JP2015114161A - 粒子検出装置及び粒子の検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】検出対象とする蛍光粒子を正確に検出可能な粒子検出装置を提供する。【解決手段】流体に励起光を照射する光源１０と、励起光を照射された領域で生じる蛍光帯域の光を測定する蛍光測定器２と、蛍光測定器２が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定し、測定した光が蛍光を含むと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていると判定し、測定した光が蛍光を含まないと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていないと判定し、測定した光がラマン散乱光を含むと判定した場合、流体に水分が含まれていると判定し、測定した光がラマン散乱光を含まないと判定した場合、流体に水分が含まれていないと判定する判定部３０１と、を備える、粒子検出装置。【選択図】図４
Description
本発明は環境評価技術に関し、特に粒子検出装置及び粒子の検出方法に関する。
バイオクリーンルーム等のクリーンルームにおいては、粒子検出装置を用いて、飛散している微生物粒子や非微生物粒子が検出され、記録される（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。粒子の検出結果から、クリーンルームの空調機器の劣化具合を把握可能である。また、クリーンルームで製造された製品に、参考資料として、クリーンルーム内の粒子の検出記録が添付されることもある。光学式の粒子検出装置は、例えば、クリーンルーム中の気体を吸引し、吸引した気体に光を照射する。気体に微生物粒子や非微生物蛍光粒子が含まれていると、光を照射された粒子が蛍光を発するため、気体に含まれる微生物粒子や非微生物蛍光粒子の数や大きさ等を検出することが可能となる。また、クリーンルーム以外でも、流体中の粒子を正確に検出する技術が望まれている（例えば、特許文献２参照。）。
長谷川倫男他，「気中微生物リアルタイム検出技術とその応用」，株式会社山武，azbil Technical Review 2009年12月号，p.2-7，2009年
しかし、検査対象とする気体等の流体に、検出対象とする蛍光粒子以外に、蛍光帯域の光を発する物質が含まれていると、粒子検出装置が、当該物質を誤って検出対象である蛍光粒子として検出する場合がある。そこで、本発明は、検出対象とする蛍光粒子を正確に検出可能な粒子検出装置、及び粒子の検出方法を提供することを目的の一つとする。
本発明の態様によれば、（ａ）流体に励起光を照射する光源と、（ｂ）励起光を照射された領域で生じる蛍光帯域の光を測定する蛍光測定器と、（ｃ）蛍光測定器が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定し、測定した光が蛍光を含むと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていると判定し、測定した光が蛍光を含まないと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていないと判定し、測定した光がラマン散乱光を含むと判定した場合、流体に水分が含まれていると判定し、測定した光がラマン散乱光を含まないと判定した場合、流体に水分が含まれていないと判定する判定部と、を備える、（ｄ）粒子検出装置であることを要旨とする。なお、流体は気体及び液体を含む。また、蛍光は、自家蛍光も含む。
また、本発明の態様によれば、（ａ）流体に励起光を照射することと、（ｂ）励起光を照射された領域で生じる蛍光帯域の光を測定することと、（ｃ）測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定し、測定した光が蛍光を含むと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていると判定し、測定した光が蛍光を含まないと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていないと判定し、測定した光がラマン散乱光を含むと判定した場合、流体に水分が含まれていると判定し、測定した光がラマン散乱光を含まないと判定した場合、流体に水分が含まれていないと判定することと、を含む、（ｄ）粒子の検出方法であることを要旨とする。
本発明によれば、検出対象とする蛍光粒子を正確に検出可能な粒子検出装置、及び粒子の検出方法を提供可能である。
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
図１に示すように、実施の形態に係る粒子検出装置１は、例えば、クリーンルーム７０内に配置されている。クリーンルーム７０には、ダクト７１、並びにＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）及びＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）等の超高性能エアフィルタを有する噴き出し口７２を介して、清浄な空気等の気体が送り込まれる。
クリーンルーム７０内には、生産ライン８１、８２が配置されている。生産ライン８１、８２は、例えば精密機器、電子部品、又は半導体装置の生産ラインである。あるいは生産ライン８１、８２は、食品、飲料、又は医薬品の生産ラインである。例えば、生産ライン８１、８２において、輸液が点滴や注射器に充填される。あるいは、生産ライン８１、８２において、経口剤や漢方薬が製造される。またあるいは、生産ライン８１、８２において、栄養ドリンクやビールが容器に充填される。クリーンルーム７０内で飲料が製造される場合、クリーンルーム７０内の湿度が高く保たれる場合もある。また、クリーンルーム７０内の気体が蒸気滅菌され、水分を多く含んでいる場合もある。
生産ライン８１、８２は、通常、微生物粒子及び非微生物粒子等をクリーンルーム７０内の気体に飛散させないよう管理されている。しかし、生産ライン８１、８２は、何らかの事情で、クリーンルーム７０内の気体に飛散する微生物粒子及び非微生物粒子の発生源になる。また、生産ライン８１、８２以外の要因で、クリーンルーム７０内の気体に微生物粒子及び非微生物粒子が飛散することもある。
クリーンルーム７０内の気体に飛散しうる微生物粒子の例としては細菌が含まれる。細菌の例としては、グラム陰性菌、グラム陽性菌、及びカビ胞子を含む真菌が挙げられる。グラム陰性菌の例としては、大腸菌が挙げられる。グラム陽性菌の例としては、表皮ブドウ球菌、枯草菌芽胞、マイクロコッカス、及びコリネバクテリウムが挙げられる。カビ胞子を含む真菌の例としては、アスペルギルスが挙げられる。ただし、クリーンルーム７０内の気体に飛散しうる微生物粒子はこれらに限定されない。また、クリーンルーム７０内の気体に飛散しうる非微生物粒子の例としては、化学物質、薬品及び食品の飛沫、ごみ、ちり、並びに埃等のダスト等が挙げられる。
微生物粒子は、光を照射されると、微生物粒子に含まれるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）及びフラビン等が、蛍光を発する。ＮＡＤＨ由来の蛍光の波長は、４８０ｎｍ近傍である。また、フラビン由来の蛍光の波長は、５３０ｎｍ近傍である。また、例えばポリエステルからなるクリーニングしたガウンから飛散した蛍光粒子は、光を照射されると蛍光を発する。さらに、ポリスチレン粒子も蛍光を発し、その後退色する。したがって、従来、粒子検出装置は、気体に励起光を照射して蛍光を検出すると、気体中に検出対象の蛍光粒子が存在するものとして認識している。なお、蛍光は、自家蛍光も含む。
気体中に上述したような蛍光を発する蛍光粒子が含まれていなくても、気体中に水蒸気等の水分が存在すると、紫外線等の励起光を照射された水分でラマン散乱光（非弾性散乱光）が生じる。ラマン散乱光の波長は４６０ｎｍ近傍であり、図２に示すようにＮＡＤＨ由来の蛍光の波長に近い。このように、ラマン散乱光は波長帯域が蛍光と重なるため、粒子検出装置はラマン光を蛍光帯域の光として検出する。したがって、従来の粒子検出装置は、ラマン散乱光を受光すると、ＮＡＤＨを含有する微生物粒子、あるいは波長４６０ｎｍ近傍の蛍光を発する非生物粒子が存在すると誤った判定をする場合がある。
また、図３に示すように、微生物の代謝の影響で、ＮＡＤＨ由来の蛍光の強度が低下する場合もある。これに対し、フラビン由来の蛍光の強度は、微生物の代謝に影響されにくい傾向がある。
ここで、実施の形態に係る粒子検出装置１は、図４に示すように、流体に励起光を照射する光源１０と、励起光を照射された領域で生じる蛍光帯域の光の強度を複数の波長において測定する蛍光測定器２と、励起光を照射された領域で生じる散乱光を測定するミー散乱光測定器５と、を備える。光源１０、蛍光測定器２及びミー散乱光測定器５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３００に電気的に接続されている。
ＣＰＵ３００は、蛍光測定器２が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定する判定部３０１を含む。判定部３０１は、測定した光が蛍光を含むと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていると判定し、測定した光が蛍光を含まないと判定した場合、流体に蛍光粒子が含まれていないと判定する。また、判定部３０１は、測定した光がラマン散乱光を含むと判定した場合、流体に水分が含まれていると判定し、測定した光がラマン散乱光を含まないと判定した場合、流体に水分が含まれていないと判定する。
実施の形態では、検査対象の流体が気体であり、検出対象とする蛍光粒子がＮＡＤＨ及びフラビンを含有する微生物粒子である例を説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されない。
光源１０と、蛍光測定器２と、ミー散乱光測定器５と、は、筐体３０に設けられている。光源１０には、光源１０に電力を供給する光源駆動電源１１が接続されている。光源駆動電源１１には、光源１０に供給される電力を制御する電源制御装置１２が接続されている。粒子検出装置１は、図１に示したクリーンルーム７０の内部から図４に示す筐体３０の内部に、気体を吸引する第１の吸引装置をさらに備える。第１の吸引装置で吸引された気体は、筐体３０内部の流路のノズル４０の先端から放出される。ノズル４０の先端から放出された気体は、ノズル４０の先端と対向して筐体３０の内部に配置された第２の吸引装置で吸引される。
光源１０は、ノズル４０の先端から放出され、第２の吸引装置で吸引される気体の気流に向けて、広帯域波長の励起光を照射する。光源１０としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザが使用可能である。励起光の波長は、例えば２５０ないし５５０ｎｍである。励起光は、可視光であっても、紫外光であってもよい。励起光が可視光である場合、励起光の波長は、例えば４００ないし５５０ｎｍの範囲内であり、例えば４０５ｎｍである。励起光が紫外光である場合、励起光の波長は、例えば３００ないし３８０ｎｍの範囲内であり、例えば３４０ｎｍである。ただし、励起光の波長は、これらに限定されない。
ノズル４０から噴出された気流中に細菌等の微生物粒子が含まれる場合、励起光を照射された微生物粒子が、蛍光を発する。また、ノズル４０から噴出された気流中にポリエステル粒子等の非微生物粒子が含まれる場合も、励起光を照射された非微生物粒子が、蛍光を発する。さらには、ノズル４０から噴出された気流中に水分が含まれていると、励起光を照射された水分において蛍光帯域の光であるラマン散乱光が発生する。
ミー散乱光測定器５は、水分を含む粒子で生じるミー散乱光を測定する。ミー散乱光測定器５は、散乱光を受光する散乱光受光素子５０を備える。散乱光受光素子５０としては、フォトダイオード等が使用可能であり、光を受光すると、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。散乱光受光素子５０には、散乱光受光素子５０で生じた電流を増幅する増幅器５１が接続されている。増幅器５１には、増幅器５１に電力を供給する増幅器電源５２が接続されている。また、増幅器５１には、増幅器５１で増幅された電流を受け取り、散乱光受光素子５０が受光した散乱光の強度を算出する光強度算出装置５３が接続されている。光強度算出装置５３には、光強度算出装置５３が算出した散乱光の強度を保存する光強度記憶装置５４が接続されている。
蛍光測定器２は、検出対象である微生物粒子又は非微生物粒子が発する蛍光帯域の光を測定する。蛍光測定器２は、第１の波長における蛍光帯域の光を受光する第１の受光素子２０Ａと、第１の波長とは異なる第２の波長における蛍光帯域の光を受光する第２の受光素子２０Ｂと、を備える。なお、第１の波長とは、帯域を有していてもよい。第２の波長についても同様である。第１の受光素子２０Ａ及び第２の受光素子２０Ｂとしては、フォトダイオード及び光電管等が使用可能であり、光を受光すると、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
第１の受光素子２０Ａには、第１の受光素子２０Ａで生じた電流を増幅する増幅器２１Ａが接続されている。増幅器２１Ａには、増幅器２１Ａに電力を供給する増幅器電源２２Ａが接続されている。また、増幅器２１Ａには、増幅器２１Ａで増幅された電流を受け取り、第１の受光素子２０Ａが受光した光の強度を算出する光強度算出装置２３Ａが接続されている。光強度算出装置２３Ａには、光強度算出装置２３Ａが算出した光の強度を保存する光強度記憶装置２４Ａが接続されている。
第２の受光素子２０Ｂには、第２の受光素子２０Ｂで生じた電流を増幅する増幅器２１Ｂが接続されている。増幅器２１Ｂには、増幅器２１Ｂに電力を供給する増幅器電源２２Ｂが接続されている。また、増幅器２１Ｂには、増幅器２１Ｂで増幅された電流を受け取り、第２の受光素子２０Ｂが受光した光の強度を算出する光強度算出装置２３Ｂが接続されている。光強度算出装置２３Ｂには、光強度算出装置２３Ｂが算出した光の強度を保存する光強度記憶装置２４Ｂが接続されている。なお、図４においては、蛍光測定器２が第１及び第２の受光素子２０Ａ、２０Ｂを備える例を示しているが、蛍光測定器２はさらに複数の受光素子を備え、さらに複数の波長における蛍光帯域の光の強度を測定してもよい。
判定部３０１は、例えば、複数の波長における蛍光帯域の光の強度に基づき、スペクトルの重心位置を算出する。さらに判定部３０１は、算出した重心位置に基づいて、励起光を照射された領域で生じた蛍光帯域の光のスペクトルを算出する。判定部３０１は、算出したスペクトルに基づき、蛍光測定器２が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定する。例えば、判定部３０１は、算出したスペクトルと、ラマン散乱光の予め取得したスペクトル及びフラビン由来の蛍光の予め取得したスペクトルと、を比較して、蛍光測定器２が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定する。ラマン散乱光の予め取得したスペクトル及びフラビン由来の蛍光の予め取得したスペクトルは、例えば、ＣＰＵ３００に接続されたデータ記憶装置３５１に保存されている。
図５のステップＳ１０１で、図１に示す粒子検出装置１がクリーンルーム７０から含有物質が未知の気体の吸引を開始すると、吸引した気体に対して図４に示す光源１０が励起光を照射し、ステップＳ１０２でミー散乱光測定器５がミー散乱光を測定した場合、ミー散乱光の光強度を光強度記憶装置５４に保存する。判定部３０１は、散乱光の強度を、光強度記憶装置５４から読み出す。ミー散乱光が測定された場合、判定部３０１は、検査対象の気体に粒子が含まれていると判定し、ステップＳ１０３に進む。ミー散乱光が測定されなかった場合、判定部３０１は、検査対象の気体に粒子が含まれていないと判定し、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０３で、蛍光測定器２が、第１の波長における蛍光帯域の光の強度と、第２の波長における蛍光帯域の光の強度と、を測定した場合、蛍光帯域の光強度を光強度記憶装置２４Ａ、２４Ｂに保存する。より多くの波長における蛍光帯域の光の強度を測定した場合は、それらに応じた光強度記憶装置に測定した強度を保存する。判定部３０１は、第１の波長における蛍光帯域の光の強度の値、第２の波長における蛍光帯域の光の強度の値、及び必要に応じてその他の複数の波長における蛍光帯域の光の強度の値を、光強度記憶装置２４Ａ、２４Ｂ等から読み出す。蛍光帯域の光が測定された場合、判定部３０１は、検査対象の気体に蛍光粒子が含まれていると判定し、ステップＳ１０５に進む。蛍光帯域の光が測定されかった場合、ステップＳ１０４で判定部３０１は、検査対象の気体に蛍光粒子が含まれておらず、非蛍光粒子が含まれていると判定し、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０６で判定部３０１は、複数の波長における蛍光帯域の光の強度の値から、蛍光帯域の光のスペクトルを推定する。さらに判定部３０１は、推定したスペクトルが、フラビン由来の蛍光スペクトル及びラマン散乱光のスペクトルを含むか否かを判定する。当該判定において、所定の閾値をもうけてもよい。推定したスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトルを含み、ラマン散乱光のスペクトルを含まない場合、ステップＳ１０６で判定部３０１は、検査対象の気体が水分含有量の少ない微生物粒子を含むと判定し、ステップＳ１０８に進む。
推定したスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びラマン散乱光の両方を含む場合、ステップＳ１０６で判定部３０１は、検査対象の気体が大腸菌等の水分含有量の多い微生物粒子を含むと判定し、ステップＳ１０８に進む。推定したスペクトルがラマン散乱光のスペクトルを含み、フラビン由来の蛍光スペクトルを含まない場合、ステップＳ１０７で判定部３０１は、検査対象の気体が水分を含み、微生物を含んでいないと判定し、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８で、判定部３０１は、判定結果を判定結果記憶装置３５２に保存し、ディスプレイ及びプリンタ等の出力装置４０１に出力する。ステップＳ１０９で判定部３０１は、測定を終了するか否かを判定する。測定を続行する場合は、ステップＳ１０１に戻る。
微生物は、通常、ＮＡＤＨとフラビンを含有する。しかし、上述したように、ＮＡＤＨ由来の蛍光の波長帯域と、ラマン散乱光の波長帯域とは、近いため、ＮＡＤＨ由来の蛍光の有無を基準として検査対象の流体に微生物が含まれているか否かを判定すると、ラマン散乱光を受光した場合に、微生物に含まれるＮＡＤＨ由来の蛍光を受光したと誤判定する場合がある。また、ＮＡＤＨ由来の蛍光の強度は、微生物の代謝の影響を受けやすい。さらに、アミノ酸の分子量が増えて濃度消光が生じると、蛍光に対して相対的にラマン散乱光が強くなる場合もある。
これに対し、ラマン散乱光の波長帯域とは離れた波長帯域を有するフラビン由来の蛍光の有無を基準として検査対象の流体に微生物が含まれているか否かを判定すれば、流体に水分が含まれ、ラマン散乱光が発生しても、微生物の存在を正確に判定することが可能となる。また、フラビン由来の蛍光の強度は、微生物の代謝の影響を受けにくい。
従来、蛍光測定器の前にラマン散乱光をカットするフィルタを配置して、微生物粒子由来の蛍光の有無を測定する方法が提案されている。しかし、大腸菌等の水分を多く含む微生物粒子の検出の際には、微生物に含まれる水分で生じたラマン散乱光とフラビン由来の蛍光の両方を検出した方が、より正確に微生物粒子の存在の有無を判定することが可能となる。
（第１の変形例）
判定部３０１は、図６に示す方法で、粒子の存在の有無や種別を判定してもよい。図６のステップＳ２０１からステップＳ２０６は、図５のステップＳ１０１からステップＳ１０６と同様である。ステップＳ２０７で判定部３０１は、推定したスペクトルであって、フラビン由来の蛍光スペクトルを含んでいない推定したスペクトルが、ラマン散乱光のスペクトルを含むか否かを判定する。ラマン散乱光のスペクトルを含む場合、ステップＳ２０８に進み、検査対象の気体が水分を含むと判定する。推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びラマン散乱光のスペクトルを含まない場合は、ステップＳ２０９で判定部３０１は、検査対象の気体に含まれる粒子が何であるか判定不能と判断する。ステップＳ２１０及びステップＳ２１１は、図５のステップＳ１０８及びステップＳ１０９と同様である。
判定部３０１は、図６に示す方法で、粒子の存在の有無や種別を判定してもよい。図６のステップＳ２０１からステップＳ２０６は、図５のステップＳ１０１からステップＳ１０６と同様である。ステップＳ２０７で判定部３０１は、推定したスペクトルであって、フラビン由来の蛍光スペクトルを含んでいない推定したスペクトルが、ラマン散乱光のスペクトルを含むか否かを判定する。ラマン散乱光のスペクトルを含む場合、ステップＳ２０８に進み、検査対象の気体が水分を含むと判定する。推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びラマン散乱光のスペクトルを含まない場合は、ステップＳ２０９で判定部３０１は、検査対象の気体に含まれる粒子が何であるか判定不能と判断する。ステップＳ２１０及びステップＳ２１１は、図５のステップＳ１０８及びステップＳ１０９と同様である。
（第２の変形例）
判定部３０１は、図７に示す方法で、粒子の存在の有無や種別を判定してもよい。図７のステップＳ３０１からステップＳ３０４は、図６のステップＳ２０１からステップＳ２０４と同様である。また、図７のステップＳ３０９からステップＳ３１１は、図６のステップＳ２０７からステップＳ２０９と同様である。ステップＳ３０６で判定部３０１は、推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルを含むか否かを判定する。推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルの両方を含む場合、ステップＳ３０７で判定部３０１は、検査対象の気体に微生物粒子が含まれる可能性が高いと判定する。推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトルを含むが、ＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルを含まない場合、ステップＳ３０８で判定部３０１は、検査対象の気体に微生物粒子が含まれるが、フラビン由来の蛍光スペクトル及びＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルの両方を検出した場合と比較すれば、判定の正確性はやや低いと判断する。図７のステップＳ３１２及びステップＳ３１３は、図６のステップＳ２１０及びステップＳ２１１と同様である。
判定部３０１は、図７に示す方法で、粒子の存在の有無や種別を判定してもよい。図７のステップＳ３０１からステップＳ３０４は、図６のステップＳ２０１からステップＳ２０４と同様である。また、図７のステップＳ３０９からステップＳ３１１は、図６のステップＳ２０７からステップＳ２０９と同様である。ステップＳ３０６で判定部３０１は、推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルを含むか否かを判定する。推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトル及びＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルの両方を含む場合、ステップＳ３０７で判定部３０１は、検査対象の気体に微生物粒子が含まれる可能性が高いと判定する。推定した蛍光帯域のスペクトルがフラビン由来の蛍光スペクトルを含むが、ＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルを含まない場合、ステップＳ３０８で判定部３０１は、検査対象の気体に微生物粒子が含まれるが、フラビン由来の蛍光スペクトル及びＮＡＤＨ由来の蛍光スペクトルの両方を検出した場合と比較すれば、判定の正確性はやや低いと判断する。図７のステップＳ３１２及びステップＳ３１３は、図６のステップＳ２１０及びステップＳ２１１と同様である。
（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、実施の形態に係る粒子検出装置１が配置される場所は、クリーンルームに限られない。また、蒸気の実施の形態では、検出対象とする蛍光粒子がＮＡＤＨ及びフラビンを含有する微生物粒子である例を説明したが、検出対象とする蛍光粒子は、非生物粒子であってもよい。ここで、非生物粒子が複数の波長の蛍光を発する場合は、ラマン散乱光の波長と離れた波長の蛍光を測定すればよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、実施の形態に係る粒子検出装置１が配置される場所は、クリーンルームに限られない。また、蒸気の実施の形態では、検出対象とする蛍光粒子がＮＡＤＨ及びフラビンを含有する微生物粒子である例を説明したが、検出対象とする蛍光粒子は、非生物粒子であってもよい。ここで、非生物粒子が複数の波長の蛍光を発する場合は、ラマン散乱光の波長と離れた波長の蛍光を測定すればよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
１ 粒子検出装置
２ 蛍光測定器
５ ミー散乱光測定器
１０ 光源
１１ 光源駆動電源
１２ 電源制御装置
２０Ａ 第１の受光素子
２０Ｂ 第２の受光素子
２１Ａ、２１Ｂ 増幅器
２２Ａ、２２Ｂ 増幅器電源
２３Ａ、２３Ｂ 光強度算出装置
２４Ａ、２４Ｂ 光強度記憶装置
３０ 筐体
４０ ノズル
５０ 散乱光受光素子
５１ 増幅器
５２ 増幅器電源
５３ 光強度算出装置
５４ 光強度記憶装置
７０ クリーンルーム
７１ ダクト
７２ 噴き出し口
８１ 生産ライン
３０１ 判定部
３５１ データ記憶装置
３５２ 判定結果記憶装置
４０１ 出力装置
２ 蛍光測定器
５ ミー散乱光測定器
１０ 光源
１１ 光源駆動電源
１２ 電源制御装置
２０Ａ 第１の受光素子
２０Ｂ 第２の受光素子
２１Ａ、２１Ｂ 増幅器
２２Ａ、２２Ｂ 増幅器電源
２３Ａ、２３Ｂ 光強度算出装置
２４Ａ、２４Ｂ 光強度記憶装置
３０ 筐体
４０ ノズル
５０ 散乱光受光素子
５１ 増幅器
５２ 増幅器電源
５３ 光強度算出装置
５４ 光強度記憶装置
７０ クリーンルーム
７１ ダクト
７２ 噴き出し口
８１ 生産ライン
３０１ 判定部
３５１ データ記憶装置
３５２ 判定結果記憶装置
４０１ 出力装置
Claims (20)
- 流体に励起光を照射する光源と、
前記励起光を照射された領域で生じる蛍光帯域の光を測定する蛍光測定器と、
前記蛍光測定器が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定し、前記測定した光が蛍光を含むと判定した場合、前記流体に蛍光粒子が含まれていると判定し、前記測定した光が蛍光を含まないと判定した場合、前記流体に蛍光粒子が含まれていないと判定し、前記測定した光がラマン散乱光を含むと判定した場合、前記流体に水分が含まれていると判定し、前記測定した光がラマン散乱光を含まないと判定した場合、前記流体に水分が含まれていないと判定する判定部と、
を備える、粒子検出装置。 - 前記蛍光がフラビン由来であり、前記蛍光粒子が微生物粒子である、請求項１に記載の粒子検出装置。
- 前記蛍光測定器が測定した光がフラビン由来の蛍光及びラマン散乱光を含む場合、前記判定部が、前記流体に微生物が含まれていると判定する、請求項１又は２に記載の粒子検出装置。
- 前記微生物が大腸菌である、請求項３に記載の粒子検出装置。
- 前記蛍光測定器が測定した光がラマン散乱光を含み、かつフラビン由来の蛍光を含まない場合、前記判定部が、前記流体に水分が含まれ、かつ微生物粒子が含まれていないと判定する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
- 前記流体が蒸気滅菌された気体である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
- 前記ラマン散乱光が４６０ｎｍの波長を有する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
- 前記判定部が、前記蛍光測定器が測定した光のスペクトルに基づき、前記蛍光測定器が測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
- 前記判定部が、前記蛍光測定器が測定した複数の波長における光の強度に基づいて、前記スペクトルを算出する、請求項８に記載の粒子検出装置。
- 前記励起光を照射された領域で生じるミー散乱光を測定するミー散乱光測定器を更に備え、
前記ミー散乱光測定器がミー散乱光を測定し、前記蛍光測定器が蛍光帯域の光を測定しなかった場合、前記判定部が、前記流体に非蛍光粒子が含まれていると判定する、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の粒子検出装置。 - 流体に励起光を照射することと、
前記励起光を照射された領域で生じる蛍光帯域の光を測定することと、
前記測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定し、前記測定した光が蛍光を含むと判定した場合、前記流体に蛍光粒子が含まれていると判定し、前記測定した光が蛍光を含まないと判定した場合、前記流体に蛍光粒子が含まれていないと判定し、前記測定した光がラマン散乱光を含むと判定した場合、前記流体に水分が含まれていると判定し、前記測定した光がラマン散乱光を含まないと判定した場合、前記流体に水分が含まれていないと判定することと、
を含む、粒子の検出方法。 - 前記蛍光がフラビン由来であり、前記蛍光粒子が微生物粒子である、請求項１１に記載の粒子の検出方法。
- 前記測定した光がフラビン由来の蛍光及びラマン散乱光を含む場合、前記流体に微生物が含まれていると判定する、請求項１１又は１２に記載の粒子の検出方法。
- 前記微生物が大腸菌である、請求項１３に記載の粒子の検出方法。
- 前記測定した光がラマン散乱光を含み、かつフラビン由来の蛍光を含まない場合、前記流体に水分が含まれ、かつ微生物粒子が含まれていないと判定する、請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
- 前記流体が蒸気滅菌された気体である、請求項１１ないし１５のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
- 前記ラマン散乱光が４６０ｎｍの波長を有する、請求項１１ないし１６のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
- 前記測定した光のスペクトルに基づき、前記測定した光がラマン散乱光及び蛍光を含むか否かを判定する、請求項１１ないし１７のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
- 前記測定した複数の波長における光の強度に基づいて、前記スペクトルを算出する、請求項１８に記載の粒子の検出方法。
- 前記励起光を照射された領域で生じるミー散乱光を測定することを更に含み、
前記ミー散乱光を測定し、前記蛍光帯域の光を測定しなかった場合、前記流体に非蛍光粒子が含まれていると判定する、請求項１１ないし１９のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
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