特開 2023-109352 ウイルス濃縮システムおよびウイルス濃縮方法

(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】P2023109352

(43)【公開日】2023-08-08

(54)【発明の名称】ウイルス濃縮システムおよびウイルス濃縮方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/10 20060101AFI20230801BHJP

   G01N 1/40 20060101ALI20230801BHJP

   G01N 1/02 20060101ALN20230801BHJP

【ＦＩ】

G01N1/10 H

G01N1/40

G01N1/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022010814

(22)【出願日】2022-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】川田 滋久

(72)【発明者】

【氏名】胡 錦陽

(72)【発明者】

【氏名】小原 卓巳

(72)【発明者】

【氏名】田中 夕佳

(72)【発明者】

【氏名】大月 伸浩

(72)【発明者】

【氏名】山本 勝也

【テーマコード（参考）】

2G052

【Ｆターム（参考）】

2G052AA06

2G052AA36

2G052AA40

2G052AC18

2G052AD06

2G052AD26

2G052AD46

2G052BA03

2G052BA21

2G052CA03

2G052CA11

2G052CA38

2G052ED01

2G052ED17

2G052GA09

2G052GA28

2G052GA29

2G052HA19

2G052JA07

2G052JA08

2G052JA11

(57)【要約】

【課題】 高い濃縮効率でウイルスを濃縮できるウイルス濃縮装置を提供すること。
【解決手段】 実施形態によれば、ウイルス濃縮装置は、サンプルを受け取るサンプル受取部と、受け取られたサンプルに、サンプルに含まれるウイルスを析出させる薬剤を供給する薬剤供給部と、薬剤を供給されたサンプルに遠心力を与えることによって、ウイルスを濃縮する遠心濃縮部と、薬剤を供給されたサンプルを、遠心濃縮部へ供給するサンプル供給部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルを受け取るサンプル受取部と、
前記受け取られたサンプルに、前記サンプルに含まれるウイルスを析出させる薬剤を供給する薬剤供給部と、
前記薬剤を供給されたサンプルに遠心力を与えることによって、前記ウイルスを濃縮する遠心濃縮部と、
前記薬剤を供給されたサンプルを、前記遠心濃縮部へ供給するサンプル供給部とを備えた、ウイルス濃縮装置。

【請求項2】

前記遠心濃縮部は、液体サイクロンを備える、請求項１に記載のウイルス濃縮装置。

【請求項3】

前記サンプル供給部は、前記薬剤を供給されたサンプルを昇圧して前記液体サイクロンに供給するポンプである、請求項２に記載のウイルス濃縮装置。

【請求項4】

前記遠心濃縮部は、複数の前記液体サイクロンから構成される、請求項２または３に記載のウイルス濃縮装置。

【請求項5】

前記複数の液体サイクロンは、カスケード状に配置される、請求項４に記載のウイルス濃縮装置。

【請求項6】

前記薬剤は、アルコール類および塩を含む、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のウイルス濃縮装置。

【請求項7】

前記サンプル供給部は、前記サンプル受取部と、前記遠心濃縮部との間に設けられる、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のウイルス濃縮装置。

【請求項8】

サンプルを受け取り、
前記受け取られたサンプルに、前記サンプルに含まれるウイルスを析出させる薬剤を供給し、
前記薬剤を供給されたサンプルを、遠心濃縮部へ供給し、
前記遠心濃縮部において、前記薬剤を供給されたサンプルに遠心力を与えることによって、前記ウイルスを濃縮する、ウイルス濃縮方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、サンプル中のウイルスを濃縮するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）の世界的流行（パンデミック）は、ワクチン投与などが開始されるもなかなか沈静化せず、人命・健康の被害や社会経済活動への長期・甚大な影響を与えている。

【0003】

新型コロナウイルス（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）の主伝播経路はヒト－ヒト間の飛沫感染や接触感染だが、発症前のヒト糞便からもＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルス遺伝子が検出されることから、下水からの検出（下水疫学調査）が試みられ、その情報活用も検討されている。

【0004】

下水中のウイルス濃度の定量は感染者の検査に行われる方法と同様に、リアルタイムＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）法にて実施されている。

【0005】

下水中のウイルス濃度の定量手順としては、「下水の採水→検査機関への輸送→封入・冷却→梱包（三重梱包）→冷却・運搬→濃縮→遺伝物質（核酸）抽出→対象となるウイルスを検出するためのプライマー・ＰＣＲ試薬調合→リアルタイムＰＣＲ装置による定量→結果の解析」という手順となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１８９０６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、糞便中に排出されたウイルスは、大量の下水で希釈されており、非常に低濃度である。このため、ＰＣＲにて増幅するにしても、ＰＣＲ検査にかけるサンプル中に、一定濃度以上のウイルスが含まれていないと検出できない。このため、ＰＣＲ検査を行う前に、ウイルスを濃縮することが必要とされる。

【0008】

したがって、高い濃縮効率でウイルスを濃縮できるウイルス濃縮装置およびウイルス濃縮方法が望まれている。

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、高い濃縮効率でウイルスを濃縮できるウイルス濃縮装置およびウイルス濃縮方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態のウイルス濃縮装置は、サンプルを受け取るサンプル受取部と、受け取られたサンプルに、サンプルに含まれるウイルスを析出させる薬剤を供給する薬剤供給部と、薬剤を供給されたサンプルに遠心力を与えることによって、ウイルスを濃縮する遠心濃縮部と、薬剤を供給されたサンプルを、遠心濃縮部へ供給するサンプル供給部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の機能構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、遠心分離実験によって得られたウイルスの濃縮倍率および回収率の結果を示す表である。

【図3】図３は、遠心分離実験によって得られたウイルスの濃縮倍率および回収率の別の結果を示す表である。

【図4】図４は、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の動作例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の機能構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0012】

以下に、本発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。以下の各実施形態では、同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。

【0013】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の機能構成例を示すブロック図である。

【0014】

ウイルス濃縮装置１０は、ウイルスＶを、液体サイクロン１６による遠心力によって濃縮する装置であり、液体サイクロン１６の他に、薬剤供給ユニット１１と、サンプルタンク１２と、サンプル供給ポンプ１５と、廃液タンク１９とを備えている。

【0015】

サンプルタンク１２は、ウイルスＶを含んでいるサンプルＳ０を受け取る部位である。サンプルＳ０は、容器に封入され、冷却された状態で、ウイルス濃縮装置１０に搬入される。サンプルＳ０は、ウイルス濃縮装置１０に搬入されると、容器からサンプルタンク１２に移される。

【0016】

ウイルスＶは通常、非常に微小で、水溶性であるために、通常の遠心力（１万ｇ程度）では分離できない。そのため、液体サイクロン１６でなされる遠心分離効率を高めるために、サンプルタンク１２では、サンプルＳ０に薬剤Ｙが供給され、ウイルスＶの析出が行なわれる。

【0017】

サンプルタンク１２には、薬剤Ｙを供給する薬剤供給ユニット１１が接続されている。

【0018】

薬剤供給ユニット１１は、サンプルタンク１２に、アルコール類および塩を含む薬剤Ｙを供給する。これによって、サンプルタンク１２内のサンプルＳ０に、薬剤Ｙが添加される。

【0019】

また、サンプルタンク１２の内部には、撹拌機１３が設けられている。撹拌機１３は、サンプルタンク１２内で、サンプルＳ０と薬剤Ｙとを十分に混合する。

【0020】

薬剤Ｙのアルコール類には、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）を、塩には、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）を用いることが好適である。サンプルＳ０に、薬剤Ｙとして、ＰＥＧとＮａＣｌを添加することで、ＰＥＧによってウイルスＶの水和力を奪い、塩によってウイルスＶを析出させる、いわゆるＰＥＧ沈殿法を実施できる。

【0021】

なお、薬剤供給ユニット１１から供給される薬剤Ｙは、所定濃度に予め調整されている。

【0022】

サンプルＳ０に薬剤Ｙを添加することによって、ウイルスＶが析出する。これによって、後述するように、通常の遠心力（１万ｇ程度）でもウイルスＶを濃縮することが可能となる。

【0023】

サンプル供給ポンプ１５は、サンプルタンク１２と液体サイクロン１６とを接続する配管Ｌ１上に設けられ、ウイルスＶが析出したサンプルＳ１を、サンプルタンク１２から、配管Ｌ１を介して、液体サイクロン１６へ供給する。

【0024】

配管Ｌ１には、弁１４も設けられており、弁１４の開閉によって、サンプルタンク１２からサンプル供給ポンプ１５へのサンプルＳ１の流量を調整できる。

【0025】

液体サイクロン１６は、逆円錐形状からなり、サンプル供給ポンプ１５の吐出圧によって昇圧されたサンプルＳ１が、接線方向に沿って、上側から圧入される。

【0026】

上側から圧入されたサンプルＳ１は、液体サイクロン１６の内部を、内壁に沿って高速回転しながら下降する。液体サイクロン１６の内径は、下側に行くにしたがって小さくなるので、サンプルＳ１は、液体サイクロン１６の内部を下降するにつれて、より高速で回転運動するようになる。これに伴い、サンプルＳ１に含まれるウイルスＶは、より強い遠心力を受けるようになり、液体サイクロン１６内部の周壁部に集まる一方、サンプルＳ１からウイルスＶが希釈された液体であるサンプルＳ２は、液体サイクロン１６内部の中心部へと集まる。

【0027】

液体サイクロン１６は、２つの排出口、すなわち下部排出口１６ａと上部排出口１６ｂとを有する。下部排出口１６ａでは、下降流れが発生し、ウイルスＶが濃縮されたサンプルＳ３が流出される為、上部排出口１６ｂに向かう上昇流が発生する。この各流れにのって、下部排出口１６ａからは、ウイルスＶが濃縮されたサンプルＳ３が、逆に、上部排出口１６ｂからは、ウイルスＶが希釈されたサンプルＳ２が排出される。

【0028】

上部排出口１６ｂから排出されたサンプルＳ２の一部は、配管Ｌ２を介してサンプルタンク１２に戻され、サンプルタンク１２から、サンプル供給ポンプ１５によって、再び液体サイクロン１６へと供給される。このように、サンプルＳ２は、液体サイクロン１６中の遠心力が増大するまで、サンプルタンク１２と液体サイクロン１６との間を循環される。この循環によって、サンプルＳ２は、より遠心力を受けるようになり、下部排出口１６ａから排出されるサンプルＳ３中のウイルスＶの濃縮度も高められる。

【0029】

以上のように、液体サイクロン１６による遠心力によって、ウイルスＶが、高い濃縮効率で濃縮される。

【0030】

図２は、遠心分離実験によって得られたウイルスの濃縮倍率および回収率の結果を示す表である。

【0031】

図３は、遠心分離実験によって得られたウイルスの濃縮倍率および回収率の別の結果を示す表である。

【0032】

図２に示す実験および図３に示す実験ともに、サンプルＳ０として、以下の２種類を準備した。

【0033】

第１のサンプルＳ０（＃１）には、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の検出におけるコントロールとして使用するために、ＡＴＣＣ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｎ）によって開発された「熱変性による不活性化コロナウイルス」の原液を、環境水に、５，０００倍に希釈したものを用いた。

【0034】

第２のサンプルＳ０（＃２）には、環境中に含まれるトウガラシ微斑ウイルス（ＰＭＭｏＶ）を用いた。

【0035】

ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２と、ＰＭＭｏＶとは、ともにＲＮＡウイルスに分類される。さらに、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２は、エンベロープありウイルス、ＰＭＭｏＶは、エンベロープなしウイルスに分類される。

【0036】

薬剤Ｙには、アルコール類としてＰＥＧを、塩としてＮａＣｌを用い、ＰＥＧの粉末を添加する場合（ケース１）と、ＰＥＧを含む溶液を添加する場合（ケース２）との２のケースにおいて実施した。

【0037】

ケース１では、８％の粉末状のＰＥＧ８，０００を添加し、さらに、ＮａＣｌを、最終濃度が０．４Ｍになるまで添加した。

【0038】

ケース２では、４０％のＰＥＧ８，０００と２ＭのＮａＣｌとの混合液を、体積比で１／５になるまで添加した。さらに、添加した薬剤Ｙが、サンプルＳ０に完全に溶けるまで混合した後、低温（例えば、４℃）で一晩（例えば、１２時間以上）静置した。

【0039】

図２は、サンプルＳ０（＃１）とサンプルＳ０（＃２）との両方に対して、ケース２の薬剤Ｙを添加してウイルスＶを析出させ、遠心分離を行った結果得られたウイルスＶの濃縮倍率および回収率を、２つの実験条件（ａ）、（ｂ）毎に比較して示している。また、ケース１、ケース２の比較において、同程度の濃縮効果があることは確認済である。

【0040】

図２に示す第１の実験条件（ａ）は、１０，０００ｇの遠心力で３０分間の遠心分離を実施する場合であり、第２の実験条件（ｂ）は、１，５００ｇの遠心力で３０分間の遠心分離を実施する場合である。実験条件（ａ）は、標準的な条件であり、実験条件（ｂ）は、遠心力を下げた場合の比較用の条件である。

【0041】

図２は、実験条件（ａ）で得られた濃縮倍率および回収率は、サンプルＳ０（＃１）およびサンプルＳ０（＃２）ともに、実験条件（ｂ）で得られた濃縮倍率および回収率と同等という結果を示している。すなわち、３０分間の遠心分離を実施するのであれば、遠心力を、標準的な条件よりも１桁程度低くしても、同程度の濃縮効果が得られることがわかった。

【0042】

また、同じ実験条件において、サンプルＳ０（＃１）で得られた濃縮倍率および回収率と、サンプルＳ０（＃２）で得られた濃縮倍率および回収率と比較しても、同程度の濃縮効果が得られていることから、エンベロープの有（サンプルＳ０（＃１））／無（サンプルＳ０（＃２））に依存することなく、同程度の濃縮効果が得られることもわかった。

【0043】

図３に示す第１の実験条件（ｃ）は、１，５００ｇの遠心力で３０分間の遠心分離を実施する場合であり、第２の実験条件（ｄ）は、１３，１００ｇの遠心力で１分間の遠心分離を実施する場合である。

【0044】

図３は、実験条件（ｃ）で得られた濃縮倍率および回収率は、サンプルＳ０（＃１）およびサンプルＳ０（＃２）ともに、実験条件（ｄ）で得られた濃縮倍率および回収率と同等という結果を示している。すなわち、実験条件（ｃ）から実験条件（ｄ）のように、遠心力を１桁程度高くすれば、回転時間を１桁程度短縮しても、同程度の濃縮効果が得られることがわかった。なお、図３に示す実験においても、ケース２の薬剤Ｙを添加している。

【0045】

また、同じ実験条件において、サンプルＳ０（＃１）で得られた濃縮倍率および回収率と、サンプルＳ０（＃２）で得られた濃縮倍率および回収率と比較しても、同程度の濃縮効果が得られていることから、エンベロープの有（サンプルＳ０（＃１））／無（サンプルＳ０（＃２））に依存することなく、同程度の濃縮効果が得られることもわかった。

【0046】

図１に戻って説明するように、液体サイクロン１６の下部排出口１６ａからは、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３が排出される。下部排出口１６ａの下には回収容器１７が配置されており、下部排出口１６ａから排出されたサンプルＳ３は、回収容器１７に収集される。回収容器１７に回収された、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３は、分析に供される。

【0047】

配管Ｌ２には、廃液タンク１９へ向かう配管Ｌ３が接続された三方弁１８も設けられている。

【0048】

三方弁１８は、液体サイクロン１６から、配管Ｌ２を介してサンプルタンク１２へ戻るサンプルＳ２の流量と、液体サイクロン１６から、配管Ｌ３を介して廃液タンク１９へ送られるサンプルＳ２の流量とを調整できる。これによって、例えば、サンプルＳ２のほとんどを、配管Ｌ３へ送り、廃液タンク１９でサンプルＳ２を回収し、廃液タンク１９が満杯になって、廃液タンク１９からサンプルＳ２を回収している間は、サンプルＳ２を、配管Ｌ２を介してサンプルタンク１２へ戻すことができる。

【0049】

下部排出口１６ａに設けられた弁２０は、開閉可能であり、サンプルＳ３を回収容器１７に回収する際には開かれ、回収容器１７の交換時等、サンプルＳ３を下部排出口１６ａから排出させない場合には、閉じられる。

【0050】

このような一連のウイルス濃縮処理は、バッチ処理で行われる。例えば、サンプルタンク１２と、廃液タンク１９との容量を１００リットルとすることにより、１００リットルのサンプルＳ０を対象にウイルス濃縮処理を行い、それが終了したら、回収容器１７と廃液タンク１９の中身を回収し、サンプルタンク１２に、次のバッチの１００リットルのサンプルＳ０を導入して、前述したような一連のウイルス濃縮処理を行うという具合である。

【0051】

回収容器１７に収集された、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３は、後述するように、従来技術を使って分析される。

【0052】

次に、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の動作例について説明する。

【0053】

図４は、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の動作例を示すフローチャートである。

【0054】

サンプルＳ０が、容器に封入され、冷却された状態で、ウイルス濃縮装置１０に搬入される。サンプルＳ０は、ウイルス濃縮装置１０に運搬されると、容器からサンプルタンク１２に移される（ＳＴ１）。

【0055】

薬剤供給ユニット１１から、サンプルタンク１２に、アルコール類および塩を含む薬剤Ｙが供給される。これによって、サンプルタンク１２内のサンプルＳ０に、薬剤Ｙが添加される。さらに、撹拌機１３によって、サンプルＳ０と薬剤Ｙとが十分に混合される（ＳＴ２）。

【0056】

これによって、サンプルＳ０に含まれているウイルスＶが析出する（ＳＴ３）。薬剤ＹとしてＰＥＧおよびＮａＣｌが適用された場合、ＰＥＧ沈殿法によってウイルスＶが析出される。

【0057】

次に、このようにウイルスＶが析出したサンプルＳ１が、サンプル供給ポンプ１５によって、サンプルタンク１２から液体サイクロン１６へ供給され、液体サイクロン１６において、ウイルスＶが濃縮される（ＳＴ４）。

【0058】

濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３は、液体サイクロン１６の下部排出口１６ａから排出され、回収容器１７に回収される（ＳＴ５）。回収容器１７に回収された、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３は、分析に供される（ＳＴ６）。

【0059】

なお、図４のフローチャートには示していないが、ステップＳＴ５において、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３が回収容器１７に回収されると同時に、ウイルスＶが希釈されたサンプルＳ２が、廃液タンク１９に回収される。

【0060】

また、液体サイクロン１６の上部排出口１６ｂから排出されたサンプルＳ２の一部は、配管Ｌ２を介してサンプルタンク１２に戻される。このサンプルＳ２は、サンプル供給ポンプ１５によって、サンプルタンク１２から、再び液体サイクロン１６へと供給される。このような循環が、液体サイクロン１６中の遠心力が増大するまで、サンプルタンク１２と液体サイクロン１６との間で繰り返しなされることで、サンプルＳ２は、液体サイクロン１６において、より強い遠心力を受けるようになり、液体サイクロン１６によるウイルスＶの濃縮効果が高められる。

【0061】

ステップＳＴ６でなされる分析は、一般的な分析方法を用いて行うことが可能である。ここでは、そのいくつかの例を紹介する。

【0062】

先ず、回収容器１７に回収されたサンプルに含まれるウイルスＶを、例えば８０℃以上の温度で５分間加熱すること等によって破壊し、遺伝物質（ＤＮＡまたはＲＮＡ）を抽出する。

【0063】

なお、濃縮後のウイルスＶから遺伝物質を抽出する方法も、特に限定されず、例えば、濃縮されたウイルスＶに、ウイルス溶解液を作用させることにより行うことが可能である。この場合、ウイルス溶解液には、核酸抽出キットに含有されている試薬を使用できる。核酸抽出キットによる遺伝物質取り出しは、すでに自動化されており、その方法を利用できる。

【0064】

次に、抽出した遺伝物質を鋳型にして、検出したい配列のプライマー、ＤＮＡポリメラーゼ、その他の必須試薬と混合し、ＰＣＲ装置を使ってポリメラーゼ連鎖反応を起こし、検出したい遺伝子配列部分のみを対数的に増幅させ、ＰＣＲ法を使って分析する。なお、遺伝物質を鋳型にする際、抽出された遺伝物質がＤＮＡの場合はそのままでよいが、ＲＮＡの場合は、逆転写を行い、ＤＮＡに変換する。

【0065】

次に、ＰＣＲ法による分析について説明する。

【0066】

一般的なＰＣＲ法では、ポリメラーゼ連鎖反応で得られた反応物を回収し、染色薬品で染色し、アガロースゲルによる電気泳動で増幅されたＤＮＡ断片を分離する。そして、得られたＤＮＡ断片の濃度を測定することで、鋳型のＤＮＡ濃度を逆算し、さらに濃縮した倍率を使って、環境水サンプル中のウイルス濃度を算出する。

【0067】

このような一般的なＰＣＲ法に代えて、リアルタイムＰＣＲ法を用いることも可能である。リアルタイムＰＣＲ法では、ＰＣＲで使われるプライマーに、蛍光物質（例えば、Ｆａｍ、Ｃｙ５、Ｃｙ３、ｓｙｂｒ ｇｒｅｅｎ等）を付与し、蛍光分析計をＰＣＲ装置内に設置することで、ポリメラーゼ連鎖反応の際に、標的ＤＮＡ断片の増幅を、リアルタイムで監視できるとともに、増幅断片の精製や、電気泳動をも行うことなく、反応終了直後に定量データを得ることも可能である。

【0068】

このように、前述した各実施形態のウイルス濃縮装置１０で濃縮されたウイルスＶは、一般的なＰＣＲ法で分析可能である。しかしながら、例えば、抗原抗体法、ＤＮＡアプタマー法等のように、ＰＣＲ法以外の任意の手法でも分析可能である。

【0069】

以上説明したように、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置によれば、液体サイクロン１６を使って、遠心力によって、高い濃縮効率でウイルスＶを濃縮することができる。

【0070】

測定したいウイルスＶによっては、公共用水域および地下水のような環境水中のウイルス濃度が非常に低い場合があるため、濃縮効率が低い場合は、リアルタイムＰＣＲ法で検出できるだけの遺伝物質（ＤＮＡまたはＲＮＡ）を得られない恐れもある。

【0071】

しかしながら、第１の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置によれば、高い濃縮効率でウイルスＶを濃縮することができるので、環境水に含まれるウイルスＶを分析するために、測定したいウイルスＶを高い濃縮効率で濃縮できる。

【0072】

これによって、リアルタイムＰＣＲ法で検出するために必要な遺伝物質（ＤＮＡまたはＲＮＡ）を容易に提供できるようになるので、環境水中の感染性ウイルスの早期検出にも寄与でき、特に、パンデミックを起こすような感染性のウイルスの流行兆候の迅速な把握に資することができる。

【0073】

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置の機能構成例を示すブロック図である。

【0074】

ここでは、図５を用いて、第２の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置を、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0075】

すなわち、第２の実施形態のウイルス濃縮装置１０Ａは、第１の実施形態のウイルス濃縮装置１０のように、１つの液体サイクロン１６しか備えていないのではなく、図５に例示するように、多段状に、すなわちカスケード状に配置された複数の液体サイクロン１６（図５の例の場合、７つの液体サイクロン１６（＃１）～（＃７））を備えている。

【0076】

図５の例の場合、サンプル供給ポンプ１５から供給されたサンプルＳ１は、先ず最上流側に設けられた第１段目の４つの液体サイクロン１６（＃１）～（＃４）に供給される。

【0077】

液体サイクロン１６（＃１）では、第１の実施形態で説明したように、サンプルＳ１内のウイルスＶが濃縮され、下部排出口１６ａから、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ３が排出される。同様に、液体サイクロン１６（＃２）、（＃３）、（＃４）でも、サンプルＳ１内のウイルスＶが濃縮され、下部排出口１６ａからサンプルＳ３が排出される。

【0078】

また、液体サイクロン１６（＃１）～（＃４）では、ウイルスＶが濃縮されるのに伴い、サンプルＳ１からウイルスＶが希釈されたサンプルＳ２も発生する。このため、液体サイクロン１６（＃１）～（＃４）には、上部排出口１６ｂに、サンプルＳ２を回収するための配管Ｌ２も接続されている。さらに、配管Ｌ２は、サンプルＳ２を廃液タンク１９へ送液するための配管Ｌ７に接続されている。

【0079】

このようにして第１段目の液体サイクロン１６（＃１）～（＃４）から排出されたサンプルＳ３は、配管Ｌ３を介して、第１段目よりも少数の液体サイクロン１６が配置された第２段目の液体サイクロン１６に供給される。図５に示す例では、第２段目には２つの液体サイクロン１６（＃５）～（＃６）が配置されており、第１段目の２つの液体サイクロン１６（＃１）、（＃２）から排出されたサンプルＳ３は、第２段目の１つの液体サイクロン１６（＃５）へ、第１段目の別の２つの液体サイクロン１６（＃３）、（＃４）から排出されたサンプルＳ３は、第２段目のもう１つの液体サイクロン１６（＃６）へ供給される。

【0080】

第２段目の液体サイクロン１６（＃５）では、サンプルＳ３内のウイルスＶが濃縮され、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ５が、下部排出口１６ａから排出される。同様に、液体サイクロン１６（＃６）でも、サンプルＳ３内のウイルスＶが濃縮され、濃縮されたウイルスを含むサンプルＳ５が、下部排出口１６ａから排出される。

【0081】

また、液体サイクロン１６（＃５）～（＃６）では、ウイルスＶが濃縮されるのに伴い、サンプルＳ３からウイルスＶが希釈されたサンプルＳ４も発生する。このため、液体サイクロン１６（＃５）～（＃６）の上部排出口１６ｂには、サンプルＳ４を回収するための配管Ｌ４も接続されている。さらに、配管Ｌ４もまた、前述した配管Ｌ７に接続されている。

【0082】

第２段目の液体サイクロン１６（＃５）～（＃６）から排出されたサンプルＳ５は、配管Ｌ５を介して、第２段目よりも少数の液体サイクロン１６が配置された第３段目の液体サイクロン１６に供給される。図５に示す例では、第３段目には１つの液体サイクロン１６（＃７）が配置されており、第２段目の２つの液体サイクロン１６（＃５）、（＃６）から排出されたサンプルＳ５は、第３段目の液体サイクロン１６（＃７）へ供給される。

【0083】

第３段目の液体サイクロン１６（＃７）では、サンプルＳ５内のウイルスＶが濃縮され、濃縮されたウイルスＶを含むサンプルＳ７が下部排出口１６ａから排出される。

【0084】

また、液体サイクロン１６（＃７）では、ウイルスＶが濃縮されるのに伴い、サンプルＳ５からウイルスＶが希釈されたサンプルＳ６も発生する。このため、液体サイクロン１６（＃７）の上部排出口１６ｂには、サンプルＳ６を回収するための配管Ｌ６も接続されている。配管Ｌ６もまた、前述した配管Ｌ７に接続されている。

【0085】

配管Ｌ７は、廃液タンク１９に接続されているので、ウイルスＶが希釈されたサンプルＳ２、Ｓ４、Ｓ６は、配管Ｌ７を介して、廃液タンク１９に送られ、廃液タンク１９によって回収される。

【0086】

なお、各液体サイクロン１６（＃１）～（＃７）の下部排出口１６ａには、弁２０（＃１）～（＃７）がそれぞれ設けられている。これら弁２０（＃１）～（＃７）は、開閉可能であり、ウイルスＶが濃縮されたサンプルを下部排出口１６ａから排出する際には開かれ、そうでない場合には、閉じられる。

【0087】

以上のような第２の実施形態のウイルス濃縮方法が適用されたウイルス濃縮装置によれば、多段状に、すなわちカスケード状に配置された複数の液体サイクロン１６によってウイルスＶを濃縮することによって、第１の実施形態で奏される作用効果に加えてさらに、よりウイルス濃縮度の高いサンプルを回収することが可能となる。

【0088】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0089】

１０、１０Ａ・・ウイルス濃縮装置、１１・・薬剤供給ユニット、１２・・サンプルタンク、１３・・撹拌機、１４・・弁、１５・・サンプル供給ポンプ、１６ａ・・下部排出口、１６ｂ・・上部排出口、１７・・回収容器、１８・・三方弁、１９・・廃液タンク、２０・・弁、Ｌ１～Ｌ７・・配管、Ｓ０～Ｓ７・・サンプル、Ｖ・・ウイルス、Ｙ・・薬剤。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】