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(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】2024-05-10
(45)【発行日】2024-05-20
(54)【発明の名称】検体検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 33/543 20060101AFI20240513BHJP
G01N 21/552 20140101ALI20240513BHJP
【ＦＩ】
G01N33/543 595
G01N21/552
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020033393
(22)【出願日】2020-02-28
(65)【公開番号】P2021135236
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-12-27
(73)【特許権者】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 由透
(72)【発明者】
【氏名】山内 健資
(72)【発明者】
【氏名】縄田 功
(72)【発明者】
【氏名】金山 省一
【審査官】下村 一石
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０４０７９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０７６６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１０５９１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２０８０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０１０４３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３３／４８－３３／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検物質と特異的に反応する物質が予め固定化された第１の検出面と、前記物質が固定化されていない第２の検出面とを有し、前記被検物質と試薬との混合液を収容するための反応容器を載置する載置部と、前記反応容器内の反応を促進させるエネルギーを前記反応容器に印加する印加部と、
前記第１の検出面および前記第２の検出面には前記エネルギーが印加され、前記エネルギーが印加されている際および印加される期間の前後の前記第１の検出面における反応状態に基づいた第１の電気信号と、前記エネルギーが印加されている際および印加される期間の前後の前記第２の検出面における反応状態に基づいた第２の電気信号とを検出する検出部と、
前記第１の電気信号と前記第２の電気信号とに基づいて、第１の判定結果を求める第１の判定部と、
前記第１の判定結果を求めた後に、前記第１の電気信号に基づいて、第２の判定結果を求める第２の判定部と、
を備え、
前記第１の判定部は、前記第１の判定結果として、前記印加部により前記エネルギーの印加状態が変更されたときに前記検出部により検出された前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づいて、非特異的な反応による影響の可能性を判定する、
検体検査装置。
【請求項2】
前記第１の判定部は、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号との差に基づいて、前記被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を、前記第１の判定結果として求める、請求項１に記載の検体検査装置。
【請求項3】
前記第１の判定部は、前記印加部により前記エネルギーの印加状態が変更されたときに前記検出部により検出された前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づいて、前記被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を、前記第１の判定結果として求める、請求項１に記載の検体検査装置。
【請求項4】
前記第１の判定部は、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号との演算結果と、前記第１の電気信号とに基づいて、前記被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を、前記第１の判定結果として求める、請求項１に記載の検体検査装置。
【請求項5】
前記演算結果は、前記第１の電気信号に基づく変動量と前記第２の電気信号に基づく変動量との差分値である、請求項４に記載の検体検査装置。
【請求項6】
前記第１の判定部は、前記差分値が第１の規定値以上である場合、前記第１の電気信号に基づく変動量と、第２の規定値とに基づいて、前記第１の判定結果を求める、請求項５に記載の検体検査装置。
【請求項7】
前記第１の判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後に検出される前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づいて、前記第１の判定結果を求め、前記第２の判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後、前記反応容器内の反応が収束する所定の時間が経過すると、前記反応容器内の反応が収束した第１の電気信号に基づいて、前記第２の判定結果を求める、
請求項１～６のいずれか一項に記載の検体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、検体検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
検体と試薬とから調製された測定試料を、光学的又は電気的方法を用いて測定することで、検体中の目的物質の有無を判定する技術が知られている。例えば、上記技術では、検体と試薬との混合液が収容される容器内の反応状態に基づいた電気信号を検出し、検出される電気信号に基づいて検体中の目的物質の有無を判定する。しかし、検出される電気信号にノイズ成分が存在する場合、ノイズ成分の影響が出る可能性がある。例えば、上記技術をウイルス検査等に応用する際、検体に由来する成分（例えば、体液成分等）がノイズ成分となる場合がある。この場合、判定精度が低下する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－４０７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、判定精度を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係る検体検査装置は、反応容器を載置する載置部と、印加部と、検出部と、第１の判定部と、第２の判定部とを備える。前記反応容器は、被検物質と特異的に反応する物質が予め固定化された第１の検出面と、前記物質が固定化されていない第２の検出面とを有し、前記被検物質と試薬との混合液を収容する。前記印加部は、前記反応容器内の反応を促進させるエネルギーを前記反応容器に印加する。前記検出部は、前記第１の検出面における反応状態に基づいた第１の電気信号と、前記第２の検出面における反応状態に基づいた第２の電気信号とを検出する。前記第１の判定部は、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号とに基づいて、第１の判定結果を求める。前記第２の判定部は、前記第１の判定結果を求めた後に、前記第１の電気信号に基づいて、第２の判定結果を求める。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、添付図面を参照して、検体検査装置の実施形態を詳細に説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
【0008】
図１は、本実施形態に係る検体検査装置１の構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す反応ユニット２の構成の一例を示す図である。図１に示すように、検体検査装置１は、反応ユニット２及び測定システム３を備える。反応ユニット２は、検体検査装置１に対して着脱可能である。
【0009】
まず、図２を用いて、反応ユニット２について説明する。
【0010】
反応ユニット２は、図２に示すように、載置台４に載置され、筐体２１、透明基板２２、光導波路２３及び保護部材２４を有する。筐体２１の下面の一部は開口しており、その開口部内には、透明基板２２上に、光導波路２３及び保護部材２４を薄膜技術で形成したチップが嵌め込まれる。保護部材２４の一部は開口されている（開口端２４ａ）。また、筐体２１、光導波路２３及び保護部材２４等によって反応容器２０１が形成される。なお、反応ユニット２は、その内部、すなわち反応容器２０１に、被検対象（被検物質）を含む試料溶液を収容可能に構成される。載置台４は、「載置部」の一例である。
【0011】
筐体２１は、例えば樹脂等で形成される。筐体２１の下面には第１の凹部が形成されている。第１の凹部の上面の一部には反応容器２０１の上面及び側面を構成する第２の凹部が形成されている。そして、第１の凹部には上から順に保護部材２４、光導波路２３及び透明基板２２が配置されている。また、第２の凹部の上面の一端部近傍に筐体２１を上方に貫通してその内部の反応容器２０１に試料溶液及び試薬等を導入するための孔２１ａが形成され、他端部近傍に筐体２１を上方に貫通して反応容器２０１から空気を逃がすための孔２１ｂが形成されている。なお、孔２１ａ及び孔２１ｂは、それぞれ複数形成されてもよい。
【0012】
透明基板２２は、例えば樹脂又は光学ガラス等で形成される。透明基板２２は、測定システム３に設けられる光源３１１から入射された光を光導波路２３へ通過させる。また、透明基板２２は、光導波路２３から入射された光を測定システム３に設けられる光検出器３１２へ通過させる。
【0013】
光導波路２３は、光が透過する材料、例えば樹脂又は光学ガラス等により形成される。樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂等を用いることができる。光導波路２３は、透明基板２２から入射して透明基板２２へと出射する光の光路となる。すなわち、光導波路２３は、光ファイバーにおけるコア（心材）同様の役割機能を果たす。そして、保護部材２４及び透明基板２２は、光導波路２３の素材とは異なった屈折率の素材で形成され、光導波路２３との境界面で光を全反射させ、光を光導波路２３内に閉じ込めるクラッドとしての機能役割を果たす。また、保護部材２４及び透明基板２２は、光導波路２３を物理的に保護する。
【0014】
光導波路２３は、測定システム３から透明基板２２を介して入射された光を伝播させる。光導波路２３では、反応容器２０１に収容された被検物質の濃度、すなわち反応状態により影響を受けた光が伝播される。
【0015】
また、光導波路２３に光が入射する付近の保護部材２４側にはグレーティング２３ａが配置される。グレーティング２３ａは、光導波路２３に入射される入射光Ｌ１を所定の角度で回折させる。グレーティング２３ａにおいて回折された光は、光導波路２３と、透明基板２２、保護部材２４、又は混合液２０２により構成される面との界面に対し、臨界角の補角以下の角度で入射する。これにより、入射光Ｌ１は、光導波路２３の界面において光導波路２３内で繰り返し反射しながら伝播（導波）する。
【0016】
光導波路２３から光が出射する付近の保護部材２４側にはグレーティング２３ｂが配置される。グレーティング２３ｂは、光導波路２３により光導波された光を所定の角度で回折させる。グレーティング２３ｂにおいて回折された光は、光導波路２３から外部へ所定角度を有して出射される。
【0017】
保護部材２４は、筐体２１の第２の凹部の位置に開口を有する。保護部材２４は、光導波路２３の上面に密着して配置されている。保護部材２４は、光導波路２３の上面に密着して配置されることで、平面保護層を構成する。また、保護部材２４は、図２に示すように、光導波路２３の主面（例えば上面）を露出させるための開口端２４ａを有する。開口端２４ａは、保護部材２４の内側の開口を形成する鉛直面である。この開口端２４ａにより、光導波路２３の上面が露出される。
【0018】
反応容器２０１は、上面が筐体２１の第２の凹部の上面により構成され、側面が筐体２１の第２の凹部の側面及び保護部材２４の開口端２４ａにより構成され、下面が光導波路２３の上面により構成される。
【0019】
反応容器２０１は、試料溶液及び試薬を収容し、試料溶液に含まれる被検物質と試薬とを反応させる。反応容器２０１を形成する面のうちの下面、すなわち光導波路２３の上面には、複数の第１抗体２１１が固定される。第１抗体２１１は、被検物質に含まれる抗原２１２と抗原抗体反応により特異的に反応する物質である。第１抗体２１１は、例えば光導波路２３の上面との間に生じる疎水性相互作用又は化学結合等により、光導波路２３の上面に固定される。
【0020】
反応容器２０１は、例えば、予め空の状態となっている。被検物質の測定時においては、例えば孔２１ａを介して、外部から反応容器２０１へ、試料溶液と試薬との混合液２０２が注入される。試料溶液には、抗原２１２を含む被検物質が含まれる。試薬には、試薬成分２１３が含まれる。試薬成分２１３には、例えば抗原２１２と抗原抗体反応により特異的に反応する第２抗体２１４と、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５とが含まれる。磁性粒子２１５は、少なくとも一部がマグネタイト等の磁性体材料で形成されている。磁性粒子２１５は、例えば、磁性体材料から形成された粒子の表面が高分子材料で被覆されている。なお、磁性粒子２１５は、高分子材料で構成された粒子の表面を磁性体材料で被覆するように構成されてもよい。また、磁性粒子２１５は、混合液２０２において分散可能に構成されたものであればどのようなもので代替してもよい。
【0021】
混合液２０２を注入することで、反応容器２０１には、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１に加えて、試料溶液中の被検物質に含まれる抗原２１２及び試薬に含まれる試薬成分２１３が収容される。反応容器２０１に混合液２０２が注入されると、反応容器２０１内の空気は、孔２１ｂから外部へ排出される。
【0022】
試薬成分２１３は、反応容器２０１に満たされた混合液２０２中を分散可能に移動する。このとき、磁性粒子２１５は、磁性粒子２１５に掛かる重力が、この重力と逆向きに掛かる混合液２０２中における浮力よりも大きくなるように選ばれる。第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、第２抗体２１４が、抗原２１２を介して第１抗体２１１と結合することで、光導波路２３の上面近傍に固定される。なお、第２抗体２１４は、第１抗体２１１と同じものであっても、異なるものであってもよい。
【0023】
反応ユニット２では、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と被検物質に含まれる抗原２１２が反応することにより、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５が光導波路２３の上面近傍に固定される。光導波路２３を導波する光は、光導波路２３の上面近傍に固定される磁性粒子２１５により散乱及び吸収等される。この結果、光導波路２３を導波する光は、減衰されて光導波路２３から出射されることになる。すなわち、入射光Ｌ１は、第１抗体２１１と、磁性粒子２１５に固定化される第２抗体２１４とを結びつける抗原２１２の量に応じて減衰される。換言すると、入射光Ｌ１は、反応容器２０１内に収容された抗原２１２の量に応じて減衰される。
【0024】
以下、反応容器２０１において、光導波路２３の表面から鉛直上方向に距離Ｌだけ離れた領域、すなわち光導波路２３の表面近傍に至る領域をセンシングエリア２０５と定義する。
【0025】
光が光導波路２３内を伝播する場合、光導波路２３の上面において近接場光（以下、エバネッセント光と記載する）が発生する。センシングエリア２０５は、エバネッセント光が発生し得る領域である。センシングエリア２０５において、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１は、試料溶液中の被検物質に含まれる抗原２１２を介し、試薬成分２１３に含まれる磁性粒子２１５に固定化された第２抗体２１４と結合する。これにより、光導波路２３の上面の近傍に第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５が保持される。
【0026】
次に、反応容器２０１内において起こる抗原抗体反応等によって光導波路２３を伝播する光が受ける影響ついて説明する。なお、第１抗体２１１、第２抗体２１４及び抗原２１２は、磁性粒子２１５と比較して、ごく小さい。図２では、結合反応を模式的に示すため、第１抗体２１１、抗原２１２、第２抗体２１４及び磁性粒子２１５を同様な大きさとして図示する。
【0027】
磁性粒子２１５がセンシングエリア２０５内に進入すると、磁性粒子２１５に固定化される第２抗体２１４は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。これにより、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、センシングエリア２０５に留まる。磁性粒子２１５がセンシングエリア２０５に留まった状態で光導波路２３の上面においてエバネッセント光が発生すると、センシングエリア２０５に留まっている磁性粒子２１５がこのエバネッセント光を散乱及び吸収等し、エバネッセント光を減衰させる。このセンシングエリア２０５におけるエバネッセント光の散乱及び吸収等は、光導波路２３内を伝播する光に対して影響を及ぼす。すなわち、センシングエリア２０５においてエバネッセント光が減衰されることにより、光導波路２３内を光導波する光も減衰される。したがって、センシングエリア２０５においてエバネッセント光が強く散乱及び吸収等されると、光導波路２３内を伝播する光の強度が低下する。換言すると、センシングエリア２０５内に留まる磁性粒子２１５の量が多いほど、光導波路２３から出力される光の強度が低下する。
【0028】
ただし、センシングエリア２０５内に留まる磁性粒子２１５は、測定対象である抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と、磁性粒子２１５に固定化される第２抗体２１４とが結合したものに限られない。このため、被検物質に含まれる抗原２１２の正確な濃度を測定するためには、測定に関与しない、すなわち抗原２１２と結合していない第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５をセンシングエリア２０５から遠ざける必要がある。具体的な方法としては、例えば磁場による近接作用により、第２抗体２１４が抗原２１２と結合していない磁性粒子２１５を移動させる方法がある。
【0029】
これにより、最終的にセンシングエリア２０５に留まる磁性粒子２１５は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と、第２抗体２１４とが結合されているものとなる。このため、反応ユニット２から出射される光の強度の値及び強度の時系列変化は、センシングエリア２０５に留まる磁性粒子２１５の量及び濃度等に対応する。
【0030】
なお、反応ユニット２は、同一の測定項目について、同一の被検物質を複数チャンネルで同時に並行測定可能な構成であってもよい。このとき、反応ユニット２は、例えばチャンネル毎に独立した光導波路を有する。
【0031】
次に、図１を用いて、測定システム３について説明する。
【0032】
測定システム３は、図１に示すように、検知ユニット３１、磁場発生器３２、出力ユニット３３、入力インタフェース回路３４、記憶回路３５及び処理回路３６を有する。
【0033】
検知ユニット３１は、光源３１１及び光検出器３１２を有する。
【0034】
光源３１１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のダイオードやキセノンランプ等のランプである。光源３１１は、グレーティング２３ａに向けて光導波路２３内に光を入射可能な位置に配置される。光源３１１は、入射光Ｌ１を、反応ユニット２の透明基板２２を介して光導波路２３内に入射する。入射光Ｌ１は、光導波路２３内に進入し、グレーティング２３ａにより回折される。グレーティング２３ａにより回折された入射光Ｌ１は、光導波路２３内を全反射しながら伝播し、グレーティング２３ｂに到達する。グレーティング２３ｂに到達した光は、グレーティング２３ｂにより回折され、光導波路２３から外部へ所定角度を有して出射光Ｌ２として出射される。なお、光源３１１の代わりに、光以外の電磁波等を発生するものを用いてもよい。
【0035】
光検出器３１２は、混合液２０２が収容されている反応容器２０１内の反応状態に基づいた電気信号を出力する。具体的には、光検出器３１２は、光導波路２３の外へ出射される出射光Ｌ２を検出し、検出された出射光Ｌ２の強度を示す電気信号、すなわち光検出強度に関するデジタルデータを生成する。光検出器３１２により生成された光検出強度に関するデジタルデータは処理回路３６に供給される。光検出器３１２は、「検出部」の一例である。
【0036】
なお、検知ユニット３１は、同一の測定項目について、同一の被検物質を複数チャンネルで同時に並行測定可能な構成であってもよい。このとき、検知ユニット３１は、例えばチャンネル毎に光源及び光検出器を有するとしてもよいし、光源及び光検出器を共有することもできる。
【0037】
磁場発生器３２は、反応容器２０１内の反応、すなわち磁性粒子２１５に固定された第２抗体２１４と光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１との抗原２１２を介した結合を促進させるエネルギーを発生する。具体的には、磁場発生器３２は、図２に示すように、上磁場発生器３２ａ及び下磁場発生器３２ｂを有する。また、磁場発生器３２は、図示しない駆動回路を有する。磁場発生器３２は、処理回路３６の制御の下、反応容器２０１に対して磁場を印加する。磁場発生器３２は、「印加部」の一例である。
【0038】
下磁場発生器３２ｂは、例えば永久磁石及び電磁石等で構成される。下磁場発生器３２ｂは、反応ユニット２の下方に設けられる。具体的には、下磁場発生器３２ｂは、反応ユニット２を載置する載置台４の下方に設けられる。下磁場発生器３２ｂは、反応容器２０１内の反応を促進させるエネルギーである鉛直下向きの磁場を水平方向に一様に発生させる。発生された鉛直下向きの磁場により、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、鉛直下方向の力を受けて下降する。このとき、下磁場発生器３２ｂは、所定の強さの磁場を発生させることで、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５を光導波路２３に近づける。
【0039】
上磁場発生器３２ａは、例えば永久磁石及び電磁石等で構成される。上磁場発生器３２ａは、図２に示すように、反応ユニット２の上方に設けられる。上磁場発生器３２ａは、反応容器２０１において鉛直上向きの磁場を水平方向に一様に発生させる。発生された鉛直上向きの磁場により、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、鉛直上方向の力を受けて上昇する。このとき、上磁場発生器３２ａは、所定の強さの磁場を発生させることで、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５を選択的にセンシングエリア２０５から遠ざける。すなわち、上磁場発生器３２ａは、発生させる磁場の強さを調整することで、光導波路２３の上面に固定される、第１抗体２１１と抗原２１２を介して結合する第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５のみをセンシングエリア２０５に留めることが可能となる。
【0040】
出力ユニット３３は、ディスプレイ３３１、スピーカ３３２、及びプリンタ３３３を有する。
【0041】
ディスプレイ３３１は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３３１は、処理回路３６によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、ディスプレイ３３１は、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等である。ディスプレイ３３１は、処理回路３６の制御に従い、各種操作画面、光検出器３１２から供給された出射光Ｌ２の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び被検物質の測定結果等を表示する。測定結果は、例えば抗原２１２の濃度、重量又は個数等である。
【0042】
スピーカ３３２は、処理回路３６の制御の下、被検物質の判定結果等を操作者に報知する。
【0043】
プリンタ３３３は、処理回路３６の制御の下、例えばディスプレイ３３１に表示される各種操作画面、光検出器３１２から供給された出射光Ｌ２の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び被検物質の測定結果等を印刷する。
【0044】
入力インタフェース回路３４は、例えばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路３４は、操作者の操作に対応した操作入力信号を処理回路３６に出力する。なお、本実施形態において入力インタフェース回路はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路３６へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路の例に含まれる。
【0045】
記憶回路３５は、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。記憶回路３５は、本実施形態に係る検体検査装置１の回路で実行されるプログラムを記憶する。なお、記憶回路３５の記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又は全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。
【0046】
記憶回路３５は、光検出器３１２から供給された出射光Ｌ２の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び測定対象となる被検物質の測定結果等を記憶する。
【0047】
記憶回路３５は、対象となる被検物質の測定を行うための設定情報を記憶する。設定情報は、例えば測定に必要な所定の処理を実行するタイミングを規定する情報を含む。測定に必要な所定の処理を実行するタイミングとは、例えば下磁場発生器３２ｂにより発生される下磁場の印加が開始されるタイミング、検出区間が開始されるタイミング、算出タイミング（下磁場の印加が停止されるタイミング）、検出区間が終了されるタイミング、上磁場の印加が開始されるタイミング及び最終判定が実施されるタイミングである。これらのタイミングは、予め経験的、実験的に取得される。
【0048】
記憶回路３５は、予め設定された規定値ＴＳを記憶する。規定値ＴＳは、被検物質の濃度に対応する光強度の変動量（以下、変動率の積算値と記載する）についての規定値である。規定値ＴＳは、被検物質の測定結果として陽性の可能性が高いかどうかの判定をするために用いられる。
【0049】
記憶回路３５は、予め設定された閾値ＴＡを記憶する。閾値ＴＡは、被検物質の濃度に対応する光強度についての閾値である。閾値ＴＡは、被検物質の定性状態を判定するために用いられる。定性状態とは、例えば測定結果が示す陽性又は陰性の度合いである。閾値ＴＡは、被検物質の測定結果として陽性の可能性が高いかどうかの最終判定をするために用いられる。なお、閾値ＴＡは、複数の段階的な閾値であってもよい。すなわち、デジタルデータに含まれる光強度と複数の段階的な閾値を比較することで、より詳細な測定結果を表す判定を行うことが可能となる。
【0050】
処理回路３６は、例えば検体検査装置１の各構成回路を制御するプロセッサである。処理回路３６は、検体検査装置１の中枢として機能する。処理回路３６は、記憶回路３５から各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで光源制御機能３６１、磁場制御機能３６２、演算機能３６３、判定機能３６４、最終判定機能３６５及び出力制御機能３６６を実現する。
【0051】
光源制御機能３６１は、光源３１１を制御し、所定の条件で光を発生させる機能である。光源制御機能３６１では、処理回路３６は、少なくとも測定開始から測定終了までの間、連続的又は間欠的に光源３１１から入射光Ｌ１を発生させる。
【0052】
磁場制御機能３６２は、記憶回路３５に予め記憶されているタイムスケジュールに従って磁場発生器３２を制御し、反応容器２０１内の反応を促進させるエネルギーの印加状態を切り替える。具体的には、磁場制御機能３６２は、記憶回路３５から設定情報を読出し、読み出した設定情報に基づいて磁場発生器３２を制御し、磁場発生器３２に磁場を発生させる。
【0053】
演算機能３６３は、光検出器３１２から供給される時系列の光強度のデジタルデータに基づいて各種演算を行う。具体的には、演算機能３６３は、供給される時系列の光強度のデジタルデータを用いて、光強度の平均値、光強度の変動率、変動率の積算値等の演算を行う。
【0054】
判定機能３６４は、演算機能３６３により演算された光強度の変動率の積算値（光強度の変動量）に基づいて、被検物質の測定結果として、第１の判定結果を求める。例えば、判定機能３６４は、第１の判定結果として、被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を求める。すなわち、被検物質を含む試料溶液が陽性の可能性が高いかどうかを判定する。なお、判定機能３６４が行う判定は、前判定、又は、短時間測定と称する場合もある。具体的には、判定機能３６４は、例えば予め設定された規定値ＴＳを記憶回路３５から読み出す。判定機能３６４は、演算機能３６３により演算された光強度の変動率の積算値が規定値ＴＳ以下であった場合、第１の判定結果として、試料溶液が陽性の可能性が高いと判定する。また、判定機能３６４は、演算機能３６３により演算された光強度の変動率の積算値が規定値ＴＳより大きい場合、第１の判定結果として、陽性の可能性が高くない、すなわち弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。判定機能３６４は、「第１の判定部」の一例である。
【0055】
最終判定機能３６５は、後述する上磁場の印加中に光検出器３１２から供給される光強度のデジタルデータに基づいて、被検物質の測定結果として、第２の判定結果を求める。すなわち、最終判定機能３６５は、第２の判定結果として、被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を求める。すなわち、被検物質を含む試料溶液が陽性又は陰性の可能性が高いかどうかを判定する。最終判定機能３６５は、判定機能３６４により判定が実施された後に、最終判定を実施する。なお、最終判定機能３６５における最終判定は、後判定、又は、通常時間測定と称する場合もある。具体的には、最終判定機能３６５は、記憶回路３５から設定情報及び閾値ＴＡを読出す。最終判定機能３６５は、読出した設定情報に含まれる実行タイミングに合わせて、第２の判定結果を求める。最終判定機能３６５は、供給された時系列の光強度のデジタルデータに含まれる光強度が閾値ＴＡ以下であった場合、第２の判定結果として、試料溶液が陽性の可能性が高いと判定する。最終判定機能３６５は、デジタルデータに含まれる光強度が閾値ＴＡより大きい場合、第２の判定結果として弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。最終判定機能３６５は、「第２の判定部」の一例である。
【0056】
ここで、前判定と後判定は、判定タイミングを時系列的に前後で表すものとし、判定機能３６４による判定が前判定、最終判定機能３６５による判定が後判定である。従って、後述するように最終判定機能３６５により最終判定を行わず、判定機能３６４による判定の結果が最終判定の結果となる場合には、当該判定機能３６４が行う判定が実質的に最終判定であっても前判定と表記する。
【0057】
出力制御機能３６６は、出力ユニット３３を制御し、操作者に対して被検物質の判定結果等の測定結果を出力する。具体的には、出力制御機能３６６は、ディスプレイ３３１又はプリンタ３３３を制御し、測定結果を操作者に提示する。例えば、測定結果をディスプレイ３３１に表示したり、プリンタで印刷したりすることにより、操作者に提示する。出力制御機能３６６は、スピーカ３３２を制御し、測定結果を操作者に報知する。例えば、測定結果をスピーカ３３２から音等で知らせることにより、操作者に報知する。
【0058】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路６０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路６０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【0059】
【0060】
図３は、出射光Ｌ２の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。図３において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は出射光Ｌ２の光強度を示す。また、グラフに描かれる曲線は、光検出器３１２から出力される、反応ユニット２内の反応状態に基づいて取得されるデジタルデータが表す光強度Ａの時間的な変化をプロットして得られる。図４は、図３に示す曲線Ｃの一部である部分曲線Ｃ１の拡大図である。
【0061】
まず、時間ｔ＝０において、反応容器２０１への試料溶液及び試薬から成る混合液２０２の注入が開始される。反応容器２０１への混合液２０２の注入は、自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。
【0062】
光源３１１は、例えば反応容器２０１に対する混合液２０２の注入が開始されると、光導波路２３に対し、継続的に一定の強度の光を入射する。光導波路２３には、光源３１１から出射された光が透明基板２２を介して入射される。光導波路２３に入射された光は、光導波路２３内を全反射しながら伝播し、透明基板２２を介して光検出器３１２へ出射される。光検出器３１２は、光導波路２３から出射された光を受光し、処理回路３６に対して、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。
【0063】
ここで、時間ｔ＝０からｔ＝ｔ０の期間においては、測定される光強度は増加する。これは、試料溶液及び試薬で反応容器２０１が満たされると、保存安定性を高めるために予め光導波路２３の上面に付着された糖を含有する水溶性の膜が溶解することによるものである。糖は、例えば二糖類である。
【0064】
時間ｔ＝ｔ０において、下磁場発生器３２ｂにより、下磁場の印加が開始される。
【0065】
下磁場の印加が開始された後、光強度は、時間ｔ＝ｔ１に達すると所定の値Ａ０１に収束する。
【0066】
このとき、試料溶液で満たされた反応容器２０１中の第２抗体２１４が結合された複数の磁性粒子２１５は、下磁場による鉛直下向きの磁力を受けて、その一部が磁力線に引き寄せられることで磁力線に沿って整列され始める。磁力線に沿って整列された第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、重力及び磁力に従って徐々に沈降し、センシングエリア２０５に進入する。センシングエリア２０５に進入した磁性粒子２１５に固定された第２抗体２１４は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。
【0067】
一方、磁力線に沿って整列されなかった第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５については、重力に従って徐々に沈降し、センシングエリア２０５に進入する。センシングエリア２０５に進入した磁性粒子２１５に固定された第２抗体２１４は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。
【0068】
時間ｔ＝ｔ０からｔ＝ｔ１において、センシングエリア２０５には、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５が次々に進入するので光強度は減少する。光強度は、時間ｔ＝ｔ０の直後から大きな減少率（傾き）で減少し始める。光強度の減少率は、時間の経過とともに小さくなる。その後、光強度の減少は、時間ｔ＝ｔ１において、ほとんどなく、光強度は、時間ｔ＝ｔ１において強度Ａ０１に収束する。
【0069】
このように、センシングエリア２０５への第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５の進入が停止し、光強度は、時間ｔ＝ｔ１において強度Ａ０１に収束する。なお、時間ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２においても、反応容器２０１に収容された抗原２１２の一部は、第２抗体２１４に順次結合される。
【0070】
時間ｔ＝ｔ２において、下磁場発生器３２ｂにより、下磁場の印加が停止される。ここで、下磁場の印加が停止されると、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、下磁場による束縛から解放されることで自然沈降を開始する。
【0071】
光強度Ａは、図３及び図４に示すように、時間ｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３においてオーバーシュートＯＳ１が発生するため、グラフにおいて、増加から減少に転じるスパイク状の波形を描く。試薬成分２１３の一部は、センシングエリア２０５から一瞬離脱して浮き上がった後に沈降するため、図３及び図４に示すように、時間ｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３においてオーバーシュートＯＳ１が生じる。時間ｔ＝ｔ３は、オーバーシュートＯＳ１の発生が収まった時間である。時間ｔ＝ｔ３は、オーバーシュートＯＳの発生が収まるまでに要する時間であり、予め経験的、実験的に取得される。
【0072】
なお、本実施形態では、図４に示すように、時間ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２の間の所定の時間を起点Ｄｓ（ｔ＝ｔｓ）とし、オーバーシュートＯＳ１の発生が収まった時間を終点Ｄｅ（ｔ＝ｔ３）とし、起点Ｄｓから終点Ｄｅまでの区間を検出区間と呼ぶ。
【0073】
そこで、処理回路３６の判定機能３６４は、下磁場の印加が停止したときの検出区間において、被検物質の測定結果として、第１の判定結果を求める。例えば、判定機能３６４は、検出区間において、第１の判定結果として、測定対象となる被検物質を含む試料溶液が陽性の可能性が高いかどうかを判定する。この判定基準としては、時間ｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３までの間に生じるオーバーシュートの程度に着目する。
【0074】
第１の判定結果の一例として、判定機能３６４は、図４に示すように、例えば算出タイミングを示す点Ｄｃ（ｔ＝ｔ２）から検出区間の終了を表す点Ｄｅ１（ｔ＝ｔ３）までの間にプロットされるような急なスパイク状のオーバーシュートが生じた場合を、弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。
【0075】
また、第１の判定結果の一例として、判定機能３６４は、図４に示すように、例えば算出タイミングを示す点Ｄｃ（ｔ＝ｔ２）から検出区間の終了を表す点Ｄｅ２（ｔ＝ｔ３）までの間にプロットされるような緩やかなスパイク状のオーバーシュートが生じた場合を、陽性の可能性が高いと判定する。具体的には、判定機能３６４は、時間ｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３までの間の光強度変動率の累積積算を演算し、演算された光強度の変動率の積算値（光強度の変動量）が記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳ以下であった場合、陽性の可能性が高いと判定する。
【0076】
また、第１の判定結果の一例として、判定機能３６４は、演算された光強度の変動率の積算値が記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳより大きい場合、弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。
【0077】
ここで、光強度Ａは、オーバーシュートＯＳ１におけるノイズ電流の発生が収まると、時間ｔ＝ｔ３からｔ＝ｔ４において減少する。
【0078】
このとき、磁力線に沿って整列された第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、下磁場による束縛から解放されることで、整列された状態が崩され、光導波路２３の上面に向けて無秩序に沈降する。光強度Ａは、図３に示すように、時間ｔ＝ｔ３からｔ＝ｔ４においてセンシングエリア２０５に第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５が次々に進入するため、大きな減少率で減少する。光強度Ａの減少率は、時間の経過とともに小さくなる。その後、光強度Ａの減少は、時間ｔ＝ｔ４において、ほとんどなく、光強度は、時間ｔ＝ｔ４において強度Ａ０３に収束する。
【0079】
このように、センシングエリア２０５への第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５の進入が停止し、光強度は、時間ｔ＝ｔ４において強度Ａ０３に収束する。このとき、光導波路２３の上面に接する第２抗体２１４が結合された複数の磁性粒子２１５の一部は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と特異的に結合する。このような第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、光導波路２３の上面に整列して堆積される。すなわち、センシングエリア２０５内は、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５によりほぼ隙間なく占められた状態となる。なお、時間ｔ＝ｔ４の段階で光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と抗原２１２を介して結合していなかった第２抗体２１４が結合された複数の磁性粒子２１５のうちの一部は、時間ｔ＝ｔ４からｔ＝ｔ５において、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と抗原２１２を介して結合する。
【0080】
時間ｔ＝ｔ５において、上磁場発生器３２ａにより、上磁場の印加が開始される。
【0081】
ここで、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、光導波路２３の上面に整列して堆積されている。このとき、光導波路２３の上面と接する第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５の多くが光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と特異的に結合している。また、試料溶液で満たされた反応容器２０１中の第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、上磁場による鉛直上向きの磁力を受けて、センシングエリア２０５への進入が停止し、時間ｔ＝ｔ５からｔ＝ｔ６にかけて、光強度ＡがＡ＝Ａ０２に収束する。
【0082】
すなわち、光強度ＡがＡ＝Ａ０２に収束されると、センシングエリア２０５には、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と特異的に結合した第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５のみが存在する状態となる。ここで、上磁場の磁場強度を適切な値とすることで、抗原抗体反応により抗原２１２を介してセンシングエリア２０５に結合された磁性粒子２１５は引き剥がさず、抗原２１２を介さずにセンシングエリア２０５に吸着した磁性粒子２１５を除去することができる。
【0083】
処理回路３６の最終判定機能３６５は、時間ｔ＝ｔ５から所定の経過時間が経過したとき、例えば、時間ｔ＝ｔ７に達したときに、被検物質の測定結果として、第２の判定結果を求める。例えば、最終判定機能３６５は、時間ｔ＝ｔ７において、第２の判定結果として、試料溶液が陽性又は陰性の可能性が高いかどうかを判定する。具体的には、最終判定機能３６５は、取得した光強度のデータの値Ａ０２と記憶回路３５に記憶された閾値ＴＡを比較することで、最終判定を行う。
【0084】
第２の判定結果の一例として、最終判定機能３６５は、例えば、取得した光強度のデータの値Ａ０２が閾値ＴＡ以下であった場合、被検物質の測定結果として陽性の可能性が高いと判定する。
【0085】
第２の判定結果の一例として、最終判定機能３６５は、例えば、取得した光強度のデータの値Ａ０２が閾値ＴＡより大きい場合、被検物質の測定結果として弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。
【0086】
その後、上磁場の印加が停止される。
【0087】
このように、光検出器３１２は、混合液２０２が収容されている反応容器２０１内の反応状態に基づいた電気信号を出力する。処理回路３６は、予め定められているスケジュールに従って磁場発生器３２を制御し、反応ユニット２に下磁場を印加し、また、反応ユニット２への下磁場の印加を停止する。処理回路３６は、下磁場の印加が停止された後に光検出器３１２から出力される電気信号に基づき、被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を、第１の判定結果として出力する。これにより、検体検査装置１は、最終判定の実施として第２の判定結果の出力を待つことなく、被検物質の判定結果を操作者へ通知することが可能となる。このため、操作者は、最終判定が実施される前に被検物質の判定結果を認知し、認知した判定結果に基づいて次に行う治療の準備に早く取り掛かることができる。
【0088】
上述したように、光導波路２３の上面には、被検物質に含まれる抗原２１２と抗原抗体反応により特異的に反応する物質である第１抗体２１１が固定される。そこで、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、重力及び下磁場の磁力に従って徐々に沈降してセンシングエリア２０５に進入し、被検物質に含まれる抗原２１２を介して、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。そこで、判定機能３６４は、下磁場の印加が停止したときの検出区間において、第１の判定結果として、測定対象となる被検物質を含む試料溶液が陽性の可能性が高いかどうかを判定する。例えば、判定機能３６４は、時間ｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３までの間の光強度変動率の累積積算を演算し、演算された光強度の変動率の積算値が記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳ以下であった場合、陽性の可能性が高いと判定する。一方、判定機能３６４は、演算された光強度の変動率の積算値が記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳより大きい場合、弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。
【0089】
ここで、判定機能３６４が行う判定では、例えば非特異的な吸着等による影響を受ける場合がある。例えば、下磁場が印加されたときに、第２抗体２１４が結合された磁性粒子２１５は、検体に由来する成分（例えば、体液成分等）を介して、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と、吸着等によって結合する場合がある。すなわち、センシングエリア２０５には非特異的に吸着した磁性粒子２１５が存在する場合がある。この場合、判定機能３６４は、時間ｔ＝ｔ２からｔ＝ｔ３までの間の光強度変動率の累積積算を演算した結果、演算された光強度の変動率の積算値が記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳ以下となり、陽性と判定される可能性がある。
【0090】
そこで、本実施形態に係る検体検査装置１は、判定精度を向上させることができるように、以下の処理を行う。本実施形態に係る検体検査装置１は、被検物質と試薬との混合液２０２を収容する反応容器２０１を載置する載置台４と、磁場発生器３２と、光検出器３１２と、判定機能３６４と、最終判定機能３６５とを備える。反応容器２０１は、被検物質と特異的に反応する物質が予め固定化された第１の検出面と、上記物質が固定化されていない第２の検出面とを有する。磁場発生器３２は、反応容器２０１内の反応を促進させるエネルギーを反応容器２０１に印加する。光検出器３１２は、第１の検出面における反応状態に基づいた第１の電気信号と、第２の検出面における反応状態に基づいた第２の電気信号とを検出する。判定機能３６４は、第１の電気信号と第２の電気信号とに基づいて、第１の判定結果を求める。最終判定機能３６５は、第１の判定結果を求めた後に、第１の電気信号に基づいて、第２の判定結果を求める。
【0091】
図５は、図２におけるＡ－Ａ’矢視断面図である。図５に示すように、反応容器２０１は、第１の領域に設けられる検出面２３１と、第２の領域に設けられる検出面２３２とを有する。検出面２３１は、「第１の検出面」の一例であり、検出面２３２は、「第２の検出面」の一例である。
【0092】
第１の領域は、保護部材２４を貫通する第１の孔部により露出した光導波路２３の上面の一部分である。第１の領域に設けられる検出面２３１には、被検物質（抗原２１２）と特異的に反応する物質（第１抗体２１１）が予め固定されている。
【0093】
第２の領域は、保護部材２４を貫通する第２の孔部により露出した光導波路２３の上面の一部分である。第２の領域に設けられる検出面２３２には、上記物質（第１抗体２１１）が予め固定されていない。例えば、検出面２３２には、別の被検物質と特異的に反応する物質が予め固定されてもよい。また、検出面２３２には、特定の物質と特異的に反応しない物質、例えばブロッキング剤のみが固定されてもよい。
【0094】
また、検出面２３１及び検出面２３２に対して、それぞれ１組の光源と光検出器とが設けられている。具体的には、光源３１１及び光検出器３１２は、検出面２３１及び検出面２３２に対応して、２チャンネル構造であり、光源３１１は、光源部３１１ａ、３１１ｂを有し、光検出器３１２は、光検出部３１２ａ、３１２ｂを有する。
【0095】
光源部３１１ａは、検出面２３１に対して、継続的に一定の強度の光を入射し、光検出部３１２ａは、検出面２３１から出射された光を受光し、処理回路３６に対して、電気信号として、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。光源部３１１ｂは、検出面２３２に対して、継続的に一定の強度の光を入射し、光検出部３１２ｂは、検出面２３２から出射された光を受光し、処理回路３６に対して、電気信号として、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。
【0096】
【0097】
図６ＡのステップＳＡ１では、処理回路３６の磁場制御機能３６２は、下磁場を印加するタイミングであるか否かを判定する。具体的には、磁場制御機能３６２は、例えば下磁場の印加が開始するタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時間ｔ＝０から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち下磁場を印加する時間ｔ＝ｔ０に達したか否か判定する。ステップＳＡ１における経過時間とは、光強度ＡがＡ＝０からＡ＝Ａ００に増加するまでの時間である。なお、磁場制御機能３６２は、下磁場を印加する時間ｔ＝ｔ０に達したか否かの判定を、例えば光検出器３１２から逐次供給される光強度の時系列変化を監視し、予め設定された判定ルールに基づいて行ってもよい。判定ルールとは、例えば光強度がピーク値であることを検出すると下磁場を印加する時間ｔ＝ｔ０に達したと判定するルールである。
【0098】
ここで、下磁場を印加するタイミングではないと磁場制御機能３６２が判定した場合（ステップＳＡ１；Ｎｏ）、再度、ステップＳＡ１の判定処理が行われる。
【0099】
一方、下磁場を印加するタイミングであると磁場制御機能３６２が判定した場合、すなわち、下磁場を印加する時間ｔ＝ｔ０に達した場合（ステップＳＡ１；Ｙｅｓ）、ステップＳＡ２が実行される。
【0100】
図６ＡのステップＳＡ２では、磁場制御機能３６２は、下磁場発生器３２ｂを制御して下磁場の印加を開始する。
【0101】
次に、図６ＡのステップＳＡ３では、処理回路３６の判定機能３６４は、検出区間が開始するタイミングであるか否かを判定する。具体的には、判定機能３６４は、下磁場の印加を開始した後、例えば検出区間が開始するタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、下磁場の印加が開始する時間ｔ＝ｔ０から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時間ｔ＝ｔｓに達したか否かを判定する。なお、検出区間が開始するタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時間ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。
【0102】
ここで、検出区間が開始するタイミングではないと判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ３；Ｎｏ）、再度、ステップＳＡ３の判定処理が行われる。
【0103】
一方、検出区間が開始するタイミングであると判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ３；Ｙｅｓ）、ステップＳＡ４が実行される。
【0104】
次に、図６ＡのステップＳＡ４では、判定機能３６４は、リファレンス値Ｒを取得する。具体的には、判定機能３６４は、検出区間の開始を示す時間である時間ｔ＝ｔｓに達すると、光検出器３１２から継続的に供給される光強度のデータの１つの値をリファレンス値Ｒ（＝Ａ０１）として取得する。
【0105】
次に、図６ＡのステップＳＡ５では、判定機能３６４は、光強度の値Ａを取得する。具体的には、判定機能３６４は、リファレンス値Ｒの取得後、光検出器３１２から逐次供給される光強度のデータに含まれる光強度Ａｎ（ｎ＝１、２、３…）の１つを測定値として取得する。なお、判定機能３６４は、ステップＳＡ４で取得したリファレンス値Ｒを測定値として利用してもよい。
【0106】
次に、図６ＡのステップＳＡ６では、判定機能３６４は、取得した測定値のデータをＮ個以上取得したか否かを判定する。例えば、判定機能３６４は、測定値Ａｎを取得した後、取得した測定値のデータの数が３以上であるか否か判定する。
【0107】
ここで、取得した測定値のデータの数がＮ未満であると判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ６；Ｎｏ）、ステップＳＡ５の処理が再度行われる。
【0108】
一方、取得した測定値のデータの数がＮ以上であった場合（ステップＳＡ６；Ｙｅｓ）、ステップＳＡ７が実行される。
【0109】
次に、図６ＡのステップＳＡ７では、判定機能３６４は、算出タイミングであるか否かを判定する。具体的には、判定機能３６４は、例えば算出タイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、下磁場の印加を開始する処理が実施された時間ｔ＝ｔ０から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時間ｔ＝ｔ２に達したか否かを判定する。ステップＳＡ７における経過時間とは、ステップＳＡ３における経過時間と同様に、下磁場の印加を開始する時間ｔ＝ｔ０からの相対的な経過時間であり、予め経験的、実験的に取得される時間である。なお、判定機能３６４は、例えば直近に取得したＮ個の光強度のデータのうち、（Ｎ－１）個の光強度のデータがリファレンス値Ｒを超えている場合を算出タイミングとしてもよい。なお、算出タイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時間ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。
【0110】
ここで、算出タイミングではないと判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ７；Ｎｏ）、ステップＳＡ５の処理が再度行われる。
【0111】
一方、算出タイミングであると判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ７；Ｙｅｓ）、すなわち、時間ｔ＝ｔ２に達した場合、ステップＳＡ８が実行される。
【0112】
次に、図６ＡのステップＳＡ８では、磁場制御機能３６２は、下磁場発生器３２ｂを制御して下磁場の印加を停止する。
【0113】
次に、図６ＢのステップＳＡ９では、処理回路３６の演算機能３６３は、光検出器３１２から逐次供給された光強度のデータのうち、直近に取得したＮ個の光強度のデータの平均値Ａｖｅ（ｎ）を算出する。このときに光検出器３１２から逐次供給された光強度のデータは、エネルギーの印加状態が切り替わった後に出力される電気信号である。平均値Ａｖｅ（ｎ）の算出式は、例えば以下の式（１）で表される。
Ａｖｅ（ｎ）＝（Ａｎ＋Ａｎ－１＋・・・＋Ａｎ－Ｎ＋１）／Ｎ （ｎ≧Ｎ） （１）
Ａｖｅ（ｎ）＝（Ａｎ＋Ａｎ－１＋・・・＋Ａｎ－Ｎ＋１）／Ｎ （ｎ≧Ｎ） （１）
【0114】
次に、図６ＢのステップＳＡ１０１では、演算機能３６３は、ステップＳＡ４で取得したリファレンス値ＲとステップＳＡ９で算出した光強度の平均値Ａｖｅ（ｎ）を用いて、光強度の変動率Ｈｎを算出する。変動率Ｈｎの算出式は、例えば以下の式（２）で表される。
Ｈｎ＝１－（Ｒ／Ａｖｅ（ｎ）） （ｎ≧３） （２）
なお、１－（Ｒ／Ａｖｅ（ｎ））＜０である場合、Ｈｎ＝０である。
Ｈｎ＝１－（Ｒ／Ａｖｅ（ｎ）） （ｎ≧３） （２）
なお、１－（Ｒ／Ａｖｅ（ｎ））＜０である場合、Ｈｎ＝０である。
【0115】
ここで、上述したように、光検出器３１２において、光検出部３１２ａは、被検物質（抗原２１２）と特異的に反応する物質（第１抗体２１１）が予め固定された検出面２３１から出射された光を受光し、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。すなわち、光検出部３１２ａは、検出面２３１における反応状態に基づいた電気信号として、光強度のデータを供給する。検出面２３１における反応状態に基づいた電気信号は、「第１の電気信号」の一例である。そこで、第１の電気信号として光検出部３１２ａから供給された光強度のデータに対する変動率Ｈｎを、変動率Ｈ１と記載する。
【0116】
また、光検出器３１２において、光検出部３１２ｂは、上記物質（第１抗体２１１）が予め固定されていない検出面２３２から出射された光を受光し、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。すなわち、光検出部３１２ｂは、検出面２３２における反応状態に基づいた電気信号として、光強度のデータを供給する。検出面２３２における反応状態に基づいた電気信号は、「第２の電気信号」の一例である。そこで、第２の電気信号として光検出部３１２ｂから供給された光強度のデータに対する変動率Ｈｎを、変動率Ｈ２と記載する。
【0117】
次に、図６ＢのステップＳＡ１１１では、演算機能３６３は、光強度の変動率Ｈｎの積算値Ｓｎを算出する。積算値Ｓｎの算出式は、例えば以下の式（３）で表される。
Ｓｎ＝Ｈｎ＋Ｈｎ－１＋Ｈｎ－２・・・ （ｎ≧Ｎ） （３）
Ｓｎ＝Ｈｎ＋Ｈｎ－１＋Ｈｎ－２・・・ （ｎ≧Ｎ） （３）
【0118】
ここで、光検出部３１２ａから供給された光強度のデータに対する積算値Ｓｎを、積算値Ｓ１と記載する。積算値Ｓ１は、「第１の電気信号に基づく変動量」の一例である。
【0119】
また、光検出部３１２ｂから供給された光強度のデータに対する積算値Ｓｎを、積算値Ｓ２と記載する。積算値Ｓ２は、「第２の電気信号に基づく変動量」の一例である。
【0120】
次に、図６ＢのステップＳＡ１２では、判定機能３６４は、検出区間が終了するタイミングであるか否かを判定する。具体的には、判定機能３６４は、光強度の変動率Ｈｎの積算値Ｓｎを算出した後、例えば検出区間が終了するタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時間ｔ＝ｔ２から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時間ｔ＝ｔ３に達したか否かを判定する。なお、検出区間が終了されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時間ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。
【0121】
ここで、検出区間が終了するタイミングではないと判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ１２；Ｎｏ）、ステップＳＡ１３が実行される。
【0122】
図６ＢのステップＳＡ１３では、判定機能３６４は、光強度の値Ａを取得する。具体的には、判定機能３６４は、次に供給される測定値を取得する。その後、再度、ステップＳＡ９の判定処理が行われる。
【0123】
一方、検出区間が終了するタイミングであると判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ１２；Ｙｅｓ）、ステップＳＡ１４１が実行される。
【0124】
図６ＢのステップＳＡ１４１では、判定機能３６４は、算出された光強度の変動率Ｈ１の積算値Ｓ１と、算出された光強度の変動率Ｈ２の積算値Ｓ２との差分の絶対値｜Ｓ１－Ｓ２｜を算出し、算出した値｜Ｓ１－Ｓ２｜と、記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳである第１の規定値ＴＳ１とを比較し、値｜Ｓ１－Ｓ２｜が第１の規定値ＴＳ１以上であるか否かを判定する。
【0125】
ここで、値｜Ｓ１－Ｓ２｜が第１の規定値ＴＳ１より小さいと判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ１４１；Ｎｏ）、例えば非特異的な吸着等による影響を受けている可能性がある。この場合、ステップＳＡ１５がスキップされ、ステップＳＡ１６が実行される。
【0126】
一方、値｜Ｓ１－Ｓ２｜が第１の規定値ＴＳ１以上であると判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ１４１；Ｙｅｓ）、例えば非特異的な吸着等による影響を受けていない可能性がある。この場合、ステップＳＡ１４２が実行される。
【0127】
図６ＢのステップＳＡ１４２では、判定機能３６４は、算出された光強度の変動率Ｈ１の積算値Ｓ１と、記憶回路３５に記憶された規定値ＴＳである第２の規定値ＴＳ２とを比較し、積算値Ｓ１が規定値ＴＳ２以下であるか否かを判定する。
【0128】
ここで、積算値Ｓ１が第２の規定値ＴＳ２以下ではないと判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ１４２；Ｎｏ）、判定機能３６４は、被検物質を含む試料溶液が弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。この場合、ステップＳＡ１５がスキップされ、ステップＳＡ１６が実行される。
【0129】
一方、積算値Ｓ１が第２の規定値ＴＳ２以下であると判定機能３６４が判定した場合（ステップＳＡ１４２；Ｙｅｓ）、ステップＳＡ１５が実行される。
【0130】
図６ＢのステップＳＡ１５では、判定機能３６４は、第１の判定結果を求め、当該第１の判定結果を出力する。具体的には、判定機能３６４は、第１の判定結果として、被検物質を含む試料溶液が陽性の可能性が高いと判定し、陽性の可能性が高い旨を表す判定結果を出力する。この場合、出力制御機能３６６は、当該第１の判定結果を、出力ユニット３３により操作者に提示又は報知する。
【0131】
図６ＢのステップＳＡ１６では、時間ｔ＝ｔ３以降の測定が継続される。
【0132】
図６ＢのステップＳＡ１７では、処理回路３６の磁場制御機能３６２は、上磁場を印加するタイミングであるか否かを判定する。具体的には、磁場制御機能３６２は、例えば上磁場の印加が開始するタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時間ｔ＝ｔ２から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち上磁場を印加する時間ｔ＝ｔ５に達したか否か判定する。なお、上磁場が印加されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時間ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。
【0133】
ここで、上磁場を印加するタイミングではないと磁場制御機能３６２が判定した場合（ステップＳＡ１７；Ｎｏ）、再度、ステップＳＡ１の判定処理が行われる。
【0134】
一方、上磁場を印加するタイミングであると磁場制御機能３６２が判定した場合、すなわち、上磁場を印加する時間ｔ＝ｔ５に達した場合（ステップＳＡ１７；Ｙｅｓ）、ステップＳＡ１８が実行される。
【0135】
図６ＢのステップＳＡ１８では、磁場制御機能３６２は、上磁場発生器３２ａを制御して上磁場の印加を開始する。
【0136】
次に、図６ＢのステップＳＡ１９では、処理回路３６の最終判定機能３６５は、最終判定タイミングであるか否かを判定する。具体的には、最終判定機能３６５は、例えば最終判定が実施されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時間ｔ＝ｔ５から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時間ｔ＝ｔ７に達したか否かを判定する。なお、最終判定が実施されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時間ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。
【0137】
ここで、最終判定タイミングではないと最終判定機能３６５が判定した場合（ステップＳＡ１９；Ｎｏ）、ステップＳＡ１９の処理が再度行われる。
【0138】
一方、最終判定タイミングであると最終判定機能３６５が判定した場合（ステップＳＡ１９；Ｙｅｓ）、すなわち、時間ｔ＝ｔ７に達した場合、ステップＳＡ２０が実行される。
【0139】
次に、図６ＢのステップＳＡ２０では、最終判定機能３６５は、光強度の値Ａを取得する。具体的には、光検出器３１２から継続的に供給される、収束後の光強度のデータの値Ａ０２を取得する。
【0140】
図６ＢのステップＳＡ２１では、最終判定機能３６５は、最終判定結果として第２の判定結果を求め、当該第２の判定結果を出力する。具体的には、最終判定機能３６５は、取得した光強度のデータの値Ａ０２と記憶回路３５に記憶された閾値ＴＡを比較することで、最終判定を行い、最終判定の結果を第２の判定結果として出力する。この場合、出力制御機能３６６は、当該第２の判定結果を、出力ユニット３３により操作者に提示又は報知する。なお、出力制御機能３６６は、第２の判定結果を出力する際、第１の判定結果を第２の判定結果と同時に同一のディスプレイ等に表示するようにしてもよい。また、第１の判定結果と第２の判定結果とが明確に識別可能な識別子、例えば「＊」を第１の判定結果に付加して表示又は印刷するようにしてもよい。
【0141】
その後、磁場制御機能３６２は、上磁場発生器３２ａを制御して上磁場の印加を停止する。
【0142】
以上の説明により、本実施形態に係る検体検査装置１では、反応容器２０１は、被検物質と特異的に反応する物質が予め固定化された検出面２３１と、上記物質が固定化されていない検出面２３２とを有する。磁場発生器３２は、反応容器２０１内の反応を促進させるエネルギーを反応容器２０１に印加する。光検出器３１２は、第１の検出面における反応状態に基づいた第１の電気信号と、第２の検出面における反応状態に基づいた第２の電気信号とを検出する。判定機能３６４は、第１の電気信号と第２の電気信号とに基づいて、第１の判定結果を求める。最終判定機能３６５は、第１の判定結果を求めた後に、第１の電気信号に基づいて、第２の判定結果を求める。
【0143】
ここで、判定機能３６４は、第１の電気信号と第２の電気信号との差に基づいて、被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を、第１の判定結果として求める。具体的には、まず、判定機能３６４は、第１の電気信号に基づく変動量と、第２の電気信号に基づく変動量との差分値｜Ｓ１－Ｓ２｜を演算し、演算結果を得る。ここで、当該演算結果が第１の規定値ＴＳ１以上である場合、判定機能３６４が行う判定では、例えば非特異的な吸着等による影響を受けていない可能性がある。この場合、判定機能３６４は、第１の電気信号に基づく変動量と、第２の規定値ＴＳ２とに基づいて、第１の判定結果を求める。
【0144】
このように、判定機能３６４は、磁場発生器３２によりエネルギーの印加状態が変更されたときに光検出器３１２により検出された第１の電気信号及び第２の電気信号に基づいて、被検物質と特異的に反応する物質が含まれている可能性が高いか否かを示す判定結果を、第１の判定結果として求める。すなわち、判定機能３６４は、エネルギーの印加状態が切り替わった後に検出される第１の電気信号及び第２の電気信号に基づいて、第１の判定結果を求める。そして、最終判定機能３６５は、エネルギーの印加状態が切り替わった後、反応容器２０１内の反応が収束する所定の時間が経過すると、反応容器２０１内の反応が収束した第１の電気信号に基づいて、第２の判定結果を求める。
【0145】
したがって、本実施形態に係る検体検査装置１は、上記構成により、非特異的な吸着等による影響を受けずに、判定を行うことができる。
【0146】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、判定精度を向上させることができる。
【0147】
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、実施形態同士の組み合わせ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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【0148】
１ 検体検査装置
２３ 光導波路
３２ 磁場発生器
２０１ 反応容器
２３１ 検出面
２３２ 検出面
３６４ 判定機能
３６５ 最終判定機能
２３ 光導波路
３２ 磁場発生器
２０１ 反応容器
２３１ 検出面
２３２ 検出面
３６４ 判定機能
３６５ 最終判定機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】