ウイルス捕集システム
【課題】空気中に浮遊するウイルスを検出できる形態で簡便に捕集するシステムを提供。
【解決手段】ウイルスを捕集可能なフィルター１１を備えたウイルス捕集部１２と、ウイルス捕集部に検査対象空気を導く空気導入手段Ｐ１と、ウイルス捕集済みのフィルターにウイルス抽出液を注入する抽出液注入手段Ｐ３と、ウイルス抽出済みの抽出液をウイルス捕集部から回収する抽出液回収手段Ｐ２と、ウイルスが抽出されたフィルターを再生するフィルター再生手段Ｐ４、Ｐ５と、前記空気導入手段Ｐ１を働かせて、フィルターにウイルスを捕集した後、前記抽出液注入手段Ｐ３を働かせて、フィルターに捕集されたウイルスを抽出液に抽出し、その後、前記抽出液回収手段Ｐ２を働かせて、抽出されたウイルスが含まれる抽出液を回収した後、前記フィルター再生手段Ｐ４、Ｐ５を働かせて、フィルターを回復する制御手段と、を備えたウイルス捕集システム。
【解決手段】ウイルスを捕集可能なフィルター１１を備えたウイルス捕集部１２と、ウイルス捕集部に検査対象空気を導く空気導入手段Ｐ１と、ウイルス捕集済みのフィルターにウイルス抽出液を注入する抽出液注入手段Ｐ３と、ウイルス抽出済みの抽出液をウイルス捕集部から回収する抽出液回収手段Ｐ２と、ウイルスが抽出されたフィルターを再生するフィルター再生手段Ｐ４、Ｐ５と、前記空気導入手段Ｐ１を働かせて、フィルターにウイルスを捕集した後、前記抽出液注入手段Ｐ３を働かせて、フィルターに捕集されたウイルスを抽出液に抽出し、その後、前記抽出液回収手段Ｐ２を働かせて、抽出されたウイルスが含まれる抽出液を回収した後、前記フィルター再生手段Ｐ４、Ｐ５を働かせて、フィルターを回復する制御手段と、を備えたウイルス捕集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居室空間や公共施設、大規模集客施設、あるいは交通機関およびその施設などの一定の空間内に浮遊するウイルスを捕集するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウイルスの感染拡大を防ぐ方法としては、ウイルス感染の疑われる人などからウイルスが多く含まれる鼻汁、痰などの試料を採取し、その試料をもとに培養、分離、同定するという手順で確認することが行われている。しかし、このような手法を用いると、結果を得るまでに数日を要するために、近年では、イムノクロマトグラフィを用いた簡易的な検査キットが開発されている（例えば、特許文献１）。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や、当該ウイルスに特異の酵素との反応により発色する発色基質を用い、試料と抗体や発色基質との接触により発色を観察することによってウイルスの存在を検出するものである。この方法によれば、数分から数十分の間にウイルスを検出し、感染患者の治療などに有効活用できるものとなってきている。
【０００３】
しかし、イムノクロマトグラフにしても、ウイルス検出の為には、鼻汁、痰等の比較的ウイルスが大量に存在する検査対象を人為的に採取する必要がある。
【０００４】
この他に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた簡易検知システムも提案されているが（非特許文献１）、このような検知システムであっても、基本的には、ウイルス検出対象は高濃度のウイルスを含有する溶液であることが前提であり、イムノクロマトグラフ同様、感染者から採取する必要がある。
【０００５】
上述のように、ウイルスを検出する方法は種々開発されてきたが、依然としてウイルス検出の為にウイルスを捕集する作業は人の手によっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７５５１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ｐａｔｏｌｓｋｙ、 Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ７８、 ２３、 ４２６０−４２６９（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、ウイルス感染者が出る前にウイルスを検出しようとしても、空気中に浮遊するウイルスを簡便に捕集する方法が存在しない為に、検出が困難であった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑み、空気中に浮遊するウイルスを検出できる形態で簡便に捕集するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記技術課題を解決するための本発明のウイルス捕集システムの特徴構成は、ウイルスを捕集可能なフィルターを備えたウイルス捕集部と、ウイルス捕集部に検査対象空気を導く空気導入手段と、ウイルス捕集済みのフィルターにウイルス抽出液を注入する抽出液注入手段と、ウイルス抽出済みの抽出液をウイルス捕集部から回収する抽出液回収手段と、ウイルスが抽出されたフィルターを再生するフィルター再生手段と、前記空気導入手段を働かせて、フィルターにウイルスを捕集するウイルス捕集工程と、前記ウイルス捕集工程を実行した後、前記抽出液注入手段を働かせて、フィルターに捕集されたウイルスを抽出液に抽出するウイルス抽出工程と、前記ウイルス抽出工程を実行した後、前記抽出液回収手段を働かせて、抽出されたウイルスが含まれる抽出液を回収する抽出液回収工程と、前記抽出液回収工程を実行した後、前記フィルター再生手段を働かせて、フィルターを回復するフィルター再生工程を順に実行する制御手段とを備えた点にある。
【００１１】
上記の特徴構成によれば、ウイルス捕集工程において空気導入手段によってフィルターにウイルスが捕集され、ウイルス抽出工程及び抽出液回収工程において抽出液注入手段及び抽出液回収手段によって抽出液を溶媒としてウイルスが回収される。その後、フィルター再生工程においてフィルター再生手段によってフィルターが再生される。これにより、フィルターを取り替える手間なく、空気中に浮遊するウイルスを簡便に捕集できるとともに、捕集したウイルスを抽出液として回収できるので、回収した抽出液を用いることでウイルスの存在を確認することができる。すなわち、空気中に浮遊するウイルスを、効果的に抽出液を使用して捕集するシステムを実現することができる。
【００１２】
ここで、前記フィルター再生手段が、前記フィルターにフィルターを洗浄するための洗浄液を注入する洗浄液注入手段と、前記フィルターから前記洗浄液を回収する洗浄液回収手段と、前記ウイルス捕集部に気体を送り込む送風手段とから構成され、前記制御手段が、前記フィルター再生工程において、前記洗浄液注入手段を働かせて、フィルターに洗浄液を注入する洗浄液注入工程と、前記洗浄液注入工程を実行した後、前記洗浄液回収手段を働かせて、フィルターから洗浄液を回収する洗浄液回収工程と、前記洗浄液回収工程を実行した後、前記送風手段を働かせて、前記ウイルス捕集部に気体を送り込み、フィルターを乾燥させる送風工程を順に実行する構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、洗浄液注入工程及び洗浄液回収工程において、フィルターを洗浄液で洗浄することで、フィルターに付着した付着物質を洗い流した後、送風工程において送風手段によってフィルターを乾燥させるため、洗浄後に残った付着物を送風によって吹き飛ばすことができる。よって、フィルターに残存する付着物やウイルスの除去がより確実に行え、フィルターの再生を逐次行い、繰り返しウイルス捕集を行う際の捕集率の低下と検出感度の低下とを抑えることができる。
【００１４】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を貯留する抽出液貯留部を備え、前記ウイルス抽出工程において、前記抽出液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記抽出液を上昇導入する構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である抽出液貯留部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００１６】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を回収する抽出液回収部を備え、前記抽出液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記抽出液回収部に前記抽出液を下降回収する構成とすると好適である。
【００１７】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である抽出液回収部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００１８】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を貯留する洗浄液貯留部を備え、前記洗浄液注入工程において、前記洗浄液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記洗浄液を上昇導入する構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である洗浄液貯留部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００２０】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を回収する洗浄液回収部を備え、前記洗浄液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記洗浄液回収部に前記洗浄液を下降回収する構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である洗浄液回収部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００２２】
また、前記フィルターが、平均気孔直径が３〜７μｍの多孔質コーディエライト製ハニカム構造体である構成とすると好適である。平均気孔直径が３μｍより小さい場合、あるいは７μｍより大きい場合、共に、ウイルスの捕集効率が低下することを発明者等は確認している。
【００２３】
この構成によれば、より高いウイルス捕集率を実現できる。
【００２４】
また、前記フィルターに供給される検査対象空気を加湿する加湿手段を備える構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、検査対象空気が加湿されることにより、検査対象空気に含まれるウイルスが、飛沫粒子や埃などのウイルスに比べ大きな粒子に付着されやすくなる。これにより、ウイルスはフィルターによって捕集され易くなるため、より高いウイルス捕集率が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本願発明の実施形態に係る装置概略図
【図２】本願発明の実施形態に係る流路図
【図３】本願発明の実施形態に係る流路図におけるサンプリングメイン流路とサンプリング補助流路
【図４】本願発明の実施形態に係る流路図における抽出第１流路
【図５】本願発明の実施形態に係る流路図における抽出第２流路
【図６】本願発明の実施形態に係る流路図における洗浄液第１流路
【図７】本願発明の実施形態に係る流路図における洗浄液第２流路
【図８】本願発明の実施形態に係る流路図における洗浄液第３流路
【図９】本願発明の実施形態に係る流路図における乾燥用空気第１供給流路
【図１０】本願発明の実施形態に係る流路図における乾燥用空気第２供給流路
【図１１】室内浮遊微粒子の除去性能のグラフ
【図１２】モデルウイルス捕集量のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
１．システムの概要
１．１ システムの動作概要
本実施例に係るウイルス捕集システムＳは、ウイルスを捕集可能かつ再生可能なフィルターを使用して、空気中に浮遊するウイルスを捕集することを目的とし、下記の工程を連続的に繰り返すシステムである。下記の工程１〜３を１サイクルとして、そのサイクル繰り返し回数は、システムの詳細構成で後述するように、変更可能に構成されている。また、下記記載において、各工程における流量、作動時間は一例であり、サイクル繰り返し回数同様に、変更可能に構成されている。
【００２９】
工程１．サンプリング工程
フィルター１１を介して、所定流量で所定時間、雰囲気空気ａを吸引する。空気中に浮遊するウイルスは、人のくしゃみ、咳、会話などにより発生した飛沫粒子や埃など数μｍ程度の微小粒子に付着した状態で存在している。雰囲気空気ａの吸引により、ウイルスが付着した微小粒子がフィルター１１に捕集される。
【００３０】
ここで、フィルター１１に取り込まれる雰囲気空気ａが、本発明の「検査対象空気」に相当する。
【００３１】
工程２．抽出工程
フィルター１１を、ウイルスを抽出する為の抽出液ｆ１に１〜１０分間浸し、その後抽出液ｆ１を抽出液回収部１５に送る。このとき、フィルター１１に捕集されたウイルスだけが抽出液ｆ１により抽出され、抽出液回収部１５に集められる。飛沫粒子などの多くはフィルター１１に残存する。ここで、ウイルス抽出液は、例えば、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、Ｎｏｎｉｄｅｔ Ｐ−４０等の界面活性剤を含む、リン酸緩衝液とすると好適である。
【００３２】
工程３．洗浄工程
フィルター１１を洗浄液ｆ２に所定時間浸し、その後洗浄液ｆ２を第１廃液タンク１６に回収する。その後、空気を送り込むことによってフィルター１１を乾燥させる。これにより、サンプリング工程においてフィルター１１に捕集されたウイルス以外の飛沫粒子などは除去され、フィルター１１は再利用可能となる。
【００３３】
１．２ システムの構成
図１は、本実施例に係るウイルス捕集システムＳの概略構成図である。本システムは、大きく分けて３つのユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３から構成されている。
【００３４】
最上部のユニットＵ１には、筐体上部にウイルスを捕集可能なフィルター１１を備えたウイルス捕集部１２が設けられるとともに、筐体の一側面に各工程における流量、作動時間を設定可能な制御パネル１３が備えられている。
【００３５】
中段のユニットＵ２には、抽出工程において使用される抽出液ｆ１を貯蔵するための抽出液タンク１４、及びウイルス抽出後の抽出液ｆ１を回収するためのビーカー１５（抽出液回収部）、及び洗浄工程において排出される洗浄液ｆ２を廃液として貯蔵するための第１廃液タンク１６が設けられている。
【００３６】
また、最下段のユニットＵ３には、洗浄工程において使用される洗浄液ｆ２を貯蔵するための洗浄液タンク１７及び洗浄液ｆ２を廃液として貯蔵するための第２廃液タンク１８と、サンプリング工程において雰囲気空気を吸引するためのポンプＰ１とが設けられている。
【００３７】
ここで、制御パネル１３が本発明の「制御手段」に相当し、抽出液タンク１４が本発明の「抽出液貯留部」に相当し、ビーカー１５が本発明の「抽出液回収部」に相当し、洗浄液タンク１７が本発明の「洗浄液貯留部」に相当し、第１廃液タンク１６、第２廃液タンク１８が本発明の「洗浄液回収部」に相当し、ポンプＰ１が本発明の「空気導入手段」に相当する。
【００３８】
すなわち、フィルター１１を備えたウイルス捕集部１２より下方に、抽出液貯留部１４、抽出液回収部１５、洗浄液貯留部１７、及び洗浄液回収部１６、１８が備えられている。
【００３９】
以下では、これら各部品の接続及び構成を詳細に説明する。
【００４０】
２．システムの詳細構成．
２．１ 流路構成
図２に流路の全体図を示す。図面上部中央に位置するフィルター１１、及び液面検出スイッチＳ１を備えたウイルス捕集部１２は、バルブ等を介してポンプＰ１、ポンプＰ５、抽出液タンク１４、ビーカー１５、第１廃液タンク１６、洗浄液タンク１７、第２廃液タンク１８と接続されている。
【００４１】
以下では、図３〜図１０を用いて、ウイルス捕集部１２とこれらを繋ぐ機能流路Ｌ１〜Ｌ９について説明する。これらの機能流路Ｌ１〜Ｌ９は、夫々、各工程において所定の機能を果たすように構成されている。なお、これらの図において、太線は流体（空気ａ、抽出液ｆ１、洗浄液ｆ２）の移動経路を示し、黒塗りのバルブが開状態のバルブ又はバルブ開口を示し、白抜きのバルブが閉状態のバルブを示す。
【００４２】
○サンプリング工程関係
サンプリングメイン流路Ｌ１は、図３において太実線矢印で示す機能流路であり、ウイルス捕集部１２とポンプＰ１との間を接続する流路である。この機能流路には、バルブＶ１〜Ｖ３が備えられている。このサンプリングメイン流路Ｌ１は、ポンプＰ１の働きによりフィルター１１に雰囲気空気ａを導入する役割を果たす。
【００４３】
サンプリング補助流路Ｌ２は、図３においては太破線矢印で示す機能流路であり、下流側で先に説明したサンプリングメイン流路Ｌ１に接続されている。この機能流路には、フィルターＦ２、圧力制御バルブＲ１等が備えられている。このサンプリング補助流路Ｌ２は、サンプリングメイン流路Ｌ１を流れる空気ａの圧力を調整する役割を果たす。
【００４４】
○抽出工程関係
抽出第１流路Ｌ３は、図４において太実線矢印で示す機能流路であり、フィルターＦ３とウイルス捕集部１２との間を接続する機能流路である。この機能流路には、ポンプＰ３、バルブＶ１、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０、圧力制御バルブＲ２、抽出液タンク１４が備えられている。この抽出第１流路Ｌ３は、一定圧力で抽出液ｆ１をウイルス捕集部１２に導入する役割を果たす。
【００４５】
抽出第２流路Ｌ４は、図５において太矢印で示す機能流路であり、ウイルス捕集部１２とビーカー１５の間を接続する機能流路である。この機能流路には、バルブＶ１、Ｖ４、ポンプＰ２、可動式ノズル１９が備えられている。この抽出第２流路Ｌ４は、抽出液ｆ１を溶媒としてウイルスを回収する役割を果たす。
【００４６】
○洗浄工程関係
洗浄液第１流路Ｌ５は、図６において太実線矢印で示す機能流路であり、洗浄液タンク１７とウイルス捕集部１２との間を接続する機能流路である。この機能流路には、ポンプＰ４、バルブＶ１、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ１１が備えられている。この洗浄液第１流路Ｌ５は、ウイルス捕集部１２に洗浄液ｆ２を導入する役割を果たす。
【００４７】
洗浄液第２流路Ｌ６は、図７において太矢印で示す機能流路であり、ウイルス捕集部１２と第１廃液タンク１６との間を接続する機能流路である。この機能流路には、バルブＶ１、Ｖ４、可動式ノズル１９が備えられている。この洗浄液第２流路Ｌ６は、抽出第２流路Ｌ４と共通しているため、ウイルス捕集部１２から洗浄液ｆ２を回収するとともに、抽出第２流路Ｌ４を洗浄する役割をも果たす。これにより、繰り返しウイルス捕集を行う際の捕集率の低下と検出感度の低下とを抑えることができる。
【００４８】
洗浄液第３流路Ｌ７は、図８において太矢印で示す機能流路であり、洗浄液タンク１７と第２廃液タンク１８との間を接続する機能流路である。この機能流路には、ポンプＰ４、バルブＶ１１、Ｖ７、Ｖ６、Ｖ１０が備えられている。この洗浄液第３流路Ｌ７は、一部を抽出第１流路Ｌ３と共有しており、洗浄液第３流路Ｌ７の洗浄に伴い、抽出第１流路Ｌ３の一部を洗浄する役割を果たす。
【００４９】
乾燥用空気第１供給流路Ｌ８は、図９において太矢印で示す機能流路であり、乾燥用空気吸引口２５とウイルス捕集部１２との間を接続する機能流路である。この機能流路には、フィルターＦ４、ポンプＰ５、バルブＶ９、Ｖ２、Ｖ１が備えられている。この乾燥用空気第１供給流路Ｌ８は、フィルター１１に雰囲気空気ａを導入し、乾燥させる役割を果たす。
【００５０】
乾燥用空気第２供給流路Ｌ９は、図１０において太矢印で示す機能流路であり、乾燥用空気吸引口２５と第２廃液タンク１８との間を接続する機能流路である。この機能流路には、フィルターＦ４、ポンプＰ５、バルブＶ９、Ｖ２、Ｖ８、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ１０、Ｖ１１が備えられている。この乾燥用空気第２供給流路Ｌ９は、一部を抽出第１流路Ｌ３と共有しており、雰囲気空気ａの導入により抽出第１流路Ｌ３をも乾燥させる役割を果たす。
【００５１】
以上の説明では、各工程において働く、各機能流路の構成について述べたが、以下の説明では、装置に備えられる各機能流路を構成するラインと当該ラインに備えられる流体機器について、図２を用いて説明する。
ウイルス捕集部１２から下方向に伸びるラインは、バルブＶ１を介して、三又に分かれており、それぞれのラインは、バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ８に繋がっている。以下では、これら３つのバルブからそれぞれ伸びるラインについて説明する。
【００５２】
○バルブＶ２
バルブＶ２から伸びるラインは、二又に分かれており、それぞれのラインはバルブＶ３、Ｖ９に繋がっている。
【００５３】
バルブＶ３は、流量計Ｍに接続されており、さらにその先は二又に別れて一方がポンプＰ１に、他方が圧力制御バルブＲ１に接続されている。また、ポンプＰ１は、ウイルス捕集部１２側から空気を取り込みもう一方の側へ排気可能に構成されると共に、ポンプＰ１をバイパスしてニードルバルブＮが設けられている。一方、圧力制御バルブＲ１はフィルターＦ２と接続され、雰囲気空気ａをフィルターＦ２より取り込めるよう構成されている。また、圧力制御バルブＲ１には圧力センサＧ２が接続されると共に、圧力制御バルブＲ１をバイパスしてポンプ駆動時に大気を開放できるようにキャピラリーＣ１が設けられている。
【００５４】
一方、バルブＶ９は、ポンプＰ５に接続されている。ポンプＰ５は、ポンプ内に収納されたフィルターＦ４を介して雰囲気空気ａをバルブＶ９の側へ吸引可能に構成されている。
【００５５】
ここで、ポンプＰ２は本発明の「フィルター再生手段」及び「送風手段」に相当する。
【００５６】
○バルブＶ４
バルブＶ４から伸びるラインは、ポンプＰ２を介して、可動式ノズル１９に繋がっている。ポンプＰ２はバルブＶ４の側から吸引するよう構成されている。可動式ノズル１９は、ノズルの先が、第１廃液タンク１６の上部に設けれられた廃液タンク開放口２０又はビーカー１５に向くよう、可動可能に構成されている。
【００５７】
ここで、ポンプＰ２が本発明の「抽出液回収手段」及び「洗浄液回収手段」に相当する。
【００５８】
このように、抽出液回収手段が洗浄液回収手段を兼ねるようにシステムを構成すると、システムの大型を抑えるとともに、システムを安価に構築でき好適である。
【００５９】
○バルブＶ８
バルブＶ８から伸びるラインは、二又に分かれており、それぞれのラインはバルブＶ６、Ｖ７に繋がっている。
【００６０】
バルブＶ６は、３ポートのバルブＶ１０に繋がっている。バルブＶ１０の残るポートの一方は、第２廃液タンク１８に、他方は、抽出液タンク１４に繋がっている。
【００６１】
一方、バルブＶ７は、３ポートのバルブＶ１１に繋がっている。バルブＶ１１の残るポートの一方は、第２廃液タンク１８に、他方は、ポンプＰ４を介して洗浄液タンク１７に繋がっている。ポンプＰ４は洗浄液タンク１７の側から吸引するよう構成されている。
【００６２】
ここで、ポンプＰ４が本発明の「洗浄液注入手段」に相当する。
【００６３】
次に、以下において、本実施例に係るウイルス捕集システムＳが備えるタンクについて説明する。
【００６４】
○抽出液タンク
抽出液タンク１４は、タンク内に液面検出スイッチＳ２を備えている。また、タンク上部には、抽出液ｆ１を注入する為の抽出液注入口２１、抽出液ｆ１注入時にタンク内の空気を抜くための開閉バルブＢ１を備えている。さらに、タンク上部には抽出液タンク１４内を加圧する為のラインが接続されている。
【００６５】
このラインには、圧力制御バルブＲ２、バルブＶ５、ポンプＰ３、及びフィルターＦ３が、抽出液タンク１４の側からこの順に備えられており、フィルターＦ３を介して雰囲気空気ａが吸引可能に構成されている。このラインにおいて、圧力制御バルブＲ２、バルブＶ５の間でラインが三又に分岐され、その一方に圧力センサＧ１がつながれおり、所定圧力以上ではポンプＰ３をオフにするよう構成されている。また、バルブＶ５とポンプＰ３の間でもラインが三又に分岐され、その一方にポンプＰ３駆動時に大気を開放するためのキャピラリーＣ２が介挿されている。なお、キャピラリーＣ２の他端は、大気に開放されている。
【００６６】
ここで、ポンプＰ３が本発明の「抽出液注入手段」に相当する。
【００６７】
○洗浄液タンク
洗浄液タンク１７は、タンク内に液面検出スイッチＳ３を備えている。また、タンク上部には、洗浄液ｆ２を注入する為の洗浄液注入口２３、タンク内の空気を外部に放出する為の洗浄タンク内空気放出口２４備えている。
【００６８】
○第１廃液タンク
第１廃液タンク１６は、タンク上部に廃液タンク開放口２０が設けられている。また、タンク内には液面検出スイッチＳ４を備え、タンク下部には廃液を抜くための開閉バルブＢ３が設けられている。
【００６９】
○第２廃液タンク
第２廃液タンク１８は、バルブＶ１０、Ｖ１１と接続されている。また、タンク内に液面検出スイッチＳ５を備え、タンク下部には廃液を抜くための開閉バルブＢ２が設けられている。さらに、タンク上部にはタンク内の空気を外部に放出する為の廃液タンク内空気放出口２２を備えている。
【００７０】
２．２ 制御手段
図１に示す制御パネル１３は、ポンプＰ１〜Ｐ５、バルブＶ１〜１１及び可動式ノズル１９を制御可能に構成されると共に、液面検出スイッチＳ１〜５の出力を入力可能に構成されている。また、各機器の駆動時間などを、設定・記憶できるよう構成されている。以下では、具体的な制御内容について説明する。
【００７１】
なお、制御パネル１３は、本発明における「制御手段」に相当する。
【００７２】
３．ウイルス捕集時の動作
図１の制御パネル１３に備えられた実行キー（図示せず）を押すことで、サンプリング工程が開始される。以下では、制御パネル１３による本実施例に係るウイルス捕集システムＳの動作を説明する。
【００７３】
工程１．サンプリング工程
サンプリング工程においては、図３に示すサンプリングメイン流路Ｌ１、サンプリング補助流路Ｌ２を用いる。まず、サンプリングメイン流路Ｌ１に設けられたバルブＶ１〜３を開くと共に、ポンプＰ１を稼動させることで、フィルター１１に雰囲気空気ａを、例えば、流量約３３．３リッター／分で３０分間吸引する。流量の調整は、サンプリングメイン流路Ｌ１に設けられたニードルバルブＮと、サンプリング補助流路Ｌ２に設けられた圧力制御バルブＲ１と、の設定で変更できる。
【００７４】
ここで、サンプリング補助流路Ｌ２に設けられた圧力制御バルブＲ１はポンプＰ１の吸引圧力を一定になるよう制御する。流量の制御にあたっては、フィルターＦ２を通して一定量の空気ａをポンプＰ１に流しておき、吸引圧力が高くなるとフィルターＦ２から吸引量を増やし制御圧力を下げ、反対に吸引圧力が低くなるとフィルターＦ２からの吸引量を絞り吸引圧力を高くする。
【００７５】
所定時間経過後にポンプＰ１を停止し、さらに１０秒後にバルブＶ１〜３を閉じる。
【００７６】
工程２．抽出工程
抽出工程においては、図４に示す抽出第１流路Ｌ３と、図５に示す抽出第２流路Ｌ４と、を用いる。まず、抽出第１流路Ｌ３に設けられたポンプＰ３により、抽出液タンク１４内の抽出液ｆ１が加圧される。このときの圧力は、圧力制御バルブＲ２で調圧される。抽出液ｆ１はバルブＶ１０、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１を通りフィルター１１に注入される。注入量の調整は、上記バルブの開放時間を調整することで可能となっている。
【００７７】
所定時間経過後、抽出第１流路Ｌ３に設けられたバルブＶ８、Ｖ６を閉じる。さらに、抽出第２流路Ｌ４に設けられたバルブＶ４を開き、ポンプＰ２を所定時間稼動させる。これにより、ビーカー１５に、フィルターに捕集されたウイルスを抽出した後の抽出液ｆ１が貯められる。所定時間経過後、可動式ノズル１９を第１廃液タンク１６側に移動させる。
【００７８】
抽出液ｆ１がビーカー１５に貯まれば、制御パネル１３にその旨を表示すると共にブザー音を鳴らし使用者に知らせる。そして、バルブＶ４を閉じ、ポンプＰ２をオフにする。
【００７９】
工程３．洗浄工程
（第１段階．洗浄液による機能流路の洗浄）
洗浄工程の第１段階においては、図６に示す洗浄液第１流路Ｌ５、図７に示す洗浄液第２流路Ｌ６、図８に示す洗浄液第３流路Ｌ７を用いる。まず、洗浄液第１流路Ｌ５に設けられたバルブＶ７、Ｖ８、Ｖ１を開くとともに、所定時間ポンプＰ４を稼動させる。これにより、フィルター１１に洗浄液ｆ２が注入される。
【００８０】
所定時間経過後、洗浄液第１流路Ｌ５に設けられたＶ８を閉じる。さらに、図７に示す洗浄液第２流路Ｌ６に設けられたバルブＶ４を開くと共に、所定時間ポンプＰ２を稼動させる。これにより、第１廃液タンク１６に洗浄液ｆ２が廃液される。
【００８１】
上述の洗浄液ｆ２によるフィルター１１の洗浄は、必要であれば繰り返し行う。また、必要であれば、ポンプＰ４、バルブＶ１１、Ｖ７、Ｖ８からバルブＶ４、ポンプＰ２を通って、洗浄液タンク１７から第１廃液タンク１６まで洗浄液ｆ２を直接流しても良い。
【００８２】
次に、図８に示す洗浄液第３流路Ｌ７に設けられたポンプＰ４、バルブＶ１１、Ｖ７、Ｖ６、Ｖ１０を通り、洗浄液タンク１７から第２廃液タンク１８に洗浄液ｆ２を流し洗浄する。
【００８３】
（第２段階．圧縮空気による機能流路の乾燥）
続いて、洗浄工程の第２段階においては、図９に示す乾燥用空気第１供給流路Ｌ８と、図１０に示す乾燥用空気第２供給流路Ｌ９と、を用いる。まず乾燥用空気第１供給流路Ｌ８に設けられたバルブＶ９、Ｖ２、Ｖ１を開くと共に、所定時間ポンプＰ５を稼動させる。これにより、乾燥用空気吸引口２５から雰囲気空気ａが取り込まれ、フィルター１１を乾燥させることができる。
【００８４】
続いて、バルブＶ１を閉じる。さらに、図１０に示す乾燥用空気第２供給流路Ｌ９に設けられたバルブＶ６〜８を開き、第２廃液タンク１８に空気ａが流れるようバルブＶ１０、Ｖ１１を設定する。これにより、乾燥用空気第２供給流路Ｌ９を乾燥させることができる。所定時間経過後に、ポンプＰ５をオフにする。
【００８５】
使用者がビーカー１５を空にし、再度設置した後、制御パネル１３に備えられた実行キーが押されたら、可動式ノズル１９をビーカー１５側に移動させる。その後、工程１に戻る。
【００８６】
〔フィルター〕
フィルター１１には、セラミックの一種であるコーディエライト製のフィルターを厚さ２０ｍｍ程度にスライスしたものを用いている。
【００８７】
ここで、異なる平均気孔直径をもつコーディエライト製のフィルターＡ、フィルターＢの、室内に浮遊する微粒子に対する捕集率を調べた。フィルターＡは、平均直径気孔が３〜７μｍ、セル密度が１００ｃｐｓｉで、フィルターＢは、平均気孔直径が２１．５μｍ、セル密度が２６０ｃｐｓｉである。実験により、図１１のような結果を得た。粒径が０．３〜１．０μｍの範囲は、ウイルスのサイズに相当するため、この範囲の室内浮遊微粒子の捕集率が高ければ、ウイルスに対する捕集率が高いとみなすことができる。すなわち、平均気孔直径が３〜７μｍのコーディエライト製のフィルターを用いた場合に、高いウイルス捕集率を実現できることが確認できた。
【００８８】
以上の実験結果を元に、本実施例に係るウイルス捕集システムＳにおいては、コーディエライト製の平均気孔直径が３〜７μｍでセル密度が１００ｃｐｓｉのフィルターＡを採用した。
【００８９】
〔検証実験〕
（インフルエンザウイルス捕集能力）
インフルエンザウイルスに相当するモデルウイルスとして、ファージφＸ１７４を散布し、エアフィルタを取り付けた市販のサンプリングユニットと本実施例に係るウイルス捕集システムＳとにおけるファージφＸ１７４の回収量を確認してインフルエンザウイルス捕集能力を比較した。
【００９０】
＝材料等＝
○モデルウイルス
ａ．宿主大腸菌：
ＮＢＲＣ １３８９８：独立行政法人製品評価技術基盤機構（ＮＢＲＣ）より入手
【００９１】
ｂ．ファージφＸ１７４、：
ＮＢＲＣ １０３４０５：ＮＢＲＣより入手
【００９２】
ｃ．復水液７０２
ポリペプトン ：１０ｇ
イーストエクストラクト：２ｇ
ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ ：１ｇ
上記材料に適当量の水を加えて溶解したのち、ｐＨ７．０に調製し、水を加えて１Ｌにする。これを、オートクレーブ滅菌する。
【００９３】
ｄ．寒天平板培地（ｍｅｄｉｕｍ ８０２）
ポリペプトン １０ｇ
イーストエクストラクト ２ｇ
ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ １ｇ
上記材料に適当量の水を加えて溶解したのち、ｐＨ７．０に調製し、水を加えて１Ｌにする。これにＡｇａｒ１５ｇを添加し、オートクレーブ滅菌を行ったのち、無菌的に浅型シャーレに１０ｍｌずつ分注、液がシャーレ内に均一に行き渡るようにし、固化させる。
【００９４】
○エアフィルタ
エアフィルタとしては、以下のものを用いた。
ゼラチンフィルター
ザルトリウス社製、直径：９ｃｍ、ポアサイズ：３μｍ
【００９５】
サンプリングユニット：
ＭＤ８エアポート ザルトリウス社製
【００９６】
＝測定法＝
○宿主大腸菌とバクテリオファージ液の調製
宿主大腸菌およびバクテリオファージφＸ１７４は共に、ＮＢＲＣ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｂｒｃ．ｎｉｔｅ．ｇｏ．ｊｐ／）より入手した。ＮＢＲＣ添付のマニュアルに従い、宿主大腸菌のアンプルを開封し、２００μｌの復水液７０２を添加した。数分静置ののち、アンプル底部をタッピングして混和し、数μｌを複数の寒天平板培地（ｍｅｄｉｕｍ ８０２）に塗布した。また、数十μｌを、予め、培養試験管に分注した復水液７０２、４ｍｌに加えて軽く混和した。３０℃に設定したインキュベータ中に置き、平板寒天プレートは静置、培養試験管は１８０ｒｐｍで振とうし、終夜培養した。寒天平板培地、培養試験管ともに大腸菌の増殖が確認されたことから、液体培養にて復帰させて大腸菌液適当量をフレッシュな復水液７０２に植え込み、３０℃下に振とうしつつ拡大した。十分な増殖を確認したのち、滅菌済みｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ（ＤＭＳＯ）を終濃度１０％、あるいは、２０％になるように大腸菌液に加えたのち、−８０℃下に保存した。
【００９７】
バクテリオファージφＸ１７４はプレートライセート法によって調製した。宿主大腸菌と同様にバクテリオファージφＸ１７４のアンプルを開封、２００μｌの復水液７０２を添加して数分静置した。アンプル底部をタッピングして混和したのち、５０μｌを取り、対数増殖期にあると思われる宿主大腸菌液２５０μｌに添加、タッピングにより十分混和したのち、３７℃で１５分間振とう培養（１５０ｒｐｍ）した。予め調製し、４５℃下にインキュベートしておいたソフトアガー（０．６％ｗ／ｖ溶液）７ｍｌと混和したのち、寒天平板培地に撒き、ソフトアガーが固化したのち、３７℃下、終夜培養した。ソフトアガー表面のプラーク形成を確認したのち、寒天平板培地１枚に対し復水液１０ｍｌを加えてピペッティングし、上層の液を回収した。遠心分離（３０００ｒｐｍ×１５分）後、上清を回収した（ファージ液）。この操作を複数回行うことによって、十分な感染価を持つファージ液を調製し、モデルウイルスとした。
【００９８】
○バクテリオファージφＸ１７４の捕集
前記モデルウイルスを使用し、容量２４ｍ3の実験空間内にモデルウイルスを散布し、ゼラチンフィルターおよび本実施例に係るウイルス捕集システムＳによるモデルウイルス捕集実験を行った。
【００９９】
宿主大腸菌に感染させコピー数を増やしたモデルウイルスの一定量（約１×１０15〜１×１０17個／ｍｌ×０．９ｍｌ）を、密閉状態にした実験空間内で散布（３５Ｋｇ／ｃｍ、５分間散布）する。次に、前記モデルウイルスを、ゼラチンフィルターおよび本実施例に係るウイルス捕集システムＳで捕集した（２ｍ3／ｈｒ×３０分間）。
【０１００】
なお、サンプリング試験を実施した際の実験空間内の環境は、２６〜３０℃、２０〜４０％ＲＨの範囲であった。
【０１０１】
（ゼラチンフィルターからのモデルウイルス回収）
捕集終了後にゼラチンフィルターを取り外し、抽出液としての復水液７０２に溶解することによりフィルター上に捕集された捕集物を回収した。さらに捕集物に含まれるモデルウイルスを宿主大腸菌に感染させ、一定時間経過後、モデルウイルスによるプラークの形成（プラークアッセイ法）を観察した。
【０１０２】
○収集したモデルウイルスの定量（プラークアッセイ法）
モデルウイルスを復水液７０２で１０倍希釈（５０μｌのバクテリオファージφＸ１７４に復水液７０２を４５０μｌ加える）し、１０-1〜１０-14までの希釈系列を調整した。対数増殖期にあると思われる宿主大腸菌培養液を、培養試験管に２５０μｌずつ分注し、ついで、モデルウイルス希釈系列を１００μｌずつ添加し、タッピングして十分混和した。３７℃下に１５分間振とう培養を行った。培養後の各試験管に、４５℃下にインキュベートしておいた０．６％ソフトアガー溶液７ｍｌを加え、泡立たせないよう素早くピペッティングにより攪拌した。予め、３７℃下にインキュベートした寒天平板培地に播き込み、ソフトアガーが全面に行き渡るよう均し、室温で固化させた。３７℃に設定したインキュベータ中に静置し３時間培養後（その後４℃保存）、形成されたプラーク数を計測した。
【０１０３】
＝結果＝
モデルウイルスの捕集量を、図１２にまとめた。ゼラチンフィルターに比べれば劣るものの、本実施例に係るウイルス捕集システムＳを用いた場合にも、効果的に捕集できることを確認できた。また、本実施例に係るウイルス捕集システムＳにおいて、フィルターの再生処理を行い繰り返しサンプリングを行った場合にも、ほとんど捕集量が低下しないことを確認できた。以上の結果より、本実施例に係るウイルス捕集システムＳが、フィルターの交換を行うことなく、長期的にウイルスを繰り返し捕集し得ることが実証できたと考えられる。
【０１０４】
〔その他の実施例〕
上記実施例においては、フィルター１１には、上述のように平均気孔直径が３〜７μｍのコーディエライト製フィルターを用いたが、異なる孔径のものを用いても構わないし、ポリカーボネイト、銀、又はその他の材質などからなる、ウイルスを捕集可能でかつ再生処理が可能なフィルターを用いても構わない。
【０１０５】
上記実施例においては、サンプリング工程を経たフィルター１１を、洗浄液ｆ２での洗浄後に加圧空気によって乾燥させることで再生したが、ウイルス捕集部１２の周囲に加熱装置又は加熱加圧装置を設け、フィルター１１に加熱処理やオートクレーブ処理を施すことで再生させても構わない。
【０１０６】
上記実施例において、ウイルス捕集部１２の周囲に、ネブライザーなどの加湿装置を設ければ、空気中に浮遊するウイルスが飛沫粒子に付着され易くなり、ウイルス捕集率の向上に寄与するので、好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
居室空間や公共施設、大規模集客施設、あるいは交通機関およびその施設などの一定の空間内に浮遊するウイルスを捕集するシステムとして用いることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｓ：ウイルス捕集システム
ａ：空気（気体）
ｆ１：抽出液
ｆ２：洗浄液
Ｐ１：ポンプ（空気導入手段）
Ｐ２：ポンプ（抽出液回収手段、洗浄液回収手段）
Ｐ３：ポンプ（抽出液注入手段）
Ｐ４：ポンプ（フィルター再生手段、洗浄液注入手段）
Ｐ５：ポンプ（フィルター再生手段、送風手段）
１１：フィルター
１２：ウイルス捕集部
１３：制御パネル（制御手段）
１４：抽出液タンク（抽出液貯留部）
１５：ビーカー（抽出液回収部）
１６：第１廃液タンク（洗浄液回収部）
１７：洗浄液タンク（洗浄液貯留部）
１８：第２廃液タンク（洗浄液回収部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居室空間や公共施設、大規模集客施設、あるいは交通機関およびその施設などの一定の空間内に浮遊するウイルスを捕集するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウイルスの感染拡大を防ぐ方法としては、ウイルス感染の疑われる人などからウイルスが多く含まれる鼻汁、痰などの試料を採取し、その試料をもとに培養、分離、同定するという手順で確認することが行われている。しかし、このような手法を用いると、結果を得るまでに数日を要するために、近年では、イムノクロマトグラフィを用いた簡易的な検査キットが開発されている（例えば、特許文献１）。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や、当該ウイルスに特異の酵素との反応により発色する発色基質を用い、試料と抗体や発色基質との接触により発色を観察することによってウイルスの存在を検出するものである。この方法によれば、数分から数十分の間にウイルスを検出し、感染患者の治療などに有効活用できるものとなってきている。
【０００３】
しかし、イムノクロマトグラフにしても、ウイルス検出の為には、鼻汁、痰等の比較的ウイルスが大量に存在する検査対象を人為的に採取する必要がある。
【０００４】
この他に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた簡易検知システムも提案されているが（非特許文献１）、このような検知システムであっても、基本的には、ウイルス検出対象は高濃度のウイルスを含有する溶液であることが前提であり、イムノクロマトグラフ同様、感染者から採取する必要がある。
【０００５】
上述のように、ウイルスを検出する方法は種々開発されてきたが、依然としてウイルス検出の為にウイルスを捕集する作業は人の手によっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７５５１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｆｅｒｎａｎｄｏ Ｐａｔｏｌｓｋｙ、 Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ７８、 ２３、 ４２６０−４２６９（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、ウイルス感染者が出る前にウイルスを検出しようとしても、空気中に浮遊するウイルスを簡便に捕集する方法が存在しない為に、検出が困難であった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑み、空気中に浮遊するウイルスを検出できる形態で簡便に捕集するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記技術課題を解決するための本発明のウイルス捕集システムの特徴構成は、ウイルスを捕集可能なフィルターを備えたウイルス捕集部と、ウイルス捕集部に検査対象空気を導く空気導入手段と、ウイルス捕集済みのフィルターにウイルス抽出液を注入する抽出液注入手段と、ウイルス抽出済みの抽出液をウイルス捕集部から回収する抽出液回収手段と、ウイルスが抽出されたフィルターを再生するフィルター再生手段と、前記空気導入手段を働かせて、フィルターにウイルスを捕集するウイルス捕集工程と、前記ウイルス捕集工程を実行した後、前記抽出液注入手段を働かせて、フィルターに捕集されたウイルスを抽出液に抽出するウイルス抽出工程と、前記ウイルス抽出工程を実行した後、前記抽出液回収手段を働かせて、抽出されたウイルスが含まれる抽出液を回収する抽出液回収工程と、前記抽出液回収工程を実行した後、前記フィルター再生手段を働かせて、フィルターを回復するフィルター再生工程を順に実行する制御手段とを備えた点にある。
【００１１】
上記の特徴構成によれば、ウイルス捕集工程において空気導入手段によってフィルターにウイルスが捕集され、ウイルス抽出工程及び抽出液回収工程において抽出液注入手段及び抽出液回収手段によって抽出液を溶媒としてウイルスが回収される。その後、フィルター再生工程においてフィルター再生手段によってフィルターが再生される。これにより、フィルターを取り替える手間なく、空気中に浮遊するウイルスを簡便に捕集できるとともに、捕集したウイルスを抽出液として回収できるので、回収した抽出液を用いることでウイルスの存在を確認することができる。すなわち、空気中に浮遊するウイルスを、効果的に抽出液を使用して捕集するシステムを実現することができる。
【００１２】
ここで、前記フィルター再生手段が、前記フィルターにフィルターを洗浄するための洗浄液を注入する洗浄液注入手段と、前記フィルターから前記洗浄液を回収する洗浄液回収手段と、前記ウイルス捕集部に気体を送り込む送風手段とから構成され、前記制御手段が、前記フィルター再生工程において、前記洗浄液注入手段を働かせて、フィルターに洗浄液を注入する洗浄液注入工程と、前記洗浄液注入工程を実行した後、前記洗浄液回収手段を働かせて、フィルターから洗浄液を回収する洗浄液回収工程と、前記洗浄液回収工程を実行した後、前記送風手段を働かせて、前記ウイルス捕集部に気体を送り込み、フィルターを乾燥させる送風工程を順に実行する構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、洗浄液注入工程及び洗浄液回収工程において、フィルターを洗浄液で洗浄することで、フィルターに付着した付着物質を洗い流した後、送風工程において送風手段によってフィルターを乾燥させるため、洗浄後に残った付着物を送風によって吹き飛ばすことができる。よって、フィルターに残存する付着物やウイルスの除去がより確実に行え、フィルターの再生を逐次行い、繰り返しウイルス捕集を行う際の捕集率の低下と検出感度の低下とを抑えることができる。
【００１４】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を貯留する抽出液貯留部を備え、前記ウイルス抽出工程において、前記抽出液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記抽出液を上昇導入する構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である抽出液貯留部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００１６】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を回収する抽出液回収部を備え、前記抽出液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記抽出液回収部に前記抽出液を下降回収する構成とすると好適である。
【００１７】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である抽出液回収部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００１８】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を貯留する洗浄液貯留部を備え、前記洗浄液注入工程において、前記洗浄液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記洗浄液を上昇導入する構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である洗浄液貯留部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００２０】
また、前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を回収する洗浄液回収部を備え、前記洗浄液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記洗浄液回収部に前記洗浄液を下降回収する構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、ウイルス捕集部に比べ比較的重量物である洗浄液回収部が下方に備えられるので、装置としての安定性・安全性が確保できる。さらに回収に際して、重力を有効に利用でき、これにより使用者が扱いやすいシステムを実現できる。
【００２２】
また、前記フィルターが、平均気孔直径が３〜７μｍの多孔質コーディエライト製ハニカム構造体である構成とすると好適である。平均気孔直径が３μｍより小さい場合、あるいは７μｍより大きい場合、共に、ウイルスの捕集効率が低下することを発明者等は確認している。
【００２３】
この構成によれば、より高いウイルス捕集率を実現できる。
【００２４】
また、前記フィルターに供給される検査対象空気を加湿する加湿手段を備える構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、検査対象空気が加湿されることにより、検査対象空気に含まれるウイルスが、飛沫粒子や埃などのウイルスに比べ大きな粒子に付着されやすくなる。これにより、ウイルスはフィルターによって捕集され易くなるため、より高いウイルス捕集率が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本願発明の実施形態に係る装置概略図
【図２】本願発明の実施形態に係る流路図
【図３】本願発明の実施形態に係る流路図におけるサンプリングメイン流路とサンプリング補助流路
【図４】本願発明の実施形態に係る流路図における抽出第１流路
【図５】本願発明の実施形態に係る流路図における抽出第２流路
【図６】本願発明の実施形態に係る流路図における洗浄液第１流路
【図７】本願発明の実施形態に係る流路図における洗浄液第２流路
【図８】本願発明の実施形態に係る流路図における洗浄液第３流路
【図９】本願発明の実施形態に係る流路図における乾燥用空気第１供給流路
【図１０】本願発明の実施形態に係る流路図における乾燥用空気第２供給流路
【図１１】室内浮遊微粒子の除去性能のグラフ
【図１２】モデルウイルス捕集量のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
１．システムの概要
１．１ システムの動作概要
本実施例に係るウイルス捕集システムＳは、ウイルスを捕集可能かつ再生可能なフィルターを使用して、空気中に浮遊するウイルスを捕集することを目的とし、下記の工程を連続的に繰り返すシステムである。下記の工程１〜３を１サイクルとして、そのサイクル繰り返し回数は、システムの詳細構成で後述するように、変更可能に構成されている。また、下記記載において、各工程における流量、作動時間は一例であり、サイクル繰り返し回数同様に、変更可能に構成されている。
【００２９】
工程１．サンプリング工程
フィルター１１を介して、所定流量で所定時間、雰囲気空気ａを吸引する。空気中に浮遊するウイルスは、人のくしゃみ、咳、会話などにより発生した飛沫粒子や埃など数μｍ程度の微小粒子に付着した状態で存在している。雰囲気空気ａの吸引により、ウイルスが付着した微小粒子がフィルター１１に捕集される。
【００３０】
ここで、フィルター１１に取り込まれる雰囲気空気ａが、本発明の「検査対象空気」に相当する。
【００３１】
工程２．抽出工程
フィルター１１を、ウイルスを抽出する為の抽出液ｆ１に１〜１０分間浸し、その後抽出液ｆ１を抽出液回収部１５に送る。このとき、フィルター１１に捕集されたウイルスだけが抽出液ｆ１により抽出され、抽出液回収部１５に集められる。飛沫粒子などの多くはフィルター１１に残存する。ここで、ウイルス抽出液は、例えば、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、Ｎｏｎｉｄｅｔ Ｐ−４０等の界面活性剤を含む、リン酸緩衝液とすると好適である。
【００３２】
工程３．洗浄工程
フィルター１１を洗浄液ｆ２に所定時間浸し、その後洗浄液ｆ２を第１廃液タンク１６に回収する。その後、空気を送り込むことによってフィルター１１を乾燥させる。これにより、サンプリング工程においてフィルター１１に捕集されたウイルス以外の飛沫粒子などは除去され、フィルター１１は再利用可能となる。
【００３３】
１．２ システムの構成
図１は、本実施例に係るウイルス捕集システムＳの概略構成図である。本システムは、大きく分けて３つのユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３から構成されている。
【００３４】
最上部のユニットＵ１には、筐体上部にウイルスを捕集可能なフィルター１１を備えたウイルス捕集部１２が設けられるとともに、筐体の一側面に各工程における流量、作動時間を設定可能な制御パネル１３が備えられている。
【００３５】
中段のユニットＵ２には、抽出工程において使用される抽出液ｆ１を貯蔵するための抽出液タンク１４、及びウイルス抽出後の抽出液ｆ１を回収するためのビーカー１５（抽出液回収部）、及び洗浄工程において排出される洗浄液ｆ２を廃液として貯蔵するための第１廃液タンク１６が設けられている。
【００３６】
また、最下段のユニットＵ３には、洗浄工程において使用される洗浄液ｆ２を貯蔵するための洗浄液タンク１７及び洗浄液ｆ２を廃液として貯蔵するための第２廃液タンク１８と、サンプリング工程において雰囲気空気を吸引するためのポンプＰ１とが設けられている。
【００３７】
ここで、制御パネル１３が本発明の「制御手段」に相当し、抽出液タンク１４が本発明の「抽出液貯留部」に相当し、ビーカー１５が本発明の「抽出液回収部」に相当し、洗浄液タンク１７が本発明の「洗浄液貯留部」に相当し、第１廃液タンク１６、第２廃液タンク１８が本発明の「洗浄液回収部」に相当し、ポンプＰ１が本発明の「空気導入手段」に相当する。
【００３８】
すなわち、フィルター１１を備えたウイルス捕集部１２より下方に、抽出液貯留部１４、抽出液回収部１５、洗浄液貯留部１７、及び洗浄液回収部１６、１８が備えられている。
【００３９】
以下では、これら各部品の接続及び構成を詳細に説明する。
【００４０】
２．システムの詳細構成．
２．１ 流路構成
図２に流路の全体図を示す。図面上部中央に位置するフィルター１１、及び液面検出スイッチＳ１を備えたウイルス捕集部１２は、バルブ等を介してポンプＰ１、ポンプＰ５、抽出液タンク１４、ビーカー１５、第１廃液タンク１６、洗浄液タンク１７、第２廃液タンク１８と接続されている。
【００４１】
以下では、図３〜図１０を用いて、ウイルス捕集部１２とこれらを繋ぐ機能流路Ｌ１〜Ｌ９について説明する。これらの機能流路Ｌ１〜Ｌ９は、夫々、各工程において所定の機能を果たすように構成されている。なお、これらの図において、太線は流体（空気ａ、抽出液ｆ１、洗浄液ｆ２）の移動経路を示し、黒塗りのバルブが開状態のバルブ又はバルブ開口を示し、白抜きのバルブが閉状態のバルブを示す。
【００４２】
○サンプリング工程関係
サンプリングメイン流路Ｌ１は、図３において太実線矢印で示す機能流路であり、ウイルス捕集部１２とポンプＰ１との間を接続する流路である。この機能流路には、バルブＶ１〜Ｖ３が備えられている。このサンプリングメイン流路Ｌ１は、ポンプＰ１の働きによりフィルター１１に雰囲気空気ａを導入する役割を果たす。
【００４３】
サンプリング補助流路Ｌ２は、図３においては太破線矢印で示す機能流路であり、下流側で先に説明したサンプリングメイン流路Ｌ１に接続されている。この機能流路には、フィルターＦ２、圧力制御バルブＲ１等が備えられている。このサンプリング補助流路Ｌ２は、サンプリングメイン流路Ｌ１を流れる空気ａの圧力を調整する役割を果たす。
【００４４】
○抽出工程関係
抽出第１流路Ｌ３は、図４において太実線矢印で示す機能流路であり、フィルターＦ３とウイルス捕集部１２との間を接続する機能流路である。この機能流路には、ポンプＰ３、バルブＶ１、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０、圧力制御バルブＲ２、抽出液タンク１４が備えられている。この抽出第１流路Ｌ３は、一定圧力で抽出液ｆ１をウイルス捕集部１２に導入する役割を果たす。
【００４５】
抽出第２流路Ｌ４は、図５において太矢印で示す機能流路であり、ウイルス捕集部１２とビーカー１５の間を接続する機能流路である。この機能流路には、バルブＶ１、Ｖ４、ポンプＰ２、可動式ノズル１９が備えられている。この抽出第２流路Ｌ４は、抽出液ｆ１を溶媒としてウイルスを回収する役割を果たす。
【００４６】
○洗浄工程関係
洗浄液第１流路Ｌ５は、図６において太実線矢印で示す機能流路であり、洗浄液タンク１７とウイルス捕集部１２との間を接続する機能流路である。この機能流路には、ポンプＰ４、バルブＶ１、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ１１が備えられている。この洗浄液第１流路Ｌ５は、ウイルス捕集部１２に洗浄液ｆ２を導入する役割を果たす。
【００４７】
洗浄液第２流路Ｌ６は、図７において太矢印で示す機能流路であり、ウイルス捕集部１２と第１廃液タンク１６との間を接続する機能流路である。この機能流路には、バルブＶ１、Ｖ４、可動式ノズル１９が備えられている。この洗浄液第２流路Ｌ６は、抽出第２流路Ｌ４と共通しているため、ウイルス捕集部１２から洗浄液ｆ２を回収するとともに、抽出第２流路Ｌ４を洗浄する役割をも果たす。これにより、繰り返しウイルス捕集を行う際の捕集率の低下と検出感度の低下とを抑えることができる。
【００４８】
洗浄液第３流路Ｌ７は、図８において太矢印で示す機能流路であり、洗浄液タンク１７と第２廃液タンク１８との間を接続する機能流路である。この機能流路には、ポンプＰ４、バルブＶ１１、Ｖ７、Ｖ６、Ｖ１０が備えられている。この洗浄液第３流路Ｌ７は、一部を抽出第１流路Ｌ３と共有しており、洗浄液第３流路Ｌ７の洗浄に伴い、抽出第１流路Ｌ３の一部を洗浄する役割を果たす。
【００４９】
乾燥用空気第１供給流路Ｌ８は、図９において太矢印で示す機能流路であり、乾燥用空気吸引口２５とウイルス捕集部１２との間を接続する機能流路である。この機能流路には、フィルターＦ４、ポンプＰ５、バルブＶ９、Ｖ２、Ｖ１が備えられている。この乾燥用空気第１供給流路Ｌ８は、フィルター１１に雰囲気空気ａを導入し、乾燥させる役割を果たす。
【００５０】
乾燥用空気第２供給流路Ｌ９は、図１０において太矢印で示す機能流路であり、乾燥用空気吸引口２５と第２廃液タンク１８との間を接続する機能流路である。この機能流路には、フィルターＦ４、ポンプＰ５、バルブＶ９、Ｖ２、Ｖ８、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ１０、Ｖ１１が備えられている。この乾燥用空気第２供給流路Ｌ９は、一部を抽出第１流路Ｌ３と共有しており、雰囲気空気ａの導入により抽出第１流路Ｌ３をも乾燥させる役割を果たす。
【００５１】
以上の説明では、各工程において働く、各機能流路の構成について述べたが、以下の説明では、装置に備えられる各機能流路を構成するラインと当該ラインに備えられる流体機器について、図２を用いて説明する。
ウイルス捕集部１２から下方向に伸びるラインは、バルブＶ１を介して、三又に分かれており、それぞれのラインは、バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ８に繋がっている。以下では、これら３つのバルブからそれぞれ伸びるラインについて説明する。
【００５２】
○バルブＶ２
バルブＶ２から伸びるラインは、二又に分かれており、それぞれのラインはバルブＶ３、Ｖ９に繋がっている。
【００５３】
バルブＶ３は、流量計Ｍに接続されており、さらにその先は二又に別れて一方がポンプＰ１に、他方が圧力制御バルブＲ１に接続されている。また、ポンプＰ１は、ウイルス捕集部１２側から空気を取り込みもう一方の側へ排気可能に構成されると共に、ポンプＰ１をバイパスしてニードルバルブＮが設けられている。一方、圧力制御バルブＲ１はフィルターＦ２と接続され、雰囲気空気ａをフィルターＦ２より取り込めるよう構成されている。また、圧力制御バルブＲ１には圧力センサＧ２が接続されると共に、圧力制御バルブＲ１をバイパスしてポンプ駆動時に大気を開放できるようにキャピラリーＣ１が設けられている。
【００５４】
一方、バルブＶ９は、ポンプＰ５に接続されている。ポンプＰ５は、ポンプ内に収納されたフィルターＦ４を介して雰囲気空気ａをバルブＶ９の側へ吸引可能に構成されている。
【００５５】
ここで、ポンプＰ２は本発明の「フィルター再生手段」及び「送風手段」に相当する。
【００５６】
○バルブＶ４
バルブＶ４から伸びるラインは、ポンプＰ２を介して、可動式ノズル１９に繋がっている。ポンプＰ２はバルブＶ４の側から吸引するよう構成されている。可動式ノズル１９は、ノズルの先が、第１廃液タンク１６の上部に設けれられた廃液タンク開放口２０又はビーカー１５に向くよう、可動可能に構成されている。
【００５７】
ここで、ポンプＰ２が本発明の「抽出液回収手段」及び「洗浄液回収手段」に相当する。
【００５８】
このように、抽出液回収手段が洗浄液回収手段を兼ねるようにシステムを構成すると、システムの大型を抑えるとともに、システムを安価に構築でき好適である。
【００５９】
○バルブＶ８
バルブＶ８から伸びるラインは、二又に分かれており、それぞれのラインはバルブＶ６、Ｖ７に繋がっている。
【００６０】
バルブＶ６は、３ポートのバルブＶ１０に繋がっている。バルブＶ１０の残るポートの一方は、第２廃液タンク１８に、他方は、抽出液タンク１４に繋がっている。
【００６１】
一方、バルブＶ７は、３ポートのバルブＶ１１に繋がっている。バルブＶ１１の残るポートの一方は、第２廃液タンク１８に、他方は、ポンプＰ４を介して洗浄液タンク１７に繋がっている。ポンプＰ４は洗浄液タンク１７の側から吸引するよう構成されている。
【００６２】
ここで、ポンプＰ４が本発明の「洗浄液注入手段」に相当する。
【００６３】
次に、以下において、本実施例に係るウイルス捕集システムＳが備えるタンクについて説明する。
【００６４】
○抽出液タンク
抽出液タンク１４は、タンク内に液面検出スイッチＳ２を備えている。また、タンク上部には、抽出液ｆ１を注入する為の抽出液注入口２１、抽出液ｆ１注入時にタンク内の空気を抜くための開閉バルブＢ１を備えている。さらに、タンク上部には抽出液タンク１４内を加圧する為のラインが接続されている。
【００６５】
このラインには、圧力制御バルブＲ２、バルブＶ５、ポンプＰ３、及びフィルターＦ３が、抽出液タンク１４の側からこの順に備えられており、フィルターＦ３を介して雰囲気空気ａが吸引可能に構成されている。このラインにおいて、圧力制御バルブＲ２、バルブＶ５の間でラインが三又に分岐され、その一方に圧力センサＧ１がつながれおり、所定圧力以上ではポンプＰ３をオフにするよう構成されている。また、バルブＶ５とポンプＰ３の間でもラインが三又に分岐され、その一方にポンプＰ３駆動時に大気を開放するためのキャピラリーＣ２が介挿されている。なお、キャピラリーＣ２の他端は、大気に開放されている。
【００６６】
ここで、ポンプＰ３が本発明の「抽出液注入手段」に相当する。
【００６７】
○洗浄液タンク
洗浄液タンク１７は、タンク内に液面検出スイッチＳ３を備えている。また、タンク上部には、洗浄液ｆ２を注入する為の洗浄液注入口２３、タンク内の空気を外部に放出する為の洗浄タンク内空気放出口２４備えている。
【００６８】
○第１廃液タンク
第１廃液タンク１６は、タンク上部に廃液タンク開放口２０が設けられている。また、タンク内には液面検出スイッチＳ４を備え、タンク下部には廃液を抜くための開閉バルブＢ３が設けられている。
【００６９】
○第２廃液タンク
第２廃液タンク１８は、バルブＶ１０、Ｖ１１と接続されている。また、タンク内に液面検出スイッチＳ５を備え、タンク下部には廃液を抜くための開閉バルブＢ２が設けられている。さらに、タンク上部にはタンク内の空気を外部に放出する為の廃液タンク内空気放出口２２を備えている。
【００７０】
２．２ 制御手段
図１に示す制御パネル１３は、ポンプＰ１〜Ｐ５、バルブＶ１〜１１及び可動式ノズル１９を制御可能に構成されると共に、液面検出スイッチＳ１〜５の出力を入力可能に構成されている。また、各機器の駆動時間などを、設定・記憶できるよう構成されている。以下では、具体的な制御内容について説明する。
【００７１】
なお、制御パネル１３は、本発明における「制御手段」に相当する。
【００７２】
３．ウイルス捕集時の動作
図１の制御パネル１３に備えられた実行キー（図示せず）を押すことで、サンプリング工程が開始される。以下では、制御パネル１３による本実施例に係るウイルス捕集システムＳの動作を説明する。
【００７３】
工程１．サンプリング工程
サンプリング工程においては、図３に示すサンプリングメイン流路Ｌ１、サンプリング補助流路Ｌ２を用いる。まず、サンプリングメイン流路Ｌ１に設けられたバルブＶ１〜３を開くと共に、ポンプＰ１を稼動させることで、フィルター１１に雰囲気空気ａを、例えば、流量約３３．３リッター／分で３０分間吸引する。流量の調整は、サンプリングメイン流路Ｌ１に設けられたニードルバルブＮと、サンプリング補助流路Ｌ２に設けられた圧力制御バルブＲ１と、の設定で変更できる。
【００７４】
ここで、サンプリング補助流路Ｌ２に設けられた圧力制御バルブＲ１はポンプＰ１の吸引圧力を一定になるよう制御する。流量の制御にあたっては、フィルターＦ２を通して一定量の空気ａをポンプＰ１に流しておき、吸引圧力が高くなるとフィルターＦ２から吸引量を増やし制御圧力を下げ、反対に吸引圧力が低くなるとフィルターＦ２からの吸引量を絞り吸引圧力を高くする。
【００７５】
所定時間経過後にポンプＰ１を停止し、さらに１０秒後にバルブＶ１〜３を閉じる。
【００７６】
工程２．抽出工程
抽出工程においては、図４に示す抽出第１流路Ｌ３と、図５に示す抽出第２流路Ｌ４と、を用いる。まず、抽出第１流路Ｌ３に設けられたポンプＰ３により、抽出液タンク１４内の抽出液ｆ１が加圧される。このときの圧力は、圧力制御バルブＲ２で調圧される。抽出液ｆ１はバルブＶ１０、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１を通りフィルター１１に注入される。注入量の調整は、上記バルブの開放時間を調整することで可能となっている。
【００７７】
所定時間経過後、抽出第１流路Ｌ３に設けられたバルブＶ８、Ｖ６を閉じる。さらに、抽出第２流路Ｌ４に設けられたバルブＶ４を開き、ポンプＰ２を所定時間稼動させる。これにより、ビーカー１５に、フィルターに捕集されたウイルスを抽出した後の抽出液ｆ１が貯められる。所定時間経過後、可動式ノズル１９を第１廃液タンク１６側に移動させる。
【００７８】
抽出液ｆ１がビーカー１５に貯まれば、制御パネル１３にその旨を表示すると共にブザー音を鳴らし使用者に知らせる。そして、バルブＶ４を閉じ、ポンプＰ２をオフにする。
【００７９】
工程３．洗浄工程
（第１段階．洗浄液による機能流路の洗浄）
洗浄工程の第１段階においては、図６に示す洗浄液第１流路Ｌ５、図７に示す洗浄液第２流路Ｌ６、図８に示す洗浄液第３流路Ｌ７を用いる。まず、洗浄液第１流路Ｌ５に設けられたバルブＶ７、Ｖ８、Ｖ１を開くとともに、所定時間ポンプＰ４を稼動させる。これにより、フィルター１１に洗浄液ｆ２が注入される。
【００８０】
所定時間経過後、洗浄液第１流路Ｌ５に設けられたＶ８を閉じる。さらに、図７に示す洗浄液第２流路Ｌ６に設けられたバルブＶ４を開くと共に、所定時間ポンプＰ２を稼動させる。これにより、第１廃液タンク１６に洗浄液ｆ２が廃液される。
【００８１】
上述の洗浄液ｆ２によるフィルター１１の洗浄は、必要であれば繰り返し行う。また、必要であれば、ポンプＰ４、バルブＶ１１、Ｖ７、Ｖ８からバルブＶ４、ポンプＰ２を通って、洗浄液タンク１７から第１廃液タンク１６まで洗浄液ｆ２を直接流しても良い。
【００８２】
次に、図８に示す洗浄液第３流路Ｌ７に設けられたポンプＰ４、バルブＶ１１、Ｖ７、Ｖ６、Ｖ１０を通り、洗浄液タンク１７から第２廃液タンク１８に洗浄液ｆ２を流し洗浄する。
【００８３】
（第２段階．圧縮空気による機能流路の乾燥）
続いて、洗浄工程の第２段階においては、図９に示す乾燥用空気第１供給流路Ｌ８と、図１０に示す乾燥用空気第２供給流路Ｌ９と、を用いる。まず乾燥用空気第１供給流路Ｌ８に設けられたバルブＶ９、Ｖ２、Ｖ１を開くと共に、所定時間ポンプＰ５を稼動させる。これにより、乾燥用空気吸引口２５から雰囲気空気ａが取り込まれ、フィルター１１を乾燥させることができる。
【００８４】
続いて、バルブＶ１を閉じる。さらに、図１０に示す乾燥用空気第２供給流路Ｌ９に設けられたバルブＶ６〜８を開き、第２廃液タンク１８に空気ａが流れるようバルブＶ１０、Ｖ１１を設定する。これにより、乾燥用空気第２供給流路Ｌ９を乾燥させることができる。所定時間経過後に、ポンプＰ５をオフにする。
【００８５】
使用者がビーカー１５を空にし、再度設置した後、制御パネル１３に備えられた実行キーが押されたら、可動式ノズル１９をビーカー１５側に移動させる。その後、工程１に戻る。
【００８６】
〔フィルター〕
フィルター１１には、セラミックの一種であるコーディエライト製のフィルターを厚さ２０ｍｍ程度にスライスしたものを用いている。
【００８７】
ここで、異なる平均気孔直径をもつコーディエライト製のフィルターＡ、フィルターＢの、室内に浮遊する微粒子に対する捕集率を調べた。フィルターＡは、平均直径気孔が３〜７μｍ、セル密度が１００ｃｐｓｉで、フィルターＢは、平均気孔直径が２１．５μｍ、セル密度が２６０ｃｐｓｉである。実験により、図１１のような結果を得た。粒径が０．３〜１．０μｍの範囲は、ウイルスのサイズに相当するため、この範囲の室内浮遊微粒子の捕集率が高ければ、ウイルスに対する捕集率が高いとみなすことができる。すなわち、平均気孔直径が３〜７μｍのコーディエライト製のフィルターを用いた場合に、高いウイルス捕集率を実現できることが確認できた。
【００８８】
以上の実験結果を元に、本実施例に係るウイルス捕集システムＳにおいては、コーディエライト製の平均気孔直径が３〜７μｍでセル密度が１００ｃｐｓｉのフィルターＡを採用した。
【００８９】
〔検証実験〕
（インフルエンザウイルス捕集能力）
インフルエンザウイルスに相当するモデルウイルスとして、ファージφＸ１７４を散布し、エアフィルタを取り付けた市販のサンプリングユニットと本実施例に係るウイルス捕集システムＳとにおけるファージφＸ１７４の回収量を確認してインフルエンザウイルス捕集能力を比較した。
【００９０】
＝材料等＝
○モデルウイルス
ａ．宿主大腸菌：
ＮＢＲＣ １３８９８：独立行政法人製品評価技術基盤機構（ＮＢＲＣ）より入手
【００９１】
ｂ．ファージφＸ１７４、：
ＮＢＲＣ １０３４０５：ＮＢＲＣより入手
【００９２】
ｃ．復水液７０２
ポリペプトン ：１０ｇ
イーストエクストラクト：２ｇ
ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ ：１ｇ
上記材料に適当量の水を加えて溶解したのち、ｐＨ７．０に調製し、水を加えて１Ｌにする。これを、オートクレーブ滅菌する。
【００９３】
ｄ．寒天平板培地（ｍｅｄｉｕｍ ８０２）
ポリペプトン １０ｇ
イーストエクストラクト ２ｇ
ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ １ｇ
上記材料に適当量の水を加えて溶解したのち、ｐＨ７．０に調製し、水を加えて１Ｌにする。これにＡｇａｒ１５ｇを添加し、オートクレーブ滅菌を行ったのち、無菌的に浅型シャーレに１０ｍｌずつ分注、液がシャーレ内に均一に行き渡るようにし、固化させる。
【００９４】
○エアフィルタ
エアフィルタとしては、以下のものを用いた。
ゼラチンフィルター
ザルトリウス社製、直径：９ｃｍ、ポアサイズ：３μｍ
【００９５】
サンプリングユニット：
ＭＤ８エアポート ザルトリウス社製
【００９６】
＝測定法＝
○宿主大腸菌とバクテリオファージ液の調製
宿主大腸菌およびバクテリオファージφＸ１７４は共に、ＮＢＲＣ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｂｒｃ．ｎｉｔｅ．ｇｏ．ｊｐ／）より入手した。ＮＢＲＣ添付のマニュアルに従い、宿主大腸菌のアンプルを開封し、２００μｌの復水液７０２を添加した。数分静置ののち、アンプル底部をタッピングして混和し、数μｌを複数の寒天平板培地（ｍｅｄｉｕｍ ８０２）に塗布した。また、数十μｌを、予め、培養試験管に分注した復水液７０２、４ｍｌに加えて軽く混和した。３０℃に設定したインキュベータ中に置き、平板寒天プレートは静置、培養試験管は１８０ｒｐｍで振とうし、終夜培養した。寒天平板培地、培養試験管ともに大腸菌の増殖が確認されたことから、液体培養にて復帰させて大腸菌液適当量をフレッシュな復水液７０２に植え込み、３０℃下に振とうしつつ拡大した。十分な増殖を確認したのち、滅菌済みｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ（ＤＭＳＯ）を終濃度１０％、あるいは、２０％になるように大腸菌液に加えたのち、−８０℃下に保存した。
【００９７】
バクテリオファージφＸ１７４はプレートライセート法によって調製した。宿主大腸菌と同様にバクテリオファージφＸ１７４のアンプルを開封、２００μｌの復水液７０２を添加して数分静置した。アンプル底部をタッピングして混和したのち、５０μｌを取り、対数増殖期にあると思われる宿主大腸菌液２５０μｌに添加、タッピングにより十分混和したのち、３７℃で１５分間振とう培養（１５０ｒｐｍ）した。予め調製し、４５℃下にインキュベートしておいたソフトアガー（０．６％ｗ／ｖ溶液）７ｍｌと混和したのち、寒天平板培地に撒き、ソフトアガーが固化したのち、３７℃下、終夜培養した。ソフトアガー表面のプラーク形成を確認したのち、寒天平板培地１枚に対し復水液１０ｍｌを加えてピペッティングし、上層の液を回収した。遠心分離（３０００ｒｐｍ×１５分）後、上清を回収した（ファージ液）。この操作を複数回行うことによって、十分な感染価を持つファージ液を調製し、モデルウイルスとした。
【００９８】
○バクテリオファージφＸ１７４の捕集
前記モデルウイルスを使用し、容量２４ｍ3の実験空間内にモデルウイルスを散布し、ゼラチンフィルターおよび本実施例に係るウイルス捕集システムＳによるモデルウイルス捕集実験を行った。
【００９９】
宿主大腸菌に感染させコピー数を増やしたモデルウイルスの一定量（約１×１０15〜１×１０17個／ｍｌ×０．９ｍｌ）を、密閉状態にした実験空間内で散布（３５Ｋｇ／ｃｍ、５分間散布）する。次に、前記モデルウイルスを、ゼラチンフィルターおよび本実施例に係るウイルス捕集システムＳで捕集した（２ｍ3／ｈｒ×３０分間）。
【０１００】
なお、サンプリング試験を実施した際の実験空間内の環境は、２６〜３０℃、２０〜４０％ＲＨの範囲であった。
【０１０１】
（ゼラチンフィルターからのモデルウイルス回収）
捕集終了後にゼラチンフィルターを取り外し、抽出液としての復水液７０２に溶解することによりフィルター上に捕集された捕集物を回収した。さらに捕集物に含まれるモデルウイルスを宿主大腸菌に感染させ、一定時間経過後、モデルウイルスによるプラークの形成（プラークアッセイ法）を観察した。
【０１０２】
○収集したモデルウイルスの定量（プラークアッセイ法）
モデルウイルスを復水液７０２で１０倍希釈（５０μｌのバクテリオファージφＸ１７４に復水液７０２を４５０μｌ加える）し、１０-1〜１０-14までの希釈系列を調整した。対数増殖期にあると思われる宿主大腸菌培養液を、培養試験管に２５０μｌずつ分注し、ついで、モデルウイルス希釈系列を１００μｌずつ添加し、タッピングして十分混和した。３７℃下に１５分間振とう培養を行った。培養後の各試験管に、４５℃下にインキュベートしておいた０．６％ソフトアガー溶液７ｍｌを加え、泡立たせないよう素早くピペッティングにより攪拌した。予め、３７℃下にインキュベートした寒天平板培地に播き込み、ソフトアガーが全面に行き渡るよう均し、室温で固化させた。３７℃に設定したインキュベータ中に静置し３時間培養後（その後４℃保存）、形成されたプラーク数を計測した。
【０１０３】
＝結果＝
モデルウイルスの捕集量を、図１２にまとめた。ゼラチンフィルターに比べれば劣るものの、本実施例に係るウイルス捕集システムＳを用いた場合にも、効果的に捕集できることを確認できた。また、本実施例に係るウイルス捕集システムＳにおいて、フィルターの再生処理を行い繰り返しサンプリングを行った場合にも、ほとんど捕集量が低下しないことを確認できた。以上の結果より、本実施例に係るウイルス捕集システムＳが、フィルターの交換を行うことなく、長期的にウイルスを繰り返し捕集し得ることが実証できたと考えられる。
【０１０４】
〔その他の実施例〕
上記実施例においては、フィルター１１には、上述のように平均気孔直径が３〜７μｍのコーディエライト製フィルターを用いたが、異なる孔径のものを用いても構わないし、ポリカーボネイト、銀、又はその他の材質などからなる、ウイルスを捕集可能でかつ再生処理が可能なフィルターを用いても構わない。
【０１０５】
上記実施例においては、サンプリング工程を経たフィルター１１を、洗浄液ｆ２での洗浄後に加圧空気によって乾燥させることで再生したが、ウイルス捕集部１２の周囲に加熱装置又は加熱加圧装置を設け、フィルター１１に加熱処理やオートクレーブ処理を施すことで再生させても構わない。
【０１０６】
上記実施例において、ウイルス捕集部１２の周囲に、ネブライザーなどの加湿装置を設ければ、空気中に浮遊するウイルスが飛沫粒子に付着され易くなり、ウイルス捕集率の向上に寄与するので、好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
居室空間や公共施設、大規模集客施設、あるいは交通機関およびその施設などの一定の空間内に浮遊するウイルスを捕集するシステムとして用いることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｓ：ウイルス捕集システム
ａ：空気（気体）
ｆ１：抽出液
ｆ２：洗浄液
Ｐ１：ポンプ（空気導入手段）
Ｐ２：ポンプ（抽出液回収手段、洗浄液回収手段）
Ｐ３：ポンプ（抽出液注入手段）
Ｐ４：ポンプ（フィルター再生手段、洗浄液注入手段）
Ｐ５：ポンプ（フィルター再生手段、送風手段）
１１：フィルター
１２：ウイルス捕集部
１３：制御パネル（制御手段）
１４：抽出液タンク（抽出液貯留部）
１５：ビーカー（抽出液回収部）
１６：第１廃液タンク（洗浄液回収部）
１７：洗浄液タンク（洗浄液貯留部）
１８：第２廃液タンク（洗浄液回収部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウイルスを捕集可能なフィルターを備えたウイルス捕集部と、
ウイルス捕集部に検査対象空気を導く空気導入手段と、
ウイルス捕集済みのフィルターにウイルス抽出液を注入する抽出液注入手段と、
ウイルス抽出済みの抽出液をウイルス捕集部から回収する抽出液回収手段と、
ウイルスが抽出されたフィルターを再生するフィルター再生手段と、
前記空気導入手段を働かせて、フィルターにウイルスを捕集するウイルス捕集工程と、
前記ウイルス捕集工程を実行した後、前記抽出液注入手段を働かせて、フィルターに捕集されたウイルスを抽出液に抽出するウイルス抽出工程と、
前記ウイルス抽出工程を実行した後、前記抽出液回収手段を働かせて、抽出されたウイルスが含まれる抽出液を回収する抽出液回収工程と、
前記抽出液回収工程を実行した後、前記フィルター再生手段を働かせて、フィルターを回復するフィルター再生工程を順に実行する制御手段とを備えたウイルス捕集システム。
【請求項２】
前記フィルター再生手段が、
前記フィルターにフィルターを洗浄するための洗浄液を注入する洗浄液注入手段と、
前記フィルターから前記洗浄液を回収する洗浄液回収手段と、
前記ウイルス捕集部に気体を送り込む送風手段とから構成され、
前記制御手段が、
前記フィルター再生工程において、前記洗浄液注入手段を働かせて、フィルターに洗浄液を注入する洗浄液注入工程と、
前記洗浄液注入工程を実行した後、前記洗浄液回収手段を働かせて、フィルターから洗浄液を回収する洗浄液回収工程と、
前記洗浄液回収工程を実行した後、前記送風手段を働かせて、前記ウイルス捕集部に気体を送り込み、フィルターを乾燥させる送風工程を順に実行する請求項１に記載のウイルス捕集システム。
【請求項３】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を貯留する抽出液貯留部を備え、
前記ウイルス抽出工程において、前記抽出液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記抽出液を上昇導入する請求項１又は２に記載のウイルス捕集システム。
【請求項４】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を回収する抽出液回収部を備え、
前記抽出液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記抽出液回収部に前記抽出液を下降回収する請求項１〜３の何れか一項に記載のウイルス捕集システム。
【請求項５】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を貯留する洗浄液貯留部を備え、
前記洗浄液注入工程において、前記洗浄液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記洗浄液を上昇導入する請求項２に記載のウイルス捕集システム。
【請求項６】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を回収する洗浄液回収部を備え、
前記洗浄液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記洗浄液回収部に前記洗浄液を下降回収する請求項２又は５に記載のウイルス捕集システム。
【請求項７】
前記フィルターが、平均気孔直径が３〜７μｍの多孔質コーディエライト製ハニカム構造体である請求項１〜６の何れか一項に記載のウイルス捕集システム。
【請求項８】
前記フィルターに供給される検査対象空気を加湿する加湿手段を備える請求項１〜７の何れか一項に記載のウイルス捕集システム。
【請求項１】
ウイルスを捕集可能なフィルターを備えたウイルス捕集部と、
ウイルス捕集部に検査対象空気を導く空気導入手段と、
ウイルス捕集済みのフィルターにウイルス抽出液を注入する抽出液注入手段と、
ウイルス抽出済みの抽出液をウイルス捕集部から回収する抽出液回収手段と、
ウイルスが抽出されたフィルターを再生するフィルター再生手段と、
前記空気導入手段を働かせて、フィルターにウイルスを捕集するウイルス捕集工程と、
前記ウイルス捕集工程を実行した後、前記抽出液注入手段を働かせて、フィルターに捕集されたウイルスを抽出液に抽出するウイルス抽出工程と、
前記ウイルス抽出工程を実行した後、前記抽出液回収手段を働かせて、抽出されたウイルスが含まれる抽出液を回収する抽出液回収工程と、
前記抽出液回収工程を実行した後、前記フィルター再生手段を働かせて、フィルターを回復するフィルター再生工程を順に実行する制御手段とを備えたウイルス捕集システム。
【請求項２】
前記フィルター再生手段が、
前記フィルターにフィルターを洗浄するための洗浄液を注入する洗浄液注入手段と、
前記フィルターから前記洗浄液を回収する洗浄液回収手段と、
前記ウイルス捕集部に気体を送り込む送風手段とから構成され、
前記制御手段が、
前記フィルター再生工程において、前記洗浄液注入手段を働かせて、フィルターに洗浄液を注入する洗浄液注入工程と、
前記洗浄液注入工程を実行した後、前記洗浄液回収手段を働かせて、フィルターから洗浄液を回収する洗浄液回収工程と、
前記洗浄液回収工程を実行した後、前記送風手段を働かせて、前記ウイルス捕集部に気体を送り込み、フィルターを乾燥させる送風工程を順に実行する請求項１に記載のウイルス捕集システム。
【請求項３】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を貯留する抽出液貯留部を備え、
前記ウイルス抽出工程において、前記抽出液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記抽出液を上昇導入する請求項１又は２に記載のウイルス捕集システム。
【請求項４】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記抽出液を回収する抽出液回収部を備え、
前記抽出液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記抽出液回収部に前記抽出液を下降回収する請求項１〜３の何れか一項に記載のウイルス捕集システム。
【請求項５】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を貯留する洗浄液貯留部を備え、
前記洗浄液注入工程において、前記洗浄液貯留部より前記ウイルス捕集部に前記洗浄液を上昇導入する請求項２に記載のウイルス捕集システム。
【請求項６】
前記ウイルス捕集部より下方に、前記洗浄液を回収する洗浄液回収部を備え、
前記洗浄液回収工程において、前記ウイルス捕集部より前記洗浄液回収部に前記洗浄液を下降回収する請求項２又は５に記載のウイルス捕集システム。
【請求項７】
前記フィルターが、平均気孔直径が３〜７μｍの多孔質コーディエライト製ハニカム構造体である請求項１〜６の何れか一項に記載のウイルス捕集システム。
【請求項８】
前記フィルターに供給される検査対象空気を加湿する加湿手段を備える請求項１〜７の何れか一項に記載のウイルス捕集システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５２８６５（Ｐ２０１２−５２８６５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４４９０（Ｐ２０１０−１９４４９０）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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