(57)【要約】【課題】検出限界を超えないようにして高精度な検出を行う。【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と、表面上で被検出物を引き寄せる磁力を発生可能であって、磁力によって被検出物が引き寄せられる範囲の大きさがそれぞれ異なる複数の磁力発生部とを有している。【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、
前記表面上で前記被検出物を引き寄せる磁力を発生可能であって、磁力によって前記被検出物が引き寄せられる範囲の大きさがそれぞれ異なる複数の磁力発生部と、
を有する、検出装置。
【請求項２】
前記複数の磁力発生部は、大きさがそれぞれ異なる磁石である、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
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、を有し、
前記磁力によって前記被検出物が引き寄せられた複数の範囲に対応する複数の検出領域に対して、それぞれ、前記照射部が電磁波を照射し、前記検出器が前記電磁波の特性変化を検出する、請求項１又は２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、
前記移動機構により、前記照射部から電磁波が照射される前記検出領域が切り替えられる、請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
請求項３又は４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、前記被検出物中の測定対象物の量を測定する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記電磁波の特性変化量が所定量以下である前記検出領域の少なくとも１つを選択して、前記少なくとも１つの検出領域における前記特性変化量に基づいて前記測定対象物の量を特定する、測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検出装置及び測定装置に関する。
【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】
検出限界を超えないようにして高精度に検出を行うことができる検出装置及び測定装置を提供する。
【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、前記表面上で前記被検出物を引き寄せる磁力を発生可能であって、磁力によって前記被検出物が引き寄せられる範囲の大きさがそれぞれ異なる複数の磁力発生部と、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４】図４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５】図５は、検出センサ上に滴下された溶液の被検出物が検出センサ上で凝集していく様子の一例を概略的に示す図である。
【図６】図６は、制御装置による測定制御のフローチャートの一例を示す図である。
【図７】図７は、複数の磁力発生部が下部に配置された検出センサの一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施形態について、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】
本実施形態に係る検出装置を含む測定装置は、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して測定対象物の量を測定する。測定装置は、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。測定装置は、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。測定装置は、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して、測定対象物の量を測定する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る検出装置１０を含む測定装置１の一例を示す図である。測定装置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。また、制御装置２０は、不図示のメモリを含む。メモリには、制御装置２０の各種動作プログラムや演算プログラム、演算に必要な各種パラメータ等が記憶されている。
【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、複数の磁力発生部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。
【００１４】
図１には、複数の磁力発生部１５として、第１の磁力発生部１５１と第２の磁力発生部１５２と第３の磁力発生部１５３とが示されている。磁力発生部の数はこれに限定されない。磁力発生部の数は、２つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【００１５】
第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３は、磁石であってよく、好ましくは球形磁石であってよい。各磁力発生部１５１、１５２、１５３の磁石は、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。
【００１６】
本実施形態では、第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３は、例えば、大きさが異なる球形磁石である。第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３の球形磁石の材質は、同じであってもよいし、異なってもよい。第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３が同じ材質からなる球形磁石の場合には、例えば、第１の磁力発生部１５１が最も大きく、次いで第２の磁力発生部１５２が大きく、第３の磁力発生部１５３が最も小さい。なお、球形磁石以外にも、円錐形磁石、円錐台形磁石、円柱状磁石、円柱状磁石を積層させたもの、複数の磁石（例えばネオジム磁石とフェライト磁石）を組み合わせたものなどであってよい。また、磁力発生部１５は永久磁石に限定されない。電磁石等の一時磁石であってもよい。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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（各磁力発生部１５１、１５２、１５３）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各磁力発生部１５１、１５２、１５３）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
検出センサ１３の構成及び測定装置１による被検出物の測定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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、被検出物に含まれる測定対象物の量又は特性を特定する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
ここで、測定装置１における検出限界について説明する。  
上述したように、測定装置１は、例えば反射率の変化量である電磁波の特性変化量に基づいて被検出物に含まれる測定対象物の量を測定する。反射率の変化量は、被検出物の量とともに例えば線形に増加するから、反射率の変化量と測定対象物の量との既知の関係に基づいて、反射率の変化量から被検出物の量を測定することが可能である。しかしながら、被検出物の量が多すぎると反射率の変化量は収束していく。例えば電磁波の吸収や散乱の影響により、反射率があまり変わらなくなってくる。
【００３３】
それ故、被検出物の量が多すぎると、反射率の変化量と測定対象物の量との対応関係が不正確になってしまい、反射率の変化量に基づいて測定対象物の量を正確に測定できなくなる。例えば、検出センサ１３の検出領域における単位面積あたりの被検出物の量が多すぎると、検出器１８で検出される反射率の変化量に基づいても制御装置２０で正しい測定結果（測定対象物の量）が得られない。つまり、測定装置１には、反射率の変化量に基づいて測定対象物の量を正確に測定できなくなる「検出限界」が存在する。電磁波の特性変化に基づいて測定対象物の量が特定できなくなるということは、検出器１８に検出限界が存在するという言い方もできる。測定対象物の量を正確に測定するためには、検出限界以下の電磁波の特性変化量に基づいて、言い換えれば、検出器１８の検出限界以下で、測定対象物の量を測定する必要がある。
【００３４】
このために、本実施形態では、検出センサ１３の下部に、検出センサ１３の表面上で少なくとも一部が磁性体である被検出物を引き寄せる磁力を発生可能であって、磁力によって被検出物が引き寄せられる範囲の大きさがそれぞれ異なる複数の磁力発生部１５が設けられている。例えば、第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３が、検出センサ１３の表面上に大きさの異なる複数の検出領域、すなわち被検出物が捕集される領域（凝集領域）を形成するために用いられる。測定装置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（少なくとも一部が磁性体である被検出物を含む溶液）に第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３の磁力がそれぞれ作用し、検出センサ１３の表面上で大きさの異なる検出領域に被検出物がそれぞれ凝集する。そして、各検出領域に対して、上述のような検出動作が行われる。
【００３５】
例えば、各検出領域に同一試料を同量滴下した場合、小さな検出領域では単位面積に含まれる被検出物の量が多いため反射率が高く、反射率の変化量が検出限界を超えたとする。一方、大きな検出領域では単位面積に含まれる被検出物の量が少ないため反射率が低く、反射率の変化量は検出限界以下でありうる。検出限界を超えないような検出結果に基づいて測定対象物の量を測定することにより、測定対象物を高精度に測定する。
【００３６】
以下、複数の磁力発生部１５による、大きさの異なる複数の凝集領域の形成について、図４及び図５を参照して詳述する。
【００３７】
図４は、被検出物４１の一例を示している。被検出物４１は、水等の溶媒中に混合された磁性粒子４２と測定対象物４３とが化学反応等によって結合したものである。すなわち、被検出物４１は、磁性粒子４２と測定対象物４３とからなる。磁性粒子４２は、磁性ビーズ等の磁性体であってよい。つまり、被検出物４１は少なくとも一部が磁性体である。測定対象物４３は、細菌であってよい。例えば、磁性粒子４２の表面には、測定対象物４３が特異的に反応する表面修飾が予め施されている。図４には、測定対象物４３に特異的に結合する抗体が磁性粒子４２に固定されている例が示される。
【００３８】
図５には、検出センサ１３の下部に配置された第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３の一例が概略的に示されている。第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３の磁力が被検出物４１を引き寄せる範囲は、その球形磁石の大きさや磁力の強さによって任意の大きさとなるようにそれぞれ設定されている。各磁力発生部１５１、１５２、１５３は、検出センサ１３の表面に及ぼす磁力範囲が互いに影響を及ぼさない程度に離れて配置されている。
【００３９】
なお、磁力発生部１５の磁力が被検出物４１を引き寄せる範囲（後述する第１の凝集領域４５、第２の凝集領域４７及び第３の凝集領域４９）に関する情報が、制御装置２０の不図示のメモリに記憶されている。この情報は、例えば、磁力発生部１５が被検出物４１を引き寄せる範囲の面積に応じた補正係数であり、測定対象物の量の算出に用いてよい。
【００４０】
例えば、被検出物４１を含む溶液が、検出センサ１３の表面上において、第１の磁力発生部１５１の上方の第１の位置と、第２の磁力発生部１５２の上方の第２の位置と、第３の磁力発生部１５３の上方の第３の位置とにそれぞれ滴下される。例えば、同一濃度の、すなわち単位体積に含まれる被検出物４１の数が同じである溶液４４が、同じ量だけ、第１の位置、第２の位置及び第３の位置にそれぞれ滴下される。
【００４１】
溶液中の被検出物４１は、磁力発生部１５の磁力によって凝集する。つまり、被検出物４１は、被検出物４１の一部を形成している磁性粒子４２の特性により、磁力によって引き寄せられる。
【００４２】
第１の位置に滴下された溶液中の被検出物４１は、第１の磁力発生部１５１からの磁力により中心点Ｐのまわりの第１の凝集領域４５に凝集する。第２の位置に滴下された溶液中の被検出物４１は、第２の磁力発生部１５２からの磁力により中心点Ｐのまわりの第２の凝集領域４７に凝集する。第３の位置に滴下された溶液中の被検出物４１は、第３の磁力発生部１５３からの磁力により中心点Ｐのまわりの第３の凝集領域４９に凝集する。
【００４３】
各磁力発生部１５１、１５２、１５３の磁力が被検出物４１を引き寄せる範囲、すなわち、第１の凝集領域４５と第２の凝集領域４７と第３の凝集領域４９とはそれぞれ大きさが異なる。例えば、第１の凝集領域４５は第２の凝集領域４７よりも大きく、第２の凝集領域４７は第３の凝集領域４９よりも大きい。
【００４４】
上述したように、第１の位置、第２の位置及び第３の位置に同一濃度かつ同量の溶液４４が滴下されているため、第１の凝集領域４５、第２の凝集領域４７及び第３の凝集領域４９に含まれる被検出物４１の数は同じである。しかしながら、第１の凝集領域４５、第２の凝集領域４７及び第３の凝集領域４９の大きさが異なるため、各凝集領域４５、４７、４９の単位面積当たりの被検出物４１の数は異なる。第１の凝集領域４５の単位面積に含まれる被検出物４１の数は、第２の凝集領域４７の単位面積に含まれる被検出物４１の数よりも少ない。第２の凝集領域４７の単位面積に含まれる被検出物４１の数は、第３の凝集領域４９の単位面積に含まれる被検出物４１の数よりも少ない。
【００４５】
検出領域としての第１の凝集領域４５、第２の凝集領域４７及び第３の凝集領域４９がそれぞれ形成された後、溶液４４が乾燥される。被検出物４１は、各凝集領域４５、４７、４９で検出センサ１３の表面に固定される。そして、検出領域としての複数の凝集領域が形成された検出センサ１３に対して、測定動作が行われる。
【００４６】
以下、図６を参照して、測定装置１の制御装置２０による測定制御のフローの一例を説明する。
【００４７】
ＡＣＴ１０１において、制御装置２０は、磁力発生部１５の情報（例えば磁力発生部１５が被検出物４１を引き寄せる範囲の面積に応じた補正係数）を取得する。例えば、制御装置２０は、起動時に不図示のメモリから第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３の情報を読み出す。
【００４８】
ＡＣＴ１０２において、制御装置２０は、駆動部１６に制御信号を送出し、駆動部１６を動作させてステージ１４を試料導入部１７（試料導入位置）へと移動させる。試料導入部１７において、オペレータが、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の各位置への試料（被検出物４１を含む溶液４４）の導入を行う。ここで、上述のように、第１の磁力発生部１５１、第２の磁力発生部１５２及び第３の磁力発生部１５３の磁力の作用により、検出センサ１３上には、それぞれ、第１の凝集領域４５、第２の凝集領域４７及び第３の凝集領域４９が形成される。
【００４９】
ＡＣＴ１０３において、制御装置２０は、駆動部１６に制御信号を送出し、駆動部１６を動作させて、試料が導入された検出センサ１３が載置されたステージ１４を検出位置へと移動させる。
【００５０】
ＡＣＴ１０４において、制御装置２０は、検出装置１０を駆動させて検出を行わせる。例えば、図７に示されるように、制御装置２０からの制御信号に基づいて、電磁波発生源１１からの電磁波５２が第１の凝集領域、すなわち第１の検出領域５１に照射されて、第１の検出領域５１で反射した電磁波５３が検出器１８で検出される。同様に、電磁波５５が第２の凝集領域、すなわち第２の検出領域５４に照射されて、第２の検出領域５４で反射した電磁波５６が検出器１８で検出される。電磁波５８が第３の凝集領域、すなわち第３の検出領域５７に照射されて、第３の検出領域５７で反射した電磁波５９が検出器１８で検出される。例えば、各検出領域５１、５４、５７における検出結果が検出器１８から制御装置２０に出力される。
【００５１】
ＡＣＴ１０５において、制御装置２０は、第１の検出領域５１、第２の検出領域５４及び第３の検出領域５７におけるそれぞれの検出結果に基づいて、電磁波の特性変化量を、例えば反射率の変化量を測定データとして算出する。
【００５２】
ＡＣＴ１０６において、制御装置２０は、第３の検出領域５７での測定データがその検出限界以下であるか否かを判定する。検出限界以下である場合には（Ｙｅｓ）、処理はＡＣＴ１０９に進む。検出限界以下でない場合には（Ｎｏ）、処理はＡＣＴ１０７に進む。
【００５３】
ＡＣＴ１０７において、制御装置２０は、第２の検出領域５４での測定データがその検出限界以下であるか否かを判定する。検出限界以下である場合には（Ｙｅｓ）、処理はＡＣＴ１０９に進む。検出限界以下でない場合には（Ｎｏ）、処理はＡＣＴ１０８に進む。
【００５４】
ＡＣＴ１０８において、制御装置２０は、第１の検出領域５１での測定データがその検出限界以下であるか否かを判定する。検出限界以下である場合には（Ｙｅｓ）、処理はＡＣＴ１０９に進む。検出限界以下でない場合には（Ｎｏ）、処理はＡＣＴ１１０に進む。
【００５５】
ＡＣＴ１０９において、制御装置２０は、ＡＣＴ１０６、ＡＣＴ１０７又はＡＣＴ１０８での判定結果に基づいて、測定データに基づいた測定対象物の量を出力する。
【００５６】
例えば、ＡＣＴ１０６において検出限界以下であると判定された場合には、制御装置２０は、ＡＣＴ１０５で測定された第３の検出領域５７での測定データに基づいて測定対象物の量を算出して出力する。ＡＣＴ１０７において検出限界以下であると判定された場合には、制御装置２０は、ＡＣＴ１０５で測定された第２の検出領域５４での測定データに基づいた測定対象物の量を算出して出力する。ＡＣＴ１０８において検出限界以下であると判定された場合には、制御装置２０は、ＡＣＴ１０５で測定された第１の検出領域５１での測定データに基づいた測定対象物の量を算出して出力する。ここで、測定対象物の量を算出するために、ＡＣＴ１０１で読み出した磁力発生部１５の情報（磁力発生部１５が被検出物４１を引き寄せる範囲の面積に応じた補正係数）が用いられてよい。各検出領域には同量の測定対象物が含まれており、補正係数を用いることで各検出領域に含まれる測定対象物の全量が算出される。
【００５７】
ＡＣＴ１１０において、制御装置２０は、信頼できる測定対象物の量が取得できないことを示すエラーを出力する。これは、第１の検出領域５１、第２の検出領域５４及び第３の検出領域５７の全てにおける測定データが検出限界を超えている場合である。すなわち、単位面積あたりの被検出物の量が最も少ない第１の検出領域５１であってもその測定データが検出限界を超えている場合である。この場合には、溶液４４を薄めて再測定することを促す旨の出力をしてもよい。
【００５８】
ＡＣＴ１０９又はＡＣＴ１１０の後、処理は終了する。
【００５９】
このように、例えば第３の検出領域５７での測定データがその検出限界を超えていた場合には、その測定データから得られる測定対象物の量は不正確であると考えられる。このとき、これよりも大きな、すなわち単位面積あたりの被検出物４１の量が少ない第２の検出領域５４又は第１の検出領域５１での測定データから得られる測定対象物の量がより正確でありうる。第２の検出領域５４又は第１の検出領域５１での測定データがその検出限界を超えていなければ、その測定データから正確な測定対象物の量が得られる。
【００６０】
同様に、例えば第２の検出領域５４での測定データがその検出限界を超えていた場合には、その測定データから得られる測定対象物の量は不正確であると考えられる。このとき、これよりも大きな、すなわち単位面積あたりの被検出物４１の量が少ない第１の検出領域５１での測定データから得られる測定対象物の量がより正確でありうる。第１の検出領域５１での測定データがその検出限界を超えていなければ、その測定データから正確な測定対象物の量が得られる。
【００６１】
なお、検出領域における単位面積あたりの被検出物４１の量が少なすぎても、その検出領域での測定データから正確な測定対象物の量が得られないことがある。このため、本実施形態では、単位面積あたりの被検出物４１の量が最も多い第３の検出領域５７から順に判定を行っている。
【００６２】
本実施形態によれば、磁力によって被検出物４１が引き寄せられる範囲の大きさがそれぞれ異なる複数の磁力発生部１５が設けられているため、大きさの異なる複数の検出領域５１、５４、５７が形成される。そして、各検出領域５１、５４、５７に対して測定が行われる。ある凝集領域での電磁波の特性変化量が検出限界を超えている場合には、それよりも大きな凝集領域での電磁波の特性変化量を用いることで、測定対象物の量を精度良く特定することが可能となる。
【００６３】
例えば、１つの検出領域のみが形成されて測定が行われた場合、その検出領域に含まれる被検出物４１の量が多すぎると、検出される電磁波の特性変化量が測定対象物の量を特定可能な検出限界を超えてしまい、正確な測定結果を得られないことがある。これに対して、本実施形態では、複数の磁力発生部１５によって複数の検出領域が形成されて測定が行われるため、１つの検出領域では電磁波の特性変化量が検出限界を超えたとしても、他の検出領域では電磁波の特性変化量が検出限界を超えないようにして測定結果を得ることができる。言い換えれば、検出器１８の検出限界を超えないようにして測定対象物の量を算出することができる。それ故、精度の高い測定を行うことができる。
【００６４】
磁力発生部１５１、１５２、１５３の上方の位置にそれぞれ同量の試料が滴下される例を挙げたが、滴下する量は異なってもよい。制御装置２０の不図示のメモリが記憶している磁力発生部１５の情報（上述の補正係数など）がわかれば、測定対象物の量を算出可能である。
【００６５】
大きさの異なる複数の検出領域の全てで測定データ（例えば反射率の変化量）が算出される例を挙げたが、これに限定されない。検出限界を超えないような測定データから測定対象物の量が精度よく測定できればよい。例えば、最も小さな第３の検出領域５７に対する検出結果が検出器１８から制御装置２０に出力された後、制御装置２０が、これに基づいて測定データを算出する。この算出結果が検出限界を超えている場合にのみ、これよりも大きな検出領域である第２の検出領域５４又は第１の検出領域５１での検出を行うようにしてもよい。すなわち、小さな検出領域から正確な測定結果が得られない場合にのみ、より大きな検出領域での検出を行うようにしてもよい。あるいは、大きさの異なる複数の検出領域の全てに対して検出が行われ、検出結果が検出器１８から制御装置２０に出力されるが、測定データの算出は、小さな検出領域での検出結果から順に行うようにしてもよい。例えば、小さな検出領域から正確な測定結果が得られない場合にのみ、より大きな検出領域での測定データの算出を行うようにしてもよい。
【００６６】
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】
【００６７】
１…測定装置、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…被検出物、４２…磁性粒子、４３…測定対象物、４４…溶液、４５…第１の凝集領域、４７…第２の凝集領域、４９…第３の凝集領域、５１…第１の検出領域、５４…第２の検出領域、５７…第３の検出領域、１５１…第１の磁力発生部、１５２…第２の磁力発生部、１５３…第３の磁力発生部。
【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４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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