(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料分析用ディスクに設けられたグルーブまたはランドによって構成される第一のトラック、および前記第一のトラックを挟んで隣接する第二のトラックと第三のトラックに対してレーザ光を照射し、その反射光を取得するピックアップ部、
前記ピックアップ部により取得した、前記第一のトラック、前記第二のトラックおよび前記第三のトラックからの反射光を同時に検出する反射光検出部、
前記反射光検出部によって検出された前記第一のトラックにおける反射光の変動、および前記第二のトラックまたは第三のトラックのいずれかにおける反射光の変動によって、前記試料分析用ディスク上に固定化された標識用ビーズに結合した生体高分子の数量を検出する試料検出部、
を備えることを特徴とする、光学的分析装置。
【請求項２】
前記試料検出部は、前記第一のトラックにおける反射光の変動、および前記反射光検出部による前記試料分析用ディスクの半径方向における読み取り方向とは反対の方向において前記第一のトラックに隣接する前記第二のトラックまたは前記第三のトラックにおける反射光の変動によって、前記料分析用ディスク上に固定化された標識用ビーズに結合した生体高分子の数量を検出することを特徴とする、
請求項１に記載の光学的分析装置。
【請求項３】
前記第一のトラックは前記グルーブによって構成されるトラックであり、前記第二のトラックおよび前記第三のトラックは前記ランドによって構成されるトラックであることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の光学的分析装置。
【請求項４】
前記反射光検出部は、前記第二のトラックまたは前記第三のトラックに対して、トラック上の読み取り位置がトラックの中心である場合と、トラック上の読み取り位置をトラック中心から所定量ずらした状態における反射光を検出し、
前記試料検出部は、トラックの中心における反射光の変動およびトラックの中心から所定量ずらした状態での反射光の変動によって、前記料分析用ディスク上に固定化された標識用ビーズに結合した生体高分子の数量を検出することを特徴とする、
請求億３に記載の光学的分析装置。
【請求項５】
試料分析用ディスクに設けられたグルーブまたはランドによって構成される第一のトラック、および前記第一のトラックを挟んで隣接する第二のトラックと第三のトラックに対してレーザ光を照射し、各トラックからの反射光を同時に検出する反射光検出ステップ、
前記反射光検出ステップによって検出された前記第一のトラックにおける反射光の変動、および前記第二のトラックまたは第三のトラックのいずれかにおける反射光の変動によって、前記試料分析用ディスク上に固定化された標識用ビーズに結合した生体高分子の数量を検出する試料検出ステップ、
を備えることを特徴とする、光学的分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な方法により血液等の生体試料に含まれる抗原もしくは抗体などの生体高分子を分析するための光学的分析装置、光学的分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、疾患の診断や健康診断における疾病の早期発見などを目的として、血液等に含まれる生体試料から抗原や抗体を検出する免疫検査法（イムノアッセイ）が様々な場面で用いられている。免疫検査法（イムノアッセイ）とは、生体試料に含まれる特定の抗原（または抗体）と特異的に結合する抗体（または抗原）に測定が可能な標識をつけ、両者が反応した結果を定量することで試料に含まれる抗原（または抗体）の濃度を求め疾患の判定を行う方法である。
【０００３】
この方法は比較的感度が高く、操作方法が簡単であることから様々な標識方法が開発された。例えば標識に放射性同位元素を使ったRIA法（ラジオイノムアッセイ）や酵素を利用したEIA法（エンザイムイムノアッセイ）、蛍光標識を使ったFIA法、化学発光を使ったCLIA法などがある。
【０００４】
中でも酵素を利用した方法のひとつであるELISA法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）はマイクロプレートを用いた検査方法が広く一般に普及して利用されている。マイクロプレートを使った方法は、９６穴プレートと汎用のマイクロプレートリーダーを用いて多数の検体を一度に測定することが可能で、コストが比較的安価である。また、放射性物質を使うRIA法と比べ、使用する場所の制限が少ないといったメリットがある。しかしながら、プレートに抗体を固定する前処理、抗体と抗原を反応させる反応時間、反応しなかった標識を洗い流すB/F（bond/free）分離、標識の酵素反応などそれぞれに数十分から数時間を要し、トータルの検査時間は数時間から１日程度かってしまうという問題がある。
【０００５】
このため検査時間を短縮するために、微細加工の技術を利用してマイクロプレートの各ウェルでの操作手順を数センチ角のチップ上に置き換えた分析用チップ（Lab on a chip）も開発されている。抗体の固定や専用の試薬をチップ上に準備し、一般的なELISA法の前処理をあらかじめチップに施しておくことで処理時間を短縮する。また、抗原−抗体反応を数十マイクロメートルから数ミリメートルの狭い流路の中で行うことで反応時間を短縮している。これは、各検査用に専用の分析チップとすることで、検査時間を数十分に短縮することが可能としている。従来、患者の検体を採取した後、検査室に送り結果が出るまでに長い時間がかかっていた検査が、心筋マーカーなど一部の検査においては、診察室や患者のベッドサイドでの検査、いわゆるPOCT（ポイント・オブ・ケア・テスト）が可能な機器が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５３３６０６号公報
【特許文献２】特表２００６−５２１５５８号公報
【特許文献３】特表２００２−５３０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２には、多検体を同時に検査が可能というマイクロプレートの利点と、短い時間で検査結果が得られる分析用チップの利点を合わせた特徴を持つ分析デバイスとして、円盤型の分析デバイスが提案されている。具体的には、円盤状のデバイスに複数のマイクロチャネル構造を設け、試料に含まれる物質を反応させるための固相物質が流路の一部に充填されている。蛍光色素等の標識をレーザにより励起して得られる蛍光の強度を光検出器によって検出することにより測定が行われる。また特許文献３には、ディスクを使用した方法で、光ディスクの構造を利用した方法が開示されている。光ディスクのトラック形状が形成されている面と同一の面に生体試料や粒子を付着させ、光ピックアップを用いて信号の変化を検出する方法が示されている。
【０００８】
特許文献１および特許文献２の方法は、ディスク上に設けられた流路に試料を展開し試薬と反応した結果を蛍光強度や吸光度の変化として検出し、試料に含まれる抗原や抗体の量を測定している。検出方法としてはウェルプレートを用いた方法と原理的に同じであり、溶液中に含まれる標識物質の濃度を蛍光や吸光度で測定している。そのため、定量的な測定が出来る濃度範囲が狭く、濃度の高い試料については数段階に希釈した複数のサンプルを用意する必要があった。一方、低濃度の試料を感度良く検出する方法として特許文献３では光ディスクのフォーカス面にラッテックスビーズや磁気ビーズを結合させて検出する方法が示されているが、光ディスク上のグルーブまたはランドに結合されたビーズが不特定な位置に配置された場合の出力の変化に対しての検出が不十分であり、表面上の反射率のばらつきやごみ、キズ等の影響を受け易く、正確な検出が難しいという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、分析する試料に含まれる抗原や抗体の濃度が、低濃度から高濃度まで広い範囲で定量性の高い検出が可能な、光学的分析装置、光学的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】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明に係る光学的分析装置（１０）は、試料分析用ディスク（１００）に設けられたグルーブ（１０７）またはランド（１０８）によって構成される第一のトラック、および前記第一のトラックを挟んで隣接する第二のトラックと第三のトラックに対してレーザ光を照射し、その反射光を取得するピックアップ部（１２）、前記ピックアップ部（１２）により取得した、前記第一のトラック、前記第二のトラックおよび前記第三のトラックからの反射光を同時に検出する反射光検出部（１２８）、前記反射光検出部（１２８）によって検出された前記第一のトラックにおける反射光の変動、および前記第二のトラックまたは第三のトラックのいずれかにおける反射光の変動によって、前記試料分析用ディスク（１００）上に固定化された標識用ビーズ（１１０）に結合した生体高分子の数量を検出する試料検出部（１８）、を備えることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係る光学的分析装置（１０）は、第１の発明において、前記試料検出部（１８）は、前記第一のトラックにおける反射光の変動、および前記反射光検出部（１２８）による前記試料分析用ディスク（１００）の半径方向における読み取り方向とは反対の方向において前記第一のトラックに隣接する前記第二のトラックまたは前記第三のトラックにおける反射光の変動によって、前記料分析用ディスク（１００）上に固定化された標識用ビーズ（１１０）に結合した生体高分子の数量を検出することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明に係る光学的分析装置（１０）は、第１または第２の発明において、前記第一のトラックは前記グルーブ（１０７）によって構成されるトラックであり、前記第二のトラックおよび前記第三のトラックは前記ランド（１０８）によって構成されるトラックであることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明に係る光学的分析装置（１０）は、第３の発明において、前記反射光検出部（１２８）は、前記第二のトラックまたは前記第三のトラックに対して、トラック上の読み取り位置がトラックの中心である場合と、トラック上の読み取り位置をトラック中心から所定量ずらした状態における反射光を検出し、前記試料検出部（１８）は、トラックの中心における反射光の変動およびトラックの中心から所定量ずらした状態での反射光の変動によって、前記料分析用ディスク（１００）上に固定化された標識用ビーズに結合した生体高分子の数量を検出することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る光学的分析方法は、試料分析用ディスク（１００）に設けられたグルーブ（１０７）またはランド（１０８）によって構成される第一のトラック、および前記第一のトラックを挟んで隣接する第二のトラックと第三のトラックに対してレーザ光を照射し、各トラックからの反射光を同時に検出する反射光検出ステップ、前記反射光検出ステップによって検出された前記第一のトラックにおける反射光の変動、および前記第二のトラックまたは第三のトラックのいずれかにおける反射光の変動によって、前記試料分析用ディスク（１００）上に固定化された標識用ビーズ（１１０）に結合した生体高分子の数量を検出する試料検出ステップ、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学的検査装置によれば、光ディスクの情報を再生する光学ピックアップ及び光ディスクドライブと同様の構成の装置で検出が可能であり、装置の小型化、低価格化が可能となる。また、標識用ビーズをディスク上のグルーブまたはランドのいずれにおいても配置位置の制約を受けずに１つずつ高速に精度良く計数することが出来るので、低濃度から高濃度の試料まで定量的に測定する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光学的検査装置の構成ブロック図
【図２】本発明に係る光学的検査装置のピックアップ部の構成概念図
【図３】試料分析用ディスクの構成概念図
【図４】試料分析用ディスクにおけるトラック領域の断面模式図
【図５】試料分析用ディスクの断面構造とビーズの読み取り状態を表した模式図
【図６】試料分析用ディスク上における試料の反応を示す模式図
【図７】本発明に係る光学的検査装置における試料分析用ディスク上での光束照射を表した模式図
【図８】本発明に係る光学的検査装置における試料分析用ディスク上に固定化された標識用ビーズの読み取り状態を表した模式図
【図９】試料分析用ディスクにおける標識用ビーズの固定化位置を表した模式図
【図１０】本発明に係る光学的検査装置による、試料分析用ディスク上に固定化された標識用ビーズをデトラックによる読み取り状態を表した模式図
【図１１】本発明に係る光学的検査装置における試料分析の流れを表すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
最初に本発明における光学的検査装置の構成を、図１および図２により説明する。図１は、本発明における光学的検査装置の構成ブロック図であり、図２は本発明における光学的検査装置のピックアップ部の構成を説明した図である。
【００１８】
光学的検査装置１０は、スピンドルモータ１１、ピックアップ部１２、サーボ信号検出部１３、サーボ回路１４、メインＲＦ信号検出部１５、アドレス検出部１６、サブＲＦ信号検出部１７、標識用ビーズ検出部１８、制御部１９、メモリ部２０を備える。読み取り装置１の構成は、上記以外にも必要に応じて他の要素を備えてもよい。
【００１９】
また、ピックアップ部１２は、図２（ａ）に示すように、対物レンズ１２１、波長板１２２、偏光プリズム１２３、回折格子１２４、集光レンズ１２５、レーザ発振器１２６、検出レンズ１２７、光検出部１２８を備える。
【００２０】
図１において、標識用ビーズ１１０が配置された試料分析用ディスク１００は、スピンドルモータ１１によって回転制御可能に設置され、所定の回転数で回転する。試料分析用ディスク１００は、例えばＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等と同じ直径の円盤形状であり、素材もポリカーボネートなど同様な素材を用いる。
【００２１】
試料分析用ディスク１００は、別途説明するが、回転による遠心力によって内周に滴下された試料を外周方向に展開し、流路内で抗原−抗体反応による標識用ビーズ１１０が結合し、試料分析用ディスク１００の所定位置に標識用ビーズ１１０が固定化される。
【００２２】
このような試料分析用ディスク１００の所定箇所に対し、光スポットを照射し、その反射光を検出するピックアップ部１２が、試料分析用ディスク１００の半径方向に移動可能に設置されている。試料分析用ディスク１００からの反射光はピックアップ部１２における光検出部１２８で電気信号に変換され、変換された信号の一部はサーボ信号検出部１３に送られる。
【００２３】
サーボ信号検出部１３は、ピックアップ部１２からの信号から試料分析用ディスク１００上に照射する光スポットのＦＥ（フォーカスエラー）信号を生成する。また、試料分析用ディスク１００上のトラックに対するＴＥ（トラッキングエラー）信号を生成する。
【００２４】
サーボ信号検出部１３において生成されたＦＥ信号およびＴＥ信号は、サーボ回路１４に送られ、ピックアップ部１２における対物レンズ１２１を２方向に駆動する電磁アクチュエータを制御し、光スポットに対し適切なフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。
【００２５】
また、ピックアップ部１２からの信号のうち第１受光部１３０Ａからの信号は、メインＲＦ信号検出部１５に送られる。メインＲＦ信号検出部１５では、ピックアップ部１２から送られた第１受光部１３０Ａによる４つの信号を広帯域のアンプにより加算し増幅してメインＲＦ信号を生成する。
【００２６】
メインＲＦ信号検出部１５で生成されたメインＲＦ信号はアドレス検出部１６に送られる。試料分析用ディスク１００には、標識用ビーズ１１０が固定化されるグルーブ１０７及びランド１０８で形成されるトラックがスパイラル状または同心円状に成型されている。このトラック位置を示すアドレス情報がさらに試料分析用ディスク１００には備えられている。例えば、このアドレス情報はトラックの一部を断絶し、そこにアドレスに相当する変調成分が得られるような複数の長さのピットを成型することにより設定ができ、トラックごとの認識信号として取り出せる構造となっている。
【００２７】
アドレス検出部１６では、メインＲＦ信号からアドレス用ピットによる信号変化を検出して復調することによりアドレス情報を生成する。さらにメインＲＦ信号は標識用ビーズ検出部１８にも送られる。
【００２８】
また、ピックアップ部１２からの信号のうち第２受光部１３０Ｂからの信号は、サブＲＦ信号検出部１７に送られる。サブＲＦ信号検出部１７では、ピックアップ部１２から送られた第２受光部１３０Ｂによる２つの信号を広帯域のアンプにより加算し増幅してサブＲＦ信号を生成する。サブＲＦ信号検出部１７で生成されたサブＲＦ信号も標識用ビーズ検出部１８に送られる。
【００２９】
標識用ビーズ検出部１８では、メインＲＦ信号またはサブＲＦ信号の変化から試料分析用ディスク１００に固定化されている標識用ビーズ１１０を検知する。
【００３０】
アドレス検出部１６により生成されたアドレス情報は、標識用ビーズ１１０をカウントしているトラックの位置情報として制御部１９に送られる。また標識用ビーズ検出部１８においてグルーブ１０７またはランド１０８上に固定化された標識用ビーズ１１０を検出した信号も制御部１９に送られ、現在計測しているトラックにおける標識用ビーズ１１０の数をカウントし、そのトラック情報と共にメモリ部２０に記憶される。
【００３１】
制御部１９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成される。制御部１０は、図示しない操作部による操作に応じた各種制御、光検出部９により出力された検出信号に基づく各種制御等を行う。
【００３２】
次に、ピックアップ部１２の構成について図２を用いて説明する。光源は、レーザ発振器１２６を用いている。レーザ発振器１２６は、レーザダイオードにより構成される。レーザ発振器１２６から出射されるレーザ光の波長は、標識用ビーズ１１０の大きさにより適切なものを用いるが、例えば直径が約１４０ｎｍの標識用ビーズ１１０を使用する場合には、レーザ光の波長が４００ｎｍ程度の青紫色レーザを出射するレーザダイオードを使用するのが望ましい。レーザ発振器１２６は、例えばBlu-ray（BD）ディスクの再生用と同一の波長405nmの半導体レーザ発振器を用いることができる。
【００３３】
レーザ発振器１２６より出射されたレーザ光は、集光レンズ１２５により平行な光束となる。さらに回折格子１２４を通過し３本の光束に分けられ、偏光プリズム１２３を通過する。
【００３４】
偏光プリズム１２３を通過したレーザ光は、波長板１２２を通過することにより、直線偏光の状態から円偏光に変換され、対物レンズ１２１により試料分析用ディスク１００上に、第1の読み取りスポット１５０Ａ、第２の読み取りスポット１５０Ｂ、および第３の読み取りスポット１５０Ｃからなる３つの読み取りスポットを照射する。
【００３５】
対物レンズ１２１のＮＡ（Numerical aperture：開口数）も標識用ビーズ１１０の大きさにより適切なものを選択する。例えば、同様に直径が約１４０ｎｍの標識用ビーズ１１０を使用する場合には、ＮＡが０．８５程度の対物レンズ１２１を用いることが望ましい。
【００３６】
また、第１から第３の読み取りスポットが、試料分析用ディスク１００上のグルーブ１０７およびランド１０８上に適切に照射されるために、回折格子１２４は回転調整が施されている。
【００３７】
試料分析用ディスク１００からの反射光は、波長板１２２を通過する際に円偏光から往路とは偏光面が９０度回転した直線偏光となって、偏光プリズム１２３で反射し、検出レンズ１２７を通過して光検出部１２８で受光される。
【００３８】
検出レンズ１２７は、集光レンズと半円筒型レンズなどの組み合わせによりフォーカスエラーを生成する仕組みとなっている。試料分析用ディスク１００上のトラックまたはアドレス用ピット、標識用ビーズ１１０の検出が球面収差により十分な品質で検出できない場合には集光レンズ１２５に別の複数のレンズを追加して（図示せず）球面収差補正を行うことにより改善することもできる。
【００３９】
光検出部１２８を構成する受光部１３０は、図２（ｂ）に示す構成となっており、中央の４分割にした第１の受光部１３０Ａに、第1の読み取りスポット１５０Ａの反射光が照射され、上下の２分割にした第２の受光部１３０Ｂおよび第３の受光部１３０Ｃには、それぞれ第２の読み取りスポット１５０Ｂおよび３の読み取りスポット１５０Ｃの反射光が照射される。
【００４０】
メインＲＦ信号検出部１５によって検出されるメインＲＦ信号、およびサブＲＦ信号検出部１７によって検出されるサブＲＦ信号は、受光部１３０を構成するそれぞれの受光部の分割セル出力の総和で生成され、ＦＥ信号及びＴＥ信号は、それぞれの受光部の分割セル出力による演算によって生成される。この演算はサーボ信号検出部１３で行われ、ＦＥ信号の演算は、受光部１３０における分割セルの記号で表すと（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算で生成され、ＴＥ信号は〔（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）〕−ｋ・〔（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）〕（ｋは係数）の演算で生成される。
【００４１】
次に、本発明の光学的分析装置１０によって読み取る、試料分析用ディスク１００の構造について、図３から図４を用いて説明する。
【００４２】
試料分析用ディスク１００は、内周側に複数の注入孔１０１を、試料分析用ディスク１００の中心に対して回転対象に備えられる。注入孔１０１は、試料を滴下させるための孔であり、その容積は検査に必要な試料を計量する大きさになっている。
【００４３】
また、注入孔１０１の各々からは滴下された試料が流れる流路１０２が、試料分析用ディスク１００の中心から見て放射状に備えられる。さらに、流路１０２の各々に接続され、試料分析用ディスク１００の外周部に位置する検出領域１０４が備えられる。また、流路１０２の一部には、試料に含まれる特定の抗原に対して結合する抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が規定量充填されているビーズ充填部１０３が備えられる。
【００４４】
さらに、試料分析用ディスク１００の外周部には、検出領域を含むように、光ディスクの信号面と同様の構造である、スパイラル状のグルーブ１０７が形成されるトラック領域１０５が備えられる。トラック領域１０５にグルーブ１０７が形成されていることにより、試料分析用ディスク１００の読み取り面には、図４に示すように、溝となるグルーブ１０７とランド１０８とが存在する。
【００４５】
図５は、試料分析用ディスク１００の断面構造と標識用ビーズ１１０の読み取り状態を表した模式図である。試料分析用ディスク１００の内周側には、深さ100μmから500μmの流路１０２が形成されており、分析対象の試料が通過する流路１０２の一部に特定の抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が充填されているビーズ充填部１０３が備えられる。
【００４６】
試料分析用ディスク１００を回転させると、注入孔１０１より滴下された試料は遠心力により抗原−抗体反応のための流路１０２に導かれる。流路１０２につながるビーズ充填部１０３には、試料に含まれる特定の抗原に対して結合する抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が規定量充填されている。
【００４７】
標識用ビーズ１１０は直径が100nmから1μm程度の大きさのポリマー粒子、または内部にフェライト等の磁性材料を含む磁気ビーズ等を用いる。また、金コロイドなどの金属微粒子やシリカビーズ等を用いることも可能である。標識用ビーズ１１０の直径は、検出に利用する読み取り装置１の光学系により検出に最適な大きさが決定し、読み取り装置１には、既存の光ディスクのドライブ、特に光ピックアップに利用されている部品を利用することが出来るという利点がある。
【００４８】
現在一般に普及している光ディスクの読み取り装置の中で、もっとも高解像度のものはBlu-ray Disc（BD）で波長405nmのレーザ光を開口数（NA）0.85の対物レンズでディスク上にスポットを集光させることが出来る。ディスクの信号の最短ピット長は約0.14μmである。したがって、BDの光学系を利用する場合には、標識用ビーズ１１０の直径が約140nm程度の大きさまで信号として検出することが出来る。
【００４９】
また、標識用ビーズ１１０の表面には試料に含まれる抗原２００と特異的に結合する抗体２１０をあらかじめ結合させておく。抗体２１０の種類には様々なものがあり、例えばB型肝炎の検査の場合には血液中に含まれるHBｓ抗原と特異的に結合するHBｓAgモノクローナル抗体を修飾しておく。修飾する抗体２１０の種類は検出する抗原２００の種類にあわせ特異的に結合するものを選択する。
【００５０】
流路１０２中で抗体２１０が修飾された標識用ビーズ１１０と試料が混合されると、試料に含まれる抗原２００が標識用ビーズ１１０の表面に修飾された抗体２１０と結合し、標識用ビーズ１１０、抗体２１０、抗原２００の複合物が形成される。
【００５１】
この段階で溶液中には試料に含まれる抗原２００の量に応じて、抗原２００と抗体２１０が反応した複合物の標識用ビーズ１１０と、抗原２００と反応していない標識用ビーズ１１０が一定の割合で存在している。さらに試料分析用ディスク１００の遠心力により、流路１０２で反応した溶液を外周部の検出領域１０４に展開させる。
【００５２】
検出領域１０４は、流路１０２の底面が接する面が、光ディスクの信号面と同様に、スパイラル状のグルーブ構造となっている。
【００５３】
これらの検出領域１０４には、標識用ビーズ１１０の表面に修飾したものと同じ種類の抗体２１０がシランカップリング等の方法で固定されている。検出領域１０４に展開された溶液に含まれている抗原２００、すなわち流路１０２の中で抗体２１０が修飾された標識用ビーズ１１０と反応した複合物は、さらに検出領域１０４に固定されている抗体２１０と結合し、標識用ビーズ１１０、抗体２１０、抗原２００、固相化抗体によるサンドイッチ型の複合物を形成し、検出領域１０４の基板上に固定化される。抗原２００と反応していない標識用ビーズ１１０は、検出領域１０４にとどまらず、遠心力によりさらにディスク外周送られ、検出領域１０４の外に排出される。また、複数設けられている検出領域１０４には、場所を特定するためのアドレス情報が記録されている。
【００５４】
次に、試料分析用ディスク１００を用いた試料の分析について、図６に基づき説明する。
【００５５】
図６は試料分析用ディスク１００上で、抗原２００と抗体２１０が反応した後の複合物の構成を模式的に表した図である。この反応は、ウェルプレートで行われるのと同様の抗原−抗体反応を利用したサンドイッチ法による原理により、試料に含まれる抗原２００に計測可能な標識である標識用ビーズ１１０が付けられた状態で、検出領域１０４に固定されていることになる。サンドイッチ法は検出対象の絶対量に対して出力がリニアに得られることから定量測定が行いやすい方法として多く用いられている。固定化の方法はこれに限らず、競合法など他の方法を用いることも出来る。
【００５６】
次に、試料分析用ディスク１００のトラックと読み取りスポットの関係を説明する。図７は、試料分析用ディスクのトラックを形成するグルーブ１０７（Ｇ）とランド１０８（Ｌ）に、第１の読み取りスポット１５０Ａ（Ｂ１）、第２の読み取りスポット１５０Ｂ（Ｂ２）及び第３の読み取りスポット１５０Ｃ（Ｂ３）が照射されている様子を示した図である。
【００５７】
中心に配置されている第１の読み取りスポット１５０Ａを基準としてフォーカスサーボ及びトラッキングサーボがディスクトラックに対して行われる。トラッキングは、第１の読み取りスポット１５０Ａにおいて、グルーブ１０７を基準とする場合とランド１０８を基準とする場合のどちらも可能であるが、本実施例ではグルーブ１０７を基準にトラッキングを行う場合について説明する。ただし、ランド１０８を基準とした場合も基本は同一である。
【００５８】
グルーブ１０７を基準としてトラッキングを行う場合、グルーブ１０７に対してトラッキングが調整されると、第１の読み取りスポット１５０Ａはグルーブ１０７に位置することとなり、第２の読み取りスポット１５０Ｂおよび第３の読み取りスポット１５０Ｃは、第１の読み取りスポット１５０Ａを挟んで隣接するランド１０８に位置することとなる。
【００５９】
本実施例における計測は、通常１トラックごとに計測を行う。このため、同心円状のトラックが形成されている試料分析用ディスク１００の場合には、トラッキングがかけられると、そのまま同一のトラックをトレースすることになる。そこで次のトラックを計測するときにはトラッキングサーボを一時解除してキックパルス信号を入れることにより隣のトラックへジャンプする。
【００６０】
この場合でも第１の読み取りスポット１５０Ａは、グルーブ１０７を基準に制御されるため、図７におけるＢ１'、Ｂ２'およびＢ３'の位置でトレースを行うことになる。
【００６１】
トラックがスパイラル状に形成されている場合には順次トラックを移行するため、１回転中に１度逆方向のキックパルスを付加することによりキックバックして１トラックを連続してトレースすることができる。
【００６２】
ここで、図８の様に標識用ビーズ１１０が試料分析用ディスク１００上に固定化されている場合、各読み取りスポットは各標識用ビーズ１１０上をトレースする。そのときメインＲＦ信号（ＳＢ１）およびサブＲＦ信号（ＳＢ２、ＳＢ３）の出力は図８に示すように、標識用ビーズ１１０の配置されているタイミングで変化する。これらメインＲＦ信号およびサブＲＦ信号の出力電圧が、所定の閾値以下となったときを、標識用ビーズ検出部１８によりカウントすることで、標識用ビーズ検出部１８は、標識用ビーズ１１０の数量を正確に計測することができる。
【００６３】
各読取りスポットの大きさは、レーザ発振器１２６によるレーザ光の波長と対物レンズ１２１のＮＡにより決定され、使用する標識用ビーズ１１０の径との相対的な関係を適切に設定する。このため、メインＲＦ信号およびサブＲＦ信号出力電圧の変化は、光が全反射する場合の最大値と反射光が無くなる最低値の幅に対して十分大きくとることができるため、１個の標識用ビーズ１１０を的確に計測することが可能である。
【００６４】
また、特定のトラックをトレース中に第２の読み取りスポット１５０Ｂおよび第３の読み取りスポット１５０Ｃによる出力が得られるが、実際には次のトラックにジャンプして読み取るときに、前のトラックの計測における第３の読み取りスポット１５０Ｃによる出力と、トラックジャンプ後の計測における第２の読み取りスポット１５０Ｂによる出力とが、同一のランド１０８をトレースすることとなるため、第２の読み取りスポット１５０Ｂもしくは第３の読み取りスポット１５０Ｃのどちらか一方での計測でよい。
【００６５】
どのトラックでカウントしたかはアドレス検出部１６で判断され、ある計測トラックにおけるグルーブ１０７及びランド１０８に配置された標識用ビーズ１１０のカウント数が、制御部１９で精度良く計算されることになる。
【００６６】
グルーブ１０７およびランド１０８上に標識用ビーズ１１０が固定化される場合、グルーブ１０７に固定化される標識用ビーズ１１０は、グルーブ１０７の幅が標識用ビーズ１１０の直径より少し大きく設定されていれば読取りスポットの中心に対して標識用ビーズ１１０の中心もほぼ一致した状態で読取ることになる。しかし、ランド１０８に固定化される場合は標識用ビーズ１１０の位置を制約するものが無く、ランド１０８の中心に対して標識用ビーズ１１０の中心がずれる可能性がある。
【００６７】
各読取りスポットはトラッキングサーボにより制御されているため、読み取り各スポットとランド１０８の中心は一致した状態となる。図９は、ランド１０８に固定化された標識用ビーズ１１０の、グルーブ１０７およびランド１０８の位置関係を示した図である。
【００６８】
例えば図９の様に、グルーブ１０７内に固定化された標識用ビーズ１１０は、グルーブ１０７の幅で規制されて、グルーブ１０７の中心に配置される。しかし、ランド１０８上に固定化された標識用ビーズ１１０は、ランド１０８の中心に配置されることもあれば、中心からずれた位置に配置されることもある。
【００６９】
このため、読み取りスポットの中心に対する標識用ビーズ１１０の中心が一致した場合にＲＦ信号の変化が最大となり、中心からのずれに従って変化は少なくなっていく。このため、図９に示すように、ランド１０８上の２つの標識用ビーズ１１０を検知したときのＲＦ信号変化は異なり、ある閾値を基準としてカウントする場合のカウント誤差が生じる可能性が発生する。
【００７０】
そこで、読み取りスポットのトラッキングサーボに任意量のオフセット電圧を加え、トラック上の読み取りスポットがトラック中心に対してデトラックする手段を設けた。デトラックを行うことにより、読み取りスポットの中心とランド１０８上に固定化された標識用ビーズ１１０の中心が一致する状態を設定し、その出力信号を検知することによって、ＲＦ信号の変化量を最大にすることができる。
【００７１】
図１０（Ａ）は、グルーブ１０７およびランド１０８からなるトラックを上から見たときの概念図であり、例えばランド１０８上に標識用ビーズ１１０がランド１０８の中心であるＢｅａｄ２の位置に固定化された状態、ランド１０８の中心から図面の上側にずれたＢｅａｄ１の位置に固定化された状態、ランド１０８の中心から図面の下側にずれたＢｅａｄ３の位置に固定化された状態において、第２の読み取りスポット１５０Ｂを、プラス方向（図面の上方向）およびマイナス方向（図面の下方向）にデトラックさせてトレースしたときの出力の様子を図１０（Ｂ）に示す。
【００７２】
図１０（Ｂ）において、デトラックさせない通常の状態では、ランド１０８を中心に位置しているＢｅａｄ２の位置で最大振幅を示し、次にズレ分の少ないＢｅａｄ１、一番ズレの大きいＢｅａｄ３の順に振幅が小さくなる。この時の閾値を図１０（Ｂ）の２点破線に示すように設定すると、デトラックさせないトレースではＢｅａｄ２だけがカウントされる。
【００７３】
仮にこの閾値を最大出力レベル近傍とすることにより、全ての出力をカウントする値に設定してしまうと、最大出力レベルの変動や反射率の誤差等により誤カウントの可能性が高くなってしまう。
【００７４】
さらに、プラス方向のデトラックの状態では、Ｂｅａｄ１が最大振幅を示し、次にＢｅａｄ２、さらにＢｅａｄ３の順に振幅が小さくなる。逆にマイナス方向のデトラックの状態では、Ｂｅａｄ３、Ｂｅａｄ２、Ｂｅａｄ１の順に振幅が小さくなる。この様にデトラックの状態で標識用ビーズ１１０の位置に従って最大振幅を得られるため、出力とデトラック状態を調べ、閾値を設定することにより正確なカウントを行うことができる。
【００７５】
図１１は、標識用ビーズ１１０のカウントを行うときの流れを示したフローチャートである。まず、所定のトラックをトレースするトラッキングサーボをＯＮとする（ステップＳ１）。トラックがスパイラル形状の場合には、スチルパルスを付加して所定のトラックを連続してトレースできるようにする。
【００７６】
次に、所定のトラックにおいて、デトラックさせない通常状態で振幅出力１を計測する（ステップＳ２）。次いで、デトラックを＋方向に発生させ、振幅出力２を計測する（ステップＳ３）。さらに、デトラックを−方向に発生させ、振幅出力３を計測する（ステップＳ４）。
【００７７】
次に、計測した振幅出力１〜３の値から閾値を算出し設定する（ステップＳ５）。また、プラス方向およびマイナス方向に対するデトラック量も設定される。次いで、デトラックしない通常状態で閾値以下となる出力をカウントし、カウント数Ｎ１を得る（ステップＳ６）。次いで、設定されたデトラック＋状態において同様に閾値以下となる出力をカウントし、カウント数Ｎ２を得る（ステップＳ７）。次いで、設定されたデトラック−状態において同様に閾値以下となる出力をカウントし、カウント数Ｎ３を得る（ステップＳ８）。最後に、得られたカウント数Ｎ１〜３を加算してランド１０８上に固定化された標識用ビーズ１１０の数を得ることができる。
【００７８】
以上の様に、複数の読み取り用スポットを使って検出領域のトラックに配置された標識用ビーズ１１０をグルーブ１０７内はもちろん、ランド１０８上に自由に固定化された場合においても正確にカウントすることができ、生体試料に含まれる抗体または抗原の詳細な定量化が可能となる。また。カウントの精度を向上させることにより、低濃度の抗体または抗原についても把握することが可能となり、検査能力、応用範囲の拡大を図ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０：光学的分析装置、１１：スピンドルモータ、１２ピックアップ部、１３：サーボ信号検出部、１４：サーボ回路、１５：メインＲＦ信号検出部、１６：アドレス検出部、１７：サブＲＦ信号検出部、１８：標識用ビーズ検出部、１９：制御部、２０：メモリ部、１２１：対物レンズ、１２２：波長板、１２３：偏光プリズム、１２４：回折格子、１２５：集光レンズ、１２６：レーザ発振器、１２７：検出レンズ、１２８：光検出部、１３０：受光部、１３０Ａ：第１受光部、１３０Ｂ：第２受光部、１３０Ｃ：第３受光部、２００：抗原、２１０：抗体
【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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