(57)【要約】      （修正有）【課題】、微弱な発光を高感度で測定することが可能な試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する方法を提供する。【解決手段】窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板を回転させることによって、分析用基板に導入された試料を測定チャンバーへ移送させ、測定チャンバーにおいて試料を発光させ、発光を測定する試料分析装置２００であって、試料が導入された試料分析用基板１００を試料分析用基板１００の回転軸周りに回転させるモータ２０１と、モータを駆動する駆動回路２０６と、測定チャンバーの窓を透過する試料からの発光による光子数を測定する光検出器２０９と、モータによって試料分析用基板１００を回転させながら、光検出器２０９が測定した光子数を用いて、試料の発光の測定値を算出する制御回路２０５とを備える。【選択図】図４Ａ
2018163101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板を回転させることによって、分析用基板に導入された試料を前記測定チャンバーへ移送させ、前記測定チャンバーにおいて試料を発光させ、前記発光を測定する試料分析装置であって、
試料が導入された試料分析用基板を前記試料分析用基板の回転軸周りに回転させるモータと、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記測定チャンバーの窓を透過する前記試料からの発光による光子数を測定する光検出器と、
前記モータによって前記試料分析用基板を回転させながら、前記光検出器が測定した光子数を用いて、前記試料の発光の測定値を算出する制御回路と、
を備えた、試料分析装置。
【請求項２】
前記光検出器は、前記試料分析用基板が回転する間に少なくとも１つの第１の測定値と、少なくとも１つの第２の測定値とを出力し、
前記制御回路は、前記少なくとも１つの第１の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正することによって前記試料の発光の測定値を算出する請求項１に記載の試料分析装置。
【請求項３】
前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、  前記制御回路は、前記複数の測定値と、第１の閾値および第２の閾値とをそれぞれ比較し、第１の閾値以上の測定値を前記少なくとも１つの第１の測定値と決定し、前記複数の測定値のうち、第２の閾値以下の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値と決定する、請求項２に記載の試料分析装置。
【請求項４】
前記試料分析用基板の回転角度を検出し、回転角度信号を生成する回転角度検出回路をさらに備え、
前記光検出器は、前記試料分析用基板が１回転により得られた複数の測定値を出力し、
前記制御回路は、前記回転角度が第１の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値および前記回転角度が第２の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値をそれぞれ、前記少なくとも１つの第１の測定値および前記少なくとも１つの第２の測定値として前記算出を行う請求項２に記載の試料分析装置。
【請求項５】
前記第２の角度範囲は前記第１の角度範囲よりも大きい請求項４に記載の試料分析装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記回転角度が第１の角度範囲以外であるときに前記光検出器によって測定された測定値と、第３の閾値とを比較し、前記測定値が前記第３の閾値以上である場合に測定エラーを示す信号を生成する請求項４に記載の試料分析装置。
【請求項７】
前記試料分析用基板は、発光する他の試料が保持された他の測定チャンバーを有し、
前記光検出器は、前記試料分析用基板が１回転する間に少なくとも１つの第３の測定値をさらに出力し、
前記制御回路は、前記少なくとも１つの第３の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正することによって前記他の試料の発光の測定値を算出する請求項１に記載の試料分析装置。
【請求項８】
：光検出器の具体的構成
前記光検出器は、光子を受け取り、光子数に応じたパルス信号を生成する光電子増倍素子と、前記パルス信号をカウントする光子カウンタとを含む、請求項１から７のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項９】
窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板と、
請求項１から７のいずれかに記載の試料分析装置と、
を備えた試料分析システム。
【請求項１０】
窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板に試料を導入する工程と、
前記試料が導入された試料分析用基板を回転させながら、光子数を測定する光検出器によって、試料からの発光による光子数を測定する工程と、
を包含する、
試料の発光を測定する測定方法。
【請求項１１】
前記測定する工程において、前記光検出器は、前記試料分析用基板が回転する間に少なくとも１つの第１の測定値と、少なくとも１つの第２の測定値とを出力し、
前記少なくとも１つの第１の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正する工程をさらに包含する請求項１０に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【請求項１２】
前記測定する工程において、前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、、
前記補正する工程は、前記複数の測定値と、第１の閾値および第２の閾値とをそれぞれ比較し、第１の閾値以上の測定値を前記少なくとも１つの第１の測定値と決定し、前記複数の測定値のうち、第２の閾値以下の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値と決定する、請求項１１に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【請求項１３】
前記測定する工程において、
前記試料分析用基板の回転角度を検出し、回転角度信号を生成し、
前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、、
前記補正する工程は、前記回転角度が第１の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値および前記回転角度が第２の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値をそれぞれ、前記少なくとも１つの第１の測定値および前記少なくとも１つの第２の測定値として前記算出を行う請求項１１に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【請求項１４】
前記第２の角度範囲は前記第１の角度範囲よりも大きい請求項１３に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【請求項１５】
前記測定工程は、前記回転角度が第１の角度範囲以外であるときに前記光検出器によって測定された測定値と、第３の閾値とを比較し、前記測定値が前記第３の閾値以上である場合に測定エラーを示す信号を生成する請求項１３に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【請求項１６】
前記試料分析用基板は、発光する他の試料が保持された他の測定チャンバーを有し、
前記測定工程は、前記試料分析用基板が１回転する間に少なくとも１つの第３の測定値をさらに出力し、
前記補正する工程は、前記少なくとも１つの第３の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正することによって前記他の試料の発光の測定値を算出する請求項１０に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、尿や血液等の試料中の特定成分を分析するために試料分析用基板を用いる技術が知られている。例えば、特許文献１は、流路、チャンバー等が形成された円盤状の試料分析用基板を用い、試料分析用基板を回転等させることで、溶液の移送、分配、混合、試料溶液中の成分の分析等を行う技術を開示している。特定成分は、例えば、免疫反応によって発生した光を検出することによって定量される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平７−５００９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
試料中の特定成分の濃度が低い場合、免疫反応による発光も弱い。濃度の低い特定成分を高感度で検出するためには、微弱な発光の強度を正確に測定することが求められる。
【０００５】
本願の限定的ではないある例示的な一実施形態は、微弱な発光を高感度で測定することが可能な試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の試料分析装置は、窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板を回転させることによって、分析用基板に導入された試料を前記測定チャンバーへ移送させ、前記測定チャンバーにおいて試料を発光させ、前記発光を測定する試料分析装置であって、試料が導入された試料分析用基板を前記試料分析用基板の回転軸周りに回転させるモータと、前記モータを駆動する駆動回路と、前記測定チャンバーの窓を透過する前記試料からの発光による光子数を測定する光検出器と、前記モータによって前記試料分析用基板を回転させながら、前記光検出器が測定した光子数を用いて、前記試料の発光の測定値を算出する制御回路とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、微弱な発光を高感度で測定することが可能な試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を説明する模式図の一例である。
【図２Ａ】図２Ａは、試料分析用基板の構造の一例を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、試料分析用基板の分解斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、試料分析装置の外観を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ドアを開けた状態の試料分析装置の外観を示す斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、試料分析システムの一例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、光子カウンタの一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、試料分析用基板１００が１回転する間に測定される光子数の分布の一例を示す。
【図６】図６は、試料分析システムの動作の一例を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、光子カウントおよびダークカウントを決定する他の方法を説明する図である。
【図８】図８は、光子数の分布を用いて試料分析装置の異常を検出する方法を説明する図である。
【図９】図９は、測定室が２つある試料分析用基板における光子数の分布の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
尿や血液等の試料の成分の分析法には、分析対象物であるアナライトと、アナライトと特異的に結合するリガンドとの結合反応が用いられる場合がある。このような分析法には、例えば、免疫測定法や遺伝子診断法が挙げられる。なお、尿や血液等の試料は医学、薬学分野では検体と呼ばれることがある。
【００１０】
免疫測定法の一例として、競合法および非競合法（サンドイッチイムノアッセイ法）が挙げられる。また、遺伝子診断法の一例として、ハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法が挙げられる。これら免疫測定法や遺伝子検出法は、例えば、磁性粒子（「磁性ビーズ」、「磁気粒子」または「磁気ビーズ」等と称することもある。）が用いられる。これら分析法の一例として、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法で具体的に説明する。
【００１１】
図１に示すように、まず、磁性粒子３０２の表面に固定化された一次抗体３０４（以下、「磁性粒子固定化抗体３０５」と称する。）と測定対象物である試料に含まれる抗原３０６とを抗原抗体反応により結合させる。次に標識物質３０７が結合された２次抗体（以下、「標識抗体３０８」と称する。）と抗原３０６とを抗原抗体反応により結合させる。これにより、抗原３０６に対して磁性粒子固定化抗体３０５及び標識抗体３０８が結合した複合体３１０が得られる。
【００１２】
この複合体３１０に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７に基づくシグナルを検出し、検出したシグナルの量に応じて抗原濃度を測定する。標識物質３０７には、例えば、酵素（例えば、ペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、ルシフェラーゼ等がある。）、化学発光物質、電気化学発光物質、蛍光物質等が挙げられ、それぞれの標識物質３０７に応じた色素、発光、蛍光等のシグナルを検出する。検出する光は試料そのものから発せられるわけではない。しかし、試料の成分の分析は試料中の抗原３０６の濃度等を測定することであり、抗原３０６が結合した複合体３１０が発光する。このため、本願明細書では、分かりやすさのため、試料が発光すると説明する場合がある。
【００１３】
本願発明者は、微弱な光を検出する光検出素子として、発光による光子数をカウントする光子カウンタを用いることを検討した。光子カウンタは高検出感度を有するため、測定対象物以外から不可避的に生じる迷光も検出する可能性がある。また、原理上、光子カウンタは測定時の温度による影響を受け易い。本願発明者は、これらの課題も考慮し、新規な試料分析装置を想到した。本開示の試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する方法の概要は以下の通りである。
【００１４】
［項目１］
窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板を回転させることによって、分析用基板に導入された試料を前記測定チャンバーへ移送させ、前記測定チャンバーにおいて試料を発光させ、前記発光を測定する試料分析装置であって、
試料が導入された試料分析用基板を前記試料分析用基板の回転軸周りに回転させるモータと、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記測定チャンバーの窓を透過する前記試料からの発光による光子数を測定する光検出器と、
前記モータによって前記試料分析用基板を回転させながら、前記光検出器が測定した光子数を用いて、前記試料の発光の測定値を算出する制御回路と、
を備えた、試料分析装置。
［項目２］
前記光検出器は、前記試料分析用基板が回転する間に少なくとも１つの第１の測定値と、少なくとも１つの第２の測定値とを出力し、
前記制御回路は、前記少なくとも１つの第１の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正することによって前記試料の発光の測定値を算出する項目１に記載の試料分析装置。
［項目３］
前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、
前記制御回路は、前記複数の測定定値と、第１の閾値および第２の閾値とをそれぞれ比較し、第１の閾値以上の測定値を前記少なくとも１つの第１の測定値と決定し、前記複数の測定値のうち、第２の閾値以下の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値と決定する、項目２に記載の試料分析装置。
［項目４］
前記試料分析用基板の回転角度を検出し、回転角度信号を生成する回転角度検出回路をさらに備え、
前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、
前記制御回路は、前記回転角度が第１の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値および前記回転角度が第２の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値をそれぞれ、前記少なくとも１つの第１の測定値および前記少なくとも１つの第２の測定値として前記算出を行う項目２に記載の試料分析装置。
［項目５］
前記第２の角度範囲は前記第１の角度範囲よりも大きい項目４に記載の試料分析装置。
［項目６］
前記制御回路は、前記回転角度が第１の角度範囲以外であるときに前記光検出器によって測定された測定値と、第３の閾値とを比較し、前記測定値が前記第３の閾値以上である場合に測定エラーを示す信号を生成する項目４に記載の試料分析装置。
［項目７］
前記試料分析用基板は、発光する他の試料が保持された他の測定チャンバを有し、
前記光検出器は、前記試料分析用基板が１回転する間に少なくとも１つの第３の測定値をさらに出力し、
前記制御回路は、前記少なくとも１つの第３の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正することによって前記他の試料の発光の測定値を算出する項目１に記載の試料分析装置。
［項目８］
前記光検出器は、光子を受け取り、光子数に応じたパルス信号を生成する光電子増倍素子と、前記パルス信号をカウントする光子カウンタとを含む、項目１から７のいずれかに記載の試料分析装置。
［項目９］
窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板と、
項目１から７のいずれかに記載の試料分析装置と、
を備えた試料分析システム。
［項目１０］
窓を有する測定チャンバーと、遮光部とを有する試料分析用基板に試料を導入する工程と、
前記試料が導入された試料分析用基板を回転させながら、光子数を測定する光検出器によって、試料からの発光による光子数を測定する工程と、
を包含する、
試料の発光を測定する測定方法。
［項目１１］
前記測定する工程において、前記光検出器は、前記試料分析用基板が回転する間に少なくとも１つの第１の測定値と、少なくとも１つの第２の測定値とを出力し、
前記少なくとも１つの第１の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正する工程をさらに包含する項目１０に記載の試料の発光を測定する測定方法。
［項目１２］
前記測定する工程において、前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、
前記補正する工程は、前記複数の測定値と、第１の閾値および第２の閾値とをそれぞれ比較し、第１の閾値以上の測定値を前記少なくとも１つの第１の測定値と決定し、前記複数の測定値のうち、第２の閾値以下の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値と決定する、項目１１に記載の試料の発光を測定する測定方法。
［項目１３］
前記測定する工程において、
前記試料分析用基板の回転角度を検出し、回転角度信号を生成し、
前記光検出器は、前記試料分析用基板の１回転により得られた複数の測定値を出力し、
前記補正する工程は、前記回転角度が第１の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値および前記回転角度が第２の角度範囲であるときに前記光検出器によって測定された測定値をそれぞれ、前記少なくとも１つの第１の測定値および前記少なくとも１つの第２の測定値として前記算出を行う項目１１に記載の試料の発光を測定する測定方法。
［項目１４］
前記第２の角度範囲は前記第１の角度範囲よりも大きい項目１３に記載の試料の発光を測定する測定方法。
［項目１５］
前記測定工程は、前記回転角度が第１の角度範囲以外であるときに前記光検出器によって測定された測定値と、第３の閾値とを比較し、前記測定値が前記第３の閾値以上である場合に測定エラーを示す信号を生成する項目１３に記載の試料の発光を測定する測定方法。
［項目１６］
前記試料分析用基板は、発光する他の試料が保持された他の測定チャンバーを有し、
前記測定工程は、前記試料分析用基板が１回転する間に少なくとも１つの第３の測定値をさらに出力し、
前記補正する工程は、前記少なくとも１つの第３の測定値を前記少なくとも１つの第２の測定値で補正することによって前記他の試料の発光の測定値を算出する項目１０に記載の試料の発光を測定する測定方法。
【００１５】
以下、図面を参照しながら本開示の試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する方法を説明する。本開示の試料分析システムは、試料分析装置と、試料分析用基板とを備える。本開示の試料分析システムは、上述した磁性粒子を用いた分析方法に適合し得る。以下、各構成要素を順に説明する。
【００１６】
（試料分析用基板１００）
図２Ａおよび図２Ｂは、試料分析用基板１００の平面図および分解斜視図である。試料分析用基板１００は、回転軸１０１および回転軸１０１に平行な方向に所定の厚さを有する板形状の基板１１０と、遮光キャップ１２０を備える。本実施形態では、試料分析用基板１００の基板１１０は円形形状を有しているが、多角形形状、楕円形形状、扇形形状等を有していてもよい。基板１１０は、２つの主面１１０ｃ、１１０ｄを有している。本実施形態では、主面１１０ｃおよび主面１１０ｄは互いに平行であり、主面１１０ｃおよび主面１１０ｄの間隔で規定される基板１１０の厚さは、基板１１０のどの位置でも同じである。しかし、主面１１０ｃ、１１０ｄは、平行でなくてもよい。例えば、２つの主面の一部分が非平行または平行であってもよいし、全体的に非平行であってもよい。また、基板１１０の主面１１０ｃ、１１０ｄの少なくとも一方に凹部または凸部を有する構造を備えていてもよい。試料分析用基板１００は、基板１１０内に位置する反応チャンバー１０２と、測定チャンバー１０３と、回収チャンバー１０７と、流路１０４と流路１０５とを有する。
【００１７】
本実施形態では、試料分析用基板１００の基板１１０は、ベース基板１１０ａとカバー基板１１０ｂによって構成されている。反応チャンバー１０２、測定チャンバー１０３および回収チャンバー１０７のそれぞれの空間はベース基板１１０ａ内に形成され、カバー基板１１０ｂでベース基板１１０ａを覆うことにより、それぞれの空間の上部および下部が形成される。つまり、反応チャンバー１０２、測定チャンバー１０３および回収チャンバー１０７のそれぞれの空間は試料分析用基板１００の少なくとも１つの内面によって規定されている。流路１０４および流路１０５もベース基板１１０ａに形成されており、カバー基板１１０ｂでベース基板１１０ａを覆うことにより、流路１０４および流路１０５の空間の上部および下部が形成される。このように、反応チャンバー１０２、測定チャンバー１０３、回収チャンバー１０７、流路１０４および流路１０５は基板１１０に閉じ込められている。
【００１８】
測定チャンバー１０３は、主面１１０ｃおよび主面１１０ｄの少なくとも一方において、測定チャンバー１０３に保持される試料を含む複合体３１０から生じる発光を透過する窓を有する。本実施形態では、ベース基板１１０ａおよびカバー基板１１０ｂがそれぞれ上面および下面として使用される。基板１１０は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン等の透明樹脂によって形成されている。ここで透明とは、複合体３１０から生じる発光のうち、後述する光検出器２０９に検出される波長域の光を透過することをいう。
【００１９】
遮光キャップ１２０は、一対の遮光部１２０ａと連結部１２０ｃとを含み、遮光部１２０ａが基板１１０の主面１１０ｃ、１１０ｄの一部を覆うように基板１１０に取り付けられている。本実施形態では、遮光部１２０ａは略扇形の形状を有している。遮光部１２０ａは、複合体３１０から生じる発光を透過しない材料によって形成されている。遮光部１２０ａは、基板１１０の主面１１０ｃ、１１０ｄのうち、光検出器２０９の受光面に対向する位置に設けられていることが好ましい。また、図２Ａに示すように、主面１１０ｃまたは主面１１０ｄにおける、遮光部１２０ａが位置する領域の中心角αは、測定チャンバー１０３が位置する領域の中心角βよりも大きいことが好ましい。
【００２０】
反応チャンバー１０２は、図１を参照して説明したように、磁性粒子固定化抗体３０５と、抗原３０６を含む試料と、標識抗体３０８とを反応させて、複合体３１０を形成させる反応場である。反応チャンバー１０２の形状に特に制限はない。本実施形態では、試料分析用基板１００は、複合体３１０を形成させる反応場として、反応チャンバー１０２を備えている。磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む試料および標識抗体３０８の反応チャンバー１０２への移送には、種々の手段を採り得る。例えば、予め磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む試料および標識抗体３０８を混合させた混合溶液を量りとり、試料分析用基板１００内の反応チャンバー１０２に混合溶液を注入してもよい。また、試料分析用基板１００は、磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む試料および標識抗体３０８のそれぞれを保持するチャンバーと、それぞれのチャンバーと反応チャンバー１０２とが連結する流路（例えば、毛管路）を備えていてもよい。この場合、磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む試料および標識抗体３０８をそれぞれのチャンバーに量りとり、各チャンバーに注入された磁性粒子固定化抗体３０５、抗原３０６を含む試料および標識抗体３０８を反応チャンバー１０２に移送して反応チャンバー１０２中で混合し、複合体３１０を形成させてもよい。また、磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８を乾燥させてもよい（以下、「ドライ化試薬」と称する。）。この場合、例えば、反応チャンバー１０２にドライ化試薬を保持させ、抗原３０６を含む試料溶液を含む液体でドライ化試薬を溶解させることで複合体３１０を形成させてもよい。また、測定時に、反応チャンバー１０２とは異なる所定のチャンバーに保持されたドライ化試薬を液体で溶解させ、反応チャンバー１０２へ移送し、抗原３０６を含む試料と反応チャンバー１０２中で混合させることで複合体３１０を形成させてもよい。
【００２１】
流路１０４は反応チャンバー１０２および測定チャンバー１０３を接続する経路を有し、一端が反応チャンバー１０２に接続され、他端が測定チャンバー１０３に接続されている。反応チャンバー１０２と流路１０４との接続位置は、測定チャンバー１０３と流路１０４との接続位置よりも回転軸１０１に近接して位置している。この構成によって、複合体３１０を含む溶液は、試料分析用基板１００の回転による遠心力を受け、流路１０４を介して、測定チャンバー１０３へ移送される。
【００２２】
測定チャンバー１０３において、複合体３１０を含む溶液のＢ/Ｆ分離が行われる。このために、試料分析用基板１００は、磁石１０６を含む。磁石１０６は、基板１１０内において、測定チャンバー１０３の空間に近接して位置している。
【００２３】
磁石１０６は、測定チャンバー１０３よりも回転軸１０１から離れて位置している。磁石１０６はＢ／Ｆ分離に応じて着脱可能に構成されていてもよいし、試料分析用基板１００に着脱不能に取り付けられていてもよい。磁石１０６は、例えば、磁気粒子を用いた競合法による免疫測定法に一般的に用いられる磁石である。具体的には、フェライト磁石、ネオジム磁石等を用いることができる。特に、ネオジム磁石は磁力が強いため、好適に磁石１０６に用いることができる。
【００２４】
図２Ａに示すように、流路１０５は測定チャンバー１０３および回収チャンバー１０７を接続する経路を有し、一端が測定チャンバー１０３に接続され、他端が回収チャンバー１０７に接続されている。測定チャンバー１０３と流路１０５との接続位置は、回収チャンバー１０７と流路１０５との接続位置よりも回転軸１０１に近接して位置している。この構成によって、複合体３１０を含む溶液からＢ/Ｆ分離によって分離された液体が、試料分析用基板１００の回転による遠心力を受け、流路１０５を介して回収チャンバー１０７へ移送される。
【００２５】
反応チャンバー１０２、測定チャンバー１０３および回収チャンバー１０７の空間の大きさは、例えば、１０μｌ〜５００μｌ程度である。流路１０４および流路１０５は、毛細管現象により反応チャンバー１０２および測定チャンバー１０３に保持された液体で満たすことができるようなサイズで構成されていることが好ましい。つまり、流路１０４および流路１０５は、毛管路(capillary channel)あるいは毛細管(capillary tube)であることが好ましい。例えば、流路１０４および流路１０５のそれぞれの伸びる方向に垂直な断面は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの幅および５０μｍ〜３００μｍの深さ、を有していてもよく、５０μｍ以上（好ましくは５０μｍ〜３００μｍ）の幅および０．１ｍｍ〜５ｍｍの深さを有していてもよい。
【００２６】
反応チャンバー１０２、測定チャンバー１０３および回収チャンバー１０７のそれぞれには少なくとも１つの空気孔１０８が設けられている。これにより、各チャンバー内が環境下の気圧に保たれ、毛細管現象およびサイフォンの原理によって流路１０４、１０５を液体が移動し得る。また、反応チャンバー１０２および回収チャンバー１０７には、試料溶液、反応溶液、洗浄液等などの液体を注入したり、排出するための開口１０９が設けられていてもよい。なお、ここでいうサイフォンの原理とは、試料分析用基板１００の回転により液体にかかる遠心力と流路の毛細管力とのバランスで送液制御が行われることをいう。
【００２７】
（試料分析装置２００の構成）
図３Ａおよび図３Ｂは試料分析装置２００の外観の一例を示す斜視図である。また、図４Ａは、試料分析装置２００の構成例を示すブロック図である。試料分析装置２００は、開閉可能なドア２５１を有する筐体２５０を備える。筐体２５０は、試料分析用基板１００を回転可能に収納する収納室２５０ｃを有し、収納室２５０ｃ内に、ターンテーブル２０１ｔを有するモータ２０１（図４Ａ）が配置されている。ドア２５１を開けた状態で収納室２５０ｃ内のターンテーブル２０１ｔに試料分析用基板１００を着脱可能である。ドア２５１を閉じることにより、ドア２５１は収納室２５０ｃに外部から光が入射しないように、収納室２５０ｃを遮光する。筐体２５０には、試料分析装置２００を起動／停止する電源スイッチ２５２と、後述する表示装置２１０が設けられている。
【００２８】
図４Ａを参照しながら、試料分析装置２００を詳細に説明する。試料分析装置２００は、モータ２０１と、シャッター２０２と、原点検出器２０３と、回転角度検出回路２０４と、制御回路２０５と、駆動回路２０６と、光検出器２０９と、表示装置２１０と、入力デバイス２１１とを備える。
【００２９】
モータ２０１は、試料分析用基板１００を支持するターンテーブル２０１ｔを有し、試料分析用基板１００を回転軸２０１ａの周りに回転させる。回転軸２０１ａは重力方向に対して０°以上９０°以下の角度で重力方向から傾いていてもよい。モータ２０１は、例えば、試料分析用基板を１００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲で回転させることができる。回転速度は各チャンバーおよび流路の形状、液体の物性、液体の移送や処理のタイミング等に応じて決定される。モータ２０１は例えば、直流モータ、ブラシレスモータ、超音波モータ等であってよい。
【００３０】
原点検出器２０３は、例えば、光源２０３ａ、受光素子２０３ｂおよび原点検出回路２０３ｃを含み、光源２０３ａと受光素子２０３ｂとの間に試料分析用基板１００が位置するように配置される。例えば、光源２０３ａは発光ダイオードであり、受光素子２０３ｂはフォトダイオードである。光源２０３ａは例えば、ドア２５１の内側に取り付けられる。
【００３１】
原点検出器２０３は、モータ２０１に取り付けられた試料分析用基板１００の原点を検出する。具体的には、試料分析用基板１００における透光部分と遮光部との境界を原点として検出する。例えば遮光キャップ１２０は試料分析用基板１００の厚さ方向における光源２０３ａから出射する光の透過率が１０％以下であり、基板１１０における透過率が６０％以上である。
【００３２】
試料分析用基板１００がモータ２０１によって回転すると、受光素子２０３ｂは、入射する光の光量に応じた検出信号を原点検出回路２０３ｃへ出力する。図２Ａに示すように、回転方向に応じて、遮光キャップ１２０のエッジ１２０ｅおよびエッジ１２０ｆにおいて検出信号は増大または低下する。原点検出回路２０３ｃは、例えば、試料分析用基板１００が矢印で示すように、時計回りに回転している場合において、検出光量の低下を検出し、原点信号として出力する。本明細書では、遮光キャップ１２０のエッジ１２０ｅの位置を、試料分析用基板１００の原点位置（試料分析用基板１００の基準となる角度位置）として取り扱う。ただし、エッジ１２０ｅの位置から任意に定められる特定の角度の位置を原点として定めてもよい。
【００３３】
原点位置は、試料分析装置２００が試料分析用基板１００の回転角度の情報を取得するために利用される。原点検出器２０３は、他の構成を備えていてもよい。例えば、試料分析用基板１００に原点検出用の磁石を備え、原点検出器２０３は、受光素子２０３ｂの代わりに、この磁石の磁気を検出する磁気検出素子を備えていてもよい。また、磁性粒子を捕捉するための磁石１０６を原点検出に用いてもよい。試料分析用基板１００がターンテーブル２０１ｔに特定の回転角度でのみ取り付け可能である場合には、原点検出器２０３はなくてもよい。
【００３４】
回転角度検出回路２０４は、モータ２０１の回転軸２０１ａの回転角度を検出する。例えば、回転角度検出回路２０４は回転軸２０１ａに取り付けられたロータリーエンコーダであってもよい。モータ２０１がブラシレスモータである場合には、回転角度検出回路２０４は、ブラシレスモータに備えられているホール素子およびホール素子の出力信号を受け取り、回転軸２０１ａの角度を示す回転角度信号を出力する検出回路を備えていてもよい。ターンテーブル２０１ｔに試料分析用基板１００を取り付けると、試料分析用基板１００が回転軸２０１ａ周りに回転するので、回転角度検出回路２０４は、試料分析用基板１００の回転角度を検出し、回転角度信号を出力することができる。回転角度信号は例えば、例えば、所定の角度ごとに出力されるパルスを含むパルス信号である。
【００３５】
駆動回路２０６はモータ２０１を回転駆動させる。具体的には、制御回路２０５からの指令に基づき、試料分析用基板１００を時計方向または反時計方向に回転させ、揺動および回転の停止を行う。
【００３６】
光検出器２０９は、試料分析用基板１００の測定チャンバー１０３に保持された複合体３１０（図１）に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７から生じる発光を検出する。ここで発光とは、蛍光、りん光等の発光原理は問わず、光子が放出されることをいう。つまり、光検出器２０９は、標識物質３０７から生じる発光の光子数を測定する。光検出器２０９は、具体的には、光電子増倍素子２０７と光子カウンタ２０８とを含む。光電子増倍素子２０７は、標識物質３０７から生じる発光の光子を受け取り、光子の数に応じた数のパルスを出力する。光電子増倍素子２０７の受光面は、試料分析用基板１００をターンテーブル２０１ｔに取り付けた状態で、測定チャンバー１０３が位置する同心円１０３ｃの下方（図２Ａ）に配置される。
【００３７】
光子カウンタ２０８は、光電子増倍素子２０７が出力するパルス信号のパルス数を所定の基準単位で測定する。例えば、光子カウンタ２０８は、図４Ｂに示す構成を備え、試料分析用基板１００の回転角度を基準単位として光子数をカウントする。具体的には、光子カウンタ２０８は、回転角度検出回路２０４から出力される回転角度信号に基づいて、試料分析用基板１００の１回転の角度、つまり、３６０°を複数の位相範囲θ０〜θｋに分割し、位相範囲毎のカウンタで光子によるパルス数を測定する。ｋは例えば１９１であり、光子カウンタ２０８は、１．８７５°の分解能で光子数を計測する。このために、光子カウンタ２０８は、基準時間発生部４０１、ライトイネーブル信号生成部４０２、書き込みアドレス切換部４０３、リセット／取込用アドレス生成部４０４、加算回路４０５、光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋおよび光子カウントデータＲＡＭ４０７を含む。
【００３８】
基準時間発生部４０１は、カウンタをリセットする基準時間を生成する。例えば、基準時間は１秒である。ライトイネーブル信号生成部４０２は光子によるパルス信号を受け取るたびにライトイネーブル信号を生成する。書き込みアドレス切換部４０３は、回転角度検出回路２０４から出力される回転角度信号に基づいて、書き込みを行う光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋを切り替える。
【００３９】
リセット／取込用アドレス生成部４０４は、光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋのデータを光子カウントデータＲＡＭに書き込むためのアドレスを生成する。
【００４０】
加算回路４０５および光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋは位相範囲θ０〜θｋの（ｋ＋１個）のカウンタを構成している。
【００４１】
光子カウントデータＲＡＭ４０７は、レジスタであり、光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋで計測された計測数を読み取り、制御回路が計測数を読み取るまでの間、一時的に計測数を記憶する。
【００４２】
標識物質３０７から生じる発光の光子を検出することによって、光電子増倍素子２０７がパルス信号を出力すると、ライトイネーブル信号生成部４０２は光子によるパルスを受け取るたびにライトイネーブル信号を生成する。書き込みアドレス切換部４０３は、回転角度信号に基づいて、逐次、書き込みを行う光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋを切り替えるため、ライトイネーブル信号は、光子が発生した時の試料分析用基板１００の角度に応じた光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋのいずかに入力され、加算回路４０５によってそのＲＡＭにおける計測数が１繰り上がる。
【００４３】
リセット／取込用アドレス生成部４０４が生成したアドレス信号に基づき、光子カウントデータＲＡＭ４０７が光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋに記憶された計測数を読み取る。基準時間発生部４０１は、基準時間ごとにこれらの回路をリセットする。
【００４４】
制御回路２０５は、光子カウントデータＲＡＭ４０７に記憶された、光子カウンタＲＡＭθ０〜θｋの値を読み取る。これにより、基準時間発生部４０１が出力する基準時間ごとに、位相範囲θ０〜θｋの光子数の測定値である複数の測定値が得られる。
【００４５】
光子カウンタ２０８は、光子数をカウントする時間間隔が試料分析用基板１００の１回転に要する時間より十分短い場合には、時間を基準として光子数をカウントしてもよい。試料分析用基板１００が一定の回転速度で回転している場合、理想的には、試料分析用基板１００の１回転における回転速度はどの回転角度でもほぼ一定である。例えば、試料分析用基板１００が１°回転するのに要する時間は、試料分析用基板１００の回転角度が０°〜３５９°の間で一定である。したがって、時間を基準単位として光子数をカウントすることができる。
【００４６】
光電子増倍素子２０７は、真空管に複数の電極が備えられた従来の光電子増倍管であってもよいし、アバランシェフォトダイオードをガイガーモードで使用するシリコンフォトマルチプラヤー等半導体を利用する光電子増倍素子であってもよい。また、光子カウンタ２０８は後述する制御回路２０５に組み込まれていてもよい。光子カウンタ２０８は、例えば、ＦＰＧＡ等の集積回路によって構成されていている。あるいは、光子カウンタ２０８の上述した信号処理が、制御回路２０５で実行されるソフトウエアにより実行されてもよい。
【００４７】
シャッター２０２は、光検出器２０９の光電子増倍素子２０７の受光面と、試料分析用基板１００との間に設けられて、受光面の開閉を制御する。シャッター２０２を開いた状態では、回転する試料分析用基板１００の測定チャンバー１０３に保持された複合体３１０から生じる発光が光電子増倍素子２０７に入射する。また、シャッター２０２が閉じた状態では、発光を遮断する。シャッター２０２は、機械的構造を備えていてもよいし、液晶シャッター等であってもよい。
【００４８】
制御回路２０５は、光検出器２０９、駆動回路２０６、シャッター２０２等の各構成要素を制御する。また、制御回路２０５は、モータ２０１によって試料分析用基板１００を回転させながら光検出器２０９が測定した位相範囲θ０〜θｋごとの光子数の測定値を光検出器２０９から受け取り、メモリに記憶する。
【００４９】
測定の終了後、メモリに記憶された位相範囲θ０〜θｋごとの光子数、つまり、試料分析用基板１００が１回転する間に測定される複数の測定値である光子数の分布から試料の発光の測定値を算出する。図５は、試料分析用基板１００が１回転する間に測定される光子数の分布の一例を示す。図５は、試料分析用基板１００の位置Ｓが光電子増倍素子２０７の受光面を通過した時を０°して横軸にとった光子数の分布を示している。基板１１０は透光性を有するため、測定チャンバー１０３が光検出器２０９の受光面を通過するとき以外の角度においても、光子が検出される。これに対して、遮光部１２０ａが受光面を通過する場合には光子はほとんど検出されない。
【００５０】
しかし、上述したように、光電子増倍素子２０７に検出感度、特にノイズには温度依存性がある。このため、光子が実際に検出されない場合にも測定温度に応じて、光子を検出したのと同様のパルス信号が出力される場合がる。また、温度以外にも、光子数の正確な測定に影響を与える可能性がある。例えば、収納室２５０ｃが理想的な暗室ではなく、複合体３１０の標識物質３０７から生じる発光以外の光が光電子増倍素子２０７に入射していることも考えられる。
【００５１】
このため、制御回路２０５は、試料分析用基板１００が回転する間において、測定チャンバー１０３を検出しているときに得られた光子数を、遮光部１２０ａを検出しているときに得られた光子数を用いて補正する。以下、測定チャンバー１０３を検出しているときに得られた光子数を光子カウント、遮光部１２０ａを検出しているときに得られた光子数をダークカウントと呼ぶ。
【００５２】
具体的には、まず、試料分析用基板１００の１回転する間に計測される光子数の分布において、光子カウントおよびダークカウントがどの部分であるのかを特定する。測定チャンバー１０３が位置する領域の中心角βおよび遮光部１２０ａが位置する領域の中心角αと、位相範囲θ０〜θｋの分割数、原点検出器２０３が検出する原点とを用いて、光子カウントおよびダークカウントの位置を特定できる。試料分析用基板１００の１回転する間に計測される光子数の分布における光子カウントおよびダークカウントをそれぞれ、第１の角度範囲βおよび第２の角度範囲αと定義する。
【００５３】
次に、第１の角度範囲βおよび第２の角度範囲αから、光子カウント、つまり、光検出器２０９が出力する少なくとも１つの第１の測定値と、ダークカウント、つまり、光検出器２０９が出力する少なくとも１つの第２の測定値とを決定し、少なくとも１つの第１の測定値を少なくとも１つの第２の測定値で補正する。
【００５４】
例えば、第１の測定値から第２の測定値を差し引くことによって、複合体３１０から生じる発光の測定値を求める。より一般的には、複合体３１０（試料）から生じる発光の測定値Ｃ［ｓ−１］は、第１の角度範囲βの期間をｔａ［ｓ］とし、第２の角度範囲αの期間をｔｂ［ｓ］とし、それぞれの期間に、ｎ個およびｍ個の測定点があり、各測定点における光子数を、第１の測定値Ａｉ（ｉ＝１〜ｎ）、第２の測定値Ｂｊ（ｊ＝１〜ｍ）とすれば、以下の式（１）で示される。つまり、単位時間あたりの光子カウントからダークカウントを差し引いて測定値Ｃを求める。
【数１】
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（１）
【００５５】
収納室２５０ｃ内の温度の時間変化が大きい場合、あるいは、できるだけ高い精度で補正を行いたい場合には、試料分析用基板１００が１回転する間に得られた光子カウントおよびダークカウント（ＡｉおよびＢｊ）を用いることが好ましい。しかし、収納室２５０ｃ内の温度の時間変化が大きくない場合、あるいは他の理由から、光子カウントおよびダークカウントは、異なる回転で得られたデータであってもよい。式（１）で求められる試料からの発光の測定値Ｃは１回の回転による値であるため、複数回回転させて得られた測定値Ｃの合計を求めてもよいし、複数回回転させて得られた測定値Ｃの平均を求めてもよい。
【００５６】
また、ダークカウントに対応する第２の角度範囲αを光子カウントに対応する第１の角度範囲βよりも大きくすれば、ばらつきが生じやすいダークカウントの期間を長くとることができ、より安定したダークカウント値を得ることができる。これには、上述したように、測定チャンバー１０３が位置する領域の中心角βより遮光部１２０ａが位置する領域の中心角αを大きくすればよい。
【００５７】
このような演算を行うことによって、温度による影響が抑制された光子数の計測を行うことが可能となる。特に、１回転する間に得られる測定チャンバー１０３の検出結果および遮光部１２０ａの検出結果を用いることによって、ほぼ同時刻における発光の光子数と、無発光時の光子数を測定することが可能であり、温度の時間変化の影響をより抑制することが可能となる。
【００５８】
制御回路２０５はこの演算によって求めた測定値Ｃを表示装置２１０へ出力する。制御回路２０５内のメモリに測定値Ｃを記憶させてもよい。
【００５９】
制御回路２０５は、たとえば試料分析装置２００に設けられたＣＰＵ、メモリおよび原点検出器２０３、回転角度検出回路２０４および光検出器２０９からの信号を受け取るインタフェースを含む。制御回路２０５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリに読み込まれたコンピュータプログラムを実行することにより、当該コンピュータプログラムの手順にしたがって他の回路に命令を送る。その命令を受けた各回路は、本明細書において説明されるように動作して、各回路の機能を実現する。制御回路２０５からの命令は、たとえば図４Ａに示すように、駆動回路２０６、シャッター２０２等に送られる。コンピュータプログラムの手順は、後述するフローチャートによって示されている。
【００６０】
なお、コンピュータプログラムが読み込まれたメモリ、例えば、コンピュータプログラムを格納するＲＡＭは、揮発性であってもよいし、不揮発性であってもよい。揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなければ記憶している情報を保持できないＲＡＭである。たとえば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）は、典型的な揮発性ＲＡＭである。不揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなくても情報を保持できるＲＡＭである。たとえば、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、抵抗変化型メモリ（ＲｅＲＡＭ）、強誘電体メモリ （ＦｅＲＡＭ）は、不揮発性ＲＡＭの例である。本実施の形態においては、不揮発性ＲＡＭが採用されることが好ましい。揮発性ＲＡＭおよび不揮発性ＲＡＭはいずれも、一時的でない（non-transitory）、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。また、ハードディスクのような磁気記録媒体や、光ディスクのような光学的記録媒体も一時的でない、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。すなわち本開示にかかるコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムを電波信号として伝搬させる、大気などの媒体（一時的な媒体）以外の、一時的でない種々のコンピュータ読み取り可能な媒体に記録され得る。
【００６１】
本明細書では、光検出器２０９の光子カウンタ２０８、制御回路２０５は回転角度検出回路２０４および原点検出器２０３の原点検出回路２０３ｃと別個の構成要素として説明している。しかしながら、これらは共通のハードウェアによって実現されていてもよい。たとえば、試料分析装置２００に設けられたＣＰＵ（コンピュータ）が、光子カウンタ２０８として機能するコンピュータプログラム、制御回路２０５として機能するコンピュータプログラム、回転角度検出回路２０４として機能するコンピュータプログラムおよび原点検出器２０３の原点検出回路２０３ｃとして機能するコンピュータプログラムを直列的、または並列的に実行してもよい。これにより、そのＣＰＵを見かけ上、異なる構成要素として動作させることができる。
【００６２】
表示装置２１０は、液晶表示パネル、有機ＥＬパネルなどの表示パネルであり、制御回路２０５から出力される、上述した測定値Ｃおよび／または測定値Ｃに基づく情報、過去の測定値Ｃ、操作者に試料分析装置２００への操作のための入力を促す情報等を表示する。
【００６３】
入力デバイス２１１は、操作者の操作によって、制御回路２０５に指令を与える。入力デバイス２１１は、例えば、表示装置２１０に設けられたタッチパネル等であってよい。
【００６４】
（試料分析システムの動作）
図１、図２Ａ、図４Ａ、図４Ｂ、図５および図６を参照しながら、試料分析システム５００の動作を説明する。図６は、試料分析システム５００の動作を示すフローチャートである。
【００６５】
（１）試料分析用基板に試料を導入する工程
［ステップＳ１］
まず、試料分析用基板１００の反応チャンバー１０２において、磁性粒子固定化抗体３０５と、抗原３０６を含む試料と、標識抗体３０８とを同時に反応させて、複合体３１０を形成させる。例えば、反応チャンバー１０２に磁性粒子固定化抗体３０５を含む液体が保持されており、抗原３０６を含む試料と、標識抗体３０８を含む液体をシリンジなどによって、開口１０９から反応チャンバー１０２へ導入してもよい。試料分析用基板１００に、抗原３０６を含む試料および標識抗体３０８を保持する図示しないチャンバーが設けられている場合には、試料をそのチャンバーへ導入する。標識抗体３０８は予めチャンバーに導入されていてもよい。
【００６６】
［ステップＳ２］
試料分析装置２００の電源スイッチ２５２をＯＮにする。試料分析装置２００のドア２５０ａを開け、ターンテーブル２０１ｔに試料分析用基板１００を取り付ける。ドア２５０ａを閉める。
【００６７】
（２）試料を測定チャンバーへ移送する工程
［ステップＳ３］
表示装置２１０に表示された情報に従い、操作者が表示装置２１０をタッチすることにより、入力デバイス２１１から指令が制御回路２０５に入力され、試料分析装置２００が動作する。まず、モータ２０１が回転し、試料分析用基板１００の原点を原点検出器２０３が検出する。検出した原点の位置を用いて、試料分析用基板１００を揺動させるようにモータ２０１が回転し、反応チャンバー１０２において抗原抗体反応が進む。反応チャンバー１０２において、複合体３１０が生成した後、試料分析用基板１００を回転させ、複合体３１０および未反応の磁性粒子固定化抗体３０５を含む溶液を測定チャンバー１０３へ移動させる。
【００６８】
複合体３１０を含む溶液がすべて測定チャンバー１０３へ移送された後、所定の回転角度で試料分析用基板１００を停止させる。複合体３１０および未反応の磁性粒子固定化抗体３０５を含む液体が、反応チャンバー１０２から測定チャンバー１０３に移送されると、複合体３１０および未反応の磁性粒子固定化抗体３０５（以下、これら両方を指す場合には、単に磁性粒子３１１と呼ぶ）が、磁石１０６の磁力によって測定チャンバー１０３の側面に引き寄せられ保持される。
【００６９】
続いて試料分析用基板１００を回転させると、回転にともない遠心力が発生し、測定チャンバー１０３内の液体および複合体３１０を含む磁性粒子に働く。この遠心力が働く方向は、磁性粒子３１１が磁石１０６から受ける吸引力の方向と一致する。このため、磁性粒子３１１は、強く測定チャンバー１０３の側面に押し付けられる。
【００７０】
遠心力を受けた液体は流路１０５から排出され、回収チャンバー１０７へ移送される。磁性粒子３１１は遠心力および磁石の吸引力の和によって、測定チャンバー１０３の側面部分に強く押し付けられているため、液体のみが流路１０５から排出され、磁性粒子３１１は測定チャンバー１０３にとどまる。
【００７１】
液体が回収チャンバー１０７へすべて移動した後、試料分析用基板１００の回転を停止させる。これにより、Ｂ/Ｆ分離が完了し、測定チャンバー１０３の液体および磁性粒子３１１が分離される。
【００７２】
（３）発光による光子数を測定する工程
［ステップＳ４］
シャッター２０２を開き、試料分析用基板１００を回転させる。試料分析用基板１００を回転させ回転が一定になった後、シャッター２０２を開いてもよい。
【００７３】
［ステップＳ５］
光検出器２０９を用いて磁性粒子３１１に含まれる複合体３１０に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７の発光を検出する。具体的には、光検出器２０９の光電子増倍素子２０７が発光による光子に応じてパルス信号を生成し、光子カウンタ２０８が、回転角度検出回路２０４から出力される回転角度信号を用いて、位相範囲θ０〜θｋごとに光子数を計測する。制御回路２０５は、位相範囲θ０〜θｋごとの測定値を逐次受け取り、メモリに記憶する。
【００７４】
［ステップＳ６］
一定の時間発光を検出した後、シャッター２０２を閉じ、検出を終了する。
【００７５】
（４）測定値を補正する工程
［ステップＳ７］
制御回路２０５は、メモリから、位相範囲θ０〜θｋごとの測定値を読み出し、上述したように、光子カウンティングの期間およびダークカウンティングの期間を決定したのち、例えば、式（１）に従って測定値Ｃを求める。
【００７６】
（５）測定値を表示する工程
［ステップＳ８］
表示装置２１０に求めた測定値Ｃおよび／または測定値Ｃを用いて決定された抗原の量、濃度等に関する指標値を表示する。
【００７７】
（効果）
本実施形態の試料分析装置、試料分析システムおよび発光を測定する測定方法によれば、遮光部を有する試料分析用基板を回転させながら試料からの発光を測定する。このため、光検出器は試料の発光による測定値と、光検出器を遮光した状態における測定値を取得することができる。また、遮光時の測定値を用いて、試料の発光による測定値を補正することが可能となり、光検出器の温度変化による測定値結果のばらつきや測定時の試料の発光以外の迷光等の影響を抑制し、精度の高い測定を行うことができる。特に、試料の発光による測定と遮光時の測定とを試料分析用基板の回転中、例えば、１回転中において取得できるため、２つの測定間の時間差が短くできる。よって、２つの測定間における測定環境の温度の変化を小さくし、高い精度で測定値の温度補償を行うことができる。
【００７８】
（他の形態）
本開示の試料分析装置、試料分析システムおよび発光を測定する測定方法には種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態の試料分析装置２００は回転角度検出回路２０４を備えているが、発光の測定に回転角度検出回路２０４から得られる回転角度信号を用いなくてもよい。この場合、光子カウンタ２０８は、一般的な光子カウンタと同様所定の基準時間で光電子増倍素子２０７から出力されるパルスをカウントし、制御回路へ出力する。制御回路２０５は、メモリに第１の閾値Ｃ１および第２の閾値Ｃ２を記憶している。第１の閾値Ｃ１は第２の閾値Ｃ２よりも大きい（Ｃ１＞Ｃ２）。図７に示すように、回転角度信号と第１の閾値Ｃ１および第２の閾値Ｃ２とをそれぞれ比較し、第１の閾値Ｃ１以上の測定値を、測定チャンバー１０３を検出しているときに得られた第１の測定値、つまり、光子カウントであると決定し、第２の閾値Ｃ２以下の測定値を第２の測定値つまり、ダークカウントと決定としてもよい。その後、決定した第１の測定値を第２の測定値で補正することによって、測定値Ｃを求めることができる。この場合、ダークカウントはノイズ等の影響によって、遮光部１２０ａを検出していても、第２の閾値を超えやすい場合がある。このため、例えば、第２の閾値を超える測定値が３以下で連続する場合には、第２の測定値であると決定してもよい。
【００７９】
また、光子数の信号を試料分析装置の動作の監視に利用してもよい。例えば、試料分析用基板１００において、試料の発光を検出する場合、発光する試料は、測定チャンバー１０３に収納されている。しかし、試料の移送が適切ではないため、反応チャンバー１０２に複合体３１０が残留していたり、磁石１０６によって捕捉されず、複合体３１０が回収チャンバー１０７へ移送されることが考えられる。この場合、測定チャンバー１０３に収納されている複合体３１０の量が少なくなるため、正しい測定を行えなくなる可能性がある。
【００８０】
図８は、発光する複合体３１０の一部が反応チャンバー１０２に残留していたり、回収チャンバー１０７へ移送されている場合において、試料分析用基板１００が１回転する間に計測される光子数の分布の一例を示す。図８に示すように、回転角度が第１の角度範囲以外であるとき、反応チャンバー１０２および／または回収チャンバー１０７に位置する複合体３１０による発光が検出されている。したがって、制御回路２０５がこの発光を検出することによって、複合体３１０の移送異常を検出することができる。具体的には、制御回路２０５は、メモリに第３の閾値Ｃ３を記憶している。制御回路２０５は光子数の信号と第３の閾値Ｃ３とを比較し、光子数の信号が、第１の角度範囲以外の回転角度において、第３の閾値以上である場合、測定エラーを示す信号を生成する。例えば測定エラーを示す信号を生成した場合、制御回路２０５は、表示装置２１０に測定異常を示す文字や図形等を表示してもよい。
【００８１】
これにより、試料分析装置２００の操作者は、正しく測定ができていないことを認識することができ、試料分析用基板を交換して再度測定を行う等適切な対応をとることが可能となる。
【００８２】
また、試料分析用基板１００は２以上の測定チャンバー１０３を備えていてもよい。図９は、発光する複合体３１０の一部が反応チャンバー１０２に残留していたり、回収チャンバー１０７へ移送されている場合において、試料分析用基板１００が１回転する間に計測される光子数の分布の一例を示す。
【００８３】
制御回路２０５は、２つ目の測定チャンバー１０３からの発光による第３の角度範囲γから、光子カウント、つまり、光検出器２０９が出力する少なくとも１つの第３の測定値を決定し、第３の測定値をダークカウント、つまり、第２の測定値で補正する。これにより、試料分析用基板が複数の測定チャンバーを有する場合でも、一度の測定で２つの測定チャンバーに位置する試料の発光を測定することが可能となる。
【００８４】
また上記実施形態では、試料分析システムは、磁性粒子を用いた分析方法を用いるが、磁性粒子を持用いず、Ｂ／Ｆ分離を行わずに、試料または試料と結合した標識物質の発光を検出してもよい。この場合、試料分析用基板１００は磁石を備えていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本願に開示された試料分析装置、試料分析システムおよび試料の発光を測定する測定方法は、種々の反応を利用した検体中の特定成分の分析に適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１００    試料分析用基板
１０１    回転軸
１０２    反応チャンバー
１０３    測定チャンバー
１０３ｃ  同心円
１０４、１０５    流路
１０６    磁石
１０７    回収チャンバー
１０８    空気孔
１０９    開口
１１０    基板
１１０ａ  ベース基板
１１０ｂ  カバー基板
１１０ｃ、１１０ｄ  主面
１２０    遮光キャップ
１２０ａ  遮光部
１２０ｃ  連結部
１２０ｅ、１２０ｆ  エッジ
２００    試料分析装置
２０１    モータ
２０１ａ  回転軸
２０１ｔ  ターンテーブル
２０２    シャッター
２０３    原点検出器
２０３ａ  光源
２０３ｂ  受光素子
２０３ｃ  原点検出回路
２０４    回転角度検出回路
２０５    制御回路
２０６    駆動回路
２０７    光電子増倍素子
２０８    光子カウンタ
２０９    光検出器
２１０    表示装置
２１１    入力デバイス
２５０    筐体
２５０ａ  ドア
２５０ｃ  収納室
２５１    ドア
２５２    電源スイッチ
３０２    磁性粒子
３０４    一次抗体
３０５    磁性粒子固定化抗体
３０６    抗原
３０７    標識物質
３０８    標識抗体
３１０    複合体
３１１    磁性粒子
４０１    基準時間発生部
４０２    ライトイネーブル信号生成部
４０３    書き込みアドレス切換部
４０４    取込用アドレス生成部
４０５    加算回路
４０７    光子カウントデータＲＡＭ
５００    試料分析システム
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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