特許 7477109 検出装置

(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】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/41 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

G01N21/41 102

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020142615

(22)【出願日】2020-08-26

(65)【公開番号】P2022038231

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-05-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】小宮 研一

(72)【発明者】

【氏名】新井 竜一

(72)【発明者】

【氏名】山邊 奈緒子

(72)【発明者】

【氏名】小川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 哲仁

【審査官】小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５８７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０１４６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４２３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０１７４３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ － Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／６２ － Ｇ０１Ｎ ２１／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を支持する設置部と、
互いに発生する磁力が異なる複数の磁力発生部と、
前記基板に電磁波を照射する照射部と、
前記電磁波によって前記基板に形成されるビームスポットのビーム径を調整する調整部と、
前記基板からの反射波又は透過波の強度を検出する検出部と、
前記複数の磁力発生部から、規定量のサンプルに含まれる被検出物を引き寄せるために用いる磁力発生部を選択し、
前記調整部に、ビーム径を選択された前記磁力発生部に対応するビーム径に調整させ、
前記検出部を用いて前記規定量のサンプルが添付されている前記基板からの反射波又は透過波の強度を取得し、
前記強度に基づいて前記規定量のサンプルに含まれる被検出物の量を検出する、
プロセッサと、
を備える検出装置。

【請求項2】

前記設置部は、前記複数の磁力発生部を備え、
前記プロセッサは、前記設置部に、選択された前記磁力発生部を前記基板の下部に移動させる、
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記サンプルを滴下するピペットを備え、
前記プロセッサは、
前記ピペットに、前記規定量よりも少ない量のサンプルを滴下させ、
所定の磁力発生部を用いて前記規定量よりも少ない量の前記サンプルに含まれる被検出物の量を検出し、
検出された前記被検出物の量に基づいて、前記複数の磁力発生部から、前記規定量のサンプルに含まれる被検出物を引き寄せるために用いる前記磁力発生部を選択する、
請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記所定の磁力発生部は、前記複数の磁力発生部の中で最も小さい磁力発生部である、
請求項３に記載の検出装置。

【請求項5】

選択された前記磁力発生部に対応するビーム径は、選択された前記磁力発生部の磁力によって引き寄せられる被検出物を包含するビームスポットのビーム径である、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁性ビーズなどの磁性体を固定した被検出物を添付した基板に電磁波を照射して被検出物を検出する検出装置が提供されている。そのような検出装置には、磁石などの磁力発生部を用いて被検出物を基板の所定の領域に引き寄せるものがある。

【0003】

従来、検出装置は、被検出物が引き寄せられた領域に適切に電磁波を照射できないことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１５８７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の課題を解決するため、被検出物が引き寄せられた領域に適切に電磁波を照射することができる検出装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態によれば、設置部と複数の磁力発生部と照射部と調整部と検出部とプロセッサとを備える。設置部は、基板を支持する。複数の磁力発生部は、互いに発生する磁力が異なる。照射部は、前記基板に電磁波を照射する。調整部は、前記電磁波によって前記基板に形成されるビームスポットのビーム径を調整する。検出部は、前記基板からの反射波又は透過波の強度を検出する。プロセッサは、前記複数の磁力発生部から、規定量のサンプルに含まれる被検出物を引き寄せるために用いる磁力発生部を選択し、前記調整部に、ビーム径を選択された前記磁力発生部に対応するビーム径に調整させ、前記検出部を用いて前記規定量のサンプルが添付されている前記基板からの反射波又は透過波の強度を取得し、前記強度に基づいて前記規定量のサンプルに含まれる被検出物の量を検出する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る検出装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る検出装置の制御系を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す上面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る検出装置の動作例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係る検出装置の動作例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】

【0008】

以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは適宜、設計変更することができる。

【0009】

実施形態に係る検出装置は、サンプルに含まれる大腸菌などの有機物（被検出物）を検出する。被検出物には、磁性ビーズなどの磁性体が固定されている。検出装置は、空隙が設けられた構造体を有する基板にサンプルを添付する。検出装置は、サンプルが添付されている基板に対して所定の周波数を有する電磁波を照射して基板からの反射波を検出する。検出装置は、反射波の強度に基づいて基板上に被検出物が存在するか否かを判定する。

【0010】

図１は、検出装置１の構成例を概略的に示す。図１が示すように、検出装置１は、電磁波発生部１２、光学系１３、ビーム径調整部１４、ステージ１６、光学系１７、電磁波受信部１８、ピペット１９及び基板２０などを備える。

【0011】

電磁波発生部１２（照射部）は、後術するプロセッサ１１１の制御に従って基板２０に電磁波（照射波）を照射する。電磁波発生部１２は、印加される電圧に応じた周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波発生部１２は、数テラヘルツ程度の周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波発生部１２は、所定のバイアス電圧の印加によって所定の周波数で発振する共鳴トンネルダイオードなどから構成される。

【0012】

光学系１３は、照射波の焦点を基板２０上に合わせるレンズである。たとえば、光学系１３は、複数のレンズから構成される。

【0013】

ビーム径調整部１４（調整部）は、基板２０に照射される照射波の径の大きさを調整する。即ち、ビーム径調整部１４は、基板２０上において照射波が集光される領域（ビームスポット）の径（ビーム径）を調整する。ビーム径調整部１４は、プロセッサ１１１からの制御に従ってビーム径を調整する。

【0014】

たとえば、ビーム径調整部１４は、レンズなどから構成される。また、ビーム径調整部１４は、絞り羽根などから構成されるものであってもよい。

【0015】

ステージ１６（設置部）は、基板２０を支持する部材である。ステージ１６は、所定の台に固定さている。
また、ステージ１６は、複数の磁力発生部１０（第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３）などを備える。

【0016】

第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、磁力を発生する部材である。たとえば、第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、互いに大きさが異なる球形又は円柱形の磁石である。ここでは、第１の磁力発生部１０１が最も小さく、第２の磁力発生部１０２が次いで小さく、第３の磁力発生部１０３が最も大きい。

【0017】

なお、第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、同一の素材から構成されるものであってもよいし、異なる素材から構成されるものであってもよい。

【0018】

また、第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、円錐形又は円錐台形などの磁石であってもよい。

【0019】

また、第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、複数の磁石を積層させたものであってもよい。また、第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、複数種類の磁石（たとえば、ネオジム磁石とフェライト磁石など）を組み合わせたものであってもよい。

【0020】

また、第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３は、電磁石であってもよい。

【0021】

第１の磁力発生部１０１、第２の磁力発生部１０２及び第３の磁力発生部１０３の形状、素材及び構造は、特定の構成に限定されるものではない。

【0022】

ステージ１６は、プロセッサ１１１の制御に従って、磁力発生部１０の１つを基板２０に下部に移動させる。即ち、ステージ１６は、磁力発生部１０の１つを当該磁力発生部１０の磁力が基板２０に供給される位置に移動させる。

【0023】

なお、ステージ１６は、ステージ１６上において基板２０を移動させてもよい。即ち、ステージ１６は、磁力発生部１０の１つの磁力が供給される位置に基板２０を移動させてもよい。

【0024】

光学系１７は、基板２０で反射した電磁波（反射波）の焦点を電磁波受信部１８に合わせるためのレンズである。たとえば、光学系１７は、複数のレンズから構成される。

【0025】

電磁波受信部１８（検出部）は、反射波の強度を検出する。電磁波受信部１８は、反射波の強度に応じた電圧に変換する。たとえば、電磁波受信部１８は、所定のバイアス電圧の印加によってテラヘルツ帯域までの感度を有するショットキーバリアダイオードなどから構成される。

【0026】

ピペット１９は、サンプルを基板２０に滴下する部材である。サンプルは、磁性ビーズが固定された被検出物を含む（含み得る）液体である。

【0027】

ピペット１９は、液体を吸入する吸入機構と放出する送液機構と液体の放出位置を移動させる移動機構とを有する。ピペット１９は、ピペットチップを備える。ピペット１９は、複数のピペットチップを備えるものであってもよい。例えば、ピペット１９は、複数のピペットチップを並べて備え、各ピペットチップから液を吸入及び放出する構成であってもよい。

【0028】

また、ピペット１９が備えるピペットチップは、使用後にチップ廃棄ボックスなどに廃棄される。

【0029】

送液機構としてのピペット１９は、ピペットチップの先端から液体を吸入及び放出する。ピペット１９は、プロセッサ１１１の制御に従ってピペットチップの先端からサンプルを容器などから吸入する。また、ピペット１９は、プロセッサ１１１の制御に従ってサンプルを基板２０に放出する。
移動機構としてのピペット１９は、プロセッサ１１１からの制御に従って移動する。

【0030】

次に、検出装置１の制御系について説明する。
図２は、検出装置１の制御系を示すブロック図である。検出装置１は、電磁波発生部１２、ビーム径調整部１４、ステージ１６、電磁波受信部１８、ピペット１９、プロセッサ１１１、メモリ１１２、アドレスデコーダ１１３、発生部ドライバ１１４、Ａ／Ｄコンバータ１１５、モータドライバ１１６、調整ドライバ１１７、ポンプドライバ１１８、移動ドライバ１１９、アンプ１２０、ステージモータ１２１、調整モータ１２２、ポンプモータ１２３及び移動モータ１２４などを備える。

【0031】

アドレスデコーダ１１３は、プロセッサ１１１、メモリ１１２、発生部ドライバ１１４、Ａ／Ｄコンバータ１１５、モータドライバ１１６、調整ドライバ１１７、ポンプドライバ１１８及び移動ドライバ１１９に接続する。Ａ／Ｄコンバータ１１５は、アンプ１２０に接続する。アンプ１２０は、電磁波受信部１８に接続する。モータドライバ１１６は、ステージモータ１２１に接続する。ステージモータ１２１は、ステージ１６に接続する。調整ドライバ１１７は、調整モータ１２２に接続する。調整モータ１２２は、ビーム径調整部１４に接続する。ポンプドライバ１１８は、ポンプモータ１２３に接続する。ポンプモータ１２３は、ピペット１９に接続する。移動ドライバ１１９は、移動モータ１２４に接続する。移動モータ１２４は、ピペット１９に接続する。
電磁波発生部１２、ビーム径調整部１４、ステージ１６、電磁波受信部１８及びピペット１９は、前述の通りである。

【0032】

プロセッサ１１１は、検出装置１全体の動作を制御する。たとえば、プロセッサ１１１は、ステージ１６を制御して磁力発生部１０の位置などを制御する。また、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に電磁波を照射させる。また、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８が検出した反射波の強度に基づいて被検出物を検出する。

【0033】

たとえば、プロセッサ１１１は、ＣＰＵなどから構成される。また、プロセッサ１１１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などから構成されるものであってもよい。また、プロセッサ１１１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから構成されるものであってもよい。

【0034】

メモリ１１２は、種々のデータを格納する。たとえば、メモリ１１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＮＶＭとして機能する。
たとえば、メモリ１１２は、制御プログラム及び制御データなどを記憶する。制御プログラム及び制御データは、検出装置１の仕様に応じて予め組み込まれる。たとえば、制御プログラムは、検出装置１で実現する機能をサポートするプログラムなどである。

【0035】

また、メモリ１１２は、プロセッサ１１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、メモリ１１２は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

【0036】

アドレスデコーダ１１３は、アドレスバスに従ってプロセッサ１１１からの制御信号を各部に供給する。たとえば、アドレスデコーダ１１３は、プロセッサ１１１からの制御信号が示すアドレスに基づいて、制御信号を供給する対象を決定する。

【0037】

発生部ドライバ１１４は、電磁波発生部１２を制御するためのインターフェースである。たとえば、発生部ドライバ１１４は、プロセッサ１１１からの制御に従って電磁波発生部１２に電圧を印加する。即ち、発生部ドライバ１１４は、制御信号をアナログ信号に変換して電磁波発生部１２に印加する。

【0038】

アンプ１２０は、電磁波受信部１８からの電圧を所定の倍率で増幅する。アンプ１２０は、増幅した電圧をＡ／Ｄコンバータ１１５に出力する。

【0039】

Ａ／Ｄコンバータ１１５は、アンプ１２０が出力した電圧を示すセンサ信号（デジタル信号）を生成する。即ち、Ａ／Ｄコンバータ１１５は、アンプ１２０からの電圧をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１１５は、センサ信号をプロセッサ１１１に送信する。

【0040】

ステージモータ１２１は、磁力発生部１０を移動させるためのモータである。ステージモータ１２１は、第１の磁力発生部１０１を移動させるためのモータ、第２の磁力発生部１０２を移動させるためのモータ及び第３の磁力発生部１０３を移動させるためのモータから構成されるものであってもよい。

【0041】

モータドライバ１１６は、プロセッサ１１１からの制御に従ってステージモータ１２１を駆動する。たとえば、モータドライバ１１６は、ステージモータ１２１に電圧又はパルス信号などを供給する。

【0042】

調整モータ１２２は、ビーム径調整部１４を駆動させるためのモータである。即ち、調整モータ１２２は、ビーム径を変更するためのモータである。たとえば、調整モータ１２２は、ビーム径調整部１４のレンズなどを移動させるためのモータである。

【0043】

調整ドライバ１１７は、プロセッサ１１１からの制御に従って調整モータ１２２を駆動する。たとえば、調整ドライバ１１７は、調整モータ１２２に電圧又はパルス信号などを供給する。

【0044】

ポンプモータ１２３は、送液機構としてのピペット１９を駆動させるためのモータである。即ち、ポンプモータ１２３は、ピペット１９に装着されるピペットチップの先端からサンプルを吸入及び放出させる。

【0045】

ポンプドライバ１１８は、プロセッサ１１１からの制御に従ってポンプモータ１２３を駆動する。たとえば、ポンプドライバ１１８は、ポンプモータ１２３に電圧又はパルス信号などを供給する。

【0046】

移動モータ１２４は、移動機構としてのピペット１９を駆動させるためのモータである。即ち、移動モータ１２４は、ピペット１９を移動させる。

【0047】

移動ドライバ１１９は、プロセッサ１１１からの制御に従って移動モータ１２４を駆動する。たとえば、移動ドライバ１１９は、移動モータ１２４に電圧又はパルス信号などを供給する。

【0048】

なお、検出装置１は、図１及び図２が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、検出装置１から特定の構成が除外されたりしてもよい。

【0049】

次に、基板２０について説明する。図３は、基板２０の上面図である。図３は、基板２０を図３のＦ４－Ｆ４で切断した断面図である。
図３及び図４が示すように、基板２０は、基材２１及び構造体２２などから構成される。

【0050】

基材２１は、たとえば、所定の大きさの矩形に形成される。基材２１は、電磁波発生部１２が放射する電磁波に対して変化を生じさせない素材から構成されるのが望ましい。即ち、基材２１は、電磁波発生部１２が照射する電磁波の周波数帯において透過性を有する素材から構成されることが望ましい。たとえば、基材２１は、シリコンウエハなどから構成される。また、基材２１は、ポリエチレンなどの有機材料から構成されてもよい。

【0051】

たとえば、基材の厚さは、１００～８００μｍの範囲である。たとえば、基材２１の厚さは、５２５μｍである。
基材２１の素材及び外寸は、特定の構成に限定されるものではない。

【0052】

構造体２２は、基材２１の所定の面に形成される。構造体２２は、電磁波発生部１２が照射する電磁波を反射する。構造体２２は、反射率において周波数特性を有する。構造体２２は、電磁波発生部１２が照射する電磁波の周波数帯において反射性を有する導体であることが望ましい。

【0053】

たとえば、構造体２２は、金又はアルミニウムなどの導電体から形成される。構造体２２は、複数の層を備える構造であってもよい。たとえば、構造体２２は、基材２１との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。
たとえば、構造体２２の厚さは、０．１μから５０μｍの範囲である。たとえば、構造体２２の厚さは、０．２μｍである。

【0054】

構造体２２は、複数の空隙２３（周期構造体）を備える。構造体２２は、所定の間隔で縦方向及び横方向に周期的に空隙２３を備える。

【0055】

構造体２２は、空隙２３によって、相補型分割リング共振器を形成する。構造体２２は、空隙２３によってＬＣＲ（コイル、コンデンサ、抵抗）回路を形成する。構造体２２は、ＬＣＲ回路によって所定の共振周波数において共振特性を有する。

【0056】

空隙２３は、環状構造である。空隙２３は、環の一部が切断する構造である。即ち、空隙２３は、Ｃ字型に形成される。たとえば、空隙２３の外寸は、数十μｍである。また、空隙２３の幅（隙間の幅）は、数μｍである。

【0057】

たとえば、構造体２２は、空隙２３によって数テラヘルツ帯において反射率のピーク又は極小を有する。
なお、構造体２２が有する空隙２３の大きさ、形状又は個数は、特定の構成に限定されるものではない。

【0058】

次に、検出装置１が実現する機能について説明する。以下の機能は、検出装置１のプロセッサ１１１がメモリ１１２などに格納されるプログラムを実行することで実現される。

【0059】

まず、プロセッサ１１１は、ビーム径調整部１４に、ビーム径を磁力発生部１０に対応するビームスポットのビーム径に調整させる機能を有する
ここでは、メモリ１１２は、各磁力発生部１０に対応するビームスポットのビーム径を予め格納しているものとする。
プロセッサ１１１は、メモリ１１２を参照して、被検出物の検出に用いる磁力発生部１０に対応するビームスポットのビーム径を取得する。

【0060】

図５は、各磁力発生部１０に対応するビームスポットの例を示す。図５は、第１のビームスポット２０１、第２のビームスポット２０２及び第３のビームスポット２０３を示す。

【0061】

第１のビームスポット２０１は、第１の磁力発生部１０１に対応するビームスポットである。図５が示すように、第１の磁力発生部１０１によって第１の集積層３０１が形成される。

【0062】

第１の集積層３０１は、第１の磁力発生部１０１が発生する磁力によって引き寄せられた被検出物から構成される。即ち、第１の集積層３０１は、第１の磁力発生部１０１が基板２０の下部にある状態でサンプルが基板２０に滴下され乾燥すると形成される。第１の集積層３０１の大きさは、第１の磁力発生部１０１が発生する磁力の強度又は範囲などによって決定される。

【0063】

第１のビームスポット２０１の大きさは、第１の集積層３０１の大きさに対応する。ここでは、第１のビームスポット２０１は、第１の集積層３０１を包含する。

【0064】

第２のビームスポット２０２は、第２の磁力発生部１０２に対応するビームスポットである。図５が示すように、第２の磁力発生部１０２によって第２の集積層３０２が形成される。

【0065】

第２の集積層３０２は、第２の磁力発生部１０２が発生する磁力によって引き寄せられた被検出物から構成される。即ち、第２の集積層３０２は、第２の磁力発生部１０２が基板２０の下部にある状態でサンプルが基板２０に滴下され乾燥すると形成される。第２の集積層３０２の大きさは、第２の磁力発生部１０２が発生する磁力の強度又は範囲などによって決定される。ここでは、第２の集積層３０２は、第１の集積層３０１よりも大きい。

【0066】

第２のビームスポット２０２の大きさは、第２の集積層３０２の大きさに対応する。ここでは、第２のビームスポット２０２は、第２の集積層３０２を包含する。また、第２のビームスポット２０２は、第１のビームスポット２０１よりも大きい。

【0067】

第３のビームスポット２０３は、第３の磁力発生部１０３に対応するビームスポットである。図５が示すように、第３の磁力発生部１０３によって第３の集積層３０３が形成される。

【0068】

第３の集積層３０３は、第３の磁力発生部１０３が発生する磁力によって引き寄せられた被検出物から構成される。即ち、第３の集積層３０３は、第３の磁力発生部１０３が基板２０の下部にある状態でサンプルが基板２０に滴下され乾燥すると形成される。第３の集積層３０３の大きさは、第３の磁力発生部１０３が発生する磁力の強度又は範囲などによって決定される。ここでは、第３の集積層３０３は、第２の集積層３０２よりも大きい。

【0069】

第３のビームスポット２０３の大きさは、第３の集積層３０３の大きさに対応する。ここでは、第３のビームスポット２０３は、第３の集積層３０３を包含する。また、第３のビームスポット２０３は、第２のビームスポット２０２よりも大きい。

【0070】

プロセッサ１１１は、第１の磁力発生部１０１を用いる場合、第１のビームスポット２０１のビーム径を取得する。また、プロセッサ１１１は、第２の磁力発生部１０２を用いる場合、第２のビームスポット２０２のビーム径を取得する。また、プロセッサ１１１は、第３の磁力発生部１０３を用いる場合、第３のビームスポット２０３のビーム径を取得する。

【0071】

ビーム径を取得すると、プロセッサ１１１は、ビーム径調整部１４に、現在のビーム径を取得されたビーム径に調整させる。ビーム径調整部１４は、プロセッサ１１１からの制御に従って、照射波によって形成されるビームスポットのビーム径が取得されたビーム径となるようにレンズなどを調整する。

【0072】

また、プロセッサ１１１は、被検出物の検出に用いる磁力発生部１０を選択する機能を有する。

【0073】

ここでは、ピペット１９は、サンプルを保持しているものとする。また、ステージ１６に基板２０がセットされているものとする。

【0074】

プロセッサ１１１は、ステージ１６に、第１の磁力発生部１０１を基板２０の下部に移動させる。第１の磁力発生部１０１を移動させると、プロセッサ１１１は、ビーム径調整部１４に、ビーム径を第１の磁力発生部１０１に対応するビーム径に調整させる。

【0075】

ビーム径調整部１４にビーム径を調整させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９を基板２０にサンプルを滴下可能な位置（滴下位置）に移動させる。ピペット１９を滴下位置に移動させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９に所定の規定量よりも少ない量（規定量の１／ｎ）のサンプルを基板２０に滴下させる。なお、プロセッサ１１１は、ピペット１９に、第１の磁力発生部１０１が存在する位置にサンプルを滴下させてもよい。

【0076】

ピペット１９にサンプルを滴下させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９を待避させる。ピペット１９を待避させると、プロセッサ１１１は、サンプルを乾燥させる。たとえば、プロセッサ１１１は、加熱機構などを用いてサンプルを乾燥させる。また、プロセッサ１１１は、サンプルが自然に乾燥するまで待機してもよい。

【0077】

サンプルを乾燥させると、プロセッサ１１１は、滴下されたサンプル内の被検出物の量を検出する。
たとえば、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に、照射波を基板２０に照射させる。電磁波発生部１２に照射波を照射させると、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８を通じて、反射波の強度（反射強度）を取得する。

【0078】

反射強度を取得すると、プロセッサ１１１は、基準強度及び取得された反射強度などに基づいて被検出物の量を検出する。基準強度は、サンプルを添付していない基板２０からの反射波の強度である。基準強度は、メモリ１１２に予め格納されるものであってもよい。また、基準強度は、基板２０にサンプルを滴下する前に測定されるものであってもよい。

【0079】

たとえば、プロセッサ１１１は、基準強度と取得された反射強度との差に基づいて被検出物の量を検出する。プロセッサ１１１が被検出物の量を検出する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

【0080】

滴下されたサンプル内の被検出物の量を検出すると、プロセッサ１１１は、当該量に基づいて磁力発生部１０の１つを選択する。たとえば、プロセッサ１１１は、当該量から規定量のサンプルに含まれる被検出物の総量を推定する。総量を推定すると、プロセッサ１１１は、推定された総量の被検出物を最も精度よく検出することができる磁力発生部１０を選択する。

【0081】

たとえば、メモリ１１２は、各磁力発生部１０が精度よく検出できる被検出物の量を予め格納する。プロセッサ１１１は、メモリ１１２を参照して、推定された総量に対応する磁力発生部１０を選択する。

【0082】

また、プロセッサ１１１は、選択された磁力発生部１０を用いてサンプルに含まれる被検出物の量を検出する機能を有する。

【0083】

プロセッサ１１１は、ステージ１６に、選択された磁力発生部１０を基板２０の下部に移動させる。選択された磁力発生部１０を移動させると、プロセッサ１１１は、ビーム径調整部１４に、ビーム径を選択された磁力発生部１０に対応するビーム径に調整させる。

【0084】

ビーム径調整部１４にビーム径を調整させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９を滴下位置に移動させる。ピペット１９を滴下位置に移動させると、プロセッサ１１１は、規定量のサンプルを基板２０に滴下させる。なお、プロセッサ１１１は、ピペット１９に、第１の磁力発生部１０１が存在する位置にサンプルを滴下させてもよい。

【0085】

ピペット１９に規定量のサンプルを滴下させると、プロセッサ１１１は、サンプルを乾燥させる。たとえば、プロセッサ１１１は、加熱機構などを用いてサンプルを乾燥させる。また、プロセッサ１１１は、サンプルが自然に乾燥するまで待機してもよい。また、ここで、プロセッサ１１１は、ピペット１９を待避させてもよい
サンプルを乾燥させると、プロセッサ１１１は、滴下されたサンプル内の被検出物の量を検出する。
たとえば、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に、照射波を基板２０に照射させる。電磁波発生部１２に照射波を照射させると、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８を通じて、反射強度を取得する。

【0086】

反射強度を取得すると、プロセッサ１１１は、上記の通り、基準強度及び取得された反射強度などに基づいて被検出物の量を検出する。なお、基準強度は、各ビーム径に対応するものであってもよい。

【0087】

被検出物の量を検出すると、プロセッサ１１１は、被検出物の量を示す情報をメモリ１１２に格納する。また、プロセッサ１１１は、被検出物の量を表示部などに表示してもよい。また、プロセッサ１１１は、被検出物の量を示す情報を外部装置に送信してもよい。

【0088】

次に、検出装置１の動作例について説明する。
図６は、検出装置１の動作例について説明するためのフローチャートである。

【0089】

ここでは、ピペット１９は、サンプルを保持するものとする。また、ステージ１６には、基板２０がセットされているものとする。

【0090】

まず、検出装置１のプロセッサ１１１は、ステージ１６に、第１の磁力発生部１０１を基板２０の下部に移動させる（ＡＣＴ１１）。ステージ１６に第１の磁力発生部１０１を移動させると、プロセッサ１１１は、ビーム径調整部１４に、ビーム径を第１のビームスポット２０１に対応するビーム径に調整させる（ＡＣＴ１２）。

【0091】

ビーム径調整部１４にビーム径を調整させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９を滴下位置に移動させる（ＡＣＴ１３）。ピペット１９を滴下位置に移動させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９に規定量よりも少ない量のサンプルを基板２０へ滴下させる（ＡＣＴ１４）。

【0092】

ピペット１９にサンプルを滴下させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９を待避させる（ＡＣＴ１５）。ピペット１９を待避させると、プロセッサ１１１は、基板２０に滴下されたサンプルを乾燥させる（ＡＣＴ１６）。

【0093】

サンプルを乾燥させると、プロセッサ１１１は、基板２０に滴下されたサンプルに含まれる被検出物の量を検出する（ＡＣＴ１６）。被検出物の量を検出すると、プロセッサ１１１は、被検出物の量に基づいて、磁力発生部１０の１つを選択する（ＡＣＴ１８）。

【0094】

磁力発生部１０の１つを選択すると、プロセッサ１１１は、ステージ１６に、選択された磁力発生部１０を基板２０の下部に移動させる（ＡＣＴ１９）。ステージ１６に選択された磁力発生部１０を移動させると、プロセッサ１１１は、ビーム径調整部１４に、ビーム径を選択された磁力発生部に対応するビーム径に調整させる（ＡＣＴ２０）。

【0095】

ビーム径調整部１４にビーム径を調整させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９を滴下位置に移動させる（ＡＣＴ２１）。ピペット１９を滴下位置に移動させると、プロセッサ１１１は、ピペット１９に規定量のサンプルを基板２０へ滴下させる（ＡＣＴ２２）。

【0096】

ピペット１９にサンプルを滴下させると、プロセッサ１１１は、基板２０に滴下されたサンプルを乾燥させる（ＡＣＴ２３）。

【0097】

サンプルを乾燥させると、プロセッサ１１１は、基板２０に滴下されたサンプルに含まれる被検出物の量を検出する（ＡＣＴ２４）。被検出物の量を検出すると、プロセッサ１１１は、被検出物の量をメモリ１１２に格納する（ＡＣＴ２５）。
被検出物の量をメモリ１１２に格納すると、プロセッサ１１１は、動作を終了する。

【0098】

なお、オペレータは、ＡＣＴ２２の前に基板２０を交換してもよい。
また、検出装置１は、２つ又は４つ以上の磁力発生部１０を備えてもよい。

【0099】

また、電磁波受信部１８は、基板２０からの透過波の強度を検出するものであってもよい。この場合、電磁波受信部１８は、電磁波発生部１２に対抗する位置及び向きに設置される。また、プロセッサ１１１は、基板２０に滴下されたサンプルが乾燥した後に、ステージ１６などに、基板２０を電磁波発生部１２と電磁波受信部１８との間に移動させてもよい。

【0100】

また、ステージ１６は、プロセッサ１１１からの制御に従って移動又は回転するものであってもよい。
また、電磁波発生部１２は、複数の周波数を有する照射波を照射するものであってもよい。
また、検出装置１は、複数の磁力発生部の代わりに、発生する磁力を変更することができる磁力発生部（電磁石など）を備えてもよい。

【0101】

以上のように構成された検出装置は、最も小さい磁力発生部を用いて規定量よりも少ないサンプルに含まれる被検出物の量を検出する。検出装置は、検出された量に応じた磁力発生部を選択する。検出装置は、選択された磁力発生部を用いて規定量のサンプルに含まれる被検出物の量を検出する。その結果、検出装置は、規定量のサンプルに含まれる被検出物を適切に検出することができる。

【0102】

また、検出装置は、選択された磁力発生部に対応するビームスポットが基板に形成されるようにビーム径を調整する。その結果、検出装置は、選択された磁力発生部によって引き寄せられた被検出物に適切に照射波を照射することができる。そのため、検出装置は、被検出物の量を効果的に検出することができる。

【0103】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0104】

１…検出装置、１０…磁力発生部、１２…電磁波発生部、１３…光学系、１４…ビーム径調整部、１６…ステージ、１７…光学系、１８…電磁波受信部、１９…ピペット、２０…基板、２１…基材、２２…構造体、２３…空隙、１０１…第１の磁力発生部、１０２…第２の磁力発生部、１０３…第３の磁力発生部、１１１…プロセッサ、１１２…メモリ、１１３…アドレスデコーダ、１１４…発生部ドライバ、１１５…Ａ／Ｄコンバータ、１１６…モータドライバ、１１７…調整ドライバ、１１８…ポンプドライバ、１１９…移動ドライバ、１２０…アンプ、１２１…ステージモータ、１２２…調整モータ、１２３…ポンプモータ、１２４…移動モータ、２０１…第１のビームスポット、２０２…第２のビームスポット、２０３…第３のビームスポット、３０１…第１の集積層、３０２…第２の集積層、３０３…第３の集積層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】