JP6929712B2 - 蛍光粒子製造システム及び蛍光粒子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、粒子技術に関し、蛍光粒子製造システム及び蛍光粒子の製造方法に関する。

チャンバーやアイソレータは、バイオハザード物質等の危険物質を取り扱う場合に、危険物質が無制限に拡散し残留することを防ぐための閉空間である。閉空間の設置及び運用に際しては、適切なバリデーションを実施することが好ましい。例えば、バリデーションにおいては、閉空間内で粒子が飛散したときの粒子の拡散経路、粒子の外部への漏出、及び清掃後の粒子の残留等を試験する必要がある（例えば、特許文献１から３及び非特許文献１参照。）。ここで、対策がとられる有害な粒子を実際に飛散させて試験をすることは危険であるため、模擬粉体を飛散させている。

例えば、模擬粉体の材料としては、安価で低毒性のラクトースが用いられている（例えば、非特許文献２参照。）。ラクトースからなる模擬粉体は、粒径が１０μｍ以上ある。これに対し、微生物粒子の粒径は、例えば１．０μｍ以下である場合がある。粒径の大きさは、粒子の重力沈降に影響し、ひいては粒子の拡散性に影響する（例えば、非特許文献３参照。）。したがって、粒径が大きい模擬粉体で、粒径が小さい粒子の拡散性を模倣することは困難である。

特開２０１５−１４８４４４号公報 特開２０１６−２０５９４１号公報 特開２０１５−１９４３８２号公報

田中勲ら、「高活性医薬品取扱い施設における薬塵封じ込め性能モニタリングシステムの開発」、清水建設研究報告、第９３号、ｐｐ１３４−１４１、平成２８年１月、清水建設株式会社 木須直子ら、「製薬機器の粒子封じ込め（コンテインメント）性能評価」、ＳＣＡＳ ＮＥＷＳ ２０１３−Ｉ号（Ｖｏｌ．３７）、ｐｐ７−１０、株式会社住化分析センター 村上周三ら、「クリーンルーム内の浮遊微粒子拡散性状に関する研究（その９）−沈降速度を考慮した浮遊微粒子濃度分布のシミュレーション−」、生産研究、３８巻１号、ｐｐ５８−６１、１９８６年、１月

微生物粒子は、例えば、アミノ酸の一種であるトリプトファン、並びに代謝物質であるＮＡＤＨ及びリボフラビン等を含有し、これらの物質が自家蛍光を発する。そのため、微生物粒子の飛散状況を検証する際には、自家蛍光の検出が行われる。したがって、微生物の飛散状況をシミュレーションする際には、微生物粒子と同様の小さな粒径を有し、微生物粒子と同様の自家蛍光を発する模擬粉体が求められている。また、微生物粒子以外の模擬粉体においても、小さな粒径で所望の自家蛍光を発することが求められている。

そこで、本発明は、所望の強度の蛍光を発する粒子を製造可能な蛍光粒子製造システム及び蛍光粒子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の態様によれば、蛍光物質の濃度を調整しながら、蛍光物質を含む溶液から複数のエアロゾル粒子を形成することができる粒子形成装置と、複数のエアロゾル粒子に検査光を照射し、複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた蛍光を検出する粒子検出装置と、蛍光の強度が所定の範囲内となる蛍光物質の濃度を記録する記録装置と、を備える、蛍光粒子製造システムが提供される。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、記録された蛍光物質の濃度を用いて形成されるエアロゾル粒子が、微生物の模擬粒子として用いられてもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、蛍光の強度の所定の範囲が、模擬される微生物が発する自家蛍光の強度に基づいて設定されてもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、粒子検出装置が、検査光を照射された複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた散乱光を検出し、記録装置が、散乱光の強度が所定の範囲内となり、蛍光の強度が所定の範囲内となる蛍光物質の濃度を記録してもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、記録された蛍光物質の濃度を用いて形成されるエアロゾル粒子が、微生物の模擬粒子として用いられ、散乱光の強度の所定の範囲が、模擬される微生物の粒径に基づいて設定されてもよい。

上記の蛍光粒子製造システムが、形成された複数のエアロゾル粒子において、前記所定の範囲内の蛍光の強度を発するエアロゾル粒子の割合が所定の範囲内であるか判定する判定部をさらに備えていてもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、粒子形成装置がネブライザであってもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、蛍光物質がリボフラビンであってもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、溶液の溶媒が水であってもよい。

上記の蛍光粒子製造システムにおいて、記録された蛍光物質の濃度で粒子形成装置がエアロゾル粒子を形成する際、粒子検出装置が粒子形成装置から分離されてもよい。

また、本発明の態様によれば、蛍光物質の濃度を調整しながら、蛍光物質を含む溶液から複数のエアロゾル粒子を形成することと、複数のエアロゾル粒子に検査光を照射し、複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた蛍光を検出することと、蛍光の強度が所定の範囲となる蛍光物質の濃度を記録することと、を含む、蛍光粒子の製造方法が提供される。

上記の蛍光粒子の製造方法において、記録された蛍光物質の濃度を用いて形成されるエアロゾル粒子が、微生物の模擬粒子として用いられてもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法において、蛍光の強度の所定の範囲が、模擬される微生物が発する自家蛍光の強度に基づいて設定されてもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法が、検査光を照射された複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた散乱光を検出することをさらに含み、散乱光の強度が所定の範囲内となり、蛍光の強度が所定の範囲内となる蛍光物質の濃度を記録してもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法において、記録された蛍光物質の濃度を用いて形成されるエアロゾル粒子が、微生物の模擬粒子として用いられ、散乱光の強度の所定の範囲が、模擬される微生物の粒径に基づいて設定されてもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法が、形成された複数のエアロゾル粒子において、所定の範囲内の蛍光の強度を発するエアロゾル粒子の割合が所定の範囲内であるか判定することをさらに含んでいてもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法において、ネブライザにより複数のエアロゾル粒子が形成されてもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法において、蛍光物質がリボフラビンであってもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法において、溶液の溶媒が水であってもよい。

上記の蛍光粒子の製造方法が、記録された蛍光物質の濃度で、エアロゾル粒子を形成することをさらに含んでいてもよい。

本発明によれば、所望の強度の蛍光を発する粒子を製造可能な蛍光粒子製造システム及び蛍光粒子の製造方法を提供可能である。

実施形態に係る蛍光粒子製造システムを示す模式図である。 実施形態に係るジェットネブライザを示す模式図である。 実施形態に係る超音波ネブライザを示す模式図である。 実施形態に係る２流体ノズルを備えるネブライザを示す模式図である。 実施形態に係るコリジョン・ネブライザを示す模式図である。 実施形態に係る粒子検出装置を示す模式図である。 実施形態に係る蛍光粒子の製造方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

実施形態に係る蛍光粒子製造システムは、図１に示すように、蛍光物質の濃度を調整しながら、蛍光物質を含む溶液から複数のエアロゾル粒子を形成する粒子形成装置１と、複数のエアロゾル粒子に検査光を照射し、複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた蛍光を検出する粒子検出装置２と、蛍光の強度が所定の範囲となる蛍光物質の濃度を記録する記録装置３と、を備える。

エアロゾル粒子は、模擬紛体として用いられる。エアロゾル粒子が微生物粒子の模擬紛体である場合、粒子形成装置１は、エアロゾル粒子の粒径が、微生物粒子の粒径と同様になるよう調整する。微生物粒子の粒径は、例えば０．５μｍから１．０μｍであるが、特に限定されない。

また、エアロゾル粒子は、蛍光性である。エアロゾル粒子が発する蛍光の波長帯域及び強度は、エアロゾル粒子が模倣する微生物粒子の波長帯域及び強度に基づいて設定される。粒子形成装置１は、エアロゾル粒子が発する蛍光の波長帯域を、エアロゾル粒子の材料の一つである蛍光物質によって調整する。また、粒子形成装置１は、エアロゾル粒子が発する蛍光の強度を、エアロゾル粒子を形成する際の蛍光物質の濃度によって調整する。

粒子形成装置１は、例えば、所定の粒径のエアロゾル粒子を含むエアロゾルを形成可能なネブライザを備える。ネブライザとしては、例えば、ジェットネブライザ、超音波ネブライザ、コリジョン（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）ネブライザ、ピエゾ素子ネブライザ、及び遠心分離ネブライザ等が使用可能である。

粒子形成装置１には、蛍光物質溶液を保管する容器４１と、蛍光物質溶液を希釈する希釈溶媒を保管する容器４２と、が接続されている。蛍光物質は、例えばリボフラビン（ビタミンＢ２）であるが、特に限定されない。希釈溶媒は純水等の水であるが、特に限定されない。容器４１と、粒子形成装置１と、は、流路４３で接続されている。流路４３を介して、蛍光物質溶液が粒子形成装置１に供給される。容器４２と、粒子形成装置１と、は、流路４４で接続されている。流路４４を介して、希釈溶媒が粒子形成装置１に供給される。

蛍光物質溶液が流れる流路４３には弁４５が、希釈溶媒が流れる流路４４には弁４６が設けられている。例えば、粒子形成装置１内で、蛍光物質溶液と、希釈溶媒と、が混合される。蛍光物質溶液と、希釈溶媒と、の混合比は、例えば、弁４５、４６によって調整される。蛍光物質の濃度を上昇させるときは、弁４５によって流路４３を流れる蛍光物質溶液の流量を増やすか、弁４６によって流路４４を流れる希釈溶媒の流量を減らす。蛍光物質の濃度を下降させるときは、弁４５によって流路４３を流れる蛍光物質溶液の流量を減らすか、弁４６によって流路４４を流れる希釈溶媒の流量を増やす。

弁４５、４６には、弁制御装置４７が接続されている。弁制御装置４７は、弁４５、４６のそれぞれを制御して、流路４３を流れる蛍光物質溶液の流量及び流路４４を流れる希釈溶媒の流量のそれぞれを制御する。なお、蛍光物質溶液と、希釈溶媒と、の混合比は、弁４５、４６以外の、流量調整手段により調整されてもよい。

粒子形成装置１には、乾燥気体等の気体を供給するための流路５１が接続されている。流路５１には、流路５１を介して粒子形成装置１に乾燥気体を供給するための加圧装置５２が接続さている。加圧装置５２としては、エアポンプ及びコンプレッサー等が使用可能である。乾燥気体としては、空気及び窒素ガス等の不活性ガスが使用可能であるが、特に限定されない。流路５１には、乾燥気体からオイルミスト等の不純物を除去するフィルター５３が設けられていてもよい。フィルター５３としては、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルター及びＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）フィルター等が使用可能である。

粒子形成装置１がジェットネブライザである場合、粒子形成装置１は、図２に示すように、蛍光物質溶液が流れる液体流路２１２と、希釈溶媒が流れる液体流路２１３と、を備える。液体流路２１２は、図１に示す流路４３に接続されている。図２に示す液体流路２１３は、図１に示す流路４４に接続されている。また、図２に示す粒子形成装置１は、加圧気体が流れる加圧気体流路２１４を備える。加圧気体としては、空気及び窒素ガス等の不活性ガスが使用可能であるが、特に限定されない。

蛍光物質溶液は、毛細管現象により、液体流路２１２で吸い上げられる。希釈溶媒は、毛細管現象により、液体流路２１３で吸い上げられる。液体流路２１２、２１３で吸い上げられた蛍光物質溶液及び希釈溶媒に加圧気体が吹き付けられ、希釈溶媒で希釈された蛍光物質溶液の液滴を含むミストがエアロゾル流路１１に噴霧される。加圧気体の圧力を調整することにより、加圧気体の流量を調整することが可能である。加圧気体の流量を調整することにより、形成される液滴の粒径を調整することが可能である。例えば、加圧気体の気圧が高いほど、形成される液滴の粒径は小さくなる。

エアロゾル流路１１の端部には、図１に示した流路５１が接続されている。流路５１から図２に示すエアロゾル流路１１内に乾燥気体が注入され、乾燥気体はミストと混合し、エアロゾル粒子を含むエアロゾルが形成される。液滴の乾燥効率や乾燥気体の流量を調整することにより、エアロゾルにおけるエアロゾル粒子の粒径や濃度を調整することが可能である。

図１に示す粒子形成装置１が超音波ネブライザである場合、粒子形成装置１は、図３に示すように、蛍光物質溶液と希釈溶媒の混合液を貯蔵する溶液貯蔵部２１５と、溶液貯蔵部２１５に蛍光物質溶液を供給する液体流路２１６と、溶液貯蔵部２１５に希釈溶媒を供給する液体流路２１７と、を備える。液体流路２１６は、図１に示す流路４３に接続されている。図３に示す液体流路２１７は、図１に示す流路４４に接続されている。

図３に示す溶液貯蔵部２１５には、超音波振動素子１８が設けられている。超音波振動素子１８が振動することによって、希釈溶媒で希釈された蛍光物質溶液の液滴を含むミストが発生する。超音波振動素子１８が振動を調整することにより、形成される液滴の粒径を調整することが可能である。

エアロゾル流路１１の端部には、図１に示した流路５１が接続されている。流路５１から図３に示すエアロゾル流路１１内に乾燥気体が注入され、乾燥気体はミストと混合し、エアロゾル粒子を含むエアロゾルが形成される。液滴の乾燥効率や乾燥気体の流量を調整することにより、エアロゾルにおけるエアロゾル粒子の粒径や濃度を調整することが可能である。

図１に示す粒子形成装置１は、図４に示すように、エアロゾル流路１１に設けられた２流体ノズル１９を備えるネブライザであってもよい。２流体ノズル１９内部には、液体流路１０１を介して蛍光物質溶液が供給され、液体流路１０２を介して希釈溶媒が供給される。液体流路１０１は、図１に示す流路４３に接続されている。図４に示す液体流路１０２は、図１に示す流路４４に接続されている。

図４に示す２流体ノズル１９内部には、加圧気体流路１０３を介して、加圧気体が供給される。２流体ノズル１９内部で、希釈溶媒で希釈された蛍光物質溶液と加圧気体が混合され、希釈溶媒で希釈された蛍光物質溶液の液滴を含むミストが形成される。加圧気体の流量を調整することにより、形成される液滴の粒径を調整することが可能である。２流体ノズル１９は、小流量から大流量まで対応可能であり、高圧滅菌処理が容易に行える。

エアロゾル流路１１の端部には、図１に示した流路５１が接続されている。流路５１から図４に示すエアロゾル流路１１内に乾燥気体が注入され、２流体ノズル１９内で乾燥気体はミストと混合し、エアロゾル粒子を含むエアロゾルが形成される。液滴の乾燥効率や乾燥気体の流量を調整することにより、エアロゾルにおけるエアロゾル粒子の粒径や濃度を調整することが可能である。

図１に示す粒子形成装置１がコリジョン・ネブライザである場合、粒子形成装置１は、図５に示すように、蛍光物質溶液と希釈溶媒の混合液を貯蔵する溶液貯蔵部１１１と、溶液貯蔵部１１１に蛍光物質溶液を供給する液体流路１１２と、溶液貯蔵部１１１に希釈溶媒を供給する液体流路１１３と、を備える。液体流路１１２は、図１に示す流路４３に接続されている。図５に示す液体流路１１３は、図１に示す流路４４に接続されている。

図５に示す溶液貯蔵部１１１には、加圧気体を供給するための加圧気体流路１１４が挿入される。溶液貯蔵部１１１内の加圧気体流路１１４の先端には、噴霧ヘッド１１５が接続される。噴霧ヘッド１１５内には、加圧気体流路１１４と連通する加圧気体内部流路が設けられている。噴霧ヘッド１１５の底面において、加圧気体内部流路は閉塞している。また、噴霧ヘッド１１５内には、蛍光物質溶液と希釈溶媒の混合液が流れる細管が設けられている。噴霧ヘッド１１５の底面において、細管の開口が設けられている。当該開口から蛍光物質溶液と希釈溶媒の混合液が細管に流入する。

噴霧ヘッド１１５内には、加圧気体内部流路と細管を接続する噴射流路が設けられている。また、噴霧ヘッド１１５には、噴射流路と連通し、噴霧ヘッド１１５の側壁に開口を有するノズルが設けられている。混合液は、ノズルに向けて噴射された気体によって、広範囲な粒径分布を有する液滴にされる。粒径の大きな液滴は溶液貯蔵部１１１の内壁に衝突し、溶液貯蔵部１１１の内壁に沿って流れ落ちる。微小な液滴は、溶液貯蔵部１１１の内壁に衝突することなく、エアロゾル流路１１に流れていく。加圧気体の圧力を調整することにより、加圧気体流路１１４を流れる気体の流量を調整することが可能である。加圧気体の圧力が高いほど、液滴の粒径は小さくなる。

エアロゾル流路１１の端部には、図１に示した流路５１が接続されている。流路５１から図５に示すエアロゾル流路１１内に乾燥気体が注入され、乾燥気体は液滴を含むミストと混合し、エアロゾル粒子を含むエアロゾルが形成される。液滴の乾燥効率や乾燥気体の流量を調整することにより、エアロゾルにおけるエアロゾル粒子の粒径や濃度を調整することが可能である。

図１に示す粒子形成装置１で形成された複数のエアロゾル粒子は、エアロゾル流路７１を介して、粒子検出装置２に送られる。エアロゾル流路７１は、例えば、図２から図５に示したエアロゾル流路１１に接続されている。また、図１に示す粒子検出装置２には、エアロゾル流路７２を介して、吸引装置６０が接続されている。吸引装置６０は、エアロゾル流路７１、７２を介して、粒子形成装置１で形成されたエアロゾルを粒子検出装置２内に吸引する。

吸引装置６０は、例えば、粒子形成装置１から粒子検出装置２に吸引された流体の流量を計測する流量計６１を備える。流量計６１には、流体を吸引する吸引素子６２が接続されている。吸引素子６２としては、ダイヤフラムポンプ、ロータリーベーンポンプ、及びリニアピストンポンプ等が使用可能である。流量計６１及び吸引素子６２には、流量制御装置６３が接続されている。流量制御装置６３は、流量計６１が計測した流量に基づいて、吸引素子６２が吸引する流体の流量を制御する。吸引素子６２には、吸引素子６２で吸引された流体をろ過するフィルター６４が接続されている。例えばエアロゾル粒子は、フィルター６４に捕捉される。フィルター６４でろ過された流体は、排出口６５から排出される。フィルター６４としては、ＨＥＰＡフィルター及びＵＬＰＡフィルター等が使用可能である。

上面図である図６（Ａ）及び側面図である図６（Ｂ）に示すように、粒子検出装置２は、対向する排出ノズル１２ａ及び吸引ノズル１２ｃを備える。排出ノズル１２ａは、図１に示したエアロゾル流路７１に接続されており、図６（Ｂ）に示す排出ノズル１２ａ先端から、複数のエアロゾル粒子を含むエアロゾルが噴出される。吸引ノズル１２ｃは、図１に示したエアロゾル流路７２に接続されており、図６（Ｂ）に示す排出ノズル１２ａから噴出されたエアロゾルは、吸引ノズル１２ｃの先端から吸引される。

排出ノズル１２ａと吸引ノズル１２ｃの間のエアロゾルが流れる領域は、検査領域（インターロゲーション・ゾーン）１２ｂをなしている。例えば、検査領域１２ｂを流れるエアロゾルの流量は、図１に示した吸引装置６０によって、一定に保たれる。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す検査領域１２ｂに向けて、光源１０から検査光２１が発せられる。光源１０としては、固体レーザー、ガスレーザー、及び半導体レーザー、並びに発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用可能である。光源１０と検査領域１２ｂの間には、検査光２１を集光する集光レンズ１１が配置されていてもよい。ただし、カーテン状の検査光２１が、検査領域１２ｂを横切ってもよい。例えば、検査領域１２ｂを流れる全てのエアロゾル粒子に検査光２１が照射されるよう、光学系が設定される。

検査光２１が照射される検査領域１２ｂを通過したエアロゾル粒子で生じた散乱光２２は、集光レンズ１３で集光され、散乱光検出器１４で検出される。また、エアロゾル粒子が発した蛍光２３は、例えば楕円状の集光ミラー１５で集光され、蛍光を透過させ、蛍光帯域以外の光を透過させない波長フィルター１６を経て、蛍光検出器１７で検出される。散乱光検出器１４及び蛍光検出器１７としては、例えば光電子増倍管及びアバランシェフォトダイオードが使用可能であるが、これらに限定されない。散乱光検出器１４で検出された散乱光の強度は、図１に示す判定装置３１に送信される。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す蛍光検出器１７で検出された蛍光の強度は、図１に示す判定装置３１に送信される。

なお、図６においては、粒子検出装置２において、散乱光の検出光学系と、蛍光の検出光学系と、が、光源１０を共用している例を示した。これに対し、粒子検出装置２において、散乱光の検出光学系と、蛍光の検出光学系が、独立した構成を備えていてもよい。

散乱光検出器１４及び蛍光検出器１７が生成する信号においては、回路の切り替えや周囲の磁場の影響により、ノイズが発生する場合がある。したがって、図１に示す判定装置３１は、所定のノイズ閾値を用いて、ノイズから有意な検出信号を分離してもよい。

判定装置３１は、検出された散乱光の強度が所定の範囲内であるか否かを判定する。ここで、粒子で生じる散乱光の強度は、粒子の粒径に相関する。したがって、散乱光の強度の所定の範囲は、エアロゾル粒子で模擬される微生物粒子等の粒子の粒径に基づいて設定される。なお、判定装置３１は、検出された散乱光の強度に基づき、エアロゾル粒子の粒径及び粒径分布を算出してもよい。この場合、判定装置３１は、算出された粒径が所定の範囲内であるか否かを判定する。粒径の所定の範囲は、エアロゾル粒子で模擬される微生物粒子等の粒子の粒径に基づいて設定される。また、判定装置３１は、検出された蛍光の強度が所定の範囲内であるか否かを判定する。蛍光強度の所定の範囲は、エアロゾル粒子で模擬される微生物粒子等の粒子が発する自家蛍光を含む蛍光の強度に基づいて設定される。

判定装置３１は、粒子形成装置１に電気的に接続されている。検出された散乱光の強度が所定の範囲より小さい場合、粒子形成装置１は、形成されるエアロゾル粒子の粒径が大きくなるよう、エアロゾル粒子の形成条件を調整する。また、検出された散乱光の強度が所定の範囲より大きい場合、粒子形成装置１は、形成されるエアロゾル粒子の粒径が小さくなるよう、エアロゾル粒子の形成条件を調整する。判定装置３１は、散乱光の強度が所定の範囲内になったときのエアロゾル粒子の形成条件を、記録装置３に記録させる。

判定装置３１は、弁制御装置４７に電気的に接続されている。検出された蛍光の強度が所定の範囲より小さい場合、弁制御装置４７は、エアロゾル粒子において蛍光物質の濃度が高くなるよう、弁４５、４６を制御する。また、検出された蛍光の強度が所定の範囲より大きい場合、弁制御装置４７は、エアロゾル粒子において蛍光物質の濃度が低くなるよう、弁４５、４６を制御する。判定装置３１は、蛍光の強度が所定の範囲内になったときのエアロゾル粒子における蛍光濃度を規定する弁４５、４６の制御条件を、記録装置３に記録させる。

判定装置３１は、形成された複数のエアロゾル粒子において、所定の範囲内の蛍光の強度を発するエアロゾル粒子の割合が所定の範囲内であるか判定してもよい。例えば、判定装置３１は、強度が所定の範囲内の散乱光の検出回数に対する、強度が所定の範囲内の蛍光の検出回数の比が所定の範囲内であるか否かを判定する。比は、例えば、下記（１）式で与えられる。
Ｒ₁＝Ｆ_N／Ｓ_N×１００ （１）
上記（１）式において、Ｒ₁は比（％）を、Ｆ_Nは強度が所定の範囲内の蛍光の検出回数を、Ｓ_Nは強度が所定の範囲内の散乱光の検出回数を示している。

上記（１）式で与えられる比Ｒ₁の最小値は０％であり、最大値は１００％である。強度が所定の範囲内の散乱光の検出回数は、所望の粒径のエアロゾル粒子の数とみなすことが可能であり、強度が所定の範囲内の蛍光の検出回数は、所望の蛍光強度のエアロゾル粒子の数とみなすことが可能である。比Ｒ₁が小さいほど、強度が所定の範囲内の蛍光を発しているエアロゾル粒子の割合が少ないことを示しており、比Ｒ₁が大きいほど、強度が所定の範囲内の蛍光を発しているエアロゾル粒子の割合が多いことを示している。

あるいは、比は、下記（２）式で与えられる。
Ｒ₂＝（Ｓ_N−Ｆ_N）／Ｓ_N×１００ （２）
上記（２）式において、Ｒ₂は比（％）を示している。

比Ｒ₂が大きいほど、強度が所定の範囲内の蛍光を発しているエアロゾル粒子の割合が少ないことを示しており、比Ｒ₂が小さいほど、強度が所定の範囲内の蛍光を発しているエアロゾル粒子の割合が多いことを示している。

判定装置３１が、形成された複数のエアロゾル粒子において、所定の範囲内の蛍光の強度を発するエアロゾル粒子の割合が所定の範囲内より少ないと判定した場合、弁制御装置４７は、エアロゾル粒子において蛍光物質の濃度が高くなるよう、弁４５、４６を制御してもよい。また、判定装置３１が、形成された複数のエアロゾル粒子において、所定の範囲内の蛍光の強度を発するエアロゾル粒子の割合が所定の範囲内より多いと判定した場合、弁制御装置４７は、エアロゾル粒子において蛍光物質の濃度が低くなるよう、弁４５、４６を制御してもよい。判定装置３１は、割合が所定の範囲内になったときのエアロゾル粒子の蛍光濃度を規定する弁４５、４６の制御条件を、記録装置３に記録させてもよい。

エアロゾル粒子の形成条件及び弁４５、４６の制御条件が記録装置３に記録されると、例えば、粒子形成装置１から粒子検出装置２が外される。粒子形成装置１は、記録装置３に記録されているエアロゾル粒子の形成条件及び弁４５、４６の制御条件を用いて、エアロゾル粒子を製造する。

次に、図７に示すフローチャートを用いて、実施形態に係る蛍光粒子の製造方法を説明する。

ステップＳ１０１で、図１に示す粒子検出装置２に既知の粒径の粒子を流し、粒子で生じる散乱光と、粒径と、の関係を校正する。また、ステップＳ１０２で、粒子検出装置２に、粒子を含まない清浄な気体を流し、ステップＳ１０３で、粒子検出装置２の散乱光検出器１４及び蛍光検出器１７で生じるノイズの大きさに基づいて、ノイズ閾値を設定する。その後、ステップＳ１０４で、粒子検出装置２への清浄な気体の吸引を停止する。

ステップＳ１０５で、粒子形成装置１に粒子検出装置２を接続する。ステップＳ１０６で、粒子形成装置１から粒子検出装置２に気体を吸引することを開始し、ステップＳ１０７で、粒子形成装置１でエアロゾル粒子の形成を開始する。ステップＳ１０８で、粒子検出装置２によって、エアロゾル粒子で生じる散乱光の測定を開始し、ステップＳ１０９で、散乱光の強度が所定の範囲内であるか否かを判定する。散乱光の強度が所定の範囲外である場合、ステップＳ１１０に進み、散乱光の強度が所定の範囲内になるよう、エアロゾル粒子の形成条件を調整する。

ステップＳ１０９で散乱光の強度が所定の範囲内である場合、ステップＳ１１１に進み、粒子検出装置２によって、エアロゾル粒子が発する蛍光の測定を開始し、ステップＳ１１１２で、蛍光の強度が所定の範囲内であるか否かを判定する。蛍光の強度が所定の範囲外である場合、ステップＳ１１３に進み、蛍光の強度が所定の範囲内になるよう、エアロゾル粒子の蛍光濃度を調整する。なお、ステップＳ１０８からステップＳ１１０と、ステップＳ１１１からステップＳ１１３は、並行に実施されてもよい。

散乱光の強度と蛍光の強度とが所定の範囲内になった場合、ステップＳ１１４で、粒子形成装置１におけるエアロゾル粒子の形成条件及び弁４５、４６の制御条件を記録装置３に記録する。ステップＳ１１５で、粒子形成装置１から粒子検出装置２を切り離し、記録装置３に記録された条件を用いて、所定の範囲内の強度の散乱光と、所定の範囲内の強度の蛍光と、を生じさせるエアロゾル粒子を、粒子形成装置１で製造する。

以上説明した実施形態に係る蛍光粒子製造システム及び蛍光粒子の製造方法によれば、所望の強度の蛍光を発する粒子を製造可能である。

上記のように本発明を実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、粒子形成装置１におけるエアロゾル粒子の形成量に応じて、容器４１内の蛍光物質溶液と、容器４２内の希釈溶媒と、が補充されてもよい。具体的には、粒子検出装置２によるエアロゾル粒子の検出数が増加した場合、容器４１内の蛍光物質溶液と、容器４２内の希釈溶媒と、の補充量を増加させ、粒子検出装置２によるエアロゾル粒子の検出数が減少した場合、容器４１内の蛍光物質溶液と、容器４２内の希釈溶媒と、の補充量を減少させてもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。

１・・・粒子形成装置、２・・・粒子検出装置、３・・・記録装置、１０・・・光源、１１・・・エアロゾル流路、１１・・・集光レンズ、１２ａ・・・排出ノズル、１２ｂ・・・検査領域、１２ｃ・・・吸引ノズル、１３・・・集光レンズ、１４・・・散乱光検出器、１５・・・集光ミラー、１６・・・波長フィルター、１７・・・蛍光検出器、１８・・・超音波振動素子、１９・・・流体ノズル、２１・・・検査光、２２・・・散乱光、２３・・・蛍光、３１・・・判定装置、４１、４２・・・容器、４３、４４、５１・・・流路、４５、４６・・・弁、４７・・・弁制御装置、５２・・・加圧装置、５３、６４・・・フィルター、６０・・・吸引装置、６１・・・流量計、６２・・・吸引素子、６３・・・流量制御装置、６５・・・排出口、７１、７２・・・エアロゾル流路、１０１、１０２、１１２、１１３、２１２、２１３、２１６、２１７・・・液体流路、１０３、１１４、２１４・・・加圧気体流路、１１１、２１５・・・溶液貯蔵部、１１５・・・噴霧ヘッド

Claims (5)

1. 蛍光物質の濃度を調整しながら、前記蛍光物質を含む溶液から複数のエアロゾル粒子を形成することができる粒子形成装置と、
   前記複数のエアロゾル粒子に検査光を照射し、前記複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた蛍光及び散乱光を検出する粒子検出装置と、
   前記蛍光の強度が所定の範囲内となる前記蛍光物質の濃度と、前記散乱光の強度が所定の範囲内となる前記エアロゾル粒子の形成条件と、を記録する記録装置と、
   を備え、
   前記蛍光の強度の前記所定の範囲が、前記エアロゾル粒子で模擬される微生物が発する蛍光の強度に基づいて設定され、
   前記散乱光の強度の前記所定の範囲が、前記エアロゾル粒子で模擬される微生物の粒径に基づいて設定され、
   前記粒子形成装置が、前記記録装置に記録された前記蛍光物質の濃度と前記形成条件とを用いて、エアロゾル粒子を形成するよう制御され、
   記録された前記蛍光物質の濃度と前記形成条件とを用いて形成される前記エアロゾル粒子が、微生物の模擬粒子として用いられる、
   微生物の模擬粒子製造システム。
2. 形成された前記複数のエアロゾル粒子において、前記所定の範囲内の蛍光の強度を発するエアロゾル粒子の割合が所定の範囲内であるか判定する判定装置をさらに備える、請求項１に記載の微生物の模擬粒子製造システム。
3. 前記粒子形成装置がネブライザである、請求項１又は２に記載の微生物の模擬粒子製造システム。
4. 前記蛍光物質がリボフラビンである、請求項１から３のいずれか１項に記載の微生物の模擬粒子製造システム。
5. 蛍光物質の濃度を調整しながら、前記蛍光物質を含む溶液から複数のエアロゾル粒子を形成することと、
   前記複数のエアロゾル粒子に検査光を照射し、前記複数のエアロゾル粒子のそれぞれで生じた蛍光及び散乱光を検出することと、
   前記蛍光の強度が所定の範囲となる前記蛍光物質の濃度と、前記散乱光の強度が所定の範囲内となる前記エアロゾル粒子の形成条件と、を記録することと、
   記録された前記蛍光物質の濃度と前記エアロゾル粒子の形成条件とを用いて、微生物の模擬粒子として用いられるエアロゾル粒子を形成することと、
   を含み、
   前記蛍光の強度の前記所定の範囲が、前記エアロゾル粒子で模擬される微生物が発する蛍光の強度に基づいて設定され、
   前記散乱光の強度の前記所定の範囲が、前記エアロゾル粒子で模擬される微生物の粒径に基づいて設定される、
   微生物の模擬粒子の製造方法。

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