特許 6850504 分析装置、及び分析方法

(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】6850504

(24)【登録日】2021年3月10日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】分析装置、及び分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/72 20060101AFI20210322BHJP

   G01N 33/48 20060101ALI20210322BHJP

   C12Q 1/02 20060101ALI20210322BHJP

   C12M 1/42 20060101ALI20210322BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/72

   G01N33/48 M

   C12Q1/02

   C12M1/42

   C12M1/34 B

【請求項の数】18

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2019-537716(P2019-537716)

(86)(22)【出願日】2018年8月24日

(86)【国際出願番号】JP2018031431

(87)【国際公開番号】WO2019039601

(87)【国際公開日】20190228

【審査請求日】2020年2月25日

(31)【優先権主張番号】特願2017-162476(P2017-162476)

(32)【優先日】2017年8月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】515295968

【氏名又は名称】株式会社カワノラボ

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】河野 誠

(72)【発明者】

【氏名】森 清香

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−７１６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０６９２６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／０６９２５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０３０１８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 河野誠，磁場を使った新しい微粒子分析法 表面修飾体積，細孔体積，成分均一性などを評価する，PETROTECH，２０１５年 ７月 １日，Vol.38, No.7，27-31

【文献】 森清香他，磁化率による酵母細胞の評価，第77回分析化学討論会講演要旨集，２０１７年 ５月１３日，146

【文献】 CHALMERS et al.，Femtogram Resolution of Iron Content on a Per Cell Basis: Ex Vivo Storage of Human Red Blood Cells Leads to Loss of Hemoglobin，Anal. Chem.，２０１７年 ２月２３日，89，3702-3709

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／００−１５／１４、２７／７２−２７／９０、

３３／４８−３３／９８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁場を生成して、分析対象の粒子状生物を磁気泳動させる磁場生成部と、
前記分析対象の粒子状生物を観察する観察部と、
前記観察部の観察結果から前記分析対象の粒子状生物の磁気泳動速度と粒子径とを測定し、前記測定した磁気泳動速度と粒子径とに基づいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率を測定する処理部と、
基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を示す基準データを記憶する記憶部と
を備え、
前記処理部は、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物を分析する、分析装置。

【請求項2】

前記基準データは、複数種類の基準粒子状生物のそれぞれの体積磁化率と粒子径との関係を示し、
前記処理部は、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の種類を分析する、請求項１に記載の分析装置。

【請求項3】

前記基準データは、前記分析対象の粒子状生物と同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、前記基準粒子状生物が有し得る状態ごとに示し、
前記処理部は、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の状態を分析する、請求項１に記載の分析装置。

【請求項4】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が示し得る機能に対応する、請求項３に記載の分析装置。

【請求項5】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態から死んでいる状態へ向かって機能が低下していく各段階のうちの少なくとも一部に対応する、請求項４に記載の分析装置。

【請求項6】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態と、前記基準粒子状生物が死んでいる状態とに対応する、請求項５に記載の分析装置。

【請求項7】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物の活性度に対応する、請求項４に記載の分析装置。

【請求項8】

前記活性度は、アデノシン三リン酸の生成量に対応する、請求項７に記載の分析装置。

【請求項9】

前記分析対象の粒子状生物は、酵母、菌類、又は細胞である、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項10】

磁気泳動する分析対象の粒子状生物を観察するステップと、
観察結果から前記分析対象の粒子状生物の磁気泳動速度と粒子径とを測定するステップと、
前記測定した磁気泳動速度と粒子径とに基づいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率を測定するステップと、
前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物を分析する分析ステップと
を包含し、
前記基準データは、基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を示す、分析方法。

【請求項11】

前記基準データは、複数種類の基準粒子状生物のそれぞれの体積磁化率と粒子径との関係を示し、
前記分析ステップにおいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の種類を分析する、請求項１０に記載の分析方法。

【請求項12】

前記基準データは、前記分析対象の粒子状生物と同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、前記基準粒子状生物が有し得る状態ごとに示し、
前記分析ステップにおいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の状態を分析する、請求項１０に記載の分析方法。

【請求項13】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が示し得る機能に対応する、請求項１２に記載の分析方法。

【請求項14】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態から死んでいる状態へ向かって機能が低下していく各段階のうちの少なくとも一部に対応する、請求項１３に記載の分析方法。

【請求項15】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態と、前記基準粒子状生物が死んでいる状態とに対応する、請求項１４に記載の分析方法。

【請求項16】

前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物の活性度に対応する、請求項１３に記載の分析方法。

【請求項17】

前記活性度は、アデノシン三リン酸の生成量に対応する、請求項１６に記載の分析方法。

【請求項18】

前記分析対象の粒子状生物は、酵母、菌類、又は細胞である、請求項１０〜請求項１７のいずれか１項に記載の分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分析装置、及び分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

酵母や菌類のような粒子状生物は、試験管内又は培養器内で培養されて、様々な研究に用いられる。例えば、培養された粒子状生物は、医薬品の有効性の評価、環境化学物質の毒性試験、食品の機能性評価、及び化粧品の機能性評価に用いられる。また、再生医療分野においても、ｉＰＳ細胞（induced pluripotent stem cell）やＥＳ細胞（embryonic stem cell）のような粒子状生物を用いた研究が行われている。

【0003】

粒子状生物の品質は、一般的に、粒子状生物に含まれる遺伝子を解析する方法や、蛍光色素を付与した粒子状生物を観察する方法によって評価される。しかし、これらの方法によって品質を評価した場合、品質評価の対象とした粒子状生物を研究の対象とすることができない。また、再生医療分野では、培養細胞（粒子状生物）が不良品であるか否かの判断を、培養熟練者が自身の「カン」を頼りに行っている。このため、不良品であるか否かの判断に個人差が生じ易い。なお、再生医療分野では、培養細胞の活性化の程度が低い場合や、培養細胞が奇形である場合に、不良品であると判断される。

【0004】

一方、本発明者等は過去に、粒子状生物（例えば血液細胞の一種である赤血球）の体積磁化率（単位体積当たりの磁化率）を用いて、粒子状生物の表面積等の品質（特性）を評価（分析）する装置及び方法を提案した（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１５／０３０１８４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明者は、粒子状生物の体積磁化率について更に研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の目的は、生きた状態で粒子状生物の品質を評価できるとともに、評価後の粒子状生物を次の研究へ利用することが可能となる分析装置、及び分析方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る分析装置は、磁場生成部と、観察部と、処理部と、記憶部とを備える。前記磁場生成部は、磁場を生成して、分析対象の粒子状生物を磁気泳動させる。前記観察部は、前記分析対象の粒子状生物を観察する。前記処理部は、前記観察部の観察結果から前記分析対象の粒子状生物の磁気泳動速度と粒子径とを測定し、前記測定した磁気泳動速度と粒子径とに基づいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率を測定する。前記記憶部は、基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を示す基準データを記憶する。前記処理部は、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物を分析する。

【0008】

ある実施形態において、前記基準データは、複数種類の基準粒子状生物のそれぞれの体積磁化率と粒子径との関係を示し、前記処理部は、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の種類を分析する。

【0009】

ある実施形態において、前記基準データは、前記分析対象の粒子状生物と同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、前記基準粒子状生物が有し得る状態ごとに示し、前記処理部は、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の状態を分析する。

【0010】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が示し得る機能に対応する。

【0011】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態から死んでいる状態へ向かって機能が低下していく各段階のうちの少なくとも一部に対応する。

【0012】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態と、前記基準粒子状生物が死んでいる状態とに対応する。

【0013】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物の活性度に対応する。

【0014】

ある実施形態において、前記活性度は、アデノシン三リン酸の生成量に対応する。

【0015】

ある実施形態において、前記分析対象の粒子状生物は、酵母、菌類、又は細胞である。

【0016】

本発明に係る粒子分析方法は、磁気泳動する分析対象の粒子状生物を観察するステップと、観察結果から前記分析対象の粒子状生物の磁気泳動速度と粒子径とを測定するステップと、前記測定した磁気泳動速度と粒子径とに基づいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率を測定するステップと、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物を分析する分析ステップとを包含し、前記基準データは、基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を示す。

【0017】

ある実施形態において、前記基準データは、複数種類の基準粒子状生物のそれぞれの体積磁化率と粒子径との関係を示し、前記分析ステップにおいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の種類を分析する。

【0018】

ある実施形態において、前記基準データは、前記分析対象の粒子状生物と同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、前記基準粒子状生物が有し得る状態ごとに示し、前記分析ステップにおいて、前記分析対象の粒子状生物の体積磁化率及び粒子径を前記基準データと比較することにより、前記分析対象の粒子状生物の状態を分析する。

【0019】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が示し得る機能に対応する。

【0020】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態から死んでいる状態へ向かって機能が低下していく各段階のうちの少なくとも一部に対応する。

【0021】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物が生きている状態と、前記基準粒子状生物が死んでいる状態とに対応する。

【0022】

ある実施形態において、前記基準粒子状生物が有し得る状態は、前記基準粒子状生物の活性度に対応する。

【0023】

ある実施形態において、前記活性度は、アデノシン三リン酸の生成量に対応する。

【0024】

ある実施形態において、前記分析対象の粒子状生物は、酵母、菌類、又は細胞である。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、生きた状態で粒子状生物の品質を評価できるとともに、評価後の粒子状生物を次の研究へ利用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態１に係る分析装置の模式図である。

【図2】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態１に係る粒子状生物の動きを示す図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る分析装置の構成を示す図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る３種類の酵母のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す図である。

【図5】本発明の実施形態１に係る基準データの一例を示す図である。

【図6】本発明の実施形態１に係る分析方法を示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態１に係る３種類の菌類のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す図である。

【図8】本発明の実施形態１に係る基準データの他例を示す図である。

【図9】本発明の実施形態２に係る分析対象の粒子状生物の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す図である。

【図10】本発明の実施形態２に係る基準データの一例を示す図である。

【図11】本発明の実施形態２に係る分析方法を示すフローチャートである。

【図12】本発明の実施形態２に係る３種類の動物細胞のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す図である。

【図13】（ａ）は、本発明の実施形態３に係る分析対象の粒子状生物の活性度の測定結果を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態３に係る分析対象の粒子状生物の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す図である。

【図14】本発明の実施形態３に係る基準データの一例を示す図である。

【図15】本発明の実施形態３に係る分析方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0028】

［実施形態１］
図１は、本実施形態の分析装置１０の模式図である。本実施形態の分析装置１０は、分析対象である粒子状生物ｐの種類を分析する。例えば、分析装置１０は、酵母の種類、菌類の種類、及び細胞の種類を分析する。以下、酵母の種類を分析する場合を例に、本実施形態を説明する。分析装置１０は、磁場生成部２０と、観察部３０と、演算部４０とを備える。磁場生成部２０の近傍にセル２１が配置される。

【0029】

磁場生成部２０は、磁場を生成してセル２１内の粒子状生物ｐを磁気泳動させる。観察部３０は、セル２１内の粒子状生物ｐを観察する。演算部４０は、観察部３０による観察の結果から、粒子状生物ｐの粒子径及び磁気泳動速度を測定（算出）する。また、演算部４０は、粒子状生物ｐの粒子径及び磁気泳動速度に基づいて、粒子状生物ｐの体積磁化率を測定（算出）する。そして、演算部４０は、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率に基づいて、粒子状生物ｐの種類を分析する。以下、分析装置１０について更に詳細に説明する。

【0030】

磁場生成部２０は、磁場勾配（磁束密度の勾配）を生成して、セル２１内の粒子状生物ｐに磁気力を作用させる。この結果、粒子状生物ｐが磁気泳動する。本実施形態において、磁場生成部２０は、磁場勾配を生成する一対の永久磁石を備える。一対の永久磁石を構成する２つの永久磁石は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の一定距離の空隙を空けて配置される。セル２１は、２つの永久磁石の間の空隙に配置される。

【0031】

本実施形態において、セル２１はキャピラリー管である。キャピラリー管は管状部材の一例である。セル２１の材質は、可視光あるいはレーザー光を透過し得る材質であれば特に限定されない。例えば、セル２１は、ガラス製あるいはプラスチック製であり得る。

【0032】

粒子状生物ｐは、媒体ｍ中に存在する。媒体ｍ中に１つの粒子状生物ｐが存在してもよいし、媒体ｍ中に複数の粒子状生物ｐが存在してもよい。媒体ｍ中に複数の粒子状生物ｐが存在する場合、複数の粒子状生物ｐは、媒体ｍ中で分散していてもよいし、媒体ｍ中で偏在していてもよい。媒体ｍは、典型的には、培養液である。

【0033】

粒子状生物ｐは、例えばマイクロシリンジ、マイクロポンプ、又はオートサンプラーにより、媒体ｍと共にセル２１に導入される。あるいは、粒子状生物ｐは、サイフォンの原理に基づいて、媒体ｍと共にセル２１に導入され得る。あるいは、粒子状生物ｐを含む液滴を毛細管現象によってセル２１（キャピラリー管）に導入してもよい。粒子状生物ｐを含む液滴がキャピラリー管の一方端に滴下されると、毛細管現象によって液滴がキャピラリー管を流れる。

【0034】

粒子状生物ｐの体積磁化率は、粒子状生物ｐの種類によって異なる。体積磁化率の差異は、粒子状生物ｐの表層部（細胞壁又は細胞膜）及び内部の組成に由来する。詳しくは、媒体ｍに対する親和性が細胞壁又は細胞膜の組成によって異なること、及び細胞内部の構成が異なることにより、粒子状生物ｐの種類に応じて、粒子状生物ｐの体積磁化率が相違する。

【0035】

観察部３０は、セル２１内の粒子状生物ｐを観察して、観察結果を示す信号を生成する。演算部４０は、観察部３０が生成する信号に基づいて、粒子状生物ｐの粒子径及び磁気泳動速度を測定（算出）する。演算部４０は、記憶部４１と、処理部４２とを備える。

【0036】

記憶部４１は、プログラム及び設定情報などを記憶する。記憶部４１は、例えば、ストレージデバイス及び半導体メモリーによって構成され得る。ストレージデバイスは、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）である。記憶部４１は、半導体メモリーとして、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有し得る。処理部４２は、記憶部４１に記憶されたプログラムを実行することによって、数値計算や情報処理、機器制御のような様々な処理を行う。処理部４２は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーによって構成される。演算部４０として、例えばパーソナルコンピューターのような汎用コンピューターが用いられる。

【0037】

処理部４２は、観察部３０の観察結果から、セル２１内における粒子状生物ｐの位置の時間的な変化を分析する。例えば、処理部４２は、所定の時間間隔ごとに、セル２１内における粒子状生物ｐの位置を測定する。換言すると、異なる時刻の粒子状生物ｐの位置を測定する。処理部４２は、粒子状生物ｐの位置の時間的な変化から、粒子状生物ｐの磁気泳動速度を測定する。

【0038】

また、処理部４２は、観察部３０が生成する信号から、粒子状生物ｐの粒子径を測定する。処理部４２は、更に、粒子状生物ｐの粒子径及び磁気泳動速度に基づいて、粒子状生物ｐの体積磁化率を測定する。

【0039】

例えば、処理部４２は、以下の式（１）に基づいて、粒子状生物ｐの体積磁化率を算出する。
ｖ＝｛２（χｓ−χｍ）ｒ²／９ημ_o｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）・・・（１）

【0040】

式（１）において、ｖは粒子状生物ｐの磁気泳動速度であり、χｓは粒子状生物ｐの体積磁化率であり、χｍは媒体ｍの体積磁化率であり、ｒは粒子状生物ｐの半径であり、ηは媒体ｍの粘性率であり、μ_oは真空の透磁率であり、Ｂは磁束密度であり、ｄＢ／ｄｘは磁場勾配（磁束密度の勾配）である。なお、式（１）は、セル２１（キャピラリー管）の軸方向（ｘ方向）において粒子状生物ｐ及び媒体ｍが受ける磁気力の差と、粘性抵抗力とがほぼ等しいことから導かれる。

【0041】

記憶部４１は、基準データ４３を記憶している。本実施形態において、基準データ４３は、複数種類の粒子状生物のそれぞれの標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。処理部４２は、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を基準データ４３と比較することにより、分析対象の粒子状生物ｐの種類を分析する。本実施形態において、基準データ４３は、複数種類の酵母のそれぞれの標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。なお、以下の説明において、標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す粒子状生物を「基準粒子状生物」と記載する場合がある。

【0042】

続いて図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、粒子状生物ｐの動きを説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、粒子状生物ｐの動きを示す図である。詳しくは、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、粒子状生物ｐ及び媒体ｍの体積磁化率と粒子状生物ｐの移動方向との関係を示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、磁場生成部２０は、磁極がＮ極の永久磁石２０ａと、磁極がＳ極の永久磁石２０ｂとを備える。２つの永久磁石２０ａ、２０ｂは、セル２１を挟んで対向する。

【0043】

図２（ａ）に示すように、粒子状生物ｐの体積磁化率が媒体ｍの体積磁化率よりも小さい場合、粒子状生物ｐは磁場（磁場生成部２０）から遠ざかる方向に移動する。一方、図２（ｂ）に示すように、粒子状生物ｐの体積磁化率が媒体ｍの体積磁化率よりも大きい場合、粒子状生物ｐは磁場（磁場生成部２０）に近づく方向に移動する。

【0044】

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、粒子状生物ｐの動きは、粒子状生物ｐ及び媒体ｍの体積磁化率に応じて決定される。なお、粒子状生物ｐは永久磁石２０ａ、２０ｂの端部の近傍において力を受ける。例えば、粒子状生物ｐは永久磁石２０ａ、２０ｂの端部の近傍から±２００μｍ程度の範囲で力を受ける。

【0045】

続いて図３を参照して、分析装置１０について更に説明する。図３は、分析装置１０の構成を示す図である。図３に示すように、分析装置１０は、光源５０を更に備える。また、観察部３０は、拡大部３２及び撮像部３４を備える。

【0046】

光源５０は、可視光成分を含む比較的高い強度の光を出射する。光源５０は、セル２１に光を照射する。この結果、粒子状生物ｐに光が照射される。光源５０から出射される光の波長スペクトルは比較的ブロードであってもよい。光源５０として、例えば、ハロゲンランプが好適に用いられる。

【0047】

セル２１に導入された粒子状生物ｐは、拡大部３２によって適当な倍率で拡大されて、撮像部３４で撮像される。撮像部３４の撮像結果（撮像部３４が撮像した画像）から、粒子状生物ｐの位置を特定できる。例えば、拡大部３２は対物レンズを含み、撮像部３４は電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）を含む。あるいは、撮像部３４の各画素は、フォトダイオード又は光電子倍増管で構成されてもよい。撮像部３４は、例えば、所定の時間間隔ごとに粒子状生物ｐを撮像する。なお、撮像部３４は、光源５０から出射されてセル２１を透過した光を撮像してもよいし、光源５０から出射されて粒子状生物ｐによって散乱された光を撮像してもよい。

【0048】

演算部４０（処理部４２）は、撮像部３４の撮像結果から、粒子状生物ｐの位置の時間的な変化を分析し、粒子状生物ｐの位置の時間的な変化から粒子状生物ｐの磁気泳動速度を測定する。

【0049】

また、演算部４０（処理部４２）は、粒子状生物ｐの撮像結果から粒子状生物ｐの粒子径を測定する。例えば、演算部４０（処理部４２）は、以下の処理を実行する。即ち、まず、撮像部３４によって撮像された画像をモノクロ化し、その輝度を数値化する。次に、輝度値の微分値をしきい値と比較して粒子状生物ｐの境界を設定する。次に、設定した境界から粒子状生物ｐの面積を検出し、その面積に対応する円の半径から粒子径を測定（算出）する。あるいは、粒子状生物ｐの中心を規定し、粒子状生物ｐの中心を通過する複数の直線を引き、各直線において粒子状生物ｐの境界と交わる２つの点の間の距離の平均を算出する。

【0050】

続いて図４を参照して、複数種類の粒子状生物ｐのそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果について説明する。図４は、３種類の酵母（分析対象）のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す図である。

【0051】

図４において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、丸印はビール上面発酵酵母（Saccharomyces cerevisiae （American Ale））の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示し、三角印は醤油酵母（Zygosaccharomyces rouxii）の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示し、四角印は標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。図４に示すように、粒子状生物ｐの体積磁化率は、粒子状生物ｐの種類によって異なる。したがって、粒子状生物ｐの体積磁化率に基づいて、粒子状生物ｐの種類を分析することができる。以下、粒子状生物ｐが、ビール上面発酵酵母（Saccharomyces cerevisiae （American Ale））、醤油酵母（Zygosaccharomyces rouxii）、及び標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））のいずれかである場合を例に、本実施形態を説明する。

【0052】

続いて図５を参照して、基準データ４３について説明する。図５は、実施形態１に係る基準データ４３の一例を示す図である。詳しくは、３種類の酵母（ビール上面発酵酵母、醤油酵母、及び標準株）の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。なお、以下の説明において、標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す酵母（基準粒子状生物）を「基準酵母」と記載する場合がある。

【0053】

図５において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、グラフ６０は、複数種類の基準酵母のそれぞれの粒子径と体積磁化率との関係を示す。図１を参照して説明した記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ６０に対応するデータを記憶する。具体的には、記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ６０の式を示すデータを記憶する。又は、記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ６０に対応するテーブルを示すデータを記憶する。

【0054】

例えば、図５に示すように、グラフ６０は、一点鎖線で示す第１グラフ６１と、鎖線で示す第２グラフ６２と、実線で示す第３グラフ６３とを含み得る。本実施形態において、第１グラフ６１はビール上面発酵酵母の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示し、第２グラフ６２は醤油酵母の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示し、第３グラフ６３は標準株の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。この場合、基準データ４３は、第１グラフ６１に対応する第１データと、第２グラフ６２に対応する第２データと、第３グラフ６３に対応する第３データとを含む。例えば、第１データは、第１グラフ６１の式、又は第１グラフ６１に対応するテーブルを示すデータであり、第２データは、第２グラフ６２の式、又は第２グラフ６２に対応するテーブルを示すデータであり、第３データは、第３グラフ６３の式、又は第３グラフ６３に対応するテーブルを示すデータである。

【0055】

図４を参照して説明したように、ビール上面発酵酵母、醤油酵母、及び標準株はそれぞれ異なる体積磁化率を有する。したがって、処理部４２は、第１グラフ６１に対応する第１データ、第２グラフ６２に対応する第２データ、及び第３グラフ６３に対応する第３データを参照して、粒子状生物ｐが、ビール上面発酵酵母であるのか、醤油酵母であるのか、標準株であるのかを分析することができる。

【0056】

具体的には、処理部４２は、基準データ４３を参照して、基準粒子状生物の種類ごとに、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径と同じ粒子径を有する基準粒子状生物の体積磁化率を判定する。以下、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径と同じ粒子径を有する基準粒子状生物の体積磁化率を「基準体積磁化率」と記載する場合がある。処理部４２は、基準体積磁化率のうちから、分析対象の粒子状生物ｐの体積磁化率に最も近い基準体積磁化率を判定する。処理部４２は、この判定の結果に基づき、分析対象の粒子状生物ｐの種類を分析する。

【0057】

なお、基準データ４３は、粒子径ごとに体積磁化率の範囲を示してもよい。この場合、処理部４２は、基準データ４３を参照して、基準粒子状生物の種類ごとに、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径と同じ粒子径を有する基準粒子状生物の体積磁化率の範囲を判定する。以下、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径と同じ粒子径を有する基準粒子状生物の体積磁化率の範囲を「基準体積磁化率の範囲」と記載する場合がある。処理部４２は、基準体積磁化率の範囲のうちから、分析対象の粒子状生物ｐの体積磁化率の値を含む基準体積磁化率の範囲を判定する。

【0058】

あるいは、基準データ４３は、粒子径ごとに体積磁化率の範囲と体積磁化率の中央値とを示してもよい。この場合、処理部４２は、基準データ４３を参照して、基準粒子状生物の種類ごとに、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径と同じ粒子径を有する基準粒子状生物の体積磁化率の範囲（基準体積磁化率の範囲）及び中央値を判定する。処理部４２は、基準体積磁化率の範囲のうちから、分析対象の粒子状生物ｐの体積磁化率の値を含む基準体積磁化率の範囲を判定する。複数の基準体積磁化率の範囲が、分析対象の粒子状生物ｐの体積磁化率の値を含む場合、処理部４２は、中央値のうちから、分析対象の粒子状生物ｐの体積磁化率に最も近い中央値を判定する。なお、基準データ４３は、中央値に替えて平均値を示してもよい。

【0059】

続いて図６を参照して、本実施形態の分析方法について説明する。図６は、本実施形態の分析方法を示すフローチャートである。本実施形態の分析方法は、図１〜図５を参照して説明した分析装置１０を使用して実行し得る。

【0060】

図６に示すように、まず、磁気泳動する粒子状生物ｐ（分析対象）を観察する（ステップＳ１）。次に、観察結果から粒子状生物ｐの磁気泳動速度と粒子径とを測定する（ステップＳ２）。次に、測定した磁気泳動測及び粒子径に基づいて粒子状生物ｐの体積磁化率を測定する（ステップＳ３）。次に、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐの種類を分析する（ステップＳ４）。

【0061】

粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を測定する際には、磁場生成部２０がセル２１内の粒子状生物ｐを磁気泳動させ、観察部３０が、磁気泳動中の粒子状生物ｐを観察する。そして、処理部４２が、観察部３０による観察の結果から、粒子状生物ｐの粒子径と体積磁化率とを測定する。

【0062】

粒子状生物ｐの種類を分析する際には、処理部４２が、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を、記憶部４１が記憶する基準データ４３と比較する。基準データ４３は、既に説明したように、複数種類の粒子状生物のそれぞれの標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。

【0063】

以上、実施形態１について説明した。実施形態１によれば、粒子状生物ｐの品質を評価することができる。具体的には、粒子状生物ｐの種類を分析することができる。また、実施形態１によれば、磁気泳動中の粒子状生物ｐを観察することにより、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を測定することができる。したがって、生きた状態で粒子状生物ｐの種類を分析できる。したがって、評価後の粒子状生物ｐを次の研究へ利用することが可能となる。

【0064】

なお、本実施形態では酵母の種類を分析したが、粒子状生物ｐは酵母に限定されない。粒子状生物ｐは、例えば、細胞であり得る。粒子状生物ｐが細胞である場合、例えば、粒子状生物ｐが、ｉＰＳ細胞であるのか、ＥＳ細胞であるのかを分析することができる。また、粒子状生物ｐは、例えば、菌類であり得る。以下、図７及び図８を参照して、菌類の種類の分析について説明する。菌類の種類を分析する場合、図１を参照して説明した基準データ４３は、複数種類の菌類のそれぞれの標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。

【0065】

図７は、３種類の菌類（分析対象）のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す図である。図７において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、黒三角印は黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus ATCC12600）の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示し、四角印は乳酸菌（Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus）の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示し、白三角印はビール上面発酵酵母（Saccharomyces cerevisiae （American Ale））の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。

【0066】

図７に示すように、菌類の体積磁化率は、菌類の種類によって異なる。したがって、菌類の体積磁化率に基づいて、菌類の種類を分析することができる。以下、菌類の種類の分析について、粒子状生物ｐが、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus ATCC12600）、乳酸菌（Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus）、及びビール上面発酵酵母（Saccharomyces cerevisiae （American Ale））のいずれかである場合を例に説明する。

【0067】

図８は、実施形態１に係る基準データ４３の他例を示す図である。詳しくは、３種類の菌類（黄色ブドウ球菌、乳酸菌、及びビール上面発酵酵母）の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。なお、以下の説明において、標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す菌類（基準粒子状生物）を「基準菌類」と記載する場合がある。

【0068】

図８において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、グラフ７０は、複数種類の基準菌類のそれぞれの粒子径と体積磁化率との関係を示す。図１を参照して説明した記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ７０に対応するデータを記憶する。具体的には、記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ７０の式を示すデータ、又はグラフ７０に対応するテーブルを示すデータを記憶する。

【0069】

例えば、図８に示すように、グラフ７０は、一点鎖線で示す第４グラフ７１と、鎖線で示す第５グラフ７２と、実線で示す第６グラフ７３とを含み得る。本実施形態において、第４グラフ７１は黄色ブドウ球菌の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示し、第５グラフ７２は乳酸菌の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示し、第６グラフ７３はビール上面発酵酵母の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。この場合、基準データ４３は、第４グラフ７１に対応する第４データと、第５グラフ７２に対応する第５データと、第６グラフ７３に対応する第６データとを含む。例えば、第４データは、第４グラフ７１の式、又は第４グラフ７１に対応するテーブルを示すデータであり、第５データは、第５グラフ７２の式、又は第５グラフ７２に対応するテーブルを示すデータであり、第６データは、第６グラフ７３の式、又は第６グラフ７３に対応するテーブルを示すデータである。

【0070】

図７を参照して説明したように、黄色ブドウ球菌、乳酸菌、及びビール上面発酵酵母はそれぞれ異なる体積磁化率を有する。したがって、処理部４２は、第４グラフ７１に対応する第４データ、第５グラフ７２に対応する第５データ、及び第６グラフ７３に対応する第６データを参照して、粒子状生物ｐが、黄色ブドウ球菌であるのか、乳酸菌であるのか、ビール上面発酵酵母であるのかを分析することができる。

【0071】

［実施形態２］
続いて図１、図９〜図１１を参照して、本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、分析対象である粒子状生物ｐの状態を分析する点で実施形態１と異なる。

【0072】

本実施形態において、基準データ４３は、分析対象の粒子状生物ｐと同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、基準粒子状生物が有し得る状態ごとに示す。処理部４２は、粒子状生物ｐの体積磁化率及び粒子径を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐの状態を分析する。

【0073】

詳しくは、本実施形態に係る基準データ４３は、基準粒子状生物が有する機能の低下の程度に対応する。具体的には、基準データ４３は、生きている状態から死んでいる状態へ向かって基準粒子状生物の機能が低下していく各段階のうちの少なくとも一部に対応する。したがって、生きている状態から死んでいる状態へ向かって機能が低下していく各段階のうちの何れの段階に粒子状生物ｐが属しているかを分析することができる。例えば、基準データ４３は、基準粒子状生物が生きている状態と、基準粒子状生物が死んでいる状態とに対応する。この場合、粒子状生物ｐの生死を分析することができる。粒子状生物ｐが生きている状態、及び粒子状生物ｐが死んでいる状態は、生きている状態から死んでいる状態へ向かって粒子状生物ｐの機能が低下していく各段階のうちの２つの段階を示す。

【0074】

以下、粒子状生物ｐの生死を分析する場合を例に、本実施形態を説明する。この場合、基準データ４３は、分析対象の粒子状生物ｐと同じ種類の基準粒子状生物が生きている場合に示す体積磁化率と粒子径との関係、及び、分析対象の粒子状生物ｐと同じ種類の基準粒子状生物が死んでいる場合に示す体積磁化率と粒子径との関係を示す。処理部４２は、粒子状生物ｐの体積磁化率及び粒子径を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐが生きているか死んでいるかを分析する。

【0075】

図９は、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す図である。詳しくは、標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。

【0076】

図９において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、白丸印は、死んでいる粒子状生物ｐの体積磁化率を示す。黒丸印は、生きている粒子状生物ｐの体積磁化率を示す。図９に示すように、粒子状生物ｐの体積磁化率は、粒子状生物ｐが生きているか死んでいるかによって異なる。したがって、粒子状生物ｐの体積磁化率に基づいて、粒子状生物ｐの生死を分析することができる。以下、粒子状生物ｐが標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））である場合を例に、本実施形態を説明する。

【0077】

体積磁化率の差異は、細胞内部の生命活動（酵素反応）の程度を反映している。また、体積磁化率の差異は、細胞を構成する物質（成分）の変化を反映している。具体的には、生命活動（機能）が低下又は停止すると、細胞の分解が始まり、その結果、細胞を構成する物質（成分）が変化する。したがって、本実施形態によれば、体積磁化率を測定することにより、粒子状生物ｐの機能が低下していく様子をモニタリングすることができる。また、粒子状生物ｐが生きているか死んでいるかを分析することができる。

【0078】

続いて図１０を参照して、実施形態２に係る基準データ４３について説明する。図１０は、実施形態２に係る基準データ４３の一例を示す図である。図１０において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、グラフ１００は、基準粒子状生物が生きている場合に示す体積磁化率と粒子径との関係、及び、基準粒子状生物が死んでいる場合に示す体積磁化率と粒子径との関係を示す。図１に示す記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ１００に対応するデータを記憶する。具体的には、図１に示す記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ１００の式を示すデータ、又はグラフ１００に対応するテーブルを示すデータを記憶する。

【0079】

図１０に示すように、グラフ１００は、２種類のグラフ（第７グラフ１０１及び第８グラフ１０２）を含む。例えば、鎖線で示す第７グラフ１０１は、基準粒子状生物が死んでいる場合に示す体積磁化率と粒子径との関係を示し、実線で示す第８グラフ１０２は、基準粒子状生物が生きている場合に示す体積磁化率と粒子径との関係を示す。この場合、基準データ４３は、第７グラフ１０１に対応する第７データと、第８グラフ１０２に対応する第８データとを含む。例えば、第７データは、第７グラフ１０１の式、又は第７グラフ１０１に対応するテーブルを示すデータであり、第８データは、第８グラフ１０２の式、又は第８グラフ１０２に対応するテーブルを示すデータである。

【0080】

本実施形態において、第７グラフ１０１は、死んでいる標準株の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示し、第８グラフ１０２は、生きている標準株の標準的な粒子径と体積磁化率との関係を示す。

【0081】

図９を参照して説明したように、死んでいる標準株と、生きている標準株とは、互いに異なる体積磁化率を有する。したがって、処理部４２は、第７グラフ１０１に対応する第７データ、及び第８グラフ１０２に対応する第８データを参照して、標準株（粒子状生物ｐ）が生きているか死んでいるかを分析することができる。

【0082】

例えば、処理部４２は、実施形態１と同様に、基準データ４３を参照して、分析対象の粒子状生物ｐの体積磁化率に最も近い基準体積磁化率を判定する。処理部４２は、この判定の結果に基づき、粒子状生物ｐの機能の低下の程度を分析する。なお、処理部４２は、実施形態１において説明したように、基準体積磁化率の範囲、又は、基準体積磁化率の範囲及び中央値を用いて、粒子状生物ｐの機能の低下の程度を分析してもよい。あるいは、実施形態１において説明したように、基準体積磁化率の範囲及び平均値を用いて、粒子状生物ｐの機能の低下の程度を分析してもよい。

【0083】

続いて図１１を参照して、実施形態２に係る分析方法について説明する。図１１は、実施形態２に係る分析方法を示すフローチャートである。実施形態２に係る分析方法は、図１、図９、及び図１０を参照して説明した分析装置１０を使用して実行し得る。

【0084】

図１１に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ３までの処理は、図６を参照して説明した分析方法と同様であるため、説明を割愛する。実施形態２に係る分析方法では、粒子状生物ｐ（分析対象）の体積磁化率を測定すると（ステップＳ３）、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐの機能の低下の程度を分析する（ステップＳ５）。粒子状生物ｐを分析する際には、処理部４２が、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を、記憶部４１が記憶する基準データ４３と比較する。基準データ４３は、既に説明したように、生きている状態から死んでいる状態へ向かって基準粒子状生物の機能が低下していく各段階のうちの少なくとも一部に対応する。

【0085】

以上、実施形態２について説明した。実施形態２によれば、実施形態１と同様に、粒子状生物ｐの品質を評価することができる。具体的には、粒子状生物ｐの機能の低下の程度を分析することができる。また、評価後に、生きている粒子状生物ｐを分離して、次の研究へ利用することが可能となる。

【0086】

なお、本実施形態では、酵母（標準株）の状態（機能の低下の程度）を分析したが、粒子状生物ｐは酵母に限定されない。粒子状生物ｐは、酵母以外の細胞であり得る。例えば、粒子状生物ｐは、動物細胞であり得る。

【0087】

図１２は、３種類の動物細胞のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す図である。詳しくは、図１２は、機能の低下の程度が異なる３種類のＪｕｒｋａｔ細胞（ヒト由来の急性Ｔ細胞性白血病）のそれぞれの粒子径及び体積磁化率の測定結果の一例を示す。具体的には、ＭＥＳ（２−モルホリノエタンスルホン酸）培地を使用し、雰囲気温度３７℃、二酸化炭素濃度７％の環境の下で、培地交換を行うことなく、Ｊｕｒｋａｔ細胞を培養した。培養開始時の細胞には、凍結細胞を３代継代培養して得た細胞を用いた。培地交換を行うことなく動物細胞を培養した場合、細胞は貧栄養化し、時間の経過とともに劣化していく。動物細胞の劣化の程度は、動物細胞の機能の低下の程度に対応する。

【0088】

図１２において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、図１２において、三角印は、培養開始時のＪｕｒｋａｔ細胞の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。四角印は、２４時間培養したＪｕｒｋａｔ細胞の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。菱形印は、２６４時間培養したＪｕｒｋａｔ細胞の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。

【0089】

図１２に示すように、培地交換を行うことなくＪｕｒｋａｔ細胞を培養した場合、Ｊｕｒｋａｔ細胞の体積磁化率は、培養時間に応じて変化する。換言すると、Ｊｕｒｋａｔ細胞の体積磁化率は、Ｊｕｒｋａｔ細胞の劣化の程度（機能の低下の程度）によって異なる。具体的には、培養時間が長いほど、Ｊｕｒｋａｔ細胞の反磁性が弱まる。換言すると、Ｊｕｒｋａｔ細胞の機能の低下が大きいほど、反磁性が弱まる。したがって、動物細胞の体積磁化率に基づいて、動物細胞の状態（機能の低下の程度）を分析することができる。

【0090】

［実施形態３］
続いて図１、図１３〜図１５を参照して、本発明の実施形態３について説明する。但し、実施形態１及び２と異なる事項を説明し、実施形態１及び２と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態３は、分析対象である粒子状生物ｐの状態として、粒子状生物ｐが有する能力の程度を分析する点で実施形態１及び２と異なる。粒子状生物ｐの能力は、例えば、生理活性能力（活性度）、分化能力、又はタンパク質等の生成能力を含む。

【0091】

本実施形態において、基準データ４３は、分析対象の粒子状生物ｐと同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、基準粒子状生物が有する能力の程度ごとに示す。処理部４２は、粒子状生物ｐの体積磁化率及び粒子径を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐが有する能力の程度を分析する。以下では、粒子状生物ｐの活性度を分析する場合を例に、本実施形態を説明する。この場合、基準データ４３は、分析対象の粒子状生物ｐと同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を活性度ごとに示す。

【0092】

図１３（ａ）は、粒子状生物ｐの活性度の測定結果を示す図である。詳しくは、標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））の活性度の測定結果を示す。具体的には、標準株の培養を開始してから７時間後の活性度の測定結果を示している。

【0093】

図１３（ａ）において、横軸は測定時間を示し、縦軸は活性度を示す。詳しくは、縦軸は、４５０ｎｍの光の吸光度を示す。具体的には、ＮＡＤＰＨによりホルマザン色素が還元されることで、４５０ｎｍの光を吸収するようになることから、この波長における吸光度を測定した。ＮＡＤＰＨは、ＡＴＰ（ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉ−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）の合成時に生成される補酵素であり、ＮＡＤＰＨの生成量が多い程、吸光度が高くなる。換言すると、ＡＴＰの合成量が多い程、吸光度が高くなる。ＡＴＰの合成量は、粒子状生物ｐの活性度に対応しており、ＡＴＰの合成量が多い程、粒子状生物ｐの活性度は高くなる。したがって、吸光度は、粒子状生物ｐの活性度に対応する。具体的には、粒子状生物ｐの活性度が高い程、吸光度が高くなる。

【0094】

また、図１３（ａ）において、四角印は、５重量％の塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含む培養液内で培養した標準株の活性度を示す。また、三角印は、ｐＨ（水素イオン指数）を１．０に調整した培養液内で培養した標準株の活性度を示す。一方、丸印は、ストレスを与えることなく培養した標準株の活性度を示す。図１３（ａ）に示すように、ストレスを与えることにより、粒子状生物ｐの活性度（ＡＴＰ合成量）は低くなる。

【0095】

図１３（ｂ）は、分析対象の粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す図である。詳しくは、７時間培養した標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））の粒子径及び体積磁化率の測定結果を示す。

【0096】

図１３（ｂ）において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、図１３（ｂ）において、四角印は、５重量％の塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含む培養液内で７時間培養した標準株の体積磁化率を示す。また、三角印は、ｐＨ（水素イオン指数）を１．０に調整した培養液内で７時間培養した標準株の体積磁化率を示す。一方、丸印は、ストレスを与えることなく７時間培養した標準株の体積磁化率を示す。

【0097】

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、粒子状生物ｐの体積磁化率は、活性度に応じて異なる。したがって、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率に基づいて、粒子状生物ｐの活性度を分析することができる。以下、粒子状生物ｐが標準株（Saccharomyces cerevisiae NRIC1560^T （Type strain））である場合を例に、本実施形態を説明する。

【0098】

体積磁化率の差異は、細胞内部の生命活動の程度を反映している。また、体積磁化率の差異は、細胞膜の表層（表面修飾分子）における物質動態の強弱を反映している。細胞膜の表層における物質動態の強弱は、ＡＴＰ生成量に対応する。

【0099】

続いて図１４を参照して、実施形態３に係る基準データ４３について説明する。図１４は、実施形態３に係る基準データ４３の一例を示す図である。図１４において、横軸は粒子径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、グラフ１３０は、基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を活性度ごとに示す。図１に示す記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ１３０に対応するデータを記憶する。具体的には、図１に示す記憶部４１は、基準データ４３として、グラフ１３０の式を示すデータ、又はグラフ１３０に対応するテーブルを示すデータを記憶する。

【0100】

例えば、図１４に示すように、グラフ１３０は、３種類のグラフ（第９グラフ１３１、第１０グラフ１３２、及び第１１グラフ１３３）を含み得る。この場合、基準データ４３は、第９グラフ１３１に対応する第９データと、第１０グラフ１３２に対応する第１０データと、第１１グラフ１３３に対応する第１１データとを含む。例えば、第９データは、第９グラフ１３１の式、又は第９グラフ１３１に対応するテーブルを示すデータであり、第１０データは、第１０グラフ１３２の式、又は第１０グラフ１３２に対応するテーブルを示すデータであり、第１１データは、第１１グラフ１３３の式、又は第１１グラフ１３３に対応するテーブルを示すデータである。

【0101】

本実施形態において、第９グラフ１３１は、５重量％の塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含む培養液内で７時間培養した標準株の標準的な粒子径及び体積磁化率の関係を示し、第１０グラフ１３２は、ｐＨ（水素イオン指数）を１．０に調整した培養液内で７時間培養した標準株の標準的な粒子径及び体積磁化率の関係を示し、第１１グラフ１３３は、ストレスを与えることなく７時間培養した標準株の標準的な粒子径及び体積磁化率の関係を示す。

【0102】

図１３を参照して説明したように、標準株は活性度に応じて異なる体積磁化率を有する。したがって、処理部４２は、第９グラフ１３１に対応する第９データ、第１０グラフ１３２に対応する第１０データ、及び第１１グラフ１３３に対応する第１０データを参照して、粒子状生物ｐの活性度を分析することができる。

【0103】

例えば、処理部４２は、実施形態１と同様に、基準データ４３を参照して、粒子状生物ｐの体積磁化率に最も近い基準体積磁化率を判定する。処理部４２は、この判定の結果に基づき、粒子状生物ｐの能力の程度を分析する。なお、処理部４２は、実施形態１において説明したように、基準体積磁化率の範囲、又は、基準体積磁化率の範囲及び中央値を用いて、粒子状生物ｐの能力の程度を分析してもよい。あるいは、実施形態１において説明したように、基準体積磁化率の範囲及び平均値を用いて、粒子状生物ｐの能力の程度を分析してもよい。

【0104】

続いて図１５を参照して、実施形態３に係る分析方法について説明する。図１５は、実施形態３に係る分析方法を示すフローチャートである。実施形態３に係る分析方法は、図１、図１３、及び図１４を参照して説明した分析装置１０を使用して実行し得る。

【0105】

図１５に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ３までの処理は、図６を参照して説明した分析方法と同様であるため、説明を割愛する。実施形態３に係る分析方法では、粒子状生物ｐ（分析対象）の体積磁化率を測定すると（ステップＳ３）、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐの能力の程度を分析する（ステップＳ６）。粒子状生物ｐを分析する際には、処理部４２が、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を、記憶部４１が記憶する基準データ４３と比較する。基準データ４３は、既に説明したように、分析対象の粒子状生物ｐと同じ種類の基準粒子状生物の体積磁化率と粒子径との関係を、基準粒子状生物が有する能力の程度ごとに示す。

【0106】

以上、実施形態３について説明した。実施形態３によれば、実施形態１及び２と同様に、粒子状生物ｐの品質を評価することができる。具体的には、粒子状生物ｐの能力の程度を分析することができる。また、評価後の粒子状生物ｐを次の研究へ利用することが可能となる。

【0107】

なお、本実施形態では、酵母（標準株）の能力の程度を分析したが、粒子状生物ｐは酵母に限定されない。粒子状生物ｐは、酵母以外の細胞であり得る。例えば、粒子状生物ｐは、動物細胞であり得る。

【0108】

また、本実施形態では、粒子状生物ｐの能力の程度を分析したが、粒子状生物ｐの能力の程度（例えば、生理活性能力、分化能力、又はタンパク質等の生成能力）に基づいて、粒子状生物ｐが良品（正常）であるのか不良品（異常）であるのかを更に分析してもよい。あるいは、粒子状生物ｐの粒子径及び体積磁化率を基準データ４３と比較することにより、粒子状生物ｐの状態として、粒子状生物ｐが良品であるのか不良品であるのかを分析してもよい。例えば、粒子状生物ｐが、正常に分化したｉＰＳ細胞であるのか、がん化したｉＰＳ細胞であるのかを分析することができる。

【0109】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

【0110】

例えば、本発明の実施形態では、磁場生成部２０が一対の永久磁石２０ａ、２０ｂを備えたが、磁場生成部２０は、磁場勾配を生成するために一対の磁極片（ポールピース）を備えてもよい。あるいは、磁場生成部２０は、磁場勾配を生成するために、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石を備えてもよい。磁場生成部２０が一対の磁極片を備える場合、一対の磁極片を構成する２つの磁極片は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の一定距離の空隙を空けて配置される。セル２１は、２つの磁極片の間の空隙に配置される。磁極片は、例えば、磁化された鉄片であり得る。鉄片は、例えば永久磁石、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石によって磁化し得る。

【0111】

また、本発明の実施形態では、セル２１がキャピラリー管であったが、セル２１は、ガラスセル又はプラスチックセルであってもよい。ガラスセル及びプラスチックセルは、粒子状生物ｐを含む媒体ｍを保持する凹部を有する。あるいは、ガラスセル及びプラスチックセルは、粒子状生物ｐを含む媒体ｍが流れる流路を有する。セル２１が、マイクロ流路を有するガラスセル又はプラスチックセルである場合、粒子状生物ｐを含む液滴がマイクロ流路の一方端に滴下されると、毛細管現象によって液滴がマイクロ流路を流れる。

【0112】

また、本発明の実施形態では、画像解析によって粒子状生物ｐの粒子径を測定したが、粒子状生物ｐのブラウン運動を解析して、粒子状生物ｐの粒子径を測定してもよい。

【0113】

具体的には、セル２１（キャピラリー管）の軸方向（ｘ方向）に直交する方向（ｙ方向）における粒子状生物ｐの位置の変化（変位）の分散から拡散係数を算出し、この拡散係数から粒子状生物ｐの粒子径を測定することができる。詳しくは、粒子状生物ｐは、セル２１（キャピラリー管）の軸方向（ｘ方向）に磁場勾配の影響を受けるが、セル２１の軸方向に直交する方向（ｙ方向）には磁場勾配の影響をほとんど受けない。したがって、ｙ方向における粒子状生物ｐの位置の変位の分散から拡散係数Ｄを算出することができる。具体的には、拡散係数Ｄは、ブラウン運動を行う粒子状生物ｐのｙ方向の移動距離の２乗を２倍の時間で除算することによって算出することができる。

【0114】

処理部４２は、以下の式（２）に基づいて、拡散係数Ｄから粒子状生物ｐの粒子径を測定する。式（２）において、ｄは粒子状生物ｐの粒子径であり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔは絶対温度であり、ηは媒体ｍの粘性率である。
ｄ＝ｋＴ／（３πηＤ）・・・（２）

【0115】

また、本発明の実施形態では、分析装置１０が光源５０を備えたが、分析装置１０は、光源５０に替えてレーザーを備えてもよいし、光源５０に加えてレーザーを更に備えてもよい。分析装置１０が光源５０とレーザーとを備える場合、光源５０から光を出射する際には、レーザーからのレーザー光の出射を停止させ、レーザーからレーザー光を出射する際には、光源５０からの光の出射を停止させる。レーザーを使用する場合、セル２１に導入された粒子状生物ｐにレーザー光を照射する。観察部３０は、セル２１内の粒子状生物ｐによって散乱されたレーザー光（散乱光）によって粒子状生物ｐを観察する。例えば、図３を参照して説明した撮像部３４が、拡大部３２を介して、粒子状生物ｐによって散乱されたレーザー光を撮像する。

【0116】

なお、レーザーを使用する場合、例えば動的光散乱法又は静的光散乱法に基づいて粒子状生物ｐの粒子径を測定してもよい。また、レーザー光を粒子状生物ｐに照射する場合、キャピラリー管は、その軸方向に直交する断面形状が正方形の正方形型キャピラリーであることが好ましい。正方形型キャピラリーを使用することにより、セル２１の側面のうちレーザー光が照射される面を鏡面仕上げにすることが容易になる。

【0117】

また、本発明の実施形態では、演算部４０（処理部４２）が粒子状生物ｐの粒子径を測定したが、撮像部３４が撮像した画像をディスプレイに表示させ、ディスプレイに表示された画像から、分析者が粒子状生物ｐの粒子径を測定してもよい。あるいは、撮像部３４が撮像した画像を印刷して、印刷した画像から、分析者が粒子状生物ｐの粒子径を測定してもよい。

【0118】

また、本発明の実施形態では、撮像部３４が所定の時間間隔ごとに粒子状生物ｐを撮像することにより、粒子状生物ｐの磁気泳動速度を測定したが、レーザーを使用して、例えばレーザードップラー法に基づいて粒子状生物ｐの磁気泳動速度を測定してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0119】

本発明は、医薬品分野、環境化学分野、食品分野、化粧品分野、及び再生医療分野等に有用である。

【符号の説明】

【0120】

１０ 分析装置
２０ 磁場生成部
３０ 観察部
３２ 拡大部
３４ 撮像部
４０ 演算部
４１ 記憶部
４２ 処理部
４３ 基準データ
５０ 光源
ｐ 粒子状生物
ｍ 媒体

【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】