JP2022163999A - 微粒子捕集装置および微粒子捕集方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微粒子捕集装置においてコスト低減を実現する。【解決手段】微粒子１０３を含む空気を流す複数の孔１０１を備えた多孔板１０２と、多孔板１０２と対向する位置に配置され、微粒子１０３を捕集する捕集材１０４と、捕集材１０４を保持する捕集材保持部１０５と、多孔板１０２から捕集材１０４の向きに空気の流れ１１９を発生させる吸引機１０６と、を備え、捕集材１０４は不織布からなる微粒子捕集装置。【選択図】図１

Description

本発明は、微粒子捕集装置および微粒子捕集方法に関する。

大気中の微粒子の捕集を目的とした微粒子捕集装置が市場に提供されている。その中でも、微粒子を高い捕集率で捕集することのできる微粒子捕集装置として、インパクションを使用した微粒子捕集装置が注目されている。

インパクションは微粒子を含む空気をノズルから噴射させ、噴射した空気を捕集面（捕集材）に衝突させることにより微粒子を捕集面に付着させる方法である。

このインパクションによって微粒子を捕集するための捕集条件は、特許文献１に示された次（式１）で与えられるストークス数Ｓ_ｋにより説明される。
Ｓ_ｋ＝ρｄ^２ｕＣ／９μＷ （式１）

この（式１）おいて、Ｗ：孔径、ｕ：孔での平均風速、μ：空気の粘性係数、ρ：粒子の密度、ｄ：粒子の直径、Ｃ：カニンガムの補正係数（粒子運動に際する補正係数：大気圧下で約１．１５）である。一般的に、（式１）のストークス数Ｓ_ｋの平方根が０．７以上であればほぼ１００％の粒子が捕集材に衝突する。

インパクションを利用した微粒子捕集装置は、細菌（最小粒径：約１μｍ）を捕集対象としたものと、エアロゾル（最小粒径：数十ｎｍ）を捕集対象としたものとがある。

細菌を捕集対象としたものとして、特許文献１に記載のポータブル型空中浮遊菌サンプラがある。一方、最小粒径が数十ｎｍと非常に小さいエアロゾルを捕集対象としたものとして、特許文献２に記載の低圧インパクタがある。

特開２０００－１２５８４３号公報 国際公開第１９９９／３７９９０号

細菌やエアロゾルの捕集を目的とした微粒子捕集装置では、微粒子をゼラチンフィルタなどの、培地や寒天上に捕集するのが一般的である。しかしながら、捕集材をゼラチンフィルタとした微粒子捕集装置では、捕集材が高価でランニングコストが高くなってしまう。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態の微粒子捕集装置は、微粒子を含む空気を流す複数の孔を備えた多孔板と、多孔板と対向する位置に配置され、微粒子を捕集する捕集材と、捕集材を保持する捕集材保持部と、多孔板から捕集材の向きに空気の流れを発生させる吸引機と、を備え、捕集材は不織布からなる。

一実施の形態の微粒子捕集方法は、微粒子を含む空気を取り込む容器と、容器内に配置され、複数の孔を備える多孔板と、多孔板と対向するように配置された不織布からなる捕集材と、捕集材を保持する捕集材保持部と、容器に配置された排気口と、を備える微粒子捕集装置を準備する工程、および、多孔板の複数の孔を通過して捕集材に向かい、排気口から排出される空気の流れを発生させることで、捕集材に微粒子を捕集する工程、を含む。

一実施の形態によれば、微粒子捕集装置および微粒子捕集方法においてコスト低減を実現することができる。

実施の形態１の微粒子捕集装置の概略構成を示す図。 実施の形態２の微粒子捕集装置の概略構成を示す図。 実施の形態２の微粒子捕集装置のテーブルを示す平面図。 実施の形態２の微粒子捕集装置を用いた微粒子捕集方法を示す図。 実施の形態２の微粒子捕集装置を用いた微粒子捕集方法を示す図。 実施の形態２の微粒子捕集装置を用いた微粒子捕集方法を示す図。 変形例１である微粒子捕集装置のテーブルを示す平面図。 変形例２である微粒子捕集装置の多孔板を示す平面図。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜本発明者が新規に見出した改善の余地＞
新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ‐１９）を例に考える。ＣＯＶＩＤ‐１９の感染経路としてエアロゾル感染の可能性が指摘されている。ＣＯＶＩＤ‐１９の感染者の呼気に含まれるウイルス凝集体（病原性エアロゾル）の直径は０．５μｍ～５μｍといわれており、水分を含んでおらず粒子も小さいため、感染性を有して空気中を浮遊し続ける可能性がある。空間中における病原性エアロゾルを捕集し、特定空間の時間経過に伴うウイルス量の増減を定量的に評価できれば、ある空間・ある時間のリスクを明確にすることができ、病原性エアロゾルを介した感染ルートの解明や感染拡大予防に繋がる。空間とは、感染症患者の病室、病院の待合室、検体採取室、空港、飲食店、ショッピングモール等、各種公共機関が挙げられる。

インパクションを利用して空間中における病原性エアロゾルを捕集し、特定空間の時間経過に伴うウイルス量増減を定量的に評価するためには、（１）捕集装置を用いた病原性エアロゾルの捕集、（２）捕集装置からの捕集材の取り出し、（３）遺伝子検査のための捕集材の前処理（遺伝子抽出）、（４）遺伝子検査によるウイルス量の定量評価、の工程を繰り返し行う必要がある。つまり、一定時間ごとに病原性エアロゾルを捕集する捕集材の取り換えを可能とする捕集装置および捕集方法が求められている。さらに、ウイルス量増減の定量的評価の低コスト化が求められている。以下に説明する微粒子捕集装置は、空間に存在する病原性エアロゾルなどの微粒子を捕集する装置である。

（実施の形態１）
＜実施の形態１の微粒子捕集装置＞
図１は、実施の形態１の微粒子捕集装置の概略構成を示す図である。多孔板１０２、捕集材１０４、捕集材保持部１０５、容器１０７については、実際は略円筒形をしており、図１では説明のためにその中心断面を示している。

図１に示すように、微粒子捕集装置１０Ａは、容器１０７と、複数の孔１０１を備えた板である多孔板１０２と、微粒子１０３を捕集する捕集材１０４と、捕集材１０４を保持するための捕集材保持部１０５と、フィルタ１０８と、吸引機１０６とを有する。多孔板１０２、捕集材１０４および捕集材保持部１０５は、容器１０７内に配置されており、容器１０７は、その上部において多孔板１０２に対応する位置に吸引口を有し、その下部において排気口１０９を備える。排気口１０９にはフィルタ１０８および吸引機１０６が接続されている。図示しないが、容器１０７、フィルタ１０８および吸引機１０６は、筐体で覆われており、外部である空間から遮蔽されている。ただし、筐体には、多孔板１０２および吸引口に対応する部分に第１開口が設けられており、この第１開口から空間の空気を容器１０７内に取り込むことができる。また、吸引機１０６に対応する部分には第２開口があり、容器１０７内に取り込んだ空気を空間に放出することができる。

吸引機１０６は、例えば、ポンプまたはファンであり、この吸引機１０６を作動させることで、空間から容器１０７内に空気を取り込み、多孔板１０２から捕集材１０４の向きに空気の流れ（気流）１１９を発生させることができる。空気の流れ１１９は、多孔板１０２に設けられた多数の孔１０１を通過して捕集材１０４の主面（多孔板１０２に対向する面）に向かい、捕集材１０４の主面に衝突した後に主面に沿って、捕集材１０４の外周に向かい、その後に排気口１０９に向かう経路を辿る。排気口１０９に到達した空気は、フィルタ１０８および吸引機１０６を介して、筐体の外部である空間に排出される。フィルタ１０８は、例えば、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）で、捕集材１０４で捕集しきれなかった微粒子が空間に排出されるのを防止する。

捕集材１０４は、容器１０７内に配置され、多孔板１０２に対向して設置されている。本実施の形態１の特徴であるが、捕集材１０４は不織布からなる。不織布とは繊維を織らずに絡み合わせたシート状のものであれば良く、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン、アクリル等、その材質は問わない。捕集材１０４に用いる不織布の例としては、濾紙、マスク、ガーゼ、ふきん、ティッシュペーパー、トイレットペーパー、おむつ、キッチンペーパー、ウェットティッシュ、等がある。また、捕集材１０４として、グアニジンを染み込ませた不織布を用いてもよい。グアニジンは、スプレーや浸漬等の方法で不織布に染み込ませることができる。

捕集材保持部１０５は、捕集材１０４を搭載するための部材である。ここでは、捕集材保持部１０５は、平面視において、捕集材１０４とほぼ等しい径の円形としているが、捕集材１０４よりも大きい径としてもよい。

多孔板１０２は、厚さ０．０１ｍｍ～２ｍｍ、直径５ｍｍ～２００ｍｍの平面視において円形の金属板またはプラスチック板である。金属板は、例えば、アルミニウムまたはステンレス等で構成され、プラスチック板はポリエチレンまたはポリエステル等で構成されている。

多孔板１０２には、その主面から裏面に貫通する多数の孔１０１が設けられている。孔１０１の直径は捕集する微粒子の直径で決まり、孔数は孔１０１の直径と吸気量で決まる。仮に吸気量０．１ｍ^３/ｍｉｎで最小粒子径が直径３００ｎｍの微粒子を９０％以上捕集するには、（式１）の計算では、孔１０１の数は１０００個～１００００個、直径は２００μｍ以下であることが必要で、孔１０１の加工性、孔１０１を通過する空気の乱流条件などを考慮すると直径５０～１００μｍが好ましい。孔１０１の形成は、エッチング、レーザー加工、放電加工、電子線ビーム加工、機械加工などにより行う。

なお、多孔板１０２の材質は、厚さや直径を考慮し、微粒子の捕集時にたわみが生じないものを使用する。たわみが大きいと、多孔板１０２と捕集材１０４の間隔が不均一となるため、孔１０１ごとに捕集性能がばらついてしまい、その結果、捕集率が低下するからである。

また、上記のとおり、孔１０１から噴き出し捕集材１０４に衝突した気流は、捕集材１０４の主面に平行に流れ、捕集材１０４の外周に排出される。この気流は横風と称される。横風によって、多孔板１０２の外周側に位置する孔１０１から噴き出す気流は捕集材１０４に垂直に衝突しなくなる。すると、微粒子１０３が捕集材１０４に衝突せずに横風に追従しやすくなり、捕集率が下がることにつながる。これを防ぐためには、孔１０１のピッチを大きくして、横風の流速を小さくする必要がある。そのためには、多孔板１０２を大きくする必要がある。ただし、多孔板１０２の自重に起因するたわみを考慮すると多孔板１０２の直径は２００mm以下であることが望ましい。したがって、孔１０１のピッチは０．５ｍｍ～２ｍｍが好ましい。

また、多孔板１０２と捕集材１０４との間隔の最適値は孔１０１の径によって変わるが、孔径の１／３～１５倍となることが好ましく、さらに好ましくは１／２～５倍の範囲である。

＜実施の形態１の微粒子捕集方法＞
次に、微粒子捕集装置１０Ａを用いた空気中の微粒子１０３の捕集方法を説明する。微粒子捕集方法は、微粒子捕集装置１０Ａを準備する工程と微粒子１０３を捕集する工程とを含む。まず、微粒子捕集装置１０Ａを準備する。上記のように、捕集材１０４は、多孔板１０２に対向して配置されている。次に、微粒子１０３を捕集する工程を実施する。吸引機１０６の作動により空気の流れ１１９を生じさせ、多孔板１０２に設けられた複数の孔１０１に空気を流入させる。空気中に含まれている微粒子１０３も空気の流れに乗って多孔板１０２の孔１０１内に流入する。捕集材１０４は多孔板１０２に対向する位置に配置されているため、流入した空気は捕集材１０４の主面に衝突し、その後、捕集材１０４の主面に沿って外周に流れる。このとき空気の流れの力に対する微粒子１０３の慣性力が大きいと、微粒子１０３は空気の流れに追従せずに捕集材１０４の主面に衝突し捕集材１０４に捕集される。上記（式１）で与えられるストークス数が大きいほど、微粒子１０３が捕集材１０４の主面に衝突する確率は高くなる。

以下は、捕集した微粒子１０３を用いたウイルス検出方法である。微粒子の捕集後に微粒子捕集装置１０Ａから捕集材１０４を取り出し、水もしくは緩衝液で洗浄することで捕集材１０４の主面に吸着している微粒子１０３を溶出させ、液中に回収する。

回収した微粒子は、ウイルス培養細胞などを用いてウイルス検出する。ウイルスの検出に遺伝子検出法を用いる場合、微粒子１０３の捕集後に回収した捕集材１０４を、グアニジン塩を主成分とする遺伝子溶出試薬で洗浄しウイルスの遺伝子を溶出させてもよい。その後遺伝子溶出試薬中に溶出したウイルスの遺伝子を固相抽出法で回収し、ＰＣＲなどの遺伝子検出法によりウイルス検出する。

＜実施の形態１の特徴＞
本実施の形態１によれば、捕集材１０４を不織布としたことで、捕集材としてゼラチンフィルタを使用する従来技術に比較して、微粒子捕集装置および微粒子捕集方法において、コスト低減を実現することができる。

捕集材１０４を不織布としたことで、捕集材１０４をそのまま遺伝子抽出液に浸漬させて遺伝子を溶出できるため熱処理が不要となる。これにより、遺伝子検査の前処理工程が容易となり、ウイルス検出においてコスト低減を実現できる。捕集材にゼラチンフィルタを用いる従来技術では、捕集材から遺伝子抽出を行う工程において熱処理が必要となるからである。

また、捕集材１０４として、グアニジンを染み込ませた不織布を用いることで、グアニジンが微粒子中の核酸保護剤として作用するため、捕集材１０４に微粒子が捕集されてから遺伝子検出を行うまでの時間に核酸（ＲＮＡやＤＮＡ）の破壊を抑制することができる。これにより、遺伝子検査の検出率を向上することができ、高感度検査が可能となる。

また、捕集材１０４として、グアニジンを染み込ませた不織布を用いることで、捕集材１０４のたわみが抑制される。微粒子１０３の捕集時には、空気の流れの影響等で、捕集材１０４がたわむ。たわみが大きいと多孔板１０２と捕集材１０４の間隔が不均一になるため、捕集率が孔１０１ごとにばらつく可能性がある。捕集材１０４がグアニジンに染み込んでいることで捕集材１０４が捕集材保持部１０５に吸着し、たわみが抑制される。これにより、孔１０１ごとの捕集率のばらつきが抑えられ、捕集材１０４全体での捕集率が向上できる。さらに、グアニジン塩を主成分とする遺伝子溶出試薬で洗浄しウイルスの遺伝子を溶出させることを考えると、例えば、水に染み込ませた場合には、遺伝子抽出の際に濃度が薄まり検出率が低下するなどの悪影響もない。

（実施の形態２）
図２は実施の形態２の微粒子捕集装置の概略構成を示す図、図３は実施の形態２の微粒子捕集装置のテーブルを示す平面図、図４～６は実施の形態２の微粒子捕集装置を用いた微粒子捕集方法を示す図である。

＜実施の形態２の微粒子捕集装置＞
実施の形態２の微粒子捕集装置１０Ｂと上記実施の形態１の微粒子捕集装置１０Ａとの主な相違点は、実施の形態２の微粒子捕集装置１０Ｂは、複数の捕集材１０４ａ～１０４ｄ、複数の捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄ、およびそれらを載置するテーブル１１１を備えていることである。本実施の形態２では、４つの捕集材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄと、４つの捕集材保持部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃおよび１０５ｄの例を説明するが、微粒子捕集装置１０Ｂが複数の捕集材と捕集材保持部と備えていれば充分であり、その個数は特に限定されるものではない。

図２～図６に示すように、微粒子捕集装置１０Ｂは、容器１０７と、複数の孔１０１を備えた板である多孔板１０２と、微粒子１０３を捕集する捕集材１０４ａ～１０４ｄと、捕集材１０４を保持するための複数の捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄと、テーブル１１１と、フィルタ１０８と、吸引機１０６とを有する。多孔板１０２は容器１０７内に配置されており、容器１０７は、多孔板１０２の一方の側に吸引口を、他方の側に排気口１０９を有しており、排気口１０９にはフィルタ１０８および吸引機１０６が接続されている。

また、テーブル１１１上には、捕集材保持部と、捕集材保持部上の捕集材とからなる積層構造体が複数個搭載されている。図３に示すように複数の積層構造体は、互いに離間して配置されている。図示しないが、容器１０７、複数の積層構造体、テーブル１１１、フィルタ１０８および吸引機１０６は、筐体で覆われており、外部である空間から遮蔽されている。つまり、特定の捕集材１０４ａに捕集をしている際に、それ以外の捕集材１０４ｂ～１０４ｄに空気中の微粒子１０３が付着しないようになっている。ただし、筐体には、多孔板１０２および吸引口に対応する部分に第１開口が設けられており、この第１開口から空間の空気を容器１０７内に取り込むことができる。また、吸引機１０６に対応する部分には第２開口があり、容器１０７内に取り込んだ空気を空間に放出することができる。

多孔板１０２、フィルタ１０８および吸引機１０６は、上記実施の形態１と同様である。また、捕集材１０４ａ～１０４ｄおよび捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄは、その個々は上記実施の形態１と同様である。

図３に示すように、テーブル１１１は主面１１１ｍと裏面１１１ｓとを有する。主面１１１ｍが多孔板１０４に対向する面であり、裏面１１１ｓは主面１１１ｍの反対側の面である。テーブル１１１は、平面視において長方形を有し、テーブル１１１の主面１１１ｍには、長辺方向に所望の間隔をおいて４つの載置領域１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃおよび１１１ｄが設けられている。載置領域１１１ａ～１１１ｄは、捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄと捕集材１０４ａ～１０４ｄの各々とからなる積層構造体を載置する領域である。図２に示すように、載置領域１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃおよび１１１ｄは、主面１１１ｍに対して凹部となっており、この凹部に捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄが載置される。ただし、載置領域１１１ａ～１１１ｄの形状は、凹部に限定されるものではなく、凸部としてもよく、平面であってもよい。要は、載置領域１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃおよび１１１ｄを特定できればよい。また、載置領域１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃおよび１１１ｄには、その場所を特定するために位置識別符号が付されている。位置識別符号は、アルファベットＡ～Ｄとしたが、アルファベット以外に、数字、または、アルファベットと数字の複合体などでもよい。

また、捕集材１０４ａ～１０４ｄおよび捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄにもそれぞれ識別符号が付されている。捕集材１０４ａ～１０４ｄの識別符号をＣ１～Ｃ４、捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄの識別符号をＨ１～Ｈ４としたが、これに限定されるものではない。

また、図２に示すように、テーブル１１１は水平方向および垂直方向に移動可能である。ここで、水平方向とは、ステージ１１１の主面１１１ｓに平行方向であり、垂直方向とは主面１１１ｓに垂直な方向である。図示しないが、例えば、テーブル１１１はステッピングモーター等で駆動される。多孔板１０２とステージ１１１とが相対的に移動可能となっていればよく、多孔板１０２を備える容器１０７を移動可能とすることもできる。ただし、容器１０７に重量の大きい吸引機１０６が接続されている場合には、ステージ１１１を移動可能とするほうが、駆動負荷、移動の制御性等の点で有利である。

＜実施の形態２の微粒子捕集方法＞
実施の形態２の微粒子捕集方法は、空気中の微粒子１０３を所定時間ごとに捕集するものである。微粒子捕集方法は、上記の微粒子捕集装置１０Ｂを準備する工程、ステージ１１１の第１載置領域１１１ａに、第１捕集材１０４ａを搭載した第１捕集材保持部１０５ａを載置し、第２載置領域１１１ｂに、第２捕集材１０４ｂを搭載した第２捕集材保持部１０５ｂを載置する工程、多孔板１０２と第１捕集材１０４ａとを対向させる工程、多孔板１０２の複数の孔１０１を通過して第１捕集材１０４ａに向かい、排気口１０９から排出される空気の流れ１１９を発生させることで、第１捕集材１０４ａに微粒子１０３を捕集する工程、多孔板１０２と第２捕集材１０４ｂとを対向させる工程、多孔板１０２の複数の孔１０１を通過して第１捕集材１０４ｂに向かい、排気口１０９から排出される空気の流れ１１９を発生させることで、第１捕集材１０４ｂに微粒子１０３を捕集する工程を含む。

図２～６を用いて微粒子捕集装置１０Ｂを用いた空気中の微粒子１０３の捕集方法を説明する。まず、図２および図３に示すように、ステージ１１１の主面１１１ｍに設けられた載置領域１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃおよび１１１ｄに、捕集材保持部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃおよび１０５ｄと、捕集材保持部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃおよび１０５ｄ上に搭載された捕集材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄとの積層構造体を載置する。つまり、載置領域１１１ａには、捕集材保持部１０５ａと捕集材１０４ａとの第１積層体を載置し、載置領域１１１ｂには、捕集材保持部１０５ｂと捕集材１０４ｂとの第２積層体を載置し、載置領域１１１ｃには、捕集材保持部１０５ｃと捕集材１０４ｃとの第３積層体を載置し、載置領域１１１ｄには、捕集材保持部１０５ｄと捕集材１０４ｄとの第４積層体を載置する。

次に、図２に示すように、必要に応じてステージ１１１を移動させて、多孔板１０２の下に第１積層体を配置する。つまり、多孔板１０２と捕集材１０４ａとを対向させる。

次に、図４に示すように、ステージ１１１を上方に移動させて多孔板１０２と捕集材１０４ａとを所望の間隔に設定する。ここで、容器１０７とステージ１１１の間はシール１１０により閉塞されている。次に、吸引機１０６を作動させて、空間から容器１０７内に空気を取り込み、多孔板１０２から捕集材１０４ａの向きに空気の流れ（気流）１１９を発生させることで、微粒子１０３を捕集材１０４ａに捕集する。この捕集時間は、一定時間（例えば、数時間）とする。一定時間の捕集が完了したら、吸引機１０６を停止させる。

次に、図５に示すように、ステージ１１１を下方に移動させた後、ステージ１１１を水平方向に移動させて、多孔板１０２と捕集材１０４ｂと対向させる。

次に、図６に示すように、ステージ１１１を上方に移動させて多孔板１０２と捕集材１０４ｂとを所望の間隔に設定する。ここで、容器１０７とステージ１１１の間はシール１１０により閉塞される。次に、吸引機１０６を作動させて、空間から容器１０７内に空気を取り込み、多孔板１０２から捕集材１０４ｂの向きに空気の流れ（気流）１１９を発生させることで、微粒子１０３を捕集材１０４ｂに捕集する。捕集時間は、捕集材１０４ａの場合と同様の一定時間とする。

以下、同様の工程を繰り返すことで、複数の捕集材１０４ｃおよび１０４ｄに微粒子１０３を捕集する。

なお、捕集が完了した捕集材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄは、捕集材の交換時に逐次取り出しても、全捕集材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄに対する捕集が完了した後に一括で取り出してもよい。捕集材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄを取り出す際には、捕集材保持部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃおよび１０５ｄに搭載した状態で取り出すことが肝要である。取り出しに用いる工具等が捕集材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄに接触するのを防止することができ、捕集精度を向上できる。

また、上記実施の形態１と同様にグアニジンを染み込ませた捕集材材１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび１０４ｄを用いることもできる。

なお、捕集が完了した捕集材１０４ａ～１０４ｄを用いて、上記実施の形態１と同様にウイルス検査を実施する。

＜実施の形態２の特徴＞
実施の形態２は、上記実施の形態１の特徴の他に以下の特徴を有する。

複数の捕集材１０４ａ～１０４ｄを用いて、一定時間ごとに微粒子１０３の捕集をすることで、特定空間の時間経過に伴うウイルス量の増減を定量的に評価することができ、特定空間のウイルス感染リスクを明確にすることができる。

載置領域１１１ａ～１１１ｄに位置識別符号を付したこと、または、捕集材１０４ａ～１０４ｄまたは捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄに識別符号を付したことにより、ウイルス検査の精度を向上することができる。

捕集材１０４ａ～１０４ｄおよび捕集材保持部１０５ａ～１０５ｄを微粒子捕集装置１０Ｂにセットし、一定時間の捕集の後に、微粒子１０３を捕集する捕集材１０４ａ～１０４ｄを自動で取り換えるため、取り換えの為の時間を短縮でき、ウイルス検査の精度を向上することができる。

＜変形例１＞
図７は変形例１である微粒子捕集装置のテーブルを示す平面図である。変形例１は、上記実施の形態２のテーブルの変形例である。図７に示すように、テーブル１１１は、平面視において円形であり、その主面１１１ｍには、例えば、４つの載置領域１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃおよび１１１ｄが設けられている。テーブル１１１は、円の中心を軸として回転可能であると同時に、主面１１１ｍに垂直な方向である垂直方向に移動可能である。４つの載置領域１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃおよび１１１ｄは、円周に沿って配置されており、テーブル１１１を回転させることで、載置領域１１１ａ～１１１ｄを順に多孔板１０２の下方に移動でき、捕集材１０４ａ～１０４ｄを順に多孔板１０２に対向させることができる。

変形例１によれば、微粒子捕集装置の小型化を実現できる。

＜変形例２＞
図８は変形例２である微粒子捕集装置の多孔板を示す平面図である。変形例２は上記実施の形態１および２の多孔板の変形例である。複数の孔１０１は、円形の多孔板１０２の中心Оから半径ｒ１，r１＋ｒ２，r１＋r２＋ｒ３，r１＋r２＋ｒ３＋ｒ４およびr１＋r２＋ｒ３＋ｒ４＋ｒ５の円の円周に沿って配置されている。半径方向において、隣り合う２つの孔１０１の間隔r１，r２，ｒ３，ｒ４およびｒ５の関係は、間隔ｒ１＞間隔ｒ２＞間隔ｒ３＞間隔ｒ４＞間隔ｒ５となっている。つまり、半径方向において、円形の多孔板１０２の中心Ｏから外周１０２ｅに向かって、隣り合う孔１０１の間隔は徐々に狭くなっている。

また、多孔板１０２の外周１０２ｅに近い単位領域ＲＰあたりの孔密度は、中心に近い単位領域ＲＣあたりの孔密度よりも大きい。ここで、単位領域ＲＰと単位領域ＲＣとは互いに等しい形状および等しい面積を有する。孔密度とは、（単位領域あたりの孔１０１の総面積）／（単位領域の面積）である。ちなみに、図８において、単位領域ＲＰにおける孔１０１の数は、およそ１４個であるのに対し、単位領域ＲＣにおける孔１０１の数は、およそ９個である。各孔１０１の面積は等しいので、外周１０２ｅに近い単位領域ＲＰの孔密度は、中心に近い単位領域ＲＣの孔密度よりも大きい。

このように、外周１０２ｅに近い単位領域ＲＰにおける孔密度を、中心に近い単位領域ＲＣの孔密度よりも大きくすることで、上記の横風の影響を低減できるため、捕集材１０４で捕集できる微粒子１０３の量（捕集率）を増加することができる。ちなみに、捕集率は、捕集率＝（多孔板１０２を通過する空気に含まれる粒子数）－（排気口を通過する空気に含まれる粒子数）／（多孔板１０２を通過する空気に含まれる粒子数）で表される。

以上、本願発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１０Ａ，１０Ｂ 微粒子捕集装置
１０１ 孔
１０２ 多孔板
１０２ｅ 外周
１０３ 微粒子
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ 捕集材
１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ 捕集材保持部
１０６ 吸引機
１０７ 容器
１０８ フィルタ
１０９ 排気口
１１０ シール
１１１ ステージ
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ 載置領域
１１１ｍ 主面
１１１ｓ 裏面
１１９ 空気の流れ（気流）

Claims (20)

1. （ａ）微粒子を含む空気を流す複数の孔を備えた多孔板と、
   （ｂ）前記多孔板と対向する位置に配置され、前記微粒子を捕集する捕集材と、
   （ｃ）前記捕集材を保持する捕集材保持部と、
   （ｄ）前記多孔板から前記捕集材の向きに前記空気の流れを発生させる吸引機と、
   を備え、
   前記捕集材は不織布からなる、微粒子捕集装置。
2. 請求項１に記載の微粒子捕集装置において、
   さらに、
   （ｅ）複数の載置領域を備えるステージ、
   を備え、
   前記複数の載置領域の各々には、前記捕集材を搭載した前記捕集材保持部が載置されている、微粒子捕集装置。
3. 請求項２に記載の微粒子捕集装置において、
   前記複数の載置領域の各々には、位置識別符号が付与されている、微粒子捕集装置。
4. 請求項２に記載の微粒子捕集装置において、
   前記ステージは、平面視において、長方形を有し、
   前記複数の載置領域は、前記長方形の長辺に沿って互いに離間して配置されている、微粒子捕集装置。
5. 請求項２に記載の微粒子捕集装置において、
   前記ステージは、平面視において、円形を有し、
   前記複数の載置領域は、前記円形の円周に沿って互いに離間して配置されている、微粒子捕集装置。
6. 請求項１に記載の微粒子捕集装置において、
   前記多孔板の外周に近い第１単位領域における第１孔密度は、前記多孔板の中心に近い第２単位領域における第２孔密度よりも大きい、微粒子捕集装置。
7. 請求項１に記載の微粒子捕集装置において、
   前記吸引機は、ポンプまたはファンである、微粒子捕集装置。
8. 請求項１に記載の微粒子捕集装置において、
   前記不織布にはグアニジンを染み込ませてある、微粒子捕集装置。
9. （ａ）微粒子を含む空気を取り込む容器と、前記容器内に配置され、複数の孔を備える多孔板と、前記多孔板と対向するように配置された不織布からなる捕集材と、前記捕集材を保持する捕集材保持部と、前記容器に配置された排気口と、を備える微粒子捕集装置を準備する工程、および
   （ｂ）前記多孔板の前記複数の孔を通過して前記捕集材に向かい、前記排気口から排出される前記空気の流れを発生させることで、前記捕集材に前記微粒子を捕集する工程、
   を含む微粒子捕集方法。
10. 請求項９に記載の微粒子捕集方法において、
    前記排気口にはポンプまたはファンが接続されている、微粒子捕集方法。
11. 請求項９に記載の微粒子捕集方法において、
    前記不織布にはグアニジンを染み込ませてある、微粒子捕集方法。
12. 請求項９に記載の微粒子捕集方法において、
    前記多孔板の外周に近い第１単位領域における第１孔密度は、前記多孔板の中心に近い第２単位領域における第２孔密度よりも大きい、微粒子捕集方法。
13. （ａ）微粒子を含む空気を取り込む容器と、前記容器内に配置され、複数の孔を備える多孔板と、前記多孔板と対向して配置され、第１載置領域および第２載置領域を含むステージと、前記容器に配置された排気口と、を含む微粒子捕集装置を準備する工程、
    （ｂ）前記第１載置領域に、第１捕集材を搭載した第１捕集材保持部を載置し、前記第２載置領域に、第２捕集材を搭載した第２捕集材保持部を載置する工程、
    （ｃ）前記多孔板と前記第１捕集材とを対向させる工程、
    （ｄ）前記多孔板の前記複数の孔を通過して前記第１捕集材に向かい、前記排気口から排出される前記空気の流れを発生させることで、前記第１捕集材に前記微粒子を捕集する工程、
    （ｅ）前記多孔板と前記第２捕集材とを対向させる工程、および
    （ｆ）前記多孔板の前記複数の孔を通過して前記第２捕集材に向かい、前記排気口から排出される前記空気の流れを発生させることで、前記第２捕集材に前記微粒子を捕集する工程、
    を含み、
    前記第１捕集材および前記第２捕集材は不織布からなる、微粒子捕集方法。
14. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記第１載置領域および前記第２載置領域には、互いに異なる位置識別符号が付されている、微粒子捕集方法。
15. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記第１捕集材および前記第２捕集材または前記第１捕集材保持部および前記第２歩取材保持部には、互いに異なる識別符号が付されている、微粒子捕集方法。
16. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記ステージは、平面視において、長方形を有し、
    前記工程（ｅ）は、前記ステージを垂直方向および水平方向に移動させる工程を含む、微粒子捕集方法。
17. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記ステージは、平面視において、円形を有し、
    前記工程（ｅ）は、前記ステージを垂直方向に移動する工程および前記ステージを回転させる工程を含む、微粒子捕集方法。
18. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記排気口にはポンプまたはファンが接続されている、微粒子捕集方法。
19. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記不織布にはグアニジンを染み込ませてある、微粒子捕集方法。
20. 請求項１３に記載の微粒子捕集方法において、
    前記多孔板の外周に近い第１単位領域における第１孔密度は、前記多孔板の中心に近い第２単位領域における第２孔密度よりも大きい、微粒子捕集方法。

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