(57)【要約】【課題】従来の技術は、被検物質を効率的に捕集し検出することができない。【解決手段】電極部と、前記電極部を冷却する冷却部と、被検物質を検出する被検物質検出部と、前記電極部と前記被検物質検出部との間に設けられた対向電極部と、前記被検物質を含む気体サンプルを導入する気体サンプル導入口と、を備え、前記冷却部により前記電極部が冷却されることにより、前記電極部の表面に結露水が生成され、前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが、前記電極部の表面に吹き付けられることで、前記結露水に前記被検物質が捕集され、前記対向電極部と前記電極部との間に電位差を生じさせることにより、前記結露水を帯電微粒子化し、前記被検物質を前記被検物質検出部に搬送し、前記被検物質検出部は、前記搬送された被検物質を検出し、前記電極部は、前記対向電極部と前記気体サンプル導入口との間に位置する、検出装置。【選択図】図４
2015230198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極部と、
前記電極部を冷却する冷却部と、
被検物質を検出する被検物質検出部と、
前記電極部と前記被検物質検出部との間に設けられた対向電極部と、
前記被検物質を含む気体サンプルを導入する気体サンプル導入口と、
を備え、
前記冷却部により前記電極部が冷却されることにより、前記電極部の表面に結露水が生成され、
前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが、前記電極部の表面に吹き付けられることで、前記結露水に前記被検物質が捕集され、
前記対向電極部と前記電極部との間に電位差を生じさせることにより、前記結露水を帯電微粒子化し、前記被検物質を前記被検物質検出部に搬送し、
前記被検物質検出部は、前記搬送された被検物質を検出し、
前記電極部は、前記対向電極部と前記気体サンプル導入口との間に位置する、
検出装置。
【請求項２】
前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが通過する気体サンプル流路を備え、
前記気体サンプル流路は、外壁部と前記電極部の表面とにより囲まれてなる流路である、
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記電極部は、前記対向電極部側に位置する端が先細りとなるテーパー形状である、
請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記気体サンプルは、空気であり、
前記被検物質は、ウイルスである、
請求項１〜３のいずれかに記載の検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の検出装置と、
前記被検物質検出部の検出結果に応じて、対象空間から前記被検物質を除去する清浄部と、
を備える、
清浄装置。
【請求項６】
検出装置を用いた検出方法であって、
前記検出装置は、
電極部と、
前記電極部を冷却する冷却部と、
被検物質を検出する被検物質検出部と、
前記電極部と前記被検物質検出部との間に設けられた対向電極部と、
前記被検物質を含む気体サンプルを導入する気体サンプル導入口と、
を備え、
前記冷却部により前記電極部が冷却されることにより、前記電極部の表面に結露水が生成される結露水生成工程と、
前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが、前記電極部の表面に吹き付けられることで、前記結露水に前記被検物質が捕集される捕集工程と、
前記対向電極部と前記電極部との間に電位差を生じさせることにより、前記結露水を帯電微粒子化し、前記被検物質を前記被検物質検出部に搬送する搬送工程と、
前記被検物質検出部により、前記搬送された被検物質を検出する検出工程と、
を包含し、
前記電極部は、前記対向電極部と前記気体サンプル導入口との間に位置する、
検出方法。
【請求項７】
前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが通過する気体サンプル流路を備え、
前記気体サンプル流路は、外壁部と前記電極部の表面とにより囲まれてなる流路である、
請求項６に記載の検出方法。
【請求項８】
前記電極部は、前記対向電極部側に位置する端が先細りとなるテーパー形状である、
請求項６または７に記載の検出方法。
【請求項９】
前記気体サンプルは、空気であり、
前記被検物質は、ウイルスである、
請求項６〜８のいずれかに記載の検出方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載の検出方法と、
前記検出工程の検出結果に応じて、対象空間から前記被検物質を除去する清浄工程と、
を備える、
清浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物質（例えば、空気中を浮遊するウイルス等の病原体）を捕集し検出する検出方法、及び、検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中を浮遊するウイルス等の病原体を捕集する技術としては、例えば、ウイルス等を捕集可能なフィルターに空気を流した後、抽出液を用いて当該フィルターに捕集されたウイルス等を液体中に抽出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ウイルス等を、サイクロン効果を利用してウイルスを分離捕集し、捕集部に導入した液体中にウイルス等を捕集する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
なお、空気中を浮遊しているウイルスは、ウイルス単体で浮遊している訳ではなく、他の浮遊している微粒子に付着して、又は人が放出する飛沫等に含まれて浮遊していることが知られている。
【０００４】
通常ウイルスの直径は３０〜２００（ｎｍ）で、例えば、インフルエンザウイルスの場合、その直径は９０〜１１０（ｎｍ）である。ウイルスが空気中を浮遊している場合は、直径が０．３〜１０（μｍ）の微粒子として浮遊している。特に浮遊している全ウイルスの内約６０％以上は直径が１（μｍ）以上の微粒子として浮遊している（例えば、非特許文献１、２を参照）。ここで、直径が１０（μｍ）以上の微粒子は、即座に沈降するので、空気中を浮遊することはほとんど無い。
【０００５】
また、人の咳、くしゃみによって、体液に含まれているウイルスが放出されるが、体液は放出後瞬時に乾燥して、飛沫核になる。このウイルスを含んだ飛沫核の直径は、約１（μｍ）で、空気中を浮遊する（例えば、非特許文献３を参照）。
【０００６】
即ち、ウイルスは、他の浮遊している微粒子に吸着した状態や、飛沫核に含まれた状態や、その飛沫核が他の浮遊している微粒子に吸着した状態や、その飛沫核同士が凝集した状態で、直径が０．３〜１０（μｍ）の微粒子として浮遊している。言い換えると、直径が０．３〜１０（μｍ）の微粒子に含まれて浮遊している。
【０００７】
ウイルス等の病原体を高感度に検知する方法として、ウイルスを抗原とした抗原抗体反応を用いたイムノクロマトグラフィを用いた簡易的なウイルス検査技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。これは、ウイルスを抗原とした抗原抗体反応により、特異的に発色する抗体等を用い、抗原としてのウイルスと抗体との接触による発色を観察することにより、ウイルスを検知するものである。これらの方法では、ウイルス感染患者の鼻汁、痰等から、ウイルス抽出液にウイルスを抽出し、ウイルスを検知していた。また、表面増強ラマン分光測定方法としては、ウイルス等と特異的に結合する抗体等を金、銀等の貴金属で形成されたナノメートル程度の構造体（ナノ構造体）に固定化し、そのナノ構造体上にウイルス含有液を滴下し、そのナノ構造体で、局在化表面プラズモン共鳴が発生する光を照射して、抗体等で発生する表面増強ラマン散乱光を計測する技術が開示されている（例えば、非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−５２８６５号公報
【特許文献２】特開２０１２−５２８６６号公報
【特許文献３】特開２００８−２７５５１１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｗａｎ  Ｙａｎｇ１，  Ｓｕｂｂｉａｈ  Ｅｌａｎｋｕｍａｒａｎ２  ａｎｄ  Ｌｉｎｓｅｙ  Ｃ．  Ｍａｒｒ１，  “Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｓｉｚｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ａｉｒｂｏｒｎｅ  ｉｎｆｌｕｅｎｚａ  Ａｖｉｒｕｓｅｓ  ｍｅａｓｕｒｅｄ  ｉｎｄｏｏｒｓ  ａｔ  ａ  ｈｅａｌｔｈ  ｃｅｎｔｒｅ，  ａ  ｄａｙ−ｃａｒｅ  ｃｅｎｔｒｅ  ａｎｄ  ｏｎ  ａｅｒｏｐｌａｎｅｓ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  （２０１１）  ８，  １１７６-１１８４
【非特許文献２】Ｐａｒｈａｍ  Ａｚｉｍｉ，  Ｂｒｅｎｔ  Ｓｔｅｐｈｅｎｓ，  ”  ＨＶＡＣ  ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ  ａｉｒｂｏｒｎｅ  ｄｉｓｅａｓｅ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｉｎｄｏｏｒ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ：  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ  ｒｉｓｋ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｓｔｓ”，  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  ７０  （２０１３）  １５０−１６０
【非特許文献３】西村秀一、阪田総一郎、“くしゃみ咳によるエアロゾル粒子中のインフルエンザウイルスの活性と空調”、冷凍２０１０年５月号第８５巻第９９１号
【非特許文献４】Ｒａｌｐｈ  Ａ．  Ｔｒｉｐ，  Ｒｉｃｈａｒｄ  Ａ．  Ｄｌｕｈｙ，  Ｙｉｐｉｎｇ  Ｚｈａｏ，  ”Ｎｏｖｅｌ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  ＳＥＲＳ  ｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇ”，  Ｎａｎｏ  ｔｏｄａｙ，  Ｖｏｌ．  ３，  Ｎｕｍｂｅｒ  ３−４，  ３１−３７  （２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の技術は、被検物質を効率的に捕集し検出することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
電極部と、前記電極部を冷却する冷却部と、被検物質を検出する被検物質検出部と、前記電極部と前記被検物質検出部との間に設けられた対向電極部と、前記被検物質を含む気体サンプルを導入する気体サンプル導入口と、を備え、前記冷却部により前記電極部が冷却されることにより、前記電極部の表面に結露水が生成され、前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが、前記電極部の表面に吹き付けられることで、前記結露水に前記被検物質が捕集され、前記対向電極部と前記電極部との間に電位差を生じさせることにより、前記結露水を帯電微粒子化し、前記被検物質を前記被検物質検出部に搬送し、前記被検物質検出部は、前記搬送された被検物質を検出し、前記電極部は、前記対向電極部と前記気体サンプル導入口との間に位置する、検出装置。
【００１２】
検出装置を用いた検出方法であって、前記検出装置は、電極部と、前記電極部を冷却する冷却部と、被検物質を検出する被検物質検出部と、前記電極部と前記被検物質検出部との間に設けられた対向電極部と、前記被検物質を含む気体サンプルを導入する気体サンプル導入口と、を備え、前記冷却部により前記電極部が冷却されることにより、前記電極部の表面に結露水が生成される結露水生成工程と、前記気体サンプル導入口から導入された前記気体サンプルが、前記電極部の表面に吹き付けられることで、前記結露水に前記被検物質が捕集される捕集工程と、前記対向電極部と前記電極部との間に電位差を生じさせることにより、前記結露水を帯電微粒子化し、前記被検物質を前記被検物質検出部に搬送する搬送工程と、前記被検物質検出部により、前記搬送された被検物質を検出する検出工程と、を包含し、前記電極部は、前記対向電極部と前記気体サンプル導入口との間に位置する、検出方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検物質を効率的に捕集し検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態２に係る浮遊ウイルス検出装置の構成を示す断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】実施の形態２に係る浮遊ウイルス検出方法の処理手順を説明するためのフローチャート。
【図４】実施の形態１の検出装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】実施の形態１の検出方法を示す図。
【図６】実施の形態１の電極部および気体サンプル流路の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
まず、本発明の発明者の着眼点について説明する。
【００１７】
上述した特許文献１の従来技術は、ウイルス抽出液にウイルスを抽出し、ウイルス抽出液を回収した後、ウイルス検出する必要があるため、多大な時間を要するという課題があった。
【００１８】
また、上述した特許文献２の従来技術は、予め液体のウイルス抽出液を用意し、液体中に捕集し、その後、ウイルス抽出液を回収しウイルスを測定する必要があった。そのため、大量のウイルス抽出液をタンク等に貯蔵しておく必要がある。したがって、タンク等に貯蔵されたウイルス抽出液の消費により、液量が減少するとユーザーがウイルス抽出液を補充しなければならないという課題があった。
【００１９】
実施の形態における、ある一様態の構成は、例えば、空気中を浮遊するウイルスを捕集し、ウイルスの存在状況をリアルタイムで検出する技術に関する。例えば、空気中の水分から生成した結露水にウイルスを捕集し、帯電微粒子化することにより静電気力でウイルス検出部にウイルスを含む帯電微粒子を注入する。
【００２０】
このため、短時間でウイルスを捕集し検出することができる。また、ユーザーが水分を供給する手間を省くことができる。すなわち、空気中を浮遊するウイルス等の病原体を捕集し、その場で検知して浮遊ウイルスの存在状況をリアルタイムに検出することが出来る。
【００２１】
（実施の形態１）
図４は、実施の形態１の検出装置１０００の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
実施の形態１の検出装置１０００は、電極部１１００と、冷却部１２００と、被検物質検出部１３００と、対向電極部１４００と、気体サンプル導入口１５００と、を備える。
【００２３】
冷却部１２００は、電極部１１００を冷却する。
【００２４】
被検物質検出部１３００は、被検物質を検出する。
【００２５】
対向電極部１４００は、電極部１１００と被検物質検出部１３００との間に設けられる。
【００２６】
気体サンプル導入口１５００は、被検物質を含む気体サンプルを導入するための導入口である。
【００２７】
冷却部１２００により電極部１１００が冷却されることにより、電極部１１００の表面に結露水が生成される。
【００２８】
気体サンプル導入口１５００から導入された気体サンプルが、電極部１１００の表面に吹き付けられることで、結露水に被検物質が捕集される。
【００２９】
対向電極部１４００と電極部１１００との間に電位差を生じさせることにより、結露水を帯電微粒子化し、被検物質を被検物質検出部１３００に搬送する。
【００３０】
被検物質検出部１３００は、搬送された被検物質を検出する。
【００３１】
電極部１１００は、対向電極部１４００と気体サンプル導入口１５００との間に位置する。
【００３２】
以上の構成によれば、より効率的に、気体サンプル中の被検物質を、電極部の表面に生じた結露水に捕集することができる。
【００３３】
なお、実施の形態１の検出装置１０００は、気体サンプル導入口１５００から導入された気体サンプルが通過する気体サンプル流路を備えていても良い。このとき、気体サンプル流路は、外壁部と電極部１１００の表面とにより囲まれてなる流路であっても良い。
【００３４】
以上の構成によれば、気体サンプル流路において、より効率的に、気体サンプル中の被検物質を、電極部の表面に生じた結露水に捕集することができる。
【００３５】
また、実施の形態１の検出装置１０００においては、電極部１１００は、対向電極部１４００側に位置する端が先細りとなるテーパー形状であっても良い。
【００３６】
以上の構成によれば、結露水に捕集した被検物質を、より効率的に、被検物質検出部に搬送することができる。
【００３７】
また、実施の形態１の清浄装置は、上述の検出装置と、清浄部と、を備える。
【００３８】
清浄部は、被検物質検出部１３００の検出結果に応じて、対象空間から被検物質を除去する。
【００３９】
以上の構成によれば、対象空間から被検物質を、より効率的に除去することができる。
【００４０】
図５は、実施の形態１の検出方法を示す図である。
【００４１】
実施の形態１の検出方法は、検出装置を用いた検出方法である。
【００４２】
当該検出装置は、電極部と、冷却部と、被検物質検出部と、対向電極部と、気体サンプル導入口と、を備える。
【００４３】
冷却部は、電極部を冷却する。
【００４４】
被検物質検出部は、被検物質を検出する。
【００４５】
対向電極部は、電極部と被検物質検出部との間に設けられる。
【００４６】
気体サンプル導入口は、被検物質を含む気体サンプルを導入するための導入口である。
【００４７】
実施の形態１の検出方法は、結露水生成工程と、捕集工程と、搬送工程と、検出工程と、を包含する。
【００４８】
結露水生成工程は、冷却部により電極部が冷却されることにより、電極部の表面に結露水が生成される工程である。
【００４９】
捕集工程は、気体サンプル導入口から導入された気体サンプルが、電極部の表面に吹き付けられることで、結露水に被検物質が捕集される工程である。
【００５０】
搬送工程は、対向電極部と電極部との間に電位差を生じさせることにより、結露水を帯電微粒子化し、被検物質を被検物質検出部に搬送する工程である。
【００５１】
検出工程は、被検物質検出部により、搬送された被検物質を検出する工程である。
【００５２】
電極部は、対向電極部と気体サンプル導入口との間に位置する。
【００５３】
以上の構成によれば、より効率的に、気体サンプル中の被検物質を、電極部の表面に生じた結露水に捕集することができる。
【００５４】
実施の形態１の検出方法においては、検出装置は、気体サンプル導入口から導入された気体サンプルが通過する気体サンプル流路を備えていても良い。このとき、気体サンプル流路は、外壁部と電極部の表面とにより囲まれてなる流路であっても良い。
【００５５】
以上の構成によれば、気体サンプル流路において、より効率的に、気体サンプル中の被検物質を、電極部の表面に生じた結露水に捕集することができる。
【００５６】
実施の形態１の検出方法においては、電極部は、対向電極部側に位置する端が先細りとなるテーパー形状であっても良い。
【００５７】
以上の構成によれば、結露水に捕集した被検物質を、より効率的に、被検物質検出部に搬送することができる。
【００５８】
また、実施の形態１の清浄方法は、上述の検出方法と、清浄工程と、を包含する。
【００５９】
清浄工程は、検出工程の検出結果に応じて、対象空間から被検物質を除去する工程である。
【００６０】
以上の構成によれば、対象空間から被検物質を、より効率的に除去することができる。
【００６１】
図６は、実施の形態１の電極部および気体サンプル流路の構成例を示す図である。
【００６２】
図６（ａ）は、外壁部と電極部１１００の表面とにより囲まれてなる気体サンプル流路の一例を示している。
【００６３】
図６（ｂ）は、対向電極部側に位置する端が先細りとなるテーパー形状の電極部の一例を示している。また、図６（ｂ）は、このテーパー形状の電極部の場合の気体サンプル流路の一例も示している。
【００６４】
なお、被検物質は、例えば、ウイルスや細菌など病原体であっても良い。もしくは、被検物質は、例えば、ウイルスや細菌などに関連するタンパク質であっても良い。もしくは、被検物質は、例えば、におい成分などであっても良い。もしくは、被検物質は、生体物質（タンパク質、脂質等）やアレルゲン、バクテリアなどであっても良い。
【００６５】
また、気体サンプルは、空気であっても良い。
【００６６】
また、対象空間は、部屋であっても良い。もしくは、対象空間は、屋外の所定の空間領域であっても良い。もしくは、対象空間は、容器であっても良い。
【００６７】
また、電極部は、一例として、電極部１０３などを含んでいても良い。
【００６８】
また、冷却部は、一例として、熱電素子１０４や放熱フィン１０９などを含んでいても良い。
【００６９】
また、被検物質検出部は、一例として、ウイルス検出部１０８などを含んでいても良い。
【００７０】
また、対向電極部は、一例として、対向電極部１０５などを含んでいても良い。
【００７１】
また、気体サンプル導入口は、一例として、空気吸入口１０２などを含んでいても良い。
【００７２】
また、気体サンプル流路は、一例として、空気流路部１０６などで構成されていても良い。
【００７３】
また、清浄部は、空気中から被検物質を除去する空気清浄部であっても良い。
【００７４】
また、電極部や冷却部や被検物質検出部や対向電極部や清浄部などが、制御部で制御されても良い。このとき、制御部は、コントローラー１１２の一部であっても良い。
【００７５】
（実施の形態２）
図１は、実施の形態２における浮遊ウイルス検出装置の模式図である。
【００７６】
本実施の形態２において、浮遊ウイルス検出装置１００は以下の構成からなる。
【００７７】
容器１０１は壁面によって外部と隔てられている。壁面を通して、内部や外部の物質の出入りは行われない。図１において、容器１０１の形状は、直方体としたが、他の形状でもよい。例えば、多面体、球形、流路状でもよい。容器１０１の材料は、ステンレス、アルミ、銅などの金属でもよく、また石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、シリコン、アルミナ、シリコンカーバイトなどの無機物でもよい。また、表面に二酸化珪素、窒化珪素、酸化タンタルなどの絶縁体薄膜が形成されたシリコン基板でもよい。またこれらを２種類以上組み合わせてもよい。
【００７８】
容器１０１の材料は、アクリル樹脂やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、フッ素樹脂、ＰＤＭＳなどでもよい。容器１０１の材料がプラスチック材料である場合、容器１０１の内壁には、帯電防止膜をコーティングすることが好ましい。
【００７９】
電極部１０３は容器１０１の内部の一端に設けられている。図１において、電極部１０３の材料は、良熱伝導材料が好ましく、また、電気伝導性材料であることが好ましい。例えば、ステンレス、銅、真鍮、アルミ、ニッケル、タングステンなどの単体金属でもよいし、これらを２種類以上組み合わせた合金や金属間化合物でもよい。電極部１０３は一つでもよいし、複数あってもよい。本実施の形態２において、電極部１０３の形状は、円錐形状が最も好ましい。針状、角錐形状などでもよい。
【００８０】
熱電素子１０４は、冷却面が電極部１０３に直接接触している。熱電素子１０４の放熱面は放熱フィン１０９に直接接触している。本実施の形態２においては、熱電素子１０４の放熱面は放熱フィン１０９に直接接触しているとしたが、熱伝導性シート、熱伝導性樹脂、金属板、グリースなどの熱伝導体を介して接触させてもよい。また、放熱フィン１０９の放熱を促進するために、放熱フィン１０９をファンによって冷却してもよい（図示せず）。熱電素子１０４、放熱フィン１０９は、本実施の形態２の冷却部に相当する。
【００８１】
本実施の形態２においては、冷却部を熱電素子１０４、放熱フィン１０９としたが、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。例えば、液体を冷却させ循環させる冷却水循環装置、冷却部内部で冷媒を膨張、圧縮させて冷却するヒートポンプ等を利用することができる。また、冷却部と電極部１０３は直接接触しているとしたが、熱伝導性シート、熱伝導性樹脂、金属板、グリースなどの熱伝導体を介して接触させてもよい。
【００８２】
電極部１０３は、熱電素子１０４によって水蒸気の結露点以下に冷却される。熱電素子１０４によって、電極部１０３は水蒸気の結露点以下に冷却できるため、電極部１０３上に結露水を生成することができる。
【００８３】
空気吸入口１０２は、容器１０１の電極部１０３が設けられている位置と同一端に設けられていることが好ましい。上記構成により、空気吸入口１０２より吸入された空気を、電極部１０３全体に吹き付けることができる。
【００８４】
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００８５】
空気吸入口１０２は、円錐形状の電極部１０３に空気を吹き付けることができるように、図２に示したようなＣ型の形状である。Ｃ型形状としたのは、電極部１０３、冷却部を容器１０１に固定することと、電源を接続する配線の設置が必要であるためである。したがって、電極部１０３、冷却部を容器１０１に固定でき、電源を接続する配線の設置ができれば、円環状であってもよい。例えば、空気吸入口１０２を円環状とし、空気吸入口１０２中に１本、もしくは複数本のワイヤを接続し、ワイヤ中に配線を配置してもよい。空気吸入口１０２の形状は、電極部１０３の形状により適宜変更することができる。例えば、電極部１０３が四角柱形状であれば、四角環形状とすることができる。
【００８６】
空気流路部１０６は容器１０１内部の電極部１０３近傍に設けられていることが好ましい。空気吸入口１０２より吸入された空気は、空気流路部１０６により電極部１０３の近傍を通過する。
【００８７】
空気排出口１０７は、容器１０１の他端に設けられている。空気排出口１０７は、空気吸入口１０２の対称位置に設けられていることが好ましい。本実施の形態２においては、空気排出口１０７の形状、寸法、材料は限定されない。空気排出口１０７には、空気排出用ファン１１０が設けられている。空気排出用ファン１１０により、容器１０１内の空気を排出することにより、空気吸入口１０２より外気を取り込むことができる。実施の形態２においては、空気排出用ファン１１０を用いたが、空気を排出できるものであれば、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。例えば、吸引ポンプなどを用いることができる。
【００８８】
対向電極部１０５は、電極部１０３に相対するように設けられている。対向電極１０５の形状は、円環状であることが最も好ましい。対向電極部１０５の材料は、電気伝導性材料であることが好ましい。例えば、ステンレス、銅、真鍮、アルミ、ニッケル、タングステンなどの単体金属でもよいし、これらを２種類以上組み合わせた合金や金属間化合物でもよい。
【００８９】
ウイルス検出部１０８は、対向電極１０５の近傍に設けられている。ウイルス検出部１０８には、液体流路が形成されており、ウイルスと反応する試薬又はこの試薬を担持したチップを具備している。さらに、前記ウイルスとの反応を電気信号に変換して、ウイルス量に相当する信号を出力する。
【００９０】
ウイルス検出部１０８は、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。例えば、蛍光分光法、表面増強ラマン散乱分光法、抗原抗体反応を利用したイムノクトマトグラフを用いた装置を用いてもよいし、水晶マイクロバランス（ＱＣＭ）、表面プラズモン共鳴装置（ＳＰＲ）などを用いることができる。
【００９１】
ウイルス検出部１０８は、別途設けられたウイルス検出室でウイルス検出を行ってもよい。
【００９２】
また、ウイルス検出部１０８には、所定液量がウイルス検出部１０８の液体流路に注入されたことを検知する液検知センサが設けられていることが好ましい（図示せず）。液検知センサは、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。光学式液検知センサ、静電容量式液検知センサでもよいし、その他の液検知センサでもよい。
【００９３】
実施の形態２においては、空気排出口１０７には、空気の流量を計測する流量計１１１が設けられている。流量計１１１は、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。タービン流量計、差圧式流量計、熱線式流量計、超音波流量計、ノズル式流量計でもよいし、その他の流量計でもよい。また、流量計１１１は空気排出口１０７に設けられているとしたが、空気吸入口１０２に設けられていてもよいし、空気排出口１０７及び空気吸入口１０２の双方に設けられていてもよい。
【００９４】
コントローラー１１２は、電極部１０３、冷却部１０４、対向電極部１０５、ウイルス検出部１０８、空気排出用ファン１１０、流量計１１１の動作を制御する。またコントローラー１１２は、ウイルス検出部１０８の計測値を受信して、流量計１１１から得られる空気吸入総量を用いて、浮遊するウイルスの濃度を算出する機能も有する。
【００９５】
次に、図３を用いて、実施の形態２における浮遊ウイルス検出装置１００の動作を説明する。
【００９６】
まず、コントローラー１１２に開始を指示することにより、結露水生成工程が開始される。結露水生成工程では、冷却部１０４が動作を開始し、電極部１０３が水蒸気の結露点以下に冷却され、結露水が生成する。
【００９７】
その後、吸入工程が開始される。吸引工程では、コントローラー１１２が空気排出用ファン１１０を動かし、所定の空気排出速度で容器１０１の空気排出を行う。空気排出を行うことにより、空気排出速度と同一の空気吸入速度で、空気吸入口１０２より容器１０１内に空気と共にウイルスが吸入される。
【００９８】
空気吸入工程により吸入されたウイルスを含む空気は、結露水が生成した電極部１０３に吹き付けられ、捕集工程が実施される。
【００９９】
その後、コントローラー１１２は、電極部１０３と対向電極部１０５の間に電圧を印加し、注入工程が実施される。注入工程では、静電噴霧を用い、ウイルスを捕集した結露水を帯電微粒子化する。静電噴霧により帯電微粒子化したウイルスを捕集した結露水は、静電気力により、ウイルス検出部１０８に搬送される。
【０１００】
検出工程では、ウイルス検出部１０８に所定液量が注入されたことを検知すると、コントローラー１１２が空気排出用ファンの動作を停止し、空気吸入が停止される。また、同時に、冷却部１０４の冷却と電極部１０３と対向電極部１０５の間に電圧印加を停止する。
【０１０１】
その後、ウイルス検出部１０８によって、ウイルスの量が計測される。
【０１０２】
ここで、浮遊するウイルス濃度Ｖｃは、ウイルス検出部１０８の計測値即ち、ウイルス個数Ｖｎ（個）と、空気総吸入量（ｍ３）Ａｖを用いて（数１）に示される。
【０１０３】
（数１）
Ｖｃ＝Ｖｎ／Ａｖ
ただし、空気中を浮遊するウイルスは、捕集工程において、一定割合で、結露水中に捕集される。よって、予め、浮遊ウイルス検出装置１００における捕集効率αを計測し、コントローラー１１２に記憶させておくことができる。
【０１０４】
よって、浮遊ウイルス検出装置１００の捕集効率がαである場合の浮遊するウイルス濃度Ｖｃ‘は（数２）に示される。
【０１０５】
（数２）
Ｖｃ‘＝Ｖｎ／（Ａｖ×α）
ここで、例えば、空気吸入速度が０．１ｍ３／分、空気吸入時間が１０分、捕集効率αが０．５である場合、空気総吸入量（ｍ３）Ａｖは、０．１（ｍ３／分）×１０（分）＝１ｍ３となる。ウイルス検出部１０８の計測値即ち、ウイルス個数Ｖｎが１０３（個）を示していた場合は、浮遊するウイルス濃度Ｖｃ‘は、＝２×１０４（個／ｍ３）となる。
【０１０６】
コントローラー１１２は、ウイルス検出部１０８よりＶｎ＝１０３（個）の信号を受け取り、（数２）より、このウイルス濃度Ｖｃ‘＝２×１０４（個／ｍ３）を算出して表示して、ウイルス検知を報知する。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、例えば、浮遊ウイルス検出方法及び浮遊ウイルス検出装置として用いられうる。
【符号の説明】
【０１０８】
１００    浮遊ウイルス検出装置
１０１    容器
１０２    空気吸入口
１０３    電極部
１０４    冷却部
１０５    対向電極部
１０６    空気流路部
１０７    空気排出口
１０８    ウイルス検出部
１０９    放熱フィン
１１０    空気排出用ファン
１１１    流量計
１１２    コントローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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