(57)【要約】【課題】測定毎にチップを取り替える必要があり、さらに多量の測定を行うとチップ表面に吸着した物質に測定の邪魔をされる、といった問題を解決し、磁性微粒子を用いた目的物質の検出に用いることができ、繰り返し利用やモニタリング用途に利用可能な目的物質検出装置及び目的物質検出方法を提供すること。【解決手段】少なくとも目的物質の被検査対象である試料と磁性微粒子と光マーカーを含む試料を保持し、一部に光を透過する基材を有する検出チップに対して、磁場の強さが制御可能な磁場印加部が前記検出チップを取り囲むように少なくとも３つ以上配置され、さらに前記検出チップの外部から内部に指向性をもって伝播する光で検出チップを照射する光照明機構を有し、かつ前記光照明機構から照射された光の進行方向から外れた位置に光検出装置を配置してなることを特徴とする目的物質検出装置。【選択図】図１
2020060440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも目的物質の被検査対象である試料と磁性微粒子と光マーカーを含む試料を保持し、一部に光を透過する基材を有する検出チップに対して、磁場の強さが制御可能な磁場印加部が前記検出チップを取り囲むように少なくとも３つ以上配置され、
さらに前記検出チップの外部から内部に指向性をもって伝播する光で検出チップを照射する光照明機構を有し、かつ前記光照明機構から照射された光の進行方向から外れた位置に光検出装置を配置してなることを特徴とする目的物質検出装置。
【請求項２】
前記磁性微粒子の平均粒子径が２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ、光マーカーの平均粒子径が３００ｎｍ以上５００μｍ以下であり、前記光照明機構から照射された光による光マーカーの散乱光を光検出装置で検出することを特徴とする、前記請求項１記載の目的物質検出装置。
【請求項３】
前記光マーカーが蛍光物質からなり、照射光を励起光として光マーカーが発光する蛍光を光検出装置で検出することを特徴とする前記請求項１記載の目的物質検出装置。
【請求項４】
前記光照明機構が、レーザ光源からなることを特徴とする、前記請求項１〜３のいずれかに記載の目的物質検出装置。
【請求項５】
前記照明機構の照明光の中心波長が、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の目的物質検出装置。
【請求項６】
前記磁場印加部が複数配置され、少なくとも一つ以上の磁場印加部に磁場が発生し、かつ周期的に磁場を変化させることを特徴とする前記請求項１〜５のいずれかに記載の目的物質検出装置。
【請求項７】
前記磁場印加部による磁場変化の周期が、０．１Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下であることを特徴とする前記請求項６記載の目的物質検出装置。
【請求項８】
抗体を修飾された磁性微粒子と抗体を修飾された光マーカーとを目的物質を含む試料と反応させて結合体を作製する工程と、
３つ以上の磁場印加部によって磁性微粒子と目的物質と光マーカーによる結合体を捕捉する工程と、
指向性のある照明光によって前記試料を内包する検出チップを照明し、いずれかもしくは全ての磁場印加部の磁場の強さを変化させながら、検出チップ内の結合体によって生じた散乱光を光検出装置によって検出する工程と、
前記検出した散乱光の情報から前記磁場の変化に従って移動する輝点を検出する処理工程と、
前記輝点の検出結果から目的物質の有無もしくは量を判断する工程と、を有することを特徴とする目的物質検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性微粒子を用いて、液体中に存在する目的物質を光学的に検出可能な目的物質検出装置及び目的物質検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、溶液中に存在する微小物質、特にＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、ウイルス、細菌等の生体関連物質を検出・定量する方法が開発されている。このような方法としては、例えば、磁性微粒子を利用する方法が知られている。
【０００３】
目的物質と結合する磁性粒子を利用する方法について、全反射によって生じる近接場光を利用し、検出チップ下側に配された磁石に基づく、磁場の印加により前記目的物質と前記磁性粒子との結合体を前記検出チップ表面の局所領域に引き寄せ、この局所領域に前記励起光を照射し蛍光による励起光を観察することで、前記目的物質の検出を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。この提案によれば、磁場の印加によって前記検出チップ表面に対する前記目的物質の吸着又は近接が促され、短時間での測定が可能となる。
【０００４】
さらには、検出チップ下側に配された磁石に基づく、磁場の印加により磁性微粒子との結合体を前記検出チップ表面の局所領域に引き寄せ、さらに前記磁石とは別の磁石に磁場印加によって移動する、この局所領域に光を照射し蛍光もしくは散乱による光を観察することで、前記目的物質の検出を行う方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法は、洗浄工程なく目的物質の検出が可能な方法であり、簡易で短時間に検出が可能な技術である。
【０００５】
しかしながら、いずれの方法においても、磁場によってチップ表面に磁性微粒子及びその結合体が強く接触するため、磁力がなくなっても化学的もしくは物理的な結合によって様々な物質がチップ表面に吸着する恐れがあった。このため、測定ごとにチップを取り替える必要があり、コストがかさんでしまう。不純物の多い試料の場合、多量の試料を測定するような場合、常時モニタリング測定を行なうような場合にチップ表面に吸着した物質が測定の邪魔をしてしまい、精度のよい測定ができないなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３０１８９４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／１８７７４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来技術における前記諸問題、即ち測定毎に検出チップを取り替える必要があり、さらに多量の測定を行う検出チップ表面に吸着した物質に測定の邪魔をされる、といった問題を解決し、磁性微粒子を用いた目的物質の検出に用いることができ、繰り返し利用やモニタリング用途に利用可能な目的物質検出装置及び該目的物質検出装置を用いた目的物質検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。
即ち、本発明に係る第１の発明は、
少なくとも目的物質の被検査対象である試料と磁性微粒子と光マーカーを含む試料を保持
し、一部に光を透過する基材を有する検出チップに対して、磁場の強さが制御可能な磁場印加部が前記検出チップを取り囲むように少なくとも３つ以上配置され、
さらに前記検出チップの外部から内部に指向性をもって伝播する光で検出チップを照射する光照明機構を有し、かつ前記光照明機構から照射された光の進行方向から外れた位置に光検出装置を配置してなることを特徴とする目的物質検出装置である。
【０００９】
本発明に係る第２の発明は、
前記磁性微粒子の平均粒子径が２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ、光マーカーの平均粒子径が３００ｎｍ以上５００μｍ以下であり、前記光照明機構から照射された光による光マーカーの散乱光を光検出装置で検出することを特徴とする目的物質検出装置である。
【００１０】
本発明に係る第３の発明は、
前記光マーカーが蛍光物質からなり、照射光を励起光として光マーカーが発光する蛍光を光検出装置で検出することを特徴とする目的物質検出装置である。
【００１１】
本発明に係る第４の発明は、
前記光照明機構が、レーザ光源からなることを特徴とする目的物質検出装置である。
【００１２】
本発明に係る第５の発明は、
前記照明機構の照明光の中心波長が、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする目的物質検出装置である。
【００１３】
本発明に係る第６の発明は、
前記磁場印加部が複数配置され、少なくとも一つ以上の磁場印加部に磁場が発生し、かつ周期的に磁場を変化させることを特徴とする目的物質検出装置である。
【００１４】
本発明に係る第７の発明は、
前記磁場印加部による磁場変化の周期が、０．１Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下であることを特徴とする目的物質検出装置である。
【００１５】
本発明に係る第８の発明は、
抗体を修飾された磁性微粒子と抗体を修飾された光マーカーとを目的物質を含む試料と反応させて結合体を作製する工程と、
３つ以上の磁場印加部によって磁性微粒子と目的物質と光マーカーによる結合体を捕捉する工程と、
指向性のある照明光によって前記試料を内包する検出チップを照明し、いずれかもしくは全ての磁場印加部の磁場の強さを変化させながら、検出チップ内の結合体によって生じた散乱光を光検出装置によって検出する工程と、
前記検出した散乱光の情報から前記磁場の変化に従って移動する輝点を検出する処理工程と、
前記輝点の検出結果から目的物質の有無もしくは量を判断する工程と、を有することを特徴とする目的物質検出方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来技術における前記諸問題を解決したうえで磁性粒子を用いた目的物質の検出に用いることができる。即ち測定毎にチップを取り替える必要がなく連続して測定が可能で、かつチップ表面に吸着した物質に測定の邪魔をされることがない。これにより、繰り返し使用や大量の試料、もしくはモニタリング用途に利用可能な目的物質検出装置及び該目的物質検出装置を用いた目的物質検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る目的物質検出装置の実施形態の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明に係る目的物質検出装置の実施形態の一例を示す概略構成図。
【図３】図２の装置を側面視により示す概略構成図。
【図４】本発明の装置を用いて目的物質を検出する方法を示す工程フロー図。
【図５】磁場を印加した際の磁性微粒子の挙動を示す概念図。
【図６】磁場を印加した際の磁性微粒子の挙動を示す概念図。
【図７】磁場の変化を電流と時間の関係で示す波形図。
【図８】図７の波形に従い磁場を変化させた場合の磁性微粒子の移動方向を示す概念図。
【図９】電流の位相をずらして磁場を変化させた場合の波形図。
【図１０】図９の波形に従い磁場を変化させた場合の磁性微粒子の移動方向を示す概念図。
【図１１】微粒子の粒子径と散乱光強度の関係を示すグラフ図。
【図１２】目的物質を光マーカーと磁性微粒子で挟み結合体とした状態を示す概念図。
【図１３】散乱光の輝点の移動とマーカーの関係を示す概念図。
【図１４】本発明に係る目的物質検出装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図。
【図１５】図１４の装置を側面視により示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明に係る目的物質検出装置の実施形態について詳しく説明する。なお、本発明は以下に挙げる実施形態に限定されるものではなく、同様な技術的特徴を有する限りにおいて本発明に属するものとする。
【００１９】
（目的物質検出装置）
本発明の目的物質検出装置は、目的物質の被検査対象である試料を内包する検出チップと、光照射部と、検出チップを囲むように配置された少なくとも３つ以上の磁場印加部とを有し、更に、光検出装置を備える。
検出チップ内には、目的物質試料を入れるための光透過性セルを備える。
【００２０】
図１及び図２は、本発明に係る目的物質検出装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
図１は目的物質検出装置を上面視した図であって、目的物質の被検査対象である試料を含む検出チップ２３０の周囲に、それぞれコイルと鉄心からなる３つの電磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が設けられてそれぞれ磁場印加部となっている。これらの磁場印加部はいずれも電源２０１に電気的に接続され、電源２０１は制御・解析装置２０２に接続されている。電源２０１から磁場印加部に電流を流すことで、検出チップに磁場を印加することができる。また、制御・解析装置によってこの電流を制御して変化させることもできる。
【００２１】
なお図１において磁場印加部は３個図示されているが、本発明ではこれ以上の磁場印加部を付加してもよく、例えば図２のように４個の電磁石Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを検出チップ１３０の周囲四方に設置してもよい。
【００２２】
図３も、本発明に係る目的物質検出装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
図３は、図２で示した装置構成を側面から見た図である。
検出チップ１３０の下方には光検出装置１２５が設けられ、さらに光照射機構として指向性を有する光を照射できる光源１２０が設置されている。また光検出装置１２５は、光源１２０からの照明光の光軸から外れた位置に配置している。
【００２３】
また、図１４及び図１５は、本発明に係る目的物質検出装置の実施形態の他の一例を示
す概略構成図である。
図１４は目的物質検出装置を上面視した図であり、それぞれコイルと鉄心からなる４つの電磁石が光透過性チューブ６３０の周囲四方に配置されている。光源６２０からの照明光が目的物質試料を含む光透過性チューブ６３０に対して図の矢印の方向に入射して透過し、そこからの散乱光を光検出装置６２５により検出する。
図１５は図１４の目的物質検出装置を側面視した図であり、光透過性チューブ６３０は、細長いチューブ形状であって、このチューブ内を目的物質を含む試料が流れるようになっている。詳細は後述の実施例にて説明する。
【００２４】
以上で説明した本発明に係る目的物質検出装置において、光照射部は指向性をもつ光源１２０、６２０を有し、前記検出チップ１３０、２３０、６３０内の試料に対して光源から光を照射する。磁性微粒子は、磁場印加部から発生した磁場の強さに従った力で磁場印加部に引き寄せられる。
【００２５】
ここで、磁場印加部が一つの場合、検出セルの外部に位置する磁場印加部に引き寄せられるため、検出チップ内の光透過性セルの内側の表面に磁性微粒子および磁性微粒子の結合体が集まる。そのため磁場をＯＦＦにしても、検出セル表面に吸着する物質が多数存在するため、光透過性セルの繰り返し利用やモニタリングなどの連続測定に使用できない、もしくは、高感度の測定、高濃度の試料、不純物の多い試料などの測定が困難であるなどの課題が生じる。
【００２６】
そこで本発明では、検出チップを図１や図２、図１４に示すように検出チップを囲うように３つ以上の磁場印加部を配置し、同時もしくは順次に磁場を印加することによって、検出チップ内部の表面に磁性微粒子および磁性微粒子の結合体を吸着させることなく、磁性微粒子および磁性微粒子の結合体を集めることが可能になる。
【００２７】
なお、磁場印加部が２つの場合、２つの磁場印加部の位置と直行する方向の磁場のコントロールができず、２つの磁場印加部の位置と直行する方向に位置する検出セルの表面への吸着をコントロールできなくなるため、磁場印加部は３つ以上あることが望ましい。
【００２８】
試料中の磁性微粒子は一般に流体中で用いられる。磁性微粒子のサイズが小さくなると、外部磁場による磁気力は小さくなり、流体抵抗、磁気トルク、静電気力、摩擦力、ブラウン運動などの影響を受けやすくなる。その移動スピードは、磁性微粒子のサイズ、磁場の大きさなどに左右されるが、磁場を受けてもすぐにチップ内部の表面に到着せず徐々に移動する。
【００２９】
図５及び図６は磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体が、磁場から受ける磁力によって移動する方向を示す図である。
例えば、図２の磁場印加部である４つの電磁石のうち、電磁石Ｃと電磁石Ｄのコイルに電流を流し磁場を発生させると、磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体は図５に示すように左下方向に移動する。また、図２の電磁石Ａと電磁石Ｂのコイルに電流を流し磁場を発生させると、磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体は図６に示すように右上方向に移動する。即ち、磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体は、磁場の強さが大きい方向に向かって移動する。
【００３０】
このように各々の電磁石で発生する磁場の強さをコントロールすることで、磁性微粒子、もしくは磁性微粒子の結合体の移動を制御することが可能になる。
【００３１】
例えば、図８に示すように右上方向、左下方向を交互に電場が発生するように電磁石Ａ、Ｂと電磁石Ｃ、Ｄのコイルに交互に電流を流すと、磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体４０１は図８に示すように直線的に移動する。
この場合、磁性微粒子にかかる磁場の強度が低下するタイミングがあると磁場による捕捉能力が低下してしまうため、磁場は常に磁性微粒子を引き寄せるように、磁場の変化は矩形波的に変化させることが望ましい。
図７は時間経過（横軸）に対して電流値（縦軸）の変化を示す図である。この図では、電磁石ＡとＢ、電磁石ＣとＤの電流をそれぞれ矩形波に近い形で変化させ、その位相をずらすことで、それぞれの電流値は交互に０と１になっている。これにより、図８で示すような挙動となる。
【００３２】
さらに、例えば図９に示すように電流の位相をずらしながら正弦波状に磁場を変化させると、磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体４１１は図１０に示すように円を描くように移動する。
図９は、図７で示した時間と電流の関係を正弦波状に変化させたものであり、図２の電磁石Ａ〜Ｄにおいてそれぞれ位相を４分の１波長づつずらして電流を変化させている。即ちこれにより、電流の最大値は電磁石ＡからＢ、ＢからＣ、ＣからＤ、ＤからＡへと変化し、これに伴い磁性微粒子の移動方向も変化するので図１０のようになる。
本発明では、上記例の他に、電流波形をのこぎり波や三角波など、いろいろ変化させてもよい。
【００３３】
微粒子による光の散乱の度合いは、粒子径と光の波長などで変化する。
図１１に示すグラフは、横軸を光の波長（ｎｍ）、縦軸を散乱光の強度として、粒子径（ｎｍ）毎の散乱度合いを示したものである。
図１１のグラフによれば、粒子径が３００ｎｍ以上であれば、散乱光による粒子の検出が可能であり、５００ｎｍ以上あれば検出が容易になる。逆に粒子径を２００ｎｍ以下にすれば、散乱光による検出が難しくなり、１００ｎｍ以下であれば散乱光強度がほぼゼロになってしまうため検出はさらに困難になる。
なお上記粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定される平均粒子径とする。
【００３４】
また、試料が液体中の場合、磁場による磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体の移動の速度が磁場の変化に追随できるように、図７や図９に示したような磁場印加部による磁場の変化の中心周波数は０．１Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下であることが望ましい。
【００３５】
（光マーカーによる散乱光の検出）
図１２に、本発明の目的物質検出装置における目的物質と磁性微粒子、及び光マーカーの関係を模式図で示す。
特定の物質を目的物質として検出する場合、磁性微粒子の表面改質や抗体の修飾などにより特異的に特定の物質に吸着するようにし、同様に光マーカーにも特定の物質に吸着するように表面改質や抗体の修飾を行なう。これらの磁性微粒子及び光マーカーを、検出したい特定の物質（目的物質）と一緒に混合すると、図１２に示すように、検出したい目的物質５０２を中央にして磁性微粒子５０１と光マーカー５０３がサンドイッチしたような形の結合体ができる。
【００３６】
このとき、磁性微粒子５０１の粒子径を２００ｎｍ以下、光マーカー５０３の粒子径を３００ｎｍ以上とした場合、図１１によれば磁性微粒子は散乱光が検出できず、光マーカーによる散乱光は検出可能となる。そして図１３に示すように、目的物質と結合した結合体及び光マーカーによる散乱光による輝点のみが磁場の変化にしたがって移動することになる。この場合、光マーカーのみでは輝点は移動せず、磁性粒子のみでは輝点は検出できない。
この磁場の変化にしたがって変化する輝点をカメラ等の光検出装置に検出することで、特定物質の有無、及び量を検知することが可能になる。
【００３７】
光マーカーによる散乱光は、蛍光などを利用した方式に比べて光の利用効率が高く、輝度の高い輝点となるため、簡易な装置でも高感度の測定が可能なる利点がある。
さらに、試料内に、不純物などの目的物質に結合した結合体以外の光散乱を起こす物質が入っていたとしても、これらの不要な散乱成分は磁性微粒子と結合していないため、磁場変化に従った輝点の移動はしない。つまり、輝点として磁場変化に従って移動する物質は目的物質を含んでいることになるため、輝点の移動を目印にすることで目的物質に結合した結合体のみを検出することが可能になる。
【００３８】
すなわち本発明によれば、不純物などの不要物を洗浄工程などで取り除く必要がなく、測定工程が簡略化するとともに、モニタリングなどの連続測定も可能になる。
【００３９】
図１６に、以上で述べた目的物質検出方法を下記工程（Ｓ１〜Ｓ５）を含むフローチャートとして示した。
（Ｓ１）抗体を修飾された磁性微粒子と、抗体を修飾された光マーカーとを、目的物質を含む試料と混合し反応させて、これらの結合体を生成する工程。
（Ｓ２）３つ以上の磁場印加部によって磁性微粒子と目的物質と光マーカーによる結合体を捕捉する工程。
（Ｓ３）指向性のある照明光によって検出チップを照明し、いずれかもしくは全ての磁場印加部の磁場の強さを変化させながら、検出チップ内の結合体によって生じた散乱光を光検出装置によって検出する工程。
（Ｓ４）前記検出した散乱光の情報から前記磁場の変化に従って移動する輝点を検出する処理工程。
（Ｓ５）輝点の検出結果から、目的物質の有無もしくは量を判断する工程。
【００４０】
発明者による実験の結果では、磁性微粒子のサイズが小さすぎると、磁場による引きの効果が小さくなり、磁場による捕集ができなくなるため、磁性微粒子の粒子径は２０ｎｍ以上であることが望ましく、また、光マーカーのサイズが大きすぎると、結合した磁性微粒子によって移動させることが困難になるため、光マーカーの粒子径は５００μｍ以下であることが望ましいことがわかった。
【００４１】
（光源）
散乱光のみを検出するため、散乱光以外の光を捕捉しない様、照明光は指向性の高い光源を用い、さらに光検出装置は照明光の光軸から外れた位置に配置するのが望ましい。
光源としてレーザ光を用いると、より指向性の高い照明光を得ることが出来る。さらに、照明光を検出セルの中央部に集光するように、光源と検出セルの間にレンズを配置してもよい。こうすることによって、セル中央部に強い光を集めることができるため、相対的にセル表面などでの光の散乱を減らすことができ、より感度の高い検出が可能になる。
本例では、レーザ光を用いた例を示したが、指向性の高い光を生じさせるものであれば、ＬＥＤやハロゲンランプなど他の光源をもちいてもよい。
【００４２】
また、磁性微粒子では散乱しづらく、光マーカーでは強く散乱させ、またセルなどの吸収が少ないなどの理由から、光源の中心波長は４００ｎｍから８００ｎｍであることが望ましい。
本例では光マーカーによる散乱光を検出したが、光マーカーに蛍光物質を含ませることで光マーカーによって発光した蛍光を検出してもよい。その場合は、磁性微粒子及び光マーカーのサイズの制限は不要となり、磁性微粒子のサイズを大きく出来るため、磁場による捕集能力を高めることができる。
【００４３】
さらには、光検出装置などによって輝点の位置を測定し、その結果を電磁石の出力にフ
ィードバックさせることで、磁性微粒子および磁性微粒子との結合体の位置を制御すれば、より精度良く磁性微粒子の結合体の捕捉が可能になる。
【実施例】
【００４４】
次に、具体的な実施例をもとに本特許の説明をする。
【００４５】
（実施例１）
検出に用いた磁性微粒子は、５０ｎｍの粒子径のOcean Nanotech社  Carboxyl Mag Beads50nmを用い、光マーカーとして、500nmの粒子径のポリスチレンビーズ（Nanocs,Inc.社PS500-CA-1 Polystyrene particles, carboxyl function）を用いた。
また、実験用の検出物質として、前立腺がんマーカーであるＰＳＡとして選択した。
【００４６】
ＰＳＡ用の抗体である１Ｈ１２を前記磁性微粒子に修飾（試薬Ａ）し、同様にＰＳＡ用の抗体である５Ａ６を光マーカーであるポリスチレンビーズに修飾（試薬Ｂ）させたものを作成した。
ＰＳＡ抗原が入った試料に対して、試薬Ａと試薬Ｂを添加し、１５分間攪拌、反応させることで磁性ビーズと抗原と光マーカーとの結合体を作成した。
【００４７】
本実施例では、目的物質としてがんマーカーを使ったが、それに限らずウイルス、細菌、遺伝子、化学物質など、特異的に磁性微粒子及び光マーカーと結合できる物質であればその限りでない。
【００４８】
さらに、前記結合体を入った試料を、ガラスセルに分注し（ジーエルサイエンス社6210-61004）、波長５３２ｎｍで２０ｍＷのレーザ光で照明した。
また、光検出装置として、サンコー株式会社のDino-Lite  Premier2を倍率２５０倍として、前記レーザ光が直接入射しない位置に配置した。この光検出装置も、光の拡散を検出できるものであれば、ＣＣＤやＣＭＯＳなど、一般のカメラに使用されている検出素子であればよく、蛍光を観察するのであれば、冷却タイプのＣＣＤなど、高感度な検出装置を用いることが望ましい。
【００４９】
磁場印加部は、ＳＳ４００の鉄芯に５００巻きのコイルを備えたものを４つ用意し、前記ガラスセルに対して、四方から対向する電磁石間のギャップを３０ｍｍとして取り囲むように配置した。各電磁石は、各々が最大電流２４Ａで流せるよう電源と接続した。電源は、矩形、のこぎり波、三角波、正弦波など、様々な形状、周波数で出力できるような機能を持つものを使った。
【００５０】
以上の実験系を用いて、磁性微粒子の結合体の観察を行なった。２Ｈｚの周波数で電磁石の電場を変化させたところ、磁場の変化にしたがって移動する輝点を複数観察することができた。また、試料内のＰＳＡの濃度にしたがって移動する輝点の量も変化することも確認された。さらに、セル内の試料を３回交換して使用しても問題なく測定が可能なことを確認した。
【００５１】
（実施例２）
次の実施例では、ガラスセルに代わって、図１４及び図１５に示すようにアクリル製の光透過性チューブ６３０を設置し、このチューブ内にＰＳＡと試薬Ａ及び試薬Ｂを混合した水溶液試料を流した。
【００５２】
そして、磁場印加部に、図９に示すような正弦波状に磁場を印加したところ、チューブの中央部に、捕捉された光マーカーの散乱光による輝点を観察することが出来た。さらに磁場印加部による磁場を変化させることで、輝点の移動を確認した。さらに、全ての磁場
印加部に流す電流をＯＦＦすると、一旦光マーカーの散乱光による輝点が観察されなくなり、再度、図９に示すような順次位相をずらした磁場を印加したところ、新たに捕捉した光マーカーの散乱光による輝点を観察することが出来た。
【００５３】
本実施例ではチューブ内を流れる多量の試料の中から微量な目的物質を集め判定することができるため、チューブ内に流れる目的物質のモニタリングや、多量の試料内の含まれる微量な目的物質の検出が可能であることを示している。
【００５４】
また、本実施例では液中の目的物質の検出の例を示したが、チューブ内を流れる気体内に含まれる目的物質の検出を行なってもよい。気体中の場合、磁場による磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体の移動のスピードは液体中より速いため、磁場印加部による磁場の変化の中心周波数は１０Ｈｚ以上、１ＭＨｚ以下であることが望ましい。
【００５５】
なお目的物質として、本実施例ではがんマーカーであるＰＳＡを使った例を示したが、他の利用例として、血液や尿や唾液、汗、便などの代謝物に微量に存在するガン細胞及びがん細胞による代謝物の検出、飲料水や食品など口にするものに含まれてしまう恐れのある感染症の原因ウイルスや細菌、毒物、カビの検出、食堂や食品工場における食中毒原因の排除を目的とした食品の洗浄廃液内の食中毒原因物質の検出、食品取扱い者の手洗いなどの排水、トイレなどの排水内の食中毒原因物質の検出、空港、港、駅など、人の移動の起点となる場所での、感染症原因物質の測定などが挙げられる。
【符号の説明】
【００５６】
１０１，２０１，６０１・・・電源
１０２，２０２，６０２・・・制御・解析装置
１０５，１０７，１０９，１１１，２０５，２０７，２０９，６０５，６０７，６０９，６１１・・・コイル
１０６，１０８，１１０，１１２，２０６，２０８，２１０，６０６，６０８，６１０，６１２・・・鉄心
１２０，６２０・・・光源
１２５，６２５・・・光検出装置
１３０，２３０・・・検出チップ
３０１，４０１，４１１・・・磁性微粒子もしくは磁性微粒子の結合体
５０１・・・磁性微粒子
５０２・・・目的物質
５０３・・・光マーカー
６３０・・・光透過性チューブ
【図１】
2020060440.tif 000003
【図２】
2020060440.tif 000004
【図３】
2020060440.tif 000005
【図４】
2020060440.tif 000006
【図５】
2020060440.tif 000007
【図６】
2020060440.tif 000008
【図７】
2020060440.tif 000009
【図８】
2020060440.tif 000010
【図９】
2020060440.tif 000011
【図１０】
2020060440.tif 000012
【図１１】
2020060440.tif 000013
【図１２】
2020060440.tif 000014
【図１３】
2020060440.tif 000015
【図１４】
2020060440.tif 000016
【図１５】
2020060440.tif 000017