(57)【要約】  試験片１を保持するホルダ部１１と、液体試料と試薬との反応状態を光学的に検出する光学系２０と、ホルダ部１１と光学系２０とを一体にて支持する支持部材３０とを有し、支持部材３０を回動させることにより重力方向に対する試験片１の姿勢を変化させる。
2010021088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に液体試料を添加し、毛細管現象により前記試験片において前記液体試料を展開させ、前記試験片に担持させた試薬と前記液体試料との反応状態を光学的に検出して前記液体試料中の成分の分析を行う液体試料分析装置であって、
前記試験片を保持するホルダ部と、前記液体試料と前記試薬との反応状態を光学的に検出する光学系と、前記ホルダ部と前記光学系とを一体的に支持する支持部材と、前記支持部材を回動させる回動手段とを備え、前記支持部材を回動させることにより重力方向に対する前記試験片および前記光学系の姿勢を変化させるように構成したことを特徴とする液体試料分析装置。
【請求項２】
前記液体試料の添加時には前記試験片を水平状態に支持させ、前記液体試料の添加から所定の時間経過後に前記試験片の試料添加部が上方となるように前記試験片の姿勢を変化させる制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項３】
前記液体試料を添加する前の前記試験片の状態を示すデータを記録しておき、この事前に記録したデータを用いて前記液体試料を展開した後の前記試験片の状態に対する補正を行わせる制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項４】
前記液体試料を添加する前の前記試験片の状態を示すデータを記録しておき、この事前に記録したデータを用いて前記液体試料を展開した後の前記試験片の状態に対する補正を行わせる制御部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の液体試料分析装置。
【請求項５】
重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを備えた、請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項６】
重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを備えた、請求項２に記載の液体試料分析装置。
【請求項７】
前記センサにより、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が、所定の角度を超えたことを検知したとき、操作者に警告する警告装置を備えたことを特徴とする、請求項５に記載の液体試料分析装置。
【請求項８】
前記センサにより、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が、所定の角度を超えたことを検知したとき、操作者に警告する警告装置を備えたことを特徴とする、請求項６に記載の液体試料分析装置。
【請求項９】
前記センサが重力センサであることを特徴とする請求項５に記載の液体試料分析装置。
【請求項１０】
前記センサが重力センサであることを特徴とする請求項６に記載の液体試料分析装置。
【請求項１１】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項１２】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項２に記載の液体試料分析装置。
【請求項１３】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項３に記載の液体試料分析装置。
【請求項１４】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項４に記載の液体試料分析装置。
【請求項１５】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項５に記載の液体試料分析装置。
【請求項１６】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項６に記載の液体試料分析装置。
【請求項１７】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項７に記載の液体試料分析装置。
【請求項１８】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項８に記載の液体試料分析装置。
【請求項１９】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項９に記載の液体試料分析装置。
【請求項２０】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項１０に記載の液体試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験片に液体試料を添加し、毛細管現象により試験片において液体試料を展開させ、試験片に担持させた試薬と液体試料との反応状態を光学的に検出して液体試料中の成分の分析を行う液体試料分析装置に関する。より詳細には、試料添加後、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させることで、液体試料の展開速度あるいは液体試料と試薬との混合状態を安定させるように構成した液体試料分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液などの生体液体試料の分析を行う液体試料分析装置として、免疫クロマト法による液体試料分析装置が広く用いられている。図２は、免疫クロマト法を用いて分析するための試験片の一例を示す図であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は断面図である。試験片１は、基材２上に、血液などの液体試料を点着するなどして添加する試料添加部３と、添加された液体試料を展開させる試料展開層４とが形成されている。また、試料展開層４の長手方向中央部または下流側（以下、試験片１の長手方向一端側の試料添加部３側を上流側、他端側を下流側と称す）には抗体試薬５が担持され、試料展開層４の上流側には液体試料中の測定対象物となる特定の抗原に結合する色素標識試薬６が保持されている。基材２とカバー部材７との間の空隙部により前記試料添加部３が形成されている。試料展開層４は不織布あるいは多孔質材料からなり、試料展開層４の表面に、試料展開時の液体試料の乾燥を防ぐために透明シートなどの保護部材（図示せず）を貼付したものもある。【０００３】
分析の際に、液体試料（図示せず）を試験片１の試料添加部３に添加すると、試料添加部３に満たされて、この下流側に設けられた試料展開層４の上流端に達する。試料展開層４に達した液体試料は、試料展開層４の上流側に保持された色素標識試薬６を溶出させ、液体試料中の特定の抗原と色素標識試薬６とが結合する。色素標識試薬６と反応した液体試料は、更に毛細管現象により試料展開層４の下流側に流れ、抗体試薬５まで達すると、抗体試薬５は、抗原抗体反応により、液体試料中の特定の抗原を捕捉する。捕捉された前記抗原には色素標識試薬６が結合しているため、試料展開層４上の、抗体試薬５が担持された領域には、液体試料中の特定抗原の濃度に応じた呈色を生じる。【０００４】
この呈色状態を光学的に検出することにより、液体試料中の特定抗原の濃度を測定することができる。光学的な検出方法としては、試験片１にレーザ光を照射して、そのときの試験片１からの散乱光をフォトダイオードで検出する方法、試験片１をイメージセンサで撮像して撮像画像を画像処理して吸光度を求める方法などがあり、これらの方法を用いた液体試料分析装置が多種提案されている。【０００５】
ところで、液体試料として血液を血球分離などの前処理なしで用いる場合、血液中には赤血球などの血球成分が固形物として存在するため、液体試料（血液）をそのまま試料展開層４に流すと、不織布の繊維部あるいは多孔質材料の孔部に前述の血球成分が詰まってしまい、液体試料が正常に展開されない不具合を生じる。したがって、このような不具合の発生を最小限に抑えるために、試料添加部３の内部に血球収縮剤８を保持しておき、点着するなどして添加された液体試料（血液）中の血球成分を収縮させてから試料展開層４に流す方法が用いられている（例えば、特許文献１等）。【０００６】
ここで、図３（ａ）に示すように、試験片１を水平姿勢で保持した状態で液体試料を試料添加部３に添加して分析を行った場合、液体試料の粘度の違いにより、試料展開層４中を進む液体試料の速度に差があるため、所定の時間内に試料展開層４の抗体試薬５の担持部を流れる液体試料の量に違いが生じて、分析結果に誤差が生じてしまう。更に、液体試料の粘度が極めて高い場合、所定の時間内に液体試料が試料展開層４の抗体試薬５の担持部まで到達しない恐れがある。【０００７】
一方、図３（ｂ）に示すように、試験片１を、その試料展開層４の上流側が鉛直方向に沿って上方となる垂直姿勢に配置して、液体試料を試料添加部３に添加して分析を行った場合には、液体試料を試料添加部３に添加した時に、試料添加部３の内部に保持されている血球収縮剤８が十分溶けないうちに液体試料が重力により試料展開層４内に流れ出すため、液体試料が試料展開層４の下流まで正常に展開されない恐れがある。【０００８】
そこで、試料添加後、重力方向に対する試験片１の姿勢を変化させることで、液体試料の展開速度および液体試料と試薬との混合状態を安定させるように構成した液体試料分析装置を本発明の発明者らは考え出した。【０００９】
図４は、前記案出した従来の液体試料分析装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）は液体試料の添加時を示す斜視図、（ｂ）は試料展開時の状態を示す斜視図である。【００１０】
図４において、１は試験片、１１は試験片１を保持するホルダ部、１２はホルダ部１１を回動させるモータ（回動手段）、２０は試験片１の呈色部（抗体試薬５の担持部）を撮像するための光学系であり、この光学系２０において、２１はレンズ、２２はイメージセンサ、２３は試験片１の表面を照明する光源である。そして、前記光学系２０は、レンズ２１により試験片１の呈色部（抗体試薬５）の像をイメージセンサ２２の撮像面に結像させるように構成されている。【００１１】
分析の際は、まず、図４（ａ）に示すように、試験片１を水平の状態に保持して試料添加部３に液体試料（血液）を添加（点着）する。試料添加部３内には血球収縮剤８が保持されており、添加された液体試料により血球収縮剤８が溶出して液体試料と混ざり合い、液体試料（血液）中の血球成分が収縮する。血球収縮が完了するまでの所定の時間が経過すると、モータ１２によりホルダ部１１を回動させて、図４（ｂ）に示すように、試験片１の上流側が鉛直方向に沿う上方を向くようにする。すると、血球収縮剤８により血球が十分収縮した液体試料が試料展開層４の下流側に向かって流れる。ここで、液体試料には、試料展開層４による毛細管力だけでなく、試料展開層４の下流側への重力が同時に作用するので、液体試料の展開速度が安定し、液体試料の粘度が高い場合でも、抗体試薬５の担持部まで所定時間内に展開可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３６５５２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来構成の液体試料分析装置では、試験片１を保持するホルダ部１１をモータ１２により回動させて試験片１の姿勢を変化させる構成なので、ホルダ部１１を回転させた際に、試験片１と光学系２０との相対位置が変化するという課題を有していた。【００１４】
つまり、試料展開後に試験片１の画像を撮影する際に、毎回、試験片１が同じ位置になるように制御する必要があるが、モータ１２の停止位置のばらつきや、ホルダ部１１を回動自在に支持する軸受部（図示せず）のがたつきなどにより、試験片１と光学系２０との相対位置が毎回微妙に異なることが多く、この結果、測定結果に誤差を生じて、精密な分析ができないという課題を生じていた。【００１５】
特に、凹凸むらや、照明むらなどの試験片１の状態による影響を除去するために、液体試料を添加する前の試験片１の画像を事前撮影しておき、この事前撮影した画像を用いて試料展開後の画像の補正を行う方式を採用することが考えられるが、この種の液体試料分析装置においては、試験片１と光学系２０との相対位置のずれが、事前撮影画像と試料展開後の画像の位置ずれとなるため、十分な補正ができず、測定結果に誤差を生じてしまう問題もある。【００１６】
本発明は、前記従来の課題や問題を解決するもので、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させても試験片と光学系との相対位置が変化せず、高精度な分析が可能な液体試料分析装置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】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、試験片に液体試料を添加し、毛細管現象により前記試験片において前記液体試料を展開させ、前記試験片に担持させた試薬と前記液体試料との反応状態を光学的に検出して前記液体試料中の成分の分析を行う液体試料分析装置であって、前記試験片を保持するホルダ部と、前記液体試料と前記試薬との反応状態を光学的に検出する光学系と、前記ホルダ部と前記光学系とを一体的に支持する支持部材と、前記支持部材を回動させる回動手段とを備え、前記支持部材を回動させることにより重力方向に対する前記試験片および前記光学系の姿勢を変化させるように構成したことを特徴とするものである。【００１８】
この構成によれば、支持部材により、試験片を保持するホルダ部と試験片の反応状態を光学的に検出する光学系とを一体的に支持し、この支持部材全体を回動させるよう構成したので、試験片を回動させても、試験片と光学系との相対位置が変化しない。【００１９】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、前記液体試料の添加時には前記試験片を水平状態に支持させ、前記液体試料の添加から所定の時間経過後に前記試験片の試料添加部が上方となるように前記試験片の姿勢を変化させる制御部を備えたことを特徴とするものである。【００２０】
さらに、前記液体試料を添加する前の前記試験片の状態を示すデータを記録しておき、この事前に記録したデータを用いて前記液体試料を展開した後の前記試験片の状態に対する補正を行わせる制御部を備えたことを特徴とするものである。【００２１】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを備えたことを特徴とするものである。【００２２】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、前記センサにより、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が、所定の角度を超えたことを検知したとき、操作者に警告する警告装置を備えたことを特徴とするものである。【００２３】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、前記センサが重力センサであることを特徴とするものである。【００２４】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、液体試料が血液であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の液体試料分析装置によれば、支持部材により、試験片を保持するホルダ部と試験片の反応状態を光学的に検出する光学系とを一体的に支持し、試験片および光学系を一体的に回動させるよう構成したので、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させても試験片と光学系の相対位置が変化せず、高精度な分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る液体試料分析装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）の状態、（ｂ）は試料展開時の状態
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ免疫クロマト法を用いる試験片の一例を示す図であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は断面図
【図３】試験片を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）の状態、（ｂ）は試料展開時の状態
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来の液体試料分析装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）の状態、（ｂ）は試料展開時の状態
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態に係る液体試料分析装置を図面とともに詳細に説明する。なお、上記従来の液体試料分析装置と同様な機能を有する構成要素には同符号を付して、その説明は一部省略する。
【００２８】
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る液体試料分析装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）、（ｂ）は試料展開時の状態を示す。
【００２９】
図１において、１１は試験片１を保持するホルダ部、２０は試験片１における液体試料と試薬との反応状態を光学的に検出する光学系であり、ホルダ部１１と光学系２０とは、ホルダ部１１により保持された試験片１に、光学系２０に設けられたイメージセンサ２２が対向する姿勢で、支持部材３０により一体的に支持されている。また、液体試料分析装置は、試験片１を保持するホルダ部１１と、液体試料と試薬との反応状態を光学的に検出する光学系２０と、前記支持部材３０と、支持部材３０を回動させる回動手段としてのモータ１２と、後述する制御動作を行う制御部（図示せず）とを備え、支持部材３０にて光学系２０が一体的に支持されたホルダ部１１を回動させることにより、重力方向に対する試験片１の姿勢を変化させる。
【００３０】
分析時には、制御部により、図１（ａ）に示すように、まず、試験片１が水平の状態に保持される。そして、光学系２０のイメージセンサ２２により、試料添加（点着）前の試験片１の画像が撮影（事前撮影）されて試験片１の凹凸むらや照明むらなどの状態を記録する。この状態で、液体試料である血液が試料添加部３に添加される。
【００３１】
この液体試料の添加が検知された（例えば、光学系２０のイメージセンサ２２により添加を検知する）後、液体試料が血球収縮剤８と混ざって液体試料中の血球が収縮するのに必要な所定の時間が経過すると、モータ１２により、支持部材３０で一体に支持されているホルダ部１１と光学系２０とが回動され、図１（ｂ）に示すように、試験片１の試料添加部４側の端部が鉛直方向に沿う上方となる垂直姿勢に保持される。すると、血球収縮剤８により血球が十分収縮した液体試料が試料展開層４の下流側に向かって流れる。
【００３２】
ここで、液体試料には、試料展開層４による毛細管力だけでなく、試料展開層４の下流側への重力が同時に作用するので、液体試料の展開速度が安定し、液体試料の粘度が高い場合でも、抗体試薬５の担持部まで所定時間内に展開される。そして、液体試料が展開され、抗体試薬５が呈色した後、光学系２０のイメージセンサ２２により試験片１の画像が撮影（本撮影）され、事前撮影画像を用いて補正を行った後、抗体試薬５の担持部の吸光度を画像処理的に求め、分析対象物の濃度に換算することで分析が行われる。
【００３３】
なお、図１に示す実施の形態では、液体試料分析装置の内部構造がわかりやすいように支持部材３０を板形状として表しているが、分析時の外光遮蔽や液体試料分析装置の強度を考慮して、支持部材３０を光学系２０とホルダ部１１との全体を覆う箱形状としても良い。また、図１に示す実施の形態では、モータ１２の軸をホルダ部１１に接続している場合を示しているが、これに限るものではなく、モータ１２の回転軸を、一体構造となる光学系２０、ホルダ部１１、支持部材３０のいずれに接続しても同じ効果が得られる。なお、モータ１２により回動させる回転半径を小さくして液体試料分析装置を小型化するためには、一体構造となる光学系２０、ホルダ部１１、支持部材３０の全体の中心に近いところにモータ１２の回転軸を配置することが好ましい。また、図１に示す実施の形態では、モータ１２の回転軸をホルダ部１１に直接接続しているが、これに限るものではなく、モータ１２の特性と姿勢変化の所要時間とを考慮して適切な減速比の減速機構を設けてもよい。
【００３４】
ここで、装置本体が、試験片の展開方向と重力方向とが一致する正規の設置姿勢と異なる姿勢、例えば、傾斜した台の上に設置された場合や、横倒しにおかれた場合などは、上記手順に従って試験片と光学系を支持する支持部材を回動させても、重力方向に対する試験片及び光学系の姿勢に誤差が発生し、分析精度が悪化する。そのような状態が想定される場合には、重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを装置本体に内蔵しておき、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が所定の角度を超えたときに、警告表示や警告音などで警告する警告装置により、操作者に装置本体を正規の設置姿勢に戻すよう促すことで分析精度の悪化を回避することができる。重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するためのセンサとしては、重力センサ（加速度センサ）が小型、安価で精度もよく、本発明の液体試料分析装置に適している。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る液体試料分析装置によれば、ホルダ部１１と光学系２０とが、支持部材３０により一体的に支持されているので、事前撮影時と本撮影時とで試験片１と光学系２０の相対位置の変化がなく、事前撮影画像による本撮影画像の補正が精密に行われ、高い分析精度を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる液体試料分析装置は、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させても試験片と光学系の相対位置が変化せず、高精度な分析を行うことができ、特に高感度分析が必要な液体試料分析装置に適している。
【図１】
2010021088.tif 000003
【図２】
2010021088.tif 000004
【図３】
2010021088.tif 000005
【図４】
2010021088.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月6日(2010.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に液体試料を添加し、毛細管現象により前記試験片において前記液体試料を展開させ、前記試験片に担持させた試薬と前記液体試料との反応状態を光学的に検出して前記液体試料中の成分の分析を行う液体試料分析装置であって、
前記試験片を保持するホルダ部と、前記液体試料と前記試薬との反応状態を光学的に検出する光学系と、前記ホルダ部と前記光学系とを一体的に支持する支持部材と、前記支持部材を回動させる回動手段とを備え、前記支持部材を回動させることにより重力方向に対する前記試験片および前記光学系の姿勢を変化させるように構成したことを特徴とする液体試料分析装置。
【請求項２】
前記液体試料の添加時には前記試験片を水平状態に支持させ、前記液体試料の添加から所定の時間経過後に前記試験片の試料添加部が上方となるように前記試験片の姿勢を変化させる制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項３】
前記液体試料を添加する前の前記試験片の状態を示すデータを記録しておき、この事前に記録したデータを用いて前記液体試料を展開した後の前記試験片の状態に対する補正を行わせる制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項４】
前記液体試料を添加する前の前記試験片の状態を示すデータを記録しておき、この事前に記録したデータを用いて前記液体試料を展開した後の前記試験片の状態に対する補正を行わせる制御部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の液体試料分析装置。
【請求項５】
重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを備えた、請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項６】
重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを備えた、請求項２に記載の液体試料分析装置。
【請求項７】
前記センサにより、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が、所定の角度を超えたことを検知したとき、操作者に警告する警告装置を備えたことを特徴とする、請求項５に記載の液体試料分析装置。
【請求項８】
前記センサにより、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が、所定の角度を超えたことを検知したとき、操作者に警告する警告装置を備えたことを特徴とする、請求項６に記載の液体試料分析装置。
【請求項９】
前記センサが重力センサであることを特徴とする請求項５に記載の液体試料分析装置。
【請求項１０】
前記センサが重力センサであることを特徴とする請求項６に記載の液体試料分析装置。
【請求項１１】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項１に記載の液体試料分析装置。
【請求項１２】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項２に記載の液体試料分析装置。
【請求項１３】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項３に記載の液体試料分析装置。
【請求項１４】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項４に記載の液体試料分析装置。
【請求項１５】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項５に記載の液体試料分析装置。
【請求項１６】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項６に記載の液体試料分析装置。
【請求項１７】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項７に記載の液体試料分析装置。
【請求項１８】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項８に記載の液体試料分析装置。
【請求項１９】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項９に記載の液体試料分析装置。
【請求項２０】
前記液体試料が血液であることを特徴とする請求項１０に記載の液体試料分析装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験片に液体試料を添加し、毛細管現象により試験片において液体試料を展開させ、試験片に担持させた試薬と液体試料との反応状態を光学的に検出して液体試料中の成分の分析を行う液体試料分析装置に関する。より詳細には、試料添加後、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させることで、液体試料の展開速度あるいは液体試料と試薬との混合状態を安定させるように構成した液体試料分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液などの生体液体試料の分析を行う液体試料分析装置として、免疫クロマト法による液体試料分析装置が広く用いられている。図２は、免疫クロマト法を用いて分析するための試験片の一例を示す図であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は断面図である。試験片１は、基材２上に、血液などの液体試料を点着するなどして添加する試料添加部３と、添加された液体試料を展開させる試料展開層４とが形成されている。また、試料展開層４の長手方向中央部または下流側（以下、試験片１の長手方向一端側の試料添加部３側を上流側、他端側を下流側と称す）には抗体試薬５が担持され、試料展開層４の上流側には液体試料中の測定対象物となる特定の抗原に結合する色素標識試薬６が保持されている。基材２とカバー部材７との間の空隙部により前記試料添加部３が形成されている。試料展開層４は不織布あるいは多孔質材料からなり、試料展開層４の表面に、試料展開時の液体試料の乾燥を防ぐために透明シートなどの保護部材（図示せず）を貼付したものもある。
【０００３】
分析の際に、液体試料（図示せず）を試験片１の試料添加部３に添加すると、試料添加部３に満たされて、この下流側に設けられた試料展開層４の上流端に達する。試料展開層４に達した液体試料は、試料展開層４の上流側に保持された色素標識試薬６を溶出させ、液体試料中の特定の抗原と色素標識試薬６とが結合する。色素標識試薬６と反応した液体試料は、更に毛細管現象により試料展開層４の下流側に流れ、抗体試薬５まで達すると、抗体試薬５は、抗原抗体反応により、液体試料中の特定の抗原を捕捉する。捕捉された前記抗原には色素標識試薬６が結合しているため、試料展開層４上の、抗体試薬５が担持された領域には、液体試料中の特定抗原の濃度に応じた呈色を生じる。
【０００４】
この呈色状態を光学的に検出することにより、液体試料中の特定抗原の濃度を測定することができる。光学的な検出方法としては、試験片１にレーザ光を照射して、そのときの試験片１からの散乱光をフォトダイオードで検出する方法、試験片１をイメージセンサで撮像して撮像画像を画像処理して吸光度を求める方法などがあり、これらの方法を用いた液体試料分析装置が多種提案されている。
【０００５】
ところで、液体試料として血液を血球分離などの前処理なしで用いる場合、血液中には赤血球などの血球成分が固形物として存在するため、液体試料（血液）をそのまま試料展開層４に流すと、不織布の繊維部あるいは多孔質材料の孔部に前述の血球成分が詰まってしまい、液体試料が正常に展開されない不具合を生じる。したがって、このような不具合の発生を最小限に抑えるために、試料添加部３の内部に血球収縮剤８を保持しておき、点着するなどして添加された液体試料（血液）中の血球成分を収縮させてから試料展開層４に流す方法が用いられている（例えば、特許文献１等）。
【０００６】
ここで、図３（ａ）に示すように、試験片１を水平姿勢で保持した状態で液体試料を試料添加部３に添加して分析を行った場合、液体試料の粘度の違いにより、試料展開層４中を進む液体試料の速度に差があるため、所定の時間内に試料展開層４の抗体試薬５の担持部を流れる液体試料の量に違いが生じて、分析結果に誤差が生じてしまう。更に、液体試料の粘度が極めて高い場合、所定の時間内に液体試料が試料展開層４の抗体試薬５の担持部まで到達しない恐れがある。
【０００７】
一方、図３（ｂ）に示すように、試験片１を、その試料展開層４の上流側が鉛直方向に沿って上方となる垂直姿勢に配置して、液体試料を試料添加部３に添加して分析を行った場合には、液体試料を試料添加部３に添加した時に、試料添加部３の内部に保持されている血球収縮剤８が十分溶けないうちに液体試料が重力により試料展開層４内に流れ出すため、液体試料が試料展開層４の下流まで正常に展開されない恐れがある。
【０００８】
そこで、試料添加後、重力方向に対する試験片１の姿勢を変化させることで、液体試料の展開速度および液体試料と試薬との混合状態を安定させるように構成した液体試料分析装置を本発明の発明者らは考え出した。
【０００９】
図４は、前記案出した従来の液体試料分析装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）は液体試料の添加時を示す斜視図、（ｂ）は試料展開時の状態を示す斜視図である。
【００１０】
図４において、１は試験片、１１は試験片１を保持するホルダ部、１２はホルダ部１１を回動させるモータ（回動手段）、２０は試験片１の呈色部（抗体試薬５の担持部）を撮像するための光学系であり、この光学系２０において、２１はレンズ、２２はイメージセンサ、２３は試験片１の表面を照明する光源である。そして、前記光学系２０は、レンズ２１により試験片１の呈色部（抗体試薬５）の像をイメージセンサ２２の撮像面に結像させるように構成されている。
【００１１】
分析の際は、まず、図４（ａ）に示すように、試験片１を水平の状態に保持して試料添加部３に液体試料（血液）を添加（点着）する。試料添加部３内には血球収縮剤８が保持されており、添加された液体試料により血球収縮剤８が溶出して液体試料と混ざり合い、液体試料（血液）中の血球成分が収縮する。血球収縮が完了するまでの所定の時間が経過すると、モータ１２によりホルダ部１１を回動させて、図４（ｂ）に示すように、試験片１の上流側が鉛直方向に沿う上方を向くようにする。すると、血球収縮剤８により血球が十分収縮した液体試料が試料展開層４の下流側に向かって流れる。ここで、液体試料には、試料展開層４による毛細管力だけでなく、試料展開層４の下流側への重力が同時に作用するので、液体試料の展開速度が安定し、液体試料の粘度が高い場合でも、抗体試薬５の担持部まで所定時間内に展開可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３６５５２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来構成の液体試料分析装置では、試験片１を保持するホルダ部１１をモータ１２により回動させて試験片１の姿勢を変化させる構成なので、ホルダ部１１を回転させた際に、試験片１と光学系２０との相対位置が変化するという課題を有していた。
【００１４】
つまり、試料展開後に試験片１の画像を撮影する際に、毎回、試験片１が同じ位置になるように制御する必要があるが、モータ１２の停止位置のばらつきや、ホルダ部１１を回動自在に支持する軸受部（図示せず）のがたつきなどにより、試験片１と光学系２０との相対位置が毎回微妙に異なることが多く、この結果、測定結果に誤差を生じて、精密な分析ができないという課題を生じていた。
【００１５】
特に、凹凸むらや、照明むらなどの試験片１の状態による影響を除去するために、液体試料を添加する前の試験片１の画像を事前撮影しておき、この事前撮影した画像を用いて試料展開後の画像の補正を行う方式を採用することが考えられるが、この種の液体試料分析装置においては、試験片１と光学系２０との相対位置のずれが、事前撮影画像と試料展開後の画像の位置ずれとなるため、十分な補正ができず、測定結果に誤差を生じてしまう問題もある。
【００１６】
本発明は、前記従来の課題や問題を解決するもので、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させても試験片と光学系との相対位置が変化せず、高精度な分析が可能な液体試料分析装置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】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、試験片に液体試料を添加し、毛細管現象により前記試験片において前記液体試料を展開させ、前記試験片に担持させた試薬と前記液体試料との反応状態を光学的に検出して前記液体試料中の成分の分析を行う液体試料分析装置であって、前記試験片を保持するホルダ部と、前記液体試料と前記試薬との反応状態を光学的に検出する光学系と、前記ホルダ部と前記光学系とを一体的に支持する支持部材と、前記支持部材を回動させる回動手段とを備え、前記支持部材を回動させることにより重力方向に対する前記試験片および前記光学系の姿勢を変化させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
この構成によれば、支持部材により、試験片を保持するホルダ部と試験片の反応状態を光学的に検出する光学系とを一体的に支持し、この支持部材全体を回動させるよう構成したので、試験片を回動させても、試験片と光学系との相対位置が変化しない。
【００１９】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、前記液体試料の添加時には前記試験片を水平状態に支持させ、前記液体試料の添加から所定の時間経過後に前記試験片の試料添加部が上方となるように前記試験片の姿勢を変化させる制御部を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、前記液体試料を添加する前の前記試験片の状態を示すデータを記録しておき、この事前に記録したデータを用いて前記液体試料を展開した後の前記試験片の状態に対する補正を行わせる制御部を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、前記センサにより、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が、所定の角度を超えたことを検知したとき、操作者に警告する警告装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、前記センサが重力センサであることを特徴とするものである。
【００２４】
さらに、本発明は、この液体試料分析装置において、液体試料が血液であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の液体試料分析装置によれば、支持部材により、試験片を保持するホルダ部と試験片の反応状態を光学的に検出する光学系とを一体的に支持し、試験片および光学系を一体的に回動させるよう構成したので、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させても試験片と光学系の相対位置が変化せず、高精度な分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る液体試料分析装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）の状態、（ｂ）は試料展開時の状態
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ免疫クロマト法を用いる試験片の一例を示す図であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は断面図
【図３】試験片を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）の状態、（ｂ）は試料展開時の状態
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来の液体試料分析装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）の状態、（ｂ）は試料展開時の状態
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態に係る液体試料分析装置を図面とともに詳細に説明する。なお、上記従来の液体試料分析装置と同様な機能を有する構成要素には同符号を付して、その説明は一部省略する。
【００２８】
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る液体試料分析装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は試料点着時（液体試料添加時）、（ｂ）は試料展開時の状態を示す。
【００２９】
図１において、１１は試験片１を保持するホルダ部、２０は試験片１における液体試料と試薬との反応状態を光学的に検出する光学系であり、ホルダ部１１と光学系２０とは、ホルダ部１１により保持された試験片１に、光学系２０に設けられたイメージセンサ２２が対向する姿勢で、支持部材３０により一体的に支持されている。また、液体試料分析装置は、試験片１を保持するホルダ部１１と、液体試料と試薬との反応状態を光学的に検出する光学系２０と、前記支持部材３０と、支持部材３０を回動させる回動手段としてのモータ１２と、後述する制御動作を行う制御部（図示せず）とを備え、支持部材３０にて光学系２０が一体的に支持されたホルダ部１１を回動させることにより、重力方向に対する試験片１の姿勢を変化させる。
【００３０】
分析時には、制御部により、図１（ａ）に示すように、まず、試験片１が水平の状態に保持される。そして、光学系２０のイメージセンサ２２により、試料添加（点着）前の試験片１の画像が撮影（事前撮影）されて試験片１の凹凸むらや照明むらなどの状態を記録する。この状態で、液体試料である血液が試料添加部３に添加される。
【００３１】
この液体試料の添加が検知された（例えば、光学系２０のイメージセンサ２２により添加を検知する）後、液体試料が血球収縮剤８と混ざって液体試料中の血球が収縮するのに必要な所定の時間が経過すると、モータ１２により、支持部材３０で一体に支持されているホルダ部１１と光学系２０とが回動され、図１（ｂ）に示すように、試験片１の試料添加部４側の端部が鉛直方向に沿う上方となる垂直姿勢に保持される。すると、血球収縮剤８により血球が十分収縮した液体試料が試料展開層４の下流側に向かって流れる。
【００３２】
ここで、液体試料には、試料展開層４による毛細管力だけでなく、試料展開層４の下流側への重力が同時に作用するので、液体試料の展開速度が安定し、液体試料の粘度が高い場合でも、抗体試薬５の担持部まで所定時間内に展開される。そして、液体試料が展開され、抗体試薬５が呈色した後、光学系２０のイメージセンサ２２により試験片１の画像が撮影（本撮影）され、事前撮影画像を用いて補正を行った後、抗体試薬５の担持部の吸光度を画像処理的に求め、分析対象物の濃度に換算することで分析が行われる。
【００３３】
なお、図１に示す実施の形態では、液体試料分析装置の内部構造がわかりやすいように支持部材３０を板形状として表しているが、分析時の外光遮蔽や液体試料分析装置の強度を考慮して、支持部材３０を光学系２０とホルダ部１１との全体を覆う箱形状としても良い。また、図１に示す実施の形態では、モータ１２の軸をホルダ部１１に接続している場合を示しているが、これに限るものではなく、モータ１２の回転軸を、一体構造となる光学系２０、ホルダ部１１、支持部材３０のいずれに接続しても同じ効果が得られる。なお、モータ１２により回動させる回転半径を小さくして液体試料分析装置を小型化するためには、一体構造となる光学系２０、ホルダ部１１、支持部材３０の全体の中心に近いところにモータ１２の回転軸を配置することが好ましい。また、図１に示す実施の形態では、モータ１２の回転軸をホルダ部１１に直接接続しているが、これに限るものではなく、モータ１２の特性と姿勢変化の所要時間とを考慮して適切な減速比の減速機構を設けてもよい。
【００３４】
ここで、装置本体が、試験片の展開方向と重力方向とが一致する正規の設置姿勢と異なる姿勢、例えば、傾斜した台の上に設置された場合や、横倒しにおかれた場合などは、上記手順に従って試験片と光学系を支持する支持部材を回動させても、重力方向に対する試験片及び光学系の姿勢に誤差が発生し、分析精度が悪化する。そのような状態が想定される場合には、重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するセンサを装置本体に内蔵しておき、重力方向に対する装置本体の姿勢と、正規の設置姿勢との誤差が所定の角度を超えたときに、警告表示や警告音などで警告する警告装置により、操作者に装置本体を正規の設置姿勢に戻すよう促すことで分析精度の悪化を回避することができる。重力方向に対する装置本体の姿勢を検知するためのセンサとしては、重力センサ（加速度センサ）が小型、安価で精度もよく、本発明の液体試料分析装置に適している。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る液体試料分析装置によれば、ホルダ部１１と光学系２０とが、支持部材３０により一体的に支持されているので、事前撮影時と本撮影時とで試験片１と光学系２０の相対位置の変化がなく、事前撮影画像による本撮影画像の補正が精密に行われ、高い分析精度を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる液体試料分析装置は、重力方向に対する試験片の姿勢を変化させても試験片と光学系の相対位置が変化せず、高精度な分析を行うことができ、特に高感度分析が必要な液体試料分析装置に適している。
【符号の説明】
【００３７】
１      試験片
２      基材
３      試料添加部
４      試料展開層
５      抗体試薬
６      色素標識試薬
８      血球収縮剤
１１    ホルダ部
１２    モータ（回動手段）
２０    光学系
２１    レンズ
２２    イメージセンサ
２３    光源
３０    支持部材
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010021088.tif 000007
【図２】
2010021088.tif 000008
【図３】
2010021088.tif 000009
【図４】
2010021088.tif 000010
【国際調査報告】
2010021088.tif 000011
2010021088.tif 000012
2010021088.tif 000013
2010021088.tif 000014