JP5844071B2 - Detection apparatus and detection method - Google Patents

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Description

この発明は検出装置および検出方法に関し、特に、微生物などの、空気中の生物由来の粒子を検出する検出装置および検出方法に関する。   The present invention relates to a detection apparatus and a detection method, and more particularly to a detection apparatus and a detection method for detecting particles derived from living organisms such as microorganisms in the air.

従来、空気中の微生物の検出においては、落下菌法、衝突法、スリット法、多孔板法、遠心衝突法、インピンジャ法、およびフィルタ法などの方法で空気中の微生物を採取した後、培養し、出現するコロニーの計数を行なう。しかしながら、この方法では、培養に2日から3日が必要であり、リアルタイムでの検出は難しい。そこで、近年、特開2003−38163号公報(特許文献1)、特表2008−508527号公報(特許文献2)のように、空気中の微生物に紫外光を照射して、微生物からの蛍光発光を検出して個数を計測する装置が提案されている。   Conventionally, in the detection of microorganisms in the air, microorganisms in the air are collected by methods such as the falling bacteria method, collision method, slit method, perforated plate method, centrifugal collision method, impinger method, and filter method, and then cultured. Count the colonies that appear. However, this method requires 2 to 3 days for culturing and is difficult to detect in real time. Therefore, in recent years, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-38163 (Patent Document 1) and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2008-508527 (Patent Document 2), ultraviolet light is irradiated to microorganisms in the air, and fluorescence emission from the microorganisms is observed. There has been proposed an apparatus for detecting the number of pieces and detecting the number.

特許文献1、2で提案されているような従来装置では、浮遊粒子が生物由来のものかどうかを判定する手段として、紫外線の照射により蛍光を発光するかどうかを判断する手法が採用されている。   In the conventional apparatus proposed in Patent Documents 1 and 2, as a means for determining whether the suspended particles are derived from living organisms, a method for determining whether to emit fluorescence by irradiation with ultraviolet rays is employed. .

特開2003−38163号公報JP 2003-38163 A 特表2008−508527号公報Special table 2008-508527

しかしながら、実際に空気中に浮遊する埃には、紫外光の照射により蛍光を発する化学繊維のくずなどが多く含まれている。それ故、特許文献1、2で提案されているような従来装置を用いると、空気中に存在する生物由来の粒子に加え、蛍光を発する埃も検出されてしまう。すなわち、特許文献1、2で提案されているような従来装置では、空気中に存在する生物由来の粒子だけを正確に評価できないという問題がある。   However, the dust that actually floats in the air contains a lot of chemical fibers that emit fluorescence when irradiated with ultraviolet light. Therefore, when the conventional apparatus proposed in Patent Documents 1 and 2 is used, dust that emits fluorescence is detected in addition to biological particles present in the air. That is, the conventional devices as proposed in Patent Documents 1 and 2 have a problem that it is impossible to accurately evaluate only biological particles present in the air.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、蛍光を利用し、リアルタイムに、生物由来の粒子を、蛍光を発する埃から分離して検出することのできる検出装置および検出方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such a problem, and provides a detection apparatus and a detection method that can detect and separate biological particles from fluorescent particles in real time using fluorescence. It is intended to provide.

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、検出装置は生物由来の粒子を検出するための検出装置であって、発光素子と、蛍光を受光するための受光素子と、加熱前後の、発光素子で照射された捕集用部材からの蛍光の受光量の変化を検出することにより捕集用部材で捕集された生物由来の粒子量を算出するための算出手段と、捕集用部材を清掃するための清掃手段とを備える。清掃手段は、捕集用部材を加熱する手段を含む。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the detection device is a detection device for detecting biologically-derived particles, a light emitting element, a light receiving element for receiving fluorescence, and before and after heating. A calculating means for calculating the amount of biological particles collected by the collecting member by detecting a change in the amount of fluorescence received from the collecting member irradiated by the light emitting element; Cleaning means for cleaning the member for cleaning. The cleaning means includes means for heating the collecting member.

好ましくは、検出装置は捕集用部材を加熱するためのヒータをさらに備え、算出手段は、ヒータで捕集用部材を加熱する前後の捕集用部材からの蛍光の受光量の変化に基づいて生物由来の粒子量を算出し、清掃手段に含まれる加熱する手段は、ヒータが捕集用部材を加熱するための加熱温度よりも高い温度で捕集用部材を加熱する。   Preferably, the detection device further includes a heater for heating the collection member, and the calculation means is based on a change in the amount of received fluorescence from the collection member before and after the collection member is heated by the heater. The heating unit included in the cleaning unit that calculates the amount of biological particles and heats the collection member at a temperature higher than the heating temperature for heating the collection member.

好ましくは、清掃手段に含まれる加熱する手段は、捕集用部材に対して発光素子および受光素子と同じ側に配置される。   Preferably, the heating means included in the cleaning means is disposed on the same side as the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member.

より好ましくは、その加熱する手段は、発熱を伴う光源である。
好ましくは、清掃手段に含まれる加熱する手段は、捕集用部材に対して発光素子および受光素子と反対側に配置される。
More preferably, the means for heating is a light source with heat generation.
Preferably, the heating means included in the cleaning means is disposed on the side opposite to the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member.

好ましくは、清掃手段はヒータを利用して捕集用部材を加熱し、ヒータは、捕集用部材に対して発光素子および受光素子と反対側に配置される。   Preferably, the cleaning means uses a heater to heat the collecting member, and the heater is disposed on the opposite side of the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member.

好ましくは、清掃手段に含まれる加熱する手段は、200℃以上で捕集用部材を加熱する。   Preferably, the heating means included in the cleaning means heats the collecting member at 200 ° C. or higher.

好ましくは、清掃手段は、加熱する手段に加えて、捕集用部材に接触可能な部材を含み、加熱する手段と接触可能な部材とを異なるタイミングに用いて捕集用部材を清掃する。   Preferably, the cleaning unit includes a member that can contact the collecting member in addition to the heating unit, and cleans the collecting member using the heating unit and the contactable member at different timings.

本発明の他の局面に従うと、検出方法は生物由来の粒子を検出する方法であって、加熱前の捕集用部材の、発光素子の照射下での蛍光量を測定するステップと、加熱後の捕集用部材の、発光素子の照射下での蛍光量を測定するステップと、加熱前の捕集用部材から測定された蛍光量と、加熱後の捕集用部材から測定された蛍光量との変化量に基づいて、捕集用部材で捕集された生物由来の粒子量を算出するステップと、加熱後の捕集用部材をその加熱の後にさらに加熱することで、捕集用部材表面の捕集物を消失させるステップとを備える。   According to another aspect of the present invention, the detection method is a method for detecting a biological particle, the step of measuring the amount of fluorescence of the collection member before heating under irradiation of the light emitting element, and after heating. The step of measuring the amount of fluorescence of the collecting member under irradiation of the light emitting element, the amount of fluorescence measured from the collecting member before heating, and the amount of fluorescence measured from the collecting member after heating Based on the amount of change, the step of calculating the amount of biological particles collected by the collection member, and further heating the collection member after the heating, the collection member And a step of eliminating the collected matter on the surface.

この発明によると、リアルタイムかつ高精度で、生物由来の粒子を、蛍光を発する埃から分離して検出することができる。   According to the present invention, it is possible to detect biologically-derived particles separately from the fluorescent dust in real time and with high accuracy.

実施の形態にかかる、微生物検出装置としての空気清浄機の外観の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the external appearance of the air cleaner as a microorganisms detection apparatus concerning embodiment. 空気清浄機の微生物検出装置部分の、第1の実施の形態にかかる基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition concerning 1st Embodiment of the microorganisms detection apparatus part of an air cleaner. 検出機構における遮光機構の他の具体例を説明する図である。It is a figure explaining the other specific example of the light-shielding mechanism in a detection mechanism. 捕集ユニットの構成および動作を説明する図である。It is a figure explaining a structure and operation | movement of a collection unit. 加熱処理前後での大腸菌の蛍光スペクトルの時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the fluorescence spectrum of colon_bacillus | E._coli before and behind heat processing. 加熱処理前後での大腸菌の蛍光顕微鏡写真である。It is a fluorescence micrograph of E. coli before and after heat treatment. 加熱処理前後でのバチルス菌の蛍光スペクトルの時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the fluorescence spectrum of Bacillus bacteria before and behind heat processing. 加熱処理前後でのバチルス菌の蛍光顕微鏡写真である。It is a fluorescence microscope photograph of Bacillus bacteria before and after heat treatment. 加熱処理前後でのアオカビ菌の蛍光スペクトルの時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the fluorescence spectrum of the blue mold before and behind heat processing. 加熱処理前後でのアオカビ菌の蛍光顕微鏡写真である。It is the fluorescence micrograph of the blue mold before and behind heat processing. 加熱処理前後での蛍光発光する埃の蛍光スペクトルの時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the fluorescence spectrum of the dust which fluoresces before and behind heat processing. 加熱処理前後での蛍光発光する埃の蛍光顕微鏡写真である。It is a fluorescence micrograph of dust emitting fluorescence before and after heat treatment. 加熱処理前後での蛍光発光する埃の蛍光スペクトルの比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the fluorescence spectrum of the dust which fluoresces before and behind heat processing. 微生物検出装置としての機能構成の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of a function structure as a microorganisms detection apparatus. 第1の実施の形態にかかる微生物検出装置での動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement in the microorganisms detection apparatus concerning 1st Embodiment. 蛍光の減衰量と微生物濃度との対応関係の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the correspondence of fluorescence attenuation amount and microorganism concentration. 検出結果の表示例および表示方法を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of a detection result, and the display method. 第2の実施の形態にかかる微生物検出装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the microorganisms detection apparatus concerning 2nd Embodiment. 捕集ユニットの構成を表わす概略図であって、図19(A)は捕集ユニットの放電電極側から見た平面図、図19(B)は断面図を表わす図である。FIG. 19A is a schematic view showing the configuration of the collection unit, FIG. 19A is a plan view seen from the discharge electrode side of the collection unit, and FIG. 19B is a cross-sectional view. 第2の実施の形態にかかる微生物検出装置での測定動作の具体的な流れを表わしたフローチャートである。It is a flowchart showing the specific flow of the measurement operation | movement with the microorganisms detection apparatus concerning 2nd Embodiment. カビ菌を付着させた捕集治具を200℃に加熱した後、さらに、250℃まで加熱した場合、および300℃まで加熱した場合の、捕集治具からの蛍光強度の時間変化の測定結果を示す図である。The measurement result of the time change of the fluorescence intensity from the collection jig when the collection jig to which the mold is adhered is heated to 200 ° C. and further heated to 250 ° C. and when heated to 300 ° C. FIG. 検出動作前の捕集治具表面、検出動作後加熱前の捕集治具表面、200℃に加熱した後の捕集治具表面、および300℃まで加熱した後の捕集治具表面からの蛍光強度の測定結果を表わす図である。From the surface of the collection jig before the detection operation, the surface of the collection jig before the heating after the detection operation, the surface of the collection jig after heating to 200 ° C., and the surface of the collection jig after heating to 300 ° C. It is a figure showing the measurement result of fluorescence intensity. リフレッシュ動作を伴なって5回検出動作を繰り返した場合とリフレッシュ動作を伴わずに5回との測定結果を、検出動作ごとに比較して示した図である。It is the figure which compared the measurement result of the case where a detection operation is repeated 5 times with a refresh operation, and 5 times without a refresh operation for every detection operation. リフレッシュ動作としての加熱前の450倍の顕微鏡写真である。It is a 450-times microscope picture before heating as a refresh operation. 図24の写真中のアオカビ部分を拡大して示した、2000倍の顕微鏡写真である。FIG. 25 is a photomicrograph at a magnification of 2000, showing an enlarged view of the blue mold part in the photograph of FIG. 24. リフレッシュ動作としての加熱処理後の捕集治具表面の顕微鏡写真である。It is a microscope picture of the collection jig | tool surface after heat processing as refresh operation | movement. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験装置の概略図である。It is the schematic of the experimental apparatus for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験結果として得られた顕微鏡写真である。It is the microscope picture obtained as an experimental result for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験結果として得られた顕微鏡写真である。It is the microscope picture obtained as an experimental result for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験結果として得られた顕微鏡写真である。It is the microscope picture obtained as an experimental result for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験結果として得られた顕微鏡写真である。It is the microscope picture obtained as an experimental result for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験結果として得られた顕微鏡写真である。It is the microscope picture obtained as an experimental result for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置の効果を確認するための実験結果として得られた顕微鏡写真である。It is the microscope picture obtained as an experimental result for confirming the effect of the microorganisms detection apparatus concerning the modification of 2nd Embodiment.

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same.

実施の形態においては、図1に示される空気清浄機が微生物検出装置として機能するものとして以降の説明を行なうが、微生物検出装置単体として用いられるものであってもよい。   In the embodiment, the following description will be given on the assumption that the air purifier shown in FIG. 1 functions as a microorganism detection device, but it may be used as a single microorganism detection device.

<装置構成>
図1を参照して、微生物検出装置100としての空気清浄機は、操作指示を受け付けるためのスイッチ110と、検出結果などを表示するための表示パネル130とを含む。その他、図示されない、空気を導入するための吸引口、排気するための排気口、などを含む。さらに、微生物検出装置100は、記録媒体を装着するための通信部150を含む。通信部150は、ケーブル400で外部装置としてのパーソナルコンピュータ(PC)300など接続するためのものであってもよい。または、通信部150は、インターネットを介して他の装置と通信するための通信回線を接続するためのものであってもよい。または、通信部150は、赤外線通信やインターネット通信などで他の装置と通信するためのものであってもよい。
<Device configuration>
Referring to FIG. 1, an air purifier as a microorganism detection apparatus 100 includes a switch 110 for receiving an operation instruction, and a display panel 130 for displaying a detection result and the like. In addition, a suction port for introducing air, an exhaust port for exhausting, and the like, which are not shown, are included. Furthermore, the microorganism detection apparatus 100 includes a communication unit 150 for mounting a recording medium. The communication unit 150 may be for connecting a personal computer (PC) 300 as an external device with the cable 400. Or the communication part 150 may be for connecting the communication line for communicating with another apparatus via the internet. Alternatively, the communication unit 150 may be for communicating with other devices by infrared communication or Internet communication.

[第1の実施の形態]
<微生物検出装置の装置構成>
図2は、第1の実施の形態にかかる微生物検出装置100Aの基本構成を示す図である。
[First Embodiment]
<Device configuration of microorganism detection device>
FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of the microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment.

空気清浄機の検出装置部分である微生物検出装置100Aには、検出機構と捕集機構と加熱機構とが含まれる。図2を参照して、微生物検出装置100Aは、孔5C’を有する区切り壁である壁5Cで隔てられた、捕集機構の少なくとも一部を含んだ捕集室5Aと、検出機構を含んだ検出室5Bとを備える。   The microorganism detection device 100A, which is a detection device portion of the air cleaner, includes a detection mechanism, a collection mechanism, and a heating mechanism. Referring to FIG. 2, the microorganism detection device 100A includes a collection chamber 5A including at least a part of the collection mechanism, separated by a wall 5C that is a partition wall having a hole 5C ′, and a detection mechanism. And a detection chamber 5B.

捕集室5Aには、捕集機構として針状の放電電極1および捕集治具12が配備され、検出室5Bには、検出機構として発光素子6、受光素子9、および集光レンズ13が配備される。   The collection chamber 5A is provided with a needle-like discharge electrode 1 and a collection jig 12 as a collection mechanism, and the detection chamber 5B has a light emitting element 6, a light receiving element 9, and a condenser lens 13 as a detection mechanism. Deployed.

捕集室5Aの放電電極1側および捕集治具12には、それぞれ、捕集室5A内に空気を導入するための導入孔10および排出孔11が設けられる。図2に示されるように、導入孔10にはフィルタ(プレフィルタ)10Bが設けられてもよい。   In the collection chamber 5A, the discharge electrode 1 side and the collection jig 12 are respectively provided with an introduction hole 10 and a discharge hole 11 for introducing air into the collection chamber 5A. As shown in FIG. 2, the introduction hole 10 may be provided with a filter (prefilter) 10 </ b> B.

導入孔10および排出孔11には、捕集室5A内への空気の出入りは可能として外部光の入射を遮断するための構成として、それぞれ、図3(A)、図3(B)に表わされるような遮光部10Aおよび遮光部11Aが備えられてもよい。   The introduction hole 10 and the discharge hole 11 are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively, as configurations for blocking the incidence of external light so that air can enter and exit the collection chamber 5A. Such a light shielding part 10A and a light shielding part 11A may be provided.

図3(A)および図3(B)を参照して、導入孔10に備えられる遮光部10Aおよび排出孔11に備えられる遮光部11A共に、4.5mm程度の間隔で遮光板10aおよび遮光板10bが交互に重ねられた構造を有する。遮光板10aおよび遮光板10bは、それぞれ図3(C)および図3(D)に示されるように導入孔10および排出孔11の形状(ここでは円形)に対応した形状であって、互いに重ならない部分に削孔を有する。具体的には、遮光板10aは周辺部分に削孔を有し、遮光板10bは中央部分に削孔を有する。遮光板10aおよび遮光板10bが重ねられたときに、それぞれの板に設けられた孔は重ならない。図3(A)に示されるように、導入孔10に備えられる遮光部10Aは外部から内部へ遮光板10a、遮光板10b、遮光板10a、遮光板10bの順に遮光板が配置され、図3(B)に示されるように、排出孔11に備えられる遮光部11Aは外部から内部へ遮光板10b、遮光板10a、遮光板10bの順に遮光板が配置される。この構成によって、捕集室5A内への空気の出入りは可能となるものの、外部光の入射が遮断され、捕集室5A内の迷光が抑えられる。   Referring to FIGS. 3A and 3B, both the light shielding part 10A provided in the introduction hole 10 and the light shielding part 11A provided in the discharge hole 11 are spaced at intervals of about 4.5 mm. 10b has a structure in which the layers are alternately stacked. The light shielding plate 10a and the light shielding plate 10b have shapes corresponding to the shapes (here, circular) of the introduction holes 10 and the discharge holes 11 as shown in FIGS. It has a hole in the part that should not be. Specifically, the light shielding plate 10a has a hole in the peripheral portion, and the light shielding plate 10b has a hole in the central portion. When the light shielding plate 10a and the light shielding plate 10b are overlapped, the holes provided in the respective plates do not overlap. As shown in FIG. 3 (A), the light shielding portion 10A provided in the introduction hole 10 has a light shielding plate arranged in the order of the light shielding plate 10a, the light shielding plate 10b, the light shielding plate 10a, and the light shielding plate 10b from the outside to the inside. As shown in (B), in the light shielding portion 11A provided in the discharge hole 11, the light shielding plates are arranged in the order of the light shielding plate 10b, the light shielding plate 10a, and the light shielding plate 10b from the outside to the inside. With this configuration, air can enter and exit from the collection chamber 5A, but external light is blocked and stray light in the collection chamber 5A is suppressed.

排出孔11近傍には空気導入機構としてのファン50が設けられる。ファン50によって、吸引口からの空気が捕集室5Aに導入される。空気導入機構としては、たとえば、捕集室5A外に設置されたポンプおよびその駆動機構などであってよい。またたとえば、捕集室5A内に組み込まれた熱ヒータやマイクロポンプ、マイクロファン、およびその駆動機構などであってもよい。また、ファン50は、空気清浄機の空気清浄装置部分の空気導入機構と共通とする構成であってもよい。好ましくは、ファン50の駆動機構は、測定部40によって制御され、導入する空気の流速が制御される。好ましくは、ファン50で導入する空気の流速は1L(リットル)/minから50m3/minである。ファン50は測定部40によって制御される図示しない駆動機構により駆動することで、図中の点線矢印で表わされたように、導入孔10から捕集室5A外の空気を捕集室5A内に導入し、捕集室5A内の空気を排出孔11から捕集室5A外に排気する。 A fan 50 as an air introduction mechanism is provided in the vicinity of the discharge hole 11. The fan 50 introduces air from the suction port into the collection chamber 5A. The air introduction mechanism may be, for example, a pump installed outside the collection chamber 5A and its drive mechanism. Further, for example, a heat heater, a micro pump, a micro fan, and a driving mechanism thereof incorporated in the collection chamber 5A may be used. Further, the fan 50 may be configured in common with the air introduction mechanism of the air purifier portion of the air purifier. Preferably, the driving mechanism of the fan 50 is controlled by the measuring unit 40, and the flow rate of the introduced air is controlled. Preferably, the flow rate of air introduced by the fan 50 is 1 L (liter) / min to 50 m 3 / min. The fan 50 is driven by a driving mechanism (not shown) controlled by the measurement unit 40, so that air outside the collection chamber 5A is introduced into the collection chamber 5A from the introduction hole 10 as represented by a dotted arrow in the figure. The air in the collection chamber 5A is exhausted from the discharge hole 11 to the outside of the collection chamber 5A.

捕集機構としては、公知の捕集機構を採用することができる。図2では、一例として特開2003−214997号公報に開示されている捕集機構を採用した場合を示している。すなわち、図2を参照して、捕集機構は、放電電極1、捕集治具12、および高圧電源2を含む。放電電極1は高圧電源2の正極に電気的に接続される。捕集治具12と高圧電源2の負極に電気的に接続される。   A known collection mechanism can be adopted as the collection mechanism. In FIG. 2, the case where the collection mechanism currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-214997 is employ | adopted as an example is shown. That is, referring to FIG. 2, the collection mechanism includes a discharge electrode 1, a collection jig 12, and a high voltage power supply 2. The discharge electrode 1 is electrically connected to the positive electrode of the high voltage power source 2. Electrically connected to the collection jig 12 and the negative electrode of the high-voltage power supply 2.

捕集治具12は、導電性の透明の皮膜を有する、ガラス板などからなる支持基板である。支持基板は、ガラス板には限定されず、その他、セラミック、金属等であってもよい。また、支持基板表面に形成される皮膜は、透明に限定されない。他の例として、支持基板は、金属皮膜をセラミック等の絶縁材料の上に形成して構成されてもよい。また、支持基板が金属材料の場合は、その表面に皮膜を形成する必要もない。   The collection jig 12 is a support substrate made of a glass plate or the like having a conductive transparent film. The support substrate is not limited to a glass plate, but may be ceramic, metal, or the like. Moreover, the film formed on the surface of the support substrate is not limited to being transparent. As another example, the support substrate may be configured by forming a metal film on an insulating material such as ceramic. Further, when the support substrate is a metal material, it is not necessary to form a film on the surface.

捕集治具12の皮膜側は高圧電源2の負極に電気的に接続される。これにより、放電電極1と捕集治具12と間に電位差が発生し、これらの間に図2の矢印Eに示される向きの電界が構成される。   The film side of the collecting jig 12 is electrically connected to the negative electrode of the high-voltage power supply 2. As a result, a potential difference is generated between the discharge electrode 1 and the collecting jig 12, and an electric field in the direction indicated by the arrow E in FIG.

ファン50の駆動によって導入孔10から導入された空気中の浮遊粒子は、放電電極1付近にて負に帯電される。負に帯電した粒子は静電気力で捕集治具12の方向に移動して導電性の皮膜に吸着されることで、捕集治具12上に捕集される。ここで、放電電極1として針状電極を用いることによって、帯電した粒子を捕集治具12の放電電極1に対面する、(後述する)発光素子の照射領域15に対応したきわめて狭い範囲に吸着させることができる。これにより、後述する検出工程において、吸着された微生物を効率的に検出することができる。   Airborne particles in the air introduced from the introduction hole 10 by driving the fan 50 are negatively charged in the vicinity of the discharge electrode 1. The negatively charged particles move toward the collecting jig 12 by electrostatic force and are adsorbed by the conductive film, thereby being collected on the collecting jig 12. Here, by using a needle-like electrode as the discharge electrode 1, the charged particles are attracted to the discharge electrode 1 of the collecting jig 12 and adsorbed in a very narrow range corresponding to the irradiation region 15 of the light emitting element (described later). Can be made. Thereby, the adsorbed microorganisms can be efficiently detected in the detection step described later.

検出室5Bに含まれる検出機構は、光源である発光素子6と、受光素子9と、受光素子9の受光方向に備えられ、捕集機構により捕集治具12上に捕集された浮遊微粒子に発光素子6から照射することにより生じる蛍光を受光素子9に集光するための集光レンズ(またはレンズ群)13とを含む。その他、発光素子6の照射方向に備えられ、発光素子6からの光を平行光にする、または所定幅とするためのレンズ(またはレンズ群)、アパーチャ、照射光が受光素子9に入り込むのを防ぐためのフィルタ(またはフィルタ群)などが含まれてもよい。これらの構成は、従来技術を応用できる。集光レンズ13は、プラスチック樹脂製またはガラス製でよい。   The detection mechanism included in the detection chamber 5B includes a light emitting element 6, which is a light source, a light receiving element 9, and a light receiving direction of the light receiving element 9, and the suspended fine particles collected on the collecting jig 12 by the collecting mechanism. And a condensing lens (or lens group) 13 for condensing fluorescence generated by irradiating from the light emitting element 6 onto the light receiving element 9. In addition, a lens (or a lens group), an aperture, and irradiation light that are provided in the irradiation direction of the light emitting element 6 and make the light from the light emitting element 6 parallel light or have a predetermined width enter the light receiving element 9. A filter (or filter group) for prevention may be included. Conventional technology can be applied to these configurations. The condenser lens 13 may be made of plastic resin or glass.

検出室5Bは、好ましくは、少なくとも内部に、黒色塗料の塗布または、黒色アルマイト処理等が施される。これにより、迷光の原因となる内部壁面での光の反射が抑えられる。捕集室5Aおよび検出室5B筐体の材質は特定の材質に限定されないが、好ましくは、プラスチック樹脂、アルミもしくはステンレスなどの金属、またはそれらの組み合わせが用いられる。導入孔10および排出孔11は、直径が1mmから50mmの円形である。導入孔10および排出孔11の形状は円形に限定されず、楕円形、四角形など他の形状であってもよい。   The detection chamber 5B is preferably at least internally subjected to black paint or black alumite treatment. Thereby, reflection of light on the inner wall surface that causes stray light is suppressed. The material of the collection chamber 5A and the detection chamber 5B is not limited to a specific material, but a plastic resin, a metal such as aluminum or stainless steel, or a combination thereof is preferably used. The introduction hole 10 and the discharge hole 11 are circular with a diameter of 1 mm to 50 mm. The shapes of the introduction hole 10 and the discharge hole 11 are not limited to a circle, but may be other shapes such as an ellipse or a rectangle.

発光素子6は、半導体レーザまたはLED(Light Emitting Diode)素子を含む。波長は、浮遊微粒子の生物由来の微粒子を励起して蛍光を発させるものであれば、紫外または可視いずれの領域の波長でもよい。好ましくは、特表2008−508527号公報に開示されているように、微生物中に含まれ、蛍光を発するトリプトファン、NaDH、リボフラビン等が効率よく励起される300nmから450nmである。受光素子9は、従来用いられている、フォトダイオード、イメージセンサなどが用いられる。   The light emitting element 6 includes a semiconductor laser or an LED (Light Emitting Diode) element. The wavelength may be in the ultraviolet or visible region as long as it excites the living fine particles of floating fine particles to emit fluorescence. Preferably, as disclosed in JP-A-2008-508527, it is 300 nm to 450 nm, which is contained in a microorganism and from which fluorescent tryptophan, NaDH, riboflavin and the like are efficiently excited. As the light receiving element 9, a conventionally used photodiode, image sensor, or the like is used.

発光素子6の発光は捕集治具12の表面に照射され、捕集治具12上に照射領域15を形成する。照射領域15の形状に限定はなく、円形、楕円形、四角形などであってよい。照射領域15は特定のサイズに限定されないが、好ましくは、円の直径または楕円の長軸方向の長さまたは四角形の1辺の長さが約0.05mmから50mmである。   The light emitted from the light emitting element 6 is irradiated on the surface of the collecting jig 12 to form an irradiation region 15 on the collecting jig 12. The shape of the irradiation region 15 is not limited, and may be a circle, an ellipse, a rectangle, or the like. The irradiation area 15 is not limited to a specific size, but preferably, the diameter of the circle, the length of the ellipse in the long axis direction, or the length of one side of the rectangle is about 0.05 mm to 50 mm.

受光素子9は信号処理部30に接続されて、受光量に比例した電流信号を信号処理部30に対して出力する。従って、導入された空気中に浮遊し、捕集治具12表面に捕集された粒子に発光素子6から光が照射されることによって該粒子から発光された蛍光は、受光素子9において受光され、信号処理部30においてその受光量が検出される。   The light receiving element 9 is connected to the signal processing unit 30 and outputs a current signal proportional to the amount of received light to the signal processing unit 30. Therefore, the light emitted from the light-emitting element 6 by irradiating the particles floating in the introduced air and collected on the surface of the collecting jig 12 from the light-emitting element 6 is received by the light-receiving element 9. The amount of received light is detected by the signal processing unit 30.

検出室5B内の、捕集治具12表面に触れる位置には、捕集治具12表面をリフレッシュするためのブラシ60が設けられる。ブラシ60は、測定部40によって制御される図示しない移動機構に接続され、図中の両側矢印Bに示されるように、すなわち、捕集治具12上を往復するように移動する。これにより、捕集治具12表面に付着した埃や微生物が取り除かれる。   A brush 60 for refreshing the surface of the collecting jig 12 is provided at a position in the detection chamber 5B that touches the surface of the collecting jig 12. The brush 60 is connected to a moving mechanism (not shown) controlled by the measuring unit 40, and moves so as to reciprocate on the collecting jig 12, as indicated by a double-sided arrow B in the drawing. Thereby, dust and microorganisms adhering to the surface of the collecting jig 12 are removed.

加熱機構は、測定部40に電気的に接続され、測定部40によって加熱量(加熱時間、加熱温度等)が制御されるヒータ91を含む。ヒータ91としては、好適にはセラミックヒータが用いられる。ヒータ91は、捕集治具12上に捕集された空気中の浮遊粒子を加熱し得る位置であって、少なくとも加熱時には発光素子6、受光素子9等のセンサ機器から何かによって隔てられる位置に配備される。好ましくは、図2に表わされたように、捕集治具12の放電電極1から遠い側の面に配備される。より好ましくは、図4(A)に示されるように、ヒータ91は周囲が断熱材で囲まれる。断熱材としては、好適にはガラスエポキシ樹脂が用いられる。このように構成することによって、セラミックヒータであるヒータ91が約2分で200℃に到達したときに断熱材を介してヒータ91に接続される部分(図示せず)の温度が30℃以下であったことを発明者らが確認している。   The heating mechanism includes a heater 91 that is electrically connected to the measurement unit 40 and whose heating amount (heating time, heating temperature, etc.) is controlled by the measurement unit 40. A ceramic heater is preferably used as the heater 91. The heater 91 is a position where the suspended particles in the air collected on the collecting jig 12 can be heated, and is a position separated from the sensor device such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9 at least during heating. Deployed. Preferably, as shown in FIG. 2, the collecting jig 12 is disposed on the surface far from the discharge electrode 1. More preferably, as shown in FIG. 4A, the heater 91 is surrounded by a heat insulating material. As the heat insulating material, a glass epoxy resin is preferably used. By configuring in this way, when the heater 91 which is a ceramic heater reaches 200 ° C. in about 2 minutes, the temperature of the portion (not shown) connected to the heater 91 via the heat insulating material is 30 ° C. or less. The inventors have confirmed that this was the case.

捕集治具12とヒータ91とを含んだユニットをここでは捕集ユニット12Aと称する。捕集ユニット12Aは測定部40によって制御される図示しない移動機構に接続され、図中の両側矢印Aに示されるように、すなわち、捕集室5Aから検出室5Bへ、検出室5Bから捕集室5Aへ、壁5Cに設けられた孔5C’を通って移動する。なお、上述のように、ヒータ91は、捕集治具12上に捕集された空気中の浮遊粒子を加熱し得る位置であって、少なくとも加熱時には発光素子6、受光素子9等のセンサ機器から何かによって隔てられる位置に配備されればよいため、捕集ユニット12Aに含まれず、他の位置に備えられてもよい。後述するように加熱動作が捕集室5Aで行なわれる場合、ヒータ91は捕集ユニット12Aに含まれず、捕集室5Aの、捕集ユニット12Aがセットされる位置であって、捕集治具12の、発光素子6、受光素子9等のセンサ機器と反対側に固定されていてもよい。このようにすることよっても加熱時にはヒータ91は捕集治具12によって発光素子6、受光素子9等のセンサ機器から隔てられ、それにより発光素子6、受光素子9等への熱の影響を抑えることができる。この場合、捕集ユニット12Aには少なくとも捕集治具12が含まれていればよい。   A unit including the collecting jig 12 and the heater 91 is referred to herein as a collecting unit 12A. The collection unit 12A is connected to a moving mechanism (not shown) controlled by the measurement unit 40, and as shown by a double-sided arrow A in the drawing, that is, from the collection chamber 5A to the detection chamber 5B and from the detection chamber 5B. It moves to the chamber 5A through the hole 5C ′ provided in the wall 5C. As described above, the heater 91 is a position where airborne particles collected on the collecting jig 12 can be heated, and at least when heated, sensor devices such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9 are used. Therefore, it is not included in the collection unit 12A and may be provided at another position. As will be described later, when the heating operation is performed in the collection chamber 5A, the heater 91 is not included in the collection unit 12A, and is a position of the collection chamber 5A where the collection unit 12A is set, and a collection jig. 12 may be fixed to the side opposite to the sensor device such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9. Even in this way, the heater 91 is separated from the sensor device such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9 by the collecting jig 12 during heating, thereby suppressing the influence of heat on the light emitting element 6 and the light receiving element 9 and the like. be able to. In this case, at least the collection jig 12 may be included in the collection unit 12A.

図4(B)に示されるように、捕集ユニット12Aの壁5Cから最も遠い側の端部には、上下に突起を有したカバー65Aが備えられる。壁5Cの捕集室5A側の面であって、孔5C’の周囲には、カバー65Aに対応したアダプタ65Bが備えられる。アダプタ65Bには、カバー65Aの上記突起に嵌合する凹部が設けられ、これによりカバー65Aとアダプタ65Bとが完全に接合され、孔5C’を覆うことになる。すなわち、捕集ユニット12Aが図4(B)中の矢印A’の方向に、孔5C’を通って捕集室5Aから検出室5Bへ移動し、捕集ユニット12Aが完全に検出室5Bに入った時点で、カバー65Aがアダプタ65Bに接合されて孔5C’が完全に覆われ、検出室5B内が遮光される。これにより、検出室5Bで検出動作が行なわれている間には検出室5B内への入射が遮断される。   As shown in FIG. 4B, a cover 65A having protrusions on the top and bottom is provided at the end of the collection unit 12A farthest from the wall 5C. An adapter 65B corresponding to the cover 65A is provided around the hole 5C ′ on the surface of the wall 5C on the collection chamber 5A side. The adapter 65B is provided with a recess that fits into the protrusion of the cover 65A, whereby the cover 65A and the adapter 65B are completely joined to cover the hole 5C '. That is, the collection unit 12A moves from the collection chamber 5A to the detection chamber 5B through the hole 5C ′ in the direction of the arrow A ′ in FIG. 4B, and the collection unit 12A is completely moved to the detection chamber 5B. At the time of entering, the cover 65A is joined to the adapter 65B to completely cover the hole 5C ′, and the detection chamber 5B is shielded from light. As a result, the incidence in the detection chamber 5B is blocked while the detection operation is being performed in the detection chamber 5B.

信号処理部30は測定部40に接続されて、電流信号を処理した結果を測定部40に対して出力する。測定部40は、信号処理部30からの処理結果に基づいて、測定結果を表示パネル130に表示させるための処理を行なう。   The signal processing unit 30 is connected to the measurement unit 40 and outputs the result of processing the current signal to the measurement unit 40. Based on the processing result from the signal processing unit 30, the measuring unit 40 performs processing for displaying the measurement result on the display panel 130.

<検出原理>
ここで、微生物検出装置における検出原理の一例について説明する。
<Detection principle>
Here, an example of the detection principle in the microorganism detection apparatus will be described.

特表2008−508527号公報にも開示されているように、空気中に浮遊する生物由来の粒子に紫外光または青色光を照射すると蛍光を発することは、従来から知られている。しかし、空気中には化学繊維の埃など同様に蛍光を発するものが浮遊しており、蛍光を検出するのみでは、生物由来の粒子からのものであるか化学繊維の埃などからのものであるかが区別されない。   As disclosed in Japanese Patent Publication No. 2008-508527, it is conventionally known that fluorescence is emitted when particles derived from living organisms floating in the air are irradiated with ultraviolet light or blue light. However, fluorescent substances such as chemical fiber dust are floating in the air, and it is only from biological particles or chemical fiber dust that only detects fluorescence. Is not distinguished.

図5〜図13は、生物由来の粒子と、化学繊維の埃などとのそれぞれに対して加熱処理を施し、加熱の前後における蛍光の変化を測定する実験を行なって得られた、具体的な測定結果を示す図である。この実験より、埃は加熱処理によって蛍光強度が変化しないのに対して、生物由来の粒子は加熱処理によって蛍光強度が増加することが見出された。   FIGS. 5 to 13 are specific examples obtained by conducting an experiment in which changes in fluorescence before and after heating are performed by subjecting each of biological particles and chemical fiber dust to heat treatment. It is a figure which shows a measurement result. From this experiment, it was found that the fluorescence intensity of dust is not changed by heat treatment, whereas the fluorescence intensity of particles derived from living organisms is increased by heat treatment.

具体的に、図5は、生物由来の粒子として、大腸菌を200℃にて5分間加熱処理したときの、加熱処理前(曲線71)および加熱処理後(曲線72)の蛍光スペクトルの測定結果である。図5に表わされた測定結果より、加熱処理を施すことによって大腸菌からの蛍光強度が大幅に増加していることが分かった。また、図6(A)に示された加熱処理前の蛍光顕微鏡写真と、図6(B)に示された加熱処理後の蛍光顕微鏡写真との比較によっても、加熱処理を施すことによって大腸菌からの蛍光強度が大幅に増加していることが明らかとなっている。   Specifically, FIG. 5 shows measurement results of fluorescence spectra before and after heat treatment (curve 71) when Escherichia coli is heat treated at 200 ° C. for 5 minutes as biologically derived particles. is there. From the measurement results shown in FIG. 5, it was found that the fluorescence intensity from E. coli was significantly increased by the heat treatment. In addition, by comparing the fluorescence micrograph before the heat treatment shown in FIG. 6A with the fluorescence micrograph after the heat treatment shown in FIG. It has been clarified that the fluorescence intensity of is significantly increased.

同様に、図7は、生物由来の粒子として、バチルス菌を200℃にて5分間加熱処理したときの加熱処理前(曲線73)および加熱処理後(曲線74)の蛍光スペクトルの測定結果であり、図8(A)が加熱処理前、図8(B)が加熱処理後の蛍光顕微鏡写真である
。また、図9は、生物由来の粒子として、アオカビ菌を200℃にて5分間加熱処理したときの加熱処理前(曲線75)および加熱処理後(曲線76)の蛍光スペクトルの測定結果であり、図10(A)が加熱処理前、図10(B)が加熱処理後の蛍光顕微鏡写真である。これらに示されるように、他の微生物でも大腸菌と同様に加熱処理によって蛍光強度が大幅に増加することが分かった。
Similarly, FIG. 7 is a measurement result of fluorescence spectra before and after heat treatment (curve 73) when Bacillus bacteria are heat-treated at 200 ° C. for 5 minutes as biological particles. 8A is a fluorescence micrograph before heat treatment, and FIG. 8B is a fluorescence micrograph after heat treatment. Moreover, FIG. 9 is a measurement result of the fluorescence spectrum before heat processing (curve 75) and after heat processing (curve 76) when the blue mold is heat-treated at 200 ° C. for 5 minutes as particles derived from living organisms, FIG. 10A is a fluorescence micrograph before the heat treatment, and FIG. 10B is a fluorescence micrograph after the heat treatment. As shown in these figures, it was found that the fluorescence intensity of other microorganisms significantly increased by heat treatment as in the case of E. coli.

これに対して、図11(A)および図11(B)は、それぞれ、蛍光を発する埃を200℃にて5分間加熱処理したときの加熱処理前(曲線77)および加熱処理後(曲線78)の蛍光スペクトルの測定結果であり、図12(A)が加熱処理前、図12(B)が加熱処理後の顕微鏡写真である。図11(A)に示された蛍光スペクトルと図11(B)に示された蛍光スペクトルとを重ねると図13に示されるように、これらはほぼ重なることが検証された。すなわち、図13の結果や図12(A)、図12(B)の比較に示されるように、埃からの蛍光強度は加熱処理の前後において変化がないことが分かった。   On the other hand, FIGS. 11A and 11B respectively show before and after the heat treatment (curve 78) when the fluorescent dust is heat-treated at 200 ° C. for 5 minutes. ) Fluorescence spectrum measurement results, FIG. 12A is a micrograph before heat treatment, and FIG. 12B is a micrograph after heat treatment. When the fluorescence spectrum shown in FIG. 11 (A) and the fluorescence spectrum shown in FIG. 11 (B) are overlapped, as shown in FIG. 13, it was verified that they almost overlap. That is, as shown in the results of FIG. 13 and the comparison of FIGS. 12A and 12B, it was found that the fluorescence intensity from dust did not change before and after the heat treatment.

微生物検出装置100Aにおける検出原理として、発明者らの検証した上述の現象が応用される。すなわち、空気中では、埃と、生物由来の粒子が付着した埃と、生物由来の粒子とが混合されている。上述の現象を基にすると、捕集した粒子に蛍光を発する埃が混ざっている場合、加熱処理前に測定される蛍光スペクトルには、生物由来の粒子からの蛍光と蛍光を発する埃からの蛍光とが含まれ、生物由来の粒子を化学繊維の埃などから区別して検出することができない。しかしながら、加熱処理を施すことで生物由来の粒子だけが蛍光強度が増加し、蛍光を発する埃の蛍光強度は変化しない。そのため、加熱処理前の蛍光強度と所定の加熱処理後の蛍光強度との差を測定することで、生物由来の粒子の量を求めることができる。   As a detection principle in the microorganism detection apparatus 100A, the above-described phenomenon verified by the inventors is applied. That is, in the air, dust, dust to which biological particles are attached, and biological particles are mixed. Based on the above-mentioned phenomenon, when dust that emits fluorescence is mixed in the collected particles, the fluorescence spectrum measured before heat treatment includes fluorescence from biological particles and fluorescence from dust that emits fluorescence. In other words, it is impossible to distinguish biological particles from chemical fiber dust. However, the heat treatment increases the fluorescence intensity of only biological particles, and does not change the fluorescence intensity of the dust that emits fluorescence. Therefore, by measuring the difference between the fluorescence intensity before the heat treatment and the fluorescence intensity after the predetermined heat treatment, the amount of biologically derived particles can be determined.

<機能構成>
以降の説明においては、微生物検出装置100Aが上述した原理を利用して空気中の微生物を検出するものとする。もちろん、空気中の生物由来の粒子を検出するために利用される原理は上述の原理に限定されるものではなく、上の原理は、単に、好適に用いられる一例として挙げているに過ぎない。
<Functional configuration>
In the following description, it is assumed that the microorganism detection apparatus 100A detects microorganisms in the air using the principle described above. Of course, the principle used to detect biologically-derived particles in the air is not limited to the above-mentioned principle, and the above principle is merely given as an example that is preferably used.

図14は、上記原理を利用して空気中の微生物を検出するための微生物検出装置100Aの機能構成を示すブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of a microorganism detection apparatus 100A for detecting microorganisms in the air using the above principle.

図14では、信号処理部30の機能が主に電気回路であるハードウェア構成で実現される例が示されている。しかしながら、これら機能のうちの少なくとも一部は、信号処理部30が図示しないCPU(Central Processing Unit)を備え、該CPUが所定のプログラムを実行することによって実現される、ソフトウェア構成であってもよい。また、測定部40の構成がソフトウェア構成である例が示されている。しかしながら、これら機能のうちの少なくとも一部は、電気回路などのハードウェア構成で実現されてもよい。   FIG. 14 shows an example in which the function of the signal processing unit 30 is realized by a hardware configuration that is mainly an electric circuit. However, at least a part of these functions may have a software configuration that is realized when the signal processing unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and the CPU executes a predetermined program. . In addition, an example in which the configuration of the measurement unit 40 is a software configuration is shown. However, at least some of these functions may be realized by a hardware configuration such as an electric circuit.

図14を参照して、信号処理部30は、受光素子9に接続される電流−電圧変換回路34と、電流−電圧変換回路34に接続される増幅回路35とを含む。   Referring to FIG. 14, signal processing unit 30 includes a current-voltage conversion circuit 34 connected to light receiving element 9 and an amplification circuit 35 connected to current-voltage conversion circuit 34.

測定部40は、制御部41、記憶部42、およびクロック発生部43を含む。さらに、測定部40は、スイッチ110の操作に伴ったスイッチ110からの入力信号を受け付けることで情報の入力を受け付けるための入力部44と、表示パネル130に測定結果等を表示させる処理を実行するための表示部45と、通信部150に接続された外部装置とのデータ等のやり取りに必要な処理を行なうための外部接続部46と、ファン50、ヒータ91、捕集ユニット12Aを往復移動させるための図示しない機構、およびブラシ60を往復移動させるための図示しない機構を駆動させるための駆動部48とを含む。   The measurement unit 40 includes a control unit 41, a storage unit 42, and a clock generation unit 43. Further, the measurement unit 40 executes an input unit 44 for receiving an input of information by receiving an input signal from the switch 110 in accordance with the operation of the switch 110, and a process of displaying a measurement result or the like on the display panel 130. For reciprocating the fan 50, the heater 91, and the collection unit 12A, the external connection unit 46 for performing processing necessary for the exchange of data and the like between the display unit 45 and the external device connected to the communication unit 150 And a drive unit 48 for driving a mechanism (not shown) for reciprocating the brush 60.

捕集室5Aに導入され捕集治具12上に捕集された粒子に対して発光素子6から照射されることで、照射領域15にある当該粒子からの蛍光が、受光素子9に集光される。受光素子9から、受光量に応じた電流信号が信号処理部30に対して出力される。電流信号は、電流−電圧変換回路34に入力される。   By irradiating the particles introduced into the collection chamber 5 </ b> A and collected on the collection jig 12 from the light emitting element 6, the fluorescence from the particles in the irradiation region 15 is condensed on the light receiving element 9. Is done. A current signal corresponding to the amount of received light is output from the light receiving element 9 to the signal processing unit 30. The current signal is input to the current-voltage conversion circuit 34.

電流−電圧変換回路34は、受光素子9から入力された電流信号より蛍光強度を表わす
ピーク電流値Hを検出し、電圧値Ehに変換する。電圧値Ehは増幅回路35で予め設定した増幅率に増幅され、測定部40に対して出力される。測定部40の制御部41は信号処理部30から電圧値Ehの入力を受け付けて、順次、記憶部42に記憶させる。
The current-voltage conversion circuit 34 detects a peak current value H representing the fluorescence intensity from the current signal input from the light receiving element 9 and converts it to a voltage value Eh. The voltage value Eh is amplified to a preset amplification factor by the amplifier circuit 35 and is output to the measurement unit 40. The control unit 41 of the measurement unit 40 receives the input of the voltage value Eh from the signal processing unit 30 and sequentially stores it in the storage unit 42.

クロック発生部43はクロック信号を発生させ、制御部41に対して出力する。制御部41は、クロック信号に基づいたタイミングで、ファン50を回転させるための制御信号を駆動部48に対して出力して、ファン50による空気の導入を制御する。また、制御部41は発光素子6および受光素子9と電気的に接続され、それらのON/OFFを制御する。   The clock generation unit 43 generates a clock signal and outputs it to the control unit 41. The control unit 41 outputs a control signal for rotating the fan 50 to the driving unit 48 at a timing based on the clock signal, and controls the introduction of air by the fan 50. Moreover, the control part 41 is electrically connected with the light emitting element 6 and the light receiving element 9, and controls those ON / OFF.

制御部41は計算部411を含み、計算部411において、記憶部42に記憶された電圧値Ehを用いて、導入された空気中の生物由来の粒子量を算出するための動作が行なわれる。具体的な動作について、図15の制御部41での制御の流れを示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、生物由来の粒子量として、捕集室5A内に所定時間の間に導入された空気中の微生物濃度を算出するものとする。   The control unit 41 includes a calculation unit 411. In the calculation unit 411, an operation for calculating the amount of living organism-derived particles in the introduced air is performed using the voltage value Eh stored in the storage unit. A specific operation will be described with reference to a flowchart showing a control flow in the control unit 41 of FIG. Here, the concentration of microorganisms in the air introduced in the collection chamber 5A during a predetermined time is calculated as the amount of biological particles.

<測定動作>
図15は、微生物検出装置100Aでの測定動作の具体的な流れを表わしたフローチャートである。図15のフローチャートに表わされた動作は、信号処理部30に含まれる図示しないCPUが所定のプログラムを実行して図14に示される各機能を発揮することによって実現される。
<Measurement operation>
FIG. 15 is a flowchart showing a specific flow of the measurement operation in the microorganism detection apparatus 100A. The operation shown in the flowchart of FIG. 15 is realized by a CPU (not shown) included in the signal processing unit 30 executing a predetermined program to exhibit each function shown in FIG.

図15を参照して、微生物検出装置100AがONされると、ステップS1で、予め規定されている捕集時間である時間△T1の間、捕集室5Aでの捕集動作が行なわれる。ステップS1での具体的な動作としては、制御部41は駆動部48に対して制御信号を出力してファン50を駆動させて捕集室5A内に空気を取り込む。捕集室5A内に導入された空気中の粒子は、放電電極1により負電荷に帯電され、ファン50による空気の流れと放電電極1および捕集治具12表面の皮膜3の間で形成される電界とにより、捕集治具12表面の照射領域15に対応した狭い範囲に捕集される。捕集時間△T1が経過すると制御部41は捕集動作を終了、すなわち、ファン50の駆動を終了させる。   Referring to FIG. 15, when microbe detection apparatus 100A is turned on, in step S1, a collection operation in collection chamber 5A is performed for a time ΔT1 that is a predefined collection time. As a specific operation in step S1, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to drive the fan 50 and take air into the collection chamber 5A. Particles in the air introduced into the collection chamber 5A are charged to a negative charge by the discharge electrode 1, and are formed between the air flow by the fan 50 and the coating 3 on the surface of the discharge electrode 1 and the collection jig 12. Is collected in a narrow range corresponding to the irradiation region 15 on the surface of the collecting jig 12. When the collection time ΔT1 elapses, the control unit 41 ends the collection operation, that is, ends the driving of the fan 50.

これにより、時間△T1の間、外部空気が捕集室5A内に導入孔10を通じて導入され、その空気中の粒子は、捕集治具12表面に時間△T1の間、捕集される。   Thereby, external air is introduced into the collection chamber 5A through the introduction hole 10 during the time ΔT1, and particles in the air are collected on the surface of the collection jig 12 during the time ΔT1.

次に、ステップS3で制御部41は、駆動部48に対して制御信号を出力して捕集ユニット12Aを移動させるための機構を稼動させて、捕集ユニット12Aを捕集室5Aから検出室5Bに移動させる。移動が完了すると、ステップS5で検出動作が行なわれる。ステップS5では微生物検出装置100Aと同様に、制御部41は発光素子6に発光させ、規定の測定時間△T2の間、受光素子9により蛍光を受光させる。発光素子6からの光は、捕集治具12の表面の照射領域15に照射され、捕集された粒子から蛍光が発光される。その蛍光強度F1に応じた電圧値が測定部40に入力されて記憶部42に記憶される。これにより、加熱前の蛍光量S1が測定される。   Next, in step S3, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to operate a mechanism for moving the collection unit 12A, and moves the collection unit 12A from the collection chamber 5A to the detection chamber. Move to 5B. When the movement is completed, a detection operation is performed in step S5. In step S5, similarly to the microorganism detection apparatus 100A, the control unit 41 causes the light emitting element 6 to emit light and causes the light receiving element 9 to receive the fluorescence for a predetermined measurement time ΔT2. The light from the light emitting element 6 is applied to the irradiation region 15 on the surface of the collecting jig 12, and fluorescence is emitted from the collected particles. A voltage value corresponding to the fluorescence intensity F <b> 1 is input to the measurement unit 40 and stored in the storage unit 42. Thereby, the fluorescence amount S1 before heating is measured.

なお、上記測定時間△T2は制御部41に予め設定されているものであってもよいし、スイッチ110などの操作や、ケーブル400を介して通信部150に接続されたPC300からの信号や、通信部150に装着された記録媒体からの信号などによって入力、変更されるものであってもよい。   The measurement time ΔT2 may be set in advance in the control unit 41, the operation of the switch 110 or the like, the signal from the PC 300 connected to the communication unit 150 via the cable 400, It may be input or changed by a signal from a recording medium attached to the communication unit 150.

このとき、別途設けたLED等の発光素子(図示せず)からの発光の、捕集治具12表面の粒子が捕集されない反射領域(図示せず)からの反射光を、別途設けた受光素子(図示せず)で受光し、その受光量を参照値I0として用いてF1/I0を記憶部42に記憶してもよい。参照値I0に対する比率を算出することで、発光素子や受光素子の温度、湿度等の環境条件や劣化等による特性変動に起因する蛍光強度の変動を補償することができるという利点が生じる。   At this time, the light received from the reflection region (not shown) where the particles on the surface of the collecting jig 12 are not collected, which is emitted from a light emitting element (not shown) such as an LED provided separately, is received. Light may be received by an element (not shown), and F1 / I0 may be stored in the storage unit 42 using the received light amount as a reference value I0. By calculating the ratio with respect to the reference value I0, there is an advantage that fluctuations in fluorescence intensity caused by characteristic fluctuations due to environmental conditions such as the temperature and humidity of the light emitting element and the light receiving element and deterioration can be compensated.

ステップS5の測定動作が終了すると、ステップS7で制御部41は、駆動部48に対
して制御信号を出力して捕集ユニット12Aを移動させるための機構を稼動させて、捕集ユニット12Aを検出室5Bから捕集室5Aに移動させる。移動が完了すると、ステップS9で加熱動作が行なわれる。ステップS9では微生物検出装置100Aと同様に、制御部41は予め規定した加熱処理時間である時間△T3の間、ヒータ91に加熱を行なわせる。このときの加熱温度は予め規定されている。
When the measurement operation in step S5 is completed, in step S7, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to operate a mechanism for moving the collection unit 12A, and detects the collection unit 12A. The chamber 5B is moved to the collection chamber 5A. When the movement is completed, a heating operation is performed in step S9. In step S9, similarly to the microorganism detection apparatus 100A, the control unit 41 causes the heater 91 to perform heating for a time ΔT3 which is a predetermined heat treatment time. The heating temperature at this time is defined in advance.

加熱動作後、ステップS11で冷却動作が行なわれる。ステップS11では、制御部41は、駆動部48に制御信号を出力して、所定の冷却時間、ファン50を逆回転させる。捕集ユニット12Aに外部の空気を触れさせることで冷却する。加熱処理時間△T3、加熱温度、および冷却時間も、制御部41に予め設定されているものであってもよいし、スイッチ110などの操作や、ケーブル400を介して通信部150に接続されたPC300からの信号や、通信部150に装着された記録媒体からの信号などによって入力、変更されるものであってもよい。   After the heating operation, a cooling operation is performed in step S11. In step S <b> 11, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to reversely rotate the fan 50 for a predetermined cooling time. It cools by making external air touch the collection unit 12A. The heat treatment time ΔT3, the heating temperature, and the cooling time may also be set in the control unit 41 in advance, or connected to the communication unit 150 via the operation of the switch 110 or the cable 400. It may be input or changed by a signal from the PC 300 or a signal from a recording medium attached to the communication unit 150.

ステップS7で捕集ユニット12Aを捕集室5Aに移動させた後に捕集室5A内で加熱動作および冷却動作が行なわれ、冷却後に捕集ユニット12Aが検出室5Bに移動することで、加熱時にヒータ91は発光素子6、受光素子9等のセンサ機器から隔てられた距離に位置し、また、壁5C等によっても隔てられ、それにより発光素子6、受光素子9等への熱の影響を抑えることができる。なお、このように加熱時にヒータ91は発光素子6、受光素子9等のセンサ機器とは壁5C等によっても隔てられた捕集室5A内にあることから、ヒータ91は捕集ユニット12A内の必ずしも放電電極1から遠い側の面、すなわち検出室5Bに捕集ユニット12Aが移動したときに発光素子6、受光素子9等から遠い側の面になくてもよく、たとえば放電電極1から近い側の面にあってもよい。   In step S7, the collection unit 12A is moved to the collection chamber 5A, and then the heating operation and the cooling operation are performed in the collection chamber 5A. After cooling, the collection unit 12A moves to the detection chamber 5B so The heater 91 is located at a distance from the sensor device such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9 and is also separated by the wall 5C and the like, thereby suppressing the influence of heat on the light emitting element 6, the light receiving element 9 and the like. be able to. In addition, since the heater 91 is in the collection chamber 5A separated from the sensor devices such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9 by the wall 5C and the like at the time of heating as described above, the heater 91 is disposed in the collection unit 12A. The surface far from the discharge electrode 1, that is, the surface far from the light emitting element 6, the light receiving element 9, etc. when the collection unit 12 </ b> A moves to the detection chamber 5 </ b> B does not necessarily exist. It may be on the side.

ステップS9の加熱動作およびステップS11の冷却動作が終了すると、ステップS13で制御部41は、駆動部48に対して制御信号を出力して捕集ユニット12Aを移動させるための機構を稼動させて、捕集ユニット12Aを捕集室5Aから検出室5Bに移動させる。移動が完了すると、ステップS15で再度検出動作が行なわれる。ステップS15の検出動作はステップS5での検出動作と同じである。ここでの蛍光強度F2に応じた電圧値が測定部40に入力されて記憶部42に記憶される。これにより、加熱後の蛍光量S2が測定される。   When the heating operation in step S9 and the cooling operation in step S11 are completed, in step S13, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to operate a mechanism for moving the collection unit 12A. The collection unit 12A is moved from the collection chamber 5A to the detection chamber 5B. When the movement is completed, the detection operation is performed again in step S15. The detection operation in step S15 is the same as the detection operation in step S5. The voltage value according to the fluorescence intensity F2 here is input to the measurement unit 40 and stored in the storage unit 42. Thereby, the fluorescence amount S2 after heating is measured.

ステップS15で加熱後の蛍光量S2が測定されると、ステップS17で捕集ユニット12Aのリフレッシュ動作が行なわれる。ステップS17で制御部41は、駆動部48に対して制御信号を出力してブラシ60を移動させるための機構を稼動させて、捕集ユニット12A表面でブラシ60を所定回数往復移動させる。このリフレッシュ動作が完了すると、ステップS19で制御部41は、駆動部48に対して制御信号を出力して捕集ユニット12Aを移動させるための機構を稼動させて、捕集ユニット12Aを検出室5Bから捕集室5Aに移動させる。これにより、開始の指示を受けると直ちに次の捕集動作(S1)を開始することができる。   When the fluorescence amount S2 after heating is measured in step S15, the refresh operation of the collection unit 12A is performed in step S17. In step S17, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to operate a mechanism for moving the brush 60, and reciprocates the brush 60 a predetermined number of times on the surface of the collection unit 12A. When this refresh operation is completed, in step S19, the control unit 41 outputs a control signal to the drive unit 48 to operate a mechanism for moving the collection unit 12A, thereby causing the collection unit 12A to move to the detection chamber 5B. To the collection chamber 5A. Thereby, the next collection operation (S1) can be started immediately upon receiving the start instruction.

計算部411は、記憶された蛍光強度F1と蛍光強度F2との差分を増大量△Fとして算出する。上述のように、増大量△Fは生物由来の粒子量(粒子数または粒子濃度等)に関連している。計算部411は、予め、図16に表わされたような、増大量△Fと生物由来の粒子量(粒子濃度)との対応関係を記憶しておく。そして、計算部411は、算出された増大量△Fと該対応関係とを用いて得られる生物由来の粒子濃度を、捕集室5A内に時間△T1の間に導入された空気中の生物由来の粒子濃度として算出する。   The calculation unit 411 calculates the difference between the stored fluorescence intensity F1 and fluorescence intensity F2 as the increase amount ΔF. As described above, the increase amount ΔF is related to the amount of biological particles (number of particles, particle concentration, etc.). The calculation unit 411 stores in advance a correspondence relationship between the increase amount ΔF and the amount of biological particles (particle concentration) as shown in FIG. Then, the calculation unit 411 uses the calculated increase amount ΔF and the corresponding relationship to obtain the biological particle concentration obtained in the collection chamber 5A during the time ΔT1. Calculated as the particle concentration of the origin.

増大量△Fと生物由来の粒子濃度との対応関係は、予め実験的に決められる。たとえば、1m3の大きさの容器内に、大腸菌やバチルス菌やカビ菌などの微生物の一種を、ネブライザを利用して噴霧し、微生物濃度をN個/m3に維持して、微生物検出装置100Aを用いて、上述の検出方法により時間△T1の間微生物を捕集する。そして、所定加熱量(加熱時間△T3、所定の加熱温度)で捕集した微生物に対してヒータ91によって加熱処理を施し、その前後の蛍光強度の増大量△Fを測定する。種々の微生物濃度について同様の測定がなされることで、図16に示された増大量△Fと微生物濃度(個/m3)との関係が得られる。 The correspondence between the increase amount ΔF and the concentration of biological particles is experimentally determined in advance. For example, a type of microorganism such as Escherichia coli, Bacillus, or mold is sprayed into a 1 m 3 container using a nebulizer, and the microorganism concentration is maintained at N / m 3 , thereby detecting a microorganism. Using 100A, the microorganisms are collected for the time ΔT1 by the detection method described above. Then, the microorganisms collected at a predetermined heating amount (heating time ΔT3, predetermined heating temperature) are subjected to a heat treatment by the heater 91, and an increase ΔF in fluorescence intensity before and after that is measured. By performing the same measurement for various microorganism concentrations, the relationship between the increase ΔF shown in FIG. 16 and the microorganism concentration (cells / m 3 ) is obtained.

増大量△Fと生物由来の粒子濃度との対応関係は、スイッチ110などの操作によって入力されることで計算部411に記憶されてもよい。または、該対応関係を記録した記録媒体が通信部150に装着され、外部接続部46が読み込むことで計算部411に記憶されてもよい。または、PC300によって入力および送信され、通信部150に接続されたケーブル400を介して外部接続部46が受け付けることで、計算部411に記憶されてもよい。または、通信部150が赤外線通信やインターネット通信を行なう場合には、外部接続部46が通信部150でのそれらの通信によって他の装置から受け付けることで、計算部411に記憶されてもよい。また、いったん計算部411に記憶された該対応関係が、測定部40により更新されてもよい。   The correspondence relationship between the increase amount ΔF and the biological particle concentration may be stored in the calculation unit 411 by being input by operating the switch 110 or the like. Alternatively, a recording medium in which the correspondence relationship is recorded may be loaded in the communication unit 150 and read by the external connection unit 46 and stored in the calculation unit 411. Alternatively, the calculation may be stored in the calculation unit 411 when the external connection unit 46 receives and transmits the data through the cable 400 that is input and transmitted by the PC 300 and connected to the communication unit 150. Alternatively, when the communication unit 150 performs infrared communication or Internet communication, the external connection unit 46 may receive data from another device through the communication performed by the communication unit 150 and may be stored in the calculation unit 411. Further, the correspondence relationship once stored in the calculation unit 411 may be updated by the measurement unit 40.

計算部411は、増大量△Fが差分△F1と算出された場合、図16の対応関係から増大量△F1に対応する値を特定することで、生物由来の粒子濃度N1(個/m3)を算出する。 Calculation unit 411 increases the amount △ If F is calculated as the difference △ F1, by identifying the value corresponding to the increased amount △ F1 from the correspondence relation of FIG. 16, the particle concentration of the biogenic N1 (number / m 3 ) Is calculated.

ただし、増大量△Fと微生物濃度との対応関係は、微生物の種類(たとえば菌種)によって異なる可能性がある。そこで、計算部411は、いずれかの微生物を標準の微生物と規定して、増大量△Fと該微生物の濃度との対応関係を記憶する。これにより、様々な環境における微生物濃度が、標準の微生物を基準として換算された微生物濃度として算出される。その結果、様々な環境を比較することが可能となり、環境管理が容易となる。   However, the correspondence between the increase amount ΔF and the microorganism concentration may vary depending on the type of microorganism (for example, the bacterial species). Therefore, the calculation unit 411 defines one of the microorganisms as a standard microorganism and stores the correspondence relationship between the increase amount ΔF and the concentration of the microorganism. Thereby, the microorganism concentration in various environments is calculated as a microorganism concentration converted with reference to the standard microorganism. As a result, various environments can be compared, and environmental management becomes easy.

なお、上述の例では増大量△Fには、所定の加熱量(所定の加熱温度、加熱時間△T3)の加熱処理の前後の蛍光強度の差分が用いられているが、これらの比率が用いられてもよい。   In the above example, the increase ΔF uses the difference in fluorescence intensity before and after the heat treatment of a predetermined heating amount (predetermined heating temperature, heating time ΔT3), but these ratios are used. May be.

計算部411で算出された捕集された粒子中の生物由来の粒子すなわち微生物の濃度は、制御部41から表示部45に対して出力される。表示部45は、入力された微生物の濃度を、表示パネル130に表示させるための処理を行なう。表示パネル130での表示の一例として、たとえば、図17(A)に表わされるセンサ表示が挙げられる。詳しくは、表示パネル130には、濃度ごとのランプが備えられ、図17(B)に示されるように、表示部45は、算出された濃度に対応したランプを点灯するランプとして特定し、該ランプを点灯する。他の例として、算出された濃度ごとに、ランプを異なる色に点灯させてもよい。また、表示パネル130はランプ表示に限定されず、数字を表示したり、濃度や対応して予め用意されているメッセージを表示したりしてもよい。また、測定結果は、外部接続部46によって、通信部150に装着された記録媒体に書き込まれてもよいし、通信部150に接続されたケーブル400を介してPC300に送信されてもよい。   The concentration of organism-derived particles, that is, microorganisms in the collected particles calculated by the calculation unit 411 is output from the control unit 41 to the display unit 45. The display unit 45 performs a process for causing the display panel 130 to display the input microorganism concentration. As an example of the display on the display panel 130, for example, a sensor display shown in FIG. Specifically, the display panel 130 is provided with a lamp for each density, and as shown in FIG. 17B, the display unit 45 identifies a lamp corresponding to the calculated density as a lamp to be lit, Turn on the lamp. As another example, the lamp may be lit in a different color for each calculated density. Further, the display panel 130 is not limited to the lamp display, and may display numbers or display a message prepared in advance corresponding to the density. The measurement result may be written to a recording medium attached to the communication unit 150 by the external connection unit 46 or may be transmitted to the PC 300 via the cable 400 connected to the communication unit 150.

入力部44はスイッチ110からの操作信号に従って、表示パネル130での表示方法の選択を受け付けてもよい。または、測定結果を、表示パネル130に表示するか、外部装置に出力するか、の選択を受け付けてもよい。その内容を示す信号は、制御部41に対して出力され、制御部41から表示部45および/または外部接続部46に対して必要な制御信号が出力される。   The input unit 44 may accept selection of a display method on the display panel 130 in accordance with an operation signal from the switch 110. Alternatively, the selection of whether the measurement result is displayed on the display panel 130 or output to an external device may be accepted. A signal indicating the content is output to the control unit 41, and a necessary control signal is output from the control unit 41 to the display unit 45 and / or the external connection unit 46.

<第1の実施の形態の効果>
このように、微生物検出装置100Aは、生物由来の粒子からの蛍光と蛍光を発する埃からの蛍光との加熱処理による性質の差を利用し、所定の加熱処理後の増大量に基づいて生物由来の粒子を検出するものである。すなわち、微生物検出装置100Aは、捕集された生物由来の粒子と埃とに加熱処理を施すと微生物は蛍光強度が増加し埃は変化しない、という現象を利用して生物由来の粒子を検出するものである。そのため、導入された空気中に蛍光を発する埃が含まれている場合であっても、リアルタイムに、かつ精度よく、生物由来の粒子を、蛍光を発する埃から分離して検出することができる。
<Effect of the first embodiment>
As described above, the microorganism detection apparatus 100A uses the difference in properties due to the heat treatment between the fluorescence from the particles derived from the organism and the fluorescence from the dust that emits fluorescence, and is based on the increase after the predetermined heat treatment. It is intended to detect particles. That is, the microorganism detection apparatus 100A detects biological particles by utilizing a phenomenon that when the collected biological particles and dust are subjected to heat treatment, the fluorescence intensity of the microorganisms increases and the dust does not change. Is. For this reason, even when dust that emits fluorescence is contained in the introduced air, it is possible to detect biologically-derived particles separately from dust that emits fluorescence in real time and with high accuracy.

またこのように、微生物検出装置100Aでは、捕集室5Aと検出室5Bとが区切られ、その間を捕集ユニット12Aが行き来して捕集と検出とが行なわれるため、捕集と検出とを連続して行なうことができる。また、上述のように捕集室5Aで捕集治具12が加熱され、冷却された後に検出室5Bに移動させるため、検出室5B内にあるセンサ等への熱の影響を抑えることができる。   Further, in this way, in the microorganism detection device 100A, the collection chamber 5A and the detection chamber 5B are separated, and the collection unit 12A moves back and forth between them to collect and detect. It can be done continuously. In addition, since the collection jig 12 is heated and cooled in the collection chamber 5A as described above and is moved to the detection chamber 5B, the influence of heat on the sensors and the like in the detection chamber 5B can be suppressed. .

さらに、微生物検出装置100Aでは捕集室5Aでの捕集工程から検出室5Bでの検出工程に捕集ユニット12Aが移動する際に捕集ユニット12Aに備えられたカバーが壁5Cの孔5C’を遮蔽する。そのため、検出室5B内への外部光の入射が遮断される。これにより、蛍光測定中に浮遊粒子による散乱等での迷光が抑えられ、測定精度を向上させることができる。   Furthermore, in the microorganism detection apparatus 100A, when the collection unit 12A moves from the collection step in the collection chamber 5A to the detection step in the detection chamber 5B, the cover provided on the collection unit 12A is the hole 5C ′ of the wall 5C. Shield. For this reason, the incidence of external light into the detection chamber 5B is blocked. As a result, stray light due to scattering by suspended particles during fluorescence measurement can be suppressed, and measurement accuracy can be improved.

なお微生物検出装置100Aでは壁5Cで区切られた捕集室5A、検出室5Bが備えられているが、それぞれを完全に分離された別の個体である捕集装置、検出装置で構成し、それらの間で捕集ユニット12Aを移動させる構成、またはそれぞれの装置に捕集ユニット12Aをセットする構成であってもよい。この場合、捕集治具12の加熱は発光素子6、受光素子9等のセンサ機器から隔てられた位置として、検出装置以外の箇所で行なわれればよい。たとえば、上述のように捕集室5Aに対応した捕集装置内で行なわれてもよいし、捕集装置および検出装置のいずれでもないその他の位置(たとえば捕集装置から検出装置への移動の途中等)で行なわれてもよい。ヒータ91は捕集ユニット12Aに含まれてもよいし、検出装置以外の箇所である加熱を行なう箇所に設けられてもよい。また、捕集装置と検出装置とをセットとして用いるのみならず、上記捕集室5Aに対応した捕集装置、または上記検出室5Bに対応した検出装置単体で用いてもよい。その場合、用いる方の装置に信号処理部30および測定部40等に対応した機能が含まれる。   The microbe detection apparatus 100A includes a collection chamber 5A and a detection chamber 5B separated by a wall 5C. Each of the microbe detection apparatuses 100A includes a collection device and a detection device that are completely separated from each other. The structure which moves the collection unit 12A between them, or the structure which sets the collection unit 12A to each apparatus may be sufficient. In this case, the heating of the collection jig 12 may be performed at a place other than the detection device as a position separated from the sensor device such as the light emitting element 6 and the light receiving element 9. For example, as described above, it may be performed in the collection device corresponding to the collection chamber 5A, or other position that is neither the collection device nor the detection device (for example, movement of the collection device to the detection device). It may be performed on the way). The heater 91 may be included in the collection unit 12A, or may be provided at a location where heating is performed, which is a location other than the detection device. In addition to using the collection device and the detection device as a set, the collection device corresponding to the collection chamber 5A or the detection device alone corresponding to the detection chamber 5B may be used. In that case, the function corresponding to the signal processing unit 30 and the measurement unit 40 is included in the apparatus to be used.

さらに微生物検出装置100Aでは捕集ユニット12Aが1つ設けられ、両側矢印Aで表わされた往復運動を行なうことで捕集室5Aと検出室5Bとの間を往復移動するものとしている。しかしながら、捕集ユニット12Aの他の例として回転可能な円盤の上に2以上設けられ、回転に伴って捕集室5Aと検出室5Bとの間を移動するものとしてもよい。この場合、複数の捕集ユニット12Aのうちの1つを捕集室5Aに位置させ、他の1つを検出室5Bに位置させることで、捕集動作と検出動作とを並行して行なわせることができる。このような構成にすることで、連続的に捕集動作を行なうことが可能となり、それと並行して検出動作を連続して行なうことが可能となる。   Furthermore, in the microorganism detection apparatus 100A, one collection unit 12A is provided and reciprocates between the collection chamber 5A and the detection chamber 5B by performing a reciprocating motion represented by a double-sided arrow A. However, as another example of the collection unit 12A, two or more may be provided on a rotatable disk, and may move between the collection chamber 5A and the detection chamber 5B with rotation. In this case, the collection operation and the detection operation are performed in parallel by positioning one of the plurality of collection units 12A in the collection chamber 5A and the other one in the detection chamber 5B. be able to. By adopting such a configuration, it is possible to continuously perform the collecting operation, and it is possible to continuously perform the detecting operation in parallel therewith.

[第2の実施の形態]
上のような構成とすることで、第1の実施の形態にかかる微生物検出装置100Aでは、連続して検出動作を行なわせることが可能となる。その際、微生物検出装置100Aに設けられたブラシ60で捕集治具12表面をリフレッシュすることで、次の検出動作での検出精度が維持される。
[Second Embodiment]
With the above configuration, the microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment can continuously perform the detection operation. At this time, the detection accuracy in the next detection operation is maintained by refreshing the surface of the collection jig 12 with the brush 60 provided in the microorganism detection apparatus 100A.

第2の実施の形態では、微生物検出装置100Aとは異なる方法で捕集治具12表面をリフレッシュすることで、連続して検出動作を行なうことを可能とする構成について説明する。   In the second embodiment, a configuration will be described in which the detection operation can be continuously performed by refreshing the surface of the collection jig 12 by a method different from that of the microorganism detection device 100A.

<微生物検出装置の装置構成>
図18は、第2の実施の形態にかかる微生物検出装置100Bの基本構成を示す図である。図18において、微生物検出装置100Aと同じ構成に関しては同じ参照符号で示し、その説明を繰り返さない。
<Device configuration of microorganism detection device>
FIG. 18 is a diagram showing a basic configuration of a microorganism detection apparatus 100B according to the second embodiment. In FIG. 18, the same components as those of the microorganism detection apparatus 100A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図18を参照して、第2の実施の形態にかかる微生物検出装置100Bは、一方端に導入孔10、他方端にファン50が配された排出孔11を備えた、内空状の筒状筐体5Dを有し、その内部に、捕集機構として針状の放電電極1および捕集治具12が配備されている。導入孔10にはフィルタ(プレフィルタ)10Bが設けられてもよい。   Referring to FIG. 18, the microorganism detection apparatus 100 </ b> B according to the second embodiment includes an inner hollow cylindrical shape having an introduction hole 10 at one end and a discharge hole 11 having a fan 50 disposed at the other end. The housing 5D has a needle-like discharge electrode 1 and a collection jig 12 as a collection mechanism. The introduction hole 10 may be provided with a filter (prefilter) 10B.

放電電極1は高圧電源2の正極に電気的に接続される。捕集治具12と高圧電源2の負極に電気的に接続される。   The discharge electrode 1 is electrically connected to the positive electrode of the high voltage power source 2. Electrically connected to the collection jig 12 and the negative electrode of the high-voltage power supply 2.

ファン50の図示しない駆動機構は測定部40によって制御され、その回転が制御される。ファン50が回転することによって、図中の点線矢印で表わされたように、導入孔10から外部空気が筒状筐体5D内に導入され、排出孔11から筒状筐体5D外に排気される。   A driving mechanism (not shown) of the fan 50 is controlled by the measuring unit 40, and its rotation is controlled. As the fan 50 rotates, external air is introduced from the introduction hole 10 into the cylindrical housing 5D and exhausted from the discharge hole 11 to the outside of the cylindrical housing 5D, as indicated by the dotted arrows in the figure. Is done.

図19の例では、筒状筐体5D内のその高さ方向を遮る位置に略中央に孔を有する絞り板が設けられ、放電電極は、その孔をくぐるように設置されている。これにより、導入孔10から導入された空気の流路は絞り板の孔の径に狭められ、絞り板を通過する際に放電電極1にて電荷される。そして、その狭められた流路のまま捕集治具12に到達するため、捕集治具12上のある程度狭い範囲に浮遊粒子が吸着することになる。   In the example of FIG. 19, a diaphragm plate having a hole in the substantially center is provided at a position that blocks the height direction in the cylindrical housing 5 </ b> D, and the discharge electrode is installed so as to pass through the hole. As a result, the flow path of the air introduced from the introduction hole 10 is narrowed to the diameter of the aperture of the aperture plate, and is charged by the discharge electrode 1 when passing through the aperture plate. And since it reaches the collecting jig 12 with the narrowed flow path, the suspended particles are adsorbed in a somewhat narrow range on the collecting jig 12.

さらに、検出機構として、光源である発光素子6と受光素子9とが配される。発光素子6は好適には半導体レーザが用いられ、レーザ光を照射する。受光素子9は好適にはフォトダイオードが用いられ、蛍光を受光する。   Further, a light emitting element 6 and a light receiving element 9 which are light sources are arranged as a detection mechanism. The light emitting element 6 is preferably a semiconductor laser and irradiates a laser beam. The light receiving element 9 is preferably a photodiode, and receives fluorescence.

なお、図18において発光素子6と受光素子9とは筒状筐体5Dの外部に配されている例が示されている。これは、図の概略化のためにそのように表わされているだけであって、発光素子6と受光素子9とは筒状筐体5Dの内部に配置されていてよい。   18 shows an example in which the light emitting element 6 and the light receiving element 9 are arranged outside the cylindrical housing 5D. This is only shown as such for the sake of schematic illustration, and the light emitting element 6 and the light receiving element 9 may be arranged inside the cylindrical housing 5D.

または、図18に表わされた構成のまま、つまり、発光素子6と受光素子9とが筒状筐体5Dの外部に配された構成としてもよい。   Or it is good also as a structure by which the light emitting element 6 and the light receiving element 9 were distribute | arranged to the exterior of the cylindrical housing | casing 5D with the structure represented in FIG.

この構成の場合、図18に表わされたように、筒状筐体5Dの外部にある発光素子6から筒状筐体5D内の捕集治具12の表面まで照射光を導入するためのガイド6Aが設けられる。または、筒状筐体5Dの壁面の、少なくとも発光素子6から捕集治具12の表面までの間に存在する部分が照射光の透過率の高い素材で形成されていてもよい。   In the case of this configuration, as shown in FIG. 18, the irradiation light is introduced from the light emitting element 6 outside the cylindrical housing 5D to the surface of the collecting jig 12 in the cylindrical housing 5D. A guide 6A is provided. Alternatively, at least a portion of the wall surface of the cylindrical housing 5D that exists between the light emitting element 6 and the surface of the collecting jig 12 may be formed of a material having a high transmittance of irradiation light.

同様に、筒状筐体5D内の捕集治具12の表面から筒状筐体5Dの外部にある受光素子9まで蛍光を導出させるためのガイド9Aが設けられる。または、筒状筐体5Dの壁面の、少なくとも捕集治具12の表面から受光素子9までの間に存在する部分が蛍光の透過率の高い素材で形成されていてもよい。   Similarly, a guide 9A for deriving fluorescence from the surface of the collecting jig 12 in the cylindrical housing 5D to the light receiving element 9 outside the cylindrical housing 5D is provided. Alternatively, at least a portion of the wall surface of the cylindrical housing 5D existing between the surface of the collection jig 12 and the light receiving element 9 may be formed of a material having a high fluorescence transmittance.

受光素子9は信号処理部30に接続され、受光量に比例した電流信号を信号処理部30に対して出力する。信号処理部30は測定部40に接続されて、電流信号を処理した結果を測定部40に対して出力する。従って、導入された空気中に浮遊し、捕集治具12表面に捕集された粒子に発光素子6から光が照射されることによって該粒子から発光された蛍光は、受光素子9において受光され、信号処理部30においてその受光量が検出される。測定部40は、信号処理部30からの処理結果に基づいて、測定結果を表示パネル130に表示させるための処理を行なう。   The light receiving element 9 is connected to the signal processing unit 30 and outputs a current signal proportional to the amount of received light to the signal processing unit 30. The signal processing unit 30 is connected to the measurement unit 40 and outputs the result of processing the current signal to the measurement unit 40. Therefore, the light emitted from the light-emitting element 6 by irradiating the particles floating in the introduced air and collected on the surface of the collecting jig 12 from the light-emitting element 6 is received by the light-receiving element 9. The amount of received light is detected by the signal processing unit 30. Based on the processing result from the signal processing unit 30, the measuring unit 40 performs processing for displaying the measurement result on the display panel 130.

捕集治具12の放電電極1より遠い側には加熱機構としてのヒータ91が配され、捕集治具12とヒータ91とを含んだユニットが捕集ユニット12Aを構成している。ヒータ91は測定部40に電気的に接続され、測定部40によって加熱量(加熱時間、加熱温度等)が制御される。   A heater 91 as a heating mechanism is disposed on the far side of the collecting jig 12 from the discharge electrode 1, and a unit including the collecting jig 12 and the heater 91 constitutes a collecting unit 12A. The heater 91 is electrically connected to the measuring unit 40, and the heating amount (heating time, heating temperature, etc.) is controlled by the measuring unit 40.

図19は捕集ユニット12Aの構成を表わす概略図であって、図19(A)は捕集ユニット12Aの放電電極1側から見た平面図、図19(B)は断面図を表わしている。   FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of the collection unit 12A. FIG. 19A is a plan view of the collection unit 12A viewed from the discharge electrode 1 side, and FIG. 19B is a cross-sectional view. .

図19(A)を参照して、捕集治具12は断熱材上に配置されて、両端が捕集板押さえ板電極で放電電極1側から断熱材に向かう方向に押さえられている。   Referring to FIG. 19A, the collecting jig 12 is disposed on the heat insulating material, and both ends are pressed by the collecting plate pressing plate electrodes in the direction from the discharge electrode 1 side toward the heat insulating material.

図19(B)を参照して、捕集治具12の放電電極1の反対側には、間に断熱材を挟まずにヒータ91が配され、ヒータ91の周囲が断熱材で覆われている。   Referring to FIG. 19B, a heater 91 is disposed on the opposite side of the discharge electrode 1 of the collecting jig 12 without interposing a heat insulating material therebetween, and the periphery of the heater 91 is covered with the heat insulating material. Yes.

<動作概要>
微生物検出装置100Bでは、ファン50が回転することで導入された外気が、針状の放電電極1から放出されるイオンによりチャージされ、捕集治具12表面と放電電極1との間の電位差により捕集治具12表面に捕集される。捕集治具12表面に対して発光素子6からレーザ光が照射されることで、捕集治具12表面の微生物を含む捕集物から蛍光が発せられる。
<Overview of operation>
In the microorganism detection apparatus 100B, the outside air introduced by the rotation of the fan 50 is charged by the ions released from the needle-like discharge electrode 1, and the potential difference between the surface of the collection jig 12 and the discharge electrode 1 is charged. It is collected on the surface of the collection jig 12. When the surface of the collecting jig 12 is irradiated with laser light from the light emitting element 6, fluorescence is emitted from the collected matter containing microorganisms on the surface of the collecting jig 12.

蛍光は受光素子9で受光されることで、信号処理部30において検出される。検出された蛍光には、生物由来の粒子から発せられた蛍光の他、他の物質から発せられた蛍光が含まれることが考えられる。そこで、一例として、微生物検出装置100Bでも上述した微生物検出装置100Aでの検出原理と同じ検出原理を利用して生物由来の粒子を検出する。すなわち、上述のように、生物由来の粒子から発せられる蛍光は加熱処理することにより強度が増加するのに対し、生物由来でない埃からの蛍光は加熱処理の前後で強度が変化しないという差異を利用して、加熱前後の蛍光強度の差分に基づいて生物由来の粒子を検出する。   The fluorescence is detected by the light receiving element 9 and detected by the signal processing unit 30. It is considered that the detected fluorescence includes fluorescence emitted from other substances in addition to fluorescence emitted from biological particles. Therefore, as an example, the microorganism detection apparatus 100B also detects biological particles using the same detection principle as that of the microorganism detection apparatus 100A described above. That is, as described above, fluorescence emitted from biological particles increases in intensity by heat treatment, whereas fluorescence from non-biological dust does not change in intensity before and after the heat treatment. Then, biologically derived particles are detected based on the difference in fluorescence intensity before and after heating.

このような検出方法は、捕集治具12表面に静電誘導力を利用して浮遊粒子を吸着させて捕集することを前提としている。そのため、微生物検出装置100Bを用いて連続して検出動作を行なう場合、捕集治具12表面のリフレッシュが不可欠となる。   Such a detection method is based on the premise that airborne particles are adsorbed and collected on the surface of the collection jig 12 using electrostatic induction force. Therefore, when the detection operation is continuously performed using the microorganism detection apparatus 100B, the surface of the collection jig 12 needs to be refreshed.

第1の実施の形態にかかる微生物検出装置100Aでは、ブラシ60を捕集治具12表面に物理的に接触させることでその表面に付着した粒子を取り除くものであった。第2の実施の形態にかかる微生物検出装置100Bでは、熱処理を利用して捕集治具12表面に付着した粒子を取り除く。   In the microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment, the brush 60 is physically brought into contact with the surface of the collection jig 12 to remove particles adhering to the surface. In the microorganism detection apparatus 100B according to the second embodiment, the particles adhering to the surface of the collection jig 12 are removed using heat treatment.

微生物検出装置100Bは、この動作を行なうための機能として、図14に示された第1の実施の形態にかかる微生物検出装置100Aの機能構成と同様の機能を備える。   The microorganism detection apparatus 100B has the same function as that of the microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment shown in FIG. 14 as a function for performing this operation.

<動作フロー>
図20は、微生物検出装置100Bでの測定動作の具体的な流れを表わしたフローチャートである。図20のフローチャートに表わされた動作は、概ね、図15に表わされた微生物検出装置100Aでの測定動作と同じである。ただし、微生物検出装置100Bは微生物検出装置100Aと異なって捕集ユニット12Aを移動させる動作が含まれないため、図15の動作のうちのステップS3,S7,S13,S19の捕集ユニット12Aを移動させる動作が不要となる。
<Operation flow>
FIG. 20 is a flowchart showing a specific flow of the measurement operation in the microorganism detection apparatus 100B. The operation shown in the flowchart of FIG. 20 is generally the same as the measurement operation in the microorganism detection apparatus 100A shown in FIG. However, since the microorganism detection apparatus 100B does not include an operation of moving the collection unit 12A unlike the microorganism detection apparatus 100A, the microorganism detection apparatus 100B moves the collection unit 12A of steps S3, S7, S13, and S19 in the operation of FIG. The operation to make is unnecessary.

すなわち、図20を参照して、第2の実施の形態にかかる微生物検出装置100Bでは、ステップS1で第1の実施の形態にかかる微生物検出装置100Aと同様の捕集動作が行なわれた後、ステップS5で捕集治具12の表面の蛍光量S1が測定される。   That is, referring to FIG. 20, in the microorganism detection device 100B according to the second embodiment, after the same collection operation as that of the microorganism detection device 100A according to the first embodiment is performed in step S1, In step S5, the fluorescence amount S1 on the surface of the collection jig 12 is measured.

その後、ステップS9でヒータ91に所定の加熱量で捕集治具12を加熱させる。ここでの加熱量の一例として、たとえば200℃で2分の加熱が挙げられる。   Thereafter, in step S9, the collection jig 12 is heated by the heater 91 with a predetermined heating amount. An example of the heating amount here is heating at 200 ° C. for 2 minutes, for example.

そして、ステップS11でファン50を駆動させて捕集治具12を冷却した後、ステップS15で加熱後の捕集治具12の表面の蛍光量S2が測定される。   In step S11, the fan 50 is driven to cool the collection jig 12, and in step S15, the amount of fluorescence S2 on the surface of the collection jig 12 after heating is measured.

以上で加熱前後の蛍光量の測定が終了し、第2の実施の形態にかかる微生物検出装置100Bでも、リフレッシュ動作(ステップS17’)が行なわれる。   Thus, the measurement of the fluorescence amount before and after heating is completed, and the refresh operation (step S17 ') is also performed in the microorganism detection apparatus 100B according to the second embodiment.

ただし、微生物検出装置100Bでのリフレッシュ動作はブラシなどの物理的な接触によるものではなく、捕集治具12を加熱することにより行なわれる。すなわち、ステップS17’では、ヒータ91に所定の加熱量で捕集治具12を加熱させる。ここでの加熱量は上記ステップS9での加熱量よりも大きく、具体的には、生物由来の粒子から発光された蛍光が消失する温度(蛍光発光消失温度)以上の温度である。一例として、たとえば300℃で2分の加熱が挙げられる。場合によっては、400℃や500℃であってもよい。   However, the refresh operation in the microorganism detection apparatus 100B is not performed by physical contact with a brush or the like, but is performed by heating the collection jig 12. That is, in step S17 ', the collection jig 12 is heated by the heater 91 with a predetermined heating amount. The amount of heating here is larger than the amount of heating in step S9, specifically, a temperature equal to or higher than the temperature at which the fluorescence emitted from the biological particles disappears (fluorescence emission disappearance temperature). An example is heating at 300 ° C. for 2 minutes. Depending on circumstances, it may be 400 ° C. or 500 ° C.

<第2の実施の形態の効果>
微生物検出装置100Bにおいて高温での加熱によるリフレッシュ動作が行なわれることで、先の検出動作で捕集治具12表面に付着した生物由来の粒子からの蛍光発光を消失させることができる。さらに、塵埃等の生物由来の粒子以外の粒子も熱消失させることができる。これにより、次の検出動作を開始するにあたって捕集治具12表面をリフレッシュさせることができる。
<Effects of Second Embodiment>
By performing the refresh operation by heating at a high temperature in the microorganism detection apparatus 100B, the fluorescence emission from the biological particles adhering to the surface of the collection jig 12 by the previous detection operation can be eliminated. Furthermore, particles other than living organism-derived particles such as dust can be lost by heat. Thereby, the surface of the collection jig 12 can be refreshed when starting the next detection operation.

捕集治具12表面からの蛍光は生物由来の粒子からの蛍光び蛍光埃からの蛍光が大部分を占める。捕集治具12表面のリフレッシュがなされないと、先に説明した検出原理を利用する場合、加熱後の蛍光強度の増加分が受光素子9からのセンサ出力として測定部40に入力される。さらに次の検出動作が実行されると、その検出動作での蛍光強度は、先の検出動作における加熱後の蛍光強度に新たに捕集された増加分が加算されることになる。従って、検出動作を繰り返すに連れてセンサ出力の信号のベースが上昇することになる。センサの出力信号の最大値は、センサの駆動電圧で決定される。そのため、信号ベースの上昇は、その後のセンサの測定回数の減少につながる。   Most of the fluorescence from the surface of the collecting jig 12 is fluorescence from biological particles and fluorescence from fluorescent dust. If the surface of the collecting jig 12 is not refreshed, when the detection principle described above is used, an increase in the fluorescence intensity after heating is input to the measuring unit 40 as a sensor output from the light receiving element 9. When the next detection operation is further performed, the newly collected increase is added to the fluorescence intensity after heating in the previous detection operation. Accordingly, as the detection operation is repeated, the base of the sensor output signal increases. The maximum value of the sensor output signal is determined by the sensor drive voltage. Therefore, an increase in signal base leads to a decrease in the number of subsequent sensor measurements.

微生物検出装置100Bで上述のようなリフレッシュ動作が行なわれることで捕集治具12表面が高効率にリフレッシュされるため、センサの測定回数の減少を抑えることができる。つまり、連続して検出動作を行なっても高精度で生物由来の粒子が検出されることになる。   Since the surface of the collection jig 12 is refreshed with high efficiency by performing the refresh operation as described above in the microorganism detection apparatus 100B, it is possible to suppress a decrease in the number of sensor measurements. That is, even if the detection operation is continuously performed, the biological particles are detected with high accuracy.

なお、第1の実施の形態にかかる微生物検出装置100Aにも上述のようにブラシ60が設けられ、ブラシ60を捕集治具12上を往復移動させることによる物理的な接触によって捕集治具12の付着物を取り除くことがなされている。そのため、もちろん、微生物検出装置100Aでも、同様に、検出動作を連続して行なうことが可能であり、その回数を増加させることができる。   The microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment is also provided with the brush 60 as described above, and the collection jig is physically contacted by reciprocating the brush 60 on the collection jig 12. Twelve deposits are removed. Therefore, of course, the microorganism detection apparatus 100A can similarly perform the detection operation continuously and increase the number of times.

しかしながら、物理的な接触を利用して付着物を取り除く場合、接触が完全でない箇所が生じるとその部分の付着物が取り除かれないことになる。そのため、微生物検出装置100Bのように加熱処理を利用したリフレッシュ動作を行なうことで、より効率的に捕集治具12上の付着物を取り除くことができる。   However, when removing the deposit using physical contact, if a portion where the contact is not complete occurs, the deposit on that portion is not removed. Therefore, the deposit on the collection jig 12 can be more efficiently removed by performing a refresh operation using heat treatment as in the microorganism detection apparatus 100B.

さらに、図示していないものの、図18に表わされた微生物検出装置100Bの構成に微生物検出装置100Aと同様のブラシをさらに加えて、ブラシによる物理的接触でのリフレッシュ動作と加熱処理でのリフレッシュ動作とを組み合わせることで、より効率的に捕集治具12上の付着物を取り除くことができる。ブラシによる物理的接触でのリフレッシュ動作と加熱処理でのリフレッシュ動作とを組み合わせる場合、これら動作は同時ではなく、異なるタイミングで実行される。好ましくは、先にブラシで捕集治具12上の付着物を取り除き、その後に加熱処理を行なう。このように両方の動作を組み合わせることによって、より完全に捕集治具12上の付着物を取り除くことができる。   Further, although not shown, a brush similar to the microorganism detecting device 100A is further added to the structure of the microorganism detecting device 100B shown in FIG. 18, and refresh operation by physical contact with the brush and refresh by heat treatment are performed. By combining the operation, the deposit on the collecting jig 12 can be removed more efficiently. When a refresh operation by physical contact with a brush and a refresh operation by heat treatment are combined, these operations are not performed at the same time but at different timings. Preferably, the deposit on the collection jig 12 is first removed with a brush, and then heat treatment is performed. By combining both operations in this way, the deposits on the collecting jig 12 can be removed more completely.

<実験の説明>
発明者らは、第2の実施の形態にかかる微生物検出装置100Bの効果を確認するため、カビ菌をサンプルとして用いて、加熱量と蛍光強度との変化を測定した。
<Explanation of experiment>
In order to confirm the effect of the microorganism detection apparatus 100B according to the second embodiment, the inventors measured changes in heating amount and fluorescence intensity using mold fungi as a sample.

図21は、カビ菌を付着させた捕集治具を200℃に加熱した後、さらに、250℃まで加熱した場合、および300℃まで加熱した場合の、捕集治具からの蛍光強度の時間変化の測定結果を示す図である。   FIG. 21 shows the time of fluorescence intensity from the collection jig when the collection jig to which the mold is attached is heated to 200 ° C. and then further heated to 250 ° C. and when heated to 300 ° C. It is a figure which shows the measurement result of a change.

また、図22は、検出動作前の捕集治具表面、検出動作後加熱前の捕集治具表面、200℃に加熱した後の捕集治具表面、および300℃まで加熱した後の捕集治具表面からの蛍光強度の測定結果を表わす図である。   FIG. 22 shows the surface of the collection jig before the detection operation, the surface of the collection jig before heating after the detection operation, the surface of the collection jig after heating to 200 ° C., and the collection jig after heating to 300 ° C. It is a figure showing the measurement result of the fluorescence intensity from the collector jig surface.

図21を参照して、200℃で加熱した場合、加熱時間の経過に伴って蛍光強度の減少が顕著には見られず、20分経過しても捕集治具からの蛍光強度が蛍光消失レベルには達さないことが測定された。そのため、200℃での加熱では蛍光消失レベルに達するまでかなりの時間を要することがわかる。   Referring to FIG. 21, when heated at 200 ° C., the fluorescence intensity does not decrease significantly as the heating time elapses, and the fluorescence intensity from the collecting jig disappears after 20 minutes. It was measured that the level was not reached. Therefore, it can be seen that heating at 200 ° C. requires a considerable amount of time to reach the fluorescence disappearance level.

250℃で加熱した場合、加熱時間の経過に伴って蛍光強度は減少するものの、同様に、20分経過しても捕集治具からの蛍光強度が蛍光消失レベルには達さないことが測定された。そのため、250℃での加熱でも蛍光消失レベルに達するまでかなりの時間を要することがわかる。   When heated at 250 ° C., the fluorescence intensity decreases with the elapse of the heating time, but similarly, it is measured that the fluorescence intensity from the collecting jig does not reach the fluorescence disappearance level even after 20 minutes. It was done. Therefore, it can be seen that considerable time is required to reach the fluorescence disappearance level even when heating at 250 ° C.

300℃まで加熱した場合、加熱後、ほぼ1分間で蛍光強度は消失レベルに到達したことが測定された。また、図22を参照して、また、300℃の加熱によって、捕集治具からの蛍光強度は、捕集後のそれより低下することが測定された。これは、300℃の加熱によって生物由来の粒子のみならず、蛍光埃等の生物由来の粒子以外の粒子も消失していることを表わしている。   When heated to 300 ° C., it was measured that the fluorescence intensity reached the disappearance level in about 1 minute after heating. Moreover, with reference to FIG. 22, it was measured that the fluorescence intensity from a collection jig | tool falls by the heating after 300 degreeC from that after collection. This indicates that not only biological particles but also particles other than biological particles such as fluorescent dust have disappeared by heating at 300 ° C.

この実験より、捕集治具表面のリフレッシュ動作としての加熱処理には300℃が適しているとの考察が得られた。   From this experiment, it was considered that 300 ° C. is suitable for the heat treatment as a refreshing operation on the surface of the collecting jig.

次に、発明者らは、リフレッシュ動作としての300℃での加熱処理を伴って微生物検出装置100Bで検出動作を繰り返し行なった場合の蛍光強度と、リフレッシュ動作を伴わない場合の蛍光強度とを測定した。図23は、リフレッシュ動作を伴なって5回検出動作を繰り返した場合(ハッチングあり)とリフレッシュ動作を伴わずに5回(ハッチングなし)との測定結果を、検出動作ごとに比較して示した図である。   Next, the inventors measure the fluorescence intensity when the detection operation is repeatedly performed by the microorganism detection apparatus 100B with the heat treatment at 300 ° C. as the refresh operation and the fluorescence intensity when the refresh operation is not performed. did. FIG. 23 shows a comparison of measurement results for each detection operation when the detection operation is repeated five times with a refresh operation (with hatching) and with five times without a refresh operation (without hatching). FIG.

この実験では、微生物検出装置100Bの捕集治具12として捕集板シリコンウェハー15mmを用い、発光素子6としてレーザダイオードを用いてレーザ光を捕集治具12に対して照射し、受光素子9としてフォトダイオードを用いて捕集治具12から発光する蛍光を検出した。検出動作前の捕集治具12からの蛍光強度を初期値として測定する。   In this experiment, a collection plate silicon wafer 15 mm is used as the collection jig 12 of the microorganism detection apparatus 100B, a laser diode is used as the light emitting element 6, and the collection jig 12 is irradiated with laser light. The fluorescence emitted from the collection jig 12 was detected using a photodiode. The fluorescence intensity from the collection jig 12 before the detection operation is measured as an initial value.

その後、捕集治具12の電位をグランド電位とし、放電電極1に5KV印加して、電位差を+5kVに設定した。ファン50Aにより、20L/minの流量で外気を微生物検出装置100B内に導入し、15分間、空気中の浮遊粒子を静電捕集した。   Thereafter, the potential of the collecting jig 12 was set to the ground potential, 5 KV was applied to the discharge electrode 1, and the potential difference was set to +5 kV. Outside air was introduced into the microorganism detection apparatus 100B at a flow rate of 20 L / min by the fan 50A, and airborne particles were electrostatically collected for 15 minutes.

捕集終了後、捕集治具12からの蛍光強度を測定し、ヒータ91により捕集治具12を200℃2分間加熱して冷却した後、再度、蛍光強度を測定した。   After the completion of collection, the fluorescence intensity from the collection jig 12 was measured. After the collection jig 12 was heated and cooled by the heater 91 at 200 ° C. for 2 minutes, the fluorescence intensity was measured again.

リフレッシュ動作を伴う検出動作の場合、さらにその後、300℃で2分間の加熱を行なった。   In the case of the detection operation accompanied by the refresh operation, heating was further performed at 300 ° C. for 2 minutes.

図23を参照して、リフレッシュ動作を伴わない場合、捕集治具12からの蛍光強度は、捕集後に捕集前よりも増加している。そして、200℃加熱で蛍光強度が更に増加している。先述のように、これは、生物由来の粒子からの蛍光強度の変化によるものであるため、この200℃加熱前後の蛍光強度の差分により、導入された空気中の生物由来の粒子の量が検出される。   Referring to FIG. 23, when the refresh operation is not performed, the fluorescence intensity from collection jig 12 is increased after collection than before collection. And the fluorescence intensity further increases by heating at 200 ° C. As described above, this is due to a change in fluorescence intensity from biological particles, and thus the amount of biological particles in the introduced air is detected by the difference in fluorescence intensity before and after heating at 200 ° C. Is done.

リフレッシュ動作を伴わずに次の検出動作を実行すると、次の検出動作では前回の検出動作で得られた蛍光強度がベースとなり、今回の検出動作で捕集された粒子による蛍光強度の増加分が、先の蛍光強度に追加されることになる。すなわち、リフレッシュ動作を伴わずに検出動作を繰り返すと、蛍光強度が累積される、つまりベースが増加するため、受光素子9での測定可能な回数が限定されることになる。   If the next detection operation is performed without a refresh operation, the next detection operation is based on the fluorescence intensity obtained in the previous detection operation, and the increase in the fluorescence intensity due to the particles collected in this detection operation is , Will be added to the previous fluorescence intensity. That is, if the detection operation is repeated without the refresh operation, the fluorescence intensity is accumulated, that is, the base is increased, so that the number of times that the light receiving element 9 can be measured is limited.

これに対して、リフレッシュ動作を伴う検出動作の場合、200℃の加熱による蛍光強度の増加を確認した後に、リフレッシュ動作としてさらに300℃で加熱処理を実行する。これにより、捕集された粒子のうちの生物由来の粒子が消失するため、測定された蛍光強度のうちの200℃で2分間加熱することで増加した生物由来の粒子からの蛍光強度の分が減少する。   On the other hand, in the case of a detection operation involving a refresh operation, after confirming an increase in fluorescence intensity due to heating at 200 ° C., a heat treatment is further performed at 300 ° C. as a refresh operation. As a result, the biological particles out of the collected particles disappear, and thus the fluorescence intensity from the biological particles increased by heating at 200 ° C. for 2 minutes out of the measured fluorescence intensity. Decrease.

図22の実験結果より、先述のように、300℃の加熱によって生物由来の粒子のみならず、蛍光埃等の生物由来の粒子以外の粒子も消失することが分かっている。つまり、この実験での300℃の加熱によって、捕集された塵埃の一部も消失すると考えられる。図23の実験結果でも、300℃の加熱を行なうことで、蛍光強度が200℃での加熱の前、つまり捕集後の蛍光強度よりも小さいことがわかる。   From the experimental results of FIG. 22, it is known that not only biological particles but also particles other than biological particles such as fluorescent dust disappear by heating at 300 ° C. as described above. That is, it is considered that part of the collected dust disappears by heating at 300 ° C. in this experiment. Also from the experimental results shown in FIG. 23, it can be seen that by heating at 300 ° C., the fluorescence intensity is lower than that before heating at 200 ° C., that is, after collection.

そのため、リフレッシュ動作を伴って次の検出動作を実行する場合、前回の検出動作でで得られた蛍光強度よりも次の検出動作の開始時の蛍光強度よりも小さくなり、蛍光のベースが低下することになる。   Therefore, when the next detection operation is performed with a refresh operation, the fluorescence intensity obtained by the previous detection operation is smaller than the fluorescence intensity at the start of the next detection operation, and the fluorescence base is lowered. It will be.

つまり、図23の実験結果より、リフレッシュ動作を伴わずに検出動作を繰り返した場合、ベースの増加である、先の検出動作で測定された蛍光強度から次の検出動作で測定された蛍光強度までの増加分は、1400[mV]となるのに対して、リフレッシュ動作を伴った場合にはベースの増加は300[mV]程度であることがわかった。つまり、リフレッシュ動作としての300℃での加熱処理を伴うことで、ベースの増加は約1/5に抑えられることがわかった。したがって、この実験より、リフレッシュ動作である300℃での加熱処理を行なうことにより、微生物検出装置100Bで可能な検出動作の連続回数を大幅に増加できることがわかった。   That is, from the experimental result of FIG. 23, when the detection operation is repeated without the refresh operation, the increase in the base, from the fluorescence intensity measured in the previous detection operation to the fluorescence intensity measured in the next detection operation. It can be seen that the increase in the voltage is 1400 [mV], while the increase in the base is about 300 [mV] with the refresh operation. That is, it was found that the increase in the base can be suppressed to about 1/5 by the heat treatment at 300 ° C. as the refresh operation. Therefore, from this experiment, it was found that the number of consecutive detection operations that can be performed by the microorganism detection apparatus 100B can be significantly increased by performing the heat treatment at 300 ° C., which is a refresh operation.

なお、図21での実験結果より、リフレッシュ動作として加熱する温度を、200℃よりもさらに高温とすることでより効果があると考えられる。すなわち、300℃よりも高い450℃や500℃とすることにより、より大きな捕集物も消失することになり、さらにベースの増加が抑えられると考えられる。   From the experimental results shown in FIG. 21, it can be considered more effective to set the heating temperature for the refresh operation to be higher than 200.degree. That is, by setting the temperature to 450 ° C. or 500 ° C., which is higher than 300 ° C., it is considered that larger collected matter disappears and further the increase in base is suppressed.

そこで、発明者らは、微生物検出装置100Bを用いてアオカビおよび花粉を含む空気を導入して検出動作を行ない、その捕集治具を450℃〜500℃で加熱した場合の、捕集治具上の粒子の消失状況を観察した。アオカビの胞子の大きさは、2〜3μmであり、花粉は30μm程度である。   Therefore, the inventors perform detection operation by introducing air containing green mold and pollen using the microorganism detection apparatus 100B, and the collection jig is heated at 450 ° C. to 500 ° C. The disappearance of the upper particles was observed. The size of blue mold spores is 2 to 3 μm, and the pollen is about 30 μm.

図24〜図26は、加熱処理後の捕集治具表面の顕微鏡写真である。図24はリフレッシュ動作としての加熱前、つまり200℃加熱後の450倍の顕微鏡写真である。図25は、図24の写真中のアオカビ部分を拡大して示した顕微鏡写真であって、2000倍の顕微鏡写真である。図26は、450℃〜500℃で加熱した後の、図24の撮影箇所と概ね同一箇所の450倍の顕微鏡写真である。   24 to 26 are micrographs of the surface of the collection jig after the heat treatment. FIG. 24 is a photomicrograph of 450 times before heating as a refresh operation, that is, after heating at 200 ° C. FIG. 25 is a photomicrograph showing an enlarged view of the blue mold part in the photo of FIG. FIG. 26 is a 450 × magnified photo of the same location as the imaging location in FIG. 24 after heating at 450 ° C. to 500 ° C.

図24の写真より、200℃で加熱した後の捕集治具上にはアオカビ胞子および花粉の粒子が観察できる。図26の写真より、450℃〜500℃で加熱されることによって、捕集治具上のアオカビおよび花粉のいずれもが消失しているのがわかる。   From the photograph in FIG. 24, blue mold spores and pollen particles can be observed on the collection jig after heating at 200 ° C. From the photograph of FIG. 26, it can be seen that both the blue mold and pollen on the collection jig disappeared by heating at 450 ° C. to 500 ° C.

すなわち、450℃〜500℃での加熱によって、蛍光が消失すると同時に、300℃では消失し切れなかった数μm〜数10μm程度の大きな粒子が縮小または消失する。これにより、300℃での加熱を行なうよりも450℃〜500℃での加熱の方が蛍光強度がさらに低下することがわかる。従って、この実験より、リフレッシュ動作として450℃〜500℃で加熱することで微生物検出装置100Bで可能な検出動作の連続回数をさらに増加できることがわかった。   That is, by heating at 450 ° C. to 500 ° C., fluorescence disappears, and at the same time, large particles of about several μm to several tens of μm that have not disappeared at 300 ° C. shrink or disappear. Thus, it is understood that the fluorescence intensity is further reduced by heating at 450 ° C. to 500 ° C. than when heating at 300 ° C. Therefore, it was found from this experiment that the number of continuous detection operations that can be performed by the microorganism detection apparatus 100B can be further increased by heating at 450 ° C. to 500 ° C. as the refresh operation.

[第2の実施の形態の変形例]
なお、上の例では、図18に示されたように、加熱機構としてのヒータ91を利用してリフレッシュ動作としての加熱処理を行なうものとしている。このようにすることで、リフレッシュ動作用の構成を加熱機構と別個に備える必要がなくなる。
[Modification of Second Embodiment]
In the above example, as shown in FIG. 18, a heating process as a refresh operation is performed using a heater 91 as a heating mechanism. In this way, it is not necessary to provide a refresh operation configuration separately from the heating mechanism.

しかしながら、リフレッシュ動作としての加熱処理は、加熱機構としてのヒータ91で用いられた板状ヒータを用いる方法に限らず、ハロゲンランプ(赤外線ランプ)、レーザ等の、発熱を伴う光源からの照射光による加熱でもよい。   However, the heat treatment as the refresh operation is not limited to the method using the plate heater used in the heater 91 as the heating mechanism, but by irradiation light from a light source that generates heat, such as a halogen lamp (infrared lamp) or a laser. Heating may be used.

ただし、発熱を伴う光源からの照射光を用いて捕集治具を加熱する場合、捕集治具12の上方に配置し、上方から捕集治具12表面に向けて照射させる必要がある。つまり、ヒータ91のように捕集治具12の表面から遠い位置に配置されると、その表面を効率的に加熱することができない。   However, when heating a collection jig using the irradiation light from the light source accompanied with heat_generation | fever, it is necessary to arrange | position above the collection jig | tool 12 and to irradiate the collection jig | tool 12 surface from the upper direction. That is, if the heater 91 is disposed at a position far from the surface of the collecting jig 12, the surface cannot be efficiently heated.

そこで、第2の実施の形態の変形例として、たとえば光を照射して加熱する場合などの、捕集治具12の上方にリフレッシュ動作としての加熱処理を行なうための熱源を備える構成について説明する。   Therefore, as a modification of the second embodiment, a configuration will be described in which a heat source for performing a heat treatment as a refresh operation is provided above the collection jig 12, for example, when heating by irradiating light. .

図27は、変形例にかかる微生物検出装置100B’の基本構成を示す図である。
図27を参照して、微生物検出装置100B’には、検出動作として捕集治具12を加熱するためのヒータ91とは別に、リフレッシュ動作として捕集治具12を加熱するためのランプ92が設けられる。ランプ92として、好適にはハロゲンランプが用いられる。ハロゲンランプの他、赤外ランプなどの照射光源が考えられる。また、上方からの熱源はランプに限定されず、ヒータ91と同じような板状ヒータなどが用いられてもよい。
FIG. 27 is a diagram showing a basic configuration of a microorganism detection apparatus 100B ′ according to a modification.
Referring to FIG. 27, the microorganism detection apparatus 100B ′ includes a lamp 92 for heating the collection jig 12 as a refresh operation, separately from the heater 91 for heating the collection jig 12 as a detection operation. Provided. A halogen lamp is preferably used as the lamp 92. Irradiation light sources such as infrared lamps can be considered in addition to halogen lamps. Further, the heat source from above is not limited to the lamp, and a plate heater similar to the heater 91 may be used.

図27の例では、一例として、ランプ92が筒状筐体5Dとは異なる筒状筐体5E内に設けられる例が示されている。この例において、筒状筐体5Dは捕集治具12より上方の一部が着脱可能に構成され、筒状筐体5Eはその部分と同形状を有している。図27では、筒状筐体5Dの絞り板よりも上方が着脱可能な構成となっており、その部分と筒状筐体5Eとは、回転部材5E’を挟んで接合されている。   In the example of FIG. 27, as an example, an example in which the lamp 92 is provided in a cylindrical casing 5E different from the cylindrical casing 5D is shown. In this example, the cylindrical casing 5D is configured such that a part above the collecting jig 12 is detachable, and the cylindrical casing 5E has the same shape as that portion. In FIG. 27, the upper portion of the cylindrical casing 5D is detachable from the diaphragm plate, and the portion and the cylindrical casing 5E are joined with the rotating member 5E 'interposed therebetween.

回転部材5E’は測定部40からの制御信号に従って回転可能であって、回転することで、捕集治具12の上方に絞り板を含んだ筒状筐体5Dの上方部分がある状態と、筒状筐体5Eがある状態とに切り替わる。筒状筐体5E内にはランプ92が含まれるため、捕集の後に回転部材5E’が回転することで、捕集治具12上にランプ92が位置するようになる。   The rotating member 5E ′ is rotatable in accordance with a control signal from the measuring unit 40, and by rotating, there is a state in which there is an upper part of the cylindrical housing 5D including the diaphragm plate above the collecting jig 12. It switches to the state with the cylindrical housing 5E. Since the cylindrical casing 5E includes the lamp 92, the rotation member 5E 'rotates after collection, so that the lamp 92 is positioned on the collection jig 12.

ランプ92の図示しない駆動機構は測定部40に接続されており、測定部40からの制御信号に従った照射量の光を照射する。   A driving mechanism (not shown) of the lamp 92 is connected to the measuring unit 40 and irradiates an irradiation amount of light according to a control signal from the measuring unit 40.

微生物検出装置100B’では、捕集治具12で空気中の浮遊粒子が捕集されてヒータ91で加熱の前後の蛍光強度が測定された後、リフレッシュ動作として筒状筐体5Dの上方を付け替えるための回転部材5E’を回転させる制御がなされた後に、ランプ92から光が照射される。   In the microorganism detection apparatus 100B ′, after floating particles in the air are collected by the collection jig 12 and the fluorescence intensity before and after heating is measured by the heater 91, the upper part of the cylindrical housing 5D is replaced as a refresh operation. After the rotation member 5E ′ is controlled to rotate, the lamp 92 emits light.

なお、図27の例ではランプ92が筒状筐体5D外に設置される例が示されている。このように構成することで、捕集の際にランプ92が気流の妨げとならず、効率的な捕集が可能となる。   In the example of FIG. 27, an example in which the lamp 92 is installed outside the cylindrical housing 5D is shown. With this configuration, the lamp 92 does not interfere with the airflow during collection, and efficient collection is possible.

しかしながら、ランプ92の配置は図27のような配置に限定されず、予め筒状筐体5D内に設置されていてもよい。この場合、好ましくは、絞り板に設けられている孔の直下以外の位置に設けられる。このようにすることで、気流の妨げとなることを防止すると共に、図27の例のようなランプ92の付け替え動作を不要とすることができる。   However, the arrangement of the lamps 92 is not limited to the arrangement shown in FIG. 27, and may be installed in the cylindrical housing 5D in advance. In this case, it is preferably provided at a position other than directly below the hole provided in the diaphragm plate. By doing so, it is possible to prevent the airflow from being obstructed and to eliminate the need for the operation of replacing the lamp 92 as in the example of FIG.

<第2の実施の形態の変形例にかかる効果>
このように、変形例にかかる微生物検出装置100B’で捕集治具12の上方に熱源を配して上方から加熱することで、捕集治具12に直接熱が加えられることになるため、下方のヒータ91を用いる場合よりも効率的に加熱することができる。
<Effects of Modification of Second Embodiment>
In this way, heat is directly applied to the collecting jig 12 by arranging a heat source above the collecting jig 12 and heating from above with the microorganism detecting device 100B ′ according to the modification, Heating can be performed more efficiently than when the lower heater 91 is used.

<実験の説明>
発明者らは、第2の実施の形態の変形例にかかる微生物検出装置100B’の効果を確認するための実験を行なった。すなわち、捕集治具12を上方から直接加熱する場合と下方から間接的に加熱する場合のとの効果の相違を確認するため、図28(A),(B)のような簡易な装置を用いて実験を行なった。
<Explanation of experiment>
The inventors conducted an experiment for confirming the effect of the microorganism detection apparatus 100B ′ according to the modification of the second embodiment. That is, in order to confirm the difference in effect between the case where the collecting jig 12 is directly heated from above and the case where it is indirectly heated from below, a simple apparatus as shown in FIGS. The experiment was conducted using this.

図28(A)は捕集治具表面を上方から加熱するための実験装置の概略図であり、図28(B)は捕集治具表面を下方から間接的に加熱するための実験装置の概略図である。図28(A)の装置を用いた実験を実験(A)、図28(B)の装置を用いた実験を実験(B)と称する。   FIG. 28 (A) is a schematic view of an experimental apparatus for heating the surface of the collecting jig from above, and FIG. 28 (B) is an experimental apparatus for indirectly heating the surface of the collecting jig from below. FIG. The experiment using the apparatus of FIG. 28A is referred to as experiment (A), and the experiment using the apparatus of FIG. 28B is referred to as experiment (B).

実験Aにおいては、支柱に対してシリコン基板で捕集治具を水平または略水平に支え、熱源として24V、75Wのハロゲンスポットランプを用いて捕集治具から約10mm離れた位置に設置した。実験Bにおいては、支柱に対してシリコン基板で捕集治具を水平または略水平に支え、そのシリコン基盤の下面に、熱源としてセラミック面状ヒータを設置した。   In Experiment A, the collection jig was supported horizontally or substantially horizontally by a silicon substrate with respect to the support column, and was installed at a position about 10 mm away from the collection jig using a 24 V, 75 W halogen spot lamp as a heat source. In Experiment B, a collection jig was supported horizontally or substantially horizontally on a support with a silicon substrate, and a ceramic planar heater was installed as a heat source on the lower surface of the silicon substrate.

図29〜図34は、実験Aおよび実験Bでの捕集治具表面の顕微鏡写真であって、図29および図30は捕集サンプルとしてカビ菌を用いた場合、図31〜図34は捕集サンプルとして花粉を用いた場合の、実験Aおよび実験Bでの捕集治具表面の顕微鏡写真である。   FIGS. 29 to 34 are micrographs of the surface of the collection jig in Experiment A and Experiment B. FIGS. 29 and 30 show the cases in which fungi are used as the collection sample, and FIGS. It is a microscope picture of the collection jig | tool surface in Experiment A and Experiment B at the time of using pollen as a collection sample.

図29(A)は、ハロゲンスポットランプによって、カビ菌を捕集した捕集治具表面を直接200℃で7分加熱した後の捕集治具表面の2000倍の顕微鏡写真、図29(B)は、その後、さらに、450℃で3分加熱した後の捕集治具表面の2000倍の顕微鏡写真であって、概ね同じ位置を撮影したものである。   FIG. 29 (A) is a micrograph of the surface of the collecting jig after heating the collecting jig surface, which collected the fungus, directly at 200 ° C. for 7 minutes with a halogen spot lamp, FIG. 29 (B). ) Is a photomicrograph of 2000 times of the surface of the collecting jig after further heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is taken at substantially the same position.

図30(A)は、セラミック面状ヒータによって、カビ菌を捕集した捕集治具を間接的に200℃で7分加熱した後の捕集治具表面の2000倍の顕微鏡写真、図30(B)は、その後、さらに、450℃で3分加熱した後の捕集治具表面の2000倍の顕微鏡写真であって、概ね同じ位置を撮影したものである。   FIG. 30A is a micrograph of the surface of the collection jig after heating the collection jig for collecting molds indirectly at 200 ° C. for 7 minutes with a ceramic sheet heater, FIG. (B) is a photomicrograph of 2000 times of the surface of the collecting jig after further heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is taken at substantially the same position.

図30(A)と図30(B)とを比較すると、セラミック面状ヒータによって間接的に加熱した場合には、450℃で3分、追加的に加熱する前後で、カビ菌に変化がないことが分かる。   Comparing FIG. 30 (A) and FIG. 30 (B), when heated indirectly by a ceramic sheet heater, there is no change in the mold before and after additional heating at 450 ° C. for 3 minutes. I understand that.

これに対して、図29(A)と図29(B)とを比較すると、ハロゲンスポットランプによって直接、捕集治具表面を加熱した場合には、450℃で3分、追加的に加熱する前後で、数珠状のカビ菌が離脱したり、縮小化したりしていることが分かる。   On the other hand, when FIG. 29A and FIG. 29B are compared, when the surface of the collecting jig is directly heated by the halogen spot lamp, it is additionally heated at 450 ° C. for 3 minutes. Before and after, it can be seen that the bead-shaped fungi are detached or reduced.

図31(A)は、ハロゲンスポットランプによって、花粉を捕集した捕集治具表面を直接200℃で7分加熱した後の捕集治具表面の50倍の顕微鏡写真、図31(B)は、その後、さらに、450℃で3分加熱した後の捕集治具表面の50倍の顕微鏡写真であって、概ね同じ位置を撮影したものである。図32(A)および図32(B)は、それぞれ、図31(A)および図31(B)の条件での、2000倍の顕微鏡写真である。   FIG. 31 (A) is a photomicrograph 50 times larger than the surface of the collection jig after directly heating the collection jig surface for collecting pollen at 200 ° C. for 7 minutes with a halogen spot lamp, FIG. 31 (B). Is a 50-fold micrograph of the surface of the collecting jig after further heating at 450 ° C. for 3 minutes, which is taken at substantially the same position. FIG. 32A and FIG. 32B are micrographs of 2000 times under the conditions of FIG. 31A and FIG. 31B, respectively.

また、図33(A)は、セラミック面状ヒータによって、花粉を捕集した捕集治具を間接的に200℃で7分加熱した後の捕集治具表面の50倍の顕微鏡写真、図33(B)は、その後、さらに、450℃で3分加熱した後の捕集治具表面の50倍の顕微鏡写真であって、概ね同じ位置を撮影したものである。図34(A)および図34(B)は、それぞれ、図33(A)および図33(B)の条件での、2000倍の顕微鏡写真である。   FIG. 33 (A) is a 50 × micrograph of the surface of the collection jig after indirectly heating the collection jig for collecting pollen at 200 ° C. for 7 minutes with a ceramic sheet heater. 33 (B) is a photomicrograph of 50 times of the surface of the collecting jig after further heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is taken at substantially the same position. FIGS. 34A and 34B are photomicrographs of magnification 2000 times under the conditions of FIGS. 33A and 33B, respectively.

図33(A)の顕微鏡写真では、その撮影範囲に花粉が32個計測され、図33(B)の顕微鏡写真では、その撮影範囲に花粉が30個計測され、セラミック面状ヒータによって間接的に加熱した場合には、450℃で3分、追加的に加熱する前後で、花粉の個数に大きな変化がないことがわかる。   In the micrograph of FIG. 33 (A), 32 pollens are measured in the photographing range, and in the micrograph of FIG. 33 (B), 30 pollens are measured in the photographing range, and indirectly by a ceramic planar heater. When heated, it can be seen that there is no significant change in the number of pollen before and after additional heating at 450 ° C. for 3 minutes.

また、図32(A)と図32(B)とを比較すると、撮影された花粉のサイズが概ね同じであり、色のみ黒色に変化している。つまり、セラミック面状ヒータによって間接的に加熱した場合には、450℃で3分、追加的に加熱する前後で、花粉が黒化しているのみで、大きさに大きな変化がないことがわかる。   Further, when FIG. 32A is compared with FIG. 32B, the size of the photographed pollen is almost the same, and only the color is changed to black. That is, when indirectly heated by a ceramic sheet heater, it is understood that the pollen is blackened before and after additional heating at 450 ° C. for 3 minutes, and there is no significant change in size.

これに対して、図31(A)の顕微鏡写真では、その撮影範囲に花粉が77個計測され、図31(B)の顕微鏡写真では、その撮影範囲に花粉が36個計測され、ハロゲンスポットランプによって直接、捕集治具表面を加熱した場合には、450℃で3分、追加的に加熱すると花粉の個数が約半分まで減少したことがわかる。   On the other hand, in the micrograph of FIG. 31A, 77 pollens are measured in the photographing range, and in the micrograph of FIG. 31B, 36 pollens are measured in the photographing range. When the surface of the collecting jig was directly heated, it was found that the number of pollen decreased to about half when it was additionally heated at 450 ° C. for 3 minutes.

また、図32(A)と図32(B)とを比較すると、ハロゲンスポットランプによって直接、捕集治具表面を加熱した場合には、450℃で3分、追加的に加熱することで撮影された花粉のサイズが約1/3に縮小したことがわかる。   32A and 32B are compared, when the surface of the collecting jig is directly heated by a halogen spot lamp, the image is obtained by additionally heating at 450 ° C. for 3 minutes. It can be seen that the size of the pollen was reduced to about 1/3.

つまり、同じ加熱条件であっても、セラミック面状ヒータなどを用いて間接的に加熱するよりもハロゲンスポットランプなどを用いてその上方から直接的に加熱する方が効率的に捕集治具表面を加熱できることがわかった。   In other words, even under the same heating conditions, it is more efficient to heat directly from above using a halogen spot lamp or the like than indirectly using a ceramic surface heater or the like. It was found that can be heated.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 放電電極、2 高圧電源、5A 捕集室、5B 検出室、5C 壁、5C’ 孔、5D,5E 筒状筐体、5E’ 回転部材、6 発光素子、6A ガイド、9 受光素子、9A ガイド、10 導入孔、10A 遮光部、10B フィルタ、10a,10b 遮光板、11 排出孔、11A 遮光部、12 捕集治具、12A 捕集ユニット、13 集光レンズ、15 照射領域、30 信号処理部、34 電流−電圧変換回路、35 増幅回路、40 測定部、41 制御部、42 記憶部、43 クロック発生部、44 入力部、45 表示部、46 外部接続部、48 駆動部、50 ファン、60 ブラシ、65A カバー、65B アダプタ、71〜78 曲線、91 ヒータ、92 ランプ、100,100A,100B,100B’ 微生物検出装置、110 スイッチ、130 表示パネル、150 通信部、300 PC、400 ケーブル、411 計算部。   1 discharge electrode, 2 high voltage power source, 5A collection chamber, 5B detection chamber, 5C wall, 5C 'hole, 5D, 5E cylindrical casing, 5E' rotating member, 6 light emitting element, 6A guide, 9 light receiving element, 9A guide DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Introduction hole, 10A light-shielding part, 10B filter, 10a, 10b light-shielding plate, 11 discharge hole, 11A light-shielding part, 12 collection jig, 12A collection unit, 13 condensing lens, 15 irradiation area, 30 signal processing part , 34 Current-voltage conversion circuit, 35 Amplifier circuit, 40 Measuring unit, 41 Control unit, 42 Storage unit, 43 Clock generation unit, 44 Input unit, 45 Display unit, 46 External connection unit, 48 Drive unit, 50 Fan, 60 Brush, 65A cover, 65B adapter, 71-78 curve, 91 heater, 92 lamp, 100, 100A, 100B, 100B ′ microorganism detection device , 110 switch, 130 display panel, 150 communication unit, 300 PC, 400 cable, 411 calculation unit.

Claims (9)

生物由来の粒子を検出するための検出装置であって、
発光素子と、
蛍光を受光するための受光素子と、
加熱前後の、前記発光素子で照射された捕集用部材からの蛍光の受光量の変化を検出することにより前記捕集用部材で捕集された生物由来の粒子量を算出するための算出手段と、
前記捕集用部材を清掃するための清掃手段とを備え、
前記清掃手段は、前記捕集用部材を加熱する手段を含む、検出装置。
A detection device for detecting biological particles,
A light emitting element;
A light receiving element for receiving fluorescence;
A calculating means for calculating the amount of biological particles collected by the collecting member by detecting a change in the amount of received fluorescence from the collecting member irradiated by the light emitting element before and after heating. When,
A cleaning means for cleaning the collecting member;
The said cleaning means is a detection apparatus containing the means to heat the said member for collection.
前記捕集用部材を加熱するためのヒータをさらに備え、
前記算出手段は、前記ヒータで前記捕集用部材を加熱する前後の前記捕集用部材からの蛍光の受光量の変化に基づいて前記生物由来の粒子量を算出し、
前記清掃手段に含まれる前記加熱する手段は、前記ヒータが前記捕集用部材を加熱するための加熱温度よりも高い温度で前記捕集用部材を加熱する、請求項1に記載の検出装置。
A heater for heating the collecting member;
The calculation means calculates the amount of particles derived from the organism based on a change in the amount of fluorescence received from the collecting member before and after heating the collecting member with the heater,
2. The detection device according to claim 1, wherein the heating unit included in the cleaning unit heats the collection member at a temperature higher than a heating temperature for the heater to heat the collection member.
前記清掃手段に含まれる前記加熱する手段は、前記捕集用部材に対して前記発光素子および前記受光素子と同じ側に配置される、請求項1または2に記載の検出装置。   The detection device according to claim 1, wherein the heating unit included in the cleaning unit is disposed on the same side as the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member. 前記加熱する手段は、発熱を伴う光源である、請求項3に記載の検出装置。   The detection device according to claim 3, wherein the heating means is a light source accompanied by heat generation. 前記清掃手段に含まれる前記加熱する手段は、前記捕集用部材に対して前記発光素子および前記受光素子と反対側に配置される、請求項1または2に記載の検出装置。   The detection apparatus according to claim 1, wherein the heating unit included in the cleaning unit is disposed on the opposite side of the light-emitting element and the light-receiving element with respect to the collecting member. 前記清掃手段は前記ヒータを利用して前記捕集用部材を加熱し、
前記ヒータは、前記捕集用部材に対して前記発光素子および前記受光素子と反対側に配置される、請求項2に記載の検出装置。
The cleaning means heats the collecting member using the heater,
The detection device according to claim 2, wherein the heater is disposed on a side opposite to the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member.
前記清掃手段に含まれる前記加熱する手段は、200℃以上で前記捕集用部材を加熱する、請求項1〜6のいずれかに記載の検出装置。   The detection device according to claim 1, wherein the heating unit included in the cleaning unit heats the collecting member at 200 ° C. or higher. 前記清掃手段は、前記加熱する手段に加えて、前記捕集用部材に接触可能な部材を含み、前記加熱する手段と前記接触可能な部材とを異なるタイミングに用いて前記捕集用部材を清掃する、請求項1〜7のいずれかに記載の検出装置。   The cleaning means includes a member that can contact the collecting member in addition to the heating means, and cleans the collecting member using the heating means and the contactable member at different timings. The detection device according to any one of claims 1 to 7. 生物由来の粒子を検出する方法であって、
加熱前の捕集用部材の、発光素子の照射下での蛍光量を測定するステップと、
加熱後の前記捕集用部材の、前記発光素子の照射下での蛍光量を測定するステップと、
前記加熱前の捕集用部材から測定された蛍光量と、前記加熱後の捕集用部材から測定された蛍光量との変化量に基づいて、前記捕集用部材で捕集された生物由来の粒子量を算出するステップと、
前記加熱後の前記捕集用部材を前記加熱の後にさらに加熱することで、前記捕集用部材表面の捕集物を消失させるステップとを備える、検出方法。
A method for detecting biological particles,
Measuring the amount of fluorescence of the collecting member before heating under irradiation of the light emitting element;
Measuring the fluorescence amount of the collecting member after heating under irradiation of the light emitting element;
Based on the amount of change between the amount of fluorescence measured from the collecting member before heating and the amount of fluorescence measured from the collecting member after heating, derived from the organism collected by the collecting member Calculating the amount of particles of
A step of eliminating the collected material on the surface of the collecting member by further heating the collecting member after the heating after the heating.
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