする蛍光/微粒子検出システム。 - (a) それぞれの光源が異なっている波長を持っている光を出すものである、
(b) それぞれの光源が調整されて一つ以上の代謝産物を最適に励起する波長の光を出すものである、
(c) 一つの光源の波長がリボフラビンを検出するのに適したものである、
(d) 一つの光源の波長がNADHを検出するのに適したものである、
(e) 蛍光センサーの上流側にあり且つ光線の光路にある長波長用光学パスフィルターであって、励起レーザ光を除くためのの長波長用光学パスフィルター
(f) 上記検出器は光の波長分析を行うための波長を選択する構成要素を含有しているものである、
(g) 上記複数のセンサーは同じ処理分である流動体の蛍光を測定するものである
(h) それぞれの筐体が二つの光源を含有しており、それぞれの筐体の中の一つの光源は共通する波長を有して一致する粒子サイズの測定を保証するものである、
(i) 上記流動体が空気である、
(j) 上記流動体が水である、
(k) 一つの光源の波長が約 270 nm 〜 約 410 nmである、
という構成の一つ以上のものを備えていることを特徴とする請求項18記載の蛍光/微粒子検出システム。 - 流動体を通過するように複数の光線を指向せしめ、一部の光が生物体又はバイオ活性剤の蛍光を励起する処理、
光路に位置している検出器でもって上記生物体又はバイオ活性剤の蛍光及び粒子のサイズを検出する処理、
対応する出力シグナルを生成する処理、
をなすことを特徴とする生物体又はバイオ活性剤を検出する方法。 - サンプル領域を持っている筐体であって、該サンプル領域の中を生物体又はバイオ活性剤を含有している流動体が流れることのできるものと、
該流動体を通して光線を送って上記生物体又はバイオ活性剤の蛍光を励起するための複数の光源と、
該サンプル領域の上流側の光路にある光学カップラーであって異なっている周波数の複数の光線を変調するための光学カップラーと、
該光路に位置している一つ以上の検出器であって、上記生物体又はバイオ活性剤の蛍光及び粒子のサイズを検出し、且つ、対応する出力シグナルを生成する検出器と、
光線の変調周波数に基づいて複数の光線を識別するためのコントロール機構であり、且つ、多様な蛍光シグナルを測定することをなすためのコントロール機構
を備えていることを特徴とする蛍光/微粒子検出システム。 - 空気サンプル用セルを有している筐体と、
該空気サンプル用セル領域の片側にある光源であって、該サンプルの空気を通過するように収束光線を送り出し、それにより光線の一部を該サンプル領域に存在している種々のサイズの微粒子により様々な角度に散乱せしめられる一方、該光線の散乱されない部分を散乱されないままであるようにする光源と、
該光路に置かれている反射機構であって、ある範囲の角度に散乱された光の少なくとも一部を第二の光路に偏向する反射機構と、
該第二の光路に位置している第一のものであって、光の一部を検出し、対応する出力シグナルを生成するものと、
該反射機構の下流側であって且つ該光路に位置している第二の検出器であって、上記反射機構により反射されない角度で散乱された光の一部を検出し、対応する出力シグナルを生成する検出器
を備えることを特徴とする微粒子検出システム。 - (a) 上記第一の検出器が0.1 μm 〜 1.0 μmの大きさの粒子を測定するように最適化されているもの、
(b) 上記第二の検出器が1 μm 〜 10 μmの大きさの粒子を測定するように最適化されているもの、
(c) 光線を複数の光束に分割するための機構であって、該機構は該反射機構の下流側で且つ該第一の検出器の上流側にある光路に配置されたもので、複数の光束のうちの一つの光路に配置された第三の検出器であって、サンプル領域にある粒子の蛍光を検出する検出器、そして、好ましくは上記光線を分割する機構は二色性フィルターであるもの
(d) 上記第二の検出器が該第二の光線の反射された部分を収束せしめるように光学機器を含有しているもの、
(e) 上記第二の検出器が検出の上流側の第二の光線の散乱されていない部分を除去するように光学機器を含有しているもの、
(f) 上記光源が光を整形し、上記光線からノイズを除くための光学式レンズを含んでいるもの、
という構成の一つ以上のものを備えていることを特徴とする請求項22記載のシステム。
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