JP2015206699A - 検出装置、清浄装置、検出方法、および、清浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体サンプルの供給を正しく行い、被検物質の検出精度を保つ装置を提供する。【解決手段】検出領域から検出信号を検出する信号検出部１１００と、検出領域に液体サンプルを供給する液体サンプル供給部１２００と、検出信号に基づいて液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する供給確認部１３００と、液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、検出信号に基づいて、液体サンプルに含まれる被検物質を検出する被検物質検出部１４００と、を備える。【選択図】図９

Description

本発明は、被検物質（例えば、空気中を浮遊するウイルス等の病原体）を検出する方法及び装置に関する。

空気中を浮遊するウイルス等の病原体を捕集する技術としては、例えば、ウイルス等を捕集可能なフィルターに空気を流した後、抽出液を用いて当該フィルターに捕集されたウイルス等を抽出液中に抽出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ウイルス等を、サイクロン効果を利用して直接液体に衝突させて、液体中にウイルス等を捕集する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

なお、空気中を浮遊しているウイルスは、ウイルス単体で浮遊している訳ではなく、他の浮遊している微粒子に付着して、又は人が放出する飛沫等に含まれて浮遊していることが知られている。

また、人の咳、くしゃみによって、体液に含まれているウイルスが放出されるが、体液は放出後瞬時に乾燥して、飛沫核になる。このウイルスを含んだ飛沫核の直径は、約１（μｍ）で、空気中を浮遊する（例えば、非特許文献１を参照）。

ウイルス等の病原体の濃度を計測する方法として、蛍光分光法により細菌、カビ等の病原体の濃度を測定する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。また、表面増強ラマン分光測定方法としては、ウイルス等と特異的に結合する抗体等を金、銀等の貴金属で形成されたナノメートル程度の構造体（ナノ構造体）に固定化し、そのナノ構造体で、局在化表面プラズモン共鳴が発生する光を照射して、抗体等で発生する表面増強ラマン散乱光を計測する技術が開示されている（例えば、非特許文献２参照）。

近年、医療、食品、創薬等の分野で、ＤＮＡ、酵素、タンパク質、ウイルス、細胞などの生体物質を、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ（ＤＮＡチップ）、たんぱく質分析チップ（プロテオームチップ）、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップなどと称される反応場をマイクロ化することにより効率よく反応させることによる効率化、短時間化、および、試薬量を低減することにより、分析にかかるコストを低減する目的でＬａｂ Ｏｎ Ｃｈｉｐと呼ばれる技術が近年注目されている。

特開２０１２−５２８６５号公報 特開２０１２−５２８６６号公報 特表２０１３−５２０６３９号公報

西村秀一、阪田総一郎、"くしゃみ咳によるエアロゾル粒子中のインフルエンザウィルスの活性と空調"、冷凍２０１０年５月号第８５巻第９９１号 Ｒａｌｐｈ Ａ． Ｔｒｉｐ， Ｒｉｃｈａｒｄ Ａ． Ｄｌｕｈｙ， Ｙｉｐｉｎｇ Ｚｈａｏ， "Ｎｏｖｅｌ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ＳＥＲＳ ｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇ"， Ｎａｎｏ ｔｏｄａｙ， Ｖｏｌ． ３， Ｎｕｍｂｅｒ ３−４， ３１−３７ （２００８）

従来の技術では、検出領域への液体サンプルの送液が正しく行われない状態で被検物質の検出が行われ、検出精度が低下してしまう。

検出領域から検出信号を検出する信号検出部と、前記検出領域に液体サンプルを供給する液体サンプル供給部と、前記信号検出部で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に前記液体サンプル供給部により前記液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する供給確認部と、前記供給確認部により前記検出領域に前記液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、前記信号検出部で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に供給された前記液体サンプルに含まれる被検物質を検出する被検物質検出部と、を備える、検出装置。

検出領域から検出信号を検出する信号検出工程と、前記検出領域に液体サンプルを供給する液体サンプル供給工程と、前記信号検出工程で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に前記液体サンプル供給工程により前記液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する供給確認工程と、前記供給確認工程により前記検出領域に前記液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、前記信号検出工程で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に供給された前記液体サンプルに含まれる被検物質を検出する被検物質検出工程と、を包含する、検出方法。

本発明であれば、検出領域への液体サンプルの送液が正しく行われない状態で被検物質の検出が行われる可能性を低減でき、検出精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態２に係るウイルス検出装置の概略構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るウイルス検出装置におけるセンサセルの概略図 本発明の実施の形態２に係るウイルス検出装置における検出部の概略部を示す図 本発明の実施例１の処理手順を説明するためのフローチャート 本発明の実施例１による液検知方法を説明するためのグラフ 本発明の実施例２の処理手順を説明するためのフローチャート 本発明の実施例２に係るセンサデバイスの概略図 本発明の実施例３の処理手順を説明するためのフローチャート 実施の形態１の検出装置の概略構成を示すブロック図 実施の形態１の検出方法を示す図

まず、本発明の発明者の着眼点について、説明する。

上述した従来のウイルス検出技術は、予め定めた一定の吸入空気速度（ｍ^３／分）で、予め定めた一定時間を吸入してウイルス等を捕集している。その後、ウイルスを含有する液体を反応領域に送液し、光学的手段、電気化学的手段等によってウイルスが検出される。

例えば、特許文献１では、吸入空気速度＝０．０３３３（ｍ^３／分）で、３０分間捕集している例が示されている。この場合は、約１ｍ^３の空気を吸入して、この中に浮遊していたウイルスを捕集したことになる。また、特許文献２では、吸入空気速度＝０．６６（ｍ^３／分）で、０．２５分間捕集している例が示されている。この場合は、約０．１６５（ｍ^３）の空気を吸入して、この中に浮遊していたウイルスを捕集したことになる。即ち、従来は、予め定めた一定の吸入空気速度（ｍ^３／分）で、予め定めた一定時間空気を吸入することで、一定体積の空気中に浮遊するウイルスを捕集している。そして捕集したウイルスを、一定の体積の液体中に抽出して、液体中のウイルスを計測している。この液体中のウイルスの計測値より、空気中に浮遊しているウイルスの存否を検査している。

ウイルス含有液を反応領域に送液する際、特に、Ｌａｂ ｏｎ Ｃｈｉｐのような反応場が小型化されたような場合、送液が不完全になり、結果としてウイルス検出が正確に行えないという課題があった。

本実施形態のある一様態の構成は、被検物質（例えば、空気中を浮遊するウイルス）を検出する技術である。本実施形態のある一様態の構成であれば、捕集されたウイルス、または、その構成成分含有液が検出領域に正しく送液されたことを確認することにより、測定の成否を判断し、結果として、測定精度を向上させることができる。

また、本実施形態のある一様態の構成であれば、空気中に浮遊するウイルスの濃度の関わらず、捕集するウイルスの量を、ウイルス濃度が計測できる範囲に制御することができる。さらに、人の感染リスクとウイルス濃度と滞在時間の関係を踏まえて、人の感染リスクを低減するために、ウイルスが高濃度の場合、短時間でウイルスの検知を報知できる。また、センサデバイスや、捕集液体の無駄な消費を抑制することができる。さらに、広い濃度域の空気中のウイルスを計測でき、高い信頼性で常時ウイルスを監視できる。

また、本実施形態の構成により、空気中を浮遊するウイルス等の病原体を捕集し、当該空気中に含まれるウイルス等の病原体の濃度を、蛍光分光法、表面増強ラマン散乱分光法、抗原抗体反応を利用した免疫クロマトデバイス等により計測することで、空気中を浮遊するウイルスの濃度を計測することができる。

（実施の形態１）
図９は、実施の形態１の検出装置１０００の概略構成を示すブロック図である。

実施の形態１の検出装置１０００は、信号検出部１１００と、液体サンプル供給部１２００と、供給確認部１３００と、被検物質検出部１４００と、を備える。

信号検出部１１００は、検出領域から検出信号を検出する。

液体サンプル供給部１２００は、検出領域に液体サンプルを供給する。

供給確認部１３００は、信号検出部１１００で検出される検出信号に基づいて、検出領域に液体サンプル供給部により液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する。

被検物質検出部１４００は、供給確認部１３００により検出領域に液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、信号検出部１１００で検出される検出信号に基づいて、検出領域に供給された液体サンプルに含まれる被検物質を検出する。

以上の構成によれば、検出領域への液体サンプルの送液が正しく行われない状態で被検物質の検出が行われる可能性を低減でき、検出精度を向上させることができる。

なお、実施の形態１の検出装置１０００においては、供給確認部１３００は、信号検出部１１００で検出される検出信号の変動を検出しても良い。このとき、供給確認部１３００により信号検出部１１００で検出される検出信号の変動が所定量以下となったことが確認された後に、信号検出部１１００で検出される検出信号に基づいて、被検物質検出部１４００は検出領域に供給された液体サンプルに含まれる被検物質を検出しても良い。

もしくは、実施の形態１の検出装置１０００においては、供給確認部１３００により信号検出部１１００で検出される検出信号の変動がなくなったことが確認された後に、信号検出部１１００で検出される検出信号に基づいて、被検物質検出部１４００は検出領域に供給された液体サンプルに含まれる被検物質を検出しても良い。

また、実施の形態１の検出装置１０００においては、検出領域は、第１の検出領域と第２の検出領域とを含んでいても良い。このとき、実施の形態１の検出装置１０００は、第１の検出領域と第２の検出領域とを切り替える切替部を備えていても良い。このとき、第１の検出領域における供給確認部１３００の出力に応じて、切替部により第１の検出領域から第２の検出領域へ切り替えても良い。その後、液体サンプル供給部１２００により、第２の検出領域へ液体サンプルを供給しても良い。その後、信号検出部１１００は、第２の検出領域から検出信号を検出しても良い。

以上の構成によれば、検出領域に液体サンプルが不十分な量だけ供給された状態で、被検物質の検出を行ってしまうことを防ぐことができる。

また、実施の形態１の検出装置１０００は、信号検出部１１００と供給確認部１３００との動作を、所定時間の間、繰り返しても良い。このとき、当該所定時間の間、供給確認部１３００により第１の検出領域に液体サンプル供給部１２００により液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、切替部により第１の検出領域から第２の検出領域へ切り替えても良い。

以上の構成であれば、検出領域に供給された液体サンプルに、例えば、空気が混入した状態で、被検物質の検出を行う可能性を低減することができる。

また、実施の形態１の検出装置１０００は、信号検出部１１００の動作を、所定時間の間、繰り返しても良い。このとき、当該所定時間の後、供給確認部１３００により第１の検出領域に液体サンプル供給部１２００により液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、切替部により第１の検出領域から第２の検出領域へ切り替えても良い。

以上の構成によれば、一定時間間隔で測定を継続して行うことができる。

また、実施の形態１の検出装置１０００においては、信号検出部１１００と供給確認部１３００とは、検出領域に液体サンプルが到達する前から、動作を開始しても良い。

また、実施の形態１の検出装置１０００は、気体サンプル中（例えば、部屋の空気中）から被検物質を捕集し液体サンプルを得る捕集部を備えていても良い。

また、実施の形態１の検出装置１０００においては、信号検出部１１００は、検出領域に光を照射し、その戻り光から、検出信号を検出しても良い。

また、実施の形態１の清浄装置は、上述の検出装置と、清浄部と、を備える。

清浄部は、検出装置の検出結果に応じて、対象空間（例えば、部屋の空気中）から被検物質を除去する。

以上の構成によれば、対象空間から被検物質を、より効率的に除去することができる。

図１０は、実施の形態１の検出方法の構成を示す図である。

実施の形態１の検出方法は、信号検出工程と、液体サンプル供給工程と、供給確認工程と、被検物質検出工程と、を包含する。

信号検出工程は、検出領域から検出信号を検出する工程である。

液体サンプル供給工程は、検出領域に液体サンプルを供給する工程である。

供給確認工程は、信号検出工程で検出される検出信号に基づいて、検出領域に液体サンプル供給工程により液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する工程である。

被検物質検出工程は、供給確認工程により検出領域に液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、信号検出工程で検出される検出信号に基づいて、検出領域に供給された液体サンプルに含まれる被検物質を検出する工程である。

以上の構成によれば、検出領域への液体サンプルの送液が正しく行われない状態で被検物質の検出が行われる可能性を低減でき、検出精度を向上させることができる。

なお、実施の形態１の検出方法においては、供給確認工程は、信号検出工程で検出される検出信号の変動を検出しても良い。このとき、供給確認工程により信号検出工程で検出される検出信号の変動が所定量以下となったことが確認された後に、信号検出工程で検出される検出信号に基づいて、被検物質検出工程は検出領域に供給された液体サンプルに含まれる被検物質を検出しても良い。

もしくは、実施の形態１の検出方法においては、供給確認工程により信号検出工程で検出される検出信号の変動がなくなったことが確認された後に、信号検出工程で検出される検出信号に基づいて、被検物質検出工程は検出領域に供給された液体サンプルに含まれる被検物質を検出しても良い。

また、実施の形態１の検出方法においては、検出領域は、第１の検出領域と第２の検出領域とを含んでも良い。このとき、実施の形態１の検出方法は、第１の検出領域と第２の検出領域とを切り替える切替工程を包含しても良い。このとき、第１の検出領域における供給確認工程の出力に応じて、切替工程により第１の検出領域から第２の検出領域へ切り替えても良い。その後、液体サンプル供給工程により、第２の検出領域へ液体サンプルを供給しても良い。その後、信号検出工程は、第２の検出領域から検出信号を検出しても良い。

以上の構成によれば、検出領域に液体サンプルが不十分な量だけ供給された状態で、被検物質の検出を行ってしまうことを防ぐことができる。

また、実施の形態１の検出方法は、信号検出工程と供給確認工程との動作を、所定時間の間、繰り返しても良い。このとき、当該所定時間の間、供給確認工程により第１の検出領域に液体サンプル供給工程により液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、切替工程により第１の検出領域から第２の検出領域へ切り替えても良い。

以上の構成であれば、検出領域に供給された液体サンプルに、例えば、空気が混入した状態で、被検物質の検出を行う可能性を低減することができる。

また、実施の形態１の検出方法は、信号検出工程の動作を、所定時間の間、繰り返しても良い。このとき、当該所定時間の後、供給確認工程により第１の検出領域に液体サンプル供給工程により液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、切替工程により第１の検出領域から第２の検出領域へ切り替えても良い。

以上の構成によれば、一定時間間隔で測定を継続して行うことができる。

また、実施の形態１の検出方法においては、信号検出工程と供給確認工程とは、検出領域に液体サンプルが到達する前から、動作を開始しても良い。

また、実施の形態１の検出方法は、気体サンプル中（例えば、部屋の空気中）から被検物質を捕集し液体サンプルを得る捕集工程を包含しても良い。

また、実施の形態１の検出方法においては、信号検出工程は、検出領域に光を照射し、その戻り光から、検出信号を検出しても良い。

また、実施の形態１の清浄方法は、上述の検出方法と、清浄工程と、を包含する。

清浄工程は、検出方法の検出結果に応じて、対象空間（例えば、部屋の空気中）から被検物質を除去する工程である。

以上の構成によれば、対象空間から被検物質を、より効率的に除去することができる。

なお、被検物質は、例えば、ウイルスや細菌など病原体であっても良い。もしくは、被検物質は、ウイルス構成成分であっても良い。例えば、被検物質は、ウイルスや細菌などに関連するタンパク質などであっても良い。もしくは、被検物質は、例えば、におい成分などであっても良い。もしくは、被検物質は、生体物質（タンパク質、脂質等）やアレルゲン、バクテリアなどであっても良い。

また、信号検出部は、一例として、光源１１６や光検出部１１８などを含んでいても良い。

また、液体サンプル供給部は、一例として、液体流路１１０や液体ポンプ１１２などを含んでいても良い。

また、供給確認部は、一例として、コントローラー１０９の一部の構成を含んでいても良い。

また、被検物質検出部は、一例として、コントローラー１０９の一部の構成を含んでいても良い。

また、清浄部は、空気中から被検物質を除去する空気清浄部であっても良い。もしくは、清浄部は、液体中から被検物質を除去する構成であっても良い。

また、信号検出部や液体サンプル供給部や供給確認部や被検物質検出部などが、制御部で制御されても良い。このとき、制御部は、コントローラー１０９の一部であっても良い。

（実施の形態２）
以下、本実施の形態２に関して図１、２を用いて詳細に説明する。

図１は、本実施の形態２における浮遊ウイルスの捕集方法及び装置１００の概略構成を示すブロック図である。

装置１００は、人が出入りする部屋に設置されている。１０１は、空気吸入口で、周辺の雰囲気空気を吸入する。

１０２は、周辺の雰囲気空気中を浮遊するウイルスを含んだ微粒子で、空気吸入口１０１より吸入される。

１０３は、フィルターで、約１０（μｍ）以上の粒子は透過できない。

１０４は、吸入した空気中を浮遊するウイルスを含んだ微粒子を捕集する捕集液体である。

１０５は、フィルター１０３を透過した空気を捕集液体１０４へ導く空気流路である。

１０６は、捕集液体１０４を保持する捕集液体保持容器である。

１０７は、捕集液体保持容器１０６内の空気を外部に導く空気流路である。

１０８は、空気ポンプで、空気流路１０７を介して捕集液体保持容器１０６内の空気を外部へ排気することで、空気流路１０５を介して周辺の雰囲気空気を吸入し捕集液体１０４へ導く。空気ポンプ１０８の駆動力を調整して、吸入空気速度を制御することができる。

１１０は、ウイルスを捕集した捕集液体１０４を、ウイルスを計測するセンサデバイス１１１に導く液体流路である。

１１２は、液体ポンプで、所定体積の捕集液体１０４をサンプル液体１１３としてセンサデバイス１１１に供給する。

センサデバイス１１１は、ウイルスと反応する試薬又はこの試薬を担持したセンサセル１２０を具備している。さらに、光源１１６により発せられた光１１９がセンサセル１２０に照射され、センサセル１２０より帰還した光１１９をビームスプリッタ１１７で取り出し、光検出部１１８により、光１１９を分光し、検出することにより電気信号に変換して、ウイルス量に相当する信号を出力する。本実施の形態２でのセンサデバイス１１１は、所定体積＝１ｍｌのサンプル液体１１３中のウイルスの個数＝１０^３〜１０^６（個）の範囲を計測できる。また、光検出部１１８には、簡単のため、光１１９を分光するための装置に関しては図示していない。

本実施の形態２では、ウイルス量を光学的に検出するために、蛍光法、または、表面増強ラマン分光法を利用することができる。

ここで、光源１１６は公知の技術を特に限定することなく利用することができる。例えば半導体レーザ、ガスレーザ等のレーザを利用することができる。さらに、液体中のウイルスを測定するため、ウイルスに含まれる物質と相互作用が小さい波長を照射する光源を利用することが好ましい。例えば、４００〜２０００ｎｍ程度の波長で、水、あるいは、ウイルス構成物質と相互作用が少ない波長が好ましい。さらには、６５０ｎｍ、７８５ｎｍ、８３０ｎｍといった半導体レーザが利用できる波長が好ましい。

光検出部１１８は、光１１９を分光し、検出できるものであれば公知の技術を特に限定無く利用することができる。例えば、光１１９を分光するために特定の波長を透過させる干渉フィルター、回折格子を用いて分光するツェルニー型分光器、エシェル型分光器等を利用することができる。さらには、光検出部１１８に光１１９を導入する前に光源１１６からの光を除去するためのノッチフィルター、あるいは、光源１１６からの光を透過させず、かつ、センサセル１２０で発生した蛍光、または、表面増強ラマン散乱ラマン散乱光を透過させることができるロングパスフィルターを利用することができる。

１０９は、装置全体の動作を制御するコントローラーである。コントローラー１０９は、測定の開始を制御し、かつ、捕集液体１０４をセンサデバイス１１１に供給するように、空気ポンプ１０８と液体ポンプ１１２を制御し、さらには、光源１１６、光検出部１１８を制御する。本コントローラー１０９に各種パラメーターを入力することで、予め設定された条件で、各ポンプを制御して所定体積の捕集液体１０４をセンサデバイス１１１に供給することができる。さらに、本コントローラー１０９に計時機能も有しており、各動作に要した時間情報を発生及び記憶することもできる。またセンサデバイス１１１の計測値を受信して、前記計測値と前記時間情報から浮遊するウイルスの濃度を算出する機能も有する。

センサデバイス１１１に所定体積の捕集液体１０４を供給した後、捕集液体保持容器１０６中に捕集液体１０４が残留しており、再度浮遊するウイルスを捕集して計測する場合は、次動作を追加する。捕集液体保持容器１０６と外部を連結する液体流路１１４を介して、残留している捕集液体１０４を捕集液体保持容器１０６より外部へ液体ポンプ１１５により排出する。そして、補充用捕集液体を捕集液体保持容器１０６へ次のように輸送する。補充用捕集液体は、補充用捕集液体保持容器に格納されており、液体流路１１０を介して、液体ポンプ１１２によって所定体積の補充用捕集液体が捕集液体保持容器１０６へ輸送される。上記した、残留している捕集液体１０４の排出、補充用捕集液体の捕集液体保持容器１０６への輸送は、コントローラー１０９が液体ポンプ１１２、液体ポンプ１１５を制御することで実現される。

図２は、本実施の形態２に係るウイルス検出装置におけるセンサセル１２０の概略を示すためにセンサセルの上面図、および、Ａ−Ａにおける断面図を示している。

センサセル１２０は、ウイルス、または、ウイルス構成成分を含むサンプル液体１１３をセンサセル１２０に導入するための液流入孔１２１、導入されたサンプル液体１１３が通る流路１２３、ウイルス、および、ウイルス構成成分を測定する領域である検出領域１２４、サンプル液体１１３を流路１２３で満たすために毛細管力を利用するために必要な空気孔１２２を備えている。

検出領域１２４には、表面増強ラマン散乱法を利用する場合には、プラズモン共鳴を発生するナノ構造が設けられている（図示せず）。本ナノ構造は、さらに、金、銀、銅等の貴金属で作製されていることが好ましい。ナノ構造をこのように作製することにより、ウイルス、および、ウイルス構成成分と反応する試薬の担持が容易に実施できる。

ウイルス、および、ウイルス構成成分と反応する試薬としては、公知の技術を利用することができる。例えば、抗体、糖鎖、アプタマー等を利用することができる。

これらの試薬をナノ構造に担持する際には、リンカー反応を利用することができる。例えば、ＥＤＣ−ＮＨＳ反応といった反応を利用することができる。

図３は、本実施の形態２に係る検出部１２５の概略を示している。

検出部１２５は、光源１１６、光源１１６から照射された光を集光し、検出領域１２４に結像させるレンズ１２６、検出領域１２４で発生した蛍光、あるいは、表面増強ラマン散乱を光検出部１１８に導くビームスプリッタ１１７、および、検出領域１２４で発生した蛍光、あるいは、表面増強ラマン散乱を分光し、検出する光検出部１１８を備えている。レンズ１２６は、公知の技術を特に限定無く利用することができる。このようにすることにより、ウイルス、および、ウイルス構成成分の検知が正確に行うことができる。

ここで、ウイルスとは、種類を特に限定するものではなく、一般にウイルスと分類される対象を測定することができる。また、ウイルス構成成分とは、前記ウイルスを構成する成分であれば特に限定されない。ウイルス構成成分として、ウイルス構成するタンパク質、核酸を測定することが好ましい。

（実施例１）
実施の形態１または２に係る第１の実施例について、図４のフローチャートを使って説明する。

まず、コントローラー１０９に開始を指示する。

そうすると、空気ポンプ１０８が動作し所定の吸入空気速度で空気の吸入を開始し、捕集液体１０４にウイルスを捕集し始める。ここで、例えば、吸入空気速度＝０．１（ｍ^３／分）、で吸入する。これは、空気ポンプ１０８の駆動力をコントローラー１０９が制御して実現する。また捕集液体１０４は、純水で体積は１（ｍＬ）である。

所定時間例えば１分経過した後に、コントローラー１０９が、空気ポンプ１０８を制御して空気の吸入を停止させる。

次に、コントローラー１０９が液体ポンプ１１２を制御して、捕集液体１０４全てをサンプル液体１１３としてセンサデバイス１１１上に設けられたセンサセル１２０の液流入孔１２１に供給される。ここで、サンプル液体１１３の体積は１ｍｌである。

液流入孔１２１にサンプル液体１１３が供給されると、空気孔１２２があることと流路１２３が細いことにより表面張力により自動的にサンプル液１１３が流路１２３を満たす。ここで、流路１２３の幅は１００マイクロメートル、深さ２００マイクロメートルである。

供給が完了すると、１１５〜１２０が動作して、もし、捕集液体残存していた場合これが排出される。このようにすることで、次回の計測に備えるために、再開可能状態になる。このとき、補充用捕集液体が補充されてもよい。

この排出、補充動作と同時に、コントローラー１０９により、光源１１６、および、光検出部１１８が駆動され、光による計測が開始される。このとき、コントローラー１０９により、光検出部１１８の出力が監視される。

コントローラー１０９により、光検出部１１８の出力が図５に示すように測定・監視される。

図５は、実施の形態１または２に係る実施例１における光検出部１１８における測定結果である。図５において、光計測は、測定開始から１５秒間隔で１０５秒まで行われ、１回の計測は３秒間行った。図５により、測定開始後０〜１５秒の測定において、測定にばらつきが見られ、測定開始３０秒後以降は、測定が安定していることがわかる。

ここで、測定が安定したかどうかは、例えば、ある特定のラマンシフトにおける信号強度において、測定結果と前回の測定結果の差を算出する。その後、その差の絶対値を算出する。算出した絶対値を測定結果の信号強度で除し、その結果が０．０３以下であれば安定したと判断する。ここで、判断基準は、所望する安定性によって選択することができる。例えば、より高い安定性が必要なときは、０．０１、０．００５などを選ぶことができる。さらに、上記絶対値と信号強度の比が２回連続して上記判断基準以下になることにより、測定が安定したと判断してもよい。

従って、図４において、例えば、測定開始から３０秒後、４５秒後、６０秒後の測定結果から計測の安定性をコントローラー１０９が前記絶対値を算出し、判断することができる。前記の例に基づき、一例として次のように安定性を評価することができる。信号強度が最も大きい１０７５ｃｍ^−１のラマンシフトの場合を例として示す。絶対値と信号強度の比を計算すると、０秒から１５秒のとき、０．３０、１５秒から３０秒のとき、０．１５、３０秒から４５秒のとき、０．０１７、４５秒から６０秒のとき０．００４３となる。３０秒から４５秒、４５秒から６０秒の前記絶対値と信号強度の比が双方とも０．０３以下となるため、６０秒の測定結果が安定であると判断できる。従って、６０秒後の測定結果をサンプル液体１１３に含まれるウイルス、または、ウイルス構成成分の検知に利用される。

ここで、実施の形態１または２に係る実施例１では、サンプル液体１１３の供給について、表面張力を用いた例を説明したが、例えば、ポンプ等の公知の技術を特に限定無く利用することができる。例えば、シリンジポンプ、ペリスタリックポンプ等が利用できる。

実施例１の構成によれば、センサセル１２０に設けられた流路１２３にサンプル液体１１３が満たされたことを判断し、その結果、ウイルス、および、ウイルス構成成分の検知を正確に行うことができる。

（実施例２）
実施の形態１または２における第２の実施例を図６のフローチャートを使って説明する。

まず、コントローラー１０９に開始を指示する。

そうすると、空気ポンプ１０８が動作し所定の吸入空気速度で空気の吸入を開始し、捕集液体１０４にウイルスを捕集し始める。ここで、例えば、吸入空気速度＝０．１（ｍ^３／分）、で吸入する。これは、空気ポンプ１０８の駆動力をコントローラー１０９が制御して実現する。また捕集液体１０４は、純水で体積は１（ｍＬ）である。

所定時間例えば１分経過した後に、コントローラー１０９が、空気ポンプ１０８を制御して空気の吸入を停止させる。

次に、コントローラー１０９が液体ポンプ１１２を制御して、捕集液体１０４全てをサンプル液体１１３としてセンサデバイス１１１上に設けられたセンサセル１２０の液流入孔１２１に供給される。ここで、サンプル液体１１３の体積は１ｍｌである。

液流入孔１２１にサンプル液体１１３が供給されると、空気孔１２２があることと流路１２３が細いことにより表面張力により自動的にサンプル液１１３が流路１２３を満たす。ここで、流路１２３の幅は１００マイクロメートル、深さ２００マイクロメートルである。

供給が完了すると、１１５〜１２０が動作して、もし、捕集液体残存していた場合これが排出される。このようにすることで、次回の計測に備えるために、再開可能状態になる。このとき、補充用捕集液体が補充されてもよい。

この排出、補充動作と同時に、コントローラー１０９により、光源１１６、および、光検出部１１８が駆動され、光による計測が開始される。このとき、コントローラー１０９により、光検出部１１８の出力が監視される。

コントローラー１０９により、光検出部１１８の出力が図５に示すように測定・監視される。

このとき、光源１１６、および、光検出部１１８を用いた光検出の動作を所定の時間行う。このとき、所定の時間は任意の時間を設定することができる。サンプル液体１１３がセンサセル１２０上に設けられた液流入孔１２１に導入された後、光計測を開始する。光検出部１１８の出力は、コントローラー１０９に順次転送される。このときコントローラー１０９は、実施の形態１または２に係る実施例１で述べたように順次光検出部１１８の出力の安定性を確認する。

光検出部１１８の出力が安定になったと判断した場合、ウイルス、および、ウイルス構成成分の検出が行われる。ここで、安定性の判断は、実施例１と同様であるため省略する。

光検出部１１８の出力が安定しない場合、所定時間内において順次光計測が実施される。

所定時間の動作が完了した場合、検出領域の変更が行われる。例えば、図７に示すようにセンサデバイス１１１上にセンサセル１２０を複数設けておき、順次、センサセル１２０が交換される。

以上の実施例２の構成であれば、サンプル液体１１３が、不十分量供給された状態でウイルス、および、ウイルス構成成分を検出することを防ぐことができる。不十分量のサンプル液体１１３が供給された際、センサセル１２０内部において、空気が混入している場合がある。この状態でさらにサンプル液体１１３を追加で供給した際、混入した空気が完全に除去されない可能性がある。従って、一定時間サンプル液体１１３を供給しても信号強度が安定しない場合、センサセル１２０を交換することが好ましい。

このとき、センサデバイス１１１を動作させるための駆動装置は公知の技術を特に限定することなく利用することができる。

実施例２の構成によれば、センサセル１２０に設けられた流路１２３にサンプル液体１１３が満たされたことを判断し、その結果、ウイルス、および、ウイルス構成成分の検知を正確に行うことができる。

（実施例３）
実施の形態１または２における第３の実施例を図８のフローチャートを使って説明する。

まず、コントローラー１０９に開始を指示する。

そうすると、空気ポンプ１０８が動作し所定の吸入空気速度で空気の吸入を開始し、捕集液体１０４にウイルスを捕集し始める。ここで、例えば、吸入空気速度＝０．１（ｍ^３／分）、で吸入する。これは、空気ポンプ１０８の駆動力をコントローラー１０９が制御して実現する。また捕集液体１０４は、純水で体積は１（ｍＬ）である。

所定時間例えば１分経過した後に、コントローラー１０９が、空気ポンプ１０８を制御して空気の吸入を停止させる。

次に、コントローラー１０９が液体ポンプ１１２を制御して、捕集液体１０４全てをサンプル液体１１３としてセンサデバイス１１１上に設けられたセンサセル１２０の液流入孔１２１に供給される。ここで、サンプル液体１１３の体積は１ｍｌである。

液流入孔１２１にサンプル液体１１３が供給されると、空気孔１２２があることと流路１２３が細いことにより、表面張力によって自動的にサンプル液１１３が流路１２３を満たす。ここで、流路１２３の幅は１００マイクロメートル、深さ２００マイクロメートルである。

供給が完了すると、１１５〜１２０が動作して、もし、捕集液体残存していた場合これが排出される。このようにすることで、次回の計測に備えるために、再開可能状態になる。このとき、補充用捕集液体が補充されてもよい。

この排出、補充動作と同時に、コントローラー１０９により、光源１１６、および、光検出部１１８が駆動され、光による計測が開始される。このとき、コントローラー１０９により、光検出部１１８の出力が監視される。

コントローラー１０９により、光検出部１１８の出力が図５に示すように測定・監視される。

このとき、光源１１６、および、光検出部１１８を用いた光検出の動作を所定の時間行う。このとき、所定の時間は任意の時間を設定することができる。サンプル液体１１３がセンサセル１２０上に設けられた液流入孔１２１に導入された後、光計測を開始する。光検出部１１８の出力は、コントローラー１０９に順次転送され、記録される。

コントローラーに記録された光検出部１１８の出力の安定性を確認し、コントローラー１０９は、実施の形態１または２に係る実施例２で述べたように順次光検出部１１８の出力が安定性を確認する。

光検出部１１８の出力が安定になったと判断した場合、コントローラー１０９は、安定と判断された光検出部の出力を用いてウイルス、および、ウイルス構成成分の検出、および算出を行う。ここで、安定性の判断は、実施例１と同様であるため省略する。

光検出部１１８の出力が安定しない場合、検出領域１２４の変更が行われる。検出領域１２４の変更は、実施例２で説明したとおりであるため、省略する。

以上のように、実施例３では、実施例１とは異なり、信号強度が安定しない状態から安定する状態まで測定を継続する必要がない。すなわち、信号強度が安定した場合にはウイルス、および、ウイルス構成成分の検知を行う。一方、信号強度が安定しない場合は、所定時間後に測定が安定しないと判断し、センサセル１２０を交換する。これにより、一定時間間隔で測定を継続して行うことができる。

実施例３の構成によれば、センサセル１２０に設けられた流路１２３にサンプル液体１１３が満たされたことを判断し、その結果、ウイルス、および、ウイルス構成成分の検知を正確に行うことができる。

本発明は、例えば、空気中を浮遊するウイルスを捕集し、捕集されたウイルス、または、その構成成分含有液が検出領域に正しく送液されたことを確認することにより、測定の成否を判断し、結果として、測定精度を向上させることができる。

１００ ウイルス検出装置
１０１ 空気吸入口
１０２ 微粒子
１０３ フィルター
１０４ 捕集液体
１０５ 空気流路
１０６ 捕集液体保持容器
１０７ 空気流路
１０８ 空気ポンプ
１０９ コントローラー
１１０ 液体流路
１１１ センサデバイス
１１２ 液体ポンプ
１１３ サンプル液体
１１４ 液体流路
１１５ 液体ポンプ
１１６ 光源
１１７ ビームスプリッタ
１１８ 光検出部
１１９ 光
１２０ センサセル
１２１ 液流入孔
１２２ 空気孔
１２３ 流路
１２４ 検出領域
１２５ 検出部

Claims (16)

1. 検出領域から検出信号を検出する信号検出部と、
   前記検出領域に液体サンプルを供給する液体サンプル供給部と、
   前記信号検出部で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に前記液体サンプル供給部により前記液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する供給確認部と、
   前記供給確認部により前記検出領域に前記液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、前記信号検出部で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に供給された前記液体サンプルに含まれる被検物質を検出する被検物質検出部と、
   を備える、
   検出装置。
2. 前記供給確認部は、前記信号検出部で検出される前記検出信号の変動を検出し、
   前記供給確認部により前記信号検出部で検出される前記検出信号の変動が所定量以下となったことが確認された後に、前記信号検出部で検出される検出信号に基づいて、前記被検物質検出部は前記検出領域に供給された前記液体サンプルに含まれる被検物質を検出する、
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記検出領域は、第１の検出領域と第２の検出領域とを含み、
   前記第１の検出領域と前記第２の検出領域とを切り替える切替部を備え、
   前記第１の検出領域における前記供給確認部の出力に応じて、前記切替部により前記第１の検出領域から前記第２の検出領域へ切り替え、
   前記液体サンプル供給部により、前記第２の検出領域へ前記液体サンプルを供給し、
   前記信号検出部は、前記第２の検出領域から検出信号を検出する、
   請求項１または２に記載の検出装置。
4. 前記信号検出部と前記供給確認部との動作を、所定時間の間、繰り返し、
   前記所定時間の間、前記供給確認部により前記第１の検出領域に前記液体サンプル供給部により前記液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、前記切替部により前記第１の検出領域から前記第２の検出領域へ切り替える、
   請求項３に記載の検出装置。
5. 前記信号検出部の動作を、所定時間の間、繰り返し、
   前記所定時間の後、前記供給確認部により前記第１の検出領域に前記液体サンプル供給部により前記液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、前記切替部により前記第１の検出領域から前記第２の検出領域へ切り替える、
   請求項３に記載の検出装置。
6. 前記信号検出部と前記供給確認部とは、前記検出領域に前記液体サンプルが到達する前から、動作を開始する、
   請求項１〜５のいずれかに記載の検出装置。
7. 気体サンプル中から前記被検物質を捕集し前記液体サンプルを得る捕集部を備え、
   前記信号検出部は、前記検出領域に光を照射し、その戻り光から、前記検出信号を検出し、
   前記被検物質は、ウイルス、または、ウイルス構成成分である、
   請求項１〜６のいずれかに記載の検出装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の検出装置と、
   前記検出装置の検出結果に応じて、対象空間から前記被検物質を除去する清浄部と、
   を備える、
   清浄装置。
9. 検出領域から検出信号を検出する信号検出工程と、
   前記検出領域に液体サンプルを供給する液体サンプル供給工程と、
   前記信号検出工程で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に前記液体サンプル供給工程により前記液体サンプルの供給がなされたか否かを確認する供給確認工程と、
   前記供給確認工程により前記検出領域に前記液体サンプルの供給がなされたと確認された後に、前記信号検出工程で検出される前記検出信号に基づいて、前記検出領域に供給された前記液体サンプルに含まれる被検物質を検出する被検物質検出工程と、
   を包含する、
   検出方法。
10. 前記供給確認工程は、前記信号検出工程で検出される前記検出信号の変動を検出し、
    前記供給確認工程により前記信号検出工程で検出される前記検出信号の変動が所定量以下となったことが確認された後に、前記信号検出工程で検出される検出信号に基づいて、前記被検物質検出工程は前記検出領域に供給された前記液体サンプルに含まれる被検物質を検出する、
    請求項９に記載の検出方法。
11. 前記検出領域は、第１の検出領域と第２の検出領域とを含み、
    前記第１の検出領域と前記第２の検出領域とを切り替える切替工程を包含し、
    前記第１の検出領域における前記供給確認工程の出力に応じて、前記切替工程により前記第１の検出領域から前記第２の検出領域へ切り替え、
    前記液体サンプル供給工程により、前記第２の検出領域へ前記液体サンプルを供給し、
    前記信号検出工程は、前記第２の検出領域から検出信号を検出する、
    請求項９または１０に記載の検出方法。
12. 前記信号検出工程と前記供給確認工程との動作を、所定時間の間、繰り返し、
    前記所定時間の間、前記供給確認工程により前記第１の検出領域に前記液体サンプル供給工程により前記液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、前記切替工程により前記第１の検出領域から前記第２の検出領域へ切り替える、
    請求項１１に記載の検出方法。
13. 前記信号検出工程の動作を、所定時間の間、繰り返し、
    前記所定時間の後、前記供給確認工程により前記第１の検出領域に前記液体サンプル供給工程により前記液体サンプルの供給がなされたことが確認できなかった場合に、前記切替工程により前記第１の検出領域から前記第２の検出領域へ切り替える、
    請求項１１に記載の検出方法。
14. 前記信号検出工程と前記供給確認工程とは、前記検出領域に前記液体サンプルが到達する前から、動作を開始する、
    請求項９〜１３のいずれかに記載の検出方法。
15. 気体サンプル中から前記被検物質を捕集し前記液体サンプルを得る捕集工程を包含し、
    前記信号検出工程は、前記検出領域に光を照射し、その戻り光から、前記検出信号を検出し、
    前記被検物質は、ウイルス、または、ウイルス構成成分である、
    請求項９〜１４のいずれかに記載の検出方法。
16. 請求項９〜１５のいずれかに記載の検出方法と、
    前記検出方法の検出結果に応じて、対象空間から前記被検物質を除去する清浄工程と、
    を包含する、
    清浄方法。

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