特許 6914906 化学発光測定装置

(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】6914906

(24)【登録日】2021年7月16日

(45)【発行日】2021年8月4日

(54)【発明の名称】化学発光測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/08 20060101AFI20210727BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20210727BHJP

   G01N 21/76 20060101ALI20210727BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20210727BHJP

   G01N 33/536 20060101ALI20210727BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/08 A

   G01N35/00 D

   G01N21/76

   G01N37/00 101

   G01N33/536 C

【請求項の数】18

【全頁数】47

(21)【出願番号】特願2018-225988(P2018-225988)

(22)【出願日】2018年11月30日

(62)【分割の表示】特願2016-179031(P2016-179031)の分割

【原出願日】2016年9月13日

(65)【公開番号】特開2019-60890(P2019-60890A)

(43)【公開日】2019年4月18日

【審査請求日】2019年3月28日

(31)【優先権主張番号】特願2016-130101(P2016-130101)

(32)【優先日】2016年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【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】100111383

【弁理士】

【氏名又は名称】芝野 正雅

(74)【代理人】

【識別番号】100170922

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100203862

【弁理士】

【氏名又は名称】西谷 香代子

(72)【発明者】

【氏名】友田 小百合

(72)【発明者】

【氏名】能勢 智之

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 規彰

(72)【発明者】

【氏名】堀井 和由

【審査官】 北条 弥作子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３００２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５２７７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７４２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６１３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００３５５７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２４４４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６０５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００１９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７２７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１０９１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ３５／００−３５／１０

Ｇ０１Ｎ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検体に含まれる被検物質を化学発光測定で測定するためのカートリッジを支持する支持部材と、
前記カートリッジ内で前記化学発光測定に必要な処理を進めるために前記カートリッジが回転するように前記支持部材を回転させるモータと、
前記モータにより回転させられた前記支持部材に支持された前記カートリッジ内で生じた化学発光による光を光検出器により受光する受光部と、
前記光を前記光検出器の受光面に導くための反射部材と、
前記モータにより生じた熱を装置外部に放出するための換気部と、を備え、
前記支持部材に支持される前記カートリッジ、前記光検出器の受光面、および前記反射部材を遮光部で取り囲まれた暗室内に配置し、前記モータおよび前記換気部を前記暗室の外部に配置した、化学発光測定装置。

【請求項2】

複数のチャンバと前記複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジ内で磁性粒子を前記複数のチャンバを経由して移送することにより、前記磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、前記複合体の前記標識物質に基づいて検体に含まれる被検物質を化学発光測定で測定する化学発光測定装置であって、
前記カートリッジを支持する支持部材と、
前記支持部材を回転させるモータと、
前記モータにより回転させられた前記支持部材に支持された前記カートリッジ内で生じた化学発光による光を光検出器により受光する受光部と、
前記チャンバ内の磁性粒子を集めるための磁石と、
前記磁石を移動させる移動機構と、
前記モータにより生じた熱を装置外部に放出するための換気部と、を備え、
前記支持部材に支持される前記カートリッジ、前記光検出器の受光面、および前記磁石を遮光部で取り囲まれた暗室内に配置し、前記モータおよび前記換気部を前記暗室の外部に配置し、前記移動機構を前記カートリッジの外部で且つ前記暗室の内側に配置した、化学発光測定装置。

【請求項3】

前記換気部は、前記モータに対向するように配置されている、請求項１または２に記載の化学発光測定装置。

【請求項4】

前記カートリッジの温度を検出するための温度センサを備え、
前記温度センサで検出された温度に基づいて前記換気部の動作を制御する、請求項１ないし３の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項5】

前記支持部材に支持された前記カートリッジの温度を所定の温度に制御するためのヒータを備えた、請求項１ないし４の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項6】

前記ヒータは、発熱面が平面であって、前記発熱面が前記支持部材に支持された前記カートリッジに対して平行となるように配置されている、請求項５に記載の化学発光測定装置。

【請求項7】

前記モータはステッピングモータである、請求項１ないし６の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項8】

前記モータは、駆動軸とコイルを備え、
前記暗室の外部に前記コイルを配置した、請求項１ないし７の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項9】

前記モータは、駆動軸とコイルを備え、
前記暗室の内部に前記駆動軸を配置した、請求項１ないし８の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項10】

前記モータは、前記支持部材の回転速度を変化させる、請求項１ないし９の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項11】

前記暗室を形成する遮光部の外側面に対向する前記モータの面と前記外側面との間に、前記外側面を貫通する孔を囲む遮光性の弾性部材が配置され、前記モータの前記面が前記弾性部材に押しつけられるようにして、前記モータが前記遮光部の前記外側面に装着されている、請求項１ないし１０の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項12】

前記光検出器は、光電子増倍管である、請求項１ないし１１の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項13】

前記受光部を含む受光ユニットを前記暗室内に配置した、請求項１ないし１２の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項14】

装置本体が、前記カートリッジを着脱するための蓋部と、前記蓋部を開閉可能に支持する本体部とを備え、
前記暗室を形成する遮光部は、前記蓋部と前記本体部の両方に設けられ、前記蓋部を閉じることにより前記暗室が形成される、請求項１ないし１３の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項15】

前記暗室を形成する遮光部は、遮光性の樹脂で形成されている、請求項１ないし１４の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項16】

前記暗室を形成する遮光部の内側面の少なくとも一部が黒色である、請求項１ないし１５の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項17】

前記カートリッジは、封止体を備えた液体収容部を有しており、
前記封止体を押圧する押圧部を備え、
前記支持部材は、前記カートリッジを挟んで前記押圧部と対向する位置に設けられている、請求項１ないし１６の何れか一項に記載の化学発光測定装置。

【請求項18】

前記支持部材は、前記支持部材の回転軸側から、前記押圧部と対向する位置まで設けられている、請求項１７に記載の化学発光測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、化学発光測定用のカートリッジを用いて被検物質の測定を行う化学発光測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、図２８に示すように、ディスク６１０を用いて血液、唾液または尿等の検体を分析する分析装置が記載されている。この分析装置は、ディスク６１０内で検体と試薬を反応させるためにディスク６１０を回転させる回転装置６２０と、チャンバを含む検出ゾーン６３０に光を照射する発光装置６４０と、検出ゾーン６３０を透過した光を受光する光検出装置６５０と、を備えている。

【0003】

特許文献１の分析装置では、光検出装置６５０としてカメラが用いられ、カメラで発光装置６４０により光が照射された検出ゾーン６３０を撮像し、撮像された画像の色の変化や色の密度によって、検出ゾーン６３０における反応結果が取得される。ディスク６１０、回転装置６２０、発光装置６４０および光検出装置６５０は、全て、箱状の本体６６０の内部に収容されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１３／０１６４１７５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の分析装置のように、小型化するために、箱状の本体の内部でカートリッジを回転させる装置において、カートリッジ内で生じた化学発光による微弱な光を測定する化学発光測定を行う場合、フォトンカウンティングレベルで光を検出する必要があるため、カートリッジの収容された空間に外部から光が漏れ入らないように十分に遮光する必要がある。この場合、カートリッジの収容された空間は密閉空間となるため、熱を外部に逃がすことは困難である。カートリッジ内で化学発光による光を生じさせる場合に、カートリッジの収容された空間の温度が変動すると、カートリッジ内での化学反応が不安定となるため、化学発光測定の精度が低下する結果となる。このため、カートリッジの収容された空間内の温度は、所定の温度に維持することが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様は、化学発光測定装置に関する。本態様に係る化学発光測定装置は、検体に含まれる被検物質を化学発光測定で測定するためのカートリッジを支持する支持部材と、カートリッジ内で化学発光測定に必要な処理を進めるためにカートリッジが回転するように支持部材を回転させるモータと、モータにより回転させられた支持部材に支持されたカートリッジ内で生じた化学発光による光を光検出器により受光する受光部と、光を光検出器の受光面に導くための反射部材と、モータにより生じた熱を装置外部に放出するための換気部と、を備える。支持部材に支持されるカートリッジ、光検出器の受光面、および反射部材を遮光部で取り囲まれた暗室内に配置し、モータおよび換気部を暗室の外部に配置する。
本発明の第２の態様は、複数のチャンバと複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジ内で磁性粒子を複数のチャンバを経由して移送することにより、磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、複合体の標識物質に基づいて検体に含まれる被検物質を化学発光測定で測定する化学発光測定装置に関する。本態様に係る化学発光測定装置は、カートリッジを支持する支持部材と、支持部材を回転させるモータと、モータにより回転させられた支持部材に支持されたカートリッジ内で生じた化学発光による光を光検出器により受光する受光部と、チャンバ内の磁性粒子を集めるための磁石と、磁石を移動させる移動機構と、モータにより生じた熱を装置外部に放出するための換気部と、を備える。支持部材に支持されるカートリッジ、光検出器の受光面、および磁石を遮光部で取り囲まれた暗室内に配置し、モータおよび換気部を暗室の外部に配置し、前記移動機構を前記カートリッジの外部で且つ前記暗室の内側に配置する。

【0007】

本態様に係る化学発光測定装置において、化学発光とは、化学反応によるエネルギーを利用して発せられる光であり、たとえば、化学反応により分子が励起されて励起状態になり、そこから基底状態に戻る時放出される光である。化学発光は、たとえば、酵素と基質との反応により生じさせたり、電気化学的刺激を標識物質に与えることにより生じさせたり、ＬＯＣＩ法（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay）に基づいて生じさせたり、生物発光に基づいて生じさせたりすることができる。化学発光測定とは、化学発光を測定することである。化学発光測定に必要な処理とは、化学発光を測定するまでに必要とされる処理である。化学発光測定に必要な処理には、化学発光を生じさせるための処理が含まれる。化学発光を生じさせるための処理としては、発光基質と触媒とを反応させる処理、標識物質に電気化学的刺激を与える処理、ＬＯＣＩ法（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay）に基づいて、光を照射し、一重項酸素を発生させ、発生した一重項酸素によりオレフィン化合物を酸化させる処理、ルシフェリン・ルシフェラーゼによる生物発光を生じさせる処理、などが挙げられる。暗室とは、遮光部により取り囲まれた空間である。暗室は、化学発光が安定して検出できる程度の暗さの空間であれば特に制限されない。たとえば、暗室は、カートリッジ内で化学発光が生じない状態の時に暗室内で検出される入射フォトン数が、１００００個／（ｍｍ^２・秒）以下となるように遮光部により取り囲まれた空間である。カートリッジ内で化学発光が生じない状態の時とは、カートリッジをセットしていない状態の時や装置の電源オフ状態の時などが挙げられる。より高感度に被検物質を検出する観点から、暗室は、カートリッジ内で化学発光が生じない状態の時に暗室内で検出される入射フォトン数が、好ましくは、１０００個／（ｍｍ^２・秒）以下、より好ましくは１００個／（ｍｍ^２・秒）以下となるように遮光部により取り囲まれた空間である。

【0008】

本態様に係る化学発光測定装置によれば、支持部材に支持されるカートリッジおよび受光部の受光面が遮光部で取り囲まれた暗室内に配置されるため、外部からの光が受光部の受光面に入射することが防がれる。よって、化学発光測定の精度を高めることができる。また、熱源であるモータは、密閉空間である暗室の外部に配置されるため、モータの熱によって暗室内部の温度が不安定になることを抑止できる。よって、カートリッジ内での化学反応を安定させることができる。

【0009】

また、モータにより生じた熱が装置外部に放出されるため、モータによってカートリッジの温度が上昇することを抑制できる。よって、カートリッジの温度を所望の温度に維持しやすくなるため、たとえば、カートリッジ内で検体と試薬とを安定的に反応させることができる。

【0010】

本態様に係る化学発光測定装置において、換気部は、モータに対向するように配置され得る。こうすると、モータの周囲の空気を、化学発光測定装置の外部に導きやすくなるため、モータで生じた熱を効率的に排熱できる。

【0011】

本態様に係る化学発光測定装置は、カートリッジの温度を検出するための温度センサを備え、温度センサで検出された温度に基づいて換気部の動作を制御するよう構成され得る。たとえば、カートリッジの温度が所望の温度に満たない場合には、換気部が停止状態とされ、カートリッジの温度が所望の温度を越えると、換気部が駆動される。こうすると、換気部およびカートリッジを加温するためのヒータの消費電力を抑制できる。

【0012】

本態様に係る化学発光測定装置は、支持部材に支持されたカートリッジの温度を所定の温度に制御するためのヒータを備えるよう構成され得る。こうすると、カートリッジを加温して、カートリッジの温度を所定の温度に維持できる。

【0013】

この場合に、ヒータは、発熱面が平面であって、発熱面が支持部材に支持されたカートリッジに対して平行となるように配置され得る。こうすると、カートリッジを効率よく加温できる。

【0014】

本態様に係る化学発光測定装置において、モータはステッピングモータとして構成され得る。

【0015】

本態様に係る化学発光測定装置において、モータは、駆動軸とコイルを備え、暗室の外部にコイルが配置され得る。モータのコイルは、電流が流れることにより発熱する。ここで、モータの配置位置は、コイルの位置によって示される。したがって、「モータが暗室の外部に配置されている」という場合、少なくとも熱源となるコイルは暗室の外部に位置付けられることになり、コイル以外の部品、たとえば駆動軸は、暗室の内部に配置されていてもよい。よって、本態様に係る化学発光測定装置では、コイルから生じた熱によって暗室内部の温度が不安定になることを抑止できる。

【0016】

本態様に係る化学発光測定装置において、モータは、駆動軸とコイルを備え、暗室の内部に駆動軸が配置され得る。こうすると、暗室の外部に設置されたコイルにより、駆動軸を介して暗室の内部の支持部材を円滑に回転させることができる。

【0017】

本態様に係る化学発光測定装置において、モータは、支持部材の回転速度を変化させるよう構成され得る。このように回転速度を変化させながら支持部材を回転させると、遠心力およびオイラー力が発生し、たとえば、チャンバ内の液体を円滑に攪拌できる。

【0018】

本態様に係る化学発光測定装置において、暗室を形成する遮光部の外側面に対向するモータの面と外側面との間に、外側面を貫通する孔を囲む遮光性の弾性部材が配置され、モータの面が弾性部材に押しつけられるようにして、モータが遮光部の外側面に装着されているよう構成され得る。こうすると、暗室の外部から孔を介して暗室の内部に光が入ることを確実に防ぐことができる。

【0019】

本態様に係る化学発光測定装置において、光検出器は、たとえば、光電子増倍管である。

【0020】

本態様に係る化学発光測定装置は、受光部を含む受光ユニットを暗室内に配置するよう構成され得る。こうすると、受光部に外部の不要な光が入射することを防ぐことができる。

【0021】

本態様に係る化学発光測定装置において、装置本体が、カートリッジを着脱するための蓋部と、蓋部を開閉可能に支持する本体部とを備えるよう構成され得る。ここで、暗室を形成する遮光部は、蓋部と本体部の両方に設けられ、蓋部を閉じることにより暗室が形成されるよう構成され得る。こうすると、蓋部を閉じるだけで容易に暗室を形成できる。

【0022】

本態様に係る化学発光測定装置において、暗室を形成する遮光部は、遮光性の樹脂で形成され得る。こうすると、遮光部の成形が容易になる。

【0023】

本態様に係る化学発光測定装置は、暗室を形成する遮光部の内側面の少なくとも一部が黒色とされ得る。こうすると、遮光部の成形が容易になる。

【0024】

本態様に係る化学発光測定装置において、カートリッジは、封止体を備えた液体収容部を有するよう構成され得る。本態様に係る化学発光測定装置は、封止体を押圧する押圧部を備えるよう構成され得る。支持部材は、カートリッジを挟んで押圧部と対向する位置に設けられる。こうすると、液体収容部内の液体が流れ出すよう封止体を開栓する際に、押圧部で封止体を押圧して、カートリッジに押圧力が加えられても、支持部材が土台となってカートリッジを支えるので、開栓時にカートリッジに位置ずれや破損が生じたりすることがなく、カートリッジは所定の位置に適正に支持される。よって、開栓動作によって測定精度が低下することが抑制される。

【0025】

なお、このように、カートリッジを挟んで押圧部と対向する位置まで支持部材を設けると、支持部材の面積が広くなり、支持部材の重量が増加する。この場合、支持部材を駆動するモータが大型化し、モータの発熱量が増加する。本態様に係る化学発光測定装置によれば、モータが暗室外部に配置されるため、このようにモータの発熱が増大する場合でも、暗室内部の温度が不安定になることを抑制でき、測定を適切に進めることができる。

【0026】

支持部材は、カートリッジ内で生じた化学発光による光の受光に支障がない広さに制限することが好ましい。これにより、開栓時にカートリッジに位置ずれや破損が生じることを抑制しつつ、化学発光による光を確実に受光できる。

【0027】

この場合、支持部材は、支持部材の回転軸側から、押圧部と対向する位置まで設けられる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、化学発光測定の精度を高めることができ、且つ、カートリッジ内での化学反応を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１（ａ）は、実施形態１の概要に係る化学発光測定装置の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、実施形態１の概要に係るカートリッジの構成を示す模式図である。

【図2】図２（ａ）は、実施形態１に係る分析装置の外観構成を示す模式図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係るカートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態１に係る設置部材、磁石、移動機構、検出部、および収容体を斜め上から見た場合の構成を示す図である。

【図4】図４（ａ）は、実施形態１に係る磁石および移動機構を斜め下から見た場合の構成を示す図である。図４（ｂ）は、実施形態１に係る磁石を側方から見た場合の構成を示す模式図である。

【図5】図５（ａ）は、実施形態１に係る検出部を斜め上から見た場合の構成を示す図である。図５（ｂ）は、実施形態１に係る反射部材を斜め上から見た場合の構成を示す図である。図５（ｃ）は、実施形態１に係る反射部材のＹＺ平面による断面を側方から見た場合の模式図である。

【図6】図６（ａ）は、実施形態１に係る検出部から部材および反射部材を除いたものを斜め上から見た場合の構成を示す図である。図６（ｂ）は、実施形態１に係るチャンバから生じた光が光検出器により受光される状態を側方から見た場合の模式図である。

【図7】図７は、実施形態１に係る収容体にモータ、弾性部材、および蓋部材が取り付けられる状態を斜め下から見た場合の図である。

【図8】図８は、実施形態１に係る本体部を斜め上から見た場合の構成を示す図、および、蓋部を斜め下から見た場合の構成を示す図である。

【図9】図９は、実施形態１に係る回転軸を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの分析装置の断面を側方から見た場合の模式図である。

【図10】図１０（ａ）は、実施形態１に係る押圧部を上から見た場合の構成を示す模式図である。図１０（ｂ）、（ｃ）は、実施形態１に係る押圧部の断面を側方から見た場合の構成を示す模式図である。

【図11】図１１（ａ）は、実施形態１に係る支持部材を上から見た場合の構成を示す模式図である。図１１（ｂ）は、実施形態１に係る支持部材の変更例を上から見た場合の構成を示す模式図である。

【図12】図１２（ａ）は、実施形態１に係る本体部を下側から見た場合の内部構成を示す図である。図１２（ｂ）は、実施形態１に係る本体部を側方から見た場合の内部構成を示す模式図である。

【図13】図１３は、実施形態１に係る分析装置の構成を示すブロック図である。

【図14】図１４は、実施形態１に係る分析装置の動作を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、実施形態１に係る隣り合うチャンバ間で複合体を移送する場合の分析装置の動作を示すフローチャートである。

【図16】図１６（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る隣り合うチャンバ間で複合体を移送することを模式的に示す状態遷移図である。

【図17】図１７（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る隣り合うチャンバ間で複合体を移送することを模式的に示す状態遷移図である。

【図18】図１８は、実施形態１に係る遮光部による遮光が適正であるか否かの検証において、シグナルのばらつきとダークカウントの値のばらつきの関係を説明するための図である。

【図19】図１９（ａ）は、実施形態１に係る分析装置で用いられるモータの稼働時間をまとめた表である。図１９（ｂ）は、実施形態１に係るモータを暗室の内部に配置した場合の検証において、カートリッジの温度変化を示すグラフである。

【図20】図２０（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る換気部の効果に関する検証において分析装置の各部の温度変化を示すグラフである。

【図21】図２１（ａ）は、実施形態２に係る分析装置の外観構成を示す模式図である。図２１（ｂ）は、実施形態３に係る支持部材およびカートリッジを上から見た場合の構成を模式的に示す図である。

【図22】図２２（ａ）は、実施形態４に係る化学発光測定装置において受光部が暗室の内部に配置される場合の構成を示す模式図である。図２２（ｂ）は、実施形態４に係る化学発光測定装置において受光面が暗室の内部に配置される場合の構成を示す模式図である。

【図23】図２３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図２２（ａ）、（ｂ）に示す実施形態４に係る化学発光測定装置の変更例を示す図である。

【図24】図２４（ａ）は、実施形態５に係るカートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。図２４（ｂ）、（ｃ）は、実施形態５に係るカートリッジのチャンバを拡大した模式図である。図２４（ｄ）、（ｅ）は、比較例に係るカートリッジのチャンバを拡大した模式図である。

【図25】図２５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態５に係るチャンバの変更例を示す模式図である。

【図26】図２６（ａ）は、実施形態６に係るカートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。図２６（ｂ）は、実施形態６に係る押圧部を上から見た場合の構成を示す模式図である。

【図27】図２７（ａ）、（ｂ）は、実施形態６に係る押圧部の断面を側方から見た場合の構成を示す模式図である。

【図28】図２８は、関連技術の構成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】

【0033】

＜実施形態１＞
図１（ａ）、（ｂ）を参照して、実施形態１の化学発光測定装置およびカートリッジの概要を説明する。

【0034】

図１（ａ）に示すように、化学発光測定装置１０は、抗原抗体反応を利用して検体中の被検物質を測定する免疫測定装置である。化学発光測定装置１０は、カートリッジ２０を用いて検体に含まれる被検物質を化学発光測定で測定する。

【0035】

化学発光とは、化学反応によるエネルギーを利用して発せられる光であり、たとえば、化学反応により分子が励起されて励起状態になり、そこから基底状態に戻る時放出される光である。化学発光は、たとえば、酵素と基質との反応により生じさせたり、電気化学的刺激を標識物質に与えることにより生じさせたり、ＬＯＣＩ法（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay）に基づいて生じさせたり、生物発光に基づいて生じさせたりすることができる。化学発光測定とは、化学発光を測定することである。化学発光測定に必要な処理とは、化学発光を測定するまでに必要とされる処理である。化学発光測定に必要な処理には、化学発光を生じさせるための処理が含まれる。化学発光を生じさせるための処理としては、発光基質と触媒とを反応させる処理、標識物質に電気化学的刺激を与える処理、ＬＯＣＩ法（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay）に基づいて、光を照射し、一重項酸素を発生させ、発生した一重項酸素によりオレフィン化合物を酸化させる処理、ルシフェリン・ルシフェラーゼによる生物発光を生じさせる処理、などが挙げられる。実施形態１において、化学発光に必要な処理とは、たとえば、後述するステップＳ１２〜Ｓ１８までの処理が挙げられる。また、たとえば、制御部３０１による温度センサ１７８に基づく換気部３５０の制御、ヒータ３２１、３２２によるカートリッジ２００の温度制御なども、化学発光に必要な処理として挙げられる。

【0036】

化学発光測定装置１０は、支持部材３１と、回転軸３２と、モータ４０と、磁石５０と、移動機構６０と、受光ユニット７０と、遮光部８０と、を備える。カートリッジ２０は、被検物質を化学発光測定で測定するために用いられる。図１（ａ）において、ＸＹＺ軸は互いに直交している。Ｘ軸正方向は後方を示し、Ｙ軸正方向は左方向を示し、Ｚ軸正方向は鉛直下方向を示している。

【0037】

支持部材３１は、カートリッジ２０を支持する。回転軸３２は、鉛直方向に延びている。回転軸３２の上端は、支持部材３１に固定されており、回転軸３２の下端は、モータ４０の駆動軸４１に固定されている。モータ４０は、駆動軸４１と、磁石４２と、コイル４３と、を備える。駆動軸４１は、モータ４０の本体から上方向に突出しており、磁石４２とコイル４３は、モータ４０の本体に収容されている。磁石４２は、駆動軸４１の下端に固定されており、コイル４３は、磁石４２を囲むように配置されている。コイル４３に電流が流れると、磁石４２と駆動軸４１が回転し、駆動軸４１に接続された回転軸３２が回転する。

【0038】

モータ４０は、回転軸３２を回転させることにより、カートリッジ２０内で化学発光測定に必要な処理を進めるためにカートリッジ２０が回転するように支持部材３１を回転させる。カートリッジ２０は、回転軸３２を中心に回転される。以下、回転軸３２を中心とする円の径方向および周方向を、以下、それぞれ単に「径方向」および「周方向」と称する。

【0039】

図１（ｂ）に示すように、カートリッジ２０は、被検物質の検出に必要な機能をまとめた交換可能な部品である。カートリッジ２０は、板状かつ円盤形状の基板２０ａにより構成される。カートリッジ２０は、板状であることに限らず突起部分等を含んでもよく、円盤形状であることに限らず矩形形状など他の形状であってもよい。

【0040】

基板２０ａには、孔２１と、第１チャンバ２２ａと、第２チャンバ２２ｂと、チャネル２３と、が形成されている。孔２１は、基板２０ａの中心において基板２０ａを貫通している。カートリッジ２０は、孔２１の中心が回転軸３２に一致するように化学発光測定装置１０に設置される。

【0041】

第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂは、被検物質と所定の試薬により調製された試料を収容するためにカートリッジ２０に設けられた収容部である。第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂには常に液体が入っていなくてもよく、第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂは、液体を収容するために空間的な広がりを有していればよい。チャネル２３は、磁性粒子を移送させるためにカートリッジ２０に設けられた通路である。

【0042】

第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂは、周方向に並ぶように配置されている。第１チャンバ２２ａは、被検物質と磁性粒子とが結合した状態の複合体を収容している。第１チャンバ２２ａは、複合体と第１試薬とを混合するためのチャンバである。第２チャンバ２２ｂは、複合体と第２試薬を混合するためのチャンバである。チャネル２３は、回転軸３２側から第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂに繋がっている。チャネル２３は、複合体を第１チャンバ２２ａから第２チャンバ２２ｂに移送するために設けられている。

【0043】

チャネル２３は、第１領域２３ａと、第２領域２３ｂと、第３領域２３ｃと、を備える。第１領域２３ａは、径方向に延び、かつ、第１チャンバ２２ａに繋がっている。第２領域２３ｂは、径方向に延び、かつ、第２チャンバ２２ｂに繋がっている。第３領域２３ｃは、周方向に延びている。第３領域２３ｃの両端は、第１領域２３ａと第２領域２３ｂとに繋がっている。チャネル２３の少なくとも一部には、気体が満たされた気相が存在する。

【0044】

第３領域２３ｃの両端は、必ずしも第１領域２３ａと第２領域２３ｂに繋がってなくてもよい。たとえば、第１領域２３ａに繋がる第３領域２３ｃと、第２領域２３ｂに繋がる第３領域２３ｃとが別々に設けられ、その間のチャネルがＵ字状に曲がっていてもよい。Ｕ字状に曲がったチャネルに、液相が存在してもよい。第１領域２３ａと第２領域２３ｂは、周方向とは異なる方向であれば、水平面内において径方向からずれた方向に延びてもよい。第１領域２３ａと第２領域２３ｂは省略され、第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂが、直接的に第３領域２３ｃと繋がっていてもよい。

【0045】

図１（ａ）に戻り、磁石５０は、第１チャンバ２２ａ内に広がる複合体を集め、複合体を第１チャンバ２２ａからチャネル２３を介して第２チャンバ２２ｂに移送する。磁石５０は、永久磁石により構成されてもよく、電磁石により構成されてもよい。移動機構６０は、複合体を第１チャンバ２２ａからチャネル２３を介して第２チャンバ２２ｂに移送するために、径方向および鉛直方向に磁石５０を移動させる。すなわち、移動機構６０は、磁石５０を回転軸３２に対して接近および離間させるとともに、磁石５０をカートリッジ２０に対して接近および離間させる。

【0046】

なお、第１領域２３ａと第２領域２３ｂとが径方向からずれた方向に延びるよう形成されている場合、移動機構６０は、磁石５０を径方向からずれた方向に移動させる。移動機構６０は、磁石５０をカートリッジ２０に対して接近および離間させる場合に、鉛直方向からずれた方向に磁石５０を移動させてもよい。

【0047】

移動機構６０は、磁石５０をカートリッジ２０に対して相対的に移動できればよい。たとえば、移動機構６０は、カートリッジ２０を支持する支持部材３１を移動させることによりカートリッジ２０を移動させて、磁石５０がカートリッジ２０に対して相対的に移動されるようにしてもよい。ただし、支持部材３１を移動させる場合、支持部材３１を移動させるための構成が別途必要となるため、化学発光測定装置１０が大型化するおそれがある。したがって、支持部材３１は移動されず、磁石５０がカートリッジ２０に対して移動されるのが望ましい。

【0048】

移動機構６０は、第１チャンバ２２ａに対向する位置において磁石５０をカートリッジ２０に接近させ、磁石５０の磁力により複合体を集める。その後、移動機構６０は、複合体を第２チャンバ２２ｂに移動させるまで、磁石５０がカートリッジ２０に接近した状態を維持する。

【0049】

移動機構６０は、第１チャンバ２２ａに対向する位置から磁石５０を径方向に移動させることにより、第１チャンバ２２ａ内で磁石５０により集められた複合体を、第１チャンバ２２ａからチャネル２３へと移動させる。続いて、モータ４０は、カートリッジ２０を回転させることにより、磁石５０により集められた複合体を、チャネル２３内で移動させる。続いて、移動機構６０は、チャネル２３に対向する位置から磁石５０を径方向に移動させることにより、磁石５０により集められた複合体を、チャネル２３から第２チャンバ２２ｂへと移動させる。

【0050】

なお、被検物質は、磁性粒子と結合することにより、磁石５０によりカートリッジ２０内で移送されたが、必ずしも磁性粒子が用いられなくてもよい。たとえば、被検物質は、カートリッジ２０内に圧力を付与することにより移送されてもよく、遠心力により移送されてもよい。

【0051】

受光ユニット７０は、上面に受光部７０ａを備える。受光部７０ａの受光面７０ｂは、カートリッジ２０の下面に対向する。受光部７０ａは、モータ４０により回転させられた支持部材３１に支持されたカートリッジ２０内で生じた化学発光による光を、受光面７０ｂにおいて受光する。受光部７０ａは、フォトンカウンティング可能な受光部である。受光部７０ａは、光子すなわちフォトンに応じたパルス波形を出力する。受光ユニット７０は、内部に回路を備えており、受光部７０ａの出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。

【0052】

ここで、支持部材３１に支持されるカートリッジ２０と、磁石５０と、移動機構６０と、受光部７０ａの受光面７０ｂとは、遮光部８０で取り囲まれた暗室８１内に配置されている。実施形態１において、暗室８１とは、遮光部８０により取り囲まれた空間である。実施形態１において、暗室８１は、化学発光が安定して検出できる程度の暗さの空間であれば特に制限されない。たとえば、暗室８１は、カートリッジ２０内で化学発光が生じない状態の時に暗室８１内で検出される入射フォトン数が、１００００個／（ｍｍ^２・秒）以下となるように遮光部８０により取り囲まれた空間である。カートリッジ２０内で化学発光が生じない状態の時とは、カートリッジ２０をセットしていない状態の時や装置の電源オフ状態の時などが挙げられる。より高感度に被検物質を検出する観点から、暗室８１は、カートリッジ２０内で化学発光が生じない状態の時に暗室８１内で検出される入射フォトン数が、好ましくは、１０００個／（ｍｍ^２・秒）以下、より好ましくは１００個／（ｍｍ^２・秒）以下となるように遮光部８０により取り囲まれた空間である。

【0053】

図１（ａ）では、受光面７０ｂだけでなく、受光ユニット７０が暗室８１内に配置されている。これに対して、モータ４０は、暗室８１の外部に配置されている。モータ４０のコイル４３は、電流が流れることにより発熱する。ここで、モータ４０の配置位置は、コイル４３の位置によって示される。したがって、「モータ４０が暗室８１の外部に配置されている」という場合、少なくとも熱源となるコイル４３は暗室８１の外部に位置付けられることになり、コイル４３以外の部品、たとえば駆動軸４１は、図１（ａ）に示すように暗室８１の内部に配置されていてもよい。

【0054】

図１（ａ）に示す化学発光測定装置１０では、遮光部８０は、化学発光測定装置１０の内部に設けられており、遮光性を有する複数の部材により構成されている。遮光部８０は、樹脂で形成されている。遮光部８０が樹脂で形成されると、遮光部８０の成形が容易になる。遮光部８０の内側面は黒色である。遮光部８０の内側面が黒色であると、遮光部８０による遮光性が高められる。

【0055】

なお、遮光部８０は、金属で形成されてもよい。ただし、遮光部８０は、成形の容易さから、樹脂で構成されるのが望ましい。遮光部８０の内側面の一部は黒色でなくてもよい。ただし、遮光性を高めるためには、遮光部８０の内側面の全てが黒色であるのが望ましい。

【0056】

上記のような化学発光測定装置１０によれば、支持部材３１に支持されるカートリッジ２０および受光面７０ｂが遮光部８０で取り囲まれた暗室８１内に配置されるため、外部からの光が受光面７０ｂに入射することが防がれる。よって、受光部７０ａによる化学発光測定の精度を高めることができる。また、熱源であるモータ４０は、密閉空間である暗室８１の外部に配置されるため、モータ４０の熱によって暗室８１内部の温度が不安定になることを抑止できる。よって、カートリッジ２０内での化学反応を安定させることができる。

【0057】

なお、装置内に光源が配置され、受光部７０ａが光源から出射された光のうち試料を透過した光を検出するような場合、受光部７０ａが受光する光の強度は高いため、受光部７０ａに外部からの光が多少漏れ込んだとしても大きな問題となることはない。しかしながら、上記のように受光部７０ａが化学発光による光を受光する場合には、受光部７０ａは微弱な光を検出する必要がある。この場合、受光部７０ａに外部からの光ができるだけ漏れ込まないように、遮光部８０による遮光精度が高められる必要がある。図１（ａ）に示す構成によれば、遮光部８０により暗室８１が形成され、暗室８１の内部に受光部７０ａが配置されている。これにより、受光部７０ａに外部からの光が漏れ込むことを防ぐことが可能となる。

【0058】

＜具体的構成例＞
以下、実施形態１の分析装置およびカートリッジの具体的な構成を説明する。

【0059】

分析装置１００は、図１（ａ）の化学発光測定装置１０に対応する。モータ１７１は、図１（ａ）のモータ４０に対応する。支持部材１７７は、図１（ａ）の支持部材３１に対応する。回転軸３１１は、図１（ａ）の回転軸３２に対応する。磁石１２０は、図１（ａ）の磁石５０に対応する。移動機構１３０は、図１（ａ）の移動機構６０に対応する。光検出ユニット１４４は、図１（ａ）の受光ユニット７０に対応する。光検出器１４４ａは、図１（ａ）の受光部７０ａに対応する。検出面１４４ｂは、図１（ａ）の受光面７０ｂに対応する。設置部材１１０の突部１１６、弾性部材１１７、設置部材１１０の外周部分、収容体１５０、モータ１７１の上面、弾性部材１７３、蓋部材１７５、弾性部材１７４、筐体１０２ａ、遮光部材１９６、設置部材１８０の面１８３、設置部材１８０の突部１８１、および弾性部材１８２は、図１（ａ）の遮光部８０に対応する。暗室３４０は、図１（ａ）の暗室８１に対応する。カートリッジ２００は、図１（ｂ）のカートリッジ２０に対応する。

【0060】

図２（ａ）に示すように、分析装置１００は、抗原抗体反応を利用して検体中の被検物質を測定し、測定結果に基づいて被検物質を分析する免疫分析装置である。分析装置１００は、本体部１０１と蓋部１０２を備える。本体部１０１において、蓋部１０２に対向する部分以外は筐体１０１ａに覆われている。蓋部１０２において、本体部１０１に対向する部分以外は筐体１０２ａに覆われている。本体部１０１は、蓋部１０２を開閉可能に支持している。カートリッジ２００の着脱の際には、蓋部１０２が図２（ａ）に示すように開けられる。本体部１０１の上部には、カートリッジ２００が設置される。

【0061】

図２（ｂ）に示すように、カートリッジ２００は、板状かつ円盤形状の基板２００ａにより構成される。カートリッジ２００内の各部は、基板２００ａに形成された凹部と、基板２００ａの全面を覆う図示しないフィルムとが貼り合わされることにより形成される。基板２００ａと、基板２００ａに貼り合わされたフィルムとは、透光性を有する部材により構成される。基板２００ａは、後述するヒータ３２１、３２２によるカートリッジ２００の温度調節が容易となるような厚みを有する。たとえば、基板２００ａの厚みは、数ミリとされ、具体的には１．２ｍｍとされる。

【0062】

基板２００ａには、孔２０１と、チャンバ２１１〜２１６と、チャネル２２０と、６つの液体収容部２３１と、液体収容部２３２と、開口２４１と、分離部２４２と、チャネル２４３と、を備える。孔２０１は、基板２００ａの中心において基板２００ａを貫通している。カートリッジ２００は、孔２０１の中心が、後述する回転軸３１１に一致するように分析装置１００に設置される。以下、回転軸３１１を中心とする円の径方向および周方向を、以下、それぞれ単に「径方向」および「周方向」と称する。チャンバ２１１〜２１６は、基板２００ａの外周付近において周方向に並んでいる。

【0063】

チャネル２２０は、周方向に延びた円弧状の領域２２１と、径方向に延びた６つの領域２２２と、を備える。領域２２１は、６つの領域２２２と繋がっている。６つの領域２２２は、それぞれチャンバ２１１〜２１６に繋がっている。６つの液体収容部２３１は、流路を介してチャネル２２０に繋がっており、それぞれチャンバ２１１〜２１６に繋がる領域２２２の延長線上にある。液体収容部２３２は、流路を介して、チャンバ２１６に繋がる領域２２２と、チャンバ２１６に繋がる領域２２２の延長線上にある液体収容部２３１と、を繋ぐ流路に繋がっている。

【0064】

液体収容部２３１は、試薬を収容し、径方向の内側の上面に封止体２３１ａを備える。封止体２３１ａは、後述する押圧部１９５によって上から押圧されることにより開栓可能に構成される。封止体２３１ａが開栓される前は、液体収容部２３１内の試薬はチャネル２２０に流れず、封止体２３１ａが開栓されると、液体収容部２３１内がチャネル２２０に連通し、液体収容部２３１内の試薬がチャネル２２０に流れ出るようになる。具体的には、封止体２３１ａが開栓されると、液体収容部２３１の内部が、封止体２３１ａの位置においてカートリッジ２００の外部と繋がる。

【0065】

同様に、液体収容部２３２も、試薬を収容し、径方向の内側の上面に封止体２３２ａを備える。封止体２３２ａは、押圧部１９５によって上から押圧されることにより開栓可能に構成される。封止体２３２ａが開栓される前は、液体収容部２３２内の試薬はチャネル２２０に流れず、封止体２３２ａが開栓されると、液体収容部２３２内がチャネル２２０に連通し、液体収容部２３２内の試薬がチャネル２２０に流れ出るようになる。具体的には、封止体２３２ａが開栓されると、液体収容部２３２の内部が、封止体２３２ａの位置においてカートリッジ２００の外部と繋がる。

【0066】

封止体２３１ａ、２３２ａは、基板２００ａに一体形成されてもよく、基板２００ａに形成された開口に貼り合わされたフィルムなどによって形成されてもよい。

【0067】

被検者から採取された全血の血液検体は、開口２４１を介して分離部２４２に注入される。分離部２４２は、注入された血液検体を血球と血漿に分離する。分離部２４２で分離された血漿は、チャネル２４３に移動する。チャネル２４３の径方向の内側の上面には、孔２４３ａが設けられている。チャネル２４３内の領域２４３ｂに位置付けられた血漿は、カートリッジ２００が回転されると遠心力によりチャンバ２１１に移動する。これにより、所定量の血漿がチャンバ２１１に移送される。

【0068】

なお、基板２００ａの各構成は、図２（ｂ）に示すように、基板２００ａの３分の１の領域にのみ形成されている。しかしながら、これに限らず、これら一群の構成が残りの３分の２の領域に形成され、基板２００ａに一群の構成が３つ設けられてもよい。

【0069】

続いて、図３〜図１２（ｂ）を参照して、分析装置１００の内部構成について説明する。

【0070】

設置部材１１０には、孔１１１〜１１４が形成されている。孔１１１〜１１４は、設置部材１１０を貫通している。孔１１１には、後述する回転軸３１１が位置付けられる。孔１１２は、径方向に長い形状を有する。移動機構１３０は、部材１３１を介して設置部材１１０の下面に設置される。水平面内において、部材１３１の孔１３１ａは、設置部材１１０の孔１１２と同じ位置に位置付けられる。検出部１４０は、部材１４１を介して設置部材１１０の下面に設置される。水平面内において、検出部１４０の反射部材１４２は、設置部材１１０の孔１１３と同じ位置に位置付けられる。孔１１４には、後述する温度センサ１７８が設置される。設置部材１１０の上面には、閉ループの突部１１５、１１６が形成されている。突部１１５、１１６は、周方向に沿って上方向に突出している。

【0071】

収容体１５０は、上面１５１と、収容部１５２、１５３と、外側面１５４と、を備える。上面１５１の中心には、上面１５１から外側面１５４までを上下方向に貫通する孔１５５が形成されている。孔１５５は、後述する回転軸３１１を通すために設けられている。収容部１５２、１５３は、上面１５１から下方向に窪んだ凹部により構成される。移動機構１３０と検出部１４０とが設置された設置部材１１０が、収容体１５０に設置される。設置部材１１０が収容体１５０に設置される際には、設置部材１１０の外周下面と収容体１５０の外周上面とが接合される。設置部材１１０が収容体１５０に設置されると、移動機構１３０が収容部１５２に収容され、検出部１４０が収容部１５３に収容される。

【0072】

設置部材１１０と収容体１５０は、遮光性の樹脂で形成されており、設置部材１１０と収容体１５０の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。また、設置部材１１０の外周下面と、収容体１５０の外周上面との間には、図示しない所定の弾性部材が設置される。所定の弾性部材は、たとえば遮光性のクロロプレンゴムおよびポリウレタン樹脂で構成されており、所定の弾性部材の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。

【0073】

図４（ａ）に示すように、移動機構１３０は、部材１３１と、２本の支軸１３２と、ギア部１３３と、支持部１３４と、モータ１３５と、伝達ギア１３５ａと、モータ１３６と、伝達ギア１３６ａ〜１３６ｃと、ネジ１３７と、支持部１３８と、を備える。２本の支軸１３２は、部材１３１の下面に設置されている。ギア部１３３は、部材１３１の側面に設置されており、平板形状を有する。支持部１３４は、２本の支軸１３２に対して移動可能に支持されている。２本の支軸１３２は、径方向に延びている。支持部１３４の上面には、孔１３４ａが形成されている。孔１３４ａは、水平面において部材１３１の孔１３１ａと同じ位置に位置付けられる。

【0074】

支持部１３４は、モータ１３５、１３６と、伝達ギア１３６ｂと、ネジ１３７と、を支持している。モータ１３５、１３６は、ステッピングモータにより構成される。モータ１３５の駆動軸が回転すると、駆動軸に設置された伝達ギア１３５ａが回転し、駆動力がギア部１３３に伝達される。これにより、支持部１３４が、２本の支軸１３２に支持されながら、径方向に移動する。

【0075】

モータ１３６の駆動軸が回転すると、駆動軸に設置された伝達ギア１３６ａが回転する。伝達ギア１３６ａ、１３６ｂは互いに噛み合っており、伝達ギア１３６ｂ、１３６ｃは互いに噛み合っている。伝達ギア１３６ｂは、支持部１３４に回転可能に設置されており、伝達ギア１３６ｃは、ネジ１３７に設置されている。ネジ１３７は、支持部１３４に回転可能に支持されている。支持部１３８は、ネジ１３７の回転に応じて上下に移動するようネジ１３７に支持されている。磁石１２０は、支持部１３８に設置されている。したがって、モータ１３６の駆動軸が回転すると、駆動力が伝達ギア１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃと、ネジ１３７とに伝達される。これにより、支持部１３８が、上下方向に移動する。

【0076】

このように移動機構１３０が構成されると、モータ１３５の駆動に応じて、磁石１２０が径方向に移動可能となり、モータ１３６の駆動に応じて、磁石１２０が上下方向に移動可能となる。また、磁石１２０が径方向内側へ移動されることにより、磁石１２０の上端がカートリッジ２００の径方向内側へ移動し、磁石１２０が径方向外側へ移動されることにより、磁石１２０の上端がカートリッジ２００の径方向外側へ移動する。磁石１２０が上に移動されることにより、磁石１２０の上端が、孔１３１ａ、１３４ａの上に突出し、カートリッジ２００に接近する。磁石１２０が下に移動されることにより、磁石１２０の上端が、カートリッジ２００から離間する。

【0077】

なお、カートリッジ２００に対する磁石１２０の位置を変化させる構成として、上記以外の構成が用いられてもよい。たとえば、磁石１２０を上下方向に移動させるために、磁石１２０を伸縮させてもよく、磁石１２０を水平方向に平行な方向を回転の中心として回転させてもよい。

【0078】

図４（ｂ）に示すように、磁石１２０は、永久磁石１２１と磁性体１２２を備える。磁性体１２２は、常磁性体と強磁性体のいずれであってもよく、その組合せであってもよい。永久磁石１２１は、円柱形状であり、磁性体１２２は、円錐形状である。磁性体１２２は、永久磁石１２１の上面に接合されている。磁性体１２２の上端には、先端部１２２ａが形成されている。先端部１２２ａは、水平面で切断したときの断面積が一定の柱状形状となっている。具体的には、先端部１２２ａは円柱形状である。なお、磁石１２０は、カートリッジ２００側が、カートリッジ２００に近付くに従って断面積が小さくなった先細り形状となっていればよい。

【0079】

磁石１２０によりカートリッジ２００内の磁性粒子にかかる磁力は、永久磁石１２１が大きいほど、言い換えれば永久磁石１２１の水平面の断面積が大きいほど強くなる。また、磁石１２０の中心軸１２０ａからの磁力の変化は、磁石１２０の先細り形状の角度θが小さいほど大きくなる。そして、角度θが小さいほど、カートリッジ２００内の磁性粒子を移動させる力が大きくなる。ただし、永久磁石１２１の水平面の断面積を一定とする場合、角度θが小さいほど、先端部１２２ａから永久磁石１２１の上面までの距離が長くなるため、磁石１２０によりカートリッジ２００にかかる磁力は小さくなる。したがって、磁性粒子にかかる磁力と磁性粒子を移動させる力の両方をバランスよく大きくするために、実施形態１の角度θは、たとえば６０°に設定される。

【0080】

磁性粒子にかかる磁力と磁性粒子を移動させる力とが大きいと、磁石１２０によりカートリッジ２００内で磁性粒子を移動させる際に、磁性粒子の取り残しを防止できる。したがって、図４（ｂ）に示すように磁石１２０が構成されれば、磁性粒子にかかる磁力と磁性粒子を移動させる力の両方をバランスよく大きくできるため、磁性粒子の取り残しを防いで、検出部１４０により検出される光量の意図しない低下を抑制できる。よって、意図しない光量の低下による偽陰性を抑制できるため、高精度な検出を行うことができる。

【0081】

また、磁石１２０のカートリッジ２００側の端縁の幅、すなわち先端部１２２ａの幅は、少なくともチャネル２２０内の各領域の最小幅よりも小さくなっている。これにより、磁石１２０で集められた複合体を、チャネル２２０に引っかかることなく円滑にチャネル２２０内で移動させることができる。

【0082】

磁石１２０は、永久磁石のみにより構成されてもよい。すなわち、磁石１２０は、上記のような永久磁石１２１と磁性体１２２とを合わせた形状を有する永久磁石により構成されてもよい。ただし、永久磁石１２１と磁性体１２２とにより磁石１２０を形成する方が、磁石１２０を簡易かつ精度よく形成できる。

【0083】

図５（ａ）に示すように、検出部１４０は、部材１４１と、反射部材１４２と、支持部１４３と、光検出ユニット１４４と、光調整部１６０と、を備える。部材１４１には、部材１４１を上下方向に貫通する孔１４１ａが形成されている。反射部材１４２は、部材１４１に形成された孔１４１ａに嵌め込まれて設置される。支持部１４３は、部材１４１の下面に設置されている。光検出ユニット１４４と光調整部１６０は、支持部１４３に設置されている。

【0084】

図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、反射部材１４２は、上部に透明板１４２ａが設置されている。透明板１４２ａは、後述する光検出器１４４ａを保護するための部材である。透明板１４２ａによる光学作用は略無視できるため、以下に示す図では、便宜上、透明板１４２ａの図示は省略する。反射部材１４２には、中央に上下方向に貫通する孔１４２ｂが形成されている。孔１４２ｂの水平面内における径は、鉛直下方向に進むにつれて小さくなる。反射部材１４２は、複合体がチャンバ２１６内の中央および端部の何れに位置している場合でも、チャンバ２１６内から生じた光を同程度だけ光検出器１４４ａへと導くことができる。

【0085】

図６（ａ）は、図５（ａ）に示す検出部１４０から部材１４１および反射部材１４２の図示を省略した状態を示している。

【0086】

図６（ａ）に示すように、光調整部１６０は、モータ１６１と板状部材１６２を備える。モータ１６１は、ステッピングモータにより構成される。板状部材１６２は、モータ１６１の駆動軸１６１ａに設置されており、孔１６２ａ、１６２ｂを備える。孔１６２ａ、１６２ｂは、板状部材１６２を上下方向に貫通している。孔１６２ｂには、フィルタ部材１６２ｃが設置されている。フィルタ部材１６２ｃは、ＮＤフィルタである。モータ１６１が駆動されると、板状部材１６２が駆動軸１６１ａを中心として回転する。これにより、光検出ユニット１４４の光検出器１４４ａの真上に、孔１６２ａと、フィルタ部材１６２ｃと、板状部材１６２の孔１６２ａ、１６２ｂ以外の領域１６２ｄとが、それぞれ位置付けられる。

【0087】

光検出ユニット１４４は、上面に光検出器１４４ａを備える。光検出器１４４ａの検出面１４４ｂは、板状部材１６２に対向する。光検出器１４４ａは、チャンバ２１６に収容された被検物質を光学的に検出する。光検出器１４４ａは、化学発光測定が可能に構成されればよく、たとえば光電子増倍管や光電管などにより構成される。光検出器１４４ａは、光子すなわちフォトンに応じたパルス波形を出力する。光検出ユニット１４４は、内部に回路を備えており、光検出器１４４ａの出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。

【0088】

図６（ｂ）に示すように、カートリッジ２００のチャンバ２１６から生じた光は、カートリッジ２００の上側と下側に広がる。カートリッジ２００の下側に広がった光は、反射部材１４２の孔１４２ｂを通り、光調整部１６０の孔１６２ａまたはフィルタ部材１６２ｃを通り、光検出器１４４ａにより受光される。カートリッジ２００の上側に広がった光は、後述する蓋部１０２の板部材１９１により反射されてチャンバ２１６に戻り、同様に光検出器１４４ａにより受光される。蓋部１０２の板部材１９１にミラーを設置して、カートリッジ２００の上側に広がった光を反射させてもよい。

【0089】

図７に示すように、収容体１５０の外側面１５４は、収容体１５０の下側に位置し、水平面内において収容体１５０の中央に位置する。外側面１５４は、水平面に平行な面である。外側面１５４の中心には、上面１５１から外側面１５４までを上下方向に貫通する孔１５５の出口が形成されている。外側面１５４には、孔１５５の出口の周辺に凹部１５４ａが形成されている。凹部１５４ａは、鉛直上方向に見てリング状の外形を有する。また、孔１５５には、孔１５５の側方から外部へと通じる孔１５６が形成されている。

【0090】

モータ１７１は、ステッピングモータにより構成される。ステッピングモータは、回転速度は入力パルスの周波数に比例するため、広範囲の回転速度を実現できる、正確な位置決めができる、といったメリットがある一方、エネルギーの効率が悪いというデメリットをもつ。実施形態１では、モータ１７１は、密閉空間である暗室の外部に配置されるため、エネルギーの効率が悪く発熱しやすいというステッピングモータのデメリットを低減できる。実施形態１では、後述するように、モータ１７１は、カートリッジ２００を所定の速度で回転させた際に生じる遠心力により、６つの液体収容部２３１に収容された試薬および液体収容部２３２に収容された試薬をチャンバ２１１〜２１６に移送する。また、実施形態１では、回転速度を所定の時間間隔で切り替えることにより、チャンバ内に収容された液体を攪拌する。また、後述するステップＳ１０２において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度は、複合体がチャンバ２１１に取り残されないよう、１０ｍｍ／秒以下とするのが望ましい。このような状況では、特に、正確な位置決めや広範囲の回転速度を実現することが望まれるため、エネルギーの効率が悪く発熱しやすいというステッピングモータのデメリットを低減できるので、モータ１７１は、密閉空間である暗室の外部に配置されることは、特に好適である。

【0091】

エンコーダ１７２は、モータ１７１の下面に設置されており、モータ１７１の回転軸の回転を検出する。弾性部材１７３は、たとえば遮光性のポリウレタン樹脂で形成されており、弾性部材１７３の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。弾性部材１７３は、外側面１５４の凹部１５４ａに嵌り込むリング状の外形を有する。モータ１７１は、孔１５５を塞ぐように外側面１５４に設置される。具体的には、外側面１５４に対向するモータ１７１の上面と外側面１５４との間に、孔１５５を囲むようにして、弾性部材１７３が凹部１５４ａに配置される。そして、モータ１７１の上面が弾性部材１７３に押し付けられるようにして、モータ１７１が外側面１５４に装着される。これにより、孔１５５の下方が、弾性部材１７３とモータ１７１の上面とにより塞がれる。

【0092】

モータ１７１が外側面１５４に装着されると、続いて、孔１５６を介して、孔１５５の内部における機構の接続等が行われる。機構の接続等が終わると、孔１５６の出口の周囲に弾性部材１７４が設置され、蓋部材１７５により孔１５６が塞がれる。弾性部材１７４と蓋部材１７５は、遮光性を有するよう構成される。

【0093】

図８に示すように、設置部材１１０の突部１１５の内側に、板部材１７６と支持部材１７７が設置される。板部材１７６は、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材１７６の下面には、後述するヒータ３２１が設置されている。板部材１７６とヒータ３２１には、図３に示す設置部材１１０の孔１１１〜１１４に対応する位置に孔が設けられている。これらの孔を介して、図８に示すように移動機構１３０と、検出部１４０と、温度センサ１７８とが、カートリッジ２００の下面に直接的に対向する。温度センサ１７８は、設置部材１１０の下面側に設置されている。温度センサ１７８は、赤外線によりカートリッジ２００の温度を検出する。

【0094】

支持部材１７７は、後述する設置部材３１０を介して、設置部材１１０の中心に設置される。支持部材１７７は、たとえば、ターンテーブルにより構成される。突部１１５と突部１１６との間には、弾性部材１１７が設置される。弾性部材１１７は、たとえば遮光性のポリウレタン樹脂で形成されており、弾性部材１１７の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。弾性部材１１７は、閉ループに構成されている。弾性部材１１７の上面は、弾性変形可能な接合面である。こうして組み立てられた設置部材１１０と収容体１５０が、筐体１０１ａに設置され、本体部１０１が完成する。

【0095】

図８には、蓋部１０２を下側から見た状態が示されている。蓋部１０２は、設置部材１８０と、板部材１９１と、クランパ１９２と、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５と、を備える。

【0096】

設置部材１８０は、遮光性の樹脂で形成されており、設置部材１８０の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。設置部材１８０の突部１８１の内側に、板部材１９１とクランパ１９２が設置される。板部材１９１は、板部材１７６と同様、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材１９１の上面には、後述するヒータ３２２が設置されている。設置部材１８０の下面と、板部材１９１と、ヒータ３２２には、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５に対応する位置に孔が設けられている。これらの孔を介して、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５とが、カートリッジ２００の上面に直接的に対向する。撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５は、設置部材１８０の上面に設置される。

【0097】

撮像部１９３は、カートリッジ２００内の状態を撮像する。撮像部１９３は、小型カメラにより構成される。小型カメラは、たとえば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどを含む。照明部１９４は、撮像部１９３による撮影が行われる際に、カートリッジ２００を照らす。照明部１９４は、たとえば発光ダイオードにより構成される。押圧部１９５は、封止体２３１ａ、２３２ａを押圧することで、封止体２３１ａ、２３２ａを開栓させる。押圧部１９５については、追って図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

【0098】

クランパ１９２は、設置部材１８０の中心に設置される。設置部材１８０の下面には、閉ループの突部１８１が形成されている。突部１８１は、周方向に沿って下方向に突出している。設置部材１８０の下面には、突部１８１の外側に凹部が形成されており、この凹部に弾性部材１８２が設置される。弾性部材１８２は、たとえば遮光性のポリウレタン樹脂で形成されており、弾性部材１８２の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。弾性部材１８２は、閉ループに構成されている。弾性部材１８２の下面は、弾性変形可能な接合面である。

【0099】

組み立ての際には、蓋部１０２が、本体部１０１の設置部材１１０に対して開閉可能となるように設置されることにより、蓋部１０２が本体部１０１に設置される。なお、本体部１０１の筐体１０１ａには、後述する換気部３５０が設置されている。換気部３５０については、追って図１２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

【0100】

図９は、回転軸３１１を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの、分析装置１００の断面を示す模式図である。図９は、分析装置１００に対してカートリッジ２００が設置され、蓋部１０２が閉じられた状態を示している。上述したように、設置部材１１０の下面には、磁石１２０を保持する移動機構１３０と、検出部１４０とが設置されており、設置部材１８０の上面には、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５とが設置されている。図９には、これら各部の配置位置に相当する位置が、破線で示されている。

【0101】

図９に示すように、モータ１７１の駆動軸１７１ａは、モータ１７１が外側面１５４に設置されることにより、孔１５５の内部に延びている。孔１５５の上部には、設置部材３１０が設置されている。設置部材３１０は、上下方向に延びる回転軸３１１を回転可能に支持している。回転軸３１１は、孔１５５の内部において、固定部材３１２によりモータ１７１の駆動軸１７１ａに対して固定されている。

【0102】

回転軸３１１の上部には、所定の部材を介して、カートリッジ２００の下面を支持するための支持部材１７７が固定されている。モータ１７１が駆動され駆動軸１７１ａが回転すると、回転駆動力は、回転軸３１１を介して支持部材１７７に伝達される。これにより、支持部材１７７に設置されたカートリッジ２００が、回転軸３１１および駆動軸１７１ａを中心として回転する。クランパ１９２は、支持部材１７７にカートリッジ２００が設置され、蓋部１０２が閉じられると、カートリッジ２００の上面の内周部分を回転可能な状態で押さえ付ける。

【0103】

板部材１７６の下面には、ヒータ３２１が設置されており、板部材１９１の上面には、ヒータ３２２が設置されている。ヒータ３２１、３２２は、発熱面が平面であり、発熱面がカートリッジ２００に対して平行となるように配置されている。これにより、カートリッジ２００を効率よく加温できる。板部材１７６、１９１には、それぞれ、図１３に示す温度センサ３３１、３３２が設置されている。温度センサ３３１、３３２は、それぞれ、板部材１７６、１９１の温度を検出する。

【0104】

ここで、後述する制御部３０１は、分析の際に、温度センサ３３１が検出する板部材１７６の温度と、温度センサ３３２が検出する板部材１９１の温度とが、所定の温度になるよう、ヒータ３２１、３２２を駆動する。制御部３０１は、温度センサ３３１、３３２の検出温度に基づいて、たとえばＰ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御といった制御方法により、ヒータ３２１、３２２を駆動する。これにより、カートリッジ２００の温度が、所定の温度に維持される。実施形態１の所定の温度は、カートリッジ２００内で反応が適正に進むよう、４２℃とされる。このようにカートリッジ２００の温度を一定に保つことは、免疫測定においては特に重要である。なお、制御部３０１は、温度センサ１７８の検出温度に基づいてヒータ３２１、３２２を駆動してもよい。

【0105】

移動機構１３０と検出部１４０は、図９中に点線矢印で示すように、カートリッジ２００に磁力を与え、カートリッジ２００側から生じた光を受光する。したがって、カートリッジ２００の下側において、設置部材１１０は、上下方向に光を容易に通す状態となっている。しかしながら、設置部材１１０の下方には収容体１５０が位置付けられているため、カートリッジ２００の下方の空間と外部との間で、光の通過が防止される。

【0106】

蓋部１０２の設置部材１８０の上部には、筐体１０２ａの内面との間に、遮光部材１９６が設置されている。遮光部材１９６は、遮光性の樹脂で形成されており、遮光部材１９６の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。遮光部材１９６の外周下面と、設置部材１８０の外周上面との間には、図示しない所定の弾性部材が設置される。所定の弾性部材は、たとえば遮光性のクロロプレンゴムおよびポリウレタン樹脂で構成されており、所定の弾性部材の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。

【0107】

撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５の設置位置において、設置部材１８０には孔が設けられているため、これらの部材の設置位置において上下方向に光が漏れ込む。したがって、カートリッジ２００の上側において、設置部材１８０は、上下方向に光を通す状態となっている。しかしながら、設置部材１８０の上方には遮光部材１９６が位置付けられているため、カートリッジ２００の上方の空間と外部との間で、光の通過が防止される。

【0108】

蓋部１０２が閉じられると、設置部材１１０の突部１１６が、設置部材１８０の弾性部材１８２の下面に押し付けられて密着する。設置部材１８０の突部１８１が、設置部材１１０の弾性部材１１７の上面に押し付けられて密着する。また、設置部材１８０の外周付近の下面には、面１８３が形成されており、蓋部１０２の内部の側方は、筐体１０２ａで覆われている。これにより、カートリッジ２００の側方の空間と外部との間で、光の通過が防止される。

【0109】

こうして、図９の点線に示す暗室３４０が、遮光部により形成される。本体部１０１側の遮光部は、設置部材１１０の突部１１６、弾性部材１１７、設置部材１１０の外周部分、収容体１５０、モータ１７１の上面、弾性部材１７３、蓋部材１７５、および弾性部材１７４により構成される。蓋部１０２側の遮光部は、筐体１０２ａ、遮光部材１９６、設置部材１８０の面１８３、設置部材１８０の突部１８１、および弾性部材１８２により構成される。蓋部１０２が閉じられると、本体部１０１側の遮光部と、蓋部１０２側の遮光部が、カートリッジ２００の側方において接合し、暗室３４０が遮光部により取り囲まれる。こうして、遮光部の内部に光が漏れ込むことが防止される。上記遮光部の構成は一例であり、遮光部を構成する部材等は上記に限らない。

【0110】

なお、図３に示したように、収容体１５０の上面１５１および収容部１５２、１５３には、ケーブルを通すための孔が設けられている。これらの孔は、暗室３４０に開けられた孔となり得る。したがって、暗室３４０の内部と暗室３４０の外部との間で信号のやり取りを行うためのケーブル等を通すための孔は、暗室３４０を形成するために遮光部材により全て塞がれる。たとえば、孔の出口においてケーブルと孔との間の隙間を遮光するために、遮光テープ、遮光布地、熱収縮チューブ、グロメット、コーキング材などを用いることができる。これらの遮光部材の色は、遮光性を高めるために黒色に設定される。

【0111】

上記のように暗室３４０が形成されると、カートリッジ２００を支持する支持部材１７７と、カートリッジ２００と、光検出器１４４ａの検出面１４４ｂが、暗室３４０内に配置されることになる。実施形態１では、磁石１２０と、移動機構１３０と、検出部１４０とが暗室３４０内に配置されている。これにより、チャンバ２１６における反応過程で生じる光が極めて微弱であっても、外部から暗室３４０内に光が入らなくなるため、反応で生じる光を光検出器１４４ａにより精度よく検出できるようになる。よって、被検物質の分析精度を高めることができる。

【0112】

カートリッジ２００は暗室３４０内に配置されているため、カートリッジ２００にアクセスする必要のある磁石１２０が暗室３４０の外にあると、磁石１２０を通すために、暗室３４０を構成する遮光部材に孔を設ける必要がある。その場合、その孔は、単にケーブルを通すための孔とは異なり、比較的大きな孔となるため、簡単な構成で暗室３４０の高い遮光性を維持するのが難しい。一方、実施形態１では、カートリッジ２００にアクセスする磁石１２０が暗室３４０内に配置されているため、磁石１２０が通るための孔を設ける必要がない。これにより、簡単な構成で、暗室３４０において、化学発光測定に必要な高い遮光性を維持できる。

【0113】

また、磁石１２０を動かす移動機構１３０が暗室３４０の外にあると、磁石１２０が暗室３４０の外にある場合と同じく、磁石１２０あるいは移動機構１３０を通すために、暗室３４０を構成する遮光部材に孔を設ける必要がある。その場合も、その孔は、単にケーブルを通すための孔とは異なり、比較的大きな孔となるため、簡単な構成で暗室３４０の高い遮光性を維持するのが難しい。移動機構１３０は、モータ１３５とモータ１３６を備えているが、モータ１３５とモータ１３６は、カートリッジ２００を回転させるモータ１７１に比べて小さいモータである。本発明者らは、このように、磁石１２０を動かす程度の小さなモータであれば、暗室３４０内に配置したとしても、暗室３４０内に与える温度の影響は、モータ１７１に比べて小さいことを見出した。これにより、実施形態１では、移動機構１３０を、暗室３４０内に配置できるため、簡単な構成で、暗室３４０において、化学発光測定に必要な高い遮光性を維持できる。

【0114】

モータ１７１は、図１（ａ）に示す構成と同様、電流が流れることにより発熱するコイルを備えている。ここで、モータ１７１の配置位置は、モータ１７１のコイルの位置によって示される。したがって、「モータ１７１が暗室３４０の外部に配置されている」という場合、少なくとも熱源となるコイルは暗室３４０の外部に位置付けられることになり、モータ１７１のコイル以外の部品、たとえば駆動軸１７１ａは、図９に示すように暗室３４０の内部に配置されていてもよい。

【0115】

上記のように、モータ１７１は、暗室３４０の外部に配置されている。ここで、モータ１７１は、カートリッジ２００を回転させる際に励磁され、コイルから熱を発する。しかしながら、上記のように、熱源であるモータ１７１が密閉空間である暗室３４０の外部に配置されると、モータ１７１の熱によって暗室３４０の内部の温度が不安定になることを抑止できる。これにより、カートリッジ２００の温度を所望の温度に維持できる。よって、カートリッジ２００内の検体と試薬とを安定的に反応させることができる。

【0116】

図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、押圧部１９５は、設置部材３６１と、モータ３６２と、伝達ギア３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃと、ネジ３６４と、移動部材３６５と、ピン部材３６６と、ローラ３６７と、バネ３６８と、を備える。図１０（ａ）〜（ｃ）において、Ｄ１方向は、Ｘ軸正方向をＺ軸を中心として時計回りに４５°回転させた方向である。Ｄ２方向は、Ｙ軸正方向をＺ軸を中心として反時計回りに４５°回転させた方向である。Ｄ３方向は、Ｘ軸正方向をＺ軸を中心として反時計回りに４５°回転させた方向である。Ｄ３方向は、径方向において外側に向かう方向である。図１０（ｂ）、（ｃ）は、図１０（ａ）に示す断面Ｃ１−Ｃ２をＤ３方向に見た側面図である。

【0117】

図１０（ｂ）に示すように、設置部材３６１は、蓋部１０２の設置部材１８０の上面に設置されている。図１０（ａ）に示すように、モータ３６２は、設置部材３６１に設置されている。モータ３６２は、ステッピングモータにより構成される。伝達ギア３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃとネジ３６４は、Ｄ１、Ｄ２方向を回転の中心として回転可能となるよう、設置部材３６１に支持されている。伝達ギア３６３ａ、３６３ｂは、互いに噛み合っており、伝達ギア３６３ｂ、３６３ｃは、互いに噛み合っている。モータ３６２の駆動軸３６２ａは、伝達ギア３６３ａに接続されており、ネジ３６４は、伝達ギア３６３ｃに接続されている。移動部材３６５は、ネジ３６４の回転に応じて、Ｄ１、Ｄ２方向に移動するようネジ３６４に支持されている。図１０（ｂ）に示すように、移動部材３６５の下面側には、水平面に対して傾斜した平面からなるカム部３６５ａが形成されている。

【0118】

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、設置部材３６１には、円柱形状の孔３６１ａが形成されている。図１０（ｂ）に示すように、ピン部材３６６は、胴部３６６ａと、胴部３６６ａの上端に形成された鍔部３６６ｂと、胴部３６６ａの下端に形成された先端部３６６ｃと、を備える。胴部３６６ａの形状は、Ｚ軸方向に延びた円柱形状である。鍔部３６６ｂの形状は、胴部３６６ａよりも径が大きく、孔３６１ａの径とほぼ同じ円柱形状である。先端部３６６ｃの形状は、胴部３６６ａよりも径が小さい円柱形状である。胴部３６６ａは、孔３６１ａの底面に設けられた孔と、この孔に対応するよう設けられた設置部材１８０、ヒータ３２２、および板部材１９１を貫通する孔とに通されている。

【0119】

ローラ３６７は、ピン部材３６６の上部に回転可能となるよう設置されている。ローラ３６７の形状は、円柱形状である。バネ３６８は、鍔部３６６ｂの下面と、孔３６１ａの底面との間に設置されており、ピン部材３６６を鉛直上方向に押し上げる。

【0120】

このように押圧部１９５が構成されると、モータ３６２の駆動に応じて、駆動力が伝達ギア３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃとネジ３６４に伝達される。これにより、移動部材３６５が、Ｄ１、Ｄ２方向に移動する。図１０（ｂ）の状態から、移動部材３６５がＤ１方向に移動されると、カム部３６５ａが、ローラ３６７に接触し、ローラ３６７を下方向に押し下げる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、ピン部材３６６が下方向に移動する。図１０（ｃ）の状態から、移動部材３６５がＤ２方向に移動されると、カム部３６５ａがローラ３６７から離れ、バネ３６８がピン部材３６６を上方向に押し上げる。これにより、ピン部材３６６の位置が、図１０（ｂ）に示す状態に戻される。

【0121】

封止体２３１ａを開栓する場合には、図１０（ｂ）に示すようにピン部材３６６が上方に位置付けられた状態で、支持部材１７７によりカートリッジ２００が回転され、封止体２３１ａが、先端部３６６ｃの真下に位置付けられる。先端部３６６ｃの真下は、押圧部１９５が封止体２３１ａを開栓する位置である。そして、モータ３６２が駆動され、図１０（ｃ）に示すようにピン部材３６６が下方向に移動される。これにより、先端部３６６ｃの真下に位置付けられた封止体２３１ａが、先端部３６６ｃにより上から押圧され、封止体２３１ａが開栓される。封止体２３２ａを開栓する場合も、封止体２３２ａが先端部３６６ｃの真下に位置付けられ、封止体２３１ａと同様、押圧部１９５による開栓の処理が行われる。

【0122】

このように、押圧部１９５による封止体２３１ａ、２３２ａの開栓処理は、封止体２３１ａ、２３２ａが先端部３６６ｃにより押圧されることにより行われる。開栓処理の際、封止体２３１ａ、２３２ａは、先端部３６６ｃにより、たとえば１０Ｎの力で上から押圧される。このように強い力がカートリッジ２００に加えられると、カートリッジ２００の位置ずれや意図しない撓みなどが生じるおそれがある。したがって、位置ずれや撓みを抑制するために、図１１（ａ）に示すように、カートリッジ２００は、封止体２３１ａの位置において支持部材１７７により下方から支持される。

【0123】

図１１（ａ）は、支持部材１７７を上側から見た図である。図１１（ａ）には、支持部材１７７に設置されたカートリッジ２００が、便宜上、破線で示されている。また、図８に示す板部材１７６に設けられた孔を介して、カートリッジ２００の下面に直接的に対向する移動機構１３０と検出部１４０の部分が、便宜上、破線で示されている。また、回転軸３１１と、ピン部材３６６の先端部３６６ｃとが、便宜上、破線で示されている。

【0124】

図１１（ａ）に示すように、回転軸３１１から先端部３６６ｃまでの水平面内における距離は、ｒ１である。言い換えれば、ｒ１は、回転軸３１１から、カートリッジ２００が押圧部１９５から押圧される位置まで至る距離である。支持部材１７７は、カートリッジ２００を挟んで押圧部１９５と対向する位置に設けられている。具体的には、支持部材１７７は、少なくとも距離ｒ１より大きい半径ｒ２を有するターンテーブルであり、回転軸３１１側から、押圧部１９５と対向する位置まで設けられている。

【0125】

これにより、封止体２３１ａ、２３２ａが開栓される際に、押圧部１９５が封止体２３１ａ、２３２ａを押圧し、カートリッジ２００に押圧力が加えられても、支持部材１７７が土台となってカートリッジ２００を支えることになる。したがって、開栓時にカートリッジ２００に位置ずれや破損が生じたりすることがなく、カートリッジ２００は所定の位置に適正に支持される。よって、開栓動作によって測定精度が低下することが抑制される。

【0126】

なお、押圧部１９５により封止体２３１ａ、２３２ａに強い力が加えられると、カートリッジ２００を支持する支持部材１７７が、水平面に対して傾くことが考えられる。この場合、支持部材１７７を支持する回転軸３１１が傾くことにより、回転軸３１１に接続されたモータ１７１の駆動軸１７１ａが傾き、モータ１７１が故障するおそれがある。しかしながら、実施形態１によれば、支持部材１７７を支持する回転軸３１１は、設置部材３１０を介して、設置部材１１０に支持されている。したがって、開栓時に封止体２３１ａ、２３２ａに強い力が加えられても、支持部材１７７が傾くことが抑制され、モータ１７１の故障を防ぐことができる。

【0127】

なお、図１１（ａ）に示すように、支持部材１７７の半径ｒ２は、上側から見て、支持部材１７７が、カートリッジ２００の下面に直接的に対向する移動機構１３０と検出部１４０の部分に重ならないように設定される。これにより、カートリッジ２００が支持部材１７７に設置された状態で、カートリッジ２００に磁石１２０がアクセス可能になるため、一のチャンバ内で磁石１２０により集められた磁性粒子を、他のチャンバへと円滑に移送できる。また、カートリッジ２００からの光が支持部材１７７により妨げられることがないため、検出部１４０による検出を適切に行うことができる。

【0128】

支持部材１７７の半径ｒ２は、カートリッジ２００の下面に対向する移動機構１３０と検出部１４０の部分に重ならない範囲で大きい値に設定されると、より安定的にカートリッジ２００を支持できる。ただし、支持部材１７７の半径ｒ２が大きくなると、支持部材１７７を回転させるモータ１７１の負荷が大きくなる。この場合、モータ１７１の回転時間を長くしたり、回転速度を頻繁に切り替えたりすると、モータ１７１が故障したり、モータ１７１の発熱量が増大したりするおそれがある。したがって、支持部材１７７の半径ｒ２は、支持部材１７７が押圧部１９５からの押圧力を受ける位置をカバーする範囲で、なるべく小さい値に設定されるのが望ましい。

【0129】

なお、このように、支持部材１７７の半径ｒ２がなるべく小さい値に設定されたとしても、支持部材が単にカートリッジ２００を支持するだけの場合に比べて、支持部材１７７の面積と重量が増加する。この場合、支持部材１７７を駆動するモータ１７１が大型化し、モータ１７１の発熱量が増加する。しかしながら、上述したようにモータ１７１は暗室３４０の外部に配置されるため、モータ１７１の発熱が増大する場合でも、暗室３４０内部の温度が不安定になることを抑制でき、測定を適切に進めることができる。

【0130】

図１１（ｂ）に示すように、支持部材１７７の最外周部分の半径が、カートリッジ２００の半径とほぼ同じ値に設定されてもよい。この場合、支持部材１７７には、たとえば、Ｚ軸方向に支持部材１７７を貫通する３つの孔１７７ａが設けられる。３つの孔１７７ａの内側方向には、図１１（ａ）と同様、半径ｒ２の内周部１７７ｂが設けられる。隣り合う２つの孔１７７ａの間には、径方向に接続部１７７ｃが設けられる。３つの接続部１７７ｃにより、支持部材１７７の最外周に位置する外周部１７７ｄが支持される。

【0131】

ここで、上方に開放された移動機構１３０と検出部１４０の部分が、孔１７７ａを介してカートリッジ２００の下面に直接的に対向できるよう、孔１７７ａの大きさが設定される。また、カートリッジ２００が支持部材１７７に設置される際に、チャンバ２１１〜２１６とチャネル２２０が支持部材１７７に重ならないように、孔１７７ａの大きさが設定される。

【0132】

図１１（ｂ）に示すように支持部材１７７が構成されると、図１１（ａ）の場合と同様、内周部１７７ｂにより封止体２３１ａ、２３２ａの下方に位置するカートリッジ２００の下面を支持できる。また、図１１（ｂ）の場合、カートリッジ２００の外周付近が外周部１７７ｄにより支持されるため、図１１（ａ）と比較して、安定的にカートリッジ２００を支持できる。

【0133】

なお、カートリッジ２００が支持部材１７７上の決められた位置に設置される場合には、図１１（ａ）に示す支持部材１７７の形状や、図１１（ｂ）に示す内周部１７７ｂと外周部１７７ｄの形状は、必ずしも円形状でなくてもよい。

【0134】

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本体部１０１の筐体１０１ａの背面には、換気部３５０が設置されている。換気部３５０は、ファンにより構成される。換気部３５０は、収容体１５０の外側面１５４に設置されたモータ１７１により生じた熱を分析装置１００の外部に放出させる。本体部１０１の筐体１０１ａの底面は、足部により所定の間隔だけ設置面から離れている。筐体１０１ａの前方の底面には、換気口１０１ｂが設けられている。換気部３５０が駆動されることにより、白抜きの矢印に示すように、換気口１０１ｂから取り込まれた空気が、モータ１７１を通り分析装置１００の後方に排出される。なお、白抜きの矢印とは逆の方向に、換気部３５０の位置で外側から取り込まれた空気が、モータ１７１を通り換気口１０１ｂから排出されてもよい。

【0135】

平面視において、すなわち鉛直方向に見て、本体部１０１の輪郭は矩形形状であり、モータ１７１の輪郭も矩形形状である。そして、モータ１７１の角と、本体部１０１の角とが、平面視において互いにずれるように、モータ１７１が本体部１０１内に配置されている。また、平面視において、モータ１７１と本体部１０１の角との間の隙間に、光検出器１４４ａを含む検出部１４０が配置されている。同様に、平面視において、モータ１７１と本体部１０１の他の角との間の隙間に、磁石１２０および移動機構１３０が配置されている。これにより、平面視における本体部１０１の形状をコンパクトにできるため、分析装置１００を小型化できる。

【0136】

収容体１５０には、暗室３４０内に配置される部材を収容するための収容部１５２、１５３が形成されている。収容部１５２、１５３は、モータ１７１側の外側面を突出させた形状を有している。モータ１７１は、収容部１５２との間に隙間を空けて収容部１５２の側方に配置されており、収容部１５３との間に隙間を空けて収容部１５３の側方に配置されている。すなわち、モータ１７１は、外側面１５４に配置されている。このように収容部１５２、１５３の側方にモータ１７１を配置することで、分析装置１００が高さ方向に大きくなることを回避できる。また、収容部１５２とモータ１７１との間に隙間があり、収容部１５３とモータ１７１との間に隙間があるため、この隙間において、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように空気を対流させることができる。よって、モータ１７１の熱を効果的に除去できる。

【0137】

収容部１５２、１５３が、互いに隙間を空けて収容体１５０に形成されている。モータ１７１は、収容部１５２と収容部１５３に挟まれるように配置されている。そして、換気部３５０は、収容部１５２、１５３の間の隙間に対向するように配置されている。これにより、収容部１５２、１５３の隙間を介して、モータ１７１の周囲に空気が通りやすくなるため、モータ１７１の熱を効果的に除去できる。

【0138】

換気部３５０は、モータ１７１と同じ高さの位置に、モータ１７１に対向するように配置されている。具体的には、図１２（ｂ）に示すように、換気部３５０の位置とモータ１７１の位置とが、鉛直方向において重なった状態で、換気部３５０がモータ１７１に対して所定の間隔を開けて配置されている。なお、「対向する」とは、換気部３５０の回転軸とモータ１７１の駆動軸とが、平行である場合に限らず、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、直交する場合をも含む。これにより、モータ１７１の周囲の空気を、分析装置１００の外部に導きやすくなるため、モータ１７１で生じた熱を効率的に排熱できる。また、上述したようにモータ１７１が暗室３４０の外部に配置され、換気部３５０も暗室３４０の外部に配置されている。これにより、暗室３４０を形成する遮光部による遮光性を阻害することなく、暗室３４０内の温度の上昇を効果的に抑制できる。

【0139】

また、実施形態１では、後述する制御部３０１は、分析の開始指示を受け付けると、ヒータ３２１、３２２を駆動してカートリッジ２００の温度を上昇させる。このとき、制御部３０１は、温度センサ１７８が検出したカートリッジ２００の温度に基づいて、換気部３５０の動作を制御する。たとえば、制御部３０１は、カートリッジ２００の温度が４０℃に満たない場合には、換気部３５０を停止状態とし、カートリッジ２００の温度が４０℃を越えると、換気部３５０を駆動させる。こうすると、分析の開始指示が受け付けられた直後から換気部３５０が駆動される場合に比べて、カートリッジ２００の温度が４２℃に収束するまでの時間を短くでき、換気部３５０およびヒータ３２１、３２２の消費電力を抑制できる。

【0140】

図１３に示すように、分析装置１００は、上述したように、モータ１３５、１３６、１６１、１７１と、エンコーダ１７２と、ヒータ３２１、３２２と、温度センサ３３１、３３２、１７８と、光検出ユニット１４４と、換気部３５０と、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５と、を備える。また、分析装置１００は、制御部３０１と、表示部３０２と、入力部３０３と、駆動部３０４と、センサ部３０５と、を備える。

【0141】

制御部３０１は、たとえば、演算処理部と記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵ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、ハードディスクなどにより構成される。制御部３０１は、分析装置１００の各部から信号を受信し、分析装置１００の各部を制御する。表示部３０２と入力部３０３は、たとえば、本体部１０１の側面部分や、蓋部１０２の上面部分などに設けられる。表示部３０２は、たとえば、液晶パネルなどにより構成される。入力部３０３は、たとえば、ボタンやタッチパネルなどにより構成される。駆動部３０４は、分析装置１００内に配された他の機構を含む。センサ部３０５は、回転するカートリッジ２００の所定の部位を検出するためのセンサと、モータ１３５、１３６、１６１によって原点位置に移動された機構を検出するためのセンサと、分析装置１００内に配された他のセンサを含む。

【0142】

次に、図１４を参照して、分析装置１００の動作について説明する。

【0143】

まず、オペレータは、被検者から採取された血液検体を開口２４１から注入し、カートリッジ２００を支持部材１７７に設置する。血液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、タンパク質のうち、１または複数であってもよい。

【0144】

カートリッジ２００の液体収容部２３１、２３２およびチャンバ２１１には、あらかじめ所定の試薬が収容されている。具体的には、チャンバ２１１の径方向に位置する液体収容部２３１には、Ｒ１試薬が収容されている。チャンバ２１１には、Ｒ２試薬が収容されている。チャンバ２１２の径方向に位置する液体収容部２３１には、Ｒ３試薬が収容されている。チャンバ２１３〜２１５の径方向に位置する液体収容部２３１には、洗浄液が収容されている。チャンバ２１６の径方向に位置する液体収容部２３１には、Ｒ４試薬が収容されている。液体収容部２３２には、Ｒ５試薬が収容されている。

【0145】

以下の制御において、制御部３０１は、モータ１７１に接続されたエンコーダ１７２の出力信号に基づいて、モータ１７１の駆動軸１７１ａの回転位置を取得する。制御部３０１は、回転するカートリッジ２００の所定の部位をセンサにより検出することで、カートリッジ２００の周方向の位置を取得する。あるいは、支持部材１７７に対して、カートリッジ２００が決められた位置に設置されてもよい。これにより、制御部３０１は、カートリッジ２００の各部を周方向の所定の位置に位置付けることが可能となる。

【0146】

また、制御部３０１は、モータ１３５、１３６、１６１によって原点位置に移動された機構を検出するためのセンサの出力信号に基づいて、モータ１３５、１３６、１６１によって移動される各機構の位置を取得する。これにより、制御部３０１は、モータ１３５、１３６、１６１によって移動される機構、すなわち磁石１２０と板状部材１６２を、所定の位置に位置付けることが可能となる。

【0147】

ステップＳ１１において、制御部３０１は、入力部３０３を介してオペレータによる開始指示を受け付け、ステップＳ１２以降の処理を開始させる。

【0148】

ステップＳ１２において、制御部３０１は、血漿と試薬をチャンバに移送する。具体的には、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、押圧部１９５を駆動して、押圧部１９５に対向する位置に位置付けられた６つの封止体２３１ａを押し下げる。そして、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、領域２４３ｂに位置付けられた血漿をチャンバ２１１に移送し、６つの液体収容部２３１に収容された試薬をチャンバ２１１〜２１６に移送する。これにより、チャンバ２１１において、血漿と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合される。チャンバ２１２には、Ｒ３試薬が移送され、チャンバ２１３〜３１５には、洗浄液が移送され、チャンバ２１６には、Ｒ４試薬が移送される。

【0149】

さらに、ステップＳ１２において、血漿と試薬の移送が終わると、制御部３０１は、攪拌処理を行う。具体的には、制御部３０１は、所定の方向に回転させながら、異なる２つの回転速度を所定の時間間隔で切り替えるよう、モータ１７１を駆動する。たとえば、制御部３０１は、モータ１７１に印加する電流を所定の時間間隔で切り替えることにより、または、モータ１７１の駆動を所定の時間間隔でオンとオフに切り替えることにより、攪拌処理を行う。これにより、周方向に発生するオイラー力が所定の時間間隔で変化することで、チャンバ２１１〜２１６内の液体が攪拌される。このような攪拌処理は、ステップＳ１２だけでなく、ステップＳ１３〜Ｓ１８においても移送処理後に同様に行われる。

【0150】

なお、制御部３０１は、所定の時間間隔でモータ１７１の回転方向を切り替えることにより、攪拌処理を行ってもよい。ただし、このようにモータ１７１が駆動されると、モータ１７１の負荷が大きくなる。したがって、上記のように、所定の方向に回転させながら、２つの回転速度を切り替えるようモータ１７１が駆動されるのが望ましい。

【0151】

ここで、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ＨＢｓモノクローナル抗体である。Ｒ２試薬は、磁性粒子を液体成分中に含む。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。ステップＳ１２において、血漿と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、被検物質とＲ１試薬は、抗原抗体反応により結合する。そして、抗原−抗体反応体と磁性粒子との反応により、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。こうして、被検物質と磁性粒子とが結合した状態の複合体が生成される。

【0152】

次に、ステップＳ１３において、制御部３０１は、チャンバ２１１内の複合体を、チャンバ２１１からチャンバ２１２へ移送する。これにより、チャンバ２１２において、チャンバ２１１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合される。ここで、Ｒ３試薬は、標識物質を含む。標識物質は、被検物質と特異的に結合する捕捉物質と、化学発光のための標識とを含む。たとえば、標識物質は、捕捉物質として抗体が用いられた標識抗体である。ステップＳ１３において、チャンバ２１１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ２１１で生成された複合体と、Ｒ３試薬に含まれる標識抗体とが反応する。これにより、被検物質と、捕捉抗体と、磁性粒子と、標識抗体とが結合した複合体が生成される。

【0153】

ここで、ステップＳ１３の処理について、図１５を参照して詳細に説明する。図１５のフローチャートは、図１４のステップＳ１３を詳細に示すフローチャートである。以下の説明では、図１５を主として参照し、図１６（ａ）〜図１７（ｃ）の状態遷移図を適宜参照する。

【0154】

ステップＳ１２の処理が終わった時点では、図１６（ａ）に示すように、チャンバ２１１内で複合体が広がっている。ステップＳ１０１において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、磁石１２０をカートリッジ２００に近付けて、図１６（ｂ）に示すように、チャンバ２１１内に広がる複合体を集める。このとき、制御部３０１は、水平面内において、磁石１２０の先端部１２２ａを、チャンバ２１１の周方向の中央、かつ、チャンバ２１１の径方向の外側寄りの領域に接近させる。

【0155】

実施形態１では、チャンバ２１１に収容される複合体を含む混合液は、チャンバ２１１の全容量に満たない量である。チャンバ２１１に収容される混合液が全容量に満たないと、チャンバ２１１内において混合液の存在する領域にバラつきが生じることが想定される。しかしながら、上述したように、チャンバ２１１において、被検物質と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合された後、攪拌処理によりチャンバ２１１に遠心力が付与されると、混合液は、チャンバ２１１内において常に外側に偏った状態とされる。したがって、チャンバ２１１内の複合体を磁石１２０で集める場合に、磁石１２０の先端部１２２ａを、チャンバ２１１内で偏った混合液の収容領域、すなわちチャンバ２１１の外側寄りの領域に位置付ければ、チャンバ２１１内の混合液中の複合体を確実に磁石１２０の位置に集めることができる。

【0156】

なお、チャンバ２１２〜２１５に収容される複合体を含む混合液も、それぞれ、チャンバ２１２〜２１５の全容量に満たない量である。したがって、チャンバ２１１の場合と同様に、磁石１２０を外側よりの領域に位置付ければ、チャンバ２１２〜２１５内の混合液中の複合体を確実に磁石１２０の位置に集めることができる。

【0157】

ステップＳ１０２において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、回転軸３１１に近付く方向に磁石１２０を移動させて、図１６（ｃ）に示すように、チャンバ２１１に繋がる領域２２２と、領域２２１との接続部へ複合体を移送する。ステップＳ１０２において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度は、複合体がチャンバ２１１に取り残されないよう、１０ｍｍ／秒以下とするのが望ましい。具体的には、たとえば０．５ｍｍ／秒とされる。移動機構１３０による磁石１２０の移動は、上記のような複合体の移動速度を実現できるように行われる。

【0158】

ステップＳ１０３において、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させて、図１７（ａ）に示すように、チャンバ２１２に繋がる領域２２２と、領域２２１との接続部へ複合体を移送する。ステップＳ１０３において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度も、ステップＳ１０２の場合と同様に設定される。モータ１７１によるカートリッジ２００の回転は、上記のような複合体の移動速度を実現できるように行われる。

【0159】

ステップＳ１０４において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、回転軸３１１から離れる方向に磁石１２０を移動させて、図１７（ｂ）に示すように、チャンバ２１２へ複合体を移送する。ステップＳ１０４において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度は、ステップＳ１０２と同様に設定される。ステップＳ１０５において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、磁石１２０をカートリッジ２００から遠ざけて、図１７（ｃ）に示すように、チャンバ２１２内に複合体を広がらせる。

【0160】

以上のように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５において、制御部３０１は、チャンバ２１１に対向する位置において磁石１２０をカートリッジ２００に接近させた後、磁石１２０をカートリッジ２００に接近させたまま、磁石１２０をチャネル２２０に沿って移動させて、チャンバ２１２に対向する位置に磁石１２０を位置付ける。その後、制御部３０１は、磁石１２０をカートリッジ２００から離間させて、磁石１２０による複合体の集磁を解除する。これにより、複合体がチャンバ２１１とチャネル２２０に取り残されることを、確実に防ぐことができる。

【0161】

ステップＳ１０６において、制御部３０１は、上述した攪拌処理を行う。このとき、攪拌処理の前に複合体の集磁が解除され、複合体がチャンバ２１２内で広がっているため、チャンバ２１２内の液体の攪拌が確実に行われる。

【0162】

以上のようにして、図１４のステップＳ１３の処理が行われる。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６に示す移送処理および攪拌処理は、後述するステップＳ１４〜Ｓ１７においても、同様に行われる。

【0163】

図１４に戻り、ステップＳ１４において、制御部３０１は、チャンバ２１２内の複合体を、チャンバ２１２からチャンバ２１３へ移送する。これにより、チャンバ２１３において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。ステップＳ１４において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ２１３内で複合体と未反応物質とが分離される。すなわち、チャンバ２１３では、洗浄により未反応物質が除去される。

【0164】

ステップＳ１５において、制御部３０１は、チャンバ２１３内の複合体を、チャンバ２１３からチャンバ２１４へ移送する。これにより、チャンバ２１４において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。チャンバ２１４においても、洗浄により未反応物質が除去される。

【0165】

ステップＳ１６において、制御部３０１は、チャンバ２１４内の複合体を、チャンバ２１４からチャンバ２１５へ移送する。これにより、チャンバ２１５において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。チャンバ２１５においても、洗浄により未反応物質が除去される。

【0166】

ステップＳ１７において、制御部３０１は、チャンバ２１５内の複合体を、チャンバ２１５からチャンバ２１６へ移送する。これにより、チャンバ２１６において、チャンバ２１２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合される。ここで、Ｒ４試薬は、チャンバ２１２で生成された複合体を分散させるための試薬である。Ｒ４試薬は、たとえば緩衝液である。ステップＳ１７において、チャンバ２１２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ２１２で生成された複合体が分散される。

【0167】

ステップＳ１８において、制御部３０１は、Ｒ５試薬をチャンバ２１６に移送する。具体的には、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、押圧部１９５を駆動して、押圧部１９５に対向する位置に位置付けられた封止体２３２ａを押し下げる。そして、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、液体収容部２３２に収容されたＲ５試薬をチャンバ２１６に移送する。これにより、チャンバ２１６において、ステップＳ１７で生成された混合液に、さらにＲ５試薬が混合される。

【0168】

ここで、Ｒ５試薬は、複合体に結合された標識抗体との反応により光を生じる発光基質を含む発光試薬である。ステップＳ１８において、ステップＳ１７で生成された混合液と、Ｒ５試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、試料が調製される。この試料は、複合体に結合された標識物質と、発光基質とが反応することにより、化学発光する。具体的には、標識物質と発光基質との化学反応により分子が励起され、励起状態となった分子が基底状態に戻る際に光が放出される。なお、電気化学発光法に基づいて、標識物質が電気化学的に刺激されることにより、化学発光が行われてもよい。また、ＬＯＣＩ法（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay）に基づいて、化学発光が行われてもよい。また、ルシフェリン・ルシフェラーゼによる生物発光が、化学発光として行われてもよい。

【0169】

ステップＳ１９において、制御部３０１は、モータ１７１を駆動して、チャンバ２１６を光検出器１４４ａの真上に位置付け、チャンバ２１６から生じる光を、光検出器１４４ａにより検出する。ステップＳ２０において、制御部３０１は、光検出器１４４ａにより検出した光に基づいて、免疫に関する分析処理を行う。光検出器１４４ａは、光子の受光に応じたパルス波形を出力する。光検出ユニット１４４は、光検出器１４４ａの出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。制御部３０１は、光検出ユニット１４４から出力されたカウント値に基づいて、被検物質の有無および量などを分析し、分析結果を表示部３０２に表示させる。

【0170】

以上のように、複合体は、チャンバ２１１〜２１６において順番に移送される。このように複数のチャンバを介して複合体が移送されると、複合体がチャンバ２１１〜２１５およびチャネル２２０において取り残されやすくなる。しかしながら、上記のように磁石１２０を用いて確実に複合体が移送されると、複合体の取り残しを確実に防止できる。これにより、光検出器１４４ａにより検出される光量の意図しない低下を抑制できる。よって、意図しない光量の低下による偽陰性を抑制できるため、高精度な検出を行うことができる。

【0171】

なお、磁性粒子としては、磁性を有する材料を基材として含み、通常の免疫測定に用いられる粒子であればよい。たとえば、基材としてＦｅ_２Ｏ_３および／またはＦｅ_３Ｏ_４、コバルト、ニッケル、フィライト、マグネタイトなどを用いた磁性粒子が利用できる。磁性粒子は、被検物質と結合するための結合物質がコーティングされていてもよいし、磁性粒子と被検物質とを結合させるための捕捉物質を介して被検物質と結合してもよい。捕捉物質は、磁性粒子および被検物質と相互に結合する抗原または抗体などである。

【0172】

また、標識物質は、被検物質と特異的に結合する捕捉物質と、化学発光のための標識とを含む。捕捉物質は、被検物質と特異的に結合すれば特に限定されない。実施形態１では、捕捉物質は、被検物質と抗原抗体反応により結合する。より具体的に、実施形態１では、捕捉物質は抗体であるが、被検物質が抗体である場合、捕捉物質は、その抗体の抗原であってもよい。また、被検物質が核酸である場合、捕捉物質は、被検物質と相補的な核酸であってもよい。化学発光のための標識としては、たとえば、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の酵素が挙げられる。化学発光として、電気化学発光をする場合、標識としては、電気化学的刺激により発光する物質であれば特に限定されないが、たとえばルテニウム錯体が挙げられる。

【0173】

また、標識が酵素である場合、酵素に対する発光基質は、用いる酵素に応じて適宜公知の発光基質を選択すればよい。発光基質としては、たとえば、ルミノール系の発光基質、ジオキセタン系の発光基質などが挙げられる。たとえば、酵素としてアルカリホスファターゼを用いる場合の発光基質としては、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）などの発光基質などが利用できる。

【0174】

次に、遮光部によって暗室３４０が適正に形成されているか、すなわち、暗室３４０内に向かう光が遮光部によって適正に遮光されているかについて、発明者らが行った検証について説明する。

【0175】

発明者らは、まず、所定の測定項目において試料から生じる光を、被検物質を含まない標準試料から生じる光と区別して検出する場合に、要求されるダークカウントの値を演算により算出した。以下の演算は３ＳＤ法に基づいて行われた。

【0176】

図１８に示すように、所定の測定項目について測定を行った場合の平均カウント値をＬＯＤ_ａｖｅ、その標準偏差をＳＤ_ＬＯＤとした。被検物質を含まない標準試料であるキャリブレータＣ０について測定を行った場合の平均カウント値をＣ０_ａｖｅ、その標準偏差をＳＤ_Ｃ０とした。暗室３４０内に漏れ込んだ光に基づくカウント値、すなわちダークカウントの値をＮ、その標準偏差をＳＤ_ｄとした。ＳＤ_ｄは、（Ｎ／Ｎ^１／２）＝Ｎ^１／２と表すことができる。

【0177】

所定の測定項目についての測定およびキャリブレータＣ０の測定を行った場合に、所定の測定項目の測定により得られるカウント値は、キャリブレータＣ０の測定により得られるカウント値よりも大きいことが求められる。このことを、測定におけるカウント値のばらつきと、ダークカウントの値Ｎによる影響とを考慮して式で表すと、以下の条件式（１）が得られる。

【0178】

【数1】

【0179】

条件式（１）は、言い換えれば、図１８に示すＸの値が０よりも大きい必要があることを示している。条件式（１）を参照すると、ダークカウントの値Ｎが小さいほど、ＬＯＤ_ａｖｅの値が小さくても条件式（１）が成立することが分かる。すなわち、ダークカウントの値Ｎが小さいほど、最小検出濃度を低く設定できるようになることが分かる。

【0180】

続いて、発明者らは、条件式（１）に、実際の装置による測定を想定した想定例１、２の値を代入し、ダークカウントの値Ｎの条件を算出した。

【0181】

想定例１では、化学発光に基づく測定項目である「ＴＳＨ」を想定して、ＬＯＤ_ａｖｅを２１９、ＳＤ_ＬＯＤをＬＯＤ_ａｖｅの１０％である２２、Ｃ０_ａｖｅを７０、ＳＤ_Ｃ０をＣ０_ａｖｅの１０％である７とした。この結果、想定例１では、ダークカウントの値Ｎの条件として、Ｎ≦３７２個／（ｍｍ^２・秒）が取得された。したがって、測定項目「ＴＳＨ」においては、Ｎ≦３７２個／（ｍｍ^２・秒）であれば、適正な測定を行うことができると言える。

【0182】

一方、想定例２では、化学発光により生じる光がさらに微弱な測定項目を想定した。すなわち、想定例２では、ＬＯＤ_ａｖｅを１５０、ＳＤ_ＬＯＤをＬＯＤ_ａｖｅの１０％である１５とした。Ｃ０_ａｖｅとＳＤ_Ｃ０については、想定例１と同じである。この結果、想定例２では、ダークカウントの値Ｎの条件として、Ｎ≦５３個／（ｍｍ^２・秒）が取得された。したがって、想定例２の測定項目においては、Ｎ≦５３個／（ｍｍ^２・秒）であれば、適正な測定を行うことができると言える。

【0183】

続いて、発明者らは、分析装置１００に基づく実機を用いて、通常使用環境下において、暗室３４０内に光が生じていないときの光検出器１４４ａの出力信号に基づくフォトンのカウント値、すなわち、ダークカウントの値Ｎを実際に計測した。この結果、ダークカウントの値Ｎとして、４．０個／（ｍｍ^２・秒）が取得された。

【0184】

以上の検証から、分析装置１００に基づく実機で得られたダークカウントの値Ｎは、実際の測定を想定した想定例１、２の条件をいずれも満たすことが分かった。したがって、分析装置１００によれば、実際の測定を行う際にも十分に使用可能な暗室３４０を形成できることが分かる。

【0185】

次に、モータの発熱について発明者らが行った考察について説明する。

【0186】

図１９（ａ）は、分析装置１００で用いられるモータの稼働時間をまとめた表である。

【0187】

「１回目の試薬の移送まで」とは、ステップＳ１１において分析装置１００が開始指示を受け付けてから、分離部２４２において注入された血液検体が血球と血漿に分離され、図１４のステップＳ１２において、遠心力が付与され、血漿、Ｒ１試薬、洗浄液、およびＲ４試薬の、チャンバ２１１〜２１６への移送が終わるまでの期間Ｔ１を示す。「Ｒ４試薬の攪拌まで」とは、ステップＳ１２において攪拌処理が開始されてから、ステップＳ１７において複合体がチャンバ２１６に移送され攪拌処理が終わるまでの期間Ｔ２を示す。「検出まで」とは、ステップＳ１７において攪拌処理が終わってから、ステップＳ１９において光検出処理が終わるまでの期間Ｔ３を示す。「合計時間」とは、各期間の長さのことである。各期間において、「モータの稼働時間」とは、駆動のためにモータが励磁されている時間のことである。時間の単位は、いずれも「分」である。

【0188】

図１９（ａ）に示す表によれば、モータ１７１の稼働時間の合計は、１０．４分であり、モータ１３５、１３６の稼働時間の合計は、５．０分であり、モータ１６１の稼働時間の合計は、０．０２分である。また、全期間の２１．５分間におけるモータ１７１の稼働時間の比率は、４８．４％であり、全期間の２１．５分におけるモータ１３５、１３６の稼働時間の比率は、２３．３％であり、全期間の２１．５分におけるモータ１６１の稼働時間の比率は、０．１％である。また、モータ１７１のワット数は、最大電流時に２４Ｖ×１．５Ａであり、モータ１３５、１３６のワット数は、いずれも最大電流時に２４Ｖ×０．５Ａであり、モータ１６１のワット数は、最大電流時に２４Ｖ×０．３Ａである。

【0189】

図１９（ａ）に示す稼働時間および稼働比率と、各モータのワット数とから、モータ１７１の発熱量が最も大きくなることが分かる。しかしながら、実施形態１の構成によれば、発熱量が最も大きいモータ１７１が暗室３４０の外部に設けられているため、暗室３４０の内部の熱上昇を抑制して、暗室３４０内部の温度を安定させることが可能となる。

【0190】

次に、モータを暗室の内部に配置したときの温度変化について、発明者らが行った検証について説明する。この検証は、分析装置１００の試作機を用いて行われた。この試作機では、検証用のモータ、カートリッジ、光検出器などが暗室に入れられ、カートリッジを載せているヒートブロックに温度センサが設置された。カートリッジはヒートブロックに載せられているため、温度センサの検出温度は、カートリッジの温度と略同じである。試作機の環境温度は４０℃とされた。検証例１では、モータの励磁が常にオフとされ、検証例２では、モータの励磁が常にオンとされた。

【0191】

図１９（ｂ）に示すように、検証例１の場合、モータの励磁がオフであるため、カートリッジの温度は略上昇しなかった。一方、検証例２の場合、モータの励磁がオンであるため、時間の経過とともにカートリッジの温度が上昇し続けた。この結果から、暗室の内部にモータを入れて頻度よくモータを使用した場合、カートリッジの温度が上昇し、暗室内の温度を安定させることが困難になることが分かる。なお、ここで用いた検証用のモータは、実施形態１のモータ１７１よりも小型のモータである。したがって、モータ１７１を用いた場合、検証例２において、さらに温度の上昇が大きくなることが予想される。よって、実施形態１のように、モータ１７１が暗室３４０の外部に配置されていることは、カートリッジ２００の温度を抑制するためには重要であると言える。

【0192】

また、実施形態１のモータ１７１よりも小型のモータを用いた場合でも、モータを励磁した時間が５分間以上になると、検証例１のグラフと検証例２のグラフとの乖離が出始める。そのため、実施形態１のように、モータ１７１が暗室３４０の外部に配置されていることは、１回の測定で、モータを励磁する時間が５分間以上の場合に、特に好適である。実施形態１では、図１９（ａ）に示されるとおり、モータ１７１の稼働時間は１０．４分であるため、モータ１７１が暗室３４０の外部に配置されていることは特に好適である。

【0193】

次に、換気部３５０の効果について、発明者らが行った検証について説明する。この検証は、実際に分析装置１００を用いて行われた。

【0194】

この検証では、検証の開始時に、モータ１３５、１３６、１６１、１７１の励磁か開始され、換気部３５０の駆動が開始された。各モータの励磁と換気部３５０の駆動は、その後も継続して行われた。なお、途中の期間Ｔでは、換気部３５０の駆動のみが一時的に停止された。このように各モータと換気部３５０の制御が行われながら、カートリッジ２００の上面の径方向内側と、カートリッジ２００の上面の径方向外側と、モータ１７１と、分析装置１００の外部と、カートリッジ２００の周辺について、それぞれ温度が計測された。なお、分析装置１００は恒温槽の中に設置され、恒温槽の設定温度は３５℃とされた。また、カートリッジ２００の温度が４２℃となるよう、ヒータ３２１、３２２が制御された。

【0195】

図２０（ａ）は、この検証において、計測された各部の温度が、時間の経過とともに変化する様子を示している。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）において分析装置１００の外部の温度変化を省略して、３０℃〜５５℃の範囲を示したものである。

【0196】

図２０（ａ）に示すように、モータ１７１の温度は、開始から大きく上昇した。しかしながら、モータ１７１は、上述したように遮光部の外部に設置されているため、装置内部の温度は４２℃付近に抑えられている。図２０（ａ）に示す結果から、分析装置１００においては、モータ１７１が遮光部の外部に設置されていることが、温度上昇を抑制する上で重要であることが分かる。なお、図２０（ｂ）に示すように、カートリッジ２００の内側の温度は、カートリッジ２００の外側の温度よりもやや高い。これは、カートリッジ２００の内側の方が、外側に比べて、モータ１７１の温度が回転軸３１１を介して伝わりやすいためと考えられる。

【0197】

図２０（ｂ）に示すように、換気部３５０の駆動が停止された期間Ｔにおいて、カートリッジ２００周辺の温度が跳ね上がっている。これは、換気部３５０によるモータ１７１の冷却が停止されたため、モータ１７１の熱が分析装置１００の外部へ排出されず、排出されなかった熱が暗室３４０の内部に伝わったためと考えられる。このとき、カートリッジ２００の温度は、カートリッジ２００の周辺の急激な温度上昇に合わせて、緩やかに上昇している。検証では、換気部３５０の駆動を停止してから１５分程度が経過した後、再び換気部３５０の駆動が開始されている。これにより、カートリッジ２００の周辺の温度は急激に低下し、カートリッジ２００の温度上昇も抑制されている。図２０（ｂ）に示す結果から、換気部３５０を駆動することが、温度上昇を抑制する上で重要であることが分かる。

【0198】

なお、分析装置１００では、カートリッジ２００を回転させるために、２４Ｖ×１．５Ａのモータ１７１が用いられている。しかしながら、モータ１７１のワット数や、カートリッジ２００を回転させる頻度によっては、モータ１７１から生じる熱が、図２０（ａ）に示すほど大きくない場合も考えられる。このような場合には、換気部３５０は必ずしも必須とはならない。すなわち、分析装置１００では、温度上昇の抑制という観点から換気部３５０は好ましい構成ではあるものの、モータ１７１の設定および駆動等によっては、換気部３５０を省略することも可能である。

【0199】

＜実施形態２＞
実施形態１では、図２（ａ）を参照して説明したように、蓋部１０２が開けられることにより、カートリッジ２００が分析装置１００に設置された。実施形態２では、図２１（ａ）に示すように、分析装置４００の筐体４０１の前面に設けられた孔４０１ａを介して外部に移動するトレイ４０２により、カートリッジ２００が分析装置４００の内部に設置される。

【0200】

トレイ４０２の前端には、遮光部材４０３が設置されている。遮光部材４０３の外形は、孔４０１ａよりも一回り大きい。孔４０１ａの出口の周辺には、遮光性を有する弾性部材４０４が設置される。トレイ４０２が内部に移動すると、遮光部材４０３と弾性部材４０４が孔４０１ａを塞ぐ。分析装置４００の他の構成については、実施形態１の分析装置１００の具体的構成例と略同様である。

【0201】

実施形態２においても、実施形態１と同様、複合体の移送を確実に行うことができるため、分析装置４００による被検物質の分析精度を高く維持できる。また、分析装置４００内に外部から光が入らない暗室を形成できるため、被検物質の検出精度を高めることができる。

【0202】

＜実施形態３＞
実施形態３では、図２１（ｂ）に示すように、支持部材１７７に代えて、支持部材５１０が配置され、カートリッジ２００に代えて、カートリッジ５２０が用いられる。その他の構成については、実施形態１の具体的構成例と同様である。

【0203】

支持部材５１０は、孔５１１と、３つの設置部５１２と、を備える。孔５１１は、支持部材５１０の中心に設けられている。支持部材５１０は、所定の部材を介して回転軸３１１に設置される。これにより、支持部材５１０は、回転軸３１１を中心として回転可能となる。設置部５１２は、周方向に３つ設けられている。設置部５１２は、面５１２ａと孔５１２ｂを備える。面５１２ａは、支持部材５１０の上面よりも一段低い面である。孔５１２ｂは、面５１２ａの中央に形成されており、支持部材５１０を上下方向に貫通する。カートリッジ５２０は、矩形形状であり、カートリッジ２００と同様の構成を有する。

【0204】

分析を開始する場合、オペレータは、カートリッジ２００の場合と同様に、血液検体をカートリッジ５２０に注入し、カートリッジ５２０を設置部５１２に設置する。そして、実施形態１と同様、制御部３０１は、モータ１７１と、移動機構１３０と、検出部１４０とを駆動する。これにより、実施形態１と同様に、カートリッジ５２０内の複合体の移送が磁石１２０により確実に行われる。よって、実施形態１と同様に、分析装置１００による被検物質の分析精度を高く維持できる。また、実施形態３では、３つの設置部５１２に、それぞれカートリッジ５２０を設置できるため、３つのカートリッジ５２０に対して同時に分析を行うことができる。

【0205】

＜実施形態４＞
実施形態１では、図１（ａ）に示すように、受光ユニット７０が暗室８１の内部に配置されたが、受光ユニット７０の一部が暗室８１の内部に配置され、他の一部が暗室８１の外部に配置されてもよい。

【0206】

図２２（ａ）は、受光部７０ａが暗室８１の内部に配置され、受光ユニット７０の回路部７０ｃが暗室８１の外部に配置された例である。図２２（ａ）の例では、受光ユニット７０の各部のうち、受光面７０ｂを含む受光部７０ａが暗室８１の内部に配置されている。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）において暗室８１を形成する遮光部８０に孔が設けられ、その孔の外側部分に受光部７０ａが設置された例である。図２２（ｂ）の例では、受光ユニット７０の各部のうち、受光面７０ｂのみが暗室８１の内部に配置されている。図２２（ａ）、（ｂ）のいずれの場合も、受光面７０ｂが暗室８１の内部に配置されている。したがって、この場合も、外部の光が受光面７０ｂに到達することを抑制できる。

【0207】

なお、図２２（ａ）、（ｂ）に示す例において、実施形態１の具体的構成例と同様に、液体収容部と封止体がカートリッジ２０に設けられる場合、それぞれ、図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、押圧部１９５に対応する押圧部９０が暗室８１の内部に設置される。この場合の押圧部９０も、カートリッジ２０の封止体を上から押圧するためのピン部材９１を備える。そして、支持部材３１は、回転軸３２側から、カートリッジ２０を挟んで押圧部９０のピン部材９１と対向する位置まで設けられる。これにより、図２３（ａ）、（ｂ）に示す例おいても、押圧部９０によりカートリッジ２０に押圧力が加えられても、支持部材３１が土台となってカートリッジ２０を支えるので、開栓時にカートリッジ２０に位置ずれや破損が生じたりすることが抑制される。よって、開栓動作によって測定精度が低下することが抑制される。

【0208】

＜実施形態５＞
実施形態１では、図２（ｂ）に示すように、チャンバ２１１〜２１６の形状は、円形状とされた。これに対し、実施形態５では、チャンバ２１１〜２１６の形状は、図２４（ａ）に示す形状とされる。その他の構成については、実施形態１の具体的構成例と同様である。

【0209】

図２４（ｂ）、（ｃ）は、図２４（ａ）に示すチャンバ２１３を拡大した図である。図２４（ａ）〜（ｃ）において、チャンバ２１３のＸ軸正側に、カートリッジ２００の孔２０１が位置する。すなわち、チャンバ２１３のＸ軸正側に、回転軸３１１が位置する。なお、チャンバ２１１、２１２、２１４〜２１６の構成は、チャンバ２１３と同様であるため、ここではチャンバ２１３の構成および効果のみを説明する。

【0210】

図２４（ｂ）に示すように、チャンバ２１３は、回転軸３１１の径の延長線に対して対称な形状である。チャンバ２１３は、回転軸３１１側においてチャネル２２０に連結されている。また、チャンバ２１３は、チャネル２２０との連結位置２１３ａを挟む両側に、回転軸３１１側に突出した突部２１３ｂを備える。言い換えれば、チャンバ２１３は、連結位置２１３ａのＹ軸正側とＹ軸負側に、それぞれＸ軸方向に突出した突部２１３ｂを備える。突部２１３ｂは、回転軸３１１側に突出した曲面である。突部２１３ｂの連結位置２１３ａ側の端部の延長線と、連結位置２１３ａの中心を通る回転軸３１１の径の延長線とのなす角αは、９０°より小さい。

【0211】

また、チャンバ２１３は、連結位置２１３ａを挟む両側に、突部２１３ｂに接続された平面状の壁面２１３ｃをそれぞれ備える。壁面２１３ｃは、突部２１３ｂの連結位置２１３ａと反対側の端部に繋がっている。具体的には、壁面２１３ｃは、Ｚ軸方向に見て径方向すなわちＸ軸方向に延びている。また、チャンバ２１３は、２つの突部２１３ｂの間に、回転軸３１１側に突出した突部２１３ｄを備える。チャネル２２０は、突部２１３ｄに連結されている。また、チャンバ２１３は、径方向において回転軸３１１から離れる方向に位置する内壁２１３ｅを備える。内壁２１３ｅは、Ｚ軸方向に見て円弧形状である。

【0212】

上記のようにチャンバ２１３が構成されると、以下のような効果が奏される。

【0213】

上述したようにカートリッジ２００を回転させて、遠心力およびオイラー力を利用してチャンバ２１３内の液体を攪拌させた場合でも、２つの突部２１３ｂが障壁となって、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０との連結位置２１３ａに進むことを抑止できる。すなわち、攪拌により液体がチャンバ２１３内で移動しても、図２４（ｃ）に示すように、チャンバ２１３内の液体の端部が、突部２１３ｂによりチャンバ２１３内に留められる。これにより、攪拌時に、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０へと進入することを抑止できる。

【0214】

また、攪拌時にチャンバ２１３内の液体が大きく揺動された場合でも、図２４（ｃ）に示すように、チャンバ２１３内の液体が突部２１３ｂにより受け止められ、さらにチャンバ２１３の内壁に沿って液体が移動することが抑制される。ここで、図２４（ｄ）に示すように、チャンバ２１３に突部２１３ｂが設けられていない場合、チャンバ２１３内の液体が内壁に沿って移動し、液体の流れ方向の先端部が、点線矢印で示すように、遠心力によりＸ軸負方向に折れ曲がって、液体の他の部分に衝突してしまう。この場合、液体の衝突により液体が泡立ってしまう。しかしながら、チャンバ２１３に突部２１３ｂが形成されると、図２４（ｃ）に示すように、チャンバ２１３内の液体が内壁に沿って進むことが抑制されるため、攪拌時におけるチャンバ２１３内の泡立ちを抑制できる。

【0215】

このように、攪拌時にチャネル２２０への液体の流入および泡立ちが抑制されると、チャンバ２１３内の磁性粒子を、取り残しなく次のチャンバへと移動できるため、適正な検出を行うことができる。

【0216】

また、攪拌時にチャネル２２０への液体の流入および泡立ちが抑制されると、攪拌時のカートリッジ２００の回転速度を高めることができ、回転速度の切り替えの自由度を高めることができる。一方、このように回転速度を制御した場合は、モータ１７１からの発熱が増加することになる。しかしながら、モータ１７１は、上述したように暗室３４０の外部に配置されるため、モータ１７１の発熱が増加する場合でも、暗室３４０内の温度が不安定になることを抑制でき、測定を適切に進めることができる。

【0217】

チャンバ２１３には平面状の壁面２１３ｃが設けられている。これにより、攪拌時に液体が壁面２１３ｃに掛かる際に、壁面が曲面状に形成される場合に比べて液体の流れを変化させることができるため、チャンバ２１３内の液体を効果的に攪拌できる。また、図２４（ｄ）に示すように、壁面が曲面状に形成される場合、液体の流れ方向の先端部が折れ曲がって、液体の他の部分に衝突しやすくなる。しかしながら、壁面２１３ｃは平面状に形成されているため、図２４（ｄ）に示すような事態を抑制できる。よって、攪拌時にチャンバ２１３内の液体が泡立つことを抑制できる。

【0218】

なお、壁面２１３ｃは、径方向に延びるように形成されたが、径方向から傾いた方向に延びるように形成されてもよい。ただし、Ｘ軸正側の端部が互いに近づくように２つの壁面２１３ｃが径方向から傾けられた場合、チャンバ２１３内の液体をさらに効果的に攪拌できるが、図２４（ｄ）に示す場合と同様、液体の衝突が起こりやすくなる。また、Ｘ軸正側の端部が互いに離れるように２つの壁面２１３ｃが径方向から傾けられた場合、液体の衝突が起こりにくくなるが、チャンバ２１３内の液体の攪拌効果が低下する。したがって、図２４（ｂ）に示すように、２つの壁面２１３ｃは、径方向に延びるように形成されるのが望ましい。

【0219】

攪拌時にチャンバ２１３内の液体が大きく揺動して突部２１３ｂを乗り越えた場合も、乗り越えた液体は、突部２１３ｄに受け入れられるため、チャネル２２０へと進入しにくくなる。ここで、図２４（ｅ）に示すように、チャンバ２１３に突部２１３ｄが設けられていない場合、大きく揺動した液体は、点線矢印で示すように、チャネル２２０へと進入してしまう。しかしながら、チャンバ２１３に突部２１３ｄが設けられると、攪拌時にチャンバ２１３内の液体がチャネル２２０に進入することを確実に抑制できる。

【0220】

突部２１３ｂは、回転軸３１１側に突出した曲面であるため、攪拌時に突部２１３ｂに磁性粒子が残ることを抑制できる。これにより、チャンバ２１３内の磁性粒子を、取り残しなく次のチャンバへと移動できる。チャンバ２１３は、回転軸３１１の径に対して対称な形状であるため、Ｙ軸正方向およびＹ軸負方向の何れの方向においても、チャネル２２０への液体の流入および泡立ちを抑制できる。図２４（ｂ）に示す角度αが９０°より小さいため、突部２１３ｂの連結位置２１３ａ側の端部が障壁となって、攪拌時にチャネル２２０への液体の流入および泡立ちが確実に抑制される。

【0221】

チャンバ２１３の形状は、図２４（ｂ）に示した形状に限らず、他の形状であってもよく、たとえば、図２５（ａ）〜（ｃ）に示す形状であってもよい。

【0222】

図２５（ａ）に示すチャンバ２１３には、図２４（ｂ）と比較して、突部２１３ｂと突部２１３ｄとの間に直線部２１３ｆが設けられている。この場合、突部２１３ｂに受け止められた液体が、表面張力により直線部２１３ｆを伝って突部２１３ｄへと進みやすくなる。したがって、図２４（ｂ）のように、突部２１３ｂと突部２１３ｄとが、連続的に設けられるのが望ましい。

【0223】

図２５（ｂ）に示すチャンバ２１３には、図２４（ｂ）と比較して、突部２１３ｂと壁面２１３ｃが省略されている。この場合、チャンバ２１３内の液体が揺動されると、図２４（ｂ）に比べて、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０に進入しやすくなる。しかしながら、図２４（ｅ）と比較して、突部２１３ｄが設けられていることにより、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０に進入しにくくなる。

【0224】

図２５（ｃ）に示すチャンバ２１３には、図２４（ｂ）と比較して、Ｙ軸正側の突部２１３ｂと突部２１３ｄとの間に、さらに突部２１３ｇが設けられている。突部２１３ｇは、たとえば、空気を通すための流路やチャネル２２０以外の流路に連結される。図２５（ｃ）に示す構成がチャンバ２１１に適用される場合、突部２１３ｄは、チャネル２２０に連結され、突部２１３ｇは、領域２４３ｂに連結される。

【0225】

なお、図２４（ｂ）に示すチャンバ２１３において、突部２１３ｄに、空気を通すための流路やチャネル２２０以外の流路が連結されてもよい。他の流路を突部２１３ｄに連結させる場合、他の流路をチャネル２２０の領域２２２に連結させる場合に比べて、カートリッジ２００の成形が容易になる。

【0226】

＜実施形態６＞
実施形態１では、液体収容部２３１、２３２に対して、径方向の１つの位置にのみ封止体が設けられた。これに対し、実施形態６では、液体収容部２３１、２３２に対して、径方向の異なる２つの位置に封止体が設けられる。具体的には、図２６（ａ）に示すように、液体収容部２３１の径方向の内側と外側の上面に、それぞれ封止体２３１ａ、２３１ｂが設けられ、液体収容部２３２の径方向の内側と外側の上面には、それぞれ、封止体２３２ａ、２３２ｂが設けられる。また、実施形態６の押圧部１９５は、図２６（ｂ）〜図２７（ｂ）に示すように構成される。実施形態６のその他の構成については、実施形態１の具体的構成例と同様である。

【0227】

実施形態６では、液体収容部２３１に収容された試薬を、この液体収容部２３１の外側に位置するチャンバに移送する際、制御部３０１は、まずモータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、液体収容部２３１内の試薬を液体収容部２３１内において外周側に位置付ける。続いて、制御部３０１は、押圧部１９５を駆動して、液体収容部２３１の外側に位置する封止体２３１ｂを開栓する。これにより、液体収容部２３１の内部とチャネル２２０とが連結される。続いて、制御部３０１は、押圧部１９５を駆動して、液体収容部２３１の内側に位置する封止体２３１ａを開栓する。これにより、液体収容部２３１の内周側がカートリッジ２００の外部と連結される。そして、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、液体収容部２３１内の試薬を、この液体収容部２３１の外側に位置するチャンバに移送する。

【0228】

液体収容部２３２に収容された試薬をチャンバ２１６に移送する際も、制御部３０１は、上記と同様に処理を行う。すなわち、制御部３０１は、カートリッジ２００の回転、封止体２３２ｂの開栓、封止体２３２ａの開栓、およびカートリッジ２００の回転を、この順に行う。

【0229】

実施形態６では、液体収容部２３１内の試薬が封止体２３１ａ、２３１ｂにより液体収容部２３１内に密封され、液体収容部２３２内の試薬が封止体２３２ａ、２３２ｂにより液体収容部２３２内に密封されている。これにより、液体収容部２３１、２３２内の試薬が、カートリッジ２００の使用前にチャネル２２０やチャンバ２１１〜２１６に流れることを抑止できる。また、液体収容部２３１、２３２内の試薬をチャンバに移送する際に、液体収容部２３１、２３２の内側と外側が開栓されるため、実施形態１に比べて、液体収容部２３１、２３２内の試薬を円滑にチャンバへと移送できる。

【0230】

また、封止体の開栓前に、あらかじめ液体収容部２３１、２３２内の試薬が外周側に位置付けられる。これにより、封止体の開栓後に、液体収容部２３１、２３２内の試薬を外側に位置するチャンバに円滑に移送できる。また、外側の封止体２３１ｂ、２３２ｂを開栓した後、内側の封止体２３１ａ、２３２ａが開栓される。これにより、液体収容部２３１、２３２内の試薬が内側に戻ることなく、液体収容部２３１、２３２内の試薬を外側に位置するチャンバに円滑に移送できる。

【0231】

次に、実施形態６の押圧部１９５について説明する。

【0232】

実施形態６の押圧部１９５は、移動部材３６５と、移動部材３６５に配置され各封止体をそれぞれ開栓するピン部材３６６を押圧方向に移動させる複数のカム部と、を備える。カム部は、所定の順序で各ピン部材３６６を駆動するよう、移動部材３６５の移動方向に異なる位置に配置されている。具体的には、押圧部１９５は、図２６（ｂ）〜図２７（ｂ）に示すように構成される。

【0233】

図２６（ｂ）に示すように、実施形態６では、実施形態１と比較して、径方向に２つのピン部材３６６が配置されている。具体的には、設置部材３６１に２つの孔３６１ａが設けられており、２つの孔３６１ａの位置に、それぞれピン部材３６６およびローラ３６７が設置されている。図２７（ａ）は、図２６（ｂ）に示す断面Ｃ１−Ｃ２をＤ３方向に見た図である。図２７（ｂ）は、図２６（ｂ）に示す断面Ｃ３−Ｃ４をＤ３方向に見た図である。図２７（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの孔３６１ａの位置に、それぞれピン部材３６６が設置されている。

【0234】

図２７（ａ）、（ｂ）に示すように、移動部材３６５の下面側には、水平面に対して傾斜した平面からなるカム部３６５ｂ、３６５ｃが形成されている。カム部３６５ｂは、Ｄ３方向側のローラ３６７に対応する位置に形成されている。カム部３６５ｃは、Ｄ３方向と反対方向側のローラ３６７に対応する位置に形成されている。カム部３６５ｂ、３６５ｃの位置は、Ｄ１、Ｄ２方向において互いに異なっている。具体的には、カム部３６５ｂは、カム部３６５ｃに比べて、Ｄ１方向に位置している。

【0235】

液体収容部２３１の封止体２３１ａ、２３１ｂを開栓する際には、制御部３０１は、カートリッジ２００を回転させて、液体収容部２３１内の試薬を外側に寄せた後、封止体２３１ａ、２３１ｂを、それぞれ、Ｄ３方向と反対側のピン部材３６６の真下と、Ｄ３方向側のピン部材３６６の真下に位置付ける。

【0236】

そして、制御部３０１は、モータ３６２を駆動して、移動部材３６５をＤ１方向へ移動させる。このとき、図２７（ａ）、（ｂ）に示す状態から移動部材３６５がＤ１方向に移動されると、カム部３６５ｂがカム部３６５ｃよりも先にローラ３６７に接触し、その後、カム部３６５ｃがローラ３６７に接触する。したがって、Ｄ３方向側のピン部材３６６が、Ｄ３方向と反対方向側のピン部材３６６よりも先に、下方向に移動する。これにより、上述したように、外側の封止体２３１ｂが先に開栓され、その後、内側の封止体２３１ａが開栓されることになる。

【0237】

このように移動部材３６５の下面に異なるカム部３６５ｂ、３６５ｃが設けられ、カム部３６５ｂ、３６５ｃに対応するようにピン部材３６６が設けられると、移動部材３６５をＤ１方向に移動させるだけで、封止体２３１ｂ、２３１ａをこの順に開栓できる。なお、液体収容部２３２の封止体２３２ａ、２３２ｂについても、同様に開栓処理が行われる。この場合も、移動部材３６５をＤ１方向に移動させるだけで、封止体２３２ｂ、２３２ａをこの順に開栓できる。

【符号の説明】

【0238】

１０ 化学発光測定装置
２０ カートリッジ
２２ａ 第１チャンバ
２２ｂ 第２チャンバ
２３ チャネル
２４ 収容部
２４ａ 封止体
３１ 支持部材
３２ 回転軸
４０ モータ
４１ 駆動軸
４３ コイル
５０ 磁石
６０ 移動機構
７０ 受光ユニット
７０ａ 受光部
７０ｂ 受光面
８０ 遮光部
８１ 暗室
９０ 押圧部
１００ 分析装置
１０１ 本体部
１０２ 蓋部
１０２ａ 筐体
１１０ 設置部材
１１６ 突部
１１７ 弾性部材
１２０ 磁石
１３０ 移動機構
１４４ 光検出ユニット
１４４ａ 光検出器
１４４ｂ 検出面
１５０ 収容体
１５２、１５３ 収容部
１５４ 外側面
１５５ 孔
１７１ モータ
１７１ａ 駆動軸
１７７ 支持部材
１７３ 弾性部材
１７４ 弾性部材
１７５ 蓋部材
１７８ 温度センサ
１８０ 設置部材
１８１ 突部
１８２ 弾性部材
１８３ 面
１９５ 押圧部
１９６ 遮光部材
２００ カートリッジ
２１１〜２１６ チャンバ
２１３ａ 連結位置
２１３ｂ 突部
２１３ｃ 壁面
２１３ｄ 突部
２２０ チャネル
２３１、２３２ 液体収容部
２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂ 封止体
３１１ 回転軸
３２１、３２２ ヒータ
３４０ 暗室
３５０ 換気部
４００ 分析装置
４０３ 遮光部材
４０４ 弾性部材
５１０ 支持部材
５２０ カートリッジ

【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】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】