特許 6548645 試料分析用基板および試料分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6548645

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】試料分析用基板および試料分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/00 20060101AFI20190711BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/00 D

【請求項の数】20

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2016-531365(P2016-531365)

(86)(22)【出願日】2015年6月29日

(86)【国際出願番号】JP2015068729

(87)【国際公開番号】WO2016002731

(87)【国際公開日】20160107

【審査請求日】2018年6月13日

(31)【優先権主張番号】特願2014-134776(P2014-134776)

(32)【優先日】2014年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2014-134777(P2014-134777)

(32)【優先日】2014年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314005768

【氏名又は名称】ＰＨＣホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101683

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100155000

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 修市

(74)【代理人】

【識別番号】100180529

【弁理士】

【氏名又は名称】梶谷 美道

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100125922

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 章子

(74)【代理人】

【識別番号】100184985

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 悠

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 将之

(72)【発明者】

【氏名】城野 政博

(72)【発明者】

【氏名】岡本 房俊

(72)【発明者】

【氏名】近藤 和也

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−００７７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００２４０８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第８７０３０７０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特表２００９−５３０６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１８３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１６４５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１８０６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９６８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／００〜３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体試料中のアナライトとリガンドとの結合反応を生じさせるために用いられる試料分析用基板であって、
回転軸および所定の厚さを有するベース基板と、
前記ベース基板内に位置し、アナライト、および磁性粒子の表面に固定化されたリガンドを含む液体試料を保持するよう構成されたチャンバーと、
前記磁性粒子を前記チャンバー内で捕捉する位置に配置された少なくとも１つの磁石と、
前記少なくとも１つの磁石が取り付けられたときに前記基板の重心を前記回転軸に略一致させるためのバランサーと
を備えた試料分析用基板。

【請求項2】

前記少なくとも１つの磁石は、前記チャンバーの底面に近接した位置に設けられる、請求項１に記載の試料分析用基板。

【請求項3】

前記少なくとも１つの磁石は、前記ベース基板の前記チャンバーの壁面に近接した位置に設けられており、
前記壁面は、回転による遠心力が作用する方向の法線を有する面である、請求項１に記載の試料分析用基板。

【請求項4】

前記少なくとも１つの磁石は、前記ベース基板の前記チャンバーの壁面に近接した位置に設けられており、
前記壁面は、回転による遠心力に抗して前記液体試料を支持する側の面である、請求項１に記載の試料分析用基板。

【請求項5】

前記少なくとも１つの磁石は前記ベース基板に対して着脱可能に設けられている、請求項１に記載の試料分析用基板。

【請求項6】

前記ベース基板は、上面および下面を有しており、
前記少なくとも１つの磁石は、前記上面から着脱可能に設けられている、請求項５に記載の試料分析用基板。

【請求項7】

前記ベース基板は、前記上面に前記少なくとも１つの磁石が収納される収納室を有する、請求項６に記載の試料分析用基板。

【請求項8】

前記少なくとも１つの磁石が前記ベース基板に取り付けられたときにおいて、前記少なくとも１つの磁石は前記上面から突出している、請求項６に記載の試料分析用基板。

【請求項9】

前記少なくとも１つの磁石は磁石ユニットに設けられており、
前記磁石ユニットが前記ベース基板に着脱されることによって、前記少なくとも１つの磁石が着脱される、請求項５に記載の試料分析用基板。

【請求項10】

前記磁石ユニットは前記ベース基板の下面から着脱可能に設けられている、請求項９に記載の試料分析用基板。

【請求項11】

前記磁石ユニットが前記ベース基板に取り付けられたときにおいて、前記少なくとも１つの磁石は前記チャンバーに近接した位置に配置される、請求項９に記載の試料分析用基板。

【請求項12】

前記ベース基板は、前記磁石ユニットが前記ベース基板に取り付けられたときに前記少なくとも１つの磁石が収納される収納室を有する、請求項９に記載の試料分析用基板。

【請求項13】

前記少なくとも１つの磁石は複数である、請求項１から１２のいずれかに記載の試料分析用基板。

【請求項14】

前記バランサーは非磁石である、請求項１に記載の試料分析用基板。

【請求項15】

前記バランサーは、前記ベース基板に固定的にまたは着脱可能に設けられ、
前記少なくとも１つの磁石は、前記ベース基板に固定的にまたは取り外し可能に設けられている、請求項１または１４に記載の試料分析用基板。

【請求項16】

前記少なくとも１つの磁石および前記バランサーは、互いに物理的に識別可能である、請求項１に記載の試料分析用基板。

【請求項17】

請求項１から１６のいずれかに記載の試料分析用基板を回転させることが可能な試料分析装置であって、
前記試料分析用基板を回転させるためのモータと、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記試料分析用基板の重さ、磁性的な特性、光学的な特性、回転負荷に応じた電流値若しくは電圧値、回転加速度または定常回転数の少なくとも１つを用いて、前記少なくとも１つの磁石が取り付けられているか否かを検出する検出機構と
を備えた、試料分析装置。

【請求項18】

前記検出機構が前記少なくとも１つの磁石が取り付けられていないことを検出した場合において、検出結果を報知するための信号を生成する信号生成回路をさらに備えた、請求項１７に記載の試料分析装置。

【請求項19】

前記信号生成回路は、音、光または映像を出力するための信号を生成する、請求項１８に記載の試料分析装置。

【請求項20】

回転軸が重力方向に関して０度以上、９０度以下の角度を有する、請求項１７に記載の試料分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、試料分析用基板および試料分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、尿や血液等の検体の特定成分を分析する技術を開示する。

【0003】

より具体的には、特許文献１は、流路・チャンバー等が形成された円盤状の試料分析用基板を回転させることで、基板内部で液体の移送、分配、混合等を行い、検体中の特定成分を分析する技術を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表平７−５００９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の技術の他にも、種々の分析法に対応できる技術が求められていた。

【0006】

本願の限定的ではない例示的な実施形態は、種々の分析法に対応できる試料分析用基板および試料分析装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

試料分析用基板は、液体試料中のアナライトとリガンドとの結合反応を生じさせるために用いられる試料分析用基板であって、回転軸および所定の厚さを有するベース基板と、ベース基板内に位置し、アナライト、および磁性粒子の表面に固定化されたリガンドを含む液体試料を保持するよう構成されたチャンバーと、磁性粒子をチャンバー内で捕捉する位置に配置された少なくとも１つの磁石とを備えている。

【発明の効果】

【0008】

本願の一態様に係る試料分析用基板および試料分析装置は、簡便な構成で種々の分析法に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】図１Ａは、試料分析用基板１０の外観図の一例である。

【図1B】図１Ｂは、試料分析用基板１０の断面図の一例である。

【図1C】図１Ｃは、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂがそれぞれ磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂに収納された状態の試料分析用基板１０を示す図の一例である。

【図2A】図２Ａは、試料分析用基板１０の磁石１６ａおよびバランサー１６ｂに関する変形例を示す図の一例である。

【図2B】図２Ｂは、試料分析用基板１０の磁石１６ａおよびバランサー１６ｂに関する変形例を示す図の一例である。

【図3】図３は、実施の形態１による試料分析装置１の構成の一例を示す。

【図4】図４は、試料分析装置１を用いて試料を測定する手順を示すフローチャートの一例である。

【図5】図５は、光学的に磁石１６ａを検出するための試料分析装置１の構成例を示す図の一例である。

【図6】図６は、光学的な特性を利用して磁石１６ａを検出する方法の手順を示すフローチャートの一例である。

【図7】図７は、光検出装置２６ａの出力結果を示す図の一例である。

【図8】図８は、磁石１６ａの磁力の有無を検出する試料分析装置１の構成例を示す図の一例である。

【図9】図９は、磁性的な特性を利用して磁石１６ａを検出する方法の手順を示すフローチャートの一例である。

【図10】図１０は、磁力検出装置２６ｂのホール素子の出力結果を示す図の一例である。

【図11】図１１は、試料分析用基板１０の重さに基づいて磁石１６ａの有無を検出する試料分析装置１の構成例を示す図の一例である。

【図12】図１２は、試料分析用基板１０のセットに伴うモータ回転負荷により、磁石１６ａの有無を検出する試料分析装置１の構成例を示す図の一例である。

【図13A】図１３Ａは、変形例による試料分析用基板１１０の外観を示す図の一例である。

【図13B】図１３Ｂは、試料分析用基板１１０のベース基板１１０ａを示す図の一例である。

【図13C】図１３Ｃは、試料分析用基板１１０の磁石ユニット１１０ｂを示す図の一例である。

【図14A】図１４Ａは、ベース基板１１０ａの上面図の一例である。

【図14B】図１４Ｂは、ベース基板１１０ａの断面図の一例である。

【図15A】図１５Ａは、磁石ユニット１１０ｂの上面図の一例である。

【図15B】図１５Ｂは、磁石ユニット１１０ｂの側面図の一例である。

【図16】図１６は、試料分析用基板２００の上面図（下面図）の一例である。

【図17】図１７は、磁性粒子３０２を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を説明する模式図の一例である。

【図18A】図１８Ａは、試料分析用基板２００の液体の移送の動作の一例を示す図である。

【図18B】図１８Ｂは、試料分析用基板２００の液体の移送の動作の一例を示す図である。

【図18C】図１８Ｃは、試料分析用基板２００の液体の移送の動作の一例を示す図である。

【図19】図１９は、磁石１６ｄを有する試料分析装置１００の構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

尿や血液等の検体の成分を分析する方法として、分析対象物であるアナライトと、当該アナライトと特異的に結合するリガンドとの結合反応を用いる方法が知られている。このような分析法としては、例えば、免疫測定法や遺伝子診断法が挙げられる。

【0011】

免疫測定法の一例として、磁性粒子（「磁性ビーズ」、「磁気粒子」又は「磁気ビーズ」等と称することもある。）を用いる方法がある。免疫測定法には、競合法と非競合法が存在する。また、遺伝子診断法の一例として、磁性粒子を用いたハイブリダイゼーションにより、遺伝子検出を行う方法がある。

【0012】

以下、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法（非競合法）を、図１７を参照しながら具体的に説明する。図１７は、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を模式的に示す。図１７の左から右に向かって順に説明する。

【0013】

まず、磁性粒子固定化抗体３０５および抗原３０６が用意される。磁性粒子固定化抗体３０５は、磁性粒子３０２の表面に固定化された抗体３０４である。抗体３０４は一次抗体として機能する。磁性粒子固定化抗体３０５と測定対象物である抗原３０６とで抗原抗体反応を生じさせると、抗原３０６が結合した磁性粒子固定化抗体３０５が得られる。

【0014】

さらに、標識抗体３０８が用意される。標識抗体３０８は、標識物質３０７が結合した抗体であり、二次抗体として機能する。

【0015】

標識抗体３０８と抗原３０６とで抗原抗体反応を生じさせると、抗原３０６に磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８が結合した複合体３１０が得られる。

【0016】

そして、複合体３１０に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７を介してシグナルを検出することにより、検出したシグナルの量に応じた抗原３０６の濃度が測定される。標識物質３０７の一例として、酵素（例えば、ペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、ルシフェラーゼ）、化学発光物質、電気化学発光物質、蛍光物質等が挙げられる。利用される標識物質に応じたシグナル（色素、発光、蛍光）が検出され得る。

【0017】

抗原抗体反応には、反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）の工程が必要である。ここで言う「反応物」は複合体３１０であり、「未反応物」は例えば、検体中の未反応物、磁性粒子等に非特異的に吸着した物質、当該複合体の形成に関与しなかった標識抗体３０８である。

【0018】

Ｂ／Ｆ分離工程の詳細は、磁石を用いて磁性粒子３０２を捕捉し、液体（検体溶液、試薬溶液、洗浄液等）の除去及び磁性粒子の洗浄により、反応物と未反応物を分離し、未反応物を除去する工程を含む。Ｂ／Ｆ分離を達成するには、試料分析装置側若しくは試料分析基板側のいずれかに磁石を設ける必要がある。磁石および磁性粒子を用いたＢ／Ｆ分離は、非競合法よるものだけでなく、競合法による免疫測定法やハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法においても必要である。

【0019】

一方、近年、１つの機器で複数の分析法に対応可能な技術が望まれている。たとえば、Ｂ／Ｆ分離を必要とする分析法および必要としない分析法とに両方対応可能な機器は、有用である。より具体な例として、磁石を用いたＢ／Ｆ分離が不要な酵素比色法や免疫比濁法による分析法と、磁性粒子によるＢ／Ｆ分離を必要とする分析法とに対応可能な単一の機器が有用である。ただし、当該機器には、各分析法に応じた構成が独立して必要となる。

【0020】

他方、試料分析基板側に磁石を設けることで、この問題を解決することができる。しかしながら、近年需要が増加している使い捨て型の試料分析用基板に磁石を設けると、１回の分析で磁石も同時に捨てることになり、無駄が大きくなる。

【0021】

本願発明者らは、これらの問題を解決する技術について鋭意検討した。その結果、以下に説明する新規の試料分析用基板および試料分析装置に想到した。本願の一態様に係る試料分析用基板および試料分析装置を列挙すると、以下の通りである。
[項目１］
液体試料中のアナライトとリガンドとの結合反応を生じさせるために用いられる試料分析用基板であって、
回転軸および所定の厚さを有するベース基板と、
前記ベース基板内に位置し、アナライト、および磁性粒子の表面に固定化されたリガンドを含む液体試料を保持するよう構成されたチャンバーと、
前記磁性粒子を前記チャンバー内で捕捉する位置に配置された少なくとも１つの磁石と
を備えた試料分析用基板。
［項目２］
前記少なくとも１つの磁石は、前記チャンバーの底面に近接した位置に設けられる、項目１に記載の試料分析用基板。
［項目３］
前記少なくとも１つの磁石は、前記ベース基板の前記チャンバーの壁面に近接した位置に設けられており、
前記壁面は、回転による遠心力が作用する方向の法線を有する面である、項目１に記載の試料分析用基板。
［項目４］
前記少なくとも１つの磁石は、前記ベース基板の前記チャンバーの壁面に近接した位置に設けられており、
前記壁面は、回転による遠心力に抗して前記液体試料を支持する側の面である、項目１に記載の試料分析用基板。
［項目５］
前記少なくとも１つの磁石は前記ベース基板に対して着脱可能に設けられている、項目１に記載の試料分析用基板。
［項目６］
前記ベース基板は、上面および下面を有しており、
前記少なくとも１つの磁石は、前記上面から着脱可能に設けられている、項目５に記載の試料分析用基板。
［項目７］
前記ベース基板は、前記上面に前記少なくとも１つの磁石が収納される収納室を有する、項目６に記載の試料分析用基板。
［項目８］
前記少なくとも１つの磁石が前記ベース基板に取り付けられたときにおいて、前記少なくとも１つの磁石は前記上面から突出している、項目６に記載の試料分析用基板。
［項目９］
前記少なくとも１つの磁石は磁石ユニットに設けられており、
前記磁石ユニットが前記ベース基板に着脱されることによって、前記少なくとも１つの磁石が着脱される、項目５に記載の試料分析用基板。
［項目１０］
前記磁石ユニットは前記ベース基板の下面から着脱可能に設けられている、項目９に記載の試料分析用基板。
［項目１１］
前記磁石ユニットが前記ベース基板に取り付けられたときにおいて、前記少なくとも１つの磁石は前記チャンバーに近接した位置に配置される、項目９に記載の試料分析用基板。
［項目１２］
前記ベース基板は、前記磁石ユニットが前記ベース基板に取り付けられたときに前記少なくとも１つの磁石が収納される収納室を有する、項目９に記載の試料分析用基板。
［項目１３］
前記少なくとも１つの磁石は複数である、項目１から１２のいずれかに記載の試料分析用基板。
［項目１４］
前記少なくとも１つの磁石が取り付けられたときに前記基板の重心を前記回転軸に略一致させるためのバランサーをさらに備えた、項目１から１３のいずれかに記載の試料分析用基板。
［項目１５］
前記バランサーは非磁石である、項目１４に記載の試料分析用基板。
［項目１６］
前記バランサーは着脱可能に設けられている、項目１４または１５に記載の試料分析用基板。
［項目１７］
前記少なくとも１つの磁石および前記バランサーは、互いに物理的に識別可能である、項目１４に記載の試料分析用基板。
［項目１８］
項目１から１７のいずれかに記載の試料分析用基板を回転させることが可能な試料分析装置であって、
前記試料分析用基板を回転させるためのモータと、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記試料分析用基板の重さ、磁性的な特性、光学的な特性、回転負荷に応じた電流値若しくは電圧値、回転加速度または定常回転数の少なくとも１つを用いて、前記少なくとも１つの磁石が取り付けられているか否かを検出する検出機構と
を備えた、試料分析装置。
［項目１９］
前記検出機構が前記少なくとも１つの磁石が取り付けられていないことを検出した場合において、検出結果を報知するための信号を生成する信号生成回路をさらに備えた、項目１８に記載の試料分析装置。
［項目２０］
前記信号生成回路は、音、光または映像を出力するための信号を生成する、項目１９に記載の試料分析装置。
［項目２１］
回転軸が重力方向に関して０度以上、９０度以下の角度を有する、項目１８に記載の試料分析装置。
［項目２２］
液体試料中のアナライトとリガンドとの結合反応を生じさせるために用いられる試料分析用基板であって、
回転軸および所定の厚さを有するベース基板と、
前記ベース基板内に位置し、アナライト、および磁性粒子の表面に固定化されたリガンドを含む液体試料を保持するための第１空間を有する第１チャンバーと、
前記ベース基板内に位置し、前記回転軸からの距離が前記第１チャンバーよりも遠くに配置され、アナライト、および磁性粒子の表面に固定化されたリガンドを含む液体試料を保持するための第２空間を有する第２チャンバーと、
前記第１チャンバーと前記第２チャンバーをつなぐ第１流路と、
前記第２チャンバー中の前記磁性粒子を前記第２チャンバー内に捕捉する位置に配置された少なくとも１つの磁石と、
を備えた試料分析用基板。
［項目２３］
前記第１流路は、毛細管現象により液体を移送させる毛細管を有する流路である、項目２２に記載の試料分析用基板。
［項目２４］
前記第１流路は、前記毛細管に前記液体試料が満たされたときにおいて、前記回転軸を中心とする回転による遠心力が毛細管力よりも大きくなったときに、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間でサイフォンの原理を利用して前記液体試料を移送させる、項目２３に記載の試料分析用基板。
［項目２５］
前記第１流路は、前記基板を回転軸が鉛直方向に対して０度より大きく９０度以下の範囲で支持した場合において、重力を利用することで前記液体試料を移送することができる流路である、項目２２に記載の試料分析用基板。
［項目２６］
前記ベース基板内に位置し、前記液体試料を保持するよう構成され、前記回転軸からの距離が前記第２チャンバーよりも遠くに配置された第３チャンバーと、
前記第２チャンバーおよび前記第３チャンバーをつなぐ第２流路と
を備えた、項目２２から２５のいずれかに記載の試料分析用基板。
［項目２７］
前記第２流路は、毛細管現象により液体を移送させる毛細管を有する流路である、項目２６に記載の試料分析用基板。
［項目２８］
前記第２流路は、前記毛細管に前記液体試料が満たされたときにおいて、前記回転軸を中心とする回転による遠心力が毛細管力よりも大きくなったときに、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間でサイフォンの原理を利用して前記液体試料を移送させる、項目２７に記載の試料分析用基板。
［項目２９］
前記少なくとも１つの磁石は、前記第２チャンバーの底面に近接した位置に設けられる、項目２２から２８のいずれかに記載の試料分析用基板。
［項目３０］
前記少なくとも１つの磁石は、前記第２チャンバーの壁面に近接した位置に設けられており、
前記壁面は、回転による遠心力が作用する方向の法線を有する面である、項目２２から２８のいずれかに記載の試料分析用基板。
［項目３１］
前記少なくとも１つの磁石は、前記第２チャンバーの壁面に近接した位置に設けられており、
前記壁面は、回転による遠心力に抗して前記液体試料を支持する側の面である、項目２２から２８のいずれかに記載の試料分析用基板。
［項目３２］
前記少なくとも１つの磁石は前記ベース基板に対して着脱可能に設けられている、項目２２から３１のいずれかに記載の試料分析用基板。

【0022】

以下に、添付の図面を参照しながら、本願の実施の形態の一態様に係る試料分析用基板および試料分析装置を説明する。

【0023】

（実施の形態１）
図１Ａは、試料分析用基板１０の外観を示す。図１Ｂは、試料分析用基板１０の断面を示す。以下の説明では、図１Ａに示される側の試料分析用基板１０の平面を「上面」と呼び、その反対側の平面を「下面」と呼び、上面および下面の間に挟まれた面を「側面」と呼ぶ。

【0024】

実施の形態では、上面および下面は、回転軸Ｐと平行な方向の法線を有する平面であるとして説明する。つまり、上面および下面は、回転軸Ｐに垂直で、かつ互いに平行であるとして説明する。しかしながら、上面および下面は必ずしも全面において平行である必要はない。局所的・全体的に平行でない場合があってもよい。また、上面および下面の少なくとも一方に凹部ないし凸部を有する形状であってもよい。便宜的に、試料分析用基板１０の一方の側および他方の側を「上面」および「下面」と呼ぶ。なお図１Ｂは、回転軸Ｐを含む平面による試料分析用基板１０の断面を示している。

【0025】

試料分析用基板１０は、全体として円盤形状を有する。試料分析用基板１０は、たとえば、その内部に液体が注入された状態で後述の試料分析装置にセットされる。試料分析装置は試料分析用基板１０を回転させることによって、試料分析用基板内の液体を移送し、分配し、混合する。そして試料分析装置は、たとえば試料分析用基板１０の回転を停止させて、混合された液体を光学的に分析する。図１Ａに示される試料分析用基板１０の回転軸Ｐは、試料分析装置が試料分析用基板１０を回転させる際の回転中心である。なお、試料分析用基板１０は、回転軸Ｐが鉛直方向に対して０度以上９０度以下の範囲で支持され、その状態で回転される。

【0026】

試料分析用基板１０内の液体の移送、分配、混合は、内部に形成された各種チャンバーおよび流路を利用して行われる。たとえば、試料分析用基板１０内に第１チャンバー、第２チャンバーおよび両チャンバー間を連結する流路を設けた場合、第１チャンバーに注入された液体は、流路を介して第２チャンバーへ移送される。または、たとえば、試料分析用基板１０内に第１チャンバー、第２チャンバー、第３チャンバー、第１チャンバーと第２チャンバーとの間を連結する第１流路および第１チャンバーと第３チャンバーとの間を連結する第２流路を設けた場合、第１チャンバーに注入された液体は、第１流路および第２流路を介して第２チャンバーおよび第３チャンバーに分配される。または、たとえば、試料分析用基板１０内に第１チャンバー、第２チャンバー、第３チャンバー、第１チャンバーと第３チャンバーとの間を連結する第１流路および第２チャンバーと第３チャンバーとの間を連結する第２流路を設けた場合、第１および第２チャンバーに注入されたそれぞれの液体は、第１流路および第２流路を介して第３チャンバーへ移送されることで、第３チャンバー内で混合される。

【0027】

流路を介したチャンバー間の液体の移送は、種々の方法で達成し得る。たとえば、試料分析用基板１０を回転軸Ｐが鉛直方向に対して０度より大きく９０度以下の範囲で傾けて支持する。そして、試料分析用基板１０の回転角度位置を変更することにより、液体が存在する移送元のチャンバーを、移送先のチャンバーよりも高い位置に配置させる。「高い」とは鉛直方向でより上にあることを言う。これにより、重力を利用して液体を他のチャンバーに移送し得る。この場合、チャンバー間を連結する流路は、毛細管流路ではない。また、試料分析用基板１０を回転軸Ｐが鉛直方向に対して５度以上で傾けて支持することが好ましい。また、試料分析用基板１０を回転軸Ｐが鉛直方向に対して１０度以上４５度以下であることがより好ましい。さらにまた、試料分析用基板１０を回転軸Ｐが鉛直方向に対して２０度以上３０度以下の範囲で傾けて支持することがさらに好ましい。試料分析用基板１０を５度より小さい角度で傾けて支持すると、試料分析用基板１０内の液体にかかる重力が小さすぎて移送に必要な駆動力が得られ難い場合があるからである。「毛細管流路」は、毛細管(capillary tube)現象により毛細管流路の内部に液体を満たすことができる狭い空間を有する流路を指す。毛細管は、毛管路(capillary channel)とも呼ばれる。例えば、毛細管流路が伸びる方向に垂直な断面は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの幅および５０μｍ〜３００μｍの深さ、を有していてもよく、５０μｍ以上（好ましくは５０μｍ〜３００μｍ）の幅および０．１ｍｍ〜５ｍｍの深さ５ｍｍ以下の幅および５０μｍ〜３００μｍの深さを有していてもよい。

【0028】

毛細管流路の液体の移送について、毛細管空間ではない第１チャンバーおよび第２チャンバーと、第１チャンバーと第２チャンバーを接続する毛細管流路を有する構成を例示して説明する。第１チャンバーに保持された液体は、第１チャンバーと毛細管流路と接続部分である開口に接触すると、液体は毛細管力により毛細管流路内に吸引され、その流路内部が液体で満たされる。ここで、試料分析用基板１００の回転により毛細管流路内の液体にかかる遠心力が毛細管流路内の液体にかかる毛細管力以下となる回転数で試料分析用基板１００を回転させた状態（試料分析用基板１００の回転停止状態も含む。）を考える。この状態においては、毛細管流路内の液体は、第２チャンバーへは移送されず、毛細管空間内に留まっている。このように毛細管現象により毛細管流路内部で液体を満たすには、第２チャンバー側、すなわち、毛細管流路の出口側に空気孔（外部環境とチャンバーとの空気の通り道）を備えなければならない。また、第１チャンバー、第２チャンバーおよび毛細管流路といった閉鎖された空間内で毛細管現象による液体の移送を行うには、各チャンバーおよび流路内の気圧の関係から、第１チャンバー側、すなわち毛細管流路の入口側にも空気孔を設けなければならない。

【0029】

次に、毛細管流路に液体が満たされている状態で、試料分析用基板１００の回転により毛細管流路内の液体にかかる遠心力が毛細管流路内の液体にかかる毛細管力よりも大きくなる回転数で、試料分析用基板１００を回転させる。第２チャンバーが、回転軸Ｐに対して第１チャンバーよりも遠い位置に配置されていれば、第１チャンバー中の液体を第２チャンバーに移送することができる。

【0030】

なお、毛細管流路内の壁面に親水性処理を施すことで、毛細管力を向上させることができる。親水性処理は、第１チャンバー４の壁面や各液体試料の点着口に、非イオン系、カチオン系、アニオン系または両イオン系の界面活性剤の塗工、コロナ放電処理、物理的に表面に微細な凹凸を設ける等して行うことができる（例えば、特開２００７−３３６１号公報を参照）。

【0031】

試料分析用基板１０の形状は円盤状である必要はない。たとえば試料分析用基板１０の形状は扇形状でもよいし、正方形状、長方形状、菱形状、六角形状等、種々の形状を採り得る。

【0032】

試料分析用基板１０は、ベース基板１２と、磁石１６ａと、バランサー１６ｂと、磁石収納室１８ａと、バランサー収納室１８ｂとを備えている。

【0033】

ベース基板１２は、所定の厚さを有する部材であり、上述の回転軸Ｐを有する。ベース基板１２は、たとえばアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン等の材質が用いられ、透過率６０％以上で形成されていることが好ましい。

【0034】

磁石１６ａは、上述したＢ／Ｆ分離のために設けられる。磁石１６ａは、磁気粒子を用いた競合法による免疫測定法に一般的に用いられる磁石であればよく、たとえばネオジウム磁石や、フェライト磁石である。図１Ｂには、反応チャンバー１４が示されている。反応チャンバー１４は、少なくともＢ／Ｆ分離において、磁石により磁性粒子が捕捉される空間である。

【0035】

本実施の形態においては、磁石１６ａはベース基板１２の磁石収納室１８ａに挿抜可能である。挿抜は、試料分析用基板１０の上面から行われる。

【0036】

磁石１６ａは、反応チャンバー１４の壁面に近接した位置に挿し込まれる。この壁面は、遠心力が作用する方向に垂直な面である。遠心力は、試料分析用基板１０の回転に伴って、磁性粒子を含む液体試料が受ける外周方向に作用する力である。磁石１６ａが設けられる側の反応チャンバー１４の壁面は、試料分析用基板１０の回転中には、遠心力に抗して液体試料を支持する。

【0037】

バランサー１６ｂは、試料分析用基板１０の重心を回転軸Ｐ上に略一致させるために設けられている。磁石１６ａを試料分析用基板１０に取り付けたことにより、試料分析用基板１０の重心が回転軸Ｐからずれる。そのため、バランサー１６ｂにより、重心位置を調整する。なお、バランサー１６ｂの形状および材質は特に限定されない。

【0038】

「重心が略一致する」とは、厳密でなくてもよいことを意味する。その理由は、試料が導入されていない試料分析用基板１０と、導入されている試料分析用基板１０とでは、そもそも重心の位置が異なってしまうからである。さらに試料の移送等によっても重心の位置が変わり得る。よって未使用の試料分析用基板１０において、重心が回転軸Ｐ上に厳密に一致していなくてもよい。すなわち、後述の試料分析装置１が、試料分析用基板１０に各種液体、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂが保持された試料分析用基板１０で、少なくとも所定の回転速度で回転させることができる重心の状態が、「略一致する」ということになる。

【0039】

バランサー１６ｂはベース基板１２のバランサー収納室１８ｂに挿抜可能である。挿抜は、試料分析用基板１０の上面から行われる。

【0040】

磁石１６ａとバランサー１６ｂとが回転軸Ｐに関して対称に配置される場合には、磁石１６ａとバランサー１６ｂとは同じ重さを有していればよい。一方、磁石１６ａとバランサー１６ｂとが回転軸Ｐに関して対称に配置されない場合には、相互の位置に応じて磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの各重さを調整する必要が生じる。具体的な重さは試料分析用基板１０の設計時に予め特定され得る。なお、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂのそれぞれの数は、１つでなく、複数であってもよい。

【0041】

使用者が、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂを磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂにそれぞれ挿し込む際、挿し違えをする可能性がある。そのような差し違えを防止するため、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの形状を互いに異ならせてもいいし、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの少なくとも一方に、他方と識別可能にするための色、マーク、文字を付してもよい。

【0042】

磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂは、それぞれ、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂを収納する空間である。磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂは、たとえば磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの形状に適合するようにベース基板１２に設けられた凹部である。

【0043】

図１Ｃは、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂがそれぞれ磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂに収納された状態の試料分析用基板１０を示す。

【0044】

磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの一方または両方は、ベース基板１２に固定的に設けられてもよい。たとえば磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの両方がベース基板１２に固定された試料分析用基板１０が製造され、使用され、販売されてもよい。図１Ｃは、磁石１６ａがベース基板１２に固定的に設けられたときの試料分析用基板１０の断面を示している。

【0045】

さらに、磁石１６ａがベース基板１２に固定的に設けられる場合には、磁石１６ａの位置は設計によって適宜変更され得る。ベース基板１２における磁石１６ａの位置は、反応チャンバー１４内のいずれかの壁面に磁性粒子を捕捉できれば（すなわち、チャンバー内で磁性粒子を補足できれば）、特に限定されない。たとえば磁石１６ａを反応チャンバー１４の底面に設けてもよい。もちろん、挿抜可能な態様において磁石１６ａを反応チャンバー１４の底面に挿し込むよう構成してもよい。たとえば磁石１６ａを反応チャンバーの上面に設けてもよい。もちろん、挿抜可能な態様において磁石１６ａを反応チャンバー１４の上に挿し込むよう構成してもよい。

【0046】

図２Ａおよび図２Ｂは、試料分析用基板１０の磁石１６ａおよびバランサー１６ｂに関する変形例を示す。

【0047】

図１Ａ〜図１Ｃでは、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの上部は、試料分析用基板１０の上面と同一平面または上面内に収まっていた。図２Ａおよび図２Ｂの例では、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの上部は、試料分析用基板１０の上面から長さｄだけ突出している（図２Ｂ参照）。これにより、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの取り外しが容易になる。特に、試料分析用基板１０を試料分析装置から取り外す前に、試料分析装置に固定された試料分析用基板１０から磁石１６ａおよびバランサー１６ｂを引き抜くことが容易になる。

【0048】

図３は、本実施の形態による試料分析装置１の構成を示す。

【0049】

試料分析装置１は、装填（セット）された試料分析用基板１０を時計回りまたは反時計回りに回転させ、揺動させ、予め定められた位置に停止させる。これにより、試料分析装置１は、試料分析用基板１０内の反応チャンバー１４内の液体を移送し、混合し、分析することが可能である。

【0050】

試料分析装置１は、モータ２０と、駆動回路２２と、操作部２４と、磁石検出機構２６と、制御回路３０と、表示装置３２とを有する。試料分析用基板１０はその下面において試料分析装置１に着脱可能であり、試料分析装置１を構成する要素ではない。以下、試料分析装置１の各構成要素の概要を説明する。

【0051】

モータ２０は、たとえば永久磁石の回転ロータと、コイルとを有するブラシレスモータである。たとえば、回転ロータは１２極であり、コイルは３相である。ブラシレスモータ２０には複数のホール素子が設けられている。試料分析用基板１０が試料分析装置１にセットされたとき、モータ２０の回転軸と試料分析用基板１０の回転軸Ｐとは一致し、それによりモータ２０が試料分析用基板１０を回転させることができる。上述のように、試料分析用基板１０を試料分析装置１に取り付ける角度を調整することにより、モータ２０は鉛直方向に対して回転軸Ｐの傾きが０度以上９０度以下で試料分析用基板１０を回転させる。

【0052】

なお、モータ２０はブラシモータであってもよいし、ステッピングモータであってもよい。モータ２０の運動が試料分析用基板１０を回転させる運動として伝達されればよい。

【0053】

駆動回路２２は、主としてインバータ回路とそのインバータ回路の動作を制御する回路とを有する（いずれも図示せず）。駆動回路２２は、モータ２０の回転ロータの回転に合わせてモータ２０の３相のコイルへ流す電流の切り替えを行い、モータ２０の回転を制御する。

【0054】

操作部２４は、たとえばタッチパネル、キーボード等の入力装置であり、使用者が試料分析装置１の操作に必要な入力を行うために利用される。操作部２４は、後述する磁石検出処理を開始させるために利用されてもよい。

【0055】

磁石検出機構２６は、測定時に試料分析用基板１０に磁石１６ａが設置されているか否かを検出する。検出方法によって、磁石検出機構２６の具体的な構成は異なっている。以下では複数の構成を説明する。

【0056】

制御回路３０は、たとえば試料分析装置１に設けられたＣＰＵである。制御回路３０は、ＲＡＭ（図示せず）に読み込まれたコンピュータプログラムを実行することにより、当該コンピュータプログラムの手順にしたがって他の回路に命令を送る。その命令を受けた各回路は、本明細書において以下に説明されるように動作して、各回路の機能を実現する。制御回路３０からの命令は、たとえば図３に示されるように、駆動回路２２、操作部２４、磁石検出機構２６、表示装置３２等に送られる。コンピュータプログラムの手順は、添付の図面におけるフローチャートによって示されている。

【0057】

なお、コンピュータプログラムが読み込まれたＲＡＭ、換言すると、コンピュータプログラムを格納するＲＡＭは、揮発性であってもよいし、不揮発性であってもよい。揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなければ記憶している情報を保持できないＲＡＭである。たとえば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）は、典型的な揮発性ＲＡＭである。不揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなくても情報を保持できるＲＡＭである。たとえば、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、抵抗変化型メモリ（ＲｅＲＡＭ）、強誘電体メモリ （ＦｅＲＡＭ）は、不揮発性ＲＡＭの例である。本実施の形態においては、不揮発性ＲＡＭが採用されることが好ましい。揮発性ＲＡＭおよび不揮発性ＲＡＭはいずれも、一時的でない（non-transitory）、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。また、ハードディスクのような磁気記録媒体や、光ディスクのような光学的記録媒体も一時的でない、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。すなわち本開示にかかるコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムを電波信号として伝搬させる、大気などの媒体（一時的な媒体）以外の、一時的でない種々のコンピュータ読み取り可能な媒体に記録され得る。

【0058】

表示装置３２は、たとえば液晶表示装置であり、制御回路３０から出力された映像信号を受け取り、その映像信号を表示する。操作部２４がタッチパネルであるとすると、操作部２４は表示装置３２の一部として設けられ得る。本明細書では表示装置３２は試料分析装置１に設けられているとして説明する。しかしながらこの構成は一例である。表示装置３２は、試料分析装置１の外部の装置であってもよい。

【0059】

本実施の形態では、制御回路３０は、信号生成回路２８を有しており、また表示装置３２はスピーカ３４を有している。

【0060】

信号生成回路２８は、磁石検出機構２６による検出結果がエラーを示すとき、すなわち磁石が検出されないことを示すとき、表示装置３２、またはスピーカ３４に音、光、映像を提示させるための信号（報知信号）を生成する。音や光は、たとえば警告音や、警告灯である。映像は、「磁石が装着されていません」等のメッセージであり、表示装置３２に表示される。

【0061】

本明細書では、視覚的、聴覚的に使用者が認識できるものであればその態様は任意である。

【0062】

以下、図４を参照しながら試料分析装置１の動作を説明する。

【0063】

図４は、試料分析装置１を用いて試料を測定する手順の一例を示す。

【0064】

ステップＳ１〜Ｓ４は試料分析装置１の使用者の動作であり、ステップＳ５以降が試料分析装置１の動作である。

【0065】

使用者は、ステップＳ１において試料分析用基板１０と磁石１６ａとを準備する。ステップＳ２において、使用者は試料分析用基板１０に磁石１６ａを装着する。使用者は、必要に応じてステップＳ１においてバランサー１６ｂを用意し、ステップＳ２においてそのバランサー１６ｂを装着してもよい。装着により、図１Ｃまたは図２Ａおよび図２Ｂに示す試料分析用基板１０が得られる。

【0066】

使用者は、ステップＳ３において、試料分析用基板１０へ検体となる試料を導入し、ステップＳ４において、試料分析用基板１０を試料分析装置１にセットする。この操作により、試料分析用基板１０が試料分析装置１に回転可能に固定される。

【0067】

ステップＳ５において、制御回路３０は磁石検出機構２６に磁石１６ａの検出処理を実行させる。

【0068】

ステップＳ６において、磁石検出機構２６は磁石１６ａの有無を判定する。判定処理の詳細は後述する。判定の結果、磁石１６ａが存在する場合には処理はステップＳ７に進み、存在しない場合には処理はステップＳ８に進む。

【0069】

ステップＳ７では、制御回路３０は予め定められた手順に従って、試料分析用基板１０の揺動、回転、停止等を行い、試料を測定する。本明細書では測定の具体的内容の説明は省略する。

【0070】

ステップＳ８では、制御回路３０が、磁石検出機構２６の検出結果がエラーであることを示す信号を受け取ると、信号生成回路２８は報知信号を生成する。表示装置３２は報知信号に基づいてエラーを表示する。

【0071】

以下、磁石検出機構２６の具体例を説明する。磁石検出機構２６による検出方法として、本明細書では、試料分析用基板１０の光学的な特性、磁性的な特性、試料分析用基板１０の重さ、回転負荷に応じた電流値若しくは電圧値、回転加速度または定常回転数を用いる例を説明する。なお、これらの検出方法は択一的でなくてもよい。磁石検出機構２６は、少なくとも１つの方法によって磁石１６ａを検出する。

【0072】

なお、以下では適宜ブロック図を用いて説明するが、磁石検出に関連する構成要素の説明にとどめ、他の構成要素の説明は省略する。

【0073】

図５は、光学的に磁石１６ａを検出する試料分析装置１の構成例を示す。磁石検出機構２６として、光検出装置２６ａおよび光源３８が設けられる。

【0074】

光検出装置２６ａは、図示されない受光素子、駆動回路および、電圧変換回路を含む。光検出装置２６ａにおいては、駆動回路の制御の下、受光素子は光電変換によって電流値の信号を生成し、電圧値の信号に変換する。電圧変換回路は電圧値の信号を制御回路３０に出力し、その信号を利用して制御回路３０が磁石有無を判定する。なお光検出装置２６ａに演算回路を設け、光検出装置２６ａが磁石１６ａの有無を判定してもよい。受光素子は、光源３８から出力された光を受光できる位置に配置されている。また、光源３８は、試料分析装置１に試料分析用基板１０が装着され、試料分析用基板１０を回転させた場合において、試料分析用基板１０内の磁石に光を照射できる位置に配置されている。

【0075】

図６は、光学的な特性を利用して磁石１６ａを検出する方法の手順を示す。

【0076】

ステップＳ１１において、使用者が操作部２４を操作して磁石の検出開始を指示する。たとえばハードウェアとして、磁石の検出開始ボタンを設けてある場合には、ステップＳ１１は、そのボタンの押下を受け付ける処理に対応する。

【0077】

ステップＳ１２において、制御回路３０は光検出装置２６ａおよび光源３８を起動させる。

【0078】

ステップＳ１３において、モータ２０が試料分析用基板１０を回転させる。

【0079】

ステップＳ１４において、光検出装置２６ａが光源３８からの光の検出を開始する。

【0080】

ステップＳ１５において、制御回路３０は、光検出装置２６ａによって検出された光に基づいて信号を処理し、磁石１６ａの存在の有無を判定する。以下、図７を参照しながら、この処理の詳細を説明する。

【0081】

図７は、光検出装置２６ａの出力結果を示す。本例では、磁石１６ａが装着されているとし、試料分析用基板１０を一回転させたときの出力結果を示している。横軸が時間を表し、縦軸が光検出装置２６ａの検出結果（出力）を表す。

【0082】

回転が開始されると、ベース基板１２が光を透過することにより、光源３８からの光が光検出装置２６ａに検出される。回転が継続されて光が磁石１６ａに当たる。磁石１６ａは透過率が０であるため、磁石１６ａの通過中は、光検出装置２６ａは光を検出しない。図７において、期間Ｄが磁石１６ａの通過期間に相当する。そして磁石１６ａの通過後は、光検出装置２６ａは再び光源３８からの光を検出する。

【0083】

図７の検出波形から理解されるように、制御回路３０は、閾値Ｔを設定し、その値を下回る期間Ｄが存在すれば、磁石１６ａが装着されていると判定できる。一方、磁石が装着されていなければ、閾値Ｔを下回る期間が存在しないことになる。その場合には、制御回路３０は磁石１６ａが装着されていないと判定できる。

【0084】

なお、透過率が低い材料を用いてバランサー１６ｂを形成する場合には、磁石１６ａとバランサー１６ｂとが異なる半径上の位置になることが好ましい。バランサー１６ｂが装着されていて、磁石１６ａが装着されていない場合の誤検出を防止するためである。

【0085】

なお、磁石１６ａとバランサー１６ｂとが同じ半径位置に設けられるよう、試料分析用基板１０が構成されている場合であっても、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの形状により、それぞれを判別することは可能である。具体的には、回転方向に沿った長さに関し、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂに差異を設ければよい。磁石１６ａおよびバランサー１６ｂが装着された状態で試料分析用基板１０を一回転させると、その出力結果には、閾値Ｔを下回る期間が２つ存在することとなる。磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの回転方向に沿った長さが異なっていれば、閾値Ｔを下回る期間の長さが相違する。よって、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂが、回転方向に沿って異なる長さになるよう、それらの形状を決定すると、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂのそれぞれについて、存在するか否かを判別できる。

【0086】

また、光源３８からの光に関し、バランサー１６ｂの透過率と磁石１６ａの透過率とを相違させることにより、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂをそれぞれ判別することもできる。たとえば、材質等を変更することにより、光源３８からの光に対する各透過率を以下のように設定する。
磁石１６ａの透過率＜バランサー１６ｂの透過率＜ベース基板１２の透過率
この場合、たとえば、２つの閾値（Ｔ１、Ｔ２；Ｔ１＜Ｔ２）を予め設定しておき、出力結果が閾値Ｔ１よりも低い期間が存在すると試料分析用基板１０内に磁石１６ａが存在すると判定し、閾値Ｔ２よりも低く、閾値Ｔ１よりも高い期間が存在するとバランサー１６ｂが存在すると判定する。このような構成であっても、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂのそれぞれの存否を判別することができる。

【0087】

図８は、磁石１６ａの磁力の有無を検出する試料分析装置１の構成例を示す。磁石検出機構２６として、磁力検出装置２６ｂが設けられる。

【0088】

磁力検出装置２６ｂは、たとえば磁力に応じて電圧を出力する、もしくはスイッチを開閉する素子、駆動回路および電圧変換回路を含む。磁力に応じた電圧を出力する素子として、ホール素子を利用することができる。また磁力に応じてスイッチを開閉する素子としてリードスイッチを利用することができる。以下ではホール素子を用いる例を説明する。

【0089】

磁力検出装置２６ｂは、ホール素子から出力された電圧の信号を制御回路３０に出力し、制御回路３０が磁石有無を判定する。なお磁力検出装置２６ｂに演算回路を設け、光検出装置２６ａが磁石１６ａの有無を判定してもよい。

【0090】

図９は、磁性的な特性を利用して磁石１６ａを検出する方法の手順を示す。

【0091】

ステップＳ２１において、使用者が操作部２４を操作して磁石の検出開始を指示する。たとえばハードウェアとして、磁石の検出開始ボタンを設けてある場合には、ステップＳ２１は、そのボタンの押下を受け付ける処理に対応する。

【0092】

ステップＳ２２において、制御回路３０は磁力検出装置２６ｂのホール素子を起動させる。

【0093】

ステップＳ２３において、モータ２０が試料分析用基板１０を回転させる。

【0094】

ステップＳ２４において、磁力検出装置２６ｂのホール素子が磁気を検出する。ホール素子は、磁力の強さに応じた電圧信号を出力する。

【0095】

ステップＳ２５において、制御回路３０は、磁力検出装置２６ｂのホール素子から出力された電圧信号を処理し、磁石１６ａの存在の有無を判定する。以下、図１０を参照しながら、この処理の詳細を説明する。

【0096】

図１０は、磁力検出装置２６ｂのホール素子の出力結果を示す。本例では、磁石１６ａが装着されているとし、試料分析用基板１０を一回転させたときの出力結果を示している。横軸が時間を表し、縦軸が磁力検出装置２６ｂの検出結果（出力）を表す。なお、図１０は、以下の条件下での出力結果を示している。
・磁石１６ａが試料分析用基板１０の下面から上面に向かって順にＳ極、Ｎ極が配置されている。
・磁力検出装置２６ｂが試料分析用基板１０の下面から、磁石１６ａの磁力を検出する。
・磁力検出装置２６ｂのホール素子は、磁石１６ａのＳ極が近づくと、出力電圧が正になるように設定されている。

【0097】

回転が開始されると、磁石１６ａとホール素子とが離れた位置にある状況では、ホール素子は比較的小さい電圧のみを出力する。そして回転が継続されると、磁石１６ａがホール素子に近づき、最接近した後、磁石１６ａはホール素子から離れていく。図１０において、期間Ｄは、磁石１６ａがホール素子に近づき、最接近した後、離れていく状況に対応する。磁石１６ａの通過後は、磁石１６ａとホール素子とが離れるため、ホール素子は比較的小さい電圧のみを出力する。

【0098】

図１０の検出波形から理解されるように、制御回路３０は、閾値Ｔを設定し、その値を超える期間Ｄが存在すれば、磁石１６ａが装着されていると判定できる。一方、磁石が装着されていなければ、閾値Ｔを上回る期間が存在しないことになる。その場合には、制御回路３０は磁石１６ａが装着されていないと判定できる。

【0099】

なお、磁力検出装置２６ｂのホール素子の検出感度が十分高い、および／または磁石１６ａの磁力が十分強い場合には、モータ２０が試料分析用基板１０を回転させることなく、試料分析用基板１０を試料分析装置１にセットするだけで検出することも可能である。その場合には、ステップＳ２３の処理は不要である。制御回路３０は、ホール素子の出力が予め定めた閾値を超えている場合には磁石１６ａが装着されていると判定し、超えていない場合には磁石１６ａが装着されていないと判定すればよい。

【0100】

図１１は、試料分析用基板１０の重さに基づいて磁石１６ａの有無を検出する試料分析装置１の構成例を示す。磁石検出機構２６として、重さ計測回路４２が設けられる。なお、下記のとおり、動作が比較的簡易であるため、フローチャートによる説明は省略する。ただし制御回路３０が動作する以上、その処理は下記の内容に従って実行されるプログラムによって実現され得る。

【0101】

重さ計測回路４２は、たとえば物体の歪みを測定するための力学的センサである歪みゲージである。どのような歪みゲージを用いるかによって、設計時に、歪みゲージが感じる荷重と、歪み量とを予め特定しておくことが可能である。

【0102】

たとえば、試料分析用基板１０の重さが１４．０グラムであるとし、磁石１６ａが単体で０．７グラムであるとする。制御回路３０は、重さ計測回路４２からの歪み量により、現在の荷重を検出できる。その荷重が１４．７グラムであることを示していれば、制御回路３０は、試料分析用基板１０に磁石１６ａが存在すると判定できる。一方、荷重が１４．０グラムであることを示していれば、制御回路３０は、試料分析用基板１０には磁石１６ａが存在しないと判定できる。

【0103】

図１２は、試料分析用基板１０のセットに伴うモータ回転負荷により、磁石１６ａの有無を検出する試料分析装置１の構成例を示す。磁石検出機構２６として、駆動回路２２内に負荷検出回路２６ｃが設けられる。なお、下記のとおり、動作が比較的簡易であるため、フローチャートによる説明は省略する。ただし制御回路３０が動作する以上、その処理は下記の内容に従って実行されるプログラムによって実現され得る。

【0104】

負荷検出回路２６ｃは、モータ２０の回転負荷を検出する。回転負荷は、回転させる試料分析用基板１０の重さに依存して変化する。本例の動作原理は、磁石１６ａの重さによって、試料分析用基板１０を回転させるモータ２０の負荷が増大することを利用する。すなわち負荷検出回路２６ｃが検出したモータ２０の負荷に応じて、磁石１６ａが存在しているか否かを判定できる。

【0105】

具体的には、駆動回路２２によって駆動されるモータ２０が試料分析用基板１０を一定の回転数（たとえば１０００ｒｐｍ）で回転させ、負荷検出回路２６ｃが負荷電流の値を計測する。磁石１６ａが存在する場合に計測される負荷電流の値Ｘ１、および磁石１６ａが存在しない場合に計測される負荷電流の値Ｘ２は、設計時に予め特定されている。磁石１６ａが存在する場合には磁石１６ａの重さ分だけ負荷が増える。よって、上述の値Ｘ１およびＸ２は、Ｘ１＞Ｘ２の関係を有する。制御回路３０は、負荷検出回路２６ｃによって計測された負荷電流の値により、磁石１６ａの存在の有無を判定できる。

【0106】

なお、一定の負荷電流を流してモータ２０が試料分析用基板１０を回転させ、そのときの回転数を計測することによって、磁石１６ａの有無を判定することもできる。

【0107】

具体的には、駆動回路２２によって駆動されるモータ２０は、試料分析用基板１０を一定の回転数（たとえば１０００ｒｐｍ）で回転させ、負荷検出回路２６ｃがそのときの回転数を計測する。磁石１６ａが存在する場合に計測される回転数の値Ｘ３、および磁石１６ａが存在しない場合に計測される回転数の値Ｘ４は、設計時に予め特定されている。磁石１６ａが存在する場合には磁石１６ａの重さ分だけ負荷が増える。よって、上述の値Ｘ３およびＸ４は、Ｘ３＜Ｘ４の関係を有する。制御回路３０は、負荷検出回路２６ｃによって計測された回転数の値により、磁石１６ａの存在の有無を判定できる。

【0108】

なお、試料分析用基板１０に、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂの一方しか設置されていない場合も想定される。このような試料分析用基板１０はバランスが取れていないため、実際の回転数が想定されている回転数よりも下がる。よって、最終的に回転が安定した時点での回転数（定常回転数）で磁石１６ａの有無を検出すればよい。制御回路３０は、磁石１６ａの有無、磁石１６ａまたはバランサー１６ｂの一方が存在しないことを報知信号によって使用者に伝えてもよい。

【0109】

バランスが取れていない試料分析用基板１０をモータ２０が回転させて負荷電流の値を計測する場合には、実際の電流値が想定されている電流値と異なる。よってそのときの電流値を利用して、制御回路３０は、磁石１６ａまたはバランサー１６ｂが存在しないことを報知信号によって使用者に伝えてもよい。

【0110】

上述の例では負荷電流の値を計測すると説明したが、駆動電圧を計測してもよい。また、磁石１６ａ（バランサー１６ｂを含む）の有無によって、回転数を挙げていく際の加速度の値も異なる。磁石１６ａが存在する試料分析用基板１０の加速度は、磁石１６ａが存在しない試料分析用基板１０の加速度よりも小さい。そしていずれの加速度の値も、設計上特定することが可能である。そのような加速度を利用して磁石１６ａの有無を検出してもよい。なお、加速度の検出方法は種々考えられる。たとえば、モータ２０にホール素子が設けられている場合には、駆動回路２２はホール素子の出力値に基づけば、モータ２０の回転ロータの加速度、すなわち試料分析用基板１０の回転加速度の値を求めることができる。

【0111】

次に、図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａおよび図１５Ｂを参照しながら、試料分析用基板１０の変形例を説明する。

【0112】

図１３Ａは、変形例による試料分析用基板１１０の外観を示す。これまで説明した試料分析用基板１０は、磁石１６ａ、バランサー１６ｂ等が部品としてベース基板１２から取り外しできるよう構成されていた。

【0113】

試料分析用基板１１０は、２つの部品が組み合わされて構成されている。

【0114】

図１３Ｂは、試料分析用基板１１０のベース基板１１０ａを示し、図１３Ｃは試料分析用基板１１０の磁石ユニット１１０ｂを示す。試料分析用基板１１０は、ベース基板１１０ａと磁石ユニット１１０ｂとが嵌合することによって構成される。

【0115】

図１３Ｂに示されるように、ベース基板１１０ａは、磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂを有している。さらにベース基板１１０ａは、複数の固定用穴１８ｃが設けられている。なお穴１８ｃの数は任意である。

【0116】

一方、図１３Ｃに示されるように、磁石ユニット１１０ｂには、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂが設けられ、さらに固定用突起１６ｃが設けられている。本変形例では、磁石１６ａおよびバランサー１６ｂは磁石ユニット１１０ｂに固定されている。

【0117】

図１４Ａおよび図１４Ｂは、ベース基板１１０ａの上面図および断面図である。

【0118】

図１５Ａおよび図１５Ｂは、磁石ユニット１１０ｂの上面図および側面図である。

【0119】

磁石１６ａおよびバランサー１６ｂが磁石収納室１８ａおよびバランサー収納室１８ｂに挿し込まれ、さらに固定用突起１６ｃが固定用穴１８ｃに挿し込まれることにより、試料分析用基板１１０は回転方向に関しては固定される。

【0120】

なお、図１３Ａ〜１５Ｂの例では、磁石ユニット１１０ｂはベース基板１１０ａの下面から着脱可能に設けられるとしたが、これは一例である。たとえば磁石ユニット１１０ｂがベース基板１１０ａの上面から着脱できてもよい。

【0121】

さらに、磁石ユニット１１０ｂがベース基板１１０ａの側面から着脱できてもよい。たとえば磁石ユニット１１０ｂおよびベース基板１１０ａを、試料分析用基板１０を回転軸に平行な平面で切断した一方と他方のように構成する。その際、磁石１６ａを有する側を上述の便宜的に磁石ユニット１１０ｂと呼び、磁石収納室１８ａを有する側をベース基板１１０ａと呼ぶ。このような例示的な構成によれば、磁石ユニット１１０ｂがベース基板１１０ａの側面から着脱することが可能である。

【0122】

（実施の形態２）
図１６は、本実施の形態にかかる試料分析用基板２００の上面図（または下面図）の一例である。なお「上面」、「下面」の定義は、実施の形態１において図１Ａに関連して説明した通りである。

【0123】

試料分析用基板２００は、回転軸Ｐ、磁石１６ａ、第１空間を有する第１チャンバー２０１、第２空間を有する第２チャンバー２０２および第３空間を有する第３チャンバー２０３を有する。なお、図１６においては、バランサー１６ｂの構成は省略している。

【0124】

試料分析用基板２００は、第１チャンバー２０１と第２チャンバー２０２とをつなぐ第１流路２０５、および第２チャンバー２０２と第３チャンバー２０３とをつなぐ第２流路２０６を有している。ここでいう「つなぐ」とは、液体試料を移送可能に接続することを言う。

【0125】

第１チャンバー２０１、第２チャンバー２０２および第３チャンバー２０３の形状および試料分析用基板２００内における配置を説明する。

【0126】

まず、第１チャンバー２０１について説明する。本実施の形態においては、第１チャンバー２０１の形状は任意である。第１チャンバー２０１と第１流路２０５の接続部分は、基本的に、第１チャンバー２０１の回転軸に平行な方向に位置する壁面のうち、回転軸から最も遠い（最外周壁面）壁面か、最外周壁面に隣接する側壁のうち、第１チャンバー２０１と第１流路２０５の接続部分とを含む位置であることが望ましい。理由としては、第１チャンバー２０１中の液体を第２チャンバー２０２に移送させるにあたり、第１チャンバー２０１中に液残りが生じる事を防止できるからである。ただし、上述の構成は、第１チャンバー２０１の形状に依存し得ることに留意されたい。

【0127】

また、後述のように第１流路２０５は毛細管流路であるため、第１チャンバー２０１には空気孔を備える必要がある。図１６には、第１チャンバー２０１に設けられた空気孔Ｈ１が例示されている。図１６において同じ形状の「○」は、空気孔を示している。空気孔の位置は、チャンバー中に液体を入れた際に、空気孔が液体で埋まらなければ、任意である。回転軸に近い側面部分か、側壁の側面部分の回転軸に近い側であり得る。次に説明する第２チャンバー２０２および第３チャンバー２０３に設けられた「○」についても同様である。

【0128】

次に、第２チャンバー２０２を説明する。本実施の形態においては、第２チャンバー２０２の形状も任意である。第２チャンバー２０２と第１流路２０５との接続部分は、基本的に、第２チャンバー２０１の回転軸に平行な方向に位置する壁面のうち、回転軸から最も近い（最内周壁面）壁面か、最内周壁面に隣接する側壁（できれば、そのうちの内周側）であることが望ましい。ただし、上述の構成は、第１チャンバー２０２の形状に依存し得ることに留意されたい。

【0129】

第１流路２０５および第２流路２０６が毛細管流路である場合、空気孔（少なくとも１個）を備える必要がある。図１６には、第２チャンバー２０２に設けられた空気孔Ｈ２が例示されている。

【0130】

第２チャンバー２０２の位置は、回転軸Ｐに対して第１チャンバー２０１よりも遠い位置に配置する必要がある。

【0131】

最後に、第３チャンバー２０３を説明する。第３チャンバー２０３の構成は、基本的には第２チャンバー２０２の構成に準じる。すなわち、第３チャンバー２０３の形状は任意であり、空気孔を設ける必要がある。また、第３チャンバー２０３と第２流路２０６との接続部分は、基本的に、第３チャンバー２０３の回転軸に平行な方向に位置する壁面のうち、回転軸から最も近い（最内周壁面）壁面か、最内周壁面に隣接する側壁（できれば、そのうちの内周側）であることが望ましい。ただし、第３チャンバー２０３の位置は、回転軸Ｐに対して第２チャンバー２０２よりも遠い位置に配置する必要がある。

【0132】

次に、第１流路２０５および第２流路２０６を説明する。

【0133】

第１流路２０５は、第１チャンバー２０１から第２チャンバー２０２に向かう方向に沿って、第１屈曲部２０５ａおよび第２屈曲部２０５ｂを有している。第１屈曲部２０５ａは、回転軸Ｐと反対側に凸形状を有し、第２屈曲部２０５ｂは回転軸Ｐ側に凸形状を有する。第１屈曲部２０５ａは、第１流路２０５が接続する２つのチャンバー（２０１、２０２）のうち、回転軸Ｐに近い側に位置する第１チャンバー２０１と、第２屈曲部２０５ｂとの間に位置している。第１流路２０５が接続する２つのチャンバー（２０１、２０２）のうち、回転軸Ｐと、回転軸Ｐから遠くに位置するチャンバー２０２の最も回転軸に近い側面との距離をＲ１とし、回転軸Ｐから、第１屈曲部２０５ａの最も回転軸Ｐから遠い側に位置する点までの距離をＲ２とした場合、Ｒ１＞Ｒ２を満たすことが好ましい。また、回転軸Ｐと、回転軸Ｐのより近くに位置するチャンバー２０１に保持された液体が、遠心力によって、チャンバー２０１の側面に偏って保持されている場合において、回転軸Ｐから液体の液面までの距離をＲ４とし、回転軸Ｐから、第２屈曲部２０５ｂの最も回転軸Ｐに近い側に位置する点までの距離をＲ３とした場合、Ｒ４＞Ｒ３を満たすことが好ましい。

【0134】

モータ２０が試料分析用基板２００をある回転数で回転させているときにおいて、液体試料は、第１チャンバー２０１から第１流路２０５を介して第２チャンバー２０２に移送される。さらに、その回転状態が維持された状態においては、第２チャンバー２０２中の液体試料は第３チャンバー２０３へ移送されない。ここでいう「回転数」は、第１流路２０５及び第２流路２０６の液体に対する毛細管力が同一であると仮定した場合、第２流路２０６中の液体にかかる毛細管力よりも試料分析用基板１００の回転により液体にかかる遠心力のほうが大きい回転数である。モータ２０がこの回転数で試料分析用基板１００を回転させることによって、第１チャンバー２０１から第１流路２０５を介して第２チャンバー２０２に液体試料が移送された場合、第２チャンバー中の液体試料の一部が、第２流路２０６の一部を満たす。すなわち、第２チャンバー２０２に移送された液体試料は、第２流路２０６の毛細管力により第２流路２０６中に液体試料が引き込まれるが、この毛細管力よりも試料分析用基板１００の回転による遠心力が大きい。そのため、第２流路２０６中の液体試料は、第２チャンバー２０２中の液体試料の液面の高さ（回転軸Ｐからの距離）と同じ高さまでしか満たされない。

【0135】

そして、モータ２０が試料分析用基板２００を回転させてその回転数を調整することにより、第２流路２０６の液体試料にかかる遠心力を、第２流路２０６の液体試料にかかる毛細管力よりも小さくする（回転停止状態も含む）。

【0136】

第２流路２０６は、毛細管現象により、第２チャンバー２０２中の液体の一部によって満たされる。さらに、第２流路２０６が液体で満たされた状態からモータ２０が試料分析用基板２００を回転させると、ある時点で、遠心力が毛細管力を上回る。すると第２流路２０６は、第２チャンバー２０２中の液体を第３チャンバー２０３へ排出する。この結果、サイフォンの原理により、第２チャンバー２０２の液体試料が第２流路２０６を介して第３チャンバー２０３に移送される。なお、上述のように、第３チャンバー２０３は回転軸Ｐに対して第２チャンバー２０２よりも遠い位置に配置されている。つまり、遠心力が作用する方向に関して、第３チャンバー２０３は第２チャンバー２０２よりも低い（離れた）位置にあると言える。上述の原理で流路を液体が移動することを、毛細管現象およびサイフォンの原理と呼ぶ。すなわち、ここでいう「サイフォンの原理」とは、試料分析用基板１００の回転のより液体にかかる遠心力と流路の毛細管力とのバランスで送液制御が行われることをいう。毛管路およびサイフォンの構造を備えることにより、流路は液体をチャンバーへ移送できる。

【0137】

いま、試料分析用基板２００を用いて、図１７に示す手順で磁性粒子を用いた免疫測定を行う例を考える。

【0138】

第１チャンバー２０１は、磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６および標識抗体３０８を反応させて最終的に複合体３１０を形成させる反応場である。したがって、第１チャンバー２０１にそれぞれ、磁性粒子固定化抗体３０５を含む液体、抗原３０６を含む検体溶液および標識抗体３０８を含む液体をそれぞれ分注して、複合体３１０を形成させてもよい。

【0139】

または、さらに他のチャンバーおよび流路を用いて図１７に示す手順で免疫測定を行うこともできる。たとえば、試料分析用基板２００に別途３つのチャンバーおよび流路が形成され、そのうちの３つのチャンバーそれぞれに、磁性粒子固定化抗体３０５を含む溶液、抗原３０６を含む検体溶液および標識抗体３０８を含む溶液を、それぞれ保持させる。これら３つのチャンバーの各々は、第１チャンバー２０１とそれぞれ流路でつながれている。そして、別途３つのチャンバーそれぞれから各液体を、各流路を介して第１チャンバー２０１に移送し、複合体３１０を形成させてもよい。

【0140】

または、磁性粒子固定化抗体３０５や標識抗体３０８を乾燥させ（以下、「ドライ化試薬」と称する。）、このドライ化試薬を第１チャンバー２０１に保持させ、抗原３０６を含む液体で溶解させることで、複合体３１０を形成させてもよい。この場合、抗原３０６を含む液体を、第１チャンバー２０１に分注してもよいし、他に形成されたチャンバーから流路を介して第１チャンバー２０１に移送してもよい。

【0141】

または、測定時に他に形成されたチャンバーに保持されたドライ化試薬を所定の溶液で溶解させ、抗原３０６を含む液体をそれぞれの流路を介して第１チャンバー２０１に移送し、第１チャンバー２０１中で混合させることで複合体３１０を形成させてもよい。

【0142】

再び図１６を参照する。

【0143】

第２チャンバー２０２では、Ｂ／Ｆ分離が行われる。第１チャンバー２０１中の複合体３１０を含む液体が第１流路２０５を介して第２チャンバー２０２に移送される。複合体３１０を含む磁性粒子３０２は、磁石１６ａの磁力により、第２チャンバー２０２の壁面に捕捉される。

【0144】

第３チャンバー２０３は、第２チャンバー２０２において不要になった液体を保持する。不要な液体は、第２流路２０６を介して第２チャンバー２０２から第３チャンバー２０３に排出される。

【0145】

図１６の例では、磁石１６ａは、第２チャンバー２０２の壁面に近接した位置に配置される。この壁面は、遠心力が作用する方向に垂直な面である。遠心力は、試料分析用基板２００の回転に伴って、磁性粒子３０２を含む液体試料が受ける外周方向に作用する力である。試料分析用基板２００の回転中には、磁石１６ａが設けられる側の反応チャンバー１４の壁面は、遠心力に抗して液体試料を支持する。なお、第２チャンバー２０２の壁面で磁性粒子を捕捉できる限り、磁石１６ａが設けられる位置は任意である。

【0146】

なお、第１チャンバー２０１から第３チャンバー２０３までの経路において、第２チャンバー２０２中で厳密な送液制御を行いたい場合には、上述の第２流路２０６についてはサイフォンの構造を有することが必要であるが、第１流路２０５については必ずしもサイフォンの構造を有する流路でなくてもよい。毛管路およびサイフォンの構造を利用すると、液体の移送の制御が容易になる。図１６は、サイフォンの原理を利用する構成例である。毛細管現象およびサイフォンの原理について、図１６の第２チャンバー２０２から第３チャンバー２０３の液体の移送の例を用いて説明する。まず、モータ２０が試料分析用基板２００を高速回転させると、液体試料が第１チャンバー２０１から第２チャンバー２０２に移送される。ここでいう「高速回転」とは、試料分析用基板２００内の液体に、予め定められた大きさ以上の大きさの遠心力がかかる回転速度をいう。「予め定められた大きさ以上の大きさの遠心力がかかる回転速度」とは、試料分析用基板２００の回転によって遠心力が生じることにより、反応液等の液体が重力によって移動しない回転速度であって、各毛管路の毛細管力よりも大きい遠心力をかけることができる回転速度である。以下、本明細書において同じである。

【0147】

上述の通り、高速回転状態が維持された状態においては、第２チャンバー２０２中の液体試料は、第２流路２０６を介して第３チャンバー２０３へ移送されない。一方、試料分析用基板２００を毛管路の毛細管力よりも小さい遠心力がかかる回転数で回転（停止状態も含む）させた状態では、第２チャンバー２０２中の液体の一部は毛細管現象により第２流路２０６を満たす。第２流路２０６が液体で満たされた状態からモータ２０が試料分析用基板２００を回転させると、遠心力が毛細管力を上回った時点で、第２チャンバー２０２中の液体が、第３チャンバー２０３へ移送され始める。この結果、モータ２０がその回転数以上の回転数を維持している限り、サイフォンの原理により、第２チャンバー２０２の液体試料が継続的に第３チャンバー２０３に移送される。

【0148】

上述のように、第１流路２０５および第２流路２０６は、毛細管現象により液体を引き込み、移送する毛細管流路であることが望ましい。

【0149】

ただし、第１流路２０５および第２流路２０６は、毛細管現象を利用した流路であることは必須ではない。この場合において、第１チャンバー２０１から第２チャンバー２０２を介して第３チャンバー２０３へ液体を移送するにあたって、第２チャンバー２０２と第３チャンバー２０３との間の液体の移送を制御する場合で説明する。

【0150】

たとえば、第１流路２０５が、試料分析用基板２００の回転角度位置を調整して移送元である第１チャンバー２０１と移送先である第２チャンバー２０２とに高低差を生じさせ、重力を利用して液体試料を移送する場合、試料分析用基板２００を回転軸Ｐが鉛直方向に対して０度より大きく９０度以下の範囲で支持する。第１チャンバー２０１は、ある回転角度位置では第１チャンバー２０１中に液体を保持することができる形状を有する。さらに、第１チャンバー２０１は、試料分析用基板２００の回転角度が変更された場合には、第１チャンバー２０１に保持された液体が第１流路２０５を介して第２チャンバー２０２に流れ出ることができる形状を有する。具体例としては、第１チャンバー２０１の最外周壁面（回転軸Ｐから最も遠い壁面）の形状を、試料分析用基板２００を所定の角度で保持した場合に、この最外周壁面で液体試料が保持できるようにかかる壁面を凹形状に形成することが好ましい。また、この場合、第２流路２０６は、毛細管流路（サイフォン構造を含む）でも、重力を利用して液体試料の移送が可能な流路であってもよい。ただし、第２流路２０６が、重力を利用して液体試料の移送が可能な流路である場合には、第２チャンバー２０２の最外周壁面は、前述の第１チャンバー２０２の通り、凹形状を形成することが好ましい。

【0151】

一方、第２チャンバー２０２中で複合体３１０の形成反応とＢ／Ｆ分離とを行う構成も考えられる。しかしながら、本実施の形態に示す試料分析用基板２００は、複合体３１０の形成反応を第２チャンバー２０２ではなく、第１チャンバー２０１で行うと仮定している。その理由は、第２チャンバー２０２で複合体３１０の形成反応を行うと、磁性粒子が磁石１６ａにより第２チャンバー２０２の壁面で捕捉された状態で複合体３１０の形成反応が行われてしまうからである。すなわち、第２チャンバー２０２で複合体３１０の形成反応を行うと、磁性粒子の位置がほぼ固定された状態で複合体３１０の形成反応が行われることになり、反応効率が悪くなるとともに、複合体形成反応に時間を要してしまう。

【0152】

また、免疫測定を行うにあたって、複合体３１０の形成反応が完了した後、図示しないチャンバーに保持された発光基質ないし発色基質を第２チャンバー２０２に移送し、発光ないし発色反応をさせることも考えられる。また、非特異的な磁性粒子３０２への吸着を効果的に抑制するために、複合体３１０の形成反応の完了後、図示しないチャンバーに保持された洗浄液を第２チャンバー２０２へ移送し、磁性粒子３０２を洗浄（および排出）する場合もある。このようなステップを試料分析用基板２００内で完結させてしまおうとすると、別途備えたそれぞれのチャンバーおよび流路を介して、所定のタイミングで各液体を磁性粒子３０２が含まれる第２チャンバー２０２へ移送しなければならない。これには、試料分析用基板２００の複雑な回転制御が必要である。たとえば、発光基質ないし発色基質の一部や、洗浄液の一部が、試料分析用基板２００の回転制御により、複合体３１０の形成反応中といった、意図しないタイミングで磁性粒子３０２が含まれるチャンバー（たとえば、第２チャンバー２０２）中に移送されてしまう場合もある。

【0153】

このような理由から、本実施の形態による試料分析用基板２００では、複合体３１０を形成させるチャンバーとＢ／Ｆ分離を行うチャンバーを別々に設けている。

【0154】

以上の説明を踏まえ、図１８Ａ〜図１８Ｃを参照しながら、本実施の形態による試料分析用基板２００内で行われる液体試料の移送手順の一例を説明する。なお、以下では、複合体３１０の形成および不要な液体を除去する動作のみを説明し、たとえば、発光ないし発色により検出する構成については、説明を省略する。また、ここで説明する第１流路２０５および第２流路２０６は、毛細管流路であって、いずれも上述したサイフォンの原理により液体を移送するとする。

【0155】

図１８Ａは、第１チャンバー２０１に液体試料が導入された試料分析用基板２００を示す。図１８Ａにおいて、液体試料は、第１チャンバー２０１内のハッチングによって示されている。

【0156】

まず、試料分析用基板２００を試料分析装置１にセットし、第１チャンバー２０１に磁性粒子固定化抗体３０５、抗原および標識抗体を導入する。導入方法は種々考えられる。たとえば、操作者が各液体を直接、第１チャンバー２０１に分注してもよいし、各チャンバー２０１〜２０３にそれぞれの液体を分注し、試料分析装置１による回転制御により各液体を第１チャンバー２０１に移送してもよい。いずれの注入方法を採用したとしても、最終的には第１チャンバー２０１中で、複合体３１０の形成が行われる。なお、試料分析装置１は、試料分析用基板２００を停止させた状態で、複合体３１０を形成させてもよい。しかしながら、反応効率を高めて反応時間を短縮するために、試料分析用基板２００を所定の角度範囲内で揺動させてもよい。

【0157】

試料分析用基板２００が停止された状態では、第１チャンバー２０１中の液体試料（磁性粒子３０２も含む。）は、毛細管現象により第１流路２０５内に引き込まれ、第１流路２０５を満たす。

【0158】

次に、試料分析装置１は、試料分析用基板２００を高速回転させる。その結果、第１チャンバー２０１内の液体試料は遠心力を受け、第１流路２０５を介して第２チャンバー２０２に移送される。図１８Ｂは、液体試料が第１チャンバー２０１から第２チャンバー２０２に移送された後の試料分析用基板２００を示す。

【0159】

試料分析用基板２００の高速回転中は、第２チャンバー２０２に移送された液体試料は、第２流路２０６を介して第３チャンバー２０３へ移送されない。また、液体試料中の磁性粒子３０２は、概ね磁石１６ａの磁力により、第２チャンバー２０２の壁面に捕捉される。一方、試料分析用基板２００の回転を停止させると、第２チャンバー２０２中の液体（磁性粒子３０２は実質的に含まれない。）は、毛細管現象により第２流路２０６内に引き込まれ、第２流路２０６を満たす。

【0160】

その後、試料分析装置１が試料分析用基板２００を高速で回転させる。これにより、試料分析用基板２００の第２チャンバー２０２内の液体試料は遠心力を受け、第２流路２０６を介して第３チャンバー２０３に移送される。一方、磁性粒子３０２は、第２チャンバー２０２に保持された状態が保たれる。図１８Ｃは、第３チャンバー２０３に液体試料等が移送された試料分析用基板２００を示す。

【0161】

なお、本実施の形態では、試料分析用基板２００に磁石１６ａが配置されている例を説明した。しかしながら、他の例も考えられる。たとえば、磁石を試料分析用基板に設けるのではなく、試料分析装置に設けてもよい。

【0162】

図１９は、変形例にかかる試料分析装置１００の構成を示す。図３に示す試料分析装置１、図５または図８に示す試料分析装置と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。

【0163】

試料分析装置１００は、回転軸Ｐを有する軸受け４０に機械的に結合されたアーム４１を有し、アーム４１の先に磁石１６ｄが設けられている。この構成に対応して用いられる試料分析用基板２１０は、たとえば磁石が挿し込まれる磁石収納室１８ａを有していればよい。磁石収納室１８ａの開口部は、試料分析用基板２１０の上面に設けられてもよいし、下面に設けられてもよい。または、開口部は、試料分析用基板２１０の上面および下面を貫通する孔であってもよい。磁石１６ｄは、磁石収納室１８ａ（図１Ｂ）に挿入可能な位置および大きさに調整されている。磁石収納室１８ａは、試料分析装置１００に設けられた磁石１６ｄを収納すると共に、モータ２０が試料分析用基板２１０を回転させる際のロック機構および／または回転力の伝達機構としても機能する。

【0164】

試料分析用基板２１０の内部の構成は、これまで説明した試料分析用基板１０および試料分析用基板２００と同じであってよい。すなわち、試料分析用基板２１０もまた、たとえば第１チャンバー２０１、第２チャンバー２０２および、第１流路２０５を備えていればよい。

【0165】

なお、上述の試料分析装置１００は、磁石検出機構２６（図３）を有していない。試料分析用基板２１０がセットされると必ず磁石１６ｄが挿し込まれるため、磁石の有無を検出する必要がないからである。なお、バランサーに関しても、試料分析用基板２１０上に設けなくてもよいし、試料分析装置１００側に設けなくてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0166】

本開示は、検体の特定成分を分析するために用いられる試料分析用基板および試料分析装置に好適である。

【符号の説明】

【0167】

１ 試料分析装置
１０、１１０、２００ 試料分析用基板
１２、１１０ａ ベース基板
１４ 反応チャンバー
１６ａ 磁石
１６ｂ バランサー
１６ｃ 固定用突起
１８ａ 磁石収納室
１８ｂ バランサー収納室
１８ｃ 固定用穴
２０ モータ
２２ 駆動回路
２４ 操作部
２６ 磁石検出機構
２６ａ 光検出装置
２６ｂ 磁力検出装置
２６ｃ 負荷検出回路
２８ 信号生成回路
３０ 制御回路
３２ 表示装置
３４ スピーカ
３８ 光源
４２ 重さ計測回路
１１０ｂ 磁石ユニット
２０１ 第１チャンバー
２０２ 第２チャンバー
２０３ 第３チャンバー
２０５ 第１流路
２０５ａ 第１屈曲部
２０５ｂ 第２屈曲部
２０６ 第２流路
３０２ 磁性粒子
３０４ 一次抗体
３０５ 磁性粒子固定化抗体
３０６ 抗原
３０７ 標識物質
３０８ 標識抗体
３１０ 複合体

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19】