(57)【要約】【課題】リアルタイムでの生物由来の粒子の検出と培養可能な状態での生物由来の粒子の捕集とを両立することのできる捕集検出装置を提供する。【解決手段】捕集検出装置１００は、試料とする空気中の粒子の少なくとも一部粒子を捕集用部材である捕集板１２Ａに捕集するための第１の捕集機構と、上記試料とする空気中の粒子の、捕集板１２Ａに捕集された粒子とは異なる少なくとも一部粒子を担持体である捕集板１２Ｂによって担持することにより捕集するための第２の捕集機構とを有する。捕集検出装置１００は、捕集板１２Ａに捕集された粒子からの蛍光強度の加熱前後の増加量に基づいて生物由来の粒子を検出する。第２の捕集機構は、捕集板１２Ａに捕集された粒子に対する加熱の影響を受けることなく捕集板１２Ｂに粒子を捕集する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の粒子を捕集し、捕集された粒子の中から生物由来の粒子を検出するための捕集検出装置であって、
試料とする空気中の粒子の少なくとも一部粒子を捕集用部材に捕集するための第１の捕集機構と、
前記試料とする空気中の粒子の、前記捕集用部材に捕集された粒子とは異なる少なくとも一部粒子を担持体によって担持することにより捕集するための第２の捕集機構と、
蛍光を受光するための受光素子と、
前記捕集用部材に捕集された粒子からの蛍光強度の前記粒子に対する加熱前後の増加量に基づいて、前記捕集用部材に捕集された前記粒子から生物由来の粒子を検出するための検出機構と、
少なくとも前記第１の捕集機構における捕集動作および前記検出機構における検出動作を制御するための制御機構と、を備え、
前記第２の捕集機構は、前記加熱の影響を受けることなく前記試料とする空気中の粒子を捕集するように構成されている、捕集検出装置。
【請求項２】
前記制御機構は、さらに、前記検出機構における検出結果と前記担持体とを関連付ける情報をメモリに格納する処理を行なうように構成されている、請求項１に記載の捕集検出装置。
【請求項３】
前記関連付ける情報は、前記検出結果または前記検出結果に関連付けられた前記検出機構での検出動作を行なったタイミングを特定する情報と、前記担持体を特定する情報との組み合わせを示す情報を含む、請求項２に記載の捕集検出装置。
【請求項４】
前記担持体には識別情報が付されており、
前記識別情報を読み取るための読取機構をさらに備え、
前記制御機構は、さらに、前記第２の捕集機構における捕集動作に応じたタイミングに前記読取機構に読取動作を実行させるよう前記読取機構を制御するように構成されており、
前記担持体を特定する情報は前記識別情報を含む、請求項３に記載の捕集検出装置。
【請求項５】
複数の前記担持体のうちの１つを前記第２の捕集機構における粒子の捕集に用い、前記複数の担持体のうちの前記１つの担持体以外を前記捕集に用いないようにセットするためのセット機構をさらに備え、
前記セット機構は、前記検出機構での検出動作に関連付けて前記セットする動作を行なう、請求項１〜４のいずれかに記載の捕集検出装置。
【請求項６】
前記セットする動作は、前記第２の捕集機構における捕集位置に前記１つの担持体を移動させる動作を含む、請求項５に記載の捕集検出装置。
【請求項７】
前記複数の担持体は連続した１つの担持面に設けられた複数の領域であって、
前記セットする動作は、前記複数の領域のうちの前記第２の捕集機構における捕集に用いる領域以外の領域をカバー材で覆うための動作を含む、請求項５に記載の捕集検出装置。
【請求項８】
前記第２の捕集機構は、前記捕集用部材から分離した捕集用部材、または前記捕集用部材から分離可能な少なくとも一部の領域を前記担持体として用いる、請求項１〜７のいずれかに記載の捕集検出装置。
【請求項９】
前記第２の捕集機構は、前記試料とする空気を格納するためのエアバッグを前記担持体として用いる、請求項１〜７のいずれかに記載の捕集検出装置。
【請求項１０】
前記制御機構は、さらに、前記検出機構における検出結果が予め定められた結果であった場合に前記第２の捕集機構に捕集動作を行なわせるように構成されている、請求項１〜９のいずれかに記載の捕集検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は捕集検出装置および制御方法に関し、特に、加熱による蛍光強度の変化に基づいて生物由来の粒子を検出する捕集検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中に浮遊する生物由来の粒子を検出する方法として、該粒子を捕集して培養し、培養後の生菌を計測、観察する方法が一般的であった。その方法に対して、特表２０１３−５２０６３９号公報は、捕集した粒子を加熱し、加熱前後の粒子からの蛍光強度の増加量に基づいて生物由来の粒子を検出する方法を提案している。以降の説明では、この検出方法を加熱蛍光法とも称する。加熱蛍光法は培養を不要とするため、リアルタイムに生物由来の粒子の計測結果を得ることを可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５２０６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、加熱蛍光法は捕集された粒子を加熱するため、捕集後の粒子を培養することができない。そのため、捕集された粒子のうちの生物由来の粒子（菌等）の種類を同定することができない。
【０００５】
本開示のある局面における目的は、リアルタイムでの生物由来の粒子の検出と培養可能な状態での生物由来の粒子の捕集とを両立することのできる捕集検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ある実施の形態に従うと、捕集検出装置は、空気中の粒子を捕集し、捕集された粒子の中から生物由来の粒子を検出するための捕集検出装置である。この捕集検出装置は、試料とする空気中の粒子の少なくとも一部粒子を捕集用部材に捕集するための第１の捕集機構と、試料とする空気中の粒子の、捕集用部材に捕集された粒子とは異なる少なくとも一部粒子を担持体によって担持することにより捕集するための第２の捕集機構と、蛍光を受光するための受光素子と、捕集用部材に捕集された粒子からの蛍光強度の粒子に対する加熱前後の増加量に基づいて、捕集用部材に捕集された粒子から生物由来の粒子を検出するための検出機構と、少なくとも第１の捕集機構における捕集動作および検出機構における検出動作を制御するための制御機構と、を備える。第２の捕集機構は、加熱の影響を受けることなく試料とする空気中の粒子を捕集するように構成されている。
【０００７】
好ましくは、制御機構は、さらに、検出機構における検出結果と担持体とを関連付ける情報をメモリに格納する処理を行なうように構成されている。
【０００８】
より好ましくは、関連付ける情報は、検出結果または検出結果に関連付けられた検出機構での検出動作を行なったタイミングを特定する情報と、担持体を特定する情報との組み合わせを示す情報を含む。
【０００９】
より好ましくは、担持体には識別情報が付されており、捕集検出装置は識別情報を読み取るための読取機構をさらに備える。制御機構は、さらに、第２の捕集機構における捕集動作に応じたタイミングに読取機構に読取動作を実行させるよう読取機構を制御するように構成されており、担持体を特定する情報は識別情報を含む。
【００１０】
好ましくは、捕集検出装置は、複数の担持体のうちの１つを第２の捕集機構における粒子の捕集に用い、複数の担持体のうちの１つの担持体以外を捕集に用いないようにセットするためのセット機構をさらに備える。セット機構は、検出機構での検出動作に関連付けてセットする動作を行なう。
【００１１】
より好ましくは、セットする動作は、第２の捕集機構における捕集位置に１つの担持体を移動させる動作を含む。
【００１２】
好ましくは、複数の担持体は連続した１つの担持面に設けられた複数の領域であって、セットする動作は、複数の領域のうちの第２の捕集機構における捕集に用いる領域以外の領域をカバー材で覆うための動作を含む。
【００１３】
好ましくは、第２の捕集機構は、捕集用部材から分離した捕集用部材、または捕集用部材から分離可能な少なくとも一部の領域を担持体として用いる。
【００１４】
好ましくは、第２の捕集機構は、試料とする空気を格納するためのエアバッグを担持体として用いる。
【００１５】
好ましくは、制御機構は、さらに、検出機構における検出結果が予め定められた結果であった場合に第２の捕集機構に捕集動作を行なわせるように構成されている。
【発明の効果】
【００１６】
この開示によると、捕集検出装置を用いて、リアルタイムでの生物由来の粒子の検出と培養可能な状態での生物由来の粒子の捕集とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】加熱前後における、生物由来の粒子の蛍光強度の変化と粉塵の蛍光強度の変化とを示すグラフである。
【図２】第１の実施の形態にかかる捕集検出装置の概略図である。
【図３】捕集検出装置での機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる捕集検出装置の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。
【図５】測定結果を記憶するメモリの一例（Ａ）、および測定結果を特定し得る情報と捕集板とを関連付ける情報を記憶するメモリの一例（Ｂ）を表わした図である。
【図６】捕集領域を切り替えるための機構の一例の概略図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる捕集検出装置の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態にかかる捕集検出装置の概略図である。
【図９】第３の実施の形態にかかる捕集検出装置の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。
【図１０】第４の実施の形態にかかる捕集検出装置の概略図である。
【図１１】第４の実施の形態にかかる捕集検出装置の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。したがって、これらの説明は繰り返さない。
【００１９】
＜生物由来の粒子の検出原理について＞
本実施の形態における捕集検出装置は、空気中に浮遊する粒子を捕集し、捕集された粒子の中から花粉や微生物、カビといった生物由来の粒子を検出するための装置である。本実施の形態における捕集検出装置での生物由来の粒子を検出する原理は特表２０１３−５２０６３９号公報に開示されている原理を採用したものである。この検出は、空気中に浮遊する粒子を捕集部材表面に捕集し、捕集された粒子に対して加熱処理を施すことで、捕集された粒子の中の生物由来の粒子からの蛍光強度が増加することを利用している。詳しくは、図１を用いて本実施の形態における捕集検出装置における検出方法を説明する。
【００２０】
図１は、加熱前後における、生物由来の粒子の蛍光強度の変化と粉塵の蛍光強度の変化とを示すグラフである。
【００２１】
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、生物由来の粒子は蛍光を発する。しかしながら、空気中には化学繊維の埃など（以下、粉塵とも言う）の、同様に蛍光を発する粒子が浮遊しており、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のか粉塵からのものであるのかが区別されない。
【００２２】
一方、図１中に示すように、生物由来の粒子および粉塵に対してそれぞれ加熱処理を施し、加熱前後における蛍光強度（蛍光量）の変化を測定すると、粉塵から発せられる蛍光強度が加熱処理によって変化しないのに対して、生物由来の粒子から発せられる蛍光強度は、加熱処理によって増加する。
【００２３】
本実施の形態における捕集検出装置では、生物由来の粒子と粉塵とが混合している空気中に浮遊する粒子に対して、加熱前後の蛍光強度を測定し、その差分を求めることにより、生物由来の粒子の量を特定する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
＜装置構成＞
図２は、第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の概略図である。図２を参照して、捕集検出装置１００は１つのキャビネット（筐体）３を有し、その内部において粒子の捕集および生物由来の粒子の検出を行なう。また、捕集検出装置１００は、キャビネット３の外部または内部に制御装置２００を有する。制御装置２００は、後述する蛍光強度を表わす信号を処置するための信号処理部３０と、蛍光強度を測定することで導入された空気中の生物由来の粒子を検出するための測定部４０とを有する。また、制御装置２００は、捕集動作および検出動作のために各部を制御する。キャビネット３には、捕集板１２Ａ表面をリフレッシュするためのリフレッシュ部材１３が配置されていてもよい。リフレッシュ部材１３は、たとえば繊維集合体から形成されたブラシや、ワイパーや、捕集板１２Ａの表面に向けて空気を噴き出す機構などを含む。図示されていないリフレッシュ部材１３の駆動部も制御装置２００に接続され、制御装置２００によってリフレッシュ動作も制御される。
【００２５】
キャビネット３には、外気を導入するための導入孔１０、および排気するための排出孔１１Ａが設けられている。導入孔１０にはフィルタ（プレフィルタ）または検出対象である微生物のサイズより大きな粒子を除去するサイクロン式の分級装置が設けられてもよい。
【００２６】
排出孔１１Ａ近傍には、空気導入機構の一例としてのファン５０が配される。空気導入機構はポンプなどであってもよい。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２に表わされたように、外気が導入孔１０からキャビネット３内に導入され、排出孔１１Ａから排気される。好ましくは、ファン５０で導入する空気の流速は０．１Ｌ（リットル）／ｍｉｎから５ｍ3／ｍｉｎである。
【００２７】
キャビネット３内部は、空気中を浮遊する粒子の第１の捕集機構として用いられる捕集部材の一例として捕集板１２Ａを配置可能に構成されている。捕集板１２Ａの材質は特定の材質に限定されない。第１の捕集機構は、試料とする空気中の粒子の少なくとも一部粒子を捕集用部材である捕集板１２Ａに捕集する。
【００２８】
さらに、キャビネット３内部は、空気中を浮遊する粒子の第２の捕集機構において担持するための担持体として用いられる捕集部材の一例として捕集板１２Ｂを配置可能に構成されている。
【００２９】
捕集板１２Ｂの材質もまた、特定の材質に限定されない。捕集板１２Ｂの材質は捕集板１２Ａと同じであってもよいし、異なっていてもよい。たとえば、加熱効率を高めるように、捕集板１２Ａの方が捕集板１２Ｂよりも熱伝導率が高い素材で形成されていてもよい。また、捕集された粒子の離脱を防止できるように、捕集板１２Ｂの方が捕集板１２Ａよりも表面の摩擦係数が高く形成されていてもよい。なお、捕集板１２Ｂは捕集板１２Ａから分離可能な一部の領域であってもよい。さらには、捕集板１２Ｂは、生菌を培養するための培地そのものであってもよい。
【００３０】
第２の捕集機構は、第１の捕集機構による試料と同じ空気中の粒子を、担持体である捕集板１２Ｂで担持することによって捕集する。
【００３１】
キャビネット３内部には、第１の捕集機構および第２の捕集機構が配備されている。好ましくは、第１の捕集機構および第２の捕集機構は、導入孔１０から排出孔１１Ａへ向かう気流上に配備されている。
【００３２】
第１の捕集機構および第２の捕集機構は、それぞれ、キャビネット３内部に導入された空気中に浮遊する粒子を捕集板１２Ａおよび捕集板１２Ｂ表面に付着させることで捕集する。第１の捕集機構および第２の捕集機構での捕集方法は特定の方法に限定されない。捕集方法は、たとえば静電力を利用した捕集方法や慣性衝突式を利用した捕集方法である。
【００３３】
第１の捕集機構および第２の捕集機構が静電力を利用した捕集方法を採る場合、第１の捕集機構および第２の捕集機構は、それぞれ、たとえば針状の放電電極を含む。この場合、捕集板１２Ａ，１２Ｂは導電性を有し、それぞれ図示しない高圧電源の正極またはグランドに電気的に接続される。捕集板１２Ａ，１２Ｂには導電性の被膜が形成されていてもよい。放電電極は高圧電源の負極に電気的に接続される。これにより、放電電極と捕集板１２Ａ，１２Ｂ表面との間に電位差が発生し、これらの間に図２では上向きの電界が構成される。放電電極は捕集板１２Ａ，１２Ｂ表面との間の電位差によって電子を放出する。これにより、導入孔１０から導入された空気中の浮遊粒子は、放電電極付近にて負に帯電され、捕集板１２Ａ，１２Ｂ表面に吸着される。
【００３４】
制御装置２００がファン５０を回転させることが、捕集動作となる。また、第１の捕集機構および第２の捕集機構が上記のように静電力を利用する捕集を行なう場合、制御装置２００が図示しない放電電極に高電圧を印加することが捕集動作となる。
【００３５】
捕集板１２Ａの第１の捕集機構の反対側の面にはヒータ１５が配されている。ヒータ１５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１５は制御装置２００に接続されて、加熱量（加熱時間、加熱温度等）が制御装置２００によって制御される。
【００３６】
キャビネット３内部には、検出機構としての発光素子６と受光部９とがさらに配備されている。
【００３７】
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。または発光素子６はＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）素子でもよい。波長は、生物由来の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、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。発光素子６は、捕集板１２Ａ表面に照射する。
【００３８】
受光部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、光電子増倍管などが用いられる。好適にはフォトダイオードが用いられる。受光部９は、捕集板１２Ａ表面からの蛍光を受光する。
【００３９】
発光素子６は制御装置２００に接続されて、発光、消灯が制御装置２００よって制御される。受光部９も制御装置２００に接続されて、受光した蛍光強度に応じた信号を制御装置２００に入力する。制御装置２００は、受光部９から入力された信号に基づいて生物由来の粒子の量を算出するための処理を行なう。
【００４０】
捕集検出装置１００は、捕集板１２Ａを第１の捕集機構によって粒子を捕集するための位置（捕集位置）から、発光素子６からの光が照射され、かつ、受光部９が蛍光を受光可能な位置（検出位置）まで図２中の点線の矢印に示されるように移動させる図示しない搬送機構を駆動させるための駆動部２（図３）をさらに含む。駆動部２は、たとえば、捕集板１２Ａをレールで搬送するための搬送機構を駆動し、制御装置２００によって制御される。制御装置２００は、捕集動作の際には捕集板１２Ａを捕集位置に搬送し、検出動作の際には捕集板１２Ａを検出位置に搬送する。
【００４１】
好ましくはキャビネット３には、捕集板１２Ｂを取り出すための取り出し孔１１Ｂが設けられている。より好ましくは、駆動部２（図３）は、さらに、捕集板１２Ｂを取り出し孔１１Ｂまで図２中の一点鎖線の矢印に示されるように搬送する図示しない搬送機構を駆動してもよい。
【００４２】
ヒータ１５は、第１の捕集機構によって捕集板１２Ａに捕集された粒子を加熱し、第２の捕集機構によって捕集板１２Ｂに捕集された粒子を加熱しない。そのため、捕集された粒子の中に生物由来の粒子（菌）が含まれる場合、捕集板１２Ａでは加熱後に生菌が検出されないものの、捕集板１２Ｂでは生菌が捕集される。好ましくは、制御装置２００はヒータ１５で捕集板１２Ａを加熱する前に捕集板１２Ｂを取り出し孔１１Ｂまで搬送する。これにより、加熱前に捕集板１２Ｂのキャビネット３内からの取り出しを促すことができる。
【００４３】
好ましくは、捕集板１２Ｂには識別子１２Ｃが付加されている。識別子１２Ｃは、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、数字等の印刷、数字等の物理的な凹凸などである。この場合、捕集検出装置１００は、当該識別子１２Ｃを読み取る読取装置４を含む。読取装置４は、識別子１２Ｃの種類に応じて光学的に識別子１２Ｃを読み取るものであってもよいし、接触などによって物理的に識別子１２Ｃを読み取るものであってもよい。好ましくは、読取装置４は、捕集板１２Ｂが第２の捕集機構による捕集位置にセットされた状態において捕集板１２Ｂから識別子１２Ｃを読み取る位置に配備される。読取装置４は制御装置２００と接続されて、識別子１２Ｃから読み取った捕集板１２Ｂの識別情報を制御装置２００に入力する。
【００４４】
＜動作概要＞
捕集検出装置１００は、キャビネット３に導入された、試料としての空気中に浮遊する粒子を捕集するための捕集動作と、捕集された粒子の中から生物由来の粒子を検出しその量を測定するための検出動作とを行なう。捕集動作は、制御装置２００がファン５０を回転させることで実現される。また、第１の捕集機構および第２の捕集機構が上記のように静電力を利用する捕集を行なう場合、制御装置２００が図示しない放電電極に高電圧を印加することで捕集動作が実現される。検出動作は、制御装置２００がヒータ１５を発熱させ、所定のタイミングで発光素子６に光を照射させることで実現される。
【００４５】
捕集動作では、同一の試料である空気から、第１の捕集機構と第２の捕集機構とによって、それぞれ少なくとも一部粒子が捕集される。そして、第１の捕集機構で捕集板１２Ａ表面に捕集された粒子が生物由来の粒子の量を検出する対象とされる。第２の捕集機構で捕集板１２Ｂに担持された粒子は、加熱されずにキャビネット３から取り出し可能な状態とされる。これにより、同一の試料である空気に対して、第１の捕集機構で捕集された粒子からリアルタイムで生物由来の粒子が検出されると共に、第２の捕集機構によって、同定作業のための培養が可能な状態で粒子が捕集される。
【００４６】
好ましくは、捕集検出装置１００は、同じ試料である空気からの生物由来の粒子の検出結果と第２の捕集機構での捕集に用いられた担持体とを関連付ける情報をメモリに書き込む。これにより、同一の試料である空気からの生物由来の粒子の検出結果と第２の捕集機構での捕集結果との対応が担保される。
【００４７】
＜機能構成＞
図３は、捕集検出装置１００での機能構成の具体例を示すブロック図である。図３を参照して、制御装置２００は、蛍光強度を表わす信号を処置するための信号処理部３０と、蛍光強度を測定することで導入された空気中の生物由来の粒子を検出するための測定部４０とを含む。図３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、ソフトウェアによって実現されてもよい。また、測定部４０の機能がソフトウェアによって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、電気回路などのハードウェアによって実現されてもよい。
【００４８】
図３を参照して、信号処理部３０は、受光部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。
【００４９】
測定部４０は、主にＣＰＵで実現される制御部４１、メモリ６０に情報を書き込むための書込部４２、およびクロック発生部４３を含む。さらに、測定部４０は、駆動部２Ａ，２Ｂ、読取装置４、ヒータ１５、およびファン５０を駆動させるための駆動部４８を含む。
【００５０】
捕集板１２Ａ上に捕集された粒子に対して発光素子６から励起光が照射されることで発生する粒子からの蛍光が、受光部９に集光される。受光部９は、受光量（蛍光強度）に応じた信号を信号処理部３０に入力する。該信号は、電流−電圧変換回路３４に入力される。
【００５１】
電流−電圧変換回路３４は、受光部９から入力された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の入力を受け付ける。書込部４２は、電圧値Ｅｈを順次メモリ６０に書き込む。
【００５２】
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、駆動部２Ａ，２Ｂ、ヒータ１５、およびファン５０を駆動させるための制御信号を駆動部４８に出力することによって、駆動部４８での駆動を制御する。また、制御部４１は発光素子６および受光部９と接続され、それらのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、制御部４１は、第１の捕集機構および第２の捕集機構それぞれと接続され、電圧制御などの捕集動作を制御する。
【００５３】
制御部４１は計算部４１１および判断部４１２を含む。計算部４１１は、メモリ６０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。書込部４２は、検出結果として粒子量をメモリ６０に書き込む。また、判断部４１２は予め定められているしきい値と算出された粒子量とを比較することで、生物由来の粒子がしきい値以上に検出されたか否かを判断する。書込部４２は、検出結果として判断結果をメモリ６０に書き込んでもよい。
【００５４】
好ましくは、書込部４２は、同じ試料である空気からの生物由来の粒子の検出結果と第２の捕集機構での捕集に用いられた担持体とを関連付ける情報をメモリ６０に書き込む。
【００５５】
メモリ６０は、制御装置２００に搭載されたメモリ（内部メモリ）であってもよいし、制御装置２００がアクセス可能な外部装置に搭載されたメモリ（外部メモリ）や読み書き可能なメディアであってもよい。
【００５６】
＜動作フロー＞
図４は、第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。図４のフローチャートに表わされた動作は、主に、制御装置２００に含まれる制御部４１（ＣＰＵ）がメモリ６０に記憶されているプログラムを読み出して実行し、測定部４０の各機能を発揮すること、および信号処理部３０の各部が動作することによって実現される。
【００５７】
図４を参照して、制御部４１は、読取装置４に第２の捕集機構による捕集位置にセットされた捕集板１２Ｂから識別子１２Ｃを読み取る動作を行なわせ（ステップＳ１）、捕集板１２Ｂの識別情報を得る。制御部４１は、読み取った識別情報をメモリ６０に記憶する（ステップＳ３）。
【００５８】
制御部４１は、第１の捕集機構および第２の捕集機構での捕集動作を実行する（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ５で制御部４１はファン５０を駆動させ、さらに、図示しない電極針に印加するなどして第１の捕集機構および第２の捕集機構を動作させる。捕集動作の後、好ましくは制御部４１は、捕集板１２Ｂの取り出しのための動作を行なう（ステップＳ７）。ステップＳ７で制御部４１は、たとえば、捕集板１２Ｂを取り出し孔１１Ｂ近傍まで搬送する。好ましくは、制御部４１は、ステップＳ１１の加熱動作より前に捕集板１２Ｂの取り出しのための動作を行なう。または、ステップＳ１１の加熱動作より後に捕集板１２Ｂの取り出しのための動作を行なう場合、好ましくは、制御部４１は、捕集板１２Ｂが捕集板１２Ａに対する加熱の影響を受けないための制御を行なう。たとえば、制御部４１は、ステップＳ１１の加熱動作の際に、並行して捕集板１２Ｂの冷却動作を行なう。あるいは、ステップＳ１１の間は、捕集板１２Ａと捕集板１２Ｂとの間に遮熱部材を設けてもよい。
【００５９】
次に、制御部４１は、加熱前の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ１を測定する（ステップＳ９）。すなわち、ステップＳ９で制御部４１は、発光素子６を点灯させて検出位置にある捕集板１２Ａに捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、受光部９によって捕集板１２Ａ表面からの蛍光を所定時間、受光させる。この蛍光は、励起光の照射に伴って捕集板１２Ａ表面の粒子から発せられるものである。受光部９からの電流信号よって、測定部４０は、捕集板１２Ａに捕集された粒子の加熱前の蛍光強度Ｆ１を測定する。
【００６０】
次に、制御部４１は、捕集板１２Ａに対する加熱動作を行なう（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１１で制御部４１は、ヒータ１５を所定時間、通電させる。これにより、捕集板１２Ａに捕集された粒子を加熱する。
【００６１】
次に、制御部４１は、加熱後の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ２を測定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３に先立って、制御部４１は捕集板１２Ａに対する冷却動作を行なってもよい。ステップＳ１３で制御部４１は、発光素子６を点灯させて検出位置にある捕集板１２Ａに捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、受光部９に捕集板１２Ａ表面からの蛍光を所定時間、受光させる。受光部９からの電流信号よって、制御部４１は、捕集板１２Ａに捕集された粒子の加熱後の蛍光強度Ｆ２を測定する。
【００６２】
次に、制御部４１は、加熱前後の蛍光強度の増加量（Ｆ２−Ｆ１）を用いて生物由来の粒子量を算出する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、たとえば、制御部４１は、加熱前後の蛍光強度の増加量と生物由来の粒子量（濃度、等）との関係式を予め記憶しておき、該関係式に得られた蛍光強度の増加量（Ｆ２−Ｆ１）を代入することで生物由来の粒子量を得ることができる。
【００６３】
好ましくは、制御部４１は、測定結果をメモリ６０に記憶する（ステップＳ１７）。このとき、制御部４１は、測定結果に当該測定結果を特定し得る情報を付加してメモリ６０に記憶する。測定結果を特定し得る情報は、たとえば当該特定のタイミングを特定する情報としてのタイムスタンプである。測定結果を特定し得る情報は、他の例として、測定回数を示す情報であってもよい。図５（Ａ）は、測定結果を記憶するメモリ６０の一例を表わした図である。メモリ６０は、図５（Ａ）に表わされたような、それぞれ当該測定結果を特定し得る情報の一例としてのタイムスタンプが付加された測定結果を記憶するための領域を含む。
【００６４】
より好ましくは、制御部４１は、上記測定結果と上記ステップＳ５の第２の捕集機構での捕集動作で用いた捕集板１２Ｂとを関連付ける情報をメモリ６０に記憶する。一例として、制御部４１は、上記ステップＳ３でメモリ６０に記憶した捕集板１２Ｂの識別情報に、上記ステップＳ１７で測定結果に付加した当該測定結果を特定し得る情報（たとえばタイムスタンプ）を付加する。他の例として、制御部４１は、測定結果そのものと捕集板１２Ｂの識別情報とを関連付けてメモリ６０に記憶してもよい。図５（Ｂ）は、測定結果を特定し得る情報と捕集板１２Ｂとを関連付ける情報を記憶するメモリ６０の一例を表わした図である。メモリ６０は、図５（Ｂ）に表わされたような、測定結果を特定し得る情報の一例としてのタイムスタンプと捕集板１２Ｂの識別情報の一例である識別子との組み合わせを記憶するための領域を含む。
【００６５】
＜第１の実施の形態の効果＞
本実施の形態にかかる捕集検出装置１００が上記のように構成されて上記のように動作が制御されることによって、空気中に浮遊する粒子から生物由来の粒子がリアルタイムに検出されると共に、同一の試料である空気中の粒子が、上記検出による加熱の影響を受けることなく担持体に担持された状態で捕集される。そのため、検出に用いられた試料と同一の試料である空気中に浮遊する粒子を培養し、捕集された粒子のうちの生物由来の粒子（菌等）の種類を同定することが可能になる。それ故、本実施の形態にかかる捕集検出装置１００では、リアルタイムでの生物由来の粒子の検出と培養可能な状態での生物由来の粒子の捕集との両立を実現することができる。
【００６６】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、検出動作の後に、リフレッシュ部材１３を用いて捕集板１２Ａ表面をリフレッシュするためのクリーニング動作を実行する。これによって、捕集検出装置１００では、捕集板１２Ａを用いた第１の捕集機構による捕集動作と検出動作とを繰り返し（連続して）行なうことができる。
【００６７】
第１の捕集機構による捕集動作と検出動作との繰り返しに対応するため、第２の捕集機構による捕集動作で用いる捕集板１２Ｂは、複数の捕集領域を含む。そして、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、第２の捕集機構による捕集動作において捕集領域を切り替えるための機構をさらに含む。
【００６８】
図６（Ａ）は、捕集領域を切り替えるための機構の一例の概略図である。図６（Ａ）を参照して、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、一例として、捕集板１２Ｂを覆うためのカバー材１４Ａをさらに含む。カバー材１４Ａは、捕集板１２Ｂに含まれる複数の捕集領域１２１，１２２，…１２１２それぞれに対応した窓１４１，１４２，…１４１２を有し、制御部４１は、図示しない各窓の開閉駆動用の駆動機構を制御して、各窓の開閉を制御する。つまり、制御部４１は、第２の捕集機構による捕集動作のたびに複数の窓１４１，１４２，…１４１２を１つずつ順に解放し、他の窓を閉める。これよって、第２の捕集機構による捕集動作ごとに捕集領域１２１，１２２，…１２１２に１つずつ粒子が担持されることになる。なお、この場合、好ましくは、捕集領域１２１，１２２，…１２１２それぞれに識別子が付加されており、制御部４１の制御に従って第２の捕集機構による捕集動作ごとに読取装置４が窓の解放されている、つまり、担持体となる捕集領域の識別子を読み取る。
【００６９】
図６（Ｂ）は、捕集領域を切り替えるための機構の他の例の概略図である。図６（Ｂ）を参照して、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、他の例として、捕集板１２Ｂを移動させるための駆動部１４Ｂをさらに含む。この例の場合、第２の捕集機構による捕集動作では、捕集板１２Ｂ上の狭い範囲に粒子が付着することで捕集されるものとする。駆動部１４Ｂは、制御部４１の制御に従って、第２の捕集機構による捕集位置に捕集領域１２１，１２２，…１２１２が１つずつ順に位置するように捕集板１２Ｂを移動させる。駆動部１４Ｂは一例として、捕集板１２Ｂを回転させる。
【００７０】
図７は、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。図７のフローチャートに表わされた動作もまた、主に、制御装置２００に含まれる制御部４１（ＣＰＵ）がメモリ６０に記憶されているプログラムを読み出して実行し、測定部４０の各機能を発揮すること、および信号処理部３０の各部が動作することによって実現される。
【００７１】
図７を参照して、制御部４１は、読取装置４に第２の捕集機構による捕集位置にある捕集板１２Ｂの捕集領域に付加された識別子１２Ｃを読み取る動作を行なわせ（ステップＳ３１）、該捕集領域の識別情報を得る。制御部４１は、読み取った識別情報をメモリ６０に記憶する（ステップＳ３３）。
【００７２】
制御部４１は、第１の捕集機構および第２の捕集機構での捕集動作を実行する（ステップＳ３５）。次に、制御部４１は、加熱前の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ１を測定する（ステップＳ３７）。次に、制御部４１は、捕集板１２Ａに対する加熱動作を行なう（ステップＳ３９）。次に、制御部４１は、加熱後の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ２を測定する（ステップＳ４１）。そして、制御部４１は、加熱前後の蛍光強度の増加量（Ｆ２−Ｆ１）を用いて生物由来の粒子量を算出する（ステップＳ４３）。制御部４１は、測定結果に当該特定のタイミングを特定するタイムスタンプを付加してメモリ６０に記憶する（ステップＳ４５）。さらに、制御部４１は、上記ステップＳ３３でメモリ６０に記憶した捕集領域の識別情報に、上記ステップＳ４３で測定結果に付加したタイムスタンプを付加する（ステップＳ４７）。ここまでの動作は第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の動作と同様である。
【００７３】
第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００では、連続して捕集動作および検出動作を行なう場合（ステップＳ４９でＹＥＳ）、制御部４１は、捕集板１２Ｂの捕集領域を切り替える動作を行なう（ステップＳ５１）。ステップＳ５１では、制御部４１はたとえば、上記捕集に用いた捕集領域に対応した窓を閉じて次の捕集領域に対応した窓を解放する。またたとえば、制御部４１は、第２の捕集動作の捕集位置に位置する捕集領域を上記捕集に用いた捕集領域から次の捕集領域に切り替えるように捕集板１２Ｂを移動させる。また、制御部４１は、捕集板１２Ａ表面をリフレッシュするためのクリーニング動作を実行する（ステップＳ５３）。
【００７４】
そして、制御部４１は、上記ステップＳ５１，Ｓ５３の動作の後、ステップＳ３１以降の動作を繰り返す。
【００７５】
＜第２の実施の形態の効果＞
本実施の形態にかかる捕集検出装置１００が上記のように構成されて上記のように動作が制御されることによって、連続して粒子の捕集、検出が可能になる。さらに、測定結果と当該検出動作に用いられた試料と同一の試料に含まれる粒子を担持した担持体との対応関係がメモリ６０に記憶されているために、連続して複数回の検出動作が行なわれた場合であっても測定結果と培養に用いる粒子とを取り違えずに一致させることができる。
【００７６】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態および第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００では、第１の捕集機構による捕集動作と同時に第２の捕集機構による捕集動作が行なわれている。しかしながら、生菌の同定処理の実施の有無は測定結果に応じて決定される場合もある。そのため、第２の捕集機構による捕集動作が不要な場合もある。
【００７７】
そこで、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、測定結果に基づいて第２の捕集機構による捕集動作を行なう。
【００７８】
図８は、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の概略図である。図８に表わされたように、好ましくは、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、それぞれ独立した、第１の捕集機構による捕集動作を行なうためのチェンバ１０１と第２の捕集機構による捕集動作を行なうためのチェンバ１０２とを含む。したがって、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、チェンバ１０１内に試料である空気を導入するためのファン５０Ａと、チェンバ１０２内に試料である空気を導入するためのファン５０Ｂとのそれぞれを含み、制御装置２００が両検出動作のタイミングに応じてファン５０Ａ，５０Ｂそれぞれを駆動させる。
【００７９】
図９は、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。図９のフローチャートに表わされた動作もまた、主に、制御装置２００に含まれる制御部４１（ＣＰＵ）がメモリ６０に記憶されているプログラムを読み出して実行し、測定部４０の各機能を発揮すること、および信号処理部３０の各部が動作することによって実現される。
【００８０】
図９を参照して、はじめに、制御部４１は、第１の捕集機構での捕集動作を実行する（ステップＳ７１）。次に、制御部４１は、加熱前の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ１を測定する（ステップＳ７３）。次に、制御部４１は、捕集板１２Ａに対する加熱動作を行なう（ステップＳ７５）。次に、制御部４１は、加熱後の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ２を測定する（ステップＳ７７）。そして、制御部４１は、加熱前後の蛍光強度の増加量（Ｆ２−Ｆ１）を用いて生物由来の粒子量を算出する（ステップＳ７９）。ここまでの動作は第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００での第１の捕集機構による捕集動作および検出動作と同様である。
【００８１】
制御部４１は、上記ステップＳ７９での測定結果が、予め定められているしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ８１）。つまり、制御部４１は、試料である空気から規定された以上に生物由来の粒子が検出されたか否かを判断する。その結果、検出結果が上記しきい値以上であった場合（ステップＳ８１でＹＥＳ）、制御部４１は、第２の捕集機構での捕集動作を実行する（ステップＳ８３）。検出結果が上記しきい値に達しない場合には（ステップＳ８１でＮＯ）、制御部４１は、第２の捕集機構での捕集動作を実行することなく動作を終了する。
【００８２】
なお、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００も、第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００での動作と同様に、検出結果をメモリ６０に記憶する動作や、捕集板１２Ｂの識別子を読み取って検出結果と関連付けてメモリ６０に記憶する動作をさらに行なってもよい。また、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００も、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００と同様に、第１の捕集機構による捕集動作および検出動作を連続して行ない、それに伴って第２の捕集機構による捕集動作も連続して行なうための機構を有していてもよい。
【００８３】
＜第３の実際の形態の効果＞
本実施の形態にかかる捕集検出装置１００が上記のように構成されて上記のように動作が制御されることによって、不必要な第２の捕集機構による捕集動作を抑えることができる。たとえば、上記のように捕集板１２Ｂとして培地を用いる場合には、培養を行なわない場合には粒子が付着した培地は廃棄されることになる。そういった場合に、たとえば測定結果がしきい値以上である、などの培養を行なう条件を満たす場合にのみ第２の捕集機構による捕集動作が行なわれることで、培地の無駄を抑えることができる。
【００８４】
［第４の実施の形態］
第２の捕集機構による捕集動作で粒子を担持するための担持体は捕集板１２Ｂといった面状の部材に限定されない。第１の捕集機構による捕集動作および検出動作に用いられた試料である空気自体を捕集するものであってよい。
【００８５】
図１０は、第４の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の概略図である。図１０に表わされたように、第２の捕集機構による捕集動作で粒子を担持するための担持体はエアバッグ１２Ｄであってもよい。この場合、第４の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、エアバッグ１２Ｄが内部に配されたチェンバ１０２内を減圧するなどしてエアバッグ１２Ｄ内に試料である空気を導入するための導入機構５０Ｃを含み、制御装置２００が第２の捕集機構による捕集動作のタイミングに応じて導入機構５０Ｃを駆動させる。また、第４の実施の形態にかかる捕集検出装置１００は、チェンバ１０２内に配されたエアバッグ１２Ｄ内の空気を捕集するための捕集装置１２Ｅをさらに含む。好ましくは、制御装置２００は、第３の実施の形態と同様に、測定結果に基づいてエアバッグ１２Ｄ内の空気を捕集装置１２Ｅで捕集するように捕集装置１２Ｅを制御する。捕集装置１２Ｅは、捕集検出装置１００に含まれる捕集機構と同様の捕集機構を含んでもよい。
【００８６】
図１１は、第４の実施の形態にかかる捕集検出装置１００の動作の流れの具体例を表わしたフローチャートである。図１１のフローチャートに表わされた動作もまた、主に、制御装置２００に含まれる制御部４１（ＣＰＵ）がメモリ６０に記憶されているプログラムを読み出して実行し、測定部４０の各機能を発揮すること、および信号処理部３０の各部が動作することによって実現される。
【００８７】
図１１を参照して、はじめに、制御部４１は、第１の捕集機構および第２の捕集機構での捕集動作を実行する（ステップＳ９１）。第４の実施の形態にかかる捕集検出装置１００では、第２の捕集機構での捕集動作によってエアバッグ１２Ｄに試料である空気中に浮遊する粒子が担持される。次に、制御部４１は、加熱前の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ１を測定する（ステップＳ９３）。次に、制御部４１は、捕集板１２Ａに対する加熱動作を行なう（ステップＳ９５）。次に、制御部４１は、加熱後の捕集板１２Ａ表面の蛍光量Ｆ２を測定する（ステップＳ９７）。そして、制御部４１は、加熱前後の蛍光強度の増加量（Ｆ２−Ｆ１）を用いて生物由来の粒子量を算出する（ステップＳ９９）。ここまでの動作は第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００等における捕集動作および検出動作と概ね同様である。
【００８８】
制御部４１は、上記ステップＳ９９での測定結果が、予め定められているしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。つまり、制御部４１は、試料である空気から規定された以上に生物由来の粒子が検出されたか否かを判断する。その結果、検出結果が上記しきい値以上であった場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、制御部４１は、エアバッグ１２Ｄ内の空気中に浮遊する粒子を捕集装置１２Ｅで捕集する（ステップＳ１０３）。その後、制御部４１はエアバッグ１２Ｄ内の空気を排気する（ステップＳ１０５）。検出結果が上記しきい値に達しない場合には（ステップＳ８１でＮＯ）、制御部４１は、エアバッグ１２Ｄ内の空気中に浮遊する粒子を捕集装置１２Ｅで捕集することなく、エアバッグ１２Ｄ内の空気を排気する（ステップＳ１０５）。
【００８９】
なお、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００も、第１の実施の形態にかかる捕集検出装置１００、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００での動作と同様に、検出結果をメモリ６０に記憶する動作や、捕集板１２Ｂの識別子を読み取って検出結果と関連付けてメモリ６０に記憶する動作をさらに行なってもよい。また、第３の実施の形態にかかる捕集検出装置１００も、第２の実施の形態にかかる捕集検出装置１００と同様に、第１の捕集機構による捕集動作および検出動作を連続して行ない、それに伴って第２の捕集機構による捕集動作も連続して行なうための機構を有していてもよい。
【００９０】
＜第４の実際の形態の効果＞
本実施の形態にかかる捕集検出装置１００が上記のように構成されて上記のように動作が制御されることによって、検出に用いた試料である粒子を含んだ空気をいったんエアバッグに保持しておき、必要な場合にのみ保持された空気から粒子が捕集されることになる。そのため、培養等行なわない場合に面状の部材である担持体によって粒子を担持する動作を行なわないようにすることができる。
【００９１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９２】
２Ａ，２Ｂ，１４Ｂ，４８  駆動部、３  キャビネット、４  読取装置、６  発光素子、９  受光部、１０  導入孔、１１Ａ  排出孔、１１Ｂ  取り出し孔、１２Ａ，１２Ｂ  捕集板、１２Ｃ  識別子、１２Ｄ  エアバッグ、１２Ｅ  捕集装置、１３  リフレッシュ部材、１４Ａ  カバー材、１５  ヒータ、３０  信号処理部、３４  電圧変換回路、３５  増幅回路、４０  測定部、４１  制御部、４２  書込部、４３  クロック発生部、５０，５０Ａ，５０Ｂ  ファン、５０Ｃ  導入機構、６０  メモリ、１００  捕集検出装置、１０１，１０２  チェンバ、１２１，１２２  捕集領域、１４１，１４２  窓、２００  制御装置、４１１  計算部、４１２  判断部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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