WO2012165036A1 - 検出装置および検出方法 - Google Patents

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WO2012165036A1
WO2012165036A1 PCT/JP2012/059048 JP2012059048W WO2012165036A1 WO 2012165036 A1 WO2012165036 A1 WO 2012165036A1 JP 2012059048 W JP2012059048 W JP 2012059048W WO 2012165036 A1 WO2012165036 A1 WO 2012165036A1
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WO
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heating
collection
fluorescence
collecting member
jig
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PCT/JP2012/059048
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English (en)
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高尾　克俊
伴　和夫
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/22—Testing for sterility conditions
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    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0612—Optical scan of the deposits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
    • G01N1/2208—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling with impactors

Definitions

  • 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.
  • 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.
  • this method requires 2 to 3 days for culturing and is difficult to detect in real time. Therefore, in recent years, as disclosed 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), the microorganisms in the air are irradiated with ultraviolet light to emit fluorescence from the microorganisms. There has been proposed an apparatus for detecting the number of pieces and detecting the number.
  • 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.
  • 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. Is intended to provide
  • the detection device is a detection device for detecting a biological particle, the light emitting device, the light receiving device for receiving fluorescence, and the light emitting device. Based on the amount of fluorescent light received from the collection member irradiated in step 1, a calculation device for calculating the amount of biological particles collected by the collection member, and for cleaning the collection member And a cleaning mechanism.
  • the cleaning mechanism includes a mechanism for heating the collecting member.
  • the detection device further includes a heater for heating the collection member, and the calculation device is based on a change in the amount of fluorescence received from the collection member before and after the collection member is heated by the heater.
  • the mechanism for calculating the amount of particles derived from living organisms and heating it included in the cleaning means heats the collecting member at a temperature higher than the heating temperature at which the heater heats the collecting member.
  • the cleaning mechanism uses a heater to heat the collecting member, and the heater is disposed on the side opposite to the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member.
  • the heating mechanism included in the cleaning mechanism is disposed on the same side as the light emitting element and the light receiving element with respect to the collecting member.
  • the mechanism for heating is a light source with heat generation.
  • the heating mechanism included in the cleaning mechanism is disposed on the opposite side of the light-emitting element and the light-receiving element with respect to the collecting member.
  • the heating mechanism included in the cleaning mechanism heats the collecting member at 200 ° C. or higher.
  • the cleaning mechanism includes, in addition to the mechanism for heating, a member that can contact the collecting member, and the heating member and the member that can be contacted are used at different timings. to clean up.
  • 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.
  • the present invention it is possible to detect biologically-derived particles separately from fluorescent dust, in real time and with high accuracy.
  • FIG. 1 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.
  • 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. It is a microscope picture of the collection jig
  • the air purifier shown in FIG. 1 functions as a microorganism detecting device, but it may be used as a microorganism detecting device alone.
  • 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.
  • a suction port for introducing air, an exhaust port for exhausting, and the like, which are not shown, are included.
  • 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.
  • the communication part 150 may be for connecting the communication line for communicating with another apparatus via the internet.
  • the communication unit 150 may be for communicating with other devices by infrared communication or Internet communication.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of the microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment.
  • the microorganism detection device 100A which is the detection device portion of the air cleaner, includes a detection mechanism, a collection mechanism, and a heating mechanism.
  • 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.
  • the collection chamber 5A is provided with a needle-like discharge electrode 1 and a collection jig 12 as a collection mechanism
  • 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.
  • 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.
  • the introduction hole 10 may be provided with a filter (prefilter) 10 ⁇ / b> B.
  • the introduction hole 10 and the discharge hole 11 have a light shielding portion 10A as shown in FIG. 3A and FIG. 3B, respectively, as a configuration for allowing air to enter and exit the collection chamber 5A and blocking the incidence of external light.
  • a light shielding part 11A may be provided.
  • the light shielding plate 10a and the light shielding plate 10b are alternately stacked at an interval of about 4.5 mm in both the light shielding portion 10A provided in the introduction hole 10 and the light shielding portion 11A provided in the discharge hole 11.
  • the light shielding plate 10a and the light shielding plate 10b have shapes corresponding to the shapes of the introduction holes 10 and the discharge holes 11 (here, circular), and have holes in portions that do not overlap each other.
  • the light shielding plate 10a has a hole in the peripheral portion
  • the light shielding plate 10b has a hole in the central portion.
  • the light shielding portion 10A provided in the introduction hole 10 has a light shielding plate arranged in 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 FIG. 3B.
  • 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.
  • 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.
  • the driving mechanism of the fan 50 is controlled by the measuring unit 40, and the flow rate of the introduced air is controlled.
  • 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.
  • FIG. 2 shows a case where a collection mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-214997 is adopted as an example. 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.
  • the collecting 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.
  • the film formed on the surface of the support substrate is not limited to being transparent.
  • 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.
  • 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.
  • the airborne particles 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.
  • 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.
  • the adsorbed microorganisms can be efficiently detected in the detection step described later.
  • 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.
  • 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.
  • the detection chamber 5B is preferably at least internally coated with black paint or black anodized. 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.
  • 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.
  • the wavelength is from 300 nm to 450 nm, which is contained in a microorganism and excites fluorescent tryptophan, NaDH, riboflavin, and the like efficiently.
  • the light receiving element 9 a conventionally used photodiode, image sensor, or the like is used.
  • 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 region 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a glass epoxy resin is preferably used.
  • 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.
  • the 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.
  • 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.
  • the heater 91 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.
  • 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, when the collection unit 12A moves from the collection chamber 5A to the detection chamber 5B through the hole 5C ′ in the direction of arrow A ′ in FIG. 4B, and the collection unit 12A completely enters the detection chamber 5B.
  • the cover 65A is joined to the adapter 65B so that the hole 5C ′ is completely covered, and the inside of 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.
  • 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.
  • FIG. 5 to FIG. 13 are specific examples obtained by conducting an experiment in which changes in fluorescence before and after heating are performed by subjecting 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.
  • 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. 6B, the fluorescence intensity from E. coli is greatly increased by the heat treatment. It is clear that it has increased.
  • 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
  • FIG. 8B is a fluorescence micrograph after heat treatment.
  • 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 heat treatment
  • FIG. 10B is a fluorescence micrograph after 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.
  • FIGS. 11A and 11B show measurement of fluorescence spectra before and after heat treatment (curve 78) when the fluorescent dust is heat-treated at 200 ° C. for 5 minutes, respectively.
  • FIG. 12A is a microscope picture before heat processing
  • FIG. 12B is after heat processing.
  • the fluorescence spectrum shown in FIG. 11A and the fluorescence spectrum shown in FIG. 11B are overlapped, it was verified that they almost overlap as shown in FIG. 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.
  • the above-mentioned phenomenon verified by the inventors is applied as a detection principle in the microorganism detection apparatus 100A. 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.
  • the microorganism detection apparatus 100A detects microorganisms in the air using the principle described above.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a hardware configuration such as an electric circuit.
  • the signal processing unit 30 includes a current-voltage conversion circuit 34 connected to the light receiving element 9 and an amplification circuit 35 connected to the current-voltage conversion circuit 34.
  • 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.
  • 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
  • a drive unit 48 for driving a mechanism (not shown) for reciprocating the brush 60.
  • 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.
  • the current-voltage conversion circuit 34 detects the peak current value H representing the fluorescence intensity from the current signal input from the light receiving element 9, and converts it into the 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.
  • 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.
  • the control part 41 is electrically connected with the light emitting element 6 and the light receiving element 9, and controls those ON / OFF.
  • the control unit 41 includes a calculation unit 411.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • step S1 a collection operation in collection chamber 5A is performed for a time ⁇ T1 that is a predefined collection time.
  • 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.
  • the control unit 41 ends the collection operation, that is, ends the driving of the fan 50.
  • 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.
  • a detection operation is performed in step S5.
  • the control unit 41 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 ⁇ T2.
  • 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.
  • the measurement time ⁇ T2 may be set in advance in the control unit 41, or may be operated by operating the switch 110, a signal from the PC 300 connected to the communication unit 150 via the cable 400, a communication It may be input or changed by a signal from a recording medium mounted on the unit 150.
  • 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.
  • 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.
  • step S9 similarly to the microorganism detection apparatus 100A, the control unit 41 causes the heater 91 to perform heating for a time ⁇ T3 which is a predetermined heat treatment time. The heating temperature at this time is defined in advance.
  • step S 11 After the heating operation, a cooling operation is performed in step S11.
  • 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 ⁇ T3, the heating temperature, and the cooling time may also be set in advance in the control unit 41, or may be an operation of the switch 110 or the PC 300 connected to the communication unit 150 via the cable 400. Or a signal from a recording medium mounted on the communication unit 150 may be input or changed.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • step S15 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 is input to the measurement unit 40 and stored in the storage unit 42. Thereby, the fluorescence amount S2 after heating is measured.
  • 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.
  • 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.
  • the calculation unit 411 calculates the difference between the stored fluorescence intensity F1 and fluorescence intensity F2 as the increase amount ⁇ F.
  • the increase amount ⁇ F is related to the amount of biological particles (such as the number of particles or the particle concentration).
  • the calculation unit 411 stores a correspondence relationship between the increase amount ⁇ F and the amount of biological particles (particle concentration) as illustrated in FIG. 16 in advance. Then, the calculation unit 411 calculates the biological particle concentration obtained using the calculated increase amount ⁇ F and the corresponding relationship from the biological biological substance in the air introduced into the collection chamber 5A during the time ⁇ T1. Calculated as particle concentration.
  • the correspondence relationship between the increase amount ⁇ F and the biological particle concentration is experimentally determined in advance. For example, in a 1 m 3 container, a microorganism such as Escherichia coli, Bacillus or mold is sprayed using a nebulizer, and the microorganism concentration is maintained at N / m 3 , thereby detecting a microorganism.
  • the microorganisms are collected for the time ⁇ T1 by the detection method described above. Then, the microorganisms collected at a predetermined heating amount (heating time ⁇ T3, predetermined heating temperature) are subjected to heat treatment by the heater 91, and an increase ⁇ F in fluorescence intensity before and after that is measured.
  • a predetermined heating amount heating time ⁇ T3, predetermined heating temperature
  • the correspondence relationship between the increase amount ⁇ F and the biological particle concentration may be stored in the calculation unit 411 by being input by operating the switch 110 or the like.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the calculation unit 411 calculates a biological particle concentration N1 (number / m 3 ) by specifying a value corresponding to the increase amount ⁇ F1 from the correspondence relationship in FIG. To do.
  • the calculation unit 411 defines one of the microorganisms as a standard microorganism and stores the correspondence between the increase amount ⁇ F and the concentration of the microorganism.
  • 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.
  • the increase ⁇ F uses the difference in fluorescence intensity before and after the heat treatment of a predetermined heating amount (predetermined heating temperature, heating time ⁇ T3), but these ratios are used. Also good.
  • the concentration of biological 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.
  • An example of the display on the display panel 130 is a sensor display shown in FIG. 17A.
  • 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, and turns on the lamp. To do.
  • the lamp may be lit in a different color for each calculated density.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. .
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the microorganism detection apparatus 100A 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.
  • 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.
  • FIG. 18 is a diagram showing a basic configuration of a microorganism detection apparatus 100B according to the second embodiment.
  • 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.
  • the microorganism detection apparatus 100 ⁇ / b> B 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.
  • 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.
  • the 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.
  • a diaphragm plate having a hole in the substantially center is provided at a position that blocks the height direction in the cylindrical housing 5D, and the discharge electrode is installed so as to pass through the hole.
  • 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.
  • the collecting jig 12 with the narrowed flow path the suspended particles are adsorbed in a somewhat narrow range on the collecting jig 12.
  • 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.
  • FIG. 18 an example in which the light emitting element 6 and the light receiving element 9 are arranged outside the cylindrical housing 5D is shown. 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.
  • the configuration shown in FIG. 18 may be maintained, that is, the light emitting element 6 and the light receiving element 9 may be arranged outside the cylindrical housing 5D.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a heater 91 as a heating mechanism is disposed on the far side of the collection jig 12 from the discharge electrode 1, and a unit including the collection jig 12 and the heater 91 constitutes a collection 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.
  • FIG. 19A and 19B are schematic views showing the configuration of the collection unit 12A.
  • FIG. 19A is a plan view seen from the discharge electrode 1 side of the collection unit 12A, and
  • FIG. 19B shows a cross-sectional view.
  • 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.
  • a heater 91 is disposed on the opposite side of the collection electrode 12 to the discharge electrode 1 without a heat insulating material interposed therebetween, and the periphery of the heater 91 is covered with the heat insulating material.
  • 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.
  • fluorescence is emitted from the collected matter containing microorganisms on the surface of the collecting jig 12.
  • Fluorescence is detected by the signal processing unit 30 by being received by the light receiving element 9. 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.
  • 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.
  • the brush 60 is physically brought into contact with the surface of the collecting jig 12 to remove particles adhering to the surface.
  • the particles adhering to the surface of the collection jig 12 are removed using heat treatment.
  • the microorganism detection apparatus 100B has the same function as the function configuration of the microorganism detection apparatus 100A according to the first embodiment shown in FIG. 14 as a function for performing this operation.
  • 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.
  • 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.
  • step S5 the fluorescence amount S1 on the surface of the collection jig 12 is measured.
  • 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.
  • step S11 the fan 50 is driven to cool the collection jig 12, and in step S15, the fluorescence amount S2 on the surface of the collection jig 12 after heating is measured.
  • step S17 ' 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.
  • 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 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.
  • Fluorescence from the surface of the collecting jig 12 is mainly composed of 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.
  • 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.
  • the microorganism detection apparatus 100A 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.
  • 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.
  • 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.
  • the deposit on the collecting jig 12 can be removed more efficiently.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 23 is a diagram showing 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). It is.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • heating was further performed at 300 ° C. for 2 minutes.
  • the fluorescence intensity from the 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.
  • 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.
  • the fluorescence intensity obtained in the previous detection operation is smaller than the fluorescence intensity at the start of the next detection operation, and the fluorescence base is lowered. become.
  • 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.
  • the increase in the voltage is 1400 [mV]
  • 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.
  • the inventors perform detection operation by introducing air containing blue 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 ⁇ m, and the pollen is about 30 ⁇ m.
  • FIGS. 24 to 26 are micrographs of the surface of the collecting 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 ⁇ magnification photomicrograph of the same location as the imaging location in FIG. 24 after heating at 450 ° C. to 500 ° C.
  • 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.
  • a light source that generates heat such as a halogen lamp (infrared lamp) or a laser. Heating may be used.
  • the collection jig is heated using irradiation light from a light source that generates heat, it is necessary to place the collection jig above the collection jig 12 and irradiate the collection jig 12 from above. 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.
  • FIG. 27 is a diagram showing a basic configuration of a microorganism detection apparatus 100B ′ according to a modification.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 27 shows an example in which the lamp 92 is provided in a cylindrical casing 5E different from the cylindrical casing 5D as an 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.
  • 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.
  • 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.
  • a driving mechanism (not shown) of the lamp 92 is connected to the measuring unit 40, and irradiates light of an irradiation amount according to a control signal from the measuring unit 40.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 28A is a schematic view of an experimental apparatus for heating the surface of the collecting jig from above
  • FIG. 28B is a schematic view of an experimental apparatus for indirectly heating the surface of the collecting jig from below.
  • the experiment using the apparatus of FIG. 28A is referred to as Experiment A, and the experiment using the apparatus of FIG.
  • the collection jig was supported horizontally or substantially horizontally with 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.
  • 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.
  • FIGS. 29A to 34B are micrographs of the surface of the collection jig in Experiment A and Experiment B.
  • FIGS. 29A, 29B, 30A, and 30B are diagrams in the case of using mold fungus as the collection sample.
  • 31A to 34B are micrographs of the surface of the collection jig in Experiment A and Experiment B when pollen is used as the collection sample.
  • FIG. 29A is a photomicrograph at a magnification of 2000 times of the surface of the collecting jig after directly heating the surface of the collecting jig for collecting the fungus by a halogen spot lamp at 200 ° C. for 7 minutes
  • FIG. FIG. 2 is a 2000 ⁇ magnification micrograph of the surface of the collection jig after heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is taken at substantially the same position.
  • FIG. 30A is a micrograph of the surface of the collection jig after indirectly heating the collection jig for collecting mold fungi at 200 ° C. for 7 minutes with a ceramic sheet heater, and FIG. Furthermore, it is a 2000 times as many photomicrograph of the surface of the collection jig after heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is taken at substantially the same position.
  • FIG. 29A when the surface of the collecting jig is directly heated by the halogen spot lamp, a bead shape is formed before and after additional heating at 450 ° C. for 3 minutes. It can be seen that the fungus is detached or shrinking.
  • FIG. 31A is a photomicrograph of 50 times of the surface of the collecting jig after directly heating the surface of the collecting jig for collecting pollen at 200 ° C. for 7 minutes with a halogen spot lamp
  • FIG. It is a 50 times as many photomicrograph of the surface of the collection jig after heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is obtained by photographing substantially the same position.
  • FIG. 32A and FIG. 32B are photomicrographs of 2000 times under the conditions of FIG. 31A and FIG. 31B, respectively.
  • FIG. 33A is a 50 times 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, Then, it is a 50-fold micrograph of the surface of the collecting jig after further heating at 450 ° C. for 3 minutes, and is taken at substantially the same position.
  • 34A and 34B are photomicrographs of 2000 times under the conditions of FIGS. 33A and 33B, respectively.
  • 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.
  • FIG. 32A when the surface of the collecting jig is directly heated by a halogen spot lamp, the size of pollen photographed by additional heating at 450 ° C. for 3 minutes is as follows. It turns out that it reduced to about 1/3.

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Abstract

　検出装置（１００Ｂ）は、発光素子（６）と、蛍光を受光するための受光素子（９）と、発光素子（６）で照射された捕集治具（１２）からの蛍光の受光量に基づいて、捕集治具（１２）で捕集された生物由来の粒子量を算出するための測定部（４０）とを備え、捕集治具（１２）のリフレッシュ動作としてヒータ（９１）で捕集治具（１２）を加熱することで捕集治具（１２）上の捕集物を消失させる。

Description

検出装置および検出方法
　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。
　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。
　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。
特開２００３－３８１６３号公報 特表２００８－５０８５２７号公報
　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。
　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
　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、発光素子で照射された捕集用部材からの蛍光の受光量に基づいて、捕集用部材で捕集された生物由来の粒子量を算出するための算出装置と、捕集用部材を清掃するための清掃機構とを備える。清掃機構は、捕集用部材を加熱するための機構を含む。
　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、算出装置は、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ための機構は、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。
　より好ましくは、清掃機構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。
　好ましくは、清掃機構に含まれる加熱するための機構は、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。
　より好ましくは、その加熱するための機構は、発熱を伴う光源である。
　好ましくは、清掃機構に含まれる加熱するための機構は、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。
　好ましくは、清掃機構に含まれる加熱するための機構は、２００℃以上で捕集用部材を加熱する。
　好ましくは、清掃機構は、加熱するための機構に加えて、捕集用部材に接触可能な部材を含み、加熱するための機構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。
　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。
　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。
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。 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。 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。 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。 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。 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。 捕集ユニットの構成を説明する図である。 捕集ユニットの動作を説明する図である。 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。 加熱処理前での大腸菌の蛍光顕微鏡写真である。 加熱処理後での大腸菌の蛍光顕微鏡写真である。 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。 加熱処理前でのバチルス菌の蛍光顕微鏡写真である。 加熱処理後でのバチルス菌の蛍光顕微鏡写真である。 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。 加熱処理前でのアオカビ菌の蛍光顕微鏡写真である。 加熱処理後でのアオカビ菌の蛍光顕微鏡写真である。 加熱処理前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。 加熱処理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。 加熱処理前での蛍光発光する埃の蛍光顕微鏡写真である。 加熱処前後での蛍光発光する埃の蛍光顕微鏡写真である。 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。 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。 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。 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。 検出結果の表示例を示す図である。 検出結果の表示方法を示す図である。 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。 捕集ユニットの放電電極側から見た平面図である。 捕集ユニットの断面図を表わす図である。 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。 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。 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。 リフレッシュ動作を伴って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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
　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。
　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。
　＜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。
　［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。
　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。
　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。
　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。
　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３Ａ、図３Ｂ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。
　図３Ａおよび図３Ｂ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３Ｃおよび図３Ｄ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３Ａ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３Ｂ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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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４Ａ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。
　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。
　図４Ｂ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４Ｂ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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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６Ａに示された加熱処理前の蛍光顕微鏡写真と、図６Ｂ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。
　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８Ａが加熱処理前、図８Ｂ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１０Ａが加熱処理前、図１０Ｂ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。
　これに対して、図１１Ａおよび図１１Ｂ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１２Ａが加熱処理前、図１２Ｂが加熱処理後の顕微鏡写真である。図１１Ａに示された蛍光スペクトルと図１１Ｂ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１２Ａ、図１２Ｂ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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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ΔＴ１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ΔＴ１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。
　これにより、時間ΔＴ１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ΔＴ１の間、捕集される。
　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ΔＴ２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。
　なお、上記測定時間ΔＴ２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。
　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。
　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ΔＴ３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。
　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ΔＴ３、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。
　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。
　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。
　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。
　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ΔＦとして算出する。上述のように、増大量ΔＦ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ΔＦ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ΔＦ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ΔＴ１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。
　増大量ΔＦ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ΔＴ１の間微生物を捕集する。そして、所定加熱量（加熱時間ΔＴ３、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ΔＦ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ΔＦと微生物濃度（個／ｍ3）との関係が得られる。
　増大量ΔＦ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。
　計算部４１１は、増大量ΔＦが差分ΔＦ１と算出された場合、図１６の対応関係から増大量ΔＦ１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。
　ただし、増大量ΔＦ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ΔＦ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。
　なお、上述の例では増大量ΔＦには、所定の加熱量（所定の加熱温度、加熱時間ΔＴ３）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。
　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１７Ａ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１７Ｂ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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　図１９Ａおよび図１９Ｂは捕集ユニット１２Ａの構成を表わす概略図であって、図１９Ａは捕集ユニット１２Ａの放電電極１側から見た平面図、図１９Ｂは断面図を表わしている。
　図１９Ａ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。
　図１９Ｂ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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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およ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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　＜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２８Ａおよび図２８Ｂのような簡易な装置を用いて実験を行なった。
　図２８Ａ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２８Ｂ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２８Ａの装置を用いた実験を実験Ａ、図２８Ｂの装置を用いた実験を実験Ｂと称する。
　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。
　図２９Ａ～図３４Ｂ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２９Ａ，図２９Ｂおよび図３０Ａ，図３０Ｂは捕集サンプルとしてカビ菌を用いた場合、図３１Ａ～図３４Ｂ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。
　図２９Ａ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２９Ｂ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。
　図３０Ａ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３０Ｂ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。
　図３０Ａと図３０Ｂ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。
　これに対して、図２９Ａと図２９Ｂ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。
　図３１Ａ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３１Ｂ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３２Ａおよび図３２Ｂは、それぞれ、図３１Ａおよび図３１Ｂの条件での、２０００倍の顕微鏡写真である。
　また、図３３Ａ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３３Ｂ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３４Ａおよび図３４Ｂは、それぞれ、図３３Ａおよび図３３Ｂの条件での、２０００倍の顕微鏡写真である。
　図３３Ａ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３３Ｂ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。
　また、図３２Ａと図３２Ｂ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。
　これに対して、図３１Ａ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３１Ｂ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。
　また、図３２Ａと図３２Ｂ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。
　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。
　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請求の範囲によって示され、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。
　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。

Claims (9)

  1. 　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、
    　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ための算出装置と、
    　前記捕集用部材を清掃するための清掃機構とを備え、
    　前記清掃機構は、前記捕集用部材を加熱するための機構を含む、検出装置。
  2. 　前記捕集用部材を加熱するためのヒータをさらに備え、
    　前記算出装置は、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、
    　前記清掃機構に含まれる前記加熱するための機構は、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。
  3. 　前記清掃機構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。
  4. 　前記清掃機構に含まれる前記加熱するための機構は、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に記載の検出装置。
  5. 　前記加熱するための機構は、発熱を伴う光源である、請求項３に記載の検出装置。
  6. 　前記清掃機構に含まれる前記加熱するための機構は、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に記載の検出装置。
  7. 　前記清掃機構に含まれる前記加熱するための機構は、２００℃以上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。
  8. 　前記清掃機構は、前記加熱するための機構に加えて、前記捕集用部材に接触可能な部材を含み、前記加熱するための機構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に記載の検出装置。
  9. 　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。
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