特許 7183899 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】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】分析装置及び分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/543 20060101AFI20221129BHJP

   G01N 21/47 20060101ALI20221129BHJP

   G01N 21/59 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

G01N33/543 595

G01N21/47 Z

G01N21/59 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019056241

(22)【出願日】2019-03-25

(65)【公開番号】P2020159716

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 敦

【審査官】三木 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５８２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２４７７９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１１９４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２５３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／２１０２２３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３３／５４３

Ｇ０１Ｎ ２１／４７

Ｇ０１Ｎ ２１／５９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の検出対象物質と結合する第１の抗体が固定されている第１の領域と、前記第１の領域以外の第２の領域とからなり、前記第１の領域と前記第２の領域とが互いに重ならないよう市松状に配置される反応領域が形成されている分析用基板と、
前記第１及び前記第２の領域に前記第１の検出対象物質を反応させ、反応により捕捉された前記第１の検出対象物質に対してカウント対象物質を結合させた前記分析用基板に対してレーザ光を照射し、前記分析用基板からの反射光を受光し、受光レベル信号を生成する光ピックアップと、
前記受光レベル信号から前記カウント対象物質を示すパルス信号を抽出し、前記パルス信号内のパルス数をカウントする信号処理回路と、
前記光ピックアップに対し前記分析用基板上を走査するように制御する制御部と、
を備え、
前記信号処理回路は、前記第１の領域を走査する期間に相当する第１のゲート信号及び前記第２の領域を走査する期間に相当する第２のゲート信号を生成し、前記第１のゲート信号及び前記パルス信号に基づいて前記第１の領域における第１のカウント値を算出し、前記第２のゲート信号及び前記パルス信号に基づいて前記第２の領域における第２のカウント値を算出する第１の演算部を有し、
前記制御部は、前記第１及び前記第２のカウント値に基づいて前記反応領域における相対カウント値を算出する第２の演算部を有する
分析装置。

【請求項2】

前記第２の演算部は、前記第１のカウント値を前記第２のカウント値で除算して前記相対カウント値を算出する請求項１に記載の分析装置。

【請求項3】

前記第１のカウント値は、複数の前記第１の領域におけるカウント値を合算して算出され、前記第２のカウント値は、複数の前記第２の領域におけるカウント値を合算して算出される請求項１または２に記載の分析装置。

【請求項4】

前記カウント対象物質は、さらに第２の検出対象物質とも結合し、
前記第２の領域は、前記第２の検出対象物質と結合する第２の抗体が固定されている第３の領域と、前記第３の領域以外の領域である第４の領域とからなり、
前記第１、前記第３、及び前記第４の領域に前記第１の検出対象物質及び前記第２の検出対象物質を反応させ、反応により捕捉された前記第１の検出対象物質及び前記第２の検出対象物質に対してカウント対象物質を結合させた前記分析用基板において、
前記第１の演算部は、前記第１のカウント値と、前記第３の領域における第３のカウント値と、前記第４の領域における第４のカウント値とを算出し、
前記第２の演算部は、前記第１のカウント値、前記第３のカウント値、及び前記第４のカウント値のうちの少なくとも２つのカウント値に基づいて前記相対カウント値を算出する
請求項１～３のうちのいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項5】

第１の検出対象物質と結合する第１の抗体が固定されている第１の領域と前記第１の領域以外の第２の領域とからなり、前記第１の領域と前記第２の領域とが互いに重ならないよう市松状に配置される反応領域に対して、前記第１の検出対象物質を反応させ、反応により捕捉された前記第１の検出対象物質に対してカウント対象物質を結合させた分析用基板において、
前記分析用基板に対してレーザ光を照射し、前記分析用基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成し、
前記受光レベル信号から前記カウント対象物質を示すパルス信号を抽出し、前記パルス信号内のパルス数をカウントし、
前記第１の領域において前記パルス数をカウントした第１のカウント値と、前記第２の領域において前記パルス数をカウントした第２のカウント値とを算出し、
第２の演算部が、前記第１及び第２のカウント値に基づいて前記反応領域における相対カウント値を算出する
分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抗原、抗体等の生体物質を分析するための分析装置及び分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

疾病に関連付けられた特定の抗原または抗体をバイオマーカーとして検出することで、疾病の発見及び治療の効果等を定量的に分析する免疫検定法（immunoassay）が知られている。

【0003】

特許文献１には、複数のウェルを有する分析用ユニットを用いて、分析用基板上に抗体を固定し、この抗体に検出対象物質を結合させ、この検出対象物質に検出対象物質を標識する微粒子を結合させることにより、検出対象物質をサンドイッチ法で捕捉した反応領域を形成し、反応領域における微粒子をカウントすることにより、検出対象物質を間接的に定量する定量方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－５８２４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の定量方法を用いて免疫検定の分析をおこなう場合、複数の抗体をそれぞれ異なる反応領域に固定し、それぞれの抗体が固定された反応領域ごとの微粒子の数をカウントし、得られたカウント値の比率（相対カウント値）を求めることにより検出対象物質がどの抗体に結合するかを求めている。しかしながら、上記の分析方法は分析用基板上の反応領域において抗体が均一に固定されている状態であるという仮定で成り立つ。ところが、抗体の固定の状態が不均一である状況が発生すると、相対カウント値の精度が低下してしまい、分析の精度が低下する虞がある。

【0006】

本発明は、それぞれの反応領域において抗体の固定の状態が不均一である場合においても、免疫検定による分析を精度よく行うことができる分析装置及び分析方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、第１の検出対象物質と結合する第１の抗体が固定されている第１の領域と、前記第１の領域以外の第２の領域とからなり、前記第１の領域と前記第２の領域とが互いに重ならないよう市松状に配置される反応領域が形成されている分析用基板と、前記第１及び前記第２の領域に前記第１の検出対象物質を反応させ、反応により捕捉された前記第１の検出対象物質に対してカウント対象物質を結合させた前記分析用基板に対してレーザ光を照射し、前記分析用基板からの反射光を受光し、受光レベル信号を生成する光ピックアップと、前記受光レベル信号から前記カウント対象物質を示すパルス信号を抽出し、前記パルス信号内のパルス数をカウントする信号処理回路と、前記光ピックアップに対し前記分析用基板上を走査するように制御する制御部とを備え、前記信号処理回路は、前記第１の領域を走査する期間に相当する第１のゲート信号及び前記第２の領域を走査する期間に相当する第２のゲート信号を生成し、前記第１のゲート信号及び前記パルス信号に基づいて前記第１の領域における第１のカウント値を算出し、前記第２のゲート信号及び前記パルス信号に基づいて前記第２の領域における第２のカウント値を算出する第１の演算部を有し、前記制御部は、前記第１及び前記第２のカウント値に基づいて前記反応領域における相対カウント値を算出する第２の演算部を有する分析装置を提供する。

【0008】

本発明は、第１の検出対象物質と結合する第１の抗体が固定されている第１の領域と前記第１の領域以外の第２の領域とからなり、前記第１の領域と前記第２の領域とが互いに重ならないよう市松状に配置される反応領域に対して、前記第１の検出対象物質を反応させ、反応により捕捉された前記第１の検出対象物質に対してカウント対象物質を結合させた分析用基板において、前記分析用基板に対してレーザ光を照射し、前記分析用基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成し、前記受光レベル信号から前記カウント対象物質を示すパルス信号を抽出し、前記パルス信号内のパルス数をカウントし、前記第１の領域において前記パルス数をカウントした第１のカウント値と、前記第２の領域において前記パルス数をカウントした第２のカウント値とを算出し、第２の演算部が、前記第１及び第２のカウント値に基づいて前記反応領域における相対カウント値を算出する分析方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の分析装置及び分析方法によれば、相対カウント値を用いた分析方法において、同一条件で形成された反応領域ごとに検出対象物質の補足状態が異なる場合であっても検出対象物質を精度よく分析することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態の分析装置の一例を示す構成図である。

【図2】反応領域における検出対象物質捕捉領域とブランク領域との位置関係の一例を示す図である。

【図3】検出対象物質捕捉領域において検出対象物質が抗体と微粒子とによって分析用基板上にサンドイッチ法で捕捉されている状態を模式的に示す図である。

【図4】一実施形態の分析方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】基準位置検出信号と計測ゲート信号ＧＳと受光レベル信号と微粒子パルス信号との関係の一例を示す図である。

【図6】反応領域における複数の検出対象物質捕捉領域を示す図である。

【図7】反応領域における複数のブランク領域を示す図である。

【図8】反応領域の検出対象物質捕捉領域におけるカウント値の面内分布の比較例を示す図である。

【図9】反応領域のブランク領域におけるカウント値の面内分布の比較例を示す図である。

【図10】反応領域の検出対象物質捕捉領域におけるカウント値の面内分布の比較例を示す図である。

【図11】反応領域のブランク領域におけるカウント値の面内分布の比較例を示す図である。

【図12】反応領域の検出対象物質捕捉領域及びブランク領域におけるカウント値の面内分布の実施例を示す図である。

【図13】反応領域の検出対象物質捕捉領域及びブランク領域におけるカウント値の面内分布の実施例を示す図である。

【図14】反応領域における検出対象物質捕捉領域とブランク領域との位置関係の一例を示す図である。

【図15】反応領域における検出対象物質捕捉領域とブランク領域との位置関係の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１を用いて、一実施形態の分析装置の構成例を説明する。分析装置１は、ターンテーブル２と、クランパ３と、ターンテーブル駆動部４と、ターンテーブル駆動回路５と、基準位置検出センサ６と、ガイド軸７と、光ピックアップ８と、光ピックアップ駆動回路９と、信号処理回路１０と、制御部２０とを備える。

【0012】

分析用基板３０は、分析用基板３０上に形成されている反応領域４０が下向きになるようにターンテーブル２上に載置される。分析用基板３０は、例えば円板形状を有する光ディスクである。クランパ３は、ターンテーブル２に対して離隔する方向及び接近する方向に駆動される。分析用基板３０は、クランパ３とターンテーブル２とによって保持される。

【0013】

ターンテーブル駆動部４は、ターンテーブル２を分析用基板３０及びクランパ３と共に、回転軸Ｃ２回りに回転駆動させる。ターンテーブル駆動部４としてスピンドルモータを用いてもよい。ターンテーブル駆動回路５はターンテーブル駆動部４を制御する。例えば、ターンテーブル駆動回路５は、ターンテーブル２が分析用基板３０及びクランパ３と共に一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動部４を制御する。

【0014】

基準位置検出センサ６は、分析用基板３０の外周部の近傍に配置されている。基準位置検出センサ６は、例えばフォトリフレクタ等の光センサである。基準位置検出センサ６は、分析用基板３０が回転している状態で、分析用基板３０の外周部に検出光６ａを照射し、分析用基板３０からの反射光を受光する。

【0015】

基準位置検出センサ６は、分析用基板３０の切欠き部３１を検出して基準位置検出信号ＫＳを生成し、信号処理回路１０へ出力する。基準位置検出信号ＫＳは、例えば切欠き部３１が基準位置検出センサ６の検出位置、即ち検出光６ａが照射される位置に到達すると立ち上がってオン状態となり、通過すると立ち下がってオフ状態となるパルス信号である。

【0016】

即ち、基準位置検出センサ６は、分析用基板３０の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。基準位置検出センサ６として透過型の光センサを用いてもよい。この場合、基準位置検出センサ６は、分析用基板３０に検出光６ａを照射し、切欠き部３１を通過する検出光６ａを受光することにより、分析用基板３０の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。

【0017】

ガイド軸７は、分析用基板３０と平行に、かつ、分析用基板３０の半径方向に沿って配置されている。光ピックアップ８は、ガイド軸７に支持されている。光ピックアップ８は対物レンズ８１を有する。光ピックアップ駆動回路９は、光ピックアップ８の駆動を制御する。光ピックアップ駆動回路９は、光ピックアップ８をガイド軸７に沿って移動させたり、光ピックアップ８の対物レンズ８１を上下方向に移動させたりする。光ピックアップ８は、ガイド軸７に沿って、ターンテーブル２の回転軸Ｃ２に直交する方向であり、分析用基板３０の半径方向に、かつ、分析用基板３０と平行に駆動する。

【0018】

光ピックアップ８は、分析用基板３０に向けてレーザ光８２を照射する。レーザ光８２は、対物レンズ８１によって分析用基板３０の反応領域４０が形成されているトラック領域３２に集光される。分析用基板３０を回転させた状態で、光ピックアップ８を分析用基板３０の半径方向に駆動させる。光ピックアップ８は、分析用基板３０からの反射光を受光する。光ピックアップ８は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳを生成し、信号処理回路１０へ出力する。

【0019】

制御部２０は、ターンテーブル駆動回路５、光ピックアップ駆動回路９、及び信号処理回路１０を制御する。制御部２０は、ターンテーブル駆動回路５を制御して、ターンテーブル２を例えば一定の線速度で回転させたり、停止させたりする。制御部２０は、光ピックアップ駆動回路９を制御して、光ピックアップ８を分析用基板３０の半径方向の目標位置まで移動させたり、レーザ光８２がトラック領域３２に集光されるように対物レンズ８１の上下位置を調整したりする。制御部２０は、計測パラメータＳＰを信号処理回路１０へ出力する。制御部２０として、コンピュータ機器またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてもよい。

【0020】

信号処理回路１０は、例えばカウンタであり、部分領域カウント値演算部１１（第１の演算部）を有する。制御部２０は、相対カウント値演算部２１（第２の演算部）を有する。部分領域カウント値演算部１１及び相対カウント値演算部２１の演算処理については後述する。

【0021】

図２に示すように、反応領域４０は、分析用基板３０上に検出対象物質の特定の抗原と反応する抗体Ａ（第１の抗体）が固定されている複数の検出対象物質捕捉領域４１（第１の領域）と、検出対象物質の特定の抗原とは反応しない抗体Ｂが固定されている複数のブランク領域４２（第２の領域または検出対象物質非捕捉領域）とを有する。第２の領域とは、反応領域４０において第１の領域以外の領域である。

【0022】

複数の検出対象物質捕捉領域４１と複数のブランク領域４２とは、互いに重なり合わないように、かつ、反応領域４０内において均等に分散して形成されている。図２には、検出対象物質捕捉領域４１とブランク領域４２とがトラック方向（図２における左右方向）及びトラック方向と直交する方向（図２における上下方向）に交互に形成されている状態を示している。

【0023】

例えば、抗体Ａを含む溶液が分析用基板３０上の検出対象物質捕捉領域４１に対応する領域に塗布された状態で、分析用基板３０をインキュベートすることにより、分析用基板３０上の複数の検出対象物質捕捉領域４１を形成することができる。抗体Ｂを含む溶液が分析用基板３０上のブランク領域４２に対応する領域に塗布された状態で、分析用基板３０をインキュベートすることにより、分析用基板３０上の複数のブランク領域４２を形成することができる。

【0024】

図３に示すように、検出対象物質捕捉領域４１には、分析用基板３０上に抗体Ａが固定され、その抗体Ａによって検出対象物質４３（第１の検出対象物質）が捕捉され、検出対象物質４３の特定の抗原と反応する抗体が固定された微粒子４４が捕捉されている。微粒子４４は、検出対象物質４３を標識するカウント対象物質である。即ち、検出対象物質捕捉領域４１では、検出対象物質４３が抗体Ａと微粒子４４とによって分析用基板３０上にサンドイッチ法で捕捉されている。第１の検出対象物質（検出対象物質４３）は、抗体Ａと反応する抗原が表面に発現しているエクソソームである。

【0025】

ブランク領域４２には、検出対象物質４３とは反応しない抗体Ｂが固定されているため、検出対象物質４３は分析用基板３０上に結合しないが、一部の微粒子４４が分析用基板３０上に結合する場合がある。

【0026】

図４に示すフローチャート、及び図５～図７を用いて、一実施形態の分析方法のうち、相対カウント値を算出すまでの一例を説明する。図４において、制御部２０は、ステップＳ１にて、分析用基板３０が例えば一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動回路５を制御し、ターンテーブル駆動部４にターンテーブル２を回転駆動させる。

【0027】

制御部２０は、ステップＳ２にて、基準位置検出センサ６から分析用基板３０に向けて検出光６ａを照射させる。制御部２０は、ステップＳ３にて、光ピックアップ８から分析用基板３０に向けてレーザ光８２を照射させる。なお、制御部２０は、ステップＳ２の後にステップＳ３を実行してもよいし、ステップＳ３の後にステップＳ２を実行してもよいし、ステップＳ２とステップＳ３とを同時に実行してもよい。

【0028】

図２に示すｋ番目のトラックＴＲｋ上をレーザ光８２が走査する場合について説明する。制御部２０は、ステップＳ４にて、光ピックアップ駆動回路９を制御し、分析用基板３０のトラックＴＲｋにレーザ光８２が照射されるように光ピックアップ８を移動させる。基準位置検出センサ６は、ステップＳ５にて、切欠き部３１を検出することにより基準位置検出信号ＫＳを生成し、信号処理回路１０へ出力する。

【0029】

光ピックアップ８は、ステップＳ６にて、分析用基板３０からの反射光を受光する。光ピックアップ８は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳを生成し、信号処理回路１０へ出力する。制御部２０は、ステップＳ７にて、計測パラメータＳＰを信号処理回路１０へ出力する。計測パラメータＳＰは、複数の計測ゲート信号ＧＳを生成するための計測パラメータであり、反応領域４０の数、切欠き部３１から各反応領域４０までの距離に相当する時間、及び各トラックにおける計測ゲート信号ＧＳのタイミング及びゲート幅等の計測情報を含む。

【0030】

信号処理回路１０は、基準位置検出センサ６から基準位置検出信号ＫＳを取得し、光ピックアップ８から受光レベル信号ＪＳを取得し、制御部２０から計測パラメータＳＰ及びトラック情報を取得する。トラック情報ＴＦは、上記のステップＳ４においてレーザ光８２が照射される目的のトラック（測定対象のトラック）の情報（例えばトラック番号またはトラック位置等の情報）を含む。ここでは、信号処理回路１０は、制御部２０からトラックＴＲｋの情報を取得することになる。

【0031】

図５の（ａ）～（ｅ）の縦軸は信号レベルを示し、横軸は時間軸を示している。図５の（ａ）は、基準位置検出信号ＫＳを示している。信号処理回路１０は、ステップＳ８にて、基準位置検出信号ＫＳとトラック情報とに基づいて、測定対象のトラックＴＲにおける位相ＳＡを取得する。位相ＳＡは、トラックごとに予め設定されている。信号処理回路１０は、トラックごとに設定された位相ＳＡをテーブル形式のデータとして記憶する記憶部を有していてもよい。信号処理回路１０は、トラック情報から現在測定しているトラックのトラック番号またはトラック位置を認識し、そのトラックに対応する位相ＳＡを取得することができる。

【0032】

さらに、信号処理回路１０は、基準位置検出信号ＫＳと位相ＳＡとに基づいて、計測ゲート信号ＧＳを生成する。例えば、信号処理回路１０は、トラックＴＲｋにおける位相ＳＡｋを取得し、基準位置検出信号ＫＳと位相ＳＡｋとに基づいて、計測ゲート信号ＧＳｋを生成する。

【0033】

図５の（ｂ）に示すように、信号処理回路１０は、トラックＴＲｋにおける位相ＳＡｋａを取得し、基準位置検出信号ＫＳと位相ＳＡｋａとに基づいて、トラックＴＲｋにおける検出対象物質捕捉領域４１を測定するための計測ゲート信号ＧＳｋａ（第１のゲート信号）を生成する。計測ゲート信号ＧＳｋａは、トラックＴＲｋにおいて、レーザ光８２が検出対象物質捕捉領域４１に到達した時点で立ち上がり、検出対象物質捕捉領域４１を通過した時点で立ち下がるゲートパルス信号である。即ち、計測ゲート信号ＧＳｋａのパルス幅ＰＷａは、レーザ光８２が検出対象物質捕捉領域４１上を走査する期間に相当する。

【0034】

図５の（ｄ）に示すように、信号処理回路１０は、トラックＴＲｋにおける位相ＳＡｋｂを取得し、基準位置検出信号ＫＳと位相ＳＡｋｂとに基づいて、トラックＴＲｋにおけるブランク領域４２を測定するための計測ゲート信号ＧＳｋｂ（第２のゲート信号）を生成する。計測ゲート信号ＧＳｋｂは、トラックＴＲｋにおいて、レーザ光８２がブランク領域４２に到達した時点で立ち上がり、ブランク領域４２を通過した時点で立ち下がるゲートパルス信号である。即ち、計測ゲート信号ＧＳｋｂのパルス幅ＰＷｂは、レーザ光８２がブランク領域４２上を走査する期間に相当する。

【0035】

図５の（ｃ）に示すように、信号処理回路１０は、ステップＳ９にて、計測ゲート信号ＧＳｋａの立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間（パルス幅ＰＷａに相当する）に、光ピックアップ８から出力された受光レベル信号ＪＳから微粒子パルス信号ＢＳａ（第１の検出信号）を抽出し、微粒子パルス信号ＢＳａ内のパルス数をカウントする。微粒子パルス信号ＢＳａは、計測ゲート信号ＧＳｋａの立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間の間に受光レベル信号ＪＳから抽出されたパルス群である。検出対象物質捕捉領域４１に捕捉されている検出対象物質４３（微粒子４４）は、微粒子パルス信号ＢＳａ内のパルス数に基づいてカウントされることになる。つまり、信号処理回路１０は、検出対象物質４３（エクソソーム）を標識する微粒子４４をカウントすることによって検出対象物質４３をカウントしている。

【0036】

図５の（ｅ）に示すように、さらに、信号処理回路１０は、計測ゲート信号ＧＳｋｂの立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間（パルス幅ＰＷｂに相当する）に、光ピックアップ８から出力された受光レベル信号ＪＳから微粒子パルス信号ＢＳｂ（第２の検出信号）を抽出し、微粒子パルス信号ＢＳｂ内のパルス数をカウントする。微粒子パルス信号ＢＳｂは、計測ゲート信号ＧＳｋｂの立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間の間に受光レベル信号ＪＳから抽出されたパルス群である。

【0037】

ブランク領域４２には、検出対象物質４３とは反応しない抗体Ｂが固定されている。従って、ブランク領域４２では、検出対象物質４３は分析用基板３０上に結合しない。しかし、一部の微粒子４４が分析用基板３０上に結合する場合がある。

【0038】

図５の（ｅ）に示すように、ブランク領域４２において一部の微粒子４４が分析用基板３０上に結合すると、信号処理回路１０は、これら一部の微粒子４４を受光レベル信号ＪＳから微粒子パルス信号ＢＳｂとして検出する。

【0039】

制御部２０、基準位置検出センサ６、光ピックアップ８、または信号処理回路１０は、ステップＳ４～Ｓ９の処理を反応領域４０における全てのトラックＴＲで実行し、検出対象物質捕捉領域４１ごと及びブランク領域４２ごとに合算する。

【0040】

図６に示すように、部分領域カウント値演算部１１は、ステップＳ１０にて、反応領域４０の全ての検出対象物質捕捉領域４１におけるカウント値を合算し、捕捉領域カウント値Ｃａ（第１のカウント値）として算出する。即ち、捕捉領域カウント値Ｃａは、反応領域４０の検出対象物質捕捉領域４１に捕捉されている微粒子４４のカウント値である。以下、捕捉領域カウント値Ｃａを単にカウント値Ｃａとする。部分領域カウント値演算部１１は、反応領域４０の全ての検出対象物質捕捉領域４１におけるカウント値から単位面積当たりの平均値を算出し、この平均値をカウント値Ｃａとしてもよいし、分割した個別の部分領域の面積がすべて同じであれば、１部分領域あたりの平均値としてもよい。

【0041】

図７に示すように、さらに、部分領域カウント値演算部１１は、反応領域４０の全てのブランク領域４２におけるカウント値を合算し、ブランク領域カウント値Ｃｂ（第２のカウント値）として算出する。以下、ブランク領域カウント値Ｃｂを単にカウント値Ｃｂとする。部分領域カウント値演算部１１は、反応領域４０の全てのブランク領域４２におけるカウント値から単位面積当たりの平均値を算出し、この平均値をカウント値Ｃｂとしてもよいし、分割した個別のブランク領域の面積がすべて同じであれば、１ブランク領域あたりの平均値としてもよい。さらに、部分領域カウント値演算部１１は、カウント値Ｃａ及びＣｂを相対カウント値演算部２１へ出力する。

【0042】

相対カウント値演算部２１は、ステップＳ１１にて、カウント値Ｃａをカウント値Ｃｂで除算し、反応領域４０における相対カウント値ＲＣを算出する。相対カウント値演算部２１は、相対カウント値ＲＣを表示装置等へ出力してもよい。分析装置１は、表示装置を備えていてもよく、外部の表示装置を用いてもよい。分析装置１は、分析用基板３０上に形成されている全ての反応領域４０について上記のステップＳ１～Ｓ１１の処理を実行し、終了する。

【0043】

図８～図１３を用いて、本実施形態の分析装置及び分析方法の作用効果について説明する。図８～図１１は比較例を示し、図１２及び図１３は実施例を示している。図８～図１３では、説明をわかりやすくするために、反応領域４０を正方形として３６（６×６）分割された各分割領域におけるカウント値ＣａまたはＣｂを示している。

【0044】

図８及び図１０は、反応領域４０が検出対象物質捕捉領域４１のみで形成されている場合の各分割領域におけるカウント値Ｃａを示している。図９及び図１１は、反応領域４０がブランク領域４２のみで形成されている場合の各分割領域におけるカウント値Ｃｂを示している。即ち、比較例では、２つの反応領域４０を用いて相対カウント値ＲＣを算出することになる。

【0045】

図８及び図９に示すように、検出対象物質捕捉領域４１及びブランク領域４２におけるカウント値Ｃａ及びＣｂの面内分布が均一である場合、相対カウント値ＲＣは１０（Ｃａ（１００×３６）／Ｃｂ（１０×３６））となる。図１０は図８に対応し、図１１は図９に対応する。図１０及び図１１に示すように、検出対象物質捕捉領域４１において、右下の一点鎖線で示す領域のカウント値Ｃａが他の領域のカウント値Ｃａの２０％であり、ブランク領域４２におけるカウント値Ｃｂの面内分布が均一である場合、相対カウント値ＲＣは約７．３（Ｃａ（１００×２４＋２０×１２）／Ｃｂ（１０×３６））となる。即ち、比較例では、反応領域４０におけるカウント値の面内分布によって相対カウント値ＲＣが異なる。

【0046】

図１２は、図８及び図９に対応し、反応領域４０が検出対象物質捕捉領域４１とブランク領域４２とを有して構成され、検出対象物質捕捉領域４１及びブランク領域４２におけるカウント値Ｃａ及びＣｂの面内分布が均一である場合を示している。相対カウント値ＲＣは１０（Ｃａ（１００×１８）／Ｃｂ（１０×１８））となる。

【0047】

図１３は、図１０及び図１１に対応し、反応領域４０が検出対象物質捕捉領域４１とブランク領域４２とを有して構成され、反応領域４０において、右下の一点鎖線で示す領域のカウント値Ｃａ及びＣｂが他の領域のカウント値Ｃａ及びＣｂの２０％である場合を示している。相対カウント値ＲＣは１０（Ｃａ（１００×１２＋２０×６）／Ｃｂ（１０×１２＋２×６））となる。即ち、実施例では、反応領域４０におけるカウント値の面内分布の影響を低減し、均一な相対カウント値ＲＣ、または、比較例よりもばらつきの小さい相対カウント値ＲＣを算出することができる。

【0048】

本実施形態の分析装置及び分析方法では、検出対象物質捕捉領域４１とブランク領域４２とを有する反応領域４０が形成された分析用基板３０を用いる。検出対象物質捕捉領域４１には、検出対象物質４３の特定の抗原と反応する抗体Ａが固定されている。ブランク領域４２は、検出対象物質４３の特定の抗原とは反応しない抗体Ｂが固定されている領域、または、抗体Ａ及びＢが固定されていない領域であり、検出対象物質非捕捉領域とも称される。

【0049】

本実施形態の分析装置及び分析方法によれば、検出対象物質捕捉領域４１におけるカウント値Ｃａとブランク領域４２におけるカウント値Ｃｂとを取得し、カウント値Ｃａをカウント値Ｃｂで除算することにより、反応領域４０におけるカウント値の面内分布の影響を低減し、均一な相対カウント値ＲＣ、または、ばらつきの小さい相対カウント値ＲＣを算出することができる。

【0050】

従って、本実施形態の分析装置及び分析方法によれば、それぞれの反応領域で抗体の固定の状態が異なる場合においても、精度よく分析を行うことができる。また、ブランク領域４２は、検出対象物質４３の特定の抗原とは反応しない抗体Ｂが固定されているとして記載したが、ブランク領域４２には、抗体が固定されていないものとしてもよい。

【0051】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【0052】

図２には、検出対象物質捕捉領域４１とブランク領域４２とがトラック方向とトラック方向に直交する方向とに交互に形成されている状態の反応領域４０を示している。検出対象物質捕捉領域４１及びブランク領域４２は、図２に示す配置に限定させるものではなく、適宜設定することができる。

【0053】

図１４に示すように、反応領域４０において検出対象物質捕捉領域４１をブランク領域４２よりも多く配置してもよく、検出対象物質捕捉領域４１及びブランク領域４２を行ごとまたは列ごとにシフトさせて配置してもよい。

【0054】

図１５に示すように、反応領域４０は、分析用基板３０上に抗体の異なる複数の検出対象物質捕捉領域４１及び４５と、複数のブランク領域４２とを有していてもよい。複数の検出対象物質捕捉領域４５（第３の領域）には、検出対象物質４３とは異なる検出対象物質（第２の検出対象物質）の特定の抗原と反応する抗体Ｃ（第２の抗体）が固定されている。第２の検出対象物質は、抗体Ｃと反応する抗原が表面に発現しているエクソソームである。第３の領域とは、第２の領域において抗体Ｃが固定されている領域である。なお、第２の領域において第３の領域以外の領域を第４の領域とする。即ち、反応領域４０には、複数の検出対象物質捕捉領域と複数のブランク領域とが互いに重なり合わないように、かつ、反応領域４０内において均等に分散して形成されていればよく、検出対象物質捕捉領域及びブランク領域の数、及び、検出対象物質捕捉領域ごとの抗体の種類は適宜設定することができる。

【0055】

部分領域カウント値演算部１１は、ステップＳ１０にて、反応領域４０の全ての検出対象物質捕捉領域４１におけるカウント値を合算してカウント値Ｃａを算出する。さらに、部分領域カウント値演算部１１は、反応領域４０の全ての検出対象物質捕捉領域４５におけるカウント値を合算してカウント値Ｃｃ（第３のカウント値）を算出する。さらに、部分領域カウント値演算部１１は、反応領域４０の全てのブランク領域４２におけるカウント値を合算してカウント値Ｃｂを算出する。さらに、部分領域カウント値演算部１１は、各カウント値Ｃａ～Ｃｃを相対カウント値演算部２１へ出力する。

【0056】

ブランク領域４２には第１及び第２の検出対象物質の特定の抗原とは反応しない抗体Ｂが固定されている。

【0057】

第１のカウント値（捕捉領域カウント値Ｃａ）とは、抗体Ａによって反応領域４０上に捕捉されている第１の検出対象物質（検出対象物質４３）のカウント値であり、第１の領域（検出対象物質捕捉領域４１）のカウント値である。第２のカウント値（ブランク領域カウント値Ｃｂ）とは、抗体Ｂが固定されている領域であり、第２の領域（ブランク領域４２）のカウント値である。

【0058】

第３のカウント値（カウント値Ｃｃ）とは、抗体Ｃによって反応領域４０上に捕捉されている第２の検出対象物質のカウント値であり、第３の領域（検出対象物質捕捉領域４５）のカウント値である。第４の領域のカウント値を第４のカウント値とする。

【0059】

相対カウント値演算部２１は、ステップＳ１１にて、カウント値Ｃａをカウント値Ｃｂで除算し、反応領域４０において抗体Ａと微粒子４４とによってサンドイッチ法で捕捉されている検出対象物質４３の相対カウント値ＲＣを算出する。さらに、相対カウント値演算部２１は、カウント値Ｃｃをカウント値Ｃｂで除算し、反応領域４０において抗体Ｃと微粒子４４とによってサンドイッチ法で捕捉されている検出対象物質４３とは異なる検出対象物質の相対カウント値ＲＣを算出する。従って、本実施形態の分析装置及び分析方法によれば、１つの反応領域４０から複数の検出対象物質を精度よく算出することができる。

【0060】

相対カウント値演算部２１は、ブランク領域４２におけるカウント値Ｃｂを使用せずに、カウント値Ｃａをカウント値Ｃｃで除算することによって、反応領域４０において抗体Ａと微粒子４４とによってサンドイッチ法で捕捉されている検出対象物質４３の相対カウント値ＲＣを算出してもよい。例えば抗体Ａが、ある疾患に関連したエクソソームのみに特異的に反応し、抗体Ｃがエクソソーム全般に特異的に反応する場合、全エクソソーム中の疾患特異エクソソームの割合を評価することが可能である。

【0061】

もちろん、反応領域４０が第１の領域と第３の領域のみを有し、２種類の抗体のみを用いた相対評価であってもよい。この場合、抗体Ａが固定された検出対象物質捕捉領域４１が第１の領域、抗体Ｃが形成された検出対象物質捕捉領域４５が第２の領域となる。即ち、相対カウント値演算部２１は、第１のカウント値、第３のカウント値、及び、第４のカウント値のうちの少なくとも２つのカウント値に基づいて反応領域４０における相対カウント値ＲＣを算出してもよい。

【0062】

従来技術においては、１つの反応領域において微粒子をカウントしたカウント値が大きい領域と小さい領域とが混在する場合があると、定量結果に影響を及ぼし、精度よく分析することができなかった。カウント値が小さい領域は、例えば反応領域を形成する過程で用いられる溶液の注入または吸引、或いは洗浄等の影響によって、反応領域に捕捉された検出対象物質（例えばエクソソーム）または微粒子が分析用基板から離脱することによって生じる。カウント値が大きい領域は、例えば溶液または洗浄液の残渣等のノイズ成分がカウントされることによって生じていた。本実施形態の分析装置及び分析方法によれば、それぞれの反応領域で抗体の固定の状態が異なる場合においても、精度よく分析を行うことができる。

【0063】

本実施形態では、信号処理回路１０が部分領域カウント値演算部１１を有し、制御部２０が相対カウント値演算部２１を有する構成について説明したが、信号処理回路１０が部分領域カウント値演算部１１と相対カウント値演算部２１とを有する構成としてもよく、制御部２０が部分領域カウント値演算部１１と相対カウント値演算部２１とを有する構成としてもよい。また、ブランク領域４２は、検出対象物質４３の特定の抗原とは反応しない抗体Ｂが固定されているとして記載したが、ブランク領域４２には、抗体が固定されていないものとしてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１ 分析装置
８ 光ピックアップ
１１ 部分領域カウント値演算部（第１の演算部）
２１ 相対カウント値演算部（第２の演算部）
３０ 分析用基板
４０ 反応領域
４１ 検出対象物質捕捉領域（第１の領域）
４２ ブランク領域（第２の領域）
４３ 検出対象物質（第１の検出対象物質）
８２ レーザ光
Ａ 抗体（第１の抗体）
Ｂ 抗体
Ｃ 抗体（第２の抗体）
Ｃａ カウント値（第１のカウント値）
Ｃｂ カウント値（第２のカウント値）
ＪＳ 受光レベル信号
ＲＣ 相対カウント値

【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】