JP2012052866A - ウイルス捕集装置及びウイルス検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】、空気中に浮遊するウイルスを適切に捕集できるウイルス捕集装置、及び捕集したウイルスをその場で迅速且つ簡便に分析して、ウイルスの存在状況をリアルタイムにモニタ可能なウイルス検査システムを提供する。
【解決手段】吸引路形成部材１７と本体ケーシング１１との間のダスト処理空間Ｍにおいて、吸引された空気Ａを本体ケーシング１１の内周面１２に沿って旋回させて、他端側から一端側に導き、空気Ａの旋回により発生する遠心力により捕集対象物を空気Ａから分離し、一端側を捕集部１８として捕集対象物を捕集するサイクロン４０を備え、捕集部１８に、ウイルスＵを抽出可能な抽出液Ｖ１を導入する抽出液導入部１９を備えると共に、捕集部１８の抽出液導入部１９とは異なる部位から抽出液Ｖ１を導出する抽出液導出部２０を備え、抽出液導入部１９へ抽出液Ｖ１を供給する抽出液供給手段２１、２２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中を浮遊するウイルスを捕集するウイルス捕集装置、及び空気中を浮遊するウイルスを捕集しその存否を検知するウイルス検査システムに関する。

従来、ウイルスは、ウイルス感染の疑われる人などからウイルスの多く含まれる鼻汁、痰等の試料を採取し、その試料をもとに培養、分離、同定するという手順で確認することが行われている。しかし、このような手法を用いると、結果を得るまでに数日を要するために、近年、イムノクロマトグラフィを用いた簡易的な検査キットが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。これは、ウイルスを抗原とした抗原抗体反応により、特異的に発色する抗体等を用い、抗原としてのウイルスと抗体との接触による発色を観察することにより、ウイルスの存在を検知するものである。この方法によれば、数分から数十分の間にウイルスを検出し、感染患者の治療等に有効活用できるものとなってきている。
しかし、上記特許文献１に開示の検査キットは、鼻汁、痰等の比較的ウイルスが大量に存在する部位から採取したものを被検試料とする必要がある。
ここで、ウイルス、特に、近年流行が危惧されるインフルエンザ等のウイルスの感染の大流行（パンデミック）を抑制するためには、空気中に浮遊するウイルスを捕集することが望まれるが、上記特許文献１に開示の検査キットは、空気中に浮遊するウイルスを捕集できるものではなかった。

また、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたウイルスの簡易検知システムが提案されているが（非特許文献１）、当該検知システムであっても、基本的には、検出対象は高濃度のウイルスを含有する溶液であることが前提であり、空気中に浮遊するウイルスの捕集を行える技術ではなかった。

特開２００８−２７５５１１号公報

Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ｐａｔｏｌｓｋｙ， Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ７８， ２３， ４２６０−４２６９（２００６）

上述の既存技術は、これまで説明したように、高濃度のウイルスを含有する溶液を検知対象としたウイルスの検知システムに関するものであり、空気中に浮遊するウイルスを捕集する技術に関するものではない。このため、これら既存技術では、ウイルスの感染拡大の防止のために必要である、空気中に浮遊する濃度の低いウイルスを捕集することはできなかった。また、捕集したウイルスをその場で迅速且つ簡便に分析して、ウイルスの存在状況をリアルタイムにモニタするシステムにはなっていなかった。換言すると、例えば、病院や老人施設等の室内におけるウイルスの存在状況をリアルタイムで検出できるシステムが望まれている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気中に浮遊するウイルスを適切に捕集できるウイルス捕集装置、及び捕集したウイルスをその場で迅速且つ簡便に分析して、ウイルスの存在状況をリアルタイムにモニタ可能なウイルス検査システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明のウイルス捕集装置の特徴構成は、
筒状の内部空間を備えた本体ケーシングと、
前記本体ケーシングにおける一方端で、その中心軸側の内部空間部位から装置外部へ空気を排出する空気排出路を、その中心軸に沿って形成する排出路形成部材と、
前記本体ケーシングにおける他方端で、前記装置外部から前記内部空間に空気を前記本体ケーシングの内周面に沿って吸引する空気吸引路を、前記本体ケーシングの筒外周面に沿って形成する吸引路形成部材と、
前記空気吸引路、前記内部空間及び前記空気排出路を介して装置外部の空気を吸引して、装置外部に排出する吸引排出手段とを備えて構成され、
前記吸引路形成部材と前記本体ケーシングとの間のダスト処理空間において、吸引された空気を前記本体ケーシングの内周面に沿って旋回させて、前記他端側から前記一端側に導き、前記空気の旋回により発生する遠心力により捕集対象物を空気から分離し、前記一方端側を捕集部として捕集対象物を捕集するサイクロンを備え、
前記捕集部に、ウイルスを抽出可能な抽出液を導入する抽出液導入部を備えると共に、前記捕集部の前記抽出液導入部とは異なる部位から抽出液を導出する抽出液導出部を備え、前記抽出液導入部へ抽出液を供給する抽出液供給手段を備える点にある。

ウイルスは、通常、くしゃみ等に含まれる微小水滴や塵埃等に付着した状態で、空気中に浮遊している場合が多い。そこで、以下では、ウイルスが付着した微小水滴や塵埃を、ウイルス付着物質として説明する。尚、当該ウイルス付着物質の重量は、比較的重量が大きい微小水滴や塵埃等にウイルスが付着したものであるので、空気よりも十分に大きくなる。
上記特徴構成によれば、サイクロンは、捕集対象物としてのウイルス付着物質を空気と共に、吸引路形成部材と本体ケーシングとの間のダスト処理空間に導き、本体ケーシングの内周面に沿って旋回させる。このとき、空気よりも十分に重量が大きいウイルス付着物質は、旋回により適切な遠心力がかかることとなり、空気から適切に分離されて本体ケーシングの一端側の捕集部へ導かれる。
さらに、上記捕集部に、ウイルスを抽出可能な抽出液を導入しておくことで、旋回に伴う遠心力により空気から分離されるウイルス付着物質を分離捕集し、この部位に導入される抽出液に接触させて、抽出液にてウイルスを効果的に抽出できる。これにより、ウイルスの抽出効率を向上できる。
以上より、空気中に浮遊するウイルスを適切に捕集できるウイルス捕集装置を実現できた。

本発明のウイルス捕集装置の更なる特徴構成は、
前記空気吸引路の入口付近の空気を加湿する加湿手段を備える点にある。

空気中を浮遊するウイルスの一部は、微小水滴や塵埃に付着せず、単体で存在するものがある。このような単体のウイルスは、空気とともに本発明のサイクロンに吸引された場合、ダスト処理空間にて旋回されることとなるが、軽いため空気から分離されずに、空気とともに装置外部に導かれる可能性が高くなる。また、ウイルスを含む微小粒子の中には小さすぎて空気から分離されないものもあり、これらの微小粒子も同様に装置外部に導かれる可能性が高くなる。
上記特徴構成によれば、加湿手段が、空気吸引路の入口付近の空気を加湿し、空気に微小水滴を含ませることができる。これにより、空気中に単体で存在するウイルスやサイクロンで分離不能なウイルスを含む微小粒子を、当該微小水滴に付着させ、空気よりも十分に重量が大きいウイルス付着物質とできる。さらに、当該ウイルス付着物質は、ダスト処理空間にて、適切な遠心力がかけられて、空気から適切に分離され捕集される。従って、ウイルスの捕集を促進できる。

本発明のウイルス捕集装置の更なる特徴構成は、
前記捕集部は、前記本体ケーシングの前記一端側に位置される環状溝として構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、捕集部を本体ケーシングの一端側に位置される環状溝としているので、当該環状溝を、本体ケーシングの内周面に沿って旋回するウイルス付着物質の旋回方向に略沿わせた状態で配置することができる。結果、ウイルス付着物質を、ウイルス付着物質の旋回方向に沿って配置された環状溝にて、効率的に回収できる。

本発明のウイルス捕集装置の更なる特徴構成は、
前記抽出液導入部及び前記抽出液導出部は、前記環状溝の溝底部に開口して設けられ、
両者は、前記本体ケーシングの中心軸を挟んで設けられる点にある。

上記特徴構成によれば、抽出液導入部及び抽出液導出部が、環状溝の溝底部に開口して設けられているとともに、本体ケーシングの中心軸を挟んで設けられているので、気流の旋回に伴って、抽出液は、環状溝のうち、抽出液導入部と抽出液導出部とを繋ぐ一方側の溝と他方側の溝とを、略均等に通流する。結果、環状溝は、その全域に亘って抽出液が通流する状態とされ、その抽出液にて適切にウイルス付着物質を捕集できる。

本発明のウイルス捕集装置の更なる特徴構成は、
ウイルスと酵素反応して発色する発色基質を含む基質溶液を供給する基質溶液供給手段を備え、
前記基質溶液供給手段により供給される基質溶液と、前記抽出液導出部から導出された抽出液とを混合する混合部を備え、
前記混合部にて混合された基質溶液と抽出液との混合液を送出する送出手段を備えた点にある。

上記特徴構成によれば、混合部が、抽出液導出部から導出された抽出液と、ウイルスと酵素反応して発色する発色基質を含む基質溶液とを混合し、ウイルスが存在するときに発色する混合液を生成し、送出手段が、当該混合液を適切に送り出すことができる。

本発明のウイルス検査システムの特徴構成は、
上述のウイルス捕集装置を備えるとともに、
前記送出手段により、送出される基質溶液と抽出液との混合液を受け入れる受入部を備え、前記受入部に受け入れた混合液に検査光を照射して蛍光を検出する蛍光検出器を備えた点にある。

上記特徴構成によれば、受入部が、送出手段にて送り出された混合液を受け入れて、蛍光検出器が、受入部に受け入れた混合液に検査光を照射することで、発色としての蛍光を検出できる。結果、混合液にウイルスが含まれるときのみに蛍光を検出する状態で、捕集したウイルスをその場で迅速且つ簡便に分析して、空気中に浮遊するウイルスの存否を検知できる。
さらに、上記特徴構成によれば、ウイルスの存在状況を連続的且つリアルタイムにモニタすることができる。即ち、抽出液供給手段が捕集部へ連続的に抽出液を供給するとともに、吸引排出手段が連続的に空気を吸引することで、捕集部の抽出液にてウイルスを捕集し、基質溶液供給手段が基質溶液を連続的に供給し、混合部が抽出液と基質溶液とを連続的に混合して受入部に導いて、蛍光検出器が、受入部に連続的に導かれる混合液に、検査光を連続的に照射することで、発色としての蛍光を連続的に検知することができる。
加えて、抽出液は、抽出液導入部、捕集部、抽出液導出部、混合部、及び蛍光検出器を、連続的に通流可能に構成されているので、抽出液が捕集部にてウイルスを捕集してから、蛍光検出器にて分析されるまでにかかる時間を、十分に短いものとでき、略リアルタイムに、ウイルスを検知できる。
結果、ウイルスの存在状況を連続的且つリアルタイムにモニタできるウイルス検査システムが実現できた。

ウイルス捕集装置及びウイルス検査システムを示す概略構成図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 ウイルスの捕集試験の結果を示すグラフ図である。

本発明は、特に、空気Ａ中を浮遊するウイルスを適切に捕集可能なウイルス捕集装置、及びウイルス捕集装置にて捕集されたウイルスを含む抽出液Ｖ１を連続的且つリアルタイムに検査することができるウイルス検査システムに関する。ウイルスとしては、特に、近年大流行が危惧されるインフルエンザウイルスＵを捕集・検知の対象とすることができる。
以下では、まず、ウイルス捕集装置について説明した後、当該ウイルス捕集装置を備えるウイルス検査システムについて説明する。
尚、以下の実施形態は、本発明をより具体的に例示するために記載するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。

本発明のウイルス捕集装置は、図１、２に示すように、インフルエンザウイルスＵを含む空気Ａを装置外部から吸引して、当該インフルエンザウイルスＵを空気Ａから分離するサイクロン４０を備えている。
当該サイクロン４０は、筒状の内部空間１０を形成する本体ケーシング１１と、当該本体ケーシング１１における一方端（図１で矢印Ｚの基端側の端）で、その中心軸Ｌ側の内部空間１０の部位から装置外部へ空気Ａを排出する空気排出路１４を、その中心軸Ｌに沿って形成する排出路形成部材１５と、本体ケーシング１１の他方端（図１で矢印Ｚの先端側の端）で、装置外部から内部空間１０へ空気Ａを本体ケーシング１１の内周面１２に沿って吸引する空気吸引路１６を、本体ケーシング１１の筒外周面１３（図２に図示）に沿って形成する吸引路形成部材１７とを備えて構成されている。
さらに、サイクロン４０は、空気吸引路１６、内部空間１０及び空気排出路１４を介して装置外部の空気Ａを吸引して、装置外部へ排出する吸引モータ２９（吸引排出手段の一例）を備え、吸引路形成部材１７と本体ケーシング１１との間のダスト処理空間Ｍにおいて、吸引された空気Ａを本体ケーシング１１の内周面１２に沿って旋回させて、他端側から一端側（図１で矢印Ｚの先端側から他端側）へ導き、空気Ａの旋回により発生する遠心力により捕集対象物を空気Ａから分離し、一端側を捕集部１８として捕集対象物を捕集するように構成されている。

ここで、サイクロン４０の本体ケーシング１１は、捕集部１８が設けられている一方端を鉛直方向で下方側（図１で矢印Ｚの基端側）に向けるとともに、他方端を鉛直方向で上方側（図１で矢印Ｚの先端側）に向けて配置することが好ましい。これにより、抽出液導入部１９から導入された抽出液Ｖ１は、重力にて下方側に導かれるので、本体ケーシング１１の下方側である一方端の捕集部１８に保持される。

吸引モータ２９が空気Ａを吸引する場合、上記捕集部１８には、ダスト処理空間Ｍにおいて空気Ａから分離された捕集対象物として、インフルエンザウイルスＵが空気Ａ中の微小水滴や塵埃等に付着したものであるインフルエンザウイルス付着物質Ｗが導かれる。ここで、捕集部１８には、インフルエンザウイルス付着物質ＷからインフルエンザウイルスＵを抽出可能な抽出液Ｖ１を導入する抽出液導入部１９が設けられると共に、捕集部１８の抽出液導入部１９とは異なる部位から抽出液Ｖ１を導出する抽出液導出部２０を備えている。そして、抽出液導入部１９には、抽出液リザーバー２１から第１送出ポンプ２２により送出された抽出液Ｖ１が導かれる。当該、抽出液リザーバー２１及び第１送出ポンプ２２が、抽出液供給手段として機能する。

上述の構成により、本発明のウイルス捕集装置では、吸引モータ２９が空気Ａを吸引することで、インフルエンザウイルス付着物質Ｗを、サイクロン４０の本体ケーシング１１の内周面１２に沿って旋回させて、遠心力により空気Ａからインフルエンザウイルス付着物質Ｗを分離するとともに、インフルエンザウイルス付着物質Ｗを、サイクロン４０の一端側（図１で矢印Ｚの基端側）に設けられた捕集部１８を通流する抽出液Ｖ１に効果的に浸している。これにより、インフルエンザウイルスＵの捕集効率を向上させている。

特に、捕集部１８は、図２に示すように、サイクロン４０の平面視において、本体ケーシング１１の内周面１２に沿う状態で、環形状の環状溝２３として構成されている。これにより、本体ケーシング１１の内周面１２に沿って旋回するインフルエンザウイルス付着物質Ｗの流れ方向Ｙを、環状溝２３の環形状に略一致させ、インフルエンザウイルス付着物質Ｗを、環状溝２３に集めることができる。この部位には、抽出液Ｖ１が通流しているため、この抽出液Ｖ１にインフルエンザウイルス付着物質Ｗは、浸される。

また、抽出液導入部１９及び抽出液導出部２０の夫々は、図２に示すように、捕集部１８としての環状溝２３の溝底部３３に開口して設けられ、本体ケーシング１１の中心軸Ｌを挟んで設けられることが好ましい。これにより、抽出液Ｖ１は、サイクロン４０の平面視において、抽出液導入部１９を起点として、その一部が環状溝２３の一方側の溝２３ａを通流するとともに、その残部が他方側の溝２３ｂを通流する形態で、抽出液導出部２０へ導かれることとなる。結果、抽出液Ｖ１を、環状溝２３のほぼ全域に亘って存在させる状態にできる。

空気Ａ中には、インフルエンザウイルスＵが単体で浮遊しているときがある。当該単体のインフルエンザウイルスＵは、重量が軽いためサイクロン４０の本体ケーシング１１にて適切な遠心力がかからず、空気Ａから分離され難い。結果、単体のインフルエンザウイルスＵは、サイクロン４０にて捕集することが難しい。
そこで、本発明のサイクロン４０にあっては、空気吸引路１６の吸引口２５の近傍に、空気Ａを加湿するミスト装置２６（加湿手段の一例）を設けている。本実施形態にあっては、ミスト装置２６は、図１に示すように、空気吸引路１６の入口付近を加湿できる構成が採用されている。即ち、ミスト装置２６は、空気吸引路１６の前方へ直接ミストＮを噴霧するように配置されている。当該ミストＮの噴霧により、単体のインフルエンザウイルスＵを、ミストＮに付着させ、インフルエンザ付着物質Ｗとできる。結果、インフルエンザウイルスＵを適切に捕集できる。

インフルエンザウイルスＵは、その表皮にイノラミニダーゼを有しており、当該インフルエンザウイルスＵが界面活性剤等を含む抽出液Ｖ１に溶け込むと、イノラミニダーゼをインフルエンザウイルスＵから抽出液Ｖ１へ放出する性質を有している。
そこで、本発明に係るウイルス捕集装置は、当該インフルエンザウイルスＵの性質を利用して、後述するウイルス検査システムにより、インフルエンザウイルスＵを検知すべく、以下の如く構成されている。

即ち、ウイルス捕集装置は、抽出液導出部２０の下流側にて、当該抽出液導出部２０から導出された抽出液Ｖ１に、イノラミニダーゼの存在を検知するための基質溶液Ｖ２を混合可能に構成されている。
具体的には、図１に示すように、イノラミニダーゼと酵素反応して発色する発色基質を含む基質溶液Ｖ２を貯留する基質溶液リザーバー２７（基質溶液供給手段の一例）と、当該基質溶液リザーバー２７から基質溶液Ｖ２を送り出す第２送出ポンプ２８（基質養鶏供給手段の一例）とを設け、当該第２送出ポンプ２８から送り出された基質溶液Ｖ２と、抽出液導出部２０から導出された抽出液Ｖ１とを混合するミキシングバルブ３０（混合部の一例）と、抽出液Ｖ１と基質溶液Ｖ２とを下流側へ送り出す第３送出ポンプ４１（送出手段の一例）を設けている。
これにより、抽出液Ｖ１にインフルエンザウイルスＵが含まれる場合、インフルエンザウイルスＵから放出されたイノラミニダーゼを含む抽出液Ｖ１と、発色基質を含む基質溶液Ｖ２との混合液は、イノラミニダーゼが発色基質と酵素反応して発色する。従って、混合液の発色を検知すれば、抽出液Ｖ１中のインフルエンザウイルスＵの存否を検知できることとなる。

ここで、発色基質としては、例えば、４−メチルウンベリフェリルーα―Ｄイノラミン酸アンモニウム（４−Ｍｅｔｈｙｌｕｍｂｅｌｌｉｆｅｒｙｌ−Ｎ−ａｃｅｔｙｌ−α―Ｄ−ｎｅｕｒａｍｉｎｉｃ ａｃｉｄ， Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ：４ＭＵ−ＮＡＮＡ）等のシアル酸を結合した発色団を用いることができ、他に、５−ブロモインドキシルー４，７−ジメトキシーＮ−アセチルイノラミン酸α―ケトシド（５−Ｂｒｏｍｏｉｎｄｏｘｙｌ−４，７−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−Ｎ−ａｃｅｔｙｌｎｅｒａｍｉｎｉｃ ａｃｉｄα―ｋｅｔｏｓｉｄｅ）等を用いることができる。この発色基質は、通常、イノラミニダーゼによりイノラミン酸部分と、発色生成物とに分解され、発色生成物が発色（蛍光物質の場合発光）することにより、抽出液Ｖ１におけるイノラミニダーゼ及びインフルエンザウイルスＵの存在が検知される。

〔ウイルス検査システム〕
以下では、上記ウイルス捕集装置を備えたウイルス検査システムにて、発色基質が蛍光を発する場合に、その蛍光を検知して、インフルエンザウイルスＵの存在を検査する具体的構成について説明する。
本発明のウイルス検査システムは、これまで説明してきたウイルス捕集装置を備えるとともに、ミキシングバルブ３０にて混合された抽出液Ｖ１と基質溶液Ｖ２との混合液を受け入れる受入部３１を備え、受入部３１に受け入れた混合液に検査光を照射するとともに、混合液の発色基質の発色生成物から発せられる蛍光を検出する蛍光検出器３２とを備えて構成されている。
本システムにより、蛍光検出器３２にて蛍光を検出した場合、空気ＡがインフルエンザウイルスＵを含むものであると判断でき、蛍光を検出しなかった場合、空気ＡがインフルエンザウイルスＵを含まないものであると判断できる。

ここで、本ウイルス検査システムにあっては、インフルエンザウイルスＵを、連続的且つリアルタイムに捕集・検知できるものとなっている。即ち、図１に示すように、抽出液導入部１９、捕集部１８、抽出液導出部２０、ミキシングバルブ３０、及び蛍光検出器３２を、抽出液Ｖ１が連続的に通流可能な流路が形成されている。
当該構成において、第１送出ポンプ２２が、抽出液Ｖ１を連続的に送り出して、当該抽出液Ｖ１により捕集部１８にてインフルエンザウイルスＵを連続的に捕集し、ミキシングバルブ３０が、当該抽出液Ｖ１と基質溶液Ｖ２とを連続的に混合して混合液を形成し、蛍光検出器３２が当該混合液の蛍光を連続的に検出して、インフルエンザウイルスＵの存否状態を連続的に検知する。
さらに、上述の構成にあっては、抽出液導入部１９、捕集部１８、抽出液導出部２０、ミキシングバルブ３０、及び蛍光検出器３２が、連続する流路にて接続されているので、抽出液Ｖ１は、当該流路を、数十秒程度から数分程度の短い時間で通流しながらインフルエンザウイルスＵを捕集・検知でき、略リアルタイムにてインフルエンザウイルスＵの存否を検査できる。

以下に、上記ウイルス捕集装置のインフルエンザウイルスＵの捕捉能力を検証した検証実験を示す。
〔検証試験〕
インフルエンザウイルスＵを用いた検証試験には、相当の設備が必要となり、現実的ではないので、通常の発塵実験室で用いることのできるモデルウイルスとして、ファージΦＸ１７４を散布し、以下に示す検証試験用の簡易ウイルス捕集装置にて、ファージΦＸ１７４の回収の可否を確認してウイルス捕集能力を検証した。
○検証試験用の簡易ウイルス捕集装置
本検証試験は、上記ウイルス捕集装置のウイルス捕集能力を確認するものであるので、図１に示すウイルス捕集装置において、捕集部１８に抽出液Ｖ１を満たした状態のサイクロン４０を用意し、モデルウイルスの捕集中においては、抽出液導入部１９及び抽出液導出部２０における抽出液Ｖ１の導入出は行わない構成、即ち、これまで説明してきたウイルス捕集装置において、抽出液導入部１９、抽出液リザーバー２１、第１送出ポンプ２２、抽出液導出部２０、第３送出ポンプ４１、基質溶液リザーバー２７、第２送出ポンプ２８、及びミキシングバルブ３０を有さない検証試験用の簡易ウイルス捕集装置を用いて、以下の条件により検証試験を実施した。
○対象試験用のゼラチンシステム
対照試験用の装置として、以下のサンプリングユニットを有するゼラチンシステムを用いた。サンプリングユニットは、後述するゼラチンフィルタを着脱可能なフィルタ部を備え、当該フィルタ部を介して空気Ａを通流させるエアポンプを有するエア通流部を備える。これにより、サンプリングユニットは、サンプリングユニットにおけるエアポンプを駆動すると、サンプリングユニット外部から空気Ａがフィルタ部を介して導入され、その後サンプリングユニット外部へ戻される循環流を形成する。

＝材料等＝
○モデルウイルス
ファージφＸ１７４：
ＮＢＲＣ １０３４０５：ＮＢＲＣより入手

宿主大腸菌：
ＮＢＲＣ １３８９８：独立行政法人製品評価技術基盤機構（ＮＢＲＣ）より入手

復水液７０２：
ポリペプトン ：１０ｇ
イーストエクストラクト：２ｇ
ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ ：１ｇ
上記材料に適当量の水を加えて溶解したのち、ｐＨ７．０に調製し、水を加えて１Ｌにする。これを、オートクレーブ滅菌する。

寒天平板培地（ｍｅｄｉｕｍ ８０２）：
ポリペプトン １０ｇ
イーストエクストラクト ２ｇ
ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ １ｇ
上記材料に適当量の水を加えて溶解したのち、ｐＨ７．０に調製し、水を加えて１Ｌにする。これにＡｇａｒ１５ｇを添加し、オートクレーブ滅菌を行ったのち、無菌的に浅型シャーレに１０ｍｌずつ分注、液がシャーレ内に均一に行き渡るようにし、固化させる。

○フィルタ
ゼラチンフィルタ：
ザルトリウス社製，直径：９ｃｍ，ポアサイズ：３μｍ

簡易ウイルス捕集装置：
ＤＣ１６ ＤＹＳＯＮ社製

サンプリングユニット：
ＭＤ８エアポート ザルトリウス社製

＝測定法＝
○宿主大腸菌とファージ液の調製
宿主大腸菌およびファージφＸ１７４は共に、ＮＢＲＣ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｂｒｃ．ｎｉｔｅ．ｇｏ．ｊｐ／）より入手した。ＮＢＲＣ添付のマニュアルに従い、宿主大腸菌のアンプルを開封し、２００μｌの復水液７０２を添加した。数分静置ののち、アンプル底部をタッピングして混和し、数μｌを複数の寒天平板培地（ｍｅｄｉｕｍ ８０２）に塗布した。また、数十μｌを、予め、培養試験管に分注した復水液７０２，４ｍｌに加えて軽く混和した。３０℃に設定したインキュベータ中に置き、平板寒天プレートは静置、培養試験管は１８０ｒｐｍで振とうし、終夜培養した。寒天平板培地、培養試験管ともに大腸菌の増殖が確認されたことから、液体培養にて復帰させて大腸菌液適当量をフレッシュな復水液７０２に植え込み、３０℃下に振とうしつつ拡大した。十分な増殖を確認したのち、滅菌済みｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ（ＤＭＳＯ）を終濃度１０％、あるいは、２０％になるように大腸菌液に加えたのち、−８０℃下に保存した。

ファージφＸ１７４はプレートライセート法によって調製した。宿主大腸菌と同様にファージφＸ１７４のアンプルを開封、２００μｌの復水液７０２を添加して数分静置した。アンプル底部をタッピングして混和したのち、５０μｌを取り、対数増殖期にあると思われる宿主大腸菌液２５０μｌに添加、タッピングにより十分混和したのち、３７℃で１５分間振とう培養（１５０ｒｐｍ）した。予め調製し、４５℃下にインキュベートしておいたソフトアガー（０．６％ｗ／ｖ溶液）７ｍｌと混和したのち、寒天平板培地に撒き、ソフトアガーが固化したのち、３７℃下、終夜培養した。ソフトアガー表面のプラーク形成を確認したのち、寒天平板培地１枚に対し復水液１０ｍｌを加えてピペッティングし、上層の液を回収した。遠心分離（３０００ｒｐｍ×１５分）後、上清を回収した（ファージ液）。この操作を複数回行うことによって、十分な感染価を持つファージ液を調製し、モデルウイルスとした。

○ファージφＸ１７４の捕集
上記モデルウイルスを使用し、容量２４ｍ³の発塵実験空間内にモデルウイルスを散布し、簡易ウイルス捕集装置及びゼラチンシステムによるモデルウイルス捕集試験を行った。

宿主大腸菌に感染させコピー数を増やしたモデルウイルスの一定量（約１×１０¹⁵〜１×１０¹⁷個／ｍｌ×０．９ｍｌ）を、密閉状態にした発塵実験室内で散布（３．５Ｌ／分、５分間散布）する。次に、発塵実験室内に浮遊するモデルウイルスを、簡易ウイルス捕集装置（３９．６ｍ³／ｈ×１５秒）及びゼラチンシステムで捕集した（２ｍ³／ｈ×３０分間）。

なお、検証試験を実施した際の発塵実験室内の環境は、２６〜３０℃、２０〜４０％ＲＨの範囲であった。

○ウイルス捕集装置によるモデルウイルス回収
捕集終了後に抽出液Ｖ１としての復水液７０２に含まれるモデルウイルスを宿主大腸菌に感染させ、一定時間経過後、モデルウイルスによるプラークの形成をプラークアッセイ法により観察した。

○ゼラチンシステムによるモデルウイルス回収
捕集終了後にゼラチンフィルタを取り外し、抽出液Ｖ１としての復水液７０２に溶解することによりフィルタ上に捕集された捕集物を回収した。さらに捕集物に含まれるモデルウイルスを宿主大腸菌に感染させ、一定時間経過後、モデルウイルスによるプラークの形成をプラークアッセイ法により観察した。

○収集したモデルウイルスの定量（プラークアッセイ法）
モデルウイルスを復水液７０２で１０倍希釈（５０μｌのファージφＸ１７４に復水液７０２を４５０μｌ加える）し、１０^-1〜１０^-14までの希釈系列を調整した。対数増殖期にあると思われる宿主大腸菌培養液を、培養試験管に２５０μｌずつ分注し、ついで、モデルウイルス希釈系列を１００μｌずつ添加し、タッピングして十分混和した。３７℃下に１５分間振とう培養を行った。培養後の各試験管に、４５℃下にインキュベートしておいた０．６％ソフトアガー溶液７ｍｌを加え、泡立たせないよう素早くピペッティングにより攪拌した。予め、３７℃下にインキュベートした寒天平板培地に播き込み、ソフトアガーが全面に行き渡るよう均し、室温で固化させた。３７℃に設定したインキュベータ中に静置し３時間培養後（その後４℃保存）、形成されたプラーク数を計測した。計測されたプラーク数から、ファージ濃度（ＰＦＵ／ｍｌ）を求めた。結果を、図３に示す。

○ウイルスの回収率
図３において、原液のファージ濃度（ＰＦＵ／ｍｌ）とは、発塵実験室にて上述の条件により散布した一定量のモデルウイルス（約１×１０¹⁵〜１×１０¹⁷個／ｍｌ×０．９ｍｌ）を含む液のファージ濃度である。一方、回収液のファージ濃度（ＰＦＵ／ｍｌ）とは、本発明のウイルス捕集装置及び対照試験に係るゼラチンシステムにて、モデルウイルス捕集後の回収液（抽出液Ｖ１）に含まれるモデルウイルスのファージ濃度である。ここで、ウイルス回収率を、回収液のファージ濃度を原液のファージ濃度で割ったものと規定する。このとき、ウイルス捕集装置によるモデルウイルス回収率は約１０^-12程度であり、対照試験のゼラチンシステムのウイルス回収率の１０^-10程度である。即ち、ウイルス捕集装置によるモデルウイルスの回収率は、対照試験のゼラチンシステムのウイルス回収率の１００分の１程度となっている。しかしながら、ウイルス捕集装置の吸引時間が１５秒であり、対照試験のゼラチンシステムの吸引時間３０分に対して、１２０分の１程度である点を鑑みると、ウイルス捕集装置のモデルウイルス回収率は、ゼラチンシステムを用いたものと同程度以上であるといえる。

○モデルウイルスの回収量
さらに、図３において、モデルウイルスの回収量として、回収液のファージ濃度（ＰＦＵ／ｍｌ）に着目すると、本発明のウイルス捕集装置では、１５秒という短い吸引時間であるにも関わらず、約１０⁵ＰＦＵ／ｍｌのファージ濃度の回収液を得ることができ、対照試験のゼラチンシステムの回収液のファージ濃度約１０⁶ＰＦＵ／ｍｌよりは少ないものの、十分にモデルウイルスの検知が可能な濃度の回収液を得ることができた。

〔別実施形態〕
（Ａ）
上記実施形態においては、捕集部１８は、本体ケーシング１１の一方端である下方端に設けられる環形状の環状溝２３として構成したが、捕集部１８は、当該形状に限定されるものでなく、例えば、有底筒形状等としても、本発明の機能を良好に発揮する。

（Ｂ）
上記実施形態において、空気吸引路１６が１つ設けられている例を示したが、当該空気吸引路１６は、別に複数であってもよい。このとき、複数の空気吸引路１６を形成する吸引路形成部材１７の夫々は、空気吸引路１６から吸引された空気Ａを本体ケーシング１１の内周面１２に沿って旋回させるべく、本体ケーシング１１の筒外周面１３に沿って設けられていることが好ましい。

（Ｃ）
上記実施形態において、抽出液導入部１９及び抽出液導出部２０は、捕集部１８としての環状溝２３に夫々１つずつ設ける構成を示したが、これらは、別に複数設けられるように構成しても構わない。

（Ｄ）
上記実施形態において、空気吸引路１６の吸引口２５の近傍には、その雰囲気における空気Ａに含まれるインフルエンザウイルスＵ、微小水滴、塵埃等を除電するイオナイザーを設けておいてもよい。これにより、単体のインフルエンザウイルスＵ、微小水滴、塵埃等が除電されて、互いに反発することがなくなり、単体のインフルエンザウイルスＵを微小水滴や塵埃等に付着させ、インフルエンザウイルス付着物質Ｗとすることができる。結果、インフルエンザウイルスＵをサイクロン４０にて捕集し易くなる。

本発明のウイルス捕集装置及びウイルス検査システムは、空気中に浮遊するウイルスを適切に捕集できるウイルス捕集装置、及び捕集したウイルスをその場で迅速且つ簡便に分析して、ウイルスの存在状況をリアルタイムにモニタ可能なウイルス検査システムとして、有効に利用可能である。

Ｕ ：インフルエンザウイルス（ウイルスの一例）
Ｖ１ ：抽出液
Ｖ２ ：基質溶液
Ａ ：空気
Ｍ ：ダスト処理空間
Ｌ ：中心軸
１０ ：内部空間
１１ ：本体ケーシング
１２ ：本体ケーシングの内周面
１３ ：本体ケーシングの筒外周面
１４ ：空気排出路
１５ ：排出路形成部材
１６ ：空気吸引路
１７ ：吸引路形成部材
１８ ：捕集部
１９ ：抽出液導入部
２０ ：抽出液導出部
２１ ：抽出液リザーバー（抽出液供給手段の一例）
２２ ：第１送出ポンプ（抽出液供給手段の一例）
２３ ：環状溝（捕集部の一例）
２５ ：空気吸引路の吸引口（空気吸引路の入口）
２６ ：ミスト装置（加湿手段の一例）
２７ ：基質溶液リザーバー（基質溶液供給手段の一例）
２８ ：第２送出ポンプ（基質溶液供給手段の一例）
２９ ：吸引モータ（吸引排出手段の一例）
３０ ：ミキシングバルブ（混合部、送出手段の一例）
３１ ：受入部
３２ ：蛍光検出器
４０ ：サイクロン
４１ ：第３送出ポンプ（送出手段の一例）

Claims (6)

1. 筒状の内部空間を備えた本体ケーシングと、
   前記本体ケーシングにおける一方端で、その中心軸側の内部空間部位から装置外部へ空気を排出する空気排出路を、その中心軸に沿って形成する排出路形成部材と、
   前記本体ケーシングにおける他方端で、前記装置外部から前記内部空間に空気を前記本体ケーシングの内周面に沿って吸引する空気吸引路を、前記本体ケーシングの筒外周面に沿って形成する吸引路形成部材と、
   前記空気吸引路、前記内部空間及び前記空気排出路を介して装置外部の空気を吸引して、装置外部に排出する吸引排出手段とを備えて構成され、
   前記吸引路形成部材と前記本体ケーシングとの間のダスト処理空間において、吸引された空気を前記本体ケーシングの内周面に沿って旋回させて、前記他端側から前記一端側に導き、前記空気の旋回により発生する遠心力により捕集対象物を空気から分離し、前記一方端側を捕集部として捕集対象物を捕集するサイクロンを備え、
   前記捕集部に、ウイルスを抽出可能な抽出液を導入する抽出液導入部を備えると共に、前記捕集部の前記抽出液導入部とは異なる部位から抽出液を導出する抽出液導出部を備え、前記抽出液導入部へ抽出液を供給する抽出液供給手段を備えるウイルス捕集装置。
2. 前記空気吸引路の入口付近の空気を加湿する加湿手段を備える請求項１に記載のウイルス捕集装置。
3. 前記捕集部は、前記本体ケーシングの前記一端側に位置される環状溝として構成されている請求項１又は請求項２に記載のウイルス捕集装置。
4. 前記抽出液導入部及び前記抽出液導出部は、前記環状溝の溝底部に開口して設けられ、
   両者は、前記本体ケーシングの中心軸を挟んで設けられる請求項３に記載のウイルス捕集装置。
5. ウイルスと酵素反応して発色する発色基質を含む基質溶液を供給する基質溶液供給手段を備え、
   前記基質溶液供給手段により供給される基質溶液と、前記抽出液導出部から導出された抽出液とを混合する混合部を備え、
   前記混合部にて混合された基質溶液と抽出液との混合液を送出する送出手段を備えた請求項１乃至４の何れか一項に記載のウイルス捕集装置。
6. 請求項５に記載のウイルス捕集装置を備えるとともに、
   前記送出手段により、送出される基質溶液と抽出液との混合液を受け入れる受入部を備え、前記受入部に受け入れた混合液に検査光を照射して蛍光を検出する蛍光検出器を備えたウイルス検査システム。

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