特開 2017-215216 分析方法および分析装置

(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】特開2017-215216(P2017-215216A)

(43)【公開日】2017年12月7日

(54)【発明の名称】分析方法および分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/78 20060101AFI20171110BHJP

   G01N 21/76 20060101ALI20171110BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20171110BHJP

   G01N 37/00 20060101ALN20171110BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/78 C

   G01N21/76

   G01N21/78 Z

   G01N21/64 F

   G01N37/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-109627(P2016-109627)

(22)【出願日】2016年5月31日

(71)【出願人】

【識別番号】390014960

【氏名又は名称】シスメックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】友田 小百合

(72)【発明者】

【氏名】喜多川 信宏

(72)【発明者】

【氏名】陸 建銀

(72)【発明者】

【氏名】實原 弘亮

【テーマコード（参考）】

2G043

2G054

【Ｆターム（参考）】

2G043AA01

2G043BA16

2G043CA04

2G043DA01

2G043DA05

2G043EA01

2G043EA06

2G043EA13

2G043FA01

2G043GA03

2G043GA07

2G043GB18

2G043GB21

2G043HA02

2G043HA09

2G043JA03

2G043LA02

2G043LA03

2G043MA16

2G043NA16

2G054AA06

2G054AB04

2G054BA04

2G054BB02

2G054BB08

2G054BB20

2G054CA23

2G054CB01

2G054CD01

2G054CD03

2G054CE02

2G054EA02

2G054EA03

2G054EA06

2G054EB13

2G054EB14

2G054FA08

2G054FA12

2G054FA15

2G054FA19

2G054FA20

2G054FB01

2G054FB08

2G054GB10

2G054JA02

2G054JA11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】試料からの光の検出感度を向上させつつ、光検出の対象となる試料が適切な状態であるかを確認できる分析方法及び分析装置を提供する。
【解決手段】被検物質の量に応じて発光するように調製された試料１０からの光を検出し分析する分析方法であって、前記試料を収容する収容部材２０を撮像し、前記試料からの光を光検出部４０に向けて反射させる状態に反射部６０の状態を切り替えて、前記試料からの光を光検出部によって検出し、前記光検出部により検出された光量に基づいて試料の分析結果を出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検物質の量に応じて発光するように調製された試料からの光を検出し分析する分析方法であって、
前記試料を収容する収容部材を撮像し、
前記試料からの光を光検出部に向けて反射させる状態に反射部の状態を切り替えて、前記試料からの光を光検出部によって検出し、
前記光検出部により検出された光量に基づいて試料の分析結果を出力する分析方法。

【請求項2】

前記収容部材からの光を妨げない状態に前記反射部の状態を切り替えて、前記収容部材を撮像することを特徴とする請求項１記載の分析方法。

【請求項3】

前記撮像による画像に基づいてエラーが無いと判断した場合、前記光検出部によって光を検出することを特徴とする請求項１または２記載の分析方法。

【請求項4】

前記撮像による画像に基づいてエラーが有ると判断した場合、前記光検出部による光の検出を実行しないことを特徴とする請求項１ないし３記載の分析方法。

【請求項5】

前記撮像による画像に基づいてエラーが有ると判断した場合、前記エラーを通知することを特徴とする請求項１ないし４記載の分析方法。

【請求項6】

前記被検物質は、前記収容部材中の通路部を介して検出槽まで移送され、
前記試料は、検出槽まで移送された被検物質の量に応じて発光するように調製される、請求項１ないし５記載の分析方法。

【請求項7】

前記撮像による画像に基づいて、前記被検物質が検出槽に正常に到達したか否かを判定する、請求項６記載の分析方法。

【請求項8】

前記撮像による画像に基づいて、前記検出槽へ気泡が混入したか否かを判定する、請求項６または７記載の分析方法。

【請求項9】

前記被検物質は、磁性粒子に結合した状態で検出槽まで移送され、
前記撮像による画像に基づいて、前記検出槽において、磁性粒子の凝集領域が存在するか否かを判定する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の分析方法。

【請求項10】

被検物質の量に応じて発光するように調製された試料が収容される収容部材を保持するための保持部と、
前記保持部によって保持された前記収容部材に収容された試料からの光を検出するための光検出部と、
前記収容部材を撮像するための撮像部と、
前記収容部材に収容された試料から前記撮像部に向かう光を前記光検出部に向けて反射させる第１の状態と、前記収容部材から前記撮像部に向かう光を妨げない第２の状態と、を切り替え可能に構成された反射部と、
を備える、分析装置。

【請求項11】

前記反射部は、前記光検出部、前記収容部材および前記撮像部に対して相対移動する反射部であり、
前記収容部材と前記撮像部との間で、かつ、前記収容部材を介して前記光検出部と対向する位置において前記第１の状態となり、
前記収容部材と前記撮像部との間を遮らない位置において前記第２の状態となるように構成されている、請求項１０に記載の分析装置。

【請求項12】

前記収容部材から前記光検出部に向かう光を透過させる光透過状態と、前記収容部材から前記光検出部に向かう光を遮断する光遮断状態と、を切り替え可能に構成され、前記保持部によって保持された前記収容部材と前記光検出部との間に配置された光調整部をさらに備える、請求項１０または１１に記載の分析装置。

【請求項13】

前記反射部は、前記光調整部が前記光透過状態にある場合は、前記第１の状態となるように切り替えられ、
前記光調整部は、前記反射部が前記第２の状態にある場合は、前記光遮断状態となるように切り替えられる、請求項１２に記載の分析装置。

【請求項14】

前記反射部は、前記試料の光が前記光検出部により検出される場合は、前記第１の状態に切り替えられ、前記試料の光が前記光検出部により検出されていない場合は、前記第２の状態に切り替えられ、
前記光調整部は、前記試料の光が前記光検出部により検出される場合は、前記光透過状態に切り替えられ、前記試料の光が前記光検出部により検出されていない場合は、前記光遮断状態に切り替えられる、請求項１２または１３に記載の分析装置。

【請求項15】

前記光調整部は、光を透過させる光透過部と光を透過させない光遮断部とを含み、前記光検出部、前記収容部材および前記撮像部に対して相対移動して、
前記収容部材と前記光検出部との間に前記光透過部が配置されることにより光透過状態に切り替えられ、
前記収容部材と前記光検出部との間に前記光遮断部が配置されることにより光遮断状態に切り替えられる、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項16】

前記反射部と前記光調整部とは、同一の回転軸に取り付けられており、前記回転軸の回転に伴って、前記反射部の状態および前記光調整部の状態が連動して切り替わる、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項17】

前記光調整部は、光透過度が異なる複数の光透過状態に切り替え可能に構成されている、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項18】

前記光調整部は、貫通孔部を介して前記収容部材から前記光検出部に向かう光を透過させる第１光透過状態と、減光フィルタ部を介して前記収容部材から前記光検出部に向かう光を透過させる第２光透過状態とを含み、
前記反射部は、少なくとも前記光調整部が前記第１光透過状態の場合に前記第１の状態に切り替えられる、請求項１７に記載の分析装置。

【請求項19】

前記保持部は、被検物質を受け入れて標識物質と結合させることにより前記試料が調製されるカートリッジ型の収容部材を着脱可能に保持し、前記収容部材における試料が収容された検出槽を前記撮像部による撮像が可能な所定位置に配置するように構成されている、請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項20】

前記光検出部と前記撮像部とは、前記収容部材を介して互いに対向する位置に配置され、
前記反射部は、前記撮像部と前記収容部材との間に配置され、前記光検出部と対向する反射面を有する、請求項１０〜１９のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項21】

前記光検出部と、前記撮像部と、前記反射部と、を制御するための制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記反射部を前記第２の状態に切り替えて前記撮像部により前記試料を撮像し、前記試料の撮像画像に基づいて前記光検出部を用いた光検出動作を制御する、請求項１０〜２０のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項22】

前記光検出部により検出された光量に基づいて分析を行う処理部をさらに備え、
前記制御部は、前記試料の撮像後、前記反射部を前記第１の状態に切り替えた状態で、前記試料からの光検出を行うように前記光検出部を制御し、
前記処理部は、前記第１の状態において前記光検出部により検出された光量に基づいて、試料の分析結果を出力する、請求項２１に記載の分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

試料からの光を検出して分析を行う分析装置がある（たとえば、特許文献１参照）。そして、磁石により磁性粒子を移動させて検体分析を行う分析装置がある（たとえば、特許文献２参照）。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、発光試料が配置される収容部材としてのセンサ構造と、発光試料からの光を検出する検出器と、センサ構造から検出器とは反対側に向かう光を検出器側に向けて反射させる反射体とを備える分析装置を開示する。反射体は、センサ構造を覆うように配置されている。上記特許文献１では、センサ構造から検出器とは反対側に向かう光も、反射体により反射して検出器に検出させることができるので、検出感度を向上させることができる。

【0003】

また、上記特許文献２は、磁性粒子をディスク内において移動させる磁石部を備える分析装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−３４３３３５号公報

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１３／０２０６７０１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されている技術は、センサ構造から外に放出された光を反射体によって反射させ検出器に光を集める技術である。しかしながら、センサ構造から外に放出された光が十分でない場合があり、反射体によって反射させたとしても、検出器によって、十分な検出ができない。
特に、特許文献２に開示される技術を利用した、磁性粒子と被検物質を結合させたものを移送し、被検物質に標識抗体を反応させることで生成した免疫複合体を移送し、免疫複合体からなる試料に基質を加えることで発光を促すプロセスでは、基質を加えることで発した光を検出する槽に、試料が適切に移送されない、気泡が混入している、磁性粒子の凝集が発生している、といった好ましくない状態が発生する場合がある。このような場合には、光が十分に放出されない。

【0006】

この発明は、試料からの光の検出感度を向上させつつ、光検出の対象となる試料が適切な状態であるかを確認できるようにすることに向けたものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の第１の局面による分析方法は、被検物質の量に応じて発光するように調製された試料からの光を検出し分析する分析方法であって、前記試料を収容する収容部材を撮像し、前記試料からの光を光検出部に向けて反射させる状態に反射部の状態を切り替えて、前記試料からの光を光検出部によって検出し、前記光検出部により検出された光量に基づいて試料の分析結果を出力する。

【0008】

この発明の第２の局面による分析装置は、被検物質の量に応じて発光するように調製された試料が収容される収容部材を保持するための保持部と、前記保持部によって保持された前記収容部材に収容された試料からの光を検出するための光検出部と、前記収容部材を撮像するための撮像部と、前記試料から前記撮像部に向かう光を前記光検出部に向けて反射させる第１の状態と、前記収容部材から前記撮像部に向かう光を妨げない第２の状態と、を切り替え可能に構成された反射部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

試料からの光の検出感度を向上させつつ、光検出の対象となる試料が適切な状態であるかを確認できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】反射部が反射状態の場合（Ａ）と非反射状態の場合（Ｂ）とを示した分析装置の概略図である。

【図2】収容部材の構成例を示した図（Ａ）および（Ｂ）である。

【図3】カートリッジを用いる分析装置の構成例を示した模式図である。

【図4】カートリッジの構成例を示した平面図である。

【図5】分析装置の構成例を示した内部正面図である。

【図6】分析装置の構成例を示した内部側面図である。

【図7】分析装置の構成例を示した内部平面図である。

【図8】反射部および光調整部の構成例を示した斜視図である。

【図9】反射部および光調整部の構成例を示した側面図である。

【図10】反射状態および第１光透過状態を説明するための、反射部および光調整部の模式的な平面図および側断面図である。

【図11】反射状態および第２光透過状態を説明するための、反射部および光調整部の模式的な平面図および側断面図である。

【図12】非反射状態および光遮断状態を説明するための、反射部および光調整部の模式的な平面図および側断面図である。

【図13】分析装置の測定動作を説明するためのフローチャートである。

【図14】分析装置の光検出処理を説明するためのフローチャートである。

【図15】分析装置の保持部の他の構成例（Ａ）および（Ｂ）を示した模式図である。

【図16】分析装置の反射部および光調整部の他の構成例（Ａ）〜（Ｄ）を示した模式図である。

【図17】分析装置の反射部および光調整部を移動させる構成の他の構成例（Ａ）および（Ｂ）を示した模式図である。

【図18】撮像画像に基づく送液エラー判定（Ａ）、気泡混入エラー判定（Ｂ）、磁性粒子の凝集エラー判定（Ｃ）を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0012】

（分析装置の概要）
図１を参照して、本実施形態による分析装置の概要について説明する。

【0013】

本実施形態による分析装置１００は、被検物質の量に応じて発光するように調製された試料が収容される収容部材を保持して、試料から放出される光を検出して分析を行うための装置である。

【0014】

試料１０は、被検物質の量に応じて発光するように調製され、発光する試料である。試料１０は、たとえば化学発光または蛍光によって光を発生する。試料１０は、たとえば被検物質と標識物質とを結合させることによって調製された試料であってよい。

【0015】

被検物質は、たとえば、抗原、抗体、または、その他のタンパク質のうち、１または複数である。標識物質は、被検物質と特異的に結合し、光を発生させる標識を含有する物質である。標識は、たとえば、酵素、蛍光物質などである。酵素としては、アルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）、ペルオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、チロシナーゼ、酸性ホスファターゼなどが挙げられる。蛍光物質としては、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、グリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、ルシフェリンなどが利用できる。

【0016】

標識物質が酵素を含む場合、標識物質の酵素に対する基質は、用いる酵素に応じて適宜公知の基質を選択すればよい。例えば、酵素としてアルカリホスファターゼを用いる場合の基質としてはＣＤＰ−Ｓｔａｒ（登録商標）、（４−クロロ−３−（メトキシスピロ[１，２−ジオキセタン−３，２’−（５’−クロロ）トリクシロ［３．３．１．１３，７］デカン]−４−イル）フェニルリン酸２ナトリウム）、ＣＳＰＤ（登録商標）（３−（４−メトキシスピロ[１，２−ジオキセタン−３，２−（５’−クロロ）トリシクロ［３．３．１．１３，７］デカン]−４−イル）フェニルリン酸２ナトリウム）などの化学発光基質；ｐ−ニトロフェニルホスフェート、５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリルリン酸（ＢＣＩＰ）、４−ニトロブルーテトラゾリウムクロリド（ＮＢＴ）、ヨードニトロテトラゾリウム（ＩＮＴ）などの発光基質；４−メチルウムベリフェニル・ホスフェート（４ＭＵＰ）などの蛍光基質；５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリルリン酸（ＢＣＩＰ）、５−ブロモ−６−クロロ−インドリルリン酸２ナトリウム、ｐ−ニトロフェニルリンなどの発色基質などが利用できる。

【0017】

収容部材２０は、試料１０が光検出のために収容される部材である。収容部材２０は、試料１０を受け入れて、検出が行われる間、試料１０を保持できる。収容部材２０は、たとえば、試料１０を収容するための使い捨ての試料容器である。収容部材２０は、たとえば、試料１０を収容するためのキュベットや、試料１０を受け入れるウェル２１が形成されたプレート（図２（Ａ）参照）などであってよい。収容部材２０に調製済みの試料１０が配置される以外に、収容部材２０において、試料１０を調製するための処理が実施されてもよい。その場合、分析装置１００は、試料１０を調製するための処理の一部または全部を行ってもよい。

【0018】

収容部材２０において試料１０を調製するための処理を行う場合、収容部材２０は、たとえば、被検物質を含む検体を受け入れて試薬と混合させることにより試料を調製するためのカートリッジ（図２（Ｂ）参照）でもよい。カートリッジは、たとえば、被検物質を移動させるマイクロ流路が形成されたμ−ＴＡＳ（Micro-Total Analysis System）チップであってもよい。その場合、収容部材２０（図２（Ｂ）参照）は、被検物質を含む検体を受け入れる部分２２ａ、調製された試料１０が収容される部分２２ｂ、調製処理の過程で部分２２ａから部分２２ｂに検体を移送する通路２３などを含む。

【0019】

図１に示すように、分析装置１００は、保持部３０と、光検出部４０と、撮像部５０と、反射部６０と、を備える。

【0020】

保持部３０は、試料１０が配置される収容部材２０を保持する。図１の構成例では、保持部３０は、収容部材２０の両側面を把持して保持する。この他、保持部３０は、たとえば、上面上に載置された収容部材２０を下側から支持する構成でもよい。保持部３０は、たとえば、収容部材２０に対応する形状の凹部内に差し込まれた収容部材２０を保持する構成でもよい。収容部材２０がプレートまたは板状のカートリッジである場合、分析装置１００の内部に収容部材２０を差し込まれまたは設置されることにより、収容部材２０が保持部３０により分析装置１００に対して着脱可能に保持される。保持部３０は、たとえば、収容部材２０を所定位置１０１に保持する。

【0021】

光検出部４０は、保持部３０によって保持された収容部材２０に収容された試料１０からの光を検出するように構成されている。収容部材２０が保持部３０により保持された状態で、収容部材２０の試料１０が、所定位置１０１に配置される。光検出部４０は、所定位置１０１にある試料１０から発生する光を受光できる所定の受光位置１０２に配置されている。試料１０から発生する光のうち、受光位置１０２に到達した光が光検出部４０により検出される。光検出部４０は、光センサにより構成される。光センサは、たとえば、光電子増倍管、光電管、光ダイオードなどである。

【0022】

撮像部５０は、保持部３０によって保持された収容部材２０に収容された試料１０を撮像するように構成されている。収容部材２０が保持部３０により保持された状態では、撮像部５０は、収容部材２０に収容された試料１０を撮像できる。試料１０の撮像画像によって、収容部材２０内の状態を確認することができるようになる。

【0023】

収容部材２０内の状態は、たとえば分析精度に関わる試料１０の状態である。試料１０が適正な位置に配置されているか、試料１０の量が適正か、あるいは、試料１０の色などが適正か、などが、撮像画像に基づいて確認できる。収容部材２０が内部で試料を移送できる構成の場合、光検出を行うための検出槽まで試料１０が適切に移送されたかどうかが撮像画像に基づいて確認できる。試料１０の撮像画像に基づいて、光検出部４０による検出結果の信頼性が評価されてもよい。

【0024】

撮像部５０は、たとえば静止画像を撮像可能なカメラや、動画像を撮像可能なビデオカメラなどにより構成される。撮像部５０は、少なくとも所定の撮像位置１０３において、所定位置１０１に配置された収容部材２０の試料１０を撮像できる。撮像部５０は、所定位置１０１以外の位置を撮像できてもよい。収容部材２０が内部で試料を移送できる構成の場合、撮像部５０は、試料の移送に伴って、収容部材２０の所望の部分を撮像できるように構成されてもよい。そのため、撮像部５０は、分析装置１００内で固定されていてもよいが、分析装置１００内で移動可能に設けられていてもよい。たとえば、図１の構成例では、撮像部５０は、保持部３０によって保持された収容部材２０と対向する位置に固定されている。図１の構成例では、撮像部５０は、収容部材２０と対向する撮像位置１０３に固定的に設置され、収容部材２０に収容された試料１０を撮像できる。

【0025】

反射部６０は、収容部材２０に対して光検出部４０とは反対側に配置されている。反射部６０は、撮像部５０により試料１０を撮像する場合の撮像部５０に到達する光の光路上に配置されている。反射部６０は、光を反射できる。本実施形態では、反射部６０は、反射状態Ｐ１と、非反射状態Ｐ２と、を切り替え可能に構成されている。

【0026】

反射状態Ｐ１は、図１（Ａ）に示すように、保持部３０によって保持された収容部材２０から撮像部５０に向かう光を光検出部４０に向けて反射させ、撮像部５０による試料１０の撮像を妨げる状態である。撮像部５０は、反射部６０が反射状態Ｐ１の場合、所定位置１０１の試料１０を撮像できない。反射状態Ｐ１では、所定位置１０１の試料１０から反射部６０に向かう光が、光検出部４０がある受光位置１０２に向けて反射される。そのため、反射状態Ｐ１では、試料１０から光検出部４０に向かう光のみならず、反射部６０により反射されて光検出部４０に向かう光が、光検出部４０により検出される。反射光を光検出部４０に到達させやすくするため、収容部材２０のうち試料１０が配置される部分は、透光性を有する。

【0027】

非反射状態Ｐ２は、図１（Ｂ）に示すように、保持部３０によって保持された収容部材２０から撮像部５０に向かう光を反射させず、撮像部５０による試料１０の撮像を妨げない状態である。撮像部５０は、反射部６０が非反射状態Ｐ２の場合、所定位置１０１の試料１０を撮像できる。

【0028】

反射部６０は、たとえば、光を反射させるミラーにより構成される。反射状態Ｐ１と非反射状態Ｐ２との切り替えは、たとえば、反射部６０が移動することにより行われる。反射部６０の移動は、ユーザが手動で実施してもよいが、アクチュエータにより反射部６０が自動で移動されてもよい。撮像部５０、収容部材２０および光検出部４０が、反射部６０に対して移動してもよい。反射部６０は、光を反射する状態と、光を透過する状態とに電気的に切り替え可能な、いわゆる調光ミラーデバイスなどによって構成されてもよい。この場合、反射部６０と、撮像部５０、収容部材２０および光検出部４０とを相対移動させる必要はない。

【0029】

次に、分析装置１００による分析方法について説明する。

【0030】

分析装置１００は、収容部材２０に収容された試料１０からの光を検出して分析を行う。また、分析装置１００は、収容部材２０に収容された試料１０を撮像する。

【0031】

試料１０を撮像する場合、非反射状態Ｐ２に反射部６０を切り替えた状態で、撮像部５０が、撮像位置１０３から所定位置１０１の試料１０を撮像する。

【0032】

試料１０からの光を検出する場合、反射状態Ｐ１に反射部６０を切り替えた状態で、光検出部４０が、受光位置１０２に到達した光を検出する。光検出部４０は、検出した光の量である受光量に応じた電気信号を出力する。得られた電気信号を分析することにより、たとえば試料１０中に含まれる所定成分の有無または含有量を取得できる。

【0033】

図１の構成例によれば、反射状態Ｐ１に反射部６０を切り替えた状態で、光検出部４０が試料１０の光を検出することができるので、反射部６０により反射された反射光であり光検出部４０により検出される反射光の分だけ、光検出部４０の受光量を増大させることができる。その結果、試料１０からの光の検出感度を向上させることができる。また、反射部６０を非反射状態Ｐ２に切り替えることができるので、反射部６０を設けた構成においても、撮像部５０が収容部材２０に収容された試料１０を撮像することができる。これらの結果、試料１０からの光の検出感度を向上させつつ、必要に応じて収容部材２０内の状態を確認できるようになる。

【0034】

（分析装置の構成例）
図３は、分析装置１００の一構成例を示す外観図である。分析装置１００は、試料１０から検出された光量に基づいて、検体中の被検物質の存在の有無や、検体中の被検物質の濃度を決定できる。分析装置１００は、小型であり、たとえば医師が患者を診察する診察室のデスク上に設置可能なサイズである。図３では、分析装置１００のサイズは、たとえば、設置面積で１５０ｃｍ²〜３００ｃｍ²程度である。分析装置１００は、たとえば、カートリッジ２００が挿入されるスロットを有し、スロットに挿入されたカートリッジ２００が装置内の保持部３０にセットされる。分析装置１００は、保持部３０にセットされたカートリッジ２００に対して分析処理を行う。カートリッジ２００と分析装置１００とにより、分析システム３００が構成されている。

【0035】

図３の構成例では、分析装置１００は、装置本体を収容する筐体１１０を備える。筐体１１０の側面には、スロットを露出させる開位置と、スロットを覆う閉位置とに開閉可能な蓋部１１１と、表示部１１２と、インジケータ１１３とがある。蓋部１１１を開放してスロット内にカートリッジ２００が挿入され、蓋部１１１を閉じた状態で分析処理が実施される。表示部１１２は、たとえば液晶モニタなどにより構成され、分析結果などの所定の情報を表示できる。インジケータ１１３は、発光ダイオードなどのランプにより構成され、点灯状態や色などにより分析装置１００の状態を表すことができる。

【0036】

分析装置１００は、図示したものに限られず、たとえば筐体１１０の上面に開閉蓋を設けて、蓋を開放した状態で装置内の保持部３０にカートリッジ２００などの収容部材２０が設置され、蓋を閉じた状態で分析処理を行う構成などであってもよい。

【0037】

（カートリッジの構成例）
図４は、本実施形態の収容部材２０としてのカートリッジ２００の具体的な構成例を示す。カートリッジ２００は、使い捨て可能なカートリッジであってよい。その場合、カートリッジ２００はパッケージに収納された状態で保管され、パッケージから取り出されて使用される。

【0038】

カートリッジ２００は、検体、試薬、洗浄液などの液体を配置するための複数の液体収容部２１０を有する。ここでは、検体が血液である例を示す。一部の試薬は、被検物質を含む物質と反応する磁性粒子を含む。カートリッジ２００は、検出槽２２０と、液体反応部２３０とを有する。

【0039】

検体は、カートリッジ２００の血球分離部２４０に注入される。血球分離部２４０が封止された状態のカートリッジ２００が、分析装置１００に挿入される。血球分離部２４０は、注入された血液から血球成分を分離する。

【0040】

図４の構成例では、液体収容部２１０は、８つの液体収容部２１１〜２１８を含む。各液体収容部２１１〜２１８、検出槽２２０、液体反応部２３０、および血球分離部２４０は、処理工程に沿った順番で並んでおり、液体または磁性粒子の移送経路に沿って通路部２５０を介して接続されている。

【0041】

カートリッジ２００は、エアチャンバ２６０を有する。図４の構成例では、エアチャンバ２６１〜２６３の３つのエアチャンバ２６０が設けられている。エアチャンバ２６０から送出される空気により、カートリッジ２００内の一部の液体が移送される。

【0042】

（分析装置の構成例）
図５〜図７は、カートリッジ２００を収容部材２０として用いる分析装置１００の具体的な構成例を示す。

【0043】

分析装置１００は、保持部３０と、光検出部４０と、撮像部５０と、反射部６０とを備える。保持部３０と、光検出部４０と、撮像部５０と、反射部６０とは、筐体１１０内に収納されている。図５〜図７の構成例では、分析装置１００は、さらに、磁石ユニット８０およびプランジャユニット９０を備える。

【0044】

保持部３０は、分析装置１００のスロット部分である開口部３１（図５参照）を介して挿入されたカートリッジ２００を所定位置１０１に保持する。保持部３０は、カートリッジ２００を分析装置１００の設置面と略平行な状態で保持する。なお、分析装置１００の設置面は概ね水平に保たれていると見なしてよいので、本明細書では、分析装置１００の設置面と平行な面あるいは方向を、水平面あるいは水平方向と言い換える。以降の説明では、便宜的に、水平面内における分析装置１００の短手方向をＸ方向とし、長手方向をＹ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向と直交する上下方向を、Ｚ方向とする。

【0045】

図５〜図７の構成例では、保持部３０は、被検物質を受け入れて標識物質と結合させることにより試料１０が調製されるカートリッジ２００を着脱可能に保持する。保持部３０は、収容部材２０における試料１０が収容された検出槽２２０（図４参照）を撮像部５０による撮像が可能な所定位置１０１に配置するように構成されている。これにより、検体が注入されたカートリッジ２００を保持部３０に設置した状態で、試料１０の調製と、試料１０からの光の検出とが分析装置１００によって実施できるようになる。そのため、試料１０を事前に調製する必要がなく、ユーザにとっての利便性が向上する。

【0046】

保持部３０は、基台１１４上に設置されており、カートリッジ２００の周縁部を支持できる。保持部３０は、撮像や光検出のため、カートリッジ２００の上面側および下面側の一部を露出させるように形成されている。保持部３０は、カートリッジ２００を保持することが可能であれば、どのような構造でもよい。

【0047】

光検出部４０は、所定位置１０１の下方の受光位置１０２に固定的に配置されている。光検出部４０は、受光位置１０２を所定位置１０１側である上面側に有している。光検出部４０は、保持部３０の下面側に形成された開口を介して、所定位置１０１から受光位置１０２に到達した光を検出する。光検出部４０は、ケース４１内に収納されており、受光位置１０２を除いて遮光されている。

【0048】

図５〜図７の構成例では、反射部６０は、保持部３０によって保持された収容部材２０に対して光検出部４０とは反対側の上方位置に配置されたミラー部材である。反射部６０は、光検出部４０、収容部材２０および撮像部５０に対して相対移動する。反射部６０は、収容部材２０と撮像部５０との間で、かつ、収容部材２０を介して光検出部４０と対向する反射位置において反射状態Ｐ１となり、収容部材２０から撮像部５０に到達する光を遮らない退避位置において非反射状態Ｐ２となるように構成されている。これにより、反射部６０と、光検出部４０、収容部材２０および撮像部５０とを相対的に移動させるだけで、容易に、反射状態Ｐ１と非反射状態Ｐ２とが切り替えられる。なお、反射部６０の詳細な構成については、後述する。

【0049】

図５〜図７の構成例では、分析装置１００は、保持部３０によって保持された収容部材２０と光検出部４０との間に配置された光調整部７０（図５、図６参照）をさらに備える。光調整部７０は、収容部材２０から光検出部４０に向かう光を透過させる光透過状態と、収容部材２０から光検出部４０に向かう光を遮断する光遮断状態と、を切り替え可能に構成されている。これにより、試料１０からの光を検出する時は、光調整部７０を光透過状態にして光検出を行うことができ、検出時以外で必要に応じて光調整部７０を光遮断状態にして光検出部４０への光を遮断できる。そのため、外部からの不必要な光が光検出部４０に入射することが抑制できるので、光検出部４０の検出感度をより向上させることができる。

【0050】

撮像部５０は、保持部３０によって保持されたカートリッジ２００の上方に配置されている。図５に示すように、撮像部５０は、保持部３０の上方位置で、撮像方向を下方側に向けて設けられている。撮像部５０は、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に構成されている。撮像部５０は、少なくとも撮像位置１０３を含む範囲で水平方向に移動できる。

【0051】

図５および図６に示すように、撮像部５０が撮像位置１０３に位置する場合、光検出部４０と撮像部５０とは、収容部材２０を介して互いに対向する位置に配置される。そして、反射部６０は、撮像部５０と収容部材２０との間に配置され、光検出部４０と対向する反射面６１を有する。これにより、光検出部４０と撮像部５０と収容部材２０とが、上下方向に直線上に並ぶ位置関係となるので、反射面６１を形成した平板形状の光反射部６０を撮像部５０と収容部材２０との間に配置するだけの単純な構成を採用できる。そのため、反射状態と非反射状態とを切り替え可能な反射部６０を設ける場合でも装置構成が複雑化するのを抑制できる。

【0052】

撮像のため、分析装置１００は、照明部５１を備えている。照明部５１は、たとえば、発光ダイオードなどにより構成される。照明部５１は、たとえば、保持部３０よりも上方の位置で、保持部３０のＹ方向の両端近傍の位置に対で設けられる。各照明部５１は、たとえば、Ｘ方向の中央付近に配置される。これにより、撮像部５０の撮像視野は、Ｙ方向の両側からの照明光によって照らされる。

【0053】

磁石ユニット８０は、磁石８１を含む。図５の構成例では、磁石ユニット８０は、２つの磁石８１ａ、８１ｂを有する。一方の磁石８１ａは、保持部３０に対して上方（Ｚ１側）に配置され、他方の磁石８１ｂは、保持部３０に対して下方（Ｚ２側）に配置されている。磁石ユニット８０は、磁石８１ａと磁石８１ｂとを、上下方向に所定の間隔を隔てて保持している。図６に示すように、磁石ユニット８０は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向に移動できる。なお、撮像部５０は、磁石ユニット８０と一体的に、Ｘ方向およびＹ方向に移動できる。磁石ユニット８０は、撮像部５０とは独立して、Ｚ方向に移動できる。撮像部５０は、Ｚ方向には移動しない。

【0054】

磁石８１ａおよび磁石８１ｂは、先細り形状を有し、先端部が着磁部になっている。磁石ユニット８０の移動に伴って磁石８１ａがカートリッジ２００の上面に近付くことにより、磁石８１ａが上方からカートリッジ２００に磁力を作用させる。磁石ユニット８０の移動に伴って磁石８１ｂがカートリッジ２００の下面に近付くことにより、磁石８１ｂが下方からカートリッジ２００に磁力を作用させる。保持部３０は、少なくとも磁石８１ａおよび磁石８１ｂが移動する範囲において、カートリッジ２００の上面側および下面側を露出させている。

【0055】

磁石ユニット８０は、磁石８１ａまたは磁石８１ｂをカートリッジ２００に近づけることにより、カートリッジ２００内で磁性粒子を集める。磁石ユニット８０は、磁石８１ａまたは磁石８１ｂをカートリッジ２００に近づけた状態で水平移動することにより、集めた磁性粒子を水平方向に移動させる。磁石ユニット８０は、磁石８１ａおよび磁石８１ｂがカートリッジ２００に交互に近付くように上下に往復移動することにより、カートリッジ２００内の磁性粒子を上下に移動させることができる。これにより、カートリッジ２００内の液体と磁性粒子とが攪拌される。

【0056】

図５に示すように、プランジャユニット９０は、保持部３０の上面側に配置されている。プランジャユニット９０は、プランジャ９１と、プランジャ９１を作動させる駆動部９２とを含む。プランジャ９１は、保持部３０に保持されたカートリッジ２００のエアチャンバ２６０（図４参照）に対して上方に配置され、上下に移動できる。プランジャ９１は、たとえばエアチャンバ２６０と同数設けられており、駆動部９２によって、各プランジャ９１が独立または連動して上下移動する。プランジャユニット９０は、プランジャ９１によって、カートリッジ２００のエアチャンバ２６０を押し下げる。プランジャ９１の押し下げによってエアチャンバ２６０から空気が送り出され、カートリッジ２００内の一部または全部の液体が移送される。保持部３０は、少なくとも磁石８１ａおよび磁石８１ｂが移動する範囲において、カートリッジ２００の上面側および下面側を露出させている。

【0057】

分析装置１００は、装置の各部の制御を行うための制御部１１５と、光検出部４０の出力信号を分析する分析部１１６とを備える。制御部１１５は、光検出部４０と、撮像部５０と、反射部６０と、を制御して、撮像動作や光検出動作を制御する。分析部１１６は、光検出部４０により検出された光量に基づいて分析を行う。分析装置１００は、たとえば別体で設けられたコンピュータに光検出部４０の検出結果を出力して、コンピュータにより分析を行ってもよい。

【0058】

制御部１１５は、たとえば、演算処理部、記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロ演算処理装置）などにより構成される。記憶部は、たとえば、フラッシュメモリ、ハードディスクメモリなどにより構成される。分析部１１６は、たとえば、演算処理部、記憶部を含む。分析部１１６は、制御部１１５の演算処理部が記憶部に記憶された分析用のプログラムを実行することにより、分析部１１６として機能するように構成されていてもよい。この場合、制御部１１５と分析部１１６とが共通のハードウェアにより構成される。制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態を取得する。画像データは、撮像部５０により撮像された画像の各画素におけるＲＧＢの画素値情報を含む。また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データの色情報またはコントラスト情報に基づいて、磁性粒子を検出する。

【0059】

（撮像部および磁石ユニットの移動機構）
図５〜図７の構成例における撮像部５０および磁石ユニット８０の移動機構について説明する。図６に示すように、撮像部５０は、内側移動体１２０に固定されている。具体的には、撮像部５０は、内側移動体１２０の上部からＸ方向に延びるアーム１２１（図５参照）の先端部に取り付けられている。磁石ユニット８０は、内側移動体１２０に対して上下移動可能に取り付けられている。内側移動体１２０には、Ｚ軸モータ１２２と、伝達機構とが設けられている。伝達機構は、図６では、磁石ユニット８０を移動させるＺ方向のネジ送り機構１２３と、ネジ送り機構１２３にＺ軸モータ１２２の駆動力を伝達するベルト−プーリ機構１２４との組み合わせにより構成されている。Ｚ軸モータ１２２の回転により、磁石ユニット８０が内側移動体１２０に対してＺ方向に移動する。

【0060】

内側移動体１２０は、外側移動体１２５に、Ｙ方向に移動可能に支持されている。外側移動体１２５には、Ｙ軸モータ１２６と、伝達機構とが設けられている。伝達機構は、図６では、内側移動体１２０を移動させるＹ方向のネジ送り機構１２７と、ネジ送り機構１２３にＹ軸モータ１２６の駆動力を伝達するベルト−プーリ機構１２８との組み合わせにより構成されている。Ｙ軸モータ１２６の回転により、撮像部５０および磁石ユニット８０を含む内側移動体１２０が、外側移動体１２５に対してＹ方向に移動する。

【0061】

外側移動体１２５は、基台１１４にＸ方向に移動可能に支持されている。基台１１４には、Ｘ軸モータ１２９と、ガイド軸１３０(図７参照)と、図示しない伝達機構とがある。ガイド軸１３０は、外側移動体１２５のＸ方向移動を案内する。Ｘ軸モータ１２９の回転により、外側移動体１２５と、撮像部５０および磁石ユニット８０を含む内側移動体１２０とが、基台１１４に対してＸ方向に移動する。伝達機構およびモータの構成は、図示したものに限られない。例えば、Ｚ軸モータ１２２の駆動力を伝達する機構１２４、Ｙ軸モータ１２６の駆動力を伝達する機構として、ギアによる伝達機構であってもよい。

【0062】

（反射部および光調整部の構成）
図８〜図１２を参照して、反射部６０および光調整部７０の構成例を説明する。

【0063】

図８および図９に示す構成例では、反射部６０は、下面側に反射面６１を有する板状部材である。光調整部７０は、光を透過させる光透過部７１と、光を透過させない光遮断部７２とを含む板状部材である。

【0064】

光調整部７０は、光検出部４０、収容部材２０および撮像部５０に対して相対移動する。光調整部７０は、保持部３０によって保持された収容部材２０と光検出部４０との間に光透過部７１が配置されることにより光透過状態Ｑ１（図１０、図１１参照）に切り替えられ、収容部材２０と光検出部４０との間に光遮断部７２が配置されることにより光遮断状態Ｑ２（図１２参照）に切り替えられる。これにより、光調整部７０と、光検出部４０、収容部材２０および撮像部５０とを相対的に移動させるだけで、容易に、光透過状態Ｑ１と光遮断状態Ｑ２とを切り替えられる。図８の構成例では、光調整部７０が光検出部４０、収容部材２０および撮像部５０に対して移動する。

【0065】

図８の構成例では、反射部６０と光調整部７０とは、同一の回転軸１４０に取り付けられており、回転軸１４０の回転に伴って、反射部６０の状態および光調整部７０の状態が連動して切り替わる。これにより、共通の回転軸１４０を回転させるだけで反射部６０の状態切り替えと光調整部７０の状態切り替えとを行うことができるので、装置構成を簡素化できる。また、反射部６０の状態切り替えと光調整部７０の状態切り替えとを個別に行う場合と異なり、確実に反射部６０の状態と光調整部７０の状態とを連動させて切り替えることができる。

【0066】

具体的には、図９に示すように、回転軸１４０は、Ｚ方向に延びるように設けられ、下端部が駆動源１４１に接続されている。駆動源１４１は、たとえばステッピングモータである。駆動源１４１により、回転軸１４０がＺ方向の中心軸線周りに回転する。反射部６０が、回転軸１４０の上部において、保持部３０によって保持された収容部材２０の上側に近接する位置に取り付けられている。これにより、反射状態Ｐ１において、試料１０からの光をより多く光検出部４０側に反射できる。光調整部７０は、回転軸１４０において、光検出部４０の受光位置１０２の上側に近接する位置に取り付けられている。これにより、光遮断状態Ｑ２において、より確実に、光が光検出部４０に入射することを抑制できる。反射部６０および光調整部７０は、回転軸１４０に固定されており、回転軸１４０と一体的に回転する。なお、駆動源１４１および回転軸１４０の一部は、光検出部４０とともにケース４１内に設置されている。

【0067】

図８の構成例では、光調整部７０は、光透過度が異なる複数の光透過状態Ｑ１に切り替え可能に構成されている。したがって、光調整部７０は、光遮断状態も含めて３つ以上の状態に切り替えられる。これにより、試料１０から生じる光量に応じて、光透過度を切り替えられるので、光量が少ない場合の検出感度を確保するだけでなく、光量が多い場合でも光検出部４０の出力が飽和することを抑制できる。

【0068】

図８の構成例では、光調整部７０は、貫通孔７１ａを介して収容部材２０から光検出部４０に向かう光を透過させる第１光透過状態Ｑ１Ａ（図１０参照）と、減光フィルタ部７１ｂを介して収容部材２０から光検出部４０に向かう光を透過させる第２光透過状態Ｑ１Ｂ（図１１参照）とを含む。また、反射部６０は、少なくとも光調整部７０が第１光透過状態Ｑ１Ａの場合に反射状態Ｐ１に切り替えられる。これにより、試料１０から生じる光量が少ない場合、第１光透過状態Ｑ１Ａの光調整部７０によって光量を低下させることなく、反射状態Ｐ１の反射部６０によって検出可能な光量を増加させることができる。試料１０から生じる光量が多い場合、第２光透過状態Ｑ１Ｂの光調整部７０によって容易に光量を低下させることができる。この結果、検出感度を向上させつつ、光量の検出レンジを十分に確保できる。

【0069】

なお、図８の構成例では、反射部６０は、光調整部７０が光透過状態Ｑ１の場合に反射状態Ｐ１に切り替えられる。つまり、第１光透過状態Ｑ１Ａ（図１０参照）の場合のみならず、第２光透過状態Ｑ１Ｂの場合（図１１参照）も、反射部６０は、反射状態Ｐ１となる。

【0070】

図８の構成例では、光調整部７０は、貫通孔７１ａからなる光透過部７１と、減光フィルタ部７１ｂからなる光透過部７１との、２つの光透過部７１を備えている。光調整部７０は、貫通孔７１ａと、減光フィルタ部７１ｂと、光遮断部７２とを含む。貫通孔７１ａと、減光フィルタ部７１ｂと、光遮断部７２とは、回転軸１４０からの径方向の距離が略等しく、回転方向に異なる位置に配置されている。回転軸１４０からの径方向の距離は、回転軸１４０から光検出部４０の受光位置１０２までの距離と略等しい。

【0071】

これにより、光調整部７０は、回転軸１４０の回転角度に応じて、光検出部４０と収容部材２０との間に貫通孔７１ａが配置される第１光透過状態Ｑ１Ａ（図１０参照）と、光検出部４０と収容部材２０との間に減光フィルタ部７１ｂが配置される第２光透過状態Ｑ１Ｂ（図１１参照）と、光検出部４０と収容部材２０との間に光遮断部７２が配置される光遮断状態Ｑ２（図１２参照）と、に切り替わる。

【0072】

貫通孔７１ａは、板状の光調整部７０をＺ方向に貫通し、平面視で光検出部４０の開口部に対応させた内径を有する。減光フィルタ部７１ｂは、光調整部７０に形成された貫通孔に嵌め込まれており、入射した光の一部を透過する。減光フィルタ部７１ｂは、平面視で光検出部４０の開口部に対応させた外径に形成されている。貫通孔７１ａの光透過率を１００％として、減光フィルタ部７１ｂは、たとえば約３％の光透過率を有し、光遮断部７２は約０％の光透過率を有する。言い換えると、光遮断部７２は光を約１００％遮断し、減光フィルタ部７１ｂは光を約９７％遮断し、貫通孔７１ａは、光を０％遮断する。光遮断部７２は、光調整部７０が光を透過しない材料により形成されることにより、板状の光調整部７０の一部分によって構成された遮蔽板である。光遮断部７２は、少なくとも受光位置１０２を覆うように、平面視で光検出部４０の開口部よりも大きい。

【0073】

図８および図９の構成例では、反射部６０は、収容部材２０を介して光調整部７０と対向するように配置されている。具体的には、反射部６０は、光調整部７０の貫通孔７１ａと対向する第１部分６２と、減光フィルタ部７１ｂと対向する第２部分６３とを含む。第１部分６２は、平面視で、貫通孔７１ａを覆うように貫通孔７１ａよりも大きく形成されている。第２部分６３は、平面視で、減光フィルタ部７１ｂを覆うように減光フィルタ部７１ｂよりも大きく形成されている。反射部６０は、光遮断部７２と対向する位置には、設けられていない。

【0074】

このような構成により、図８および図９の構成例では、反射部６０は、光調整部７０が光透過状態Ｑ１（図１０、図１１参照）にある場合は、反射状態Ｐ１となるように切り替えられ、光調整部７０は、反射部６０が非反射状態Ｐ２（図１２参照）にある場合は、光遮断状態Ｑ２となるように切り替えられる。このような構成により、光調整部７０が光透過状態Ｑ１の時には、反射状態Ｐ１の反射部６０が試料１０からの光を反射して検出感度を向上させることができる。反射部６０が非反射状態Ｐ２（図１２参照）の時には、光調整部７０が光遮断状態Ｑ２となるので、撮像部５０による撮像中に、光検出部４０に光が入り込むことを防いで検出感度に影響することを抑制できる。

【0075】

図１０〜図１２では、反射部６０は、試料１０の光が光検出部４０により検出される場合は、反射状態Ｐ１（図１０、図１１参照）に切り替えられ、試料１０の光が光検出部４０により検出されていない場合は、非反射状態Ｐ２（図１２参照）に切り替えられる。光調整部７０は、試料１０の光が光検出部４０により検出される場合は、光透過状態Ｑ１（図１０の状態Ｑ１Ａまたは図１１の状態Ｑ１Ｂ）に切り替えられ、試料１０の光が光検出部４０により検出されていない場合は、光遮断状態Ｑ２（図１２参照）に切り替えられる。これにより、光検出部４０による光検出を行う場合には、試料１０からの光を反射して検出感度を向上させることができる。光検出を行う場合以外は、光検出部４０に光が入り込むことを防いで検出感度に影響することを抑制しつつ、必要に応じて撮像部５０による試料１０の撮像ができる。

【0076】

（分析装置の動作説明）
図１３は、本実施形態の分析装置１００およびカートリッジ２００を用いて、所定のアッセイ法を実施する場合の動作例を示す。動作説明において、カートリッジ２００の構成については図４を参照するものとする。分析装置１００の構成については図５〜図７を参照するものとする。反射部６０および光調整部７０の各状態については、図１０〜図１２を参照するものとする。分析装置１００の各部の制御は、制御部１１５が行う。

【0077】

測定動作の開始時には、制御部１１５は、駆動源１４１により回転軸１４０を所定角度に回動させ、光調整部７０を光遮断状態Ｑ２（図１２参照）に切り替える。反射部６０は、非反射状態Ｐ２となる。これにより、カートリッジ２００の挿入時にも光検出部４０に不要な光が入射することが抑制される。

【0078】

まず、ユーザにより、カートリッジ２００が分析装置１００のスロットに挿入される。カートリッジ２００は、パッケージから開封され、患者から採取された検体が注入された後で、分析装置１００のスロットに挿入されることにより、保持部３０に保持される。検体中の被検物質は、たとえば、抗原を含む。一例として、抗原は、Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）である。被検物質は、抗原、抗体、または、その他のタンパク質のうち、１または複数であってよい。

【0079】

カートリッジ２００が保持部３０にセットされると、撮像部５０によるカートリッジ２００の撮像が可能となる。制御部１１５は、照明部５１をオンにし、測定動作の進行過程を撮像部５０により撮像してもよい。光調整部７０が光遮断状態Ｑ２（図１２参照）に切り替えられているため、照明部５１からの光が光検出部４０に入射することが抑制される。

【0080】

ステップＳ１において、検体が液体反応部２３０に送られる。制御部１１５がプランジャユニット９０を制御して、エアチャンバ２６１を押し下げる。検体は、エアチャンバ２６１から送出された空気により、液体収容部２１１に収容されたＲ１試薬とともに通路部２５０を流れて、液体反応部２３０に押し出される。撮像部５０が液体反応部２３０を撮像する場合、撮像画像に基づいて検体およびＲ１試薬が液体反応部２３０に到達したか否かを判断できる。

【0081】

Ｒ１試薬は、被検物質と結合する捕捉物質を含む。捕捉物質は、たとえば、被検物質と結合する抗体を含む。抗体は、たとえば、ビオチン結合抗ＨＢｓモノクローナル抗体である。被検物質とＲ１試薬とは、抗原抗体反応により結合する。

【0082】

ステップＳ２において、分析装置１００は、液体収容部２１２に収容されたＲ２試薬に含まれる磁性粒子を、液体反応部２３０へ移送する。磁性粒子は、Ｒ２試薬の液体成分中に分散している。制御部１１５は、磁石ユニット８０を移動させて、磁石８１ａの磁力により、液体収容部２１２中の磁性粒子を集めて、液体反応部２３０へ移動させる。撮像部５０が液体反応部２３０を撮像する場合、撮像画像に基づいて磁性粒子が液体反応部２３０に到達したか否かを判断できる。

【0083】

液体反応部２３０では、磁性粒子と抗原−抗体反応体との反応により、磁性粒子の結合体が生成される。すなわち、Ｒ１試薬の捕捉物質と結合した被検物質が、捕捉物質を介して磁性粒子と結合する。磁性粒子は、被検物質の担体となる。磁性粒子は、たとえば、表面がアビジンでコーティングされたストレプトアビジン結合磁性粒子である。

【0084】

ステップＳ３において、分析装置１００は、磁石８１ａの磁力によって、磁性粒子の結合体を、Ｒ３試薬が収容された液体収容部２１３に移送する。撮像部５０が液体収容部２１３を撮像する場合、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が液体収容部２１３に到達したか否かを判断できる。

【0085】

Ｒ３試薬は、標識物質を含む。標識物質は、たとえば、標識抗体を含む。標識抗体は、たとえばＡＬＰ標識抗ＨＢｓＡｇモノクローナル抗体である。Ｒ３試薬に含まれる標識抗体と磁性粒子の結合体とを反応させる。磁性粒子の結合体と標識抗体との反応により、免疫複合体が生成される。免疫複合体は、被検物質と、捕捉抗体と、標識抗体と、磁性粒子とを含む。

【0086】

ステップＳ４において、分析装置１００は、磁石８１ａの磁力によって、免疫複合体を、液体収容部２１４〜２１６に順次移送する。各液体収容部２１４〜２１６は、洗浄液を収容している。制御部１１５は、各液体収容部２１４〜２１６において、合計３回、免疫複合体と未反応物質とを分離させる。すなわち、洗浄により未反応物質が除去される。撮像部５０が液体収容部２１４〜２１６を撮像する場合、撮像画像に基づいて免疫複合体が各液体収容部２１４〜２１６に到達したか否かを判断できる。

【0087】

制御部１１５は、各液体収容部２１４〜２１６において、磁石ユニット８０を上下に移動させて磁石８１ａと磁石８１ｂとを交互に免疫複合体に近づけることにより、各液体収容部２１４〜２１６において免疫複合体を洗浄液中で攪拌する。これにより、未反応物質が免疫複合体から分離する。

【0088】

ステップＳ５において、分析装置１００は、磁石８１ａの磁力によって、免疫複合体を液体収容部２１７に移送する。撮像部５０が液体収容部２１７を撮像する場合、撮像画像に基づいて洗浄後の免疫複合体が液体収容部２１７に到達したか否かを判断できる。

【0089】

液体収容部２１７は、Ｒ４試薬を収容している。Ｒ４試薬は、免疫複合体の発光を促進する組成を有する。Ｒ４試薬は、たとえば、緩衝液である。免疫複合体は、液体収容部２１７で、Ｒ４試薬に含有される緩衝液と反応する。

【0090】

ステップＳ６において、分析装置１００は、免疫複合体と緩衝液との混合液を検出槽２２０に移送する。制御部１１５が、プランジャユニット９０を制御してエアチャンバ２６２を押し下げ、通路部２５０を介して免疫複合体と緩衝液との混合液を検出槽２２０に押し出す。撮像部５０が検出槽２２０を撮像する場合、撮像画像に基づいて免疫複合体と緩衝液との混合液が検出槽２２０に到達したか否かを判断できる。

【0091】

ステップＳ７において、分析装置１００は、液体収容部２１８に収容されたＲ５試薬を検出槽２２０に移送する。制御部１１５が、プランジャユニット９０を制御してエアチャンバ２６３を押し下げ、液体収容部２１８を介してＲ５試薬を検出槽２２０に押し出す。撮像部５０が検出槽２２０を撮像する場合、撮像画像に基づいてＲ５試薬が検出槽２２０に到達したか否かを判断できる。

【0092】

Ｒ５試薬は、たとえば、免疫複合体と反応して発光を促す基質を含んでいる。Ｒ５試薬は、検出槽２２０において、免疫複合体と緩衝液との混合液に添加される。発光基質と免疫複合体とが反応する。これにより、検出槽２２０において、光を発生する試料１０が調製される。

【0093】

ステップＳ８において、制御部１１５は、反射部６０を非反射状態Ｐ２に切り替えた状態で、撮像部５０により試料１０を撮像する。ステップＳ９において、制御部１１５は、撮像画像に基づいて試料１０の状態にエラーがあるか否かを判定する。エラーがなければ、ステップＳ１０において、分析装置１００は、光検出処理を実施する。エラーがある場合、制御部１１５は、後続の検出処理動作を実行せずに、ステップＳ１１において表示部１１２およびインジケータ１１３にエラーを表示する。このように、制御部１１５は、試料１０の撮像画像に基づいて光検出部４０を用いた光検出動作を制御する。これにより、撮像画像に基づいて、試料１０が検出槽２２０に存在するか否か、試料１０の状態が適正か否かを判断できる。その結果、中の試料１０の状態が適正でない場合などに、光検出動作を行うことなく処理を中止して、速やかにユーザに報知したり、試料１０の状態に応じて分析結果を補正したりすることができる。

【0094】

撮像画像に基づくエラー判定において、制御部１１５は、たとえば図１８（Ａ）に示すように、撮像画像４０５中の試料１０の形状に基づいて、試料１０が検出槽２２０に正常に到達したか否かを判定する。試料１０の形状は、撮像画像４０５中の検出槽２２０において試料１０が存在する液体部分の輪郭１０ａを検出することにより取得される。液体部分の輪郭１０ａは、公知のエッジ検出により検出できる。制御部１１５は、たとえば検出槽２２０の面積に対して試料１０の輪郭１０ａに囲まれる領域の面積が許容範囲よりも小さい場合に、送液エラーであると判定する。したがって、送液エラーは、試料１０が検出槽２２０に正常に到達していないことを表す。試料１０の面積が許容範囲内であれば、制御部１１５は、試料１０の送液が正常であると判定する。

【0095】

制御部１１５は、たとえば図１８（Ｂ）に示すように、撮像画像４０５中の試料１０の形状に基づいて、検出槽２２０へ気泡が混入したか否かを判定する。制御部１１５は、エッジ検出により、検出槽２２０と試料１０との間に気泡部分４０１が存在するか否かを判定する。制御部１１５は、たとえば気泡部分４０１の面積が許容範囲よりも大きい場合に、気泡混入エラーと判定する。制御部１１５は、気泡部分４０１が検出されない場合や、気泡部分４０１の面積が許容範囲内である場合、気泡混入に関して正常であると判定する。

【0096】

制御部１１５は、たとえば、図１８（Ｃ）に示すように、撮像画像４０５中において磁性粒子の凝集領域４０２が存在するか否かを判定する。磁性粒子は微小粒径を有するため、正常な分散状態では画像中でほとんど識別されないが、凝集するほど不透明な有色領域として写るようになる。制御部１１５は、試料１０の輪郭１０ａ内における色またはコントラストの変化に基づいて、試料１０の内部に、磁性粒子が凝集した凝集領域４０２が存在するか否かを判定する。試料１０の輪郭１０ａ内に凝集領域４０２が存在する場合には、制御部１１５は、磁性粒子の凝集エラーと判定する。制御部１１５は、凝集領域４０２が検出されない場合、凝集の有無に関して正常であると判定する。

【0097】

なお、撮像画像４０５に基づいて試料１０の状態にエラーが検出された場合であっても、制御部１１５は、たとえば後続の検出処理動作（ステップＳ１０）を実行するが、分析結果とともにエラーの可能性がある旨を表示部１１２に表示するようにしてもよい。

【0098】

ステップＳ９においていずれのエラーも検出されなかった場合、ステップＳ１０において、分析装置１００は、光検出処理を実施する。すなわち、制御部１１５は、免疫複合体の標識抗体と発光基質との反応により発生した光を光検出部４０により検出する。いずれかのエラーが検出された場合、ステップＳ１１において、制御部１１５は、ステップＳ９において判定したエラー種別に応じて、表示部１１２およびインジケータ１１３に所定のエラー情報を表示する。

【0099】

次に、ステップＳ１０における光検出部４０を用いた光検出処理の詳細を説明する。

【0100】

図１４のステップＳ２１において、制御部１１５は、照明部５１をオフにし、撮像部５０による撮像を停止する。

【0101】

ステップＳ２２において、制御部１１５は、駆動源１４１を制御して回転軸１４０を所定角度回動させることにより、光調整部７０を第２光透過状態Ｑ１Ｂに切り替える。反射部６０は、第２部分６３によって反射状態Ｐ１に切り替わる。

【0102】

ステップＳ２３において、制御部１１５は、光検出部４０を用いた検出光量のプレチェックを行う。すなわち、反射部６０を反射状態Ｐ１に切り替え、光調整部７０を第２光透過状態Ｑ１Ｂに切り替えた状態で、一度、光検出が行われる。

【0103】

ステップＳ２４において、制御部１１５は、光調整部７０の状態を設定する。たとえば、制御部１１５は、プレチェックにおける検出光量が所定の閾値以上の場合、光調整部７０を第２光透過状態Ｑ１Ｂに設定する。この場合、反射部６０および光調整部７０は、プレチェックの状態のままとなる。たとえば、制御部１１５は、プレチェックにおける検出光量が所定の閾値未満の場合、駆動源１４１を制御して回転軸１４０を所定角度回動させることにより、光調整部７０を第１光透過状態Ｑ１Ａに切り替える。すなわち、制御部１１５は、光調整部７０を第１光透過状態Ｑ１Ａにするべく、回転軸１４０の回動角度を所定値に設定する。反射部６０は、第１部分６２によって反射状態Ｐ１が維持される。プレチェックにより、光検出部４０の検出信号が飽和することを回避でき、適切な感度での光検出が可能となる。

【0104】

ステップＳ２５において、制御部１１５は、光検出部４０による光検出を行う。光検出部４０は、たとえば、受光位置１０２に入射した光子の数を計数し、検出結果を分析部１１６に出力する。分析部１１６は、光検出部４０により検出された光量に基づいて、試料１０の分析結果を出力する。分析部１１６は、たとえば、検出された光子数の検出値と標準曲線とを比較することにより、被検物質の有無を判定し、または被検物質の濃度などを定量する。

【0105】

このように、制御部１１５は、試料１０の撮像後、反射部６０を反射状態Ｐ１に切り替えた状態で、試料１０からの光検出を行うように光検出部４０を制御し、分析部１１６は、反射状態Ｐ１において光検出部４０により検出された光量に基づいて、試料１０の分析結果を出力する。これにより、反射部６０による反射光も検出することにより高い感度で検出された光量に基づいて、より精度の高い分析結果が得られる。

【0106】

光検出が完了すると、ステップＳ２６において、制御部１１５は、駆動源１４１を制御して回転軸１４０を所定角度回動させることにより、光調整部７０を光遮断状態Ｑ２に切り替える。このとき、反射部６０は非反射状態Ｐ２に切り替わる。この結果、分析が終了したカートリッジ２００が取り出される際にも、光検出部４０に不要な光が入射することが抑制される。

【0107】

以上により、カートリッジ２００を用いた分析装置１００による測定動作が行われる。

【0108】

（分析装置の他の構成例）
次に、図１５〜図１７を参照して、分析装置の他の構成例について説明する。

【0109】

図１５に示す構成例では、保持部３０が、収容部材２０を保持した状態で収容部材２０を移動させることが可能である。図１５（Ａ）は、平面視における保持部３０の模式図である。保持部３０は、円板形状に形成され、図示しない駆動源により中央の回転軸３１０周りに回転できる。これにより、保持部３０は、保持部３０上に載置された収容部材２０を所定位置１０１に移動させる。保持部３０は、複数の収容部材２０を保持可能であり、載置された収容部材２０を順次所定位置１０１に移動させる。これにより、複数の収容部材２０に対して連続的に光検出を行うことができる。所定位置１０１において、反射部６０および光調整部７０が配置されている。

【0110】

図１５（Ｂ）に示す構成例では、保持部３０が、収容部材２０を保持した状態で収容部材２０を直線移動させることが可能である。図１５（Ｂ）は、平面視における保持部３０の模式図である。保持部３０は、たとえばベルトコンベアや直動機構などからなり、載置位置に載置された収容部材２０を所定位置１０１まで移送できる。保持部３０は、複数の収容部材２０を保持可能であり、載置された収容部材２０を順次所定位置１０１に移動させる。所定位置１０１において、反射部６０および光調整部７０が配置されている。

【0111】

図１６には、反射部６０または光調整部７０の他の構成例を示している。図８では、反射部６０および光調整部７０が概略で扇状形状に形成された例を示したが、図１６（Ａ）のように、反射部６０が矩形板状に形成されていてもよい。図１６（Ｂ）のように、光調整部７０が矩形状の光透過部７１および光遮断部７２を含んでいてもよい。反射部６０および光調整部７０は、どのような形状を有していてもよい。

【0112】

図１６（Ｃ）および（Ｄ）に示す構成例では、反射部６０および光調整部７０が、円板形状を有している。図１６（Ｃ）および（Ｄ）は、平面視における反射部６０および光調整部７０の模式図である。図１６（Ｃ）に示すように、反射部６０は、たとえば、反射面６１が形成された部分と、貫通孔３２０が形成された部分とを含んでいてもよい。反射部６０は、収容部材２０と撮像部５０との間に貫通孔３２０を位置付けることにより、非反射状態Ｐ２となる。

【0113】

図１６（Ｄ）に示すように、光調整部７０は、たとえば、貫通孔７１ａおよび減光フィルタ部７１ｂ以外のフィルタ部を含んでいてもよい。光調整部７０は、たとえば、所定波長の光のみを透過する光学バンドパスフィルタが設けられた波長フィルタ部３３０を含んでいてもよい。貫通孔７１ａおよび光遮断部７２や、フィルタ部の形状は、特に限定されない。図１６（Ｄ）のように、フィルタ部の形状として、扇形状でも、円形状でも、これら以外の形状が採用されてもよい。

【0114】

図１７（Ａ）に示す構成例では、反射部６０および光調整部７０が、水平方向に直線移動できる。図１７（Ａ）は、平面視における、反射部６０および光調整部７０と、光検出部４０とを示した模式図である。反射部６０および光調整部７０は、光検出部４０よりも上方位置に配置され、互いに上下に重なるように設けられている。反射部６０および光調整部７０は、水平方向に直線状に延びる軸３４０に取り付けられており、駆動源３４１によって水平方向に直線移動する。これにより、反射部６０は、水平方向に直線移動することにより、所定位置１０１の収容部材２０を介して光検出部４０と対向する反射位置において反射状態Ｐ１となり、所定位置１０１の収容部材２０と撮像部５０との間を遮らない退避位置において非反射状態Ｐ２となる。同様に、光調整部７０は、水平方向に直線移動して、所定位置１０１の収容部材２０と光検出部４０との間に光透過部７１が配置される光透過状態Ｑ１と、所定位置１０１の収容部材２０と光検出部４０との間に光遮断部７２が配置される光遮断状態Ｑ２とに切り替えられる。

【0115】

図１７（Ｂ）に示す構成例では、反射部６０が、水平方向に延びる回転軸３５０周りに、上下方向に回動できる。図１７（Ｂ）は、回転軸３５０が延びる方向から見た、反射部６０と、光検出部４０とを示した模式的な側面図である。反射部６０は、回転軸３５０周りに回動して略水平状態となることにより、所定位置１０１の収容部材２０を介して光検出部４０と対向する反射位置に配置され、反射状態Ｐ１となる。反射部６０は、回転軸３５０周りに回動して略垂直状態となることにより、所定位置１０１の収容部材２０と撮像部５０との間を遮らない退避位置に配置され、非反射状態Ｐ２となる。

【0116】

光調整部７０も図１７（Ｂ）の光反射部６０と同様に構成してよい。光調整部７０は、略垂直状態となることにより、所定位置１０１の収容部材２０から光検出部４０に向かう光を透過させる光透過状態となる。光調整部７０は、略水平状態となることにより、所定位置１０１の収容部材２０から光検出部４０に向かう光を遮断する光遮断状態となる。

【0117】

なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

【符号の説明】

【0118】

１０：試料、２０：収容部材、３０：保持部、４０：光検出部、５０：撮像部、６０：反射部、７０：光調整部、７１：光透過部、７１ａ：貫通孔、７１ｂ：減光フィルタ部、７２：光遮断部、１００：分析装置、１０３：撮像位置、１１５：制御部、１１６：分析部、１４０：回転軸、２００：カートリッジ、３００：分析システム

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】