特開 2023-106731 試料処理装置、試料分析装置、および試料処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023106731

(43)【公開日】2023-08-02

(54)【発明の名称】試料処理装置、試料分析装置、および試料処理方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/04 20060101AFI20230726BHJP

   B01D 29/01 20060101ALI20230726BHJP

   B01D 29/62 20060101ALI20230726BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20230726BHJP

   B01J 20/24 20060101ALI20230726BHJP

【ＦＩ】

G01N1/04 M

B01D29/04 510A

B01D29/04 520Z

B01D29/04 530Z

B01D29/38 580Z

B01J20/30

B01J20/24 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022007637

(22)【出願日】2022-01-21

(71)【出願人】

【識別番号】391028188

【氏名又は名称】株式会社アナテック・ヤナコ

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 光明

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 翔伍

【テーマコード（参考）】

2G052

4D116

4G066

【Ｆターム（参考）】

2G052AA23

2G052AA36

2G052AD09

2G052AD29

2G052CA02

2G052CA12

2G052EA04

2G052FC05

2G052FC11

2G052GA11

4D116AA09

4D116BB01

4D116BC06

4D116DD01

4D116DD02

4D116FF04B

4D116FF12B

4D116GG21

4D116KK06

4D116QA04C

4D116QA04E

4D116QA04F

4D116QA05C

4D116QA05D

4D116QA05F

4D116QA31A

4D116QA31G

4D116QA32A

4D116QA32G

4D116QB41

4D116QC25D

4D116QC29D

4D116RR01

4D116RR03

4D116RR14

4D116RR17

4D116VV09

4D116VV30

4G066AC02B

4G066BA03

4G066BA16

4G066CA20

4G066CA45

4G066CA56

4G066DA08

4G066FA03

4G066FA40

(57)【要約】

【課題】試料に含まれる微小な検出対象物質を短時間で捕集できる試料処理装置、試料分析装置、および試料処理方法を提供する。
【解決手段】試料処理装置は、処理槽１と、検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散されたセルロース分散液を処理槽１に供給するセルロース分散液供給部２と、検出対象物質を含む試料を処理槽１に供給する試料供給部３と、処理槽１の内部に設けられ、セルロース分散液と試料とを混合して得られた混合液からセルロース繊維を濾別する１インチ間１０～８００メッシュのフィルタ４とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理槽と、
検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散されたセルロース分散液を前記処理槽に供給するセルロース分散液供給部と、
前記検出対象物質を含む試料を前記処理槽に供給する試料供給部と、
前記処理槽の内部に設けられ、前記セルロース分散液と前記試料とを混合して得られた混合液から前記セルロース繊維を濾別する１インチ間１０～８００メッシュのフィルタとを備えている
ことを特徴とする試料処理装置。

【請求項2】

前記処理槽は、前記セルロース分散液および前記試料が供給される上流室と、前記フィルタを通過した濾液が流れる下流室とを有し、
前記下流室に接続され、前記処理槽の内部に負圧を発生させるポンプをさらに備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の試料処理装置。

【請求項3】

前記処理槽は、前記上流室が前記下流室の下方に設けられるように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の試料処理装置。

【請求項4】

前記処理槽および前記フィルタを洗浄するための洗浄液を前記処理槽に供給する洗浄液供給部をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の試料処理装置。

【請求項5】

前記セルロース繊維は、濾紙、脱脂綿、もしくはパルプが前記フィルタを通過しない程度に粉砕されたもの、または、酸化パルプである
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の試料処理装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の試料処理装置と、
前記検出対象物質を検出するための検出液を前記処理槽に供給する検出液供給部とを備えている
ことを特徴とする試料分析装置。

【請求項7】

試料に含まれる検出対象物質を捕集するための試料処理方法であって、
前記検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散されたセルロース分散液と前記試料とを混合して混合液を生成し、１インチ間１０～８００メッシュのフィルタを用いて前記混合液から前記セルロース繊維を濾別する
ことを特徴とする試料処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料に含まれる検出対象物質を捕集する試料処理装置、試料分析装置、および試料処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、検出対象物質としての微生物を計測する水質自動測定装置が記載されている。この装置は、濾過膜を用いて微生物を濾別する濾過部を備えている。濾過膜としては、オーシストの粒径が４～６μｍのクリプトスポリジウムを捕集するために、孔径２あるいは３μｍのトラックエッチフィルタが用いられる。

【0003】

また、特許文献２には、被処理水から検出対象物質である重金属類を除去する除去装置が記載されている。この装置は、セルロースナノファイバーまたはその溶液を被処理水に添加する処理手段と、重金属類が付着したセルロースナノファイバーを被処理水から除去する固液分離手段とを備えている。固液分離手段としては、濾過装置等が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２３６８６１号公報

【特許文献2】特許第６８２４８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載の装置では、検出対象物質を濾別するために、透過膜（フィルタ）のメッシュ数を１インチ間約６０００メッシュ相当にする必要があった。また、特許文献２に記載の装置でも、セルロースナノファイバーを濾別して検出対象物質を捕集する場合には、濾過装置が備える濾材（フィルタ）のメッシュ数を１インチ間約２０００メッシュ相当にする必要があった。したがって、特許文献１，２の構成では微小な検出対象物質（例えば微生物よりも小さなウイルスや細菌）を捕集する場合には、フィルタの目詰まりが生じ易く、濾別に要する時間が長くなるため、検出対象物質を短時間で捕集できないという問題があった。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、試料に含まれる微小な検出対象物質を短時間で捕集できる試料処理装置、試料分析装置、および試料処理方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の試料処理装置は、処理槽と、検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散されたセルロース分散液を前記処理槽に供給するセルロース分散液供給部と、前記検出対象物質を含む試料を前記処理槽に供給する試料供給部と、前記処理槽の内部に設けられ、前記セルロース分散液と前記試料とを混合して得られた混合液から前記セルロース繊維を濾別する１インチ間１０～８００メッシュのフィルタとを備えていることを特徴とする。

【0008】

上記の試料処理装置において、前記処理槽は、前記セルロース分散液および前記試料が供給される上流室と、前記フィルタを通過した濾液が流れる下流室とを有し、前記下流室に接続され、前記処理槽の内部に負圧を発生させるポンプをさらに備えていることが好ましい。

【0009】

また、上記の試料処理装置において、前記処理槽は、前記上流室が前記下流室の下方に設けられるように構成されていることが好ましい。

【0010】

また、上記の試料処理装置において、前記処理槽および前記フィルタを洗浄するための洗浄液を前記処理槽に供給する洗浄液供給部をさらに備えていることが好ましい。

【0011】

また、上記の試料処理装置において、前記セルロース繊維は、濾紙、脱脂綿、もしくはパルプが前記フィルタを通過しない程度に粉砕されたもの、または、酸化パルプであることが好ましい。

【0012】

また、本発明の試料分析装置は、上記の試料処理装置と、前記検出対象物質を検出するための検出液を前記処理槽に供給する検出液供給部とを備えていることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の試料処理方法は、試料に含まれる検出対象物質を捕集するための試料処理方法であって、前記検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散されたセルロース分散液と前記試料とを混合して混合液を生成し、１インチ間１０～８００メッシュのフィルタを用いて前記混合液から前記セルロース繊維を濾別することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、試料に含まれる微小な検出対象物質を短時間で捕集できる試料処理装置、試料分析装置、および試料処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る試料分析装置の概略構成図である。

【図2】同実施形態に係る試料分析装置の動作を示すフローチャートである。

【図3】（Ａ）～（Ｅ）は、同実施形態に係る試料分析装置の動作を表す概要図である。

【図4】変形例に係る試料分析装置の概略構成図である。

【図5】（Ａ）～（Ｅ）は、同変形例に係る試料分析装置の動作を表す概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、本発明の一実施形態に係る試料分析装置Ｄの全体構成を示している。
図１に示すように、試料分析装置Ｄは、処理槽１と、セルロース分散液供給部２と、試料供給部３と、フィルタ４と、検出液供給部５と、蛍光強度測定部６と、排出物回収部７と、洗浄液供給部８と、ポンプ９～１１と、バルブ１２～２０と、制御部２１とを備えている。

【0017】

処理槽１は、検出対象物質を捕集するための容器であり、かつ、捕集された検出対象物質を検出するための容器である。処理槽１は、後述するセルロース分散液および試料が供給される上流室１Ａと、フィルタ４を通過した濾液が流れる下流室１Ｂとを有している。本実施形態では、処理槽１は、上流室１Ａが下流室１Ｂの下方に設けられるように構成されている。処理槽１は、鉛直方向に延びる透明な筒部材１ａと、筒部材１ａの両端部に設けられた蓋部材１ｂ，１ｃとにより構成されている。蓋部材１ｂは、上流室１Ａを閉じるように設けられ、蓋部材１ｃは、下流室１Ｂを閉じるように設けられている。

【0018】

セルロース分散液供給部２は、セルロース分散液を処理槽１に供給する。セルロース分散液供給部２は、セルロース分散液を貯留するセルロース分散液貯留部２ａと、セルロース分散液が流れるセルロース分散液流路２ｂとにより構成されている。セルロース分散液流路２ｂは、セルロース分散液貯留部２ａと処理槽１の蓋部材１ｂとを接続している。セルロース分散液は、検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散された懸濁液または溶液である。すなわち、セルロース繊維は、セルロース分散液中で不均一に分散されていても均一に分散されていてもよい。

【0019】

本実施形態では、セルロース繊維は、濾紙がフィルタ４を通過しない程度に粉砕されたものである。なお、セルロース繊維は、濾紙が粉砕されたものに限定されず、例えば、脱脂綿またはパルプがフィルタ４を通過しない程度に粉砕されたものでもよい。また、セルロース繊維として、パルプを化学的に解繊した酸化パルプを用いてもよい。酸化パルプは、イオン交換可能なカルボキシ基を有する観点から、ＴＥＭＰＯ（２，２，６，６－テトラメチルピペリジン １－オキシル）を触媒に用いてパルプを酸化反応させて得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプであることが好ましい。

【0020】

濾紙を用いたセルロース分散液の作製方法の一例を説明する。まず、水に濾紙を入れ、ホモジナイザー（分散機）［ＩＫＡ社製、Ｔ２５ ｅａｓｙ ｃｌｅａｎ］により２０，０００ｒｐｍで５分かけて濾紙を粉砕する。そして、粉砕した濾紙（セルロース繊維）を、１インチ間１００メッシュのフィルタで濾別し、質量対容量比濃度が０．５（ｗ／ｖ）％となるように純水に分散させることで、セルロース分散液を作製する。なお、セルロース分散液の流動性を高めるために濃度を低くしてもよく、例えば、粉砕した濾紙の質量対容量比濃度が０．００１（ｗ／ｖ）％となるようにセルロース分散液を作製してもよい。

【0021】

試料供給部３は、検出対象物質を含む試料を処理槽１に供給する。試料供給部３は、試料が流れる試料流路３ａにより構成されている。試料流路３ａは、試料分析装置Ｄの外部に設けられた試料貯留部Ｔと処理槽１の蓋部材１ｂとを接続している。試料は、例えば生活排水であって、試料に含まれる検出対象物質としては、例えば、ウイルス、病原菌、抗原、または、これらの組み合わせである。

【0022】

フィルタ４は、上流室１Ａと下流室１Ｂを区切るように処理槽１の内部に設けられており、セルロース分散液と試料とを混合して得られた混合液からセルロース繊維を濾別する。本実施形態では、上流室１Ａが下流室１Ｂの下方に設けられているため、フィルタ４の下面でセルロース繊維が捕集される。フィルタ４は、メッシュ数（糸の本数）が１インチ間１０～８００メッシュとなるようにフィルタ４は形成されている。濾別の精度向上と時間短縮の両立を図るために、フィルタ４のメッシュ数は、１インチ間２０～４００メッシュであることが好ましく、１インチ間５０～１００メッシュであることがさらに好ましい。

【0023】

検出液供給部５は、検出対象物質を検出するための検出液を処理槽１に供給する。検出液供給部５は、検出液を貯留する検出液貯留部５ａと、検出液が流れる検出液流路５ｂとにより構成されている。検出液流路５ｂは、検出液貯留部５ａと処理槽１の蓋部材１ｂとを接続している。本実施形態では、検出液は、蛍光物質を標識した抗体を含んでいる蛍光標識剤である。なお、検出液は、蛍光標識剤に限定されず、蛍光染色剤であってもよい。

【0024】

蛍光強度測定部６は、処理槽１内の蛍光の強度を測定する。蛍光強度測定部６は、蛍光の強度に基づいて、検出対象物質を検出する。具体的には、蛍光強度測定部６は、測定した蛍光の強度が所定値以上であるとき、処理槽１内の検出対象物質を検出する。また、蛍光強度測定部６は、検出対象物質の検出結果を出力する。

【0025】

排出物回収部７は、処理槽１内のセルロース繊維等を回収する。排出物回収部７は、セルロース繊維等の排出物が流れる排出物流路７ａと、排出物を貯留する排出物貯留部７ｂとにより構成されている。排出物流路７ａは、処理槽１の蓋部材１ｂと排出物貯留部７ｂとを接続している。排出物貯留部７ｂに貯まった排出物は、試料分析装置Ｄの保守作業者によって適宜廃棄される。

【0026】

洗浄液供給部８は、処理槽１およびフィルタ４を洗浄するための洗浄液を処理槽１に供給する。洗浄液供給部８は、洗浄液を貯留する洗浄液貯留部８ａと、洗浄液が流れる洗浄液流路８ｂとにより構成されている。洗浄液流路８ｂは、洗浄液貯留部８ａと処理槽１の蓋部材１ｂとを接続している。

【0027】

ポンプ９～１１は、それぞれ、流路を形成するチューブをしごくペリスタルティックポンプ（ドーシングポンプ）により構成されている。ポンプ９～１１は、チューブをしごくために回転駆動するローターを備えており、ポンプ９～１１による流体の移送量は、ローターの回転量に比例する。

【0028】

ポンプ９は、セルロース分散液貯留部２ａから処理槽１にセルロース分散液を移送するための電動ポンプであり、試料貯留部Ｔから処理槽１に試料を移送するための電動ポンプでもある。すなわち、ポンプ９は、セルロース分散液の移送および試料の移送に共用される。ポンプ９は、蓋部材１ｃを介して処理槽１の下流室１Ｂに接続されており、処理槽１の内部（下流室１Ｂ）に負圧を発生させる。処理槽１の内部に負圧が発生することで、セルロース分散液および試料が処理槽１の内部（上流室１Ａ）に吸い込まれる。また、ポンプ９は、当該ポンプ９の吸引作用によりフィルタ４を通過した濾液を、廃液として試料分析装置Ｄの外部に排出する。なお、濾液が多量でなければ、後述する排出物貯留部７ｂに濾液が排出されるように構成してもよい。

【0029】

ポンプ１０は、検出液貯留部５ａから処理槽１に検出液を移送するための電動ポンプである。ポンプ１０は、検出液流路５ｂのうちバルブ１５，１６間に設けられており、バルブ１５および蓋部材１ｂを介して、上流室１Ａに接続されている。ポンプ１０は、所定量の検出液を処理槽１の内部（上流室１Ａ）まで送り出す。また、ポンプ１０は、バルブ１６が流路の切り替え動作を行うことで、検出液の移送後に、検出液に代えて空気を処理槽１まで送り出すこともできる。

【0030】

ポンプ１１は、洗浄液貯留部８ａから処理槽１に洗浄液を移送するための電動ポンプである。ポンプ１１は、洗浄液流路８ｂのうちバルブ１９，２０間に設けられており、バルブ１９および蓋部材１ｂを介して、上流室１Ａに接続されている。ポンプ１１は、所定量の洗浄液を処理槽１の内部（上流室１Ａ）まで送り出す。また、ポンプ１１は、バルブ２０が流路の切り替え動作を行うことで、空気を処理槽１まで送り出すこともできる。

【0031】

バルブ１２は、セルロース分散液流路２ｂに設けられた二方向電磁弁であって、セルロース分散液流路２ｂを形成するチューブを挟んで締め付けるピンチバルブにより構成されている。バルブ１２は、制御部２１に制御されることで、セルロース分散液が処理槽１に供給されるセルロース分散液供給時に、セルロース分散液貯留部２ａと処理槽１とが連通するようにセルロース分散液流路２ｂを開放し、セルロース分散液供給時以外はセルロース分散液流路２ｂを閉じる。

【0032】

バルブ１３は、セルロース分散液流路２ｂに接続された二方向電磁弁である。バルブ１３は、制御部２１によって制御されていない平常時は、セルロース分散液流路２ｂを閉じており、制御部２１によって制御された時に、セルロース分散液流路２ｂを大気開放するか純水を貯留する純水貯留部（図示略）に接続するように構成されている。

【0033】

バルブ１４は、試料流路３ａに設けられた二方向電磁弁であって、試料流路３ａを形成するチューブを挟んで締め付けるピンチバルブにより構成されている。バルブ１４は、制御部２１に制御されることで、試料が処理槽１に供給される試料供給時に、試料貯留部Ｔと処理槽１とが連通するように試料流路３ａを開放し、試料供給時以外は試料流路３ａを閉じる。

【0034】

バルブ１５は、検出液流路５ｂのうち処理槽１とポンプ１０との間に設けられた二方向電磁弁である。バルブ１５は、制御部２１によって制御されていない平常時は、検出液流路５ｂを閉じている。

【0035】

バルブ１６は、検出液流路５ｂのうち検出液貯留部５ａとポンプ１０との間に設けられた三方向電磁弁である。バルブ１６は、制御部２１によって制御されていない平常時は、検出液貯留部５ａとポンプ１０とを連通させている。また、バルブ１６は、制御部２１によって制御された時に、検出液貯留部５ａとポンプ１０とを非連通状態にし、検出液流路５ｂを大気開放するように構成されている。

【0036】

バルブ１７は、排出物流路７ａに設けられた二方向電磁弁であって、排出物流路７ａを形成するチューブを挟んで締め付けるピンチバルブにより構成されている。バルブ１７は、制御部２１に制御されることで、処理槽１内のセルロース繊維等が回収される排出物回収時に、処理槽１と排出物貯留部７ｂとが連通するように排出物流路７ａを開放し、排出物回収時以外は排出物流路７ａを閉じる。

【0037】

バルブ１８は、処理槽１内を大気開放するために蓋部材１ｃに設けられた二方向電磁弁である。バルブ１８は、制御部２１によって制御されていない平常時は、処理槽１内を大気開放しないように閉じている。

【0038】

バルブ１９は、洗浄液流路８ｂのうち処理槽１とポンプ１１との間に設けられた二方向電磁弁である。バルブ１９は、制御部２１によって制御されていない平常時は、洗浄液流路８ｂを閉じている。

【0039】

バルブ２０は、洗浄液流路８ｂのうち洗浄液貯留部８ａとポンプ１１との間に設けられた三方向電磁弁である。バルブ２０は、制御部２１によって制御されていない平常時は、洗浄液貯留部８ａとポンプ１１とを連通させている。また、バルブ２０は、制御部２１によって制御された時に、洗浄液貯留部８ａとポンプ１１とを非連通状態にし、洗浄液流路８ｂを大気開放するように構成されている。

【0040】

制御部２１は、蛍光強度測定部６、ポンプ９～１１、およびバルブ１２～２０を制御する。制御部２１の動作については、後述する試料分析装置Ｄの動作とともに、あとで詳しく説明する。

【0041】

以上の構成を備えた試料分析装置Ｄは、処理槽１、セルロース分散液供給部２、試料供給部３、フィルタ４、洗浄液供給部８、ポンプ９，１１、バルブ１２～１４，１９，２０、および制御部２１を備えた試料処理装置と、検出液供給部５、蛍光強度測定部６、ポンプ１０、バルブ１５，１６、および制御部２１を備えた検出装置とで構成されているともいえる。

【0042】

図２および図３を参照して、試料分析装置Ｄの動作の一例を説明する。図２は、試料分析装置Ｄの動作の流れを表しており、図３（Ａ）～（Ｅ）は、流体の流れを太線の矢印で示した概要図である。なお、図３（Ｂ）中の破線の矢印は、濾液の流れを示している。

【0043】

まず、試料分析装置Ｄは、セルロース分散液を処理槽１に移送する（ステップＳ１）。具体的には、制御部２１が、セルロース分散液貯留部２ａと処理槽１とが連通するようにバルブ１２を制御するとともに、セルロース分散液貯留部２ａから上流室１Ａにセルロース分散液が吸引されるようにポンプ９を制御する。こうして、ステップＳ１では、図３（Ａ）に示すように、セルロース分散液供給部２が、セルロース分散液貯留部２ａから処理槽１にセルロース分散液を供給する。また、制御部２１は、処理槽１にセルロース分散液が所定量だけ移送された後にセルロース分散液流路２ｂにセルロース分散液を残さないために、ポンプ９の駆動開始から所定時間後に、セルロース分散液流路２ｂに空気または純水が入り込むようにバルブ１３を制御する。

【0044】

次いで、試料分析装置Ｄは、試料を処理槽１に移送する（ステップＳ２）。具体的には、制御部２１が、試料貯留部Ｔと処理槽１とが連通するようにバルブ１４を制御するとともに、試料貯留部Ｔから上流室１Ａに試料が吸引されるようにポンプ９を制御する。こうして、ステップＳ２では、図３（Ｂ）に示すように、試料供給部３が、試料貯留部Ｔから処理槽１に試料を供給し、処理槽１の上流室１Ａで、セルロース分散液と試料とを混合した混合液が生成され、フィルタ４が、セルロース分散液と試料との混合液からセルロース繊維を濾別する。処理槽１に試料が供給され続けることで、検出対象物質の捕集が進行し、上流室１Ａでは検出対象物質が濃縮される。

【0045】

次いで、試料分析装置Ｄは、検出液を処理槽１に移送する（ステップＳ３）。具体的には、制御部２１が、検出液貯留部５ａと処理槽１とが連通するようにバルブ１５を制御するとともに、検出液貯留部５ａから上流室１Ａに検出液を送り出すようにポンプ１０を制御する。こうして、ステップＳ３では、図３（Ｃ）に示すように、検出液供給部５が、検出液貯留部５ａから処理槽１に検出液を所定量だけ供給する。また、制御部２１は、処理槽１に検出液が所定量だけ移送された後に検出液流路５ｂに検出液を残さないために、ポンプ１０の駆動開始から所定時間後に、検出液流路５ｂに空気が入り込むようにバルブ１６を制御する。

【0046】

次いで、試料分析装置Ｄは、処理槽１内の蛍光強度を測定する（ステップＳ４）。具体的には、蛍光強度測定部６が、フィルタ４で濾別されたセルロール繊維の蛍光強度を測定し、その測定結果に基づいて検出対象物質を検出する。こうして、ステップＳ４では、蛍光強度測定部６が、試料中の検出対象物質を検出する。

【0047】

次いで、試料分析装置Ｄは、セルロース繊維を処理槽１から排出する（ステップＳ５）。具体的には、制御部２１が、処理槽１と排出物貯留部７ｂとが連通するようにバルブ１７を制御するとともに、処理槽１内が大気開放されるようにバルブ１８を制御する。処理槽１内が大気開放されることで、上流室１Ａ内の混合液、フィルタ４で濾別されたセルロース繊維、および下流室１Ｂ内の濾液が、排出物貯留部７ｂに落下する。こうして、ステップＳ５では、図３（Ｄ）に示すように、排出物回収部７が、処理槽１内のセルロース繊維等を回収する。

【0048】

そして、試料分析装置Ｄは、処理槽１およびフィルタ４を洗浄する（ステップＳ６）。具体的には、制御部２１が、洗浄液貯留部８ａと処理槽１とが連通するようにバルブ１９を制御するとともに、洗浄液貯留部８ａから処理槽１の内部に洗浄液を送り出すようにポンプ１１を制御する。こうして、ステップＳ６では、図３（Ｅ）で示すように、洗浄液供給部８が、洗浄液貯留部８ａから処理槽１に洗浄液を供給する。また、制御部２１は、洗浄効果を高める気泡を処理槽１で発生させるために、洗浄液流路８ｂに空気が入り込むようにバルブ２０を制御する。

【0049】

処理槽１に供給された洗浄液は、制御部２１がステップＳ５と同様にバルブ１７，１８を制御することで、処理槽１から排出される。なお、処理槽１への洗浄液の供給と処理槽１からの洗浄液の排出を繰り返して、処理槽１およびフィルタ４を洗浄してもよい。

【0050】

上記実施形態においては以下の効果が得られる。
（１）試料処理装置は、処理槽１と、セルロース分散液供給部２と、試料供給部３と、セルロース分散液と試料とを混合して得られた混合液からセルロース繊維を濾別する１インチ間１０～８００メッシュのフィルタ４とを備えている。この構成によれば、セルロース繊維で微小な検出対象物質を捕集でき、かつ、検出対象物質を捕集したセルロース繊維を特許文献１，２に記載のフィルタよりも目が大きいフィルタ４で濾別できるため、目詰まりが生じ難く、微小な検出対象物質を短時間で捕集することができる。

【0051】

（２）試料処理装置は、下流室１Ｂに接続され、処理槽１の内部に負圧を発生させるポンプ９を備えている。この構成によれば、ポンプ９を駆動することで、セルロース分散液および試料を処理槽１までの移送とセルロース繊維の濾別にポンプ９を共用できる。

【0052】

（３）処理槽１は、上流室１Ａが下流室１Ｂの下方に設けられるように構成されている。この構成によれば、フィルタ４の下面でセルロース繊維を捕集でき、セルロース繊維、混合液、および濾液を落下させることで、これらを処理槽１から容易に排出できる。

【0053】

（４）試料処理装置は、洗浄液供給部８を備えている。この構成によれば、洗浄液で処理槽１およびフィルタ４を洗浄することができるため、処理槽１およびフィルタ４を繰り返し用いる場合にも、フィルタ４の目詰まりを解消できるとともに、検出対象物質の検出精度を維持できる。

【0054】

（５）試料分析装置Ｄは、検出液供給部５を備えている。この構成によれば、捕集した検出対象物質と検出液との反応結果を確認することで、その場で検出対象物質の有無を判別できる。

【0055】

（６）上記実施形態では、検出対象物質を捕集するセルロース繊維が分散されたセルロース分散液と試料とを混合して混合液を生成し、１インチ間１０～８００メッシュのフィルタ４を用いて混合液からセルロース繊維を濾別している。この試料処理方法によれば、上記（１）に記載したように、微小な検出対象物質を短時間で捕集することができる。

【0056】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記構成を変更することもできる。例えば、以下のように変更して実施することもでき、以下の変更を組み合わせて実施することもできる。

【0057】

（変形例１）
実施形態に係る処理槽１を鉛直方向において反転させてもよい。以下に、変形例１に係る試料分析装置Ｄを詳しく説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

【0058】

図４は、変形例１に係る試料分析装置Ｄの全体構成を示している。
図４に示すように、変形例１に係る試料分析装置Ｄは、上記実施形態で記載した構成に加えて、ポンプ２２と、バルブ２３とを備えている。

【0059】

変形例１では、上流室１Ａが下流室１Ｂの上方に設けられており、フィルタ４の上面でセルロース繊維が捕集される。また、排出物流路７ａは、フィルタ４上で濾別されたセルロース繊維を処理槽１外に排出するために、蓋部材１ｂからフィルタ４の上面の近傍まで延びている。また、バルブ１８は、処理槽１内を大気開放するために蓋部材１ｂに設けられている。

【0060】

ポンプ２２は、ポンプ９～１１と同様に、ペリスタルティックポンプにより構成されている。ポンプ２２は、処理槽１から排出物貯留部７ｂに排出物を移送するための電動ポンプである。ポンプ２２は、蓋部材１ｂを介して処理槽１の上流室１Ａに接続されており、処理槽１内のセルロース繊維および混合液を吸引し、これらを排出物として排出物貯留部７ｂまで送り出す。

【0061】

バルブ２３は、処理槽１内の濾液を排出するために蓋部材１ｃに設けられた二方向電磁弁であって、バルブ１７と同様に、ピンチバルブにより構成されている。バルブ２３は、制御部２１に制御されることで、処理槽１が洗浄される処理槽洗浄時に、処理槽１の下流室１Ｂを開放し、処理槽洗浄時以外は下流室１Ｂを閉じる。

【0062】

図３および図５を参照して、変形例１に係る試料分析装置Ｄの動作の一例を説明する。図５（Ａ）～（Ｅ）は、流体の流れを太線の矢印で示した概要図である。なお、図５（Ｂ）および（Ｄ）中の破線の矢印は、濾液の流れを示している。

【0063】

ステップＳ１～Ｓ４では、上記実施形態で説明したように、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、セルロース分散液供給部２が、セルロース分散液貯留部２ａから処理槽１にセルロース分散液を供給し、試料供給部３が、試料貯留部Ｔから処理槽１に試料を供給し、検出液供給部５が、検出液貯留部５ａから処理槽１に検出液を所定量だけ供給し、蛍光強度測定部６が、試料中の検出対象物質を検出する。

【0064】

次いで、ステップＳ５で、制御部２１が、処理槽１と排出物貯留部７ｂとが連通するようにバルブ１７を制御するとともに、処理槽１内が大気開放されるようにバルブ１８を制御し、上流室１Ａから排出物貯留部７ｂにセルロース繊維および混合液を送り出すようにポンプ２２を制御する。さらに、制御部２１が、処理槽１外に濾液が排出されるようにバルブ２３を制御する。こうして、ステップＳ５では、図５（Ｄ）に示すように、排出物回収部７が、処理槽１内のセルロース繊維等を回収するとともに、濾液が、試料分析装置Ｄの外部に排出される。なお、濾液が多量でなければ、排出物貯留部７ｂに濾液が排出されるように構成してもよい。

【0065】

そして、ステップＳ６では、上記実施形態で説明したように、図５（Ｅ）に示すように、洗浄液供給部８が、洗浄液貯留部８ａから処理槽１に洗浄液を供給する。処理槽１に供給された洗浄液は、制御部２１がステップＳ５と同様にバルブ１７，１８，２３およびポンプ２２を制御することで、処理槽１から排出される。

【0066】

（変形例２）
試料分析装置Ｄは、蛍光強度測定部６を備えていなくてもよい。すなわち、検出対象物質の検出方法は、蛍光の強度を測定する方法に限定されず、例えば、上流室１Ａに含まれるセルロース繊維または混合液を比色分析または電気分析することで、検出対象物質を検出してもよい。

【0067】

（変形例３）
試料分析装置Ｄは、検出液供給部５を備えていなくてもよい。すなわち、濾別したセルロース繊維の分析を試料分析装置Ｄの外部で行ってもよい。この場合、処理槽１が試料分析装置Ｄから取り外して運べるように構成されていることが好ましい。

【0068】

（変形例４）
検出対象物質は、ウイルス、病原菌、または抗原に限定されず、試料処理装置は、これらを検出するために利用される装置に限定されない。また、検出液は、検出対象物質を検出するためのものであれば上記実施形態に記載したものに限定されない。例えば、溶存イオンまたは重金属を検出対象物質とし、クラウンエーテル試薬またはキレート試薬等を検出液とし、試料処理装置を、溶存イオンまたは重金属を検出および捕集するために利用することもできる。

【0069】

（変形例５）
セルロース分散液と試料は処理槽１の上流室１Ａで混合されていたが、試料処理装置は、処理槽１の上流室１Ａに接続された前処理槽（図示略）でセルロース分散液と試料を混合した混合液が生成され、その混合液が処理槽１の上流室１Ａに移送されるように構成されていてもよい。また、試料処理装置は、セルロース分散液および試料が同時に移送されるように構成されていてもよい。

【0070】

また、セルロース分散液に含まれるセルロース繊維は、検出対象物質を捕集できるものであれば上記実施形態に記載したものに限定されない。また、フィルタ４は、セルロース繊維を濾別できるのであれば上記実施形態に記載したものに限定されない。

【符号の説明】

【0071】

Ｄ 試料分析装置
１ 処理槽
２ セルロース分散液供給部
３ 試料供給部
４ フィルタ
５ 検出液供給部
６ 蛍光強度測定部
７ 排出物回収部
８ 洗浄液供給部
９～１１，２２ ポンプ
１２～２０，２３ バルブ
２１ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】