(57)【要約】 【課題】  検体検査装置において、内部の他の回路に干渉せずに検査容器内の測定試料を加熱すること。【解決手段】  実施形態によれば、検体検査装置は、支持部、光学部、磁場発生部、及び加熱部を備える。支持部は、試料と、目的物質に反応する試薬成分とを含む検査液を収容する検査容器を支持する。光学部は、前記試料に含まれ得る目的物質を光によって検出する。磁場発生部は、前記支持部に支持される前記検査容器に収容される前記検査液に対して上方向又は下方向の磁力を発生させる。加熱部は、前記支持部に支持される前記検査容器に収容される前記検査液を光によって加熱する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料と、目的物質に反応する試薬成分とを含む検査液を収容する検査容器を支持する支持部と、
前記試料に含まれ得る目的物質を光によって検出する光学部と、
前記支持部に支持される前記検査容器に収容される前記検査液に対して上方向又は下方向の磁力を発生させる磁場発生部と、
前記支持部に支持される前記検査容器に収容される前記検査液を光によって加熱する加熱部と
を具備する検体検査装置。
【請求項２】
光を反射させる反射部材をさらに具備し、
前記加熱部は、前記光を前記反射部材で反射させて前記検査液を加熱する請求項１記載の検体検査装置。
【請求項３】
前記磁場発生部は、前記検査液に対して上磁場を印加する上磁場印加部を有し、
前記反射部材は、前記上磁場印加部の移動に伴って立ち上がり、
前記加熱部は、前記立ち上がった前記反射部材で前記光を反射させる請求項２記載の検体検査装置。
【請求項４】
前記加熱部は、前記磁場発生部により下磁場が発生され、前記下磁場の発生が停止された後、前記検査液を加熱する請求項１乃至３のいずれかに記載の検体検査装置。
【請求項５】
前記加熱部は、前記磁場発生部による下磁場の発生中に、前記検査液を加熱する請求項１乃至３のいずれかに記載の検体検査装置。
【請求項６】
前記上磁場印加部を移動させる駆動機構と、
前記磁場発生部による下磁場の発生前に、前記上磁場印加部を移動させるように前記駆動機構を制御し、前記下磁場の発生中に、前記立ち上げられた前記反射部材へ前記光を照射するように前記加熱部を制御する処理回路と
をさらに具備し、
前記上磁場印加部を移動させた後に発生される下磁場は、前記上磁場印加部を移動させずに発生される下磁場よりも強い請求項３記載の検体検査装置。
【請求項７】
前記加熱部は、赤外光により前記検査液を加熱する請求項１乃至６のいずれかに記載の検体検査装置。
【請求項８】
前記加熱部は、中赤外線を含む赤外光により前記検査液を加熱する請求項１乃至６のいずれかに記載の検体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検体検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗原抗体反応を応用して、測定試料中の目的物質の有無を検査する検体検査装置が実用化されている。この種の検体検査装置では、例えば、測定試料が収容される検査容器内の反応状態に係る信号の強度を測定し、測定した強度に基づいて測定試料中の目的物質の有無を判断する。
【０００３】
ところで、検体検査装置では、抗原抗体反応を十分に進める必要があるため、室温で反応させた場合には測定に所定の時間がかかる。そこで、検査容器内の測定試料を加熱することで抗原抗体反応を促進させ、測定時間を短縮させる手法が検討されている。しかしながら、検体検査装置内には、測定回路、及び磁場発生回路等が設けられており、これらに機械的に干渉しないように加熱機構を付加することは極めて困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８８１６４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、検体検査装置において、内部の他の回路等と機械的干渉を伴わずに検査容器内の測定試料の加熱を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、検体検査装置は、支持部、光学部、磁場発生部、及び加熱部を備える。支持部は、試料と、目的物質に反応する試薬成分とを含む検査液を収容する検査容器を支持する。光学部は、前記試料に含まれ得る目的物質を光によって検出する。磁場発生部は、前記支持部に支持される前記検査容器に収容される前記検査液に対して上方向又は下方向の磁力を発生させる。加熱部は、前記支持部に支持される前記検査容器に収容される前記検査液を赤外光によって加熱する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る検体検査装置を表す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示される検体検査装置のその他の状態を表す斜視図である。
【図３】図３は、図１に示される検体検査装置のＡ−Ａ断面を表す図である。
【図４】図４は、図３に示される検体検査装置のその他の状態を表す図である。
【図５】図５は、図３に示される検体検査装置のその他の例を表す図である。
【図６】図６は、図１に示される検体検査装置の機能構成を表すブロック図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る反応ユニットを示す斜視図である。
【図８】図８は、図７に示される反応ユニットのＢ−Ｂ断面を表す図である。
【図９】図９は、反応ユニットが装着された検体検査装置を表す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示される検体検査装置の蓋部が閉じられた際の検体検査装置のＡ−Ａ断面を表す図である。
【図１１】図１１は、図６に示される光検出器で検出される光強度の時間変化を表す図である。
【図１２】図１２は、図１０に示される反応ユニットの反応室への加熱光の照射を表す図である。
【図１３】図１３は、スライド機構を有する反射部材が設けられる検体検査装置の断面を表す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示される検体検査装置のその他の状態を表す図である。
【図１５】図１５は、加熱処理を実施するタイミングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１、及び図２は、本実施形態に係る検体検査装置１の例を表す斜視図である。図１に示されるように、検体検査装置１は、装置本体１０、及び装置本体１０の上面側に設けられた蓋部１１を有する。蓋部１１は、検体検査装置１の奥行き方向にスライド可能に、装置本体１０に取り付けられている。蓋部１１を装置本体１０に対して手前側にスライドさせることで、図１に示されるように装置本体１０の上面１００が蓋部１１により覆われる。また、蓋部１１を装置本体１０に対して奥側にスライドさせることで、図２に示されるように装置本体１０の上面１００が露出される。
【００１０】
装置本体１０の正面側の斜面１０１には、出力インタフェース１５の一部としてのディスプレイ１５１、及び入力インタフェース１６としての複数のボタン類が設けられている。
【００１１】
装置本体１０の上面１００には、光検出回路１２、情報取得回路１４、第１接触部１０２、第２接触部１０３、第３接触部１０４、可動当接機構１０５、及びガイド部材１０６が設けられている。第１接触部１０２、第２接触部１０３、第３接触部１０４、及び可動当接機構１０５は、光検出回路１２、及び情報取得回路１４を囲むように配置される。
【００１２】
第１接触部１０２は、略直方体形状の剛体であり、装置本体１０の幅方向に沿って形成されている。第１接触部１０２は、上面１００において、光検出回路１２、及び情報取得回路１４よりも手前側に配置される。
【００１３】
第２接触部１０３、及び第３接触部１０４は、略直方体形状の剛体であり、装置本体１０の奥行方向に沿って形成されている。第２接触部１０３、及び第３接触部１０４は、上面１００において、光検出回路１２、及び情報取得回路１４を挟んで対向するように設けられている。第２接触部１０３と、第３接触部１０４との間の距離は、後述する反応ユニット２の幅と対応している。
【００１４】
可動当接機構１０５は、装置本体１０の幅方向に沿って形成される当接部１０５１を有する。当接部１０５１は、可動当接機構１０５に内蔵される弾性体と接続されており、装置本体１０の奥行き方向に伸縮可能となっている。可動当接機構１０５は、上面１００において、光検出回路１２、及び情報取得回路１４よりも奥側に配置される。可動当接機構１０５は、当接部１０５１が第１接触部１０２と対向するように設けられている。当接部１０５１と、第１接触部１０２との距離は、反応ユニット２の奥行き方向の長さよりわずかに短い。反応ユニット２は、第１接触部１０２、第２接触部１０３、第３接触部１０４、及び可動当接機構１０５で囲まれた領域に装着される。この領域が、例えば、反応ユニット２の支持部の一例である。
【００１５】
ガイド部材１０６は、例えば、上面１００において、装置本体１０の奥行き方向に平行に設けられる１対のレールである。なお、ガイド部材１０６は、レールに限らず、１対の溝であってもかまわない。ガイド部材１０６は、第２接触部１０３、及び第３接触部１０４を間に挟むように設けられている。
【００１６】
光検出回路１２は、光を射出する出射窓としての射出部１２１と、光を受光する受光窓としての受光部１２２とを有する。情報取得回路１４は、光学式マーク（バーコード、二次元コード等）を読み取るため読取窓としての読取部１４１を有する。
【００１７】
図３、及び図４は、図１に示される検体検査装置１のＡ−Ａを通りＹ軸に垂直な断面図である。図３、及び図４に示されるように、蓋部１１の内部には、磁場発生回路１３の上磁場印加部１３１が設けられている。
【００１８】
上磁場印加部１３１は、内側上面に、鉛直方向に伸縮する駆動機構１１１が設けられており、この駆動機構１１１を介して、上面１００に対して位置が固定されている蓋部１１と接続される。駆動機構１１１は、処理回路１７の制御に従い、上磁場印加部１３１に対して鉛直上方向の力を付与する。図３は、駆動機構１１１による力が発生していない状態（すなわち、駆動機構１１１が伸びた状態）を表し、図４は、駆動機構１１１による力が発生している状態（駆動機構１１１が縮んだ状態）を表す。駆動機構１１１は、例えば、ソレノイド、又はボールねじと組み合わせたモーター等により実現される。なお、図３、及び図４では、駆動機構１１１が蓋部１１の内側上面に設けられている場合を例に示しているが、鉛直方向への移動が可能ならば駆動機構１１１は、蓋部１１の内側側面に設けられてもかまわない。
【００１９】
上磁場印加部１３１は、磁場発生端１３１１に鉛直方向上向きの磁場による吸引力（以下、磁力と呼ぶ）を発生する。上磁場印加部１３１は、例えば、永久磁石、又は電磁石等を用いて実現される。また、測定中でなければ上磁場印加部１３１は、蓋部１１と共に装置本体１０の上面１００上を移動させることも可能である。蓋部１１が閉じられた状態（例えば測定中）では、蓋部１１と接続された上磁場印加部１３１は、磁場を発生する磁場発生端１３１１が、光検出回路１２の射出部１２１と、受光部１２２との間の領域の鉛直上方向に位置する配置となる。
【００２０】
装置本体１０の内部には、磁場発生回路１３の下磁場印加部１３２が設けられている。下磁場印加部１３２は、磁場発生端１３２１に鉛直方向下向きの磁力を発生する。下磁場印加部１３２は、上磁場印加部１３１と同様に例えば、永久磁石、又は電磁石等を用いて実現される。下磁場印加部１３２は、磁場を発生する磁場発生端１３２１が、光検出回路１２の射出部１２１と、受光部１２２との間の領域の鉛直下方向に位置するように配置される。これにより、蓋部１１が閉じられた状態では、上磁場印加部１３１の磁場発生端１３１１の中心と、下磁場印加部１３２の磁場発生端１３２１の中心が鉛直線上に並び、かつ夫々の端面が対向する配置となる。
【００２１】
磁場発生端１３１１と、磁場発生端１３２１とは、蓋部１１が閉じられた状態において、互いの距離が所定の距離となるように配置される。所定の距離とは、例えば、磁場発生端１３１１と、磁場発生端１３２１との間に配置される反応ユニット２を通過する磁束線の方向が鉛直方向と略平行と見なせる程度の近距離を意味する。換言すると、反応ユニット２に対し、鉛直方向上向きの磁束密度が水平方向にほぼ一様と見なせる程度の近距離である。
【００２２】
上磁場印加部１３１の磁場発生端１３１１の鉛直下方向には、薄い板状の反射部材１９２が設けられている。反射部材１９２は、少なくとも一方の面に、検査液を加熱するための赤外線を含む光（以下、「加熱光」と呼ぶ）を反射することが可能な反射面１９２１を有する。反射部材１９２は、射出される加熱光を反射面１９２１で反射し、装置本体１０の上面１００に装着される反応ユニット２の反応室２５へ加熱光を照射するための部材である。反射部材１９２は、非磁性体材料（導電体だけでなく誘電体も含む）で構成され、かつ加熱光を反射可能な部材、例えば、鏡等である。反射部材１９２の形状は、加熱光を反射して反応室２５へ照射可能であれば、特に限定されない。反射部材１９２の形状は、例えば、方形型であってもよいし、三角形であってもよいし、部分的に円形であってもよい。反射部材１９２は、一端が、例えば、一対の第１支持部材１９１により回転自在となるよう支持され、他端も、例えば、一対の第２支持部材１９３により、反射部材１９２が鉛直方向へ持ち上げられたときに回転自在となるように支持されている。
【００２３】
第１支持部材１９１は、反射部材１９２を支持するための剛性部材である。第１支持部材１９１は、反射部材１９２を支持する支持部１９１１と、被ガイド部１９１２とを有する。被ガイド部１９１２は、第１支持部材１９１の下端に、ガイド部材１０６を前後方向にはスライド可能で、かつ鉛直方向へは移動できない構造であるとする。被ガイド部１９１２は、例えば、ローラ、車輪等を有するものであってもかまわない。
【００２４】
第２支持部材１９３は、反射部材１９２を支持するための剛性部材である。第２支持部材１９３は、反射部材１９２を支持する支持部１９３１を有する。第２支持部材１９３の上端は、上磁場印加部１３１に固定される。
【００２５】
蓋部１１の内部には、加熱光源１９４がさらに設けられている。加熱光源１９４は、処理回路１７の制御に従い、加熱光を出射する。反射部材１９２で反射された加熱光は、反応ユニット２の反応室２５に収容される検査液を加熱する。加熱光源１９４がする加熱光は、例えば、水の吸収波長域を含む赤外光（波長域：７５０ｎｍ〜１ｍｍ）、より好ましくは、水において極大吸収を示す中赤外線（〜３，０００ｎｍ）を含みその強度が高い光がよい。加熱光源１９４は、例えば、ハロゲンヒーター、カーボンヒーター、及びカンタルヒーター等により実現される。ただし、出射される加熱光が水の吸収波長域を外れる成分を含む場合には、例えば、図５に示されるように、加熱光源１９４ａの直後にフィルタ１９４１が設けられてもよい。フィルタ１９４１は、加熱光源１９４ａから出射される加熱光に含まれ、加熱に寄与せず測定の邪魔となる赤外線以外の光（例えば可視光線）を遮断する。フィルタ１９４１の材料としては、例えば、シリコン、及びゲルマニウム等が適している。加熱光源１９４，１９４ａは、反射部材１９２の反射面１９２１に加熱光を出射し、反射面１９２１で反射された加熱光が装置本体１０の上面１００に装着される反応ユニット２の反応室２５へ照射できる位置に配置される。
【００２６】
なお、図３、及び図４では、加熱光源１９４が蓋部１１の手前側内面に設けられている場合を例に示しているが、加熱光源１９４の設置位置はこれに限定されない。装置本体１０の上面１００に対して所定の角度で立ち上げられた反射部材１９２の反射面１９２１と向き合うならば、加熱光源１９４は、蓋部１１の内側側面、又は奥側内面に設けてもかまわない。
【００２７】
次に、駆動機構１１１が駆動する前後の動作について具体的に説明する。  
駆動機構１１１による力が発生していない場合、図３に示されるように、反射部材１９２は、装置本体１０の上面１００と略平行となり、かつ、反射面１９２１が上面１００と対向する。
【００２８】
駆動機構１１１による力が発生している場合（すなわち、駆動機構１１１が伸びた状態）、図４に示すように、上磁場印加部１３１は、駆動機構１１１により、鉛直上方向へ予め設定された距離だけ引き上げられる。上磁場印加部１３１の鉛直上方向への移動により、反射部材１９２は、第２支持部材１９３の支持部１９３１を中心として時計回りに回転し、第１支持部材１９１の支持部１９１１を中心として時計回りに回転する。これにより、反射部材１９２は、装置本体１０の上面１００に対して略４５°の角度で傾けられる。
【００２９】
図６は、図１に示される検体検査装置１の機能構成の例を表すブロック図である。図６に示される検体検査装置１は、光検出回路１２、磁場発生回路１３、情報取得回路１４、出力インタフェース１５、入力インタフェース１６、処理回路１７、及びメモリ１８を備える。
【００３０】
光検出回路１２は、目的物質を光によって検出する、光学部の一例である。光検出回路１２は、射出部１２１、受光部１２２、光源１２３、及び光検出器１２４を有する。射出部１２１は出射窓であり、少なくとも開口さえしていればよい。よって光源１２３から発せられる光に対して透明（すなわち、吸収が無視できる程度）であれば、光学ガラス、又は樹脂等でカバーされていてもよい。光源１２３は、処理回路１７の制御に従い、射出部１２１を介しレーザ、又はＬＥＤ等から出射され、別途付加されるレンズ等により概平行に整形された光線を照射する。光源１２３には、例えば、ＬＥＤ等のダイオード、及びキセノンランプ等が用いられる。受光部１２２は、受光窓であり、少なくとも開口さえしていればよい。受光部１２２に入射する光に対して透明であれば光学ガラス、又は透明な樹脂等によりでカバーされていてもよい。光検出器１２４は、受光部１２２に入射された光を検出する。光検出器１２４には、例えば、フォトダイオード等が用いられる。
【００３１】
磁場発生回路１３は、処理回路１７の制御に従い、磁場を発生させる、磁場発生部の一例である。磁場発生回路１３は、上磁場印加部１３１、及び下磁場印加部１３２を有する。上磁場印加部１３１は、図３、及び図４に示されるように、装置本体１０の上面１００の上方に設けられる。上磁場印加部１３１は、上面１００に装着される反応ユニット２に対し、鉛直方向上向きの磁力を発生する。下磁場印加部１３２は、図３、及び図４に示されるように、装置本体１０の上面１００の下方の、装置本体１０内に設けられる。下磁場印加部１３２は、反応ユニット２に対し、鉛直方向下向きの磁力を発生する。
【００３２】
情報取得回路１４は、例えば、読取部１４１、及び光学式リーダ１４２を有する。読取部１４１は、例えば、光学ガラス、又は透明な樹脂等により形成される。光学式リーダ１４２は、例えば、反応ユニット２の下面の一部に設けられた光学式マーク（例えばバーコード）を、読取部１４１を介して読み取る。これにより、反応ユニット２が識別される。
【００３３】
出力インタフェース１５は、ディスプレイ１５１、及び報知器１５２を有する。ディスプレイ１５１は、処理回路１７からの指示に従って種々の情報を表示する。ディスプレイ１５１は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、またはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等、任意のディスプレイが適宜利用可能である。報知器１５２は、処理回路１７からの指示に従って種々の音、例えば、警告音、及び測定の完了通知を発生する。報知器１５２は、例えば、スピーカー等により実現される。
【００３４】
入力インタフェース１６は、ユーザから各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１７へ出力する。入力インタフェース１６は、例えば、操作面へ触れることで指示が入力されるメンブレンスイッチ、タッチパネル、タッチパッド、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド、またはトラックボール等の入力機器に接続されている。
【００３５】
メモリ１８は、例えば、種々の情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）または集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ１８は、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、またはＤＶＤドライブ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。なお、メモリ１８は、必ずしも単一の記憶装置により実現される必要は無い。例えば、メモリ１８は、複数の記憶装置により実現されてもかまわない。
【００３６】
メモリ１８は、本実施形態に係る制御プログラム等を記憶している。このプログラムは、例えば、メモリ１８に予め記憶されていてもよい。また、例えば、非一過性の記憶媒体に記憶されて配布され、非一過性の記憶媒体から読み出されてメモリ１８にインストールされてもよい。また、制御プログラムは、例えば、ネットワークからダウンロードされてメモリ１８にインストールされてもよい。
【００３７】
処理回路１７は、検体検査装置１の制御中枢として機能するプロセッサである。処理回路１７は、メモリ１８等に記憶されているプログラムを実行することにより、当該プログラムに対応する機能、すなわち、システム制御機能１７１、及び加熱機能１７２を実現する。なお、本実施形態では、単一のプロセッサによってシステム制御機能１７１、及び加熱機能１７２が実現される場合を説明するが、これに限定されない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによりシステム制御機能１７１、及び加熱機能１７２を実現してもかまわない。
【００３８】
また、システム制御機能１７１は、その動作がハードウェアによって実現されるものであってもよいし、ソフトウェアによって実現されるものであってもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。加熱機能１７２は、その動作がハードウェアによって実現されるものであってもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
【００３９】
システム制御機能１７１は、入力インタフェース１６から入力される入力情報に基づき、検体検査装置１における各部を統括して制御する機能である。
【００４０】
加熱機能１７２は、上面１００に装着される反応ユニット２の反応室２５に収容される検査液を加熱する機能である。
【００４１】
次に、検体検査装置１に装着される反応ユニット２について説明する。なお、反応ユニット２は、検査容器、反応容器、及び反応カートリッジ等と言い替えてもかまわない。
【００４２】
図７は、本実施形態に係る反応ユニット２の例を示す斜視図である。図８は、図７に示される反応ユニット２のＢ−Ｂ断面の例を表す図である。図７、及び図８に示される反応ユニット２は、外筐部２１、両面テープ２２、光導波路２３、透明基板２４、及び遮光膜２６を備える。
【００４３】
外筐部２１は、ＡＢＳ等の樹脂により、略直方体形状に形成されている。外筐部２１は、例えば、遮光目的で黒色に着色される。外筐部２１の下端には、略方形形状の第１凹部２１１が形成されている。第１凹部２１１の上面の一部には、略方形形状の第２凹部２１２が形成されている。第２凹部２１２の上面の一端部近傍には、外筐部２１を上方に貫通する孔２１ａが形成され、他端部近傍には、外筐部２１を上方に貫通する孔２１ｂが形成されている。
【００４４】
両面テープ２２は、上面が外筐部２１の第１凹部２１１の上面に密接して配置され、側面が第１凹部２１１の側面に密接して配置される。両面テープ２２は、外筐部２１の第２凹部２１２が存在する位置には設けられていない、略枠形状を有する。
【００４５】
光導波路２３は、光が透過する素材、例えば、ガラス、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂等により形成される。熱硬化性樹脂としては、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、一部の上面が両面テープ２２の下面に密着して配置され、その他の上面が第２凹部２１２内の空間と面するように配置されている。また、光導波路２３は、側面が第１凹部２１１の側面に密接して配置されている。第２凹部２１２の空間と面する光導波路２３の上面には、目的物質Ｓと特異的に反応する物質が固定されている。
【００４６】
透明基板２４は、光が透過する素材により形成される。透明基板２４は、上面が光導波路２３の下面に密着して配置され、側面が第１凹部２１１の側面に密接して配置されている。両面テープ２２、透明基板２４、及び反応室２５に接する外筐部２１の内壁は、光導波路２３を物理的に保護している。
【００４７】
外筐部２１の第２凹部２１２の上面、第２凹部２１２の側面、両面テープ２２の内側側面、及び第２凹部２１２の空間と面する光導波路２３の上面により反応室２５が形成される。反応室２５には、検査時において、水溶液、試薬成分３０、及び試料が混和された検査液が注液される。なお、図８では、反応室２５に検査液が収容された状態の反応ユニット２を例示している。検査液は、測定試料等と言い替えてもかまわない。
【００４８】
次に、検体検査装置１に反応ユニット２を装着し、測定試料中の目的物質Ｓの有無を検査する際の動作を説明する。以下では、試薬成分３０は、目的物質Ｓを抗原として結合する第１の抗体と、第１の抗体を担持する磁性粒子とを含むものとする。また、反応ユニット２の反応室２５の下面としての光導波路２３の表面に結合された物質は、目的物質Ｓを抗原として第１の抗体とは異なる部位で結合する第２の抗体であるとする。
【００４９】
まず、医療スタッフ等のユーザは、患者から取得した試料を、試薬成分３０を液媒（純水）に溶かした溶液と混和させ、検査液を作成する。ユーザは、作成した検査液を例えば、反応ユニット２の孔２１ａから反応室２５へ注入する。このとき、反応ユニット２の孔２１ｂから空気が排出される。これにより、図８に示されるように、反応室２５が検査液により満たされる。
【００５０】
ユーザは、検査液により反応室２５が満たされた反応ユニット２を、装置本体１０の上面１００における、第１接触部１０２、第２接触部１０３、第３接触部１０４、及び可動当接機構１０５で囲まれた領域に装着する。このとき、ユーザは、例えば、可動当接機構１０５の当接部１０５１を、反応ユニット２の先端部で押し込みながら反応ユニット２を装着する。反応ユニット２は、可動当接機構１０５に内蔵される弾性体により、当接部１０５１を介して第１接触部１０２側へ押し返されることで固定される。図９は、反応ユニット２が装着された検体検査装置１の例を表す斜視図である。
【００５１】
ユーザは、反応ユニット２を装置本体１０の上面１００に装着すると、蓋部１１をスライドさせ、反応ユニット２が蓋部１１内に収まるようにする。蓋部１１のスライドにより、駆動機構１１１により蓋部１１に接続されている上磁場印加部１３１が移動させる。上磁場印加部１３１の移動により、ガイド部材１０６上で、第１支持部材１９１の被ガイド部１９１２が水平方向に移動する。これにより、上磁場印加部１３１の移動と共に、反射部材１９２が移動する。図１０は、反応ユニット２が装着されて、蓋部１１が閉じられた際の検体検査装置１のＡ−Ａ断面の例を表す図である。
【００５２】
蓋部１１が閉じると、ユーザは、例えば、入力インタフェース１６を介して検査開始の指示を入力する。なお、処理回路１７は、蓋部１１が閉じられると、自動的にユーザから検査開始の指示が入力されたと判断するようにしてもよい。
【００５３】
検査開始の指示が入力されると、処理回路１７は、メモリ１８から制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムを実行する。処理回路１７は、制御プログラムを実行すると、システム制御機能１７１を呼び出す。システム制御機能１７１において処理回路１７は、予め設定されたタイミングで検査に必要な処理を実施する。
【００５４】
具体的には、処理回路１７は、例えば、光源１２３に一定強度の光を発生させる。光の強度が一定であれば点滅させてもよい。光源１２３から発生された光は、射出部１２１を介し、反応ユニット２に照射される。反応ユニット２に照射された光は、反応ユニット２の透明基板２４を介して光導波路２３へ入射される。
【００５５】
光導波路２３に入射された光は、偏向された後、光導波路２３内を全反射しながら伝播する。光導波路２３内を伝搬した光は、偏向された後、透明基板２４を介して受光部１２２から光検出器１２４へ出射される。このとき、光導波路２３は、透明基板２４から入射されて透明基板２４へと出射される光の光路となる。すなわち、光導波路２３は、光ファイバーにおけるコア（心材）同様の役割を果たす。両面テープ２２、及び透明基板２４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るため、光は光導波路２３との境界面で全反射する。すなわち、光を光導波路２３内に閉じ込めるクラッドとしての役割を果たす。
【００５６】
光検出器１２４は、反応ユニット２から出射された光を受光し、処理回路１７へ、所定の時間間隔（光が点滅する場合は、それと同期した時間間隔）で光強度のデータを出力する。図１１は、光検出器１２４で検出される光強度の時間変化の例を表す図である。図１１において、横軸は測定時間を表し、縦軸は光強度を表す。なお、図１１には、処理回路１７により実施される下磁場印加、上磁場印加、及び加熱処理のタイミングも併せて示されている。
【００５７】
処理回路１７は、検査を開始してから所定の時間が経過すると、磁場発生回路１３により反応ユニット２の反応室２５に下磁場が印加される。磁場発生回路１３により下磁場が印加されると、検査液中で第１の抗体を担持する磁性粒子は、下磁場による鉛直方向下向きの磁力を受ける。第１の抗体を担持する磁性粒子は、重力、及び下方向の磁力により、反応室２５内において、光導波路２３の表面へ向けて徐々に沈降する。磁性粒子が沈降すると、磁性粒子が担持する第１の抗体は、光導波路２３の表面に結合されている第２の抗体と、目的物質Ｓとしての抗原を介して結合する。このため、下磁場印加が開始されると、光導波路２３の近傍の領域で磁性粒子が増加し、図１１に示されるように、光強度が減少する。
【００５８】
下磁場を印加してから所定の時間が経過すると、処理回路１７は、磁場発生回路１３を制御し、下磁場の印加を停止させる。下磁場の印加が停止されると、第２の抗体を担持する磁性粒子は、下磁場による束縛（磁性粒子が磁力線に沿って短いチェーンのようにつながる状態）から解放されて自然沈降を開始する。これにより、光導波路２３の近傍領域に存在する磁性粒子の数が増加する。下磁場印加が停止されると光強度は、図１１に示されるように、チェーン状につながっていた磁性粒子が、ばらけた瞬間に各磁性粒子に水和する水分子の数が増加し、浮力が増加すること起因するオーバーシュートを発生させた後、徐々に減少する。
【００５９】
下磁場印加を停止させると、処理回路１７は、加熱機能１７２を呼び出す。加熱機能１７２において処理回路１７は、駆動機構１１１を制御し、上磁場印加部１３１に対して鉛直方向上向きに予め設定された大きさの力を付与する。駆動機構１１１による力が付与されると、上磁場印加部１３１は、鉛直上方向へ予め設定した距離だけ引き上げられる。上磁場印加部１３１の鉛直上方向への移動により、反射部材１９２が、装置本体１０の上面１００に対して略４５°の角度で立ち上がる。
【００６０】
反射部材１９２が立ち上がると、処理回路１７は、加熱光源１９４に加熱光を出射させる。図１２は、反応ユニット２の反応室２５へ加熱光が照射される際の模式図を表す。図１２によれば、加熱光源１９４から出射された加熱光は、反射部材１９２の反射面１９２１で反射され、反応ユニット２に到達する。
【００６１】
検査対象により光の吸収スペクトルは異なるが、検査液の主成分は水である。加熱光は、例えば、赤外光であるため、反応ユニット２の反応室２５内に収容される検査液を効果的に加熱することが可能である。なお、反応ユニット２の外筐部２１は、光の吸収中心波長が３４４８ｎｍ（３２２６ｎｍ〜３５７１ｎｍ）であるＡＢＳ樹脂により形成されている。ＡＢＳ樹脂に顔料が添加されておらず、かつ加熱光が中赤外線である場合には、外筐部２１の吸収波長域とオーバーラップせず、より効果的に検査液を加熱することが可能となる。
【００６２】
加熱光の照射を開始してから所定の時間が経過すると、処理回路１７は、加熱光源１９４に加熱光の照射を停止させる。加熱光の照射を停止させると処理回路１７は、駆動機構１１１を制御し、上磁場印加部１３１に対して鉛直方向下向きに予め設定された大きさの力を付与する。駆動機構１１１による力が付与されると、上磁場印加部１３１は、鉛直下方向へ予め設定した距離だけ押し下げられる。上磁場印加部１３１の鉛直下方向への移動により、反射部材１９２が倒れ、反射部材１９２の反射面１９２１と反応ユニット２とが対向する。
【００６３】
反応室２５に収容された検査液を加熱する間に、検査液内の磁性粒子は、光導波路２３の表面へ向けて徐々に沈降し、光導波路２３の上面に堆積される。このとき、第１及び第２の抗体間の抗原抗体反応が促され、光導波路２３の近傍に位置する磁性粒子の多くが、光導波路２３の上面に結合されている第２の抗体と、抗原を介して特異的に結合する。
【００６４】
反射部材１９２を倒すと処理回路１７は、磁場発生回路１３を制御し、反応ユニット２の反応室２５に上磁場を印加する。磁場発生回路１３により上磁場が印加されると、検査液中で第１の抗体を担持する磁性粒子は、上磁場による鉛直方向上向きの磁力を受ける。上方向の磁力により、光導波路２３の上面に堆積されている磁性粒子のうち、光導波路２３の上面に結合されている第２の抗体と抗原を介して第１の抗体が結合していない磁性粒子（光導波路２３に結合しなかった磁性粒子）は、光導波路２３の近傍の領域（エバネッセント場）から引き離される。すなわち、第２の抗体と、抗原を介して第１の抗体が結合している磁性粒子のみが光導波路２３の近傍の領域に残留することになる。このため、図１１に示されるように、上磁場印加が開始された直後は、光強度が増大し、所定の時間が経過すると光強度が安定する。
【００６５】
処理回路１７は、上磁場を印加してから所定の時間が経過したときの光強度と、抗原抗体反応前の、基準となる光強度とを比較し、目的物質Ｓの物質量を算出する。
【００６６】
以上のように、本実施形態では、加熱光源１９４は、磁場発生回路１３により磁場が発生されていない期間に、加熱光を反応ユニット２の反応室２５へ照射するようにしている。これにより、磁場発生回路１３に干渉せずに、反応室２５に収容されている検査液を加熱することが可能となる。また、加熱光により検査液を加熱するため、ヒーター、又はペルチェ素子等の加熱部材の熱伝導によって反応ユニット２を温めるよりも効果的に検査液を加熱することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態では、検体検査装置１は、上磁場印加部１３１の鉛直方向上向きの移動に伴い、反応ユニット２に対して所定の角度で起き上がる反射部材１９２を有する。そして、磁場発生回路１３により磁場が発生されていない期間に、加熱光源１９４から照射された加熱光を、反射部材１９２の反射面１９２１で反射させ、反応ユニット２の反応室２５へ導光されるようになっている。ところで、例えばヒーター、又はペルチェ素子等の加熱部材の熱伝導によって反応ユニット２の反応室２５を加熱しようとする場合、加熱部材を反応室２５の直下に配置する必要がある。しかしながら、高感度化の観点によれば、光検出回路１２、及び磁場発生回路１３は、反応室２５に近接させた方が望ましい。そのため、反応室２５の直下には、加熱部材を配置するスペースは僅かしか存在せず、実装が困難である。一方、本実施形態によれば、薄い板状の反射部材１９２を上磁場印加部１３１の直下に配置し、必要に応じて立ち上がらせ、加熱光を反射させるようにしている。これにより、空きスペースの少ない検体検査装置１においても、反応ユニット２内の検査液を効果的に加熱することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、加熱光源１９４は、赤外光（波長域：７５０ｎｍ〜１ｍｍ）、より好ましくは、中赤外線（〜３，０００ｎｍ）を含みその強度が高い加熱光を照射するようにしている。これにより、加熱光は検査液、及び反応ユニット２の外筐部２１で吸収され、かつ光が進む向きが異なるため、光導波路２３を伝播する光に影響を与えることはない。つまり、光検出回路１２と機械的に干渉せずに、反応室２５に収容されている検査液を加熱することが可能となる。
【００６９】
なお、本実施形態では、装置本体１０の上面１００、及び反応ユニット２との角度が４５°となった反射部材１９２により、蓋部１１の内壁に設けられた加熱光源１９４から水平に出射される加熱光が鉛直方向下向きに反射される場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。上磁場印加部１３１の移動により立ち上げられる反射部材１９２と、装置本体１０の上面１００、及び反応ユニット２との角度は、４５°でなくてもかまわない。ただし、このとき、反射部材１９２の角度に合わせ、加熱光源１９４の設置位置、及び加熱光の出射方向を調整する必要がある。これにより、加熱光源１９４を設置する位置の自由度が向上する。
【００７０】
また、本実施形態では、加熱光源１９４からの加熱光を反射部材１９２により反射させる場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。加熱光源１９４は、加熱光を、反応ユニット２の反応室２５へ、直接、すなわち、反射させずに照射してもかまわない。このとき、例えば、加熱光源１９４は、蓋部１１の内側上面に設けられる。そして、反応ユニット２の反応室２５へ加熱光を照射する際には、蓋部１１がスライドされ、加熱光源１９４と反応ユニット２の反応室２５とが対向するようになる。
【００７１】
また、本実施形態では、反射部材１９２が第１支持部材１９１の支持部１９１１、及び第２支持部材１９３の支持部１９３１で回転可能に支持される場合を説明した。しかしながら、これに限定されない。反射部材は、第２支持部材１９３の支持部１９３１で、回転可能、かつ、支持部１９１１と支持部１９３１とを結んだ方向に移動可能となるように支持されてもかまわない。
【００７２】
図１３、及び図１４は、スライド機構を有する反射部材１９６が設けられる検体検査装置１の断面の例を表す図である。図１３、及び図１４において、蓋部１１は、内側上面に駆動機構１１１ａが設けられており、この駆動機構１１１ａを介して上磁場印加部１３１と接続する。駆動機構１１１ａは、上磁場印加部１３１に対して所定の方向へ力を付与可能なように蓋部１１に設けられている。力を付与する方向は、例えば、反射部材１９６が立ち上がった際に、装置本体１０の上面１００との間に形成される角度と対応している。すなわち、図１４に示されるように反射部材１９６が、装置本体１０の上面１００、及び反応ユニット２に対して４５°で立ち上がった場合、駆動機構１１１ａは、上磁場印加部１３１に対して４５°の仰角方向の力を付与する。
【００７３】
反射部材１９６は、上磁場印加部１３１の磁場発生端１３１１の鉛直下方向に設けられている。反射部材１９６は、少なくとも一方の面に加熱光を反射可能な反射面を有する。反射部材１９６は、照射される加熱光を反射面で反射し、装置本体１０の上面１００に装着される反応ユニット２の反応室２５へ加熱光を照射するための部材である。反射部材１９６は、非磁性体材料（導電体だけでなく誘電体も含む）であり、且つ加熱光を反射可能な部材、例えば、鏡等である。
【００７４】
反射部材１９６は、一端が、例えば、一対の第１支持部材１９１により鉛直方向に回転自在に支持される。反射部材１９６の他端には、スライド機構の一例としての孔１９６１が形成されている。孔１９６１は、検体検査装置１の幅方向に、反射部材１９６の延伸方向に所定の長さを有するように形成された孔である。反射部材１９６の他端は、例えば、一対の第２支持部材１９３により、鉛直方向に回転自在、かつ、第１支持部材１９１の支持部１９１１と第２支持部材１９３の支持部１９３１とを結ぶ線方向に移動自在に支持される。反射部材１９６の形状は、加熱光を反射して反応室２５へ照射可能であれば、特に限定されない。
【００７５】
駆動機構１１１ａによる斜め上方向の力が発生している場合、図１４に示されるように、上磁場印加部１３１は、斜め上方向へ予め設定された距離だけ移動される。上磁場印加部１３１の移動により、反射部材１９６は、第２支持部材１９３の支持部１９３１を中心として時計回りに回転し、第１支持部材１９１の支持部１９１１を中心として時計回りに回転する。また、上磁場印加部１３１が反射部材１９６の孔１９６１に沿って力の付与方向にスライドする。
【００７６】
また、本実施形態では、図１１で示されるように、処理回路１７が、下磁場の印加を停止させた後に、反射部材１９２を立ち上げ、立ち上げた反射部材１９２へ加熱光を照射する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。処理回路１７は、検査の開始と共に反射部材１９２を立ち上げ、立ち上げた反射部材１９２へ加熱光を出射するようにしてもよい。
【００７７】
具体的には、例えば、検査開始の指示が入力されると、処理回路１７は、メモリ１８から制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムを実行する。処理回路１７は、制御プログラムを実行すると、システム制御機能１７１、及び加熱機能１７２を呼び出す。システム制御機能１７１において処理回路１７は、図１５で示されるように、予め設定されたタイミングで検査に必要な処理を実施する。
【００７８】
加熱機能１７２において処理回路１７は、下磁場の印加が介しされる前に、駆動機構１１１を制御し、上磁場印加部１３１を移動させる。これにより、下磁場の印加が開始される前に、反射部材１９２が、装置本体１０の上面１００に対して略４５°の角度で立ち上がる。反射部材１９２が立ち上がると、処理回路１７は、加熱光源１９４に加熱光を射出させる。加熱光の照射を開始するタイミングは、下磁場が印加される前であってもよいし、後であってもかまわない。加熱光源１９４から照射された加熱光は、反射部材１９２の反射面１９２１で反射され、反応ユニット２に到達する。
【００７９】
なお、下磁場印加中に加熱機能１７２を実行する場合、上磁場印加部１３１の磁場発生端１３１１と、下磁場印加部１３２の磁場発生端１３２１との間の距離は、下磁場印加のみを実施する場合の距離と比較して大きくなる。そこで、加熱機能１７２と同時に実施する下磁場印加では、磁路が異なるため下磁場印加部が発生する下方向の磁力が減少する。印加する下磁場の強度を通常よりも強くなるように設定する。
【００８０】
検査の開始と共に加熱処理を実施することにより、加熱時間をより長く取ることが可能となる。
【００８１】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、検体検査装置１は、内部の他の回路と機械的に干渉することなく反応室２５内の検査液を加熱することができる。
【００８２】
実施形態の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)、或いは、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。プロセッサは記憶回路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。なお、記憶回路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むよう構成してもかまわない。この場合、プロセッサは回路内に組み込ま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。なお、上記各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、上記各実施形態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。
【００８３】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この実施形態は、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。この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】
【００８４】
１…検体検査装置
２…反応ユニット
１０…装置本体
１１…蓋部
１２…光検出回路
１２１…射出部
１２２…受光部
１２３…光源
１２４…光検出器
１３…磁場発生回路
１３１…上磁場印加部
１３１１…磁場発生端
１３２…下磁場印加部
１３２１…磁場発生端
１４…情報取得回路
１４１…読取部
１４２…光学式リーダ
１５…出力インタフェース
１５１…ディスプレイ
１５２…報知器
１６…入力インタフェース
１７…処理回路
１７１…システム制御機能
１７２…加熱機能
１８…メモリ
２１…外筐部
２１ａ…孔
２１ｂ…孔
２２…両面テープ
２３…光導波路
２４…透明基板
２５…反応室
２６…遮光膜
３０…試薬成分
１００…上面
１０１…斜面
１０２…第１接触部
１０３…第２接触部
１０４…第３接触部
１０５…可動当接機構
１０５１…当接部
１０６…ガイド部材
１１１，１１１ａ…駆動機構
１９１…第１支持部材
１９１１…支持部
１９１２…被ガイド部
１９２，１９６…反射部材
１９２１…反射面
１９６１…孔
１９３…第２支持部材
１９３１…支持部
１９４，１９４ａ…加熱光源
１９４１…フィルタ
２１１…第１凹部
２１２…第２凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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