(57)【要約】【課題】磁性粒子を含む被検出物を均一に捕集する。【解決手段】少なくとも一部が磁性体である被検出物に電磁波が照射され、該電磁波の特性変化が検出されることにより前記被検出物が検出される検出装置である。検出装置は、被検出物が配置される表面を備えた検出部が配置されるように構成されたステージと、表面において磁力が最大となる点を中心と該中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する磁力発生部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が磁性体である被検出物に電磁波が照射され、該電磁波の特性変化が検出されることにより前記被検出物が検出される検出装置であって、
前記被検出物が配置される表面を備えた検出部が配置されるように構成されたステージと、
前記表面において磁力が最大となる点を中心とし該中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する磁力発生部と、
を有する、検出装置。
【請求項２】
前記磁力発生部は、球形磁石、円錐形磁石及び円錐台形磁石のいずれか１つを含む、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記磁力発生部は、
中心に配置される、磁力の大きい第１の磁力発生部と、
前記第１の磁力発生部の周囲に配置される、磁力の小さい第２の磁力発生部と、
を含む、請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記ステージを移動させる移動機構を有し、
前記磁力発生部は、前記ステージに、又は前記移動機構の内部に配置されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記表面上の前記被検出物に電磁波を照射する照射部と、前記電磁波の特性変化を検出する検出器と、を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検出装置と、
前記検出器で検出した前記電磁波の特性変化に基づいて、前記被検出物を検出したか否かを判定する制御部と、
を具備する、検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検出装置及び検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属微粒子に標的物質を捕捉し、標的物質を光学的に検出する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５７９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被検出物を均一に捕集することができる検出装置及び検出システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態は、少なくとも一部が磁性体である被検出物に電磁波が照射され、該電磁波の特性変化が検出されることにより被検出物が検出される検出装置である。検出装置は、前記被検出物が配置される表面を備えた検出部が配置されるように構成されたステージと、前記表面において磁力が最大となる点を中心とし該中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する磁力発生部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る検出装置を含む検出システムの一例を概略的に示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、検出センサの一例を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、検出センサの一例を示す上面図である。
【図３】図３は、検出システムで検出される電磁波の周波数と反射率との関係の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、検出センサ上に滴下された、被検出物を含む溶液、及び磁力発生部の一例を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、溶液中の被検出物が検出センサ上で磁力勾配に従って凝集していく様子の一例を概略的に示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、検出センサ上に凝集及び固定された被検出物を概略的に示す図である。
【図５】図５は、磁性粒子と測定対象物からなる被検出物の一例を概略的に示す図である。
【図６】図６は、第２の実施形態による磁力発生部の一例を示す図である。
【図７】図７は、第３の実施形態による磁力発生部の一例を示す図である。
【図８】図８は、第４の実施形態による磁力発生部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素に、一つ以上の他の表現の例を付すことがある。しかし、これは、他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。また、各図面は実施形態を概略的に示すものであり、図面に示される各要素の寸法は、実施形態の説明と異なることがある。
【０００８】
［第１の実施形態］  
第１の実施形態に係る検出装置を含む検出システムは、例えば試料中の菌などの有機物（測定対象物）を含む被検出物を検出する。検出システムは、所定の周波数を有する電磁波を検出センサに照射し、検出センサで反射した電磁波を検出する。検出システムは、試料を添加する前の検出センサの反射率と試料を添加した後の検出センサの反射率とを測定する。検出システムは、試料添加前後の反射率が一致しない場合に、検出センサ上に被検出物が堆積していると判定する。
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係る検出装置１０を含む検出システム１の一例を示す図である。検出システム１は、検出装置１０と、制御装置２０とを有している。検出装置１０と制御装置２０とは、電気的に接続されている。制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field programmable Gate Array）などのプロセッサを含む。制御装置２０は、検出装置１０の各種動作の制御及び各種演算を行う。
【００１０】
検出装置１０は、電磁波発生源１１と、反射部１２と、検出センサ１３と、ステージ１４と、磁力発生部１５と、駆動部１６と、試料導入部１７と、検出器１８とを有している。これらは、検出装置１０として１つの筐体内に配置されてよい。
【００１１】
電磁波発生源１１は、検出センサ１３の表面上に電磁波を照射する照射部として、制御装置２０からの制御信号に基づいて所定の周波数の電磁波を出力するように構成されている。出力される電磁波の周波数は、検出センサ１３の構造に応じて定まる、検出センサ１３の周波数特性に応じて決定されてよい。出力される電磁波は、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、電波等であってよい。例えば、電磁波発生源１１は、紫外線、可視光線、赤外線の波長域の範囲の電磁波を発生する光源であってよい。
【００１２】
反射部１２は、例えばミラーである。反射部１２は、例えば、第１の反射面１２ａと、第２の反射面１２ｂとを有している。反射部１２は、検出装置１０の内部に、電磁波発生源１１、検出位置（例えば、図１に実線で示される検出センサ１３の位置）にある検出センサ１３及び検出器１８に対して所定の角度で配置されている。例えば、第１の反射面１２ａが、電磁波発生源１１から出力された電磁波を検出位置にある検出センサ１３に向けて反射するように配置され、第２の反射面１２ｂが、検出センサ１３で反射した電磁波を検出器１８に向けて反射するように配置されている。すなわち、反射部１２は、電磁波発生源１１から出力された電磁波の光路（進行方向）を調整する。また、反射部１２は、検出センサ１３の表面で反射した電磁波の光路（進行方向）を調整する。
【００１３】
検出センサ１３は、被検出物が配置される表面を備えた検出部である。検出センサ１３は、ステージ１４上に配置される。つまり、ステージ１４は、その上に検出センサ１３を保持する。検出センサ１３の下部には、磁力発生部１５が配置されている。磁力発生部１５は、ステージ１４上に配置されてもよいし、ステージ１４の内部に組み込まれてもよい。本実施形態における磁力発生部１５は、球形磁石１５１である。球形磁石１５１は、ステージ１４に対してその位置を固定して取り付けられていてよい。磁力発生部１５及び球形磁石１５１の詳細は後述する。
【００１４】
ステージ１４は、図１に示されるＸ、Ｙ及びＺ方向に可動域を有している。ステージ１４は、駆動部１６により動作される。駆動部１６は、図示しないモータ、駆動ベルト等から構成される移動機構であってよい。駆動部１６は、制御装置２０からの制御信号によりステージ１４をＸ、Ｙ及びＺ方向に移動させる。
【００１５】
ステージ１４は、反射部１２で反射された電磁波を検出センサ１３の表面の任意の位置に照射するために、駆動部１６によりＸ方向及びＹ方向に移動可能である。また、ステージ１４は、検出センサ１３に照射される電磁波の焦点位置を調整するために、駆動部１６によりＺ方向に移動可能である。
【００１６】
ステージ１４は、Ｘ方向の移動により、試料導入部１７に導かれる。図１には、試料導入部１７と、試料導入部１７に位置している検出センサ１３、ステージ１４及び磁力発生部１５（球形磁石１５１）が破線で示されている。ステージ１４（及びその上に配置された検出センサ１３とそれに取り付けられた磁力発生部１５）は、例えば、図１に実線で示される検出位置と、図１に破線で示される試料導入位置とに移動可能である。
【００１７】
試料導入部１７は、例えば、検出センサ１３の表面への試料の導入、ステージ１４上への検出センサ１３の配置、検出センサ１３の取り外し及び交換をするために、装置外部と接続できるようになっている。試料の導入や検出センサ１３の配置、取り外し、交換等は、オペレータが手動で行ってよい。
【００１８】
検出器１８は、検出センサ１３からの反射波を検出する。すなわち、検出器１８は、電磁波発生源１１から出力された電磁波の特性変化を検出する。検出器１８は、電磁波をエネルギーなどとしてその強度を検出する。検出器１８は、検出した電磁波の強度を示す検出信号を制御装置２０に出力するように構成されている。
【００１９】
検出システム１の動作について説明する。  
例えば、検出装置１０において、制御装置２０からの制御信号に基づく駆動部１６の動作により、ステージ１４が試料導入部１７に移動される。試料導入部１７では、ステージ１４上への検出センサ１３の配置、及び検出センサ１３の表面への試料の導入が行われる。
【００２０】
制御装置２０からの制御信号に基づく駆動部１６の動作により、ステージ１４及びその上の検出センサ１３が、反射部１２で反射した電磁波が検出センサ１３の表面の所望の位置に照射される検出位置に移動される。
【００２１】
電磁波発生源１１は、制御装置２０からの制御信号に基づいて電磁波を出力する。出力された電磁波は、反射部１２で反射して、検出センサ１３の表面上の被検出物に照射される。照射された電磁波は、検出センサ１３で反射して反射部１２に戻り、反射部１２で再び反射した反射波が検出器１８に到達する。検出器１８は、反射波の強度を検出して、検出した強度に応じた検出信号を制御装置２０に出力する。
【００２２】
検出装置１０は、検出センサ１３に試料を導入していないときにも、同様にして検出センサ１３に電磁波を照射して反射波の強度を検出し、検出した強度に応じた検出信号を制御装置２０に出力する。制御装置２０は、検出センサ１３に試料を導入していないときの第１の検出信号と導入したときの第２の検出信号とを比較することにより、検出センサ１３上に被検出物が堆積しているか否かを判定し、堆積している場合にはその堆積量を算出する。制御装置２０は、例えば、比較した２つの検出信号が一致する又は２つの検出信号の差が所定の閾値以下であれば、被検出物がないと判定してよい。制御装置２０は、例えば、比較した２つの検出信号の差が所定の閾値よりも大きければ、被検出物を検出したと判定し、さらに、その差に基づいて被検出物の量を算出してよい。検出結果及び算出結果は、制御装置２０から表示装置などの外部装置に出力されてよい。
【００２３】
検出センサ１３の構成及び検出システム１による被検出物の検出原理の一例について、図２Ａ、図２Ｂ及び図３を参照して詳述する。
【００２４】
図２Ａは、検出センサ１３の一例を示す断面図である。図２Ｂは、検出センサ１３の一例を示す上面図である。図２Ａは、図２Ｂに示されるＩＩＡ−ＩＩＡ線における断面を示す図である。
【００２５】
検出センサ１３は、第１の膜２１と、第２の膜２２とを有している。第１の膜２１は、例えばシリコン、ポリエチレンなどの有機物で形成されている。第２の膜２２は、例えば金で形成されている。金以外の導体、例えば、銀、銅、ニッケル、クロム、ゲルマニウムなどの金属、あるいは半導体を用いてもよい。第２の膜２２は、複数の層を備える構造であってもよい。例えば、第２の膜２２は、第１の膜２１との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。
【００２６】
検出センサ１３では、空隙のない第１の膜２１の上に空隙のある第２の膜２２が設けられている。図２Ｂに示されるように、第２の膜２２には、例えばＣ型の空隙が多数並べて形成されている。図２Ｂに示される例は、メタマテリアル共振器の代表例であり、相補型分割リング共振器と呼ばれている。
【００２７】
相補型分割リング共振器は、所定の周波数帯の電磁波が照射されたときに、特徴的な反射特性を示す。すなわち、電磁波が照射されたとき、第２の膜２２のＣ型の空隙がある部分は、電気的にＬＣ回路のように振る舞う。このため、このＬＣ回路の共振周波数の近傍の周波数において、照射された電磁波は、相補型分割リング共振器と強く相互作用し、吸収される。その結果、相補型分割リング共振器は、ＬＣ回路の共振周波数の近傍で反射率が低下する反射特性を示す。
【００２８】
相補型分割リング共振器に被検出物である物質が付着したとき、当該物質がＬＣ回路の主に容量成分を変化させる。その結果、当該ＬＣ回路の共振周波数が変化する。図３は、相補型分割リング共振器に電磁波を照射したときの反射率の周波数特性を示す図である。横軸は照射する電磁波の周波数を示し、縦軸は反射率を示す。破線３１は、相補型分割リング共振器に被検出物がないときの周波数特性を示し、実線３２は、相補型分割リング共振器に被検出物があるときの周波数特性を示す。図３に示されるように、相補型分割リング共振器に被検出物があるか否かに応じて、反射率の周波数特性が変化する。
【００２９】
この周波数特性の変化を利用することで、相補型分割リング共振器は、検出センサ１３として用いられうる。例えば、検出装置１０の電磁波発生源１１が出力する電磁波の周波数は、ＬＣ回路の共振周波数の近傍の周波数に設定される。電磁波発生源１１から出力された電磁波は、検出センサ１３に照射される。検出器１８は、検出センサ１３で反射した電磁波を検出する。制御装置２０は、検出された電磁波の強度に基づいて、検出センサ１３上の物質の有無又は量などを特定する。
【００３０】
図３に示される例において、電磁波発生源１１が出力する電磁波の周波数を、一点鎖線で示した周波数Ｆ１とする。このとき、破線３１で示した被検出物が存在しない検出センサ１３の反射率は、第１の反射率Ｒ１として検出器１８で検出される。一方、実線３２で示した被検出物が存在する検出センサ１３の反射率は、第２の反射率Ｒ２として検出器１８で検出される。制御装置２０は、検出器１８で検出したこのような反射率の変化の有無に基づいて、被検出物の有無を特定する。また、制御装置２０は、このような反射率の変化量に基づいて、被検出物の量又は特性を特定する。
【００３１】
なお、上述の検出センサ１３の構成は一例である。検出センサ１３の空隙の形状はＣ型に限定されないし、空隙の配置も図示されるものに限定されない。空隙の形状は他の形状であってよいし、空隙の配置は規則的又は周期的な配置であればよい。
【００３２】
ここまで、反射率の変化を検出することで被検出物を検出する検出装置１０の構成及び検出原理を説明してきたが、検出装置はこれに限定されない。電磁波の周波数特性の変化を利用して被検出物を検出する装置が利用されてよい。例えば、検出装置として、検出センサの裏面の反射特性に基づいて被検出物を検出する装置、検出センサの透過特性に基づいて被検出物を検出する装置のような他の装置を用いてよい。
【００３３】
本実施形態では、上述のような検出システム１において、磁力発生部１５が、検出センサ１３の表面に被検出物を均一に捕集するために用いられる。つまり、検出システム１による上述のような検出動作が行われる前に、検出センサ１３上に滴下された試料（被検出物を含む溶液）に磁力発生部１５からの磁力勾配をもつ磁力を作用させて、検出センサ１３の表面に被検出物を均一に捕集する。そして、均一に捕集された被検出物を含む検出センサ１３に対して、上述のような検出動作が行われる。
【００３４】
以下、磁力発生部１５及びこれに関連する作用について、図４Ａ乃至図４Ｃ及び図５を参照して詳述する。図４Ａ乃至図４Ｃでは、上側に検出センサ１３上の溶液４１及び被検出物４２を上から見た図を示しており、下側に検出センサ１３、その上の溶液４１及び被検出物４２、磁力発生部１５（球形磁石１５１）を横から見た図を示している。
【００３５】
図４Ａには、検出センサ１３の表面に滴下された溶液４１の一例が示されている。溶液４１は、水等の液体中に磁性粒子及び測定対象物を混合することにより作製される。溶液４１は、磁性粒子と測定対象物とからなる被検出物４２を含む。すなわち、被検出物４２は、少なくとも一部が磁性体である。
【００３６】
被検出物４２の一例が図５に示される。被検出物４２は、水等の溶媒中に混合された磁性粒子５１及び測定対象物５２が化学反応等によって結合したものである。磁性粒子５１は、磁性ビーズ等の磁性体であってよい。測定対象物５２は、細菌であってよい。例えば、磁性粒子５１の表面には、測定対象物５２が特異的に反応する表面修飾が予め施されている。図５には、測定対象物５２に特異的に結合する抗体が磁性粒子５１に固定されている例が示される。
【００３７】
図４Ａに示されるように、検出センサ１３の下部には、磁力発生部１５として球形磁石１５１が設けられている。球形磁石１５１は、例えば、検出センサ１３の底面と接するようにして配置されている。球形磁石１５１の磁力は、検出センサ１３の表面では、球形磁石１５１が検出センサ１３の底面に接している点から検出センサ１３の表面に下ろした垂線と検出センサ１３の表面との交点Ｐにおいて最も大きく、その点Ｐから離れるに従って小さくなっていく。すなわち、球形磁石１５１は、検出センサ１３の表面において磁力が最大となる点Ｐを中心とし中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する。言い換えれば、検出センサ１３の表面には、磁力が最大となる点Ｐから外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力勾配が形成される。
【００３８】
図４Ｂには、溶液４１を検出センサ１３の表面に滴下した後、すなわち、図４Ａに示される状態の後、球形磁石１５１の磁力によって被検出物４２が凝集される様子の一例が示されている。被検出物４２は、被検出物４２の一部を形成している磁性粒子５１の特性により、磁力によって引き寄せられる。検出センサ１３の表面には中心点Ｐで最大でそこから外側に向かって同心円状に小さくなっていく磁力分布が生じているため、溶液４１中の被検出物４２が検出センサ１３の表面上で中心点Ｐに向かう方向に均一に凝集されていく。
【００３９】
被検出物４２は、磁力勾配にしたがって、図４Ｂに示されるように、中心点Ｐを含む領域４３に凝集する。検出センサ１３の表面に上述のような磁力勾配が生じているため、凝集領域４３では、その中心部においてもそのエッジ４４においても被検出物４２が均一に凝集されている。すなわち、凝集領域４３内における被検出物４２の分布に偏りがない。
【００４０】
図４Ｃには、溶液４１の溶媒が乾燥して気化し、被検出物４２が検出センサ１３の表面に固定された状態の一例が示されている。被検出物４２は、検出センサ１３の表面に、均一に凝集されている。検出センサ１３上に均一に凝集された被検出物４２を用いて、検出システム１による上述の検出動作が行われる。
【００４１】
第１の実施形態によれば、磁力発生部１５として球形磁石１５１を用いることで、磁性粒子５１を含む被検出物４２が均一に凝集され、凝集領域４３内での被検出物４２の濃度勾配が非常に小さくなる。つまり、検出システム１での検出に用いる被検出物４２が凝集領域４３、すなわち検出領域においてムラなく分布している。これにより、被検出物４２の濃度勾配の影響なく、高精度な検出が可能となる。
【００４２】
例えば、磁力発生部１５として円柱形磁石を用い、これを検出センサ１３の下部に設けることを考える。このとき、円柱形磁石が及ぼす磁力は、検出センサ１３の表面では円柱形の横断面の円形に対応する円形領域において勾配をもたず一様となる。このため、円形領域のエッジに多くの被検出物４２が捕捉され、円形領域の中心に向かうに従って捕捉される被検出物４２が少なくなる。例えば、円形領域よりも外側にあった被検出物４２が磁力に引き寄せられて円形領域に向かうが、これらは円形領域のエッジにとどまってしまい、円形領域の中心まで引き寄せられない。それ故、検出領域となる円形領域において被検出物４２の濃度勾配が生じてしまう。検出領域における被検出物４２の分布にバラつきがあると、検出領域のどこに電磁波が照射されるかによって検出結果が変わってしまい、検出の精度が低下しうる。
【００４３】
これに対して、本実施形態では、球形磁石１５１を用いて検出センサ１３の表面上に中心から外側に向かって減少する磁力勾配を生じさせている。このため、検出領域のエッジ４４に被検出物４２が凝集せず、検出領域の中心からエッジ４４まで被検出物４２がムラなく均一に凝集する。すなわち、凝集領域内での被検出物４２の濃度勾配が非常に小さくなる。このような均一な凝集により、凝集領域のどこをビームスポットとして電磁波を照射しても誤差の生じにくい高精度な検出を行うことが可能となる。
【００４４】
本実施形態では、磁力発生部１５として球形磁石１５１を用いることにより、簡易な構成で適切な磁力勾配を実現することができる。
【００４５】
以下、第２乃至第４の実施形態について説明する。第２乃至第４の実施形態では、磁力発生部１５の構成のみが第１の実施形態と異なっている。つまり、磁力発生部１５以外の構成は第１の実施形態と共通しているため、その説明は省略する。
【００４６】
［第２の実施形態］  
第２の実施形態について、図６を用いて説明する。第２の実施形態では、磁力発生部１５は、中心から外側に向かって減少する磁力勾配を形成するように、磁力の大きさが異なる複数の磁石を組み合わせたものである。
【００４７】
磁力発生部１５は、第１の磁石６１と、第２の磁石６２とを有している。第１の磁石６１は、中心部に位置する円柱状の磁石である。第２の磁石６２は、第１の磁石６１の周囲に位置する円筒状の磁石である。例えば、第２の磁石６２の中心の貫通孔に第１の磁石６１が嵌め込まれている。第１の磁石６１の磁力は、第２の磁石６２の磁力よりも大きい。すなわち、第１の磁石６１は、中心に配置される、磁力の大きい磁石であり、第２の磁石６２は、第１の磁石６１の周囲に配置される、磁力の小さい磁石である。第１の磁石６１は、ネオジム磁石であってよく、第２の磁石６２は、フェライト磁石であってよい。図示しないが、第１の磁石６１及び第２の磁石６２の上面は、検出センサ１３の底面に接して配置されてよい。
【００４８】
図６では、第１の磁石６１及び第２の磁石６２の上面は面一である。しかしながら、２つの上面は面一でなくてもよく、例えば、第１の磁石６１の上面が検出センサ１３の底面に接し、第２の磁石６２の上面が検出センサ１３の底面に接しない配置であってもよい。
【００４９】
第２の実施形態では、磁力発生部１５は、磁力の大きい中心部の第１の磁石６１と磁力の小さい外周部の第２の磁石６２とを用いることで中心から外側に向かって減少する磁力勾配を発生させることができる。例えば、中心部にネオジム磁石を、外周部にフェライト磁石を用いることで、適切な磁力勾配を形成することができる。
【００５０】
［第３の実施形態］  
第３の実施形態について、図７を用いて説明する。第３の実施形態では、磁力発生部１５は、径の異なる複数の円柱状磁石を積層させたものである。
【００５１】
磁力発生部１５は、第３の磁石７１と、第４の磁石７２と、第５の磁石７３とを有している。第３の磁石７１、第４の磁石７２及び第５の磁石７３は、円柱状の磁石であり、同一の材質からなる。第３の磁石７１の径は、第４の磁石７２の径よりも小さい。第４の磁石７２の径は、第５の磁石７３の径よりも小さい。第５の磁石７３の上面に第４の磁石７２が位置しており、第４の磁石７２の上面に第３の磁石７１が位置している。つまり、第３の磁石７１、第４の磁石７２及び第５の磁石７３が積層されている。図示しないが、例えば、第３の磁石７１は、検出センサ１３の底面に接するように配置されてよい。
【００５２】
各磁石７１、７２、７３と磁性粒子との距離が大きくなるに従い、検出センサ１３の表面上の磁性粒子が磁力発生部１５である磁石７１、７２、７３から受ける力は小さくなる。したがって、各磁石７１、７２、７３と検出センサ１３の表面との距離が異なるような配置とすることで、磁力が最大となる点を中心として外側に向かって減少する勾配をもつ磁力を発生させることが可能となる。
【００５３】
このように、第３の実施形態では、磁力発生部１５は、検出センサ１３の表面と各磁石７１、７２、７３との距離を変えることで、磁力勾配を形成することができる。すなわち、検出センサ１３に最も近い磁石７１と中間の磁石７２と最も遠い磁石７３とを配置することで、検出センサ１３の表面上で中心から外側に向かって減少する磁力勾配を発生させることができる。
【００５４】
［第４の実施形態］  
第４の実施形態について、図８を用いて説明する。第４の実施形態では、磁力発生部１５は、円錐台形磁石８１である。磁石８１は、上側円形断面８２と、下側円形断面８３とを有している。上側円形断面８２の面積は、下側円形断面８３の面積よりも小さい。図示しないが、例えば、上側円形断面８２が検出センサ１３の底面に接するように配置されてよい。なお、円錐台形磁石を挙げたが、円錐形磁石であってもよい。
【００５５】
第４の実施形態においても、磁力発生部１５は、検出センサ１３の表面と磁石８１との距離を変えることで、検出センサ１３の表面上で中心から外側に向かって減少する磁力勾配を形成することができる。
【００５６】
本発明の各実施形態によれば、磁性粒子を含む被検出物を磁力によって凝集させる際、検出センサ１３の表面上に適切な磁力勾配を形成することで被検出物を均一に凝集させることができ、検出を高精度に行うことが可能な検出装置及び検出システムを提供することができる。また、磁力発生部１５として永久磁石を用いることにより、電気的な制御部や配線等を必要としない簡便な構成で適切な磁力勾配を生じさせることが可能となる。
【００５７】
なお、磁力発生部１５は、永久磁石に限定されない。磁力発生部１５は、検出センサ１３の表面において磁力が最大となる点から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生するものであればよく、電磁石等の一時磁石であってもよい。磁力発生部１５として電磁石等を用いても、上述の各実施形態と同様に、被検出物を均一に凝集させることが可能である。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００５９】
１…検出システム、１０…検出装置、１１…電磁波発生源、１２…反射部、１３…検出センサ、１４…ステージ、１５…磁力発生部、１６…駆動部、１７…試料導入部、１８…検出器、２０…制御装置、４１…溶液、４２…被検出物、５１…磁性粒子、５２…測定対象物、１５１…球形磁石。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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