(57)【要約】【課題】  性能の向上を図れる、液体中に含まれる分析対象物を測定する分析装置を提供すること。【解決手段】  実施形態に係る分析装置１は、液体６中の分析対象物７に関する第１の分析項目を測定する第１の測定領域２１と、前記の測定領域２１から離間して配置され、分析対象物７に関する第２の分析項目を測定する第２の測定領域２２とを含む。【選択図】  図６
2019164084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の分析対象物に関する第１の分析項目を測定する第１の測定領域と、
前記第１の測定領域から離間して配置され、前記分析対象物に関する第２の分析項目を測定する第２の測定領域とを具備する分析装置。
【請求項２】
前記第１の測定領域の測定結果及び第２の測定領域の測定結果に基づいて、前記分析対象物を測定する測定部を更に具備する請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記第１の分析項目及び前記第２の分析項目は光であり、
前記第１の測定領域及び前記第２の測定領域はそれぞれ第１の光測定領域及び第２の光測定領域である請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記第１の光測定領域と前記第２の光測定領域との間に供給される前記分析対象物に第１の光を照射する光源を更に具備する請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記第１の光測定領域は、前記分析対象物で散乱された前記第１の光の第１の散乱光を測定し、
前記第２の光測定領域は、前記分析対象物で散乱された前記第１の光の第２の散乱光を測定する請求項４に記載の分析装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記第１の散乱光及び前記第２の散乱光に基づいて、前記第２の光測定領域が前記第１の光測定領域から離間する方向に関する、前記分析対象物の位置を測定する請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
前記第１の光測定領域は、前記分析対象物から発生した第１の蛍光を測定し、
前記第２の光測定領域は、前記分析対象物から発生し、前記第１の蛍光と同じ波長スペクトル形状の第２の蛍光を測定する請求項５に記載の分析装置。
【請求項８】
前記第１の光測定領域に設けられ、前記第１の蛍光を透過すると共に、前記第１の光を吸収する第１のフィルタと、
前記第２の光測定領域に設けられ、前記第２の蛍光を透過すると共に、前記第１の蛍光を吸収する第２のフィルタと
を更に具備する請求項７に記載の分析装置。
【請求項９】
前記測定部は、前記第１の蛍光及び前記第２の蛍光に基づいて、前記第２の光測定領域が前記第１の光測定領域から離間する方向に関する、前記分析対象物の位置を測定する請求項７に記載の分析装置。
【請求項１０】
前記第１の光測定領域に選択的に設けられ、前記第１の蛍光を透過すると共に、前記分析対象物で散乱された前記第１の光の散乱光を吸収するフィルタを更に具備する請求項７に記載の分析装置。
【請求項１１】
前記第２の光測定領域が前記第２の散乱光を測定する露光時間は、前記第１の光測定領域が前記第１の散乱光を測定する露光時間よりも短い請求項１０に記載の分析装置。
【請求項１２】
前記測定部は、前記第１の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて前記分析対象物の分布を取得し、前記第２の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて前記分析対象物の分布を取得し、且つ、前記取得した分析対象物の分布及び前記取得した分析対象物の分布に基づいて、前記分析対象物が同一であるか否かを判断する請求項１１に記載の分析装置。
【請求項１３】
前記測定部は、前記第１の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて取得した前記分析対象物の数が１であり、且つ、前記第２の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて取得した前記分析対象物の数が１である場合、前記第２の光測定領域で測定された前記散乱光に基づき、前記第１の光測定領域で測定された前記分析対象物が、前記第２の光測定領域で測定された前記分析対象物と同じ種類であるか否かを判断する請求項１１に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体中の細胞等の分析対象物を分析する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体中の分析対象物を分析する分析装置の一つとして、イメージセンサを用いたものがある。分析対象物は例えば細胞であり、ヒトを含む動物細胞、血球細胞、卵、精子、オルガノイド、細菌、菌などを含む。細胞以外では、ＰＭ１０、ＰＭ２．５、ＰＭ０．１などの環境浮遊微粒子、マイクロビーズなどを含む。以下、分析対象物を細胞として説明する。当該細胞は例えば蛍光色素を用いて染色されている。蛍光染色には、蛍光標識された抗体による免疫染色や遺伝子導入技術により所定の条件で発現された蛍光タンパク質等による染色技術を含む。蛍光染色された細胞に光（励起光）を照射すると蛍光が発生する。イメージセンサは上記蛍光を測定するために用いる。この種のイメージセンサを用いた分析装置はさらなる性能の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、性能の向上を図れる、液体中の分析対象物を分析するための分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の分析装置は、液体中の分析対象物に関する第１の分析項目を測定する第１の測定領域と、前記第１の測定領域から離間して配置され、前記分析対象物に関する第２の分析項目を測定する第２の測定領域とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は第１の実施形態に係る分析装置の基本構成を示す図である。
【図２】図２は第１の実施形態に係る分析装置の測定部を示す平面図である。
【図３】図３は図２の矢視３−３に沿った断面図である。
【図４】図４は図２中の破線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図５は図４の基板及び光測定領域の平面図である。
【図６】図６は第１の実施形態に係る分析装置を用いた検体液中の分析対象物の測定方法を説明するための断面図である。
【図７】図７は第１の実施形態の分析装置の計算部が行う処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は強度差に基づいて分析対象物の高さを測定する方法を説明するための断面図である。
【図９】図９は第２の実施形態に係る分析装置の測定部を示す断面図である。
【図１０】図１０は第２の実施形態に係る分析装置の計算部が行う処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは第２の実施形態の測定部の構造の一例を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは図１１Ａの平面図の矢視１１Ｂ−１１Ｂに沿った断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは図１１Ａの平面図の矢視１１Ｃ−１１Ｃに沿った断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは図１１Ａ乃至図１１Ｃに示した測定部の実装の一例を模式的に示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは図１２Ａの平面図の矢視１２Ｂ−１２Ｂに沿った断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは図１２Ａの平面図の矢視１２Ｃ−１２Ｃに沿った断面図である。
【図１３】図１３は第３の実施形態に係る分析装置の測定部を示す断面図である。
【図１４】図１４は第３の実施形態に係る分析装置の計算部が行う処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は蛍光の強度分布を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は分析対象物の同一性を説明するための図である。
【図１７】図１７は第４の実施形態に係る分析装置の測定部を示す断面図である。
【図１８】図１８は第５の実施形態に係る分析装置の測定部を示す断面図である。
【図１９】図１９は第５の実施形態に係る分析装置の測定部の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。図面は、模式的または概念的なものであり、必ずしも現実のものと同一であるとは限らない。また、図面において、同一符号は同一または相当部分を付してあり、重複した説明は必要に応じて行う。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る分析装置１の基本構成を示す図である。分析装置１は、分析対象物（例えば細胞）に関する光（分析項目）を測定する測定部２と、分析対象物を含む可能性がある図示ない検体液（液体）を測定部２に供給するための流路５と、測定部２に供給された検体液に照射光（第１の光）Ｌ１を照射する光源３と、測定部２の測定結果（測定画像）に基づいて分析対象物を測定する計算部４とを含む。なお、本出願においては、計算部４を含まない装置、並びに、光源３及び計算部４を含まない装置も分析装置であるとする。
【０００９】
図２は測定部２を示す平面図であり、図３は図２の矢視３−３に沿った断面図であり、図４は図２中の破線で囲まれた領域の拡大図であり、図５は図４を矢印１０の方向から見た第１の基板１１及び第１の光測定領域２１の平面図である。
【００１０】
図３及び図４に示すように、測定部２は、第１の基板１１と、第１の基板１１に設けられた第１の光測定領域２１と、第１の基板１１の上方に配置された第２の基板１２と、第２の基板１２に設けられた第２の光測定領域２２とを含む。第１の光測定領域２１及び第２の光測定領域２２は検体液が流れる流路５を規定する。
【００１１】
第１の基板１１及び第２の基板１２は例えばシリコン基板を含む。第１の光測定領域２１はイメージセンサを含んでいる。イメージセンサは例えば図５に示すようにＸ軸及びそれに垂直なＹ軸に沿って配置された複数の画素２１ｐを含んでいる。イメージセンサは、例えば、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge coupled device）イメージセンサなどのアレイセンサである。ＣＭＯＳイメージセンサの場合、各画素２１ｐは、例えば、光電変換素子としてのフォトダイオードと、当該フォトダイオードを選択し、駆動する複数のＭＯＳトランジスタと、当該ＭＯＳトランジスタを相互に接続する配線層と、最表面を保護する保護絶縁層を含んでいる。第１の光測定領域２１と同様に第２の光測定領域２２はイメージセンサを含んでいる。本実施形態では、第１の光測定領域２１及び第２の光測定領域２２は検体液に直接的にコンタクトするものとする。より明確に言えば、直接的にコンタクトするとは、当該フォトダイオードと検体液の間に、分析対象物像を拡大するための対物レンズを含まないことである。当該フォトダイオードと検体液の距離は１ｍｍ未満であるか、１０μｍ未満であるか、１μｍ未満である。
【００１２】
以下、第１の基板１１及び第１の光測定領域２１をまとめて第１のイメージセンサ基板ともいう。同様に、第２の基板１２及び第２の光測定領域２２をまとめて第２のイメージセンサ基板ともいう。
【００１３】
図６は、分析装置１を用いた検体液６中の分析対象物７の測定方法を説明するための断面図である。なお、検体液６は分析対象物７を含んでいない可能性があるが、以下の説明では検体液６は分析対象物７を含んでいるとする。
照射光Ｌ１の一部は分析対象物７で散乱し、光測定領域２１に入射する。図６において、参照符号Ｌ１１は光測定領域２１に入射する照射光Ｌ１の散乱光（第１の散乱光）を示している。同様に、参照符号Ｌ１２は光測定領域２２に入射する照射光Ｌ１の散乱光（第２の散乱光）を示している。ここで、散乱光とは微粒子のミー散乱やレイリー散乱などで生じる側方散乱光と前方散乱光の一部である。
【００１４】
第１の光測定領域２１は第１の散乱光Ｌ１１を測定する。第１の光測定領域２１は測定した第１の散乱光Ｌ１１の強度に対応する信号（第１の測定画像）を出力し、当該信号は計算部４に入力する。同様に、第２の光測定領域２２は第２の散乱光Ｌ１２を測定する。第２の光測定領域２２は測定した第２の散乱光Ｌ１２の強度に対応する信号（第２の測定画像）を出力し、当該信号は計算部４に入力する。
【００１５】
計算部４は第１の測定画像及び第２の測定画像に基づいて流路５内の分析対象物７の高さを測定する。本実施形態では、分析対象物７の高さは、第１の光測定領域２１から第２の光測定領域２２への方向における分析対象物７の位置であり、第１の光測定領域２１と第２の光測定領域２２との中央の位置が原点である。
【００１６】
図７は、本実施形態の計算部４が行う処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【００１７】
まず、計算部４は、第１の光測定領域２１が出力した第１の測定画像に基づいて第１の散乱光Ｌ１１の強度（Ａ１）を算出し、第２の光測定領域２２が出力した第２の測定画像に基づいて第２の散乱光Ｌ１２の強度（Ａ２）を算出する（ステップＳ１）。
【００１８】
次に、計算部４は、第１の散乱光Ｌ１１の強度（Ａ１）と第２の散乱光Ｌ１２の強度（Ａ２）との差（強度差）を算出する（ステップＳ２）。当該強度差は、例えば、Ａ１−Ａ２で定義する。Ａ２−Ａ１で定義しても構わない。
【００１９】
次に、強度差に基づいて分析対象物７の高さを取得する（ステップＳ３）。計算部４は、強度差と分析対象物７の高さとの関係を示すデータを格納してあり、当該データに基づいて高さを測定する。
【００２０】
例えば、強度差をＡ１−Ａ２で定義した場合、強度差がゼロであれば、図８に示すように、流路５内における分析対象物７の高さ（Ｚ軸に沿った方向の位置）は中央（０）であると判断できる。
【００２１】
また、強度差がプラスの場合（Ａ１−Ａ２＞０）、分析対象物７は中央（原点０）よりも下にあると判断でき、その値（Ａ１−Ａ２）が大きいほどより下にあると判断できる。逆に強度差がマイナスの場合（Ａ１−Ａ２＜０）、分析対象物７は中央（原点０）よりも上にあると判断でき、その値（Ａ１−Ａ２）が小さいほどより上にある判断できる。
【００２２】
計測部４は、上述した強度差と分析対象物７の高さとの関係に関するデータを格納しており、当該データに基づいて分析対象物７の高さ（測定値）を得る。上記データに登録されていない高さについて、計測部４は補間等の手段を用いて算出する。
【００２３】
また、図５に示したＸ軸及びＹ軸で規定される面内における分析対象物７の位置は、第１の光測定領域２１の第１の測定画像に基づいて測定することができる。すなわち、第１の測定画像に基づいて上記面内における第１の散乱光Ｌ１１の強度の分布を算出し、当該分布のうち最も強度が高い領域を分析対象物７の位置として測定する。なお、同様の方法を用いて、第２の光測定領域２２の第２の測定画像に基づいて分析対象物７の位置を処理しても構わない。
【００２４】
また、第１の散乱光Ｌ１１及び第２の散乱光Ｌ１１が側方散乱光である場合、分析対象物７の内部構造（複雑さ）を測定することが可能となる。
【００２５】
なお、検体液が分析対象物を含まない場合、ステップＳ１で算出された強度Ａ１及び強度Ｂ１は十分に低い値となる。計測部４は、検体液が分析対象物を含まない場合の強度Ａ１及び強度Ｂ１に関するデータを格納しており、当該データに基づいて検体液は分析対象物を含んでいないと判断することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図９は第２の実施形態に係る分析装置の測定部２を示す断面図である。本実施形態の分析装置が第１の実施形態の分析装置と異なる点は、第１の光測定領域２１を覆うように第１の基板１１上に設けられた第１の光学フィルタ３１と、第２の光測定領域２２を覆うように第２の基板１２上に設けられた第２の光学フィルタ３２とを備えていることにある。
【００２７】
図９において、参照符号Ｌ３１は分析対象物７で発生して第１の光測定領域２１に入射する第１の蛍光を示しており、参照符号Ｌ３２は分析対象物７で発生して第２の光測定領域２２に入射する第２の蛍光を示している。本実施形態では、分析対象物７は一種類の蛍光色素で染色されている。染色された分析対象物７に照射光Ｌ２が照射されると、分析対象物７から第１の蛍光Ｌ３１及び第２の蛍光Ｌ３２が発生する。
【００２８】
第１の光学フィルタ３１及び第２の光学フィルタ３２は、第１の蛍光Ｌ３１及び第２の蛍光Ｌ３２を透過し、照射光Ｌ２、第１の散乱光Ｌ２１、第２の散乱光Ｌ２２を吸収する。したがって、本実施形態では、照射光Ｌ２を照射しているときは、第１の光測定領域２１は第１の蛍光Ｌ３１を選択的に測定し、第２の光測定領域２２は第２の蛍光Ｌ３２を選択的に測定する。
【００２９】
また、照射光Ｌ２に加えて光学フィルタ３１及び３２を透過する照射光Ｌ１を照射光Ｌ２と逐次的に照射することによって、第１の実施形態と同様に散乱光を測定することもできる。
【００３０】
図１０は、本実施形態の計算部４が行う処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【００３１】
まず、測定部４は、第１の光測定領域２１が出力した第１測定画像に基づいて第１の蛍光Ｌ３１の強度（Ｂ１）を算出し、第２の光測定領域２２が出力した第２の測定画像に基づいて第２の蛍光Ｌ３２の強度（Ｂ２）を算出する（ステップＳ１１）。
【００３２】
次に、測定部４は、第１の蛍光Ｌ３１の強度（Ｂ１）と第２の蛍光Ｌ３２の強度（Ｂ２）との差（強度差）を算出する（ステップＳ２）。当該強度差は、例えば、Ｂ１−Ｂ２で定義する。Ｂ２−Ｂ１で定義しても構わない。
【００３３】
次に、測定部４は、第１の実施形態と同様に、強度差に基づいて分析対象物７の高さを測定する（ステップＳ１３）。
【００３４】
なお、特定の蛍光色素は特定の波長を有する蛍光を発生する。したがって、計算部４は、第１の蛍光Ｌ３１及び第２の蛍光のＬ２２の強度に基づいて、分析対象物７が特定の細胞であるか否かを判断することもできる。
【００３５】
図１１Ａ乃至図１１Ｃは本実施形態の測定部２の構造の一例を模式的に示す平面図及び断面図であり、より詳細には図１１Ａは平面図であり、図１１Ｂは図１１Ａの平面図の矢視１１Ｂ−１１Ｂに沿った断面図であり、図１１Ｃは図１１Ａの平面図の矢視１１Ｃ−１１Ｃに沿った断面図である。
【００３６】
第１のイメージセンサ基板の裏面（第１の光測定領域が設けられた面とは反対側の面）にはＴＳＶ（Through Silicon Via）という電極構造を有する複数の電極５０が設けられている。複数の電極５０は一方向に沿って配置されている。同様に、第２のイメージセンサ基板の裏面にも電極５０が設けられている。
【００３７】
第１のイメージセンサ基板と第２のイメージセンサ基板との間には一対の支持部材４０が設けられている。支持部材４０の材料は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）であるが、これに限定されるものではなく、例えば、その他のシリコーン樹脂やガラスでも構わない。図１１Ａに示すように、支持部材４０は複数の電極５０の配列方向に沿って伸びた形状を有する。一対の支持部材４０は画素領域２５の合い対向する一対の辺の外側に配置されている。支持部材４０は、第１の光測定領域２１及び第２の光測定領域２２と共に流路５を規定する。すなわち、一対の支持部材４０は流路５の一対の側面を規定し、第１の光測定領域２１及び第２の光測定領域２２は流路５の下面及び上面を規定している。
【００３８】
図１１Ａ乃至図１１Ｃに示した測定部２の製造方法の一例を以下に述べる。まず、第１のイメージセンサ基板を含む第１のウェハ上に一対の支持部材４０を配置する。次に、第１のウェハ上に、一対の支持部材４０を介して、第２のイメージセンサ基板を含む第２のウェハを配置する。このとき、第１のイメージセンサ基板と第２のイメージセンサ基板とが対向するように、第２のウェハを配置する。次に、活性化接合によりウェハレベルで第１のウェハ（第１のイメージセンサ基板）と第２のウェハ（第２のイメージセンサ基板）とを接合する。その後、ステレスダイシングを用いて、第１のウェハ及び第２のウェハから、支持部材４０、第１のイメージセンサ基板及び第２のイメージセンサ基板を含む部分（チップ）を切り出す。
【００３９】
図１２Ａ乃至図１２Ｃは図１１Ａ乃至図１１Ｃに示した測定部２の実装の一例を模式的に示す平面図及び断面図であり、より詳細には図１２Ａは平面図であり、図１２Ｂは図１２Ａの平面図の矢視１２Ｂ−１２Ｂに沿った断面図であり、図１２Ｃは図１２Ａの平面図の矢視１２Ｃ−１２Ｃに沿った断面図である。なお、図１２Ｃには検体液６も描かれている。
【００４０】
図中、６０は実装基板を示しており、測定部２はアンダーフィル６１によって実装基板６０に固定されている。アンダーフィル６１の材料は例えば樹脂である。測定部２の下面の電極５０は半田リフローを用いて実装基板６０に接続されている。測定部２の上面の電極５０はワイヤボンディングを用いて実装基板６０に接続されている。
【００４１】
参照符号５１はワイヤボンディングに用いている金属ワイヤを示している。また、実装基板６０上には測定部２を囲む枠６２が設けられている。枠６２の材料は照射光に対して透明な材料であり、例えば、ガラスである。
【００４２】
参照符号６３は、金属ワイヤ５１の保護及び検体液５の液溜めを目的とする部材（液溜め部）であり、その材料は例えば高粘度の樹脂であるＰＤＭＳである。液溜め部６３の形成方法は、例えば、ＰＤＭＳディスペンサを用いてＰＤＭＳを所定の領域上に塗布するプロセスと、紫外線照射及び加熱によって塗布したＰＤＭＳを硬化するプロセスとを含む。
【００４３】
図１２Ｂに示すように、金属ワイヤ５１の周囲の領域は液溜め部６３で充填されており、これにより金属ワイヤ５１の保護を図れる。また、図１２Ｃに示すように、滴下されて跳ね上がった検体液６は、破線１０ａに示すように、イメージセンサ基板の上面の一部の領域に形成された液溜め部６３に当たり、これにより跳ね上がった検体液６が所定外の領域に落ちることを防止できる。
【００４４】
図１２Ｃは毛細管現象を利用して検体液５を流路５内に流す様子を示しているが、ポンプを用いて検体液５を流路５内に流しても構わない。例えば、シリンジポンプと接続されたチューブを液溜めの領域に接続する。
【００４５】
なお、第１の実施形態の測定部２の構造の一例及び実装例は、図１１Ａ乃至図１１Ｃ及び図１２Ａ乃至図１２Ｃに示した測定部２からフィルタ３１，３２を除いたものである。
【００４６】
（第３の実施形態）
図１３は第３の実施形態に係る分析装置の測定部２を示す断面図である。本実施形態の分析装置が第１の実施形態の分析装置と異なる第１の点は、第１の光測定領域２１を覆うように第１の基板１１上に設けられた光学フィルタ４１を備えていることにある。第２の光測定領域２２は光学フィルタでは覆われていない。
【００４７】
光学フィルタ４１は、蛍光Ｌ３１を透過し、照射光Ｌ１、散乱光Ｌ１１，Ｌ１２を吸収する。したがって、本実施形態では、第１の光測定領域２１は蛍光Ｌ３１を測定し、第２の光測定領域２２は第２の散乱光Ｌ１２及び第２の蛍光Ｌ３２を測定する。なお、多くの場合で、散乱光Ｌ１２が蛍光Ｌ３２よりも強度が大きく、支配的になる。
【００４８】
本実施形態の分析装置が第１の実施形態の分析装置と異なる第２の点は、第２の光測定領域２２の蛍光Ｌ３２の測定の露光時間が、第１の光測定領域２１の蛍光Ｌ３１の測定の露光時間よりも短いことにある。例えば、第１の光測定領域２１は通常の露光時間で蛍光Ｌ３１を測定するが、第２の光測定領域２２は通常よりも短い露光時間で蛍光Ｌ３１を測定する。
【００４９】
本実施形態の分析装置は、第２の実施形態と同様に、蛍光２１及び２２に基づいて分析対象物７の高さを測定する。
【００５０】
検体液を流す流速は、分析速度を上げるために、適切な速度に上げる必要がある。しかし、流速が早い場合、複数の分析対象物７が空間的に近接して流入する恐れがあり、分析対象物７が単一であるか（単一性）または異なる分析項目に対して同一の分析対象物であるか（同一性）が重要となる。
【００５１】
本実施形態の分析装置は、更に、分析対象物７の単一性及び同一性を測定することができる。図１４は、本実施形態の計算部４が行う処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【００５２】
まず、計算部４は、第１の光測定領域２１が出力する第１測定画像に基づいて第１の蛍光Ｌ３１の取得画像から得られる蛍光強度分布（第１の強度分布）Ｃ１を算出し、第２の光測定領域２２が出力する第２の取得画像に基づいて第２の蛍光Ｌ３２の取得画像から得られる散乱光強度分布（第２の強度分布）Ｃ２を算出する（ステップＳ２１）。
【００５３】
次に、計算部４は、第１の強度分布Ｃ１に基づいて分析対象物７の個数Ｄ１（第１の個数）を取得し、第２の強度分布Ｃ２に基づいて分析対象物７の個数Ｄ２（第２の個数）を取得する（ステップＳ２２）。第２の光測定領域２２の測定の露光時間は第１の光測定領域２１の測定の露光時間よりも短いので、Ｄ２≧Ｄ１の関係が成り立つ。
【００５４】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の取得画像（蛍光）とその蛍光強度分布Ｃ１を模式的に示す図である。矢印１０ｂは検体液６の流れる方向を示している。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は個数Ｄ１が１の例を示している。検体液６の流れる速度が上がると、図１５（ｂ）に示すように、検体液６の流れる方向にそって第２の強度分布Ｃ２のようになる。
【００５５】
図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）は、第２の取得画像（散乱光）と散乱光強度分布Ｃ２を模式的に示す図である。図１５（ｃ）は個数Ｄ２が１の例を示し、図１５（ｄ）は個数Ｄ２が２の例を示している。第２の光測定領域２２は第１の光測定領域２１よりも短い露光時間で分析対象物７を測定するので、検体液６の流れる速度が上がっても、第２の強度分布Ｃ２の伸びは抑制される。
【００５６】
次に、計算部４は、個数Ｄ１と個数Ｄ２を比較し、Ｄ１＝Ｄ２＝１である否かを判断する。Ｄ１＝Ｄ２＝１であれば、一つの分析対象物７を測定したと判断できる（単一性の判断）。
【００５７】
例えば、計算部４は、図１５（ａ）の第１の強度分布Ｃ１及び図１５（ｃ）の第２の強度分布Ｃ２を算出した場合、Ｄ１＝Ｄ２＝１であるので、単一性はあると判断する。同様に、計算部４は、図１５（ｂ）の第１の強度分布Ｃ１及び図１５（ｃ）の第２の強度分布Ｃ２を算出した場合も、Ｄ１＝Ｄ２＝１であるので、単一性はあると判断する。しかし、計算部４は、図１５（ｂ）の第１の強度分布Ｃ１及び図１５（ｄ）の第２の強度分布Ｃ２を算出した場合、Ｄ１＝１、Ｄ２＝２であるので、単一性はないと判断する。
【００５８】
したがって、本実施形態によれば、測定の処理速度を高めるために検体液６の流速を上げて第１の強度分布Ｃ１が伸びたとしても、個数Ｄ１と個数Ｄ２を比較することで、単一性の有無を容易に判断することができる。
【００５９】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は分析対象物７の同一性を説明するための図である。
【００６０】
図１６（ａ）は第１の取得画像（蛍光）と蛍光強度分布Ｃ１、図１６（ｂ）は第１の取得画像（散乱光）と散乱光強度分布Ｃ２を示している。ここで、画像内には蛍光を発する分析対象物７ａと蛍光を発しない分析対象物７ｂ、７ｃ、７ｄが流入している場合を想定している。一方の項目しか取得しない場合、分析対象物７ａの蛍光強度分布Ｃ１に対応する散乱光強度分布Ｃ２が、分析対象物７ａから７ｄのどの分布に対応するものなのか判別できない。しかしながら、本実施形態によれば蛍光強度分布と散乱光強度分布が同時に取得され、空間的な位置関係を正確に対応付けることができるので、分析対象物７の同一性を保証できる。
【００６１】
なお、本実施形態では、第２の光測定領域２２の測定速度を、第１の光測定領域２１の測定速度よりも速くしたが、第２の光測定領域２２の画素の間隔を、第１の光測定領域２１の画素の間隔よりも小さくすることでも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（第４の実施形態）
図１７は第４の実施形態に係る分析装置の測定部２を示す断面図である。なお、照射光Ｌ１とその散乱光は簡略化のために省略してある。本実施形態の分析装置が第３の実施形態の分析装置（図１３）と異なる点は、第２の光測定領域２２を覆う光学フィルタ（第３の光学フィルタ）３３を更に備えていることにある。
【００６３】
図１７において、参照符号Ｌ３３は分析対象物７で発生して第１の光測定領域２１に向かう第３の蛍光を示しており、参照符号Ｌ３４は分析対象物７で発生して第２の光測定領域２２に向かう第４の蛍光を示している。蛍光Ｌ３１及び蛍光Ｌ３２は同じ波長スペクトル形状を有しているが、当該波長は蛍光Ｌ３３及び蛍光Ｌ３４の波長スペクトル形状とは異なる。
【００６４】
本実施形態では、分析対象物７は２種類の蛍光色素で予め染色（多重蛍光染色）されている。染色された分析対象物７に照射光Ｌ２が照射されると、分析対象物７からは蛍光Ｌ３１，Ｌ２２及び蛍光Ｌ３１，Ｌ３２が発生する。
【００６５】
光学フィルタ３１は蛍光Ｌ３１を透過し、散乱光Ｌ２１と蛍光Ｌ３２を吸収する。光学フィルタ３３は蛍光Ｌ３４を透過し、散乱光Ｌ２２と蛍光Ｌ３３を吸収する。その結果、第１の光測定領域２１は蛍光Ｌ３１を選択的に測定し、第２の光測定領域２２は蛍光Ｌ３４を選択的に測定する。したがって、本実施形態によれば、測定部２は互いに波長の異なる二つの蛍光を同時に測定することができるので、測定時間の短縮化と多項目化という性能の向上を図れる。
【００６６】
（第５の実施形態）
図１８は第５の実施形態に係る分析装置の測定部２を示す断面図である。本実施形態の分析装置が第１の実施形態と異なる点は、光とは別の分析対象物７に関する分析項目を測定する測定領域２３を第２の基板１２に設けたことにある。なお、第１の基板１１に測定領域２３を設け、第２の基板１２に光測定領域を設けても構わない。
【００６７】
光とは別の分析対象物７に関する分析項目は、化学物質濃度、電気的な物理量（例えば、電流、電圧またはインピーダンス）又は温度を含む。測定領域２３は、図５と同様に複数の画素を含んでいる。各画素は分析対象物７に関する光ではなく、化学物質濃度、電気的な物理量、又は温度を測定する。
【００６８】
本実施形態によれば、複数種類の分析項目を同時に測定できるので、分析対象物７に関してより多くの情報を短時間で測定できる分析装置を提供することができる。
【００６９】
図１９は本実施形態の分析装置の測定領域２３の変形例を示す平面図である。この変形例の測定領域２３は、第１の分析項目を測定する複数の画素Ｐ１ａ及び第１の分析項目とは種類の異なる第２の分析項目を測定する複数の画素Ｐ２ｂを含んでいる。化学物質濃度を測る場合の画素は例えばＩＳＦＥＴ（Ion Sensitive Field-Effect Transistor）やＣｈｅｍＦＥＴ（Chemical Field-Effect Transistor）であり、電気的な物理量を測る場合の画素は例えば電極であり、温度を測る場合の画素は例えば熱電対や半導体温度センサである。
【００７０】
なお、第１の分析項目又は第２の分析項目の一方は光でも構わない。また、画素Ｐ１ａのサイズ及び画素Ｐ２ｂのサイズや間隔は同じでも又は異なっていても構わない。更に、互いに異なる三つ以上の分析項目を測定するように、３種類以上の画素を含む測定領域２３を採用しても構わない。二つの分析項目を測定する場合と同様に、分析項目は光を含んでいても構わないし、画素のサイズは分析項目毎に適宜変更可能である。
【００７１】
以上述べた実施形態では、例えば、図６に示すように、検体液６に照射光Ｌ１を横方向から照射している。つまり、検体液６に直接的に照射光Ｌ１を照射している。しかし、基板１２が照射光６に対して透明であるなら、基板１２の上方から検体液６に照射光６を照射しても構わない。つまり、基板１２を介して検体液６に間接的に照射光Ｌ１を照射しても構わない。
【００７２】
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。
【００７３】
以上述べた実施形態の半導体装置及びその製造方法の上位概念、中位概念及び下位概念の一部または全ては、例えば以下のような付記１−２７またはその組合せで表現できる。
［付記１］
液体中の分析対象物に関する第１の分析項目を測定する第１の測定領域と、
前記第１の測定領域から離間して配置され、前記分析対象物に関する第２の分析項目を測定する第２の測定領域とを具備する分析装置。
［付記２］
前記第１の測定領域の測定結果及び第２の測定領域の測定結果に基づいて、前記分析対象物を測定する測定部を更に具備する付記１に記載の分析装置。
［付記３］
前記第１の分析項目及び前記第２の分析項目は光であり、
前記第１の測定領域及び前記第２の測定領域はそれぞれ第１の光測定領域及び第２の光測定領域である付記２に記載の分析装置。
［付記４］
前記第１の光測定領域と前記第２の光測定領域との間に供給される前記分析対象物に第１の光を照射する光源を更に具備する付記３に記載の分析装置。
［付記５］
前記第１の光測定領域は、前記分析対象物で散乱された前記第１の光の第１の散乱光を測定し、
前記第２の光測定領域は、前記分析対象物で散乱された前記第１の光の第２の散乱光を測定する付記４に記載の分析装置。
［付記６］
前記測定部は、前記第１の散乱光及び前記第２の散乱光に基づいて、前記第２の光測定領域が前記第１の光測定領域から離間する方向に関する、前記分析対象物の位置を測定する付記５に記載の分析装置。
［付記７］
前記第１の光測定領域は、前記分析対象物から発生した第１の蛍光を測定し、
前記第２の光測定領域は、前記分析対象物から発生し、前記第１の蛍光と同じ波長スペクトル形状の第２の蛍光を測定する付記５に記載の分析装置。
［付記８］
前記第１の光測定領域に設けられ、前記第１の蛍光を透過すると共に、前記第１の光を吸収する第１のフィルタと、
前記第２の光測定領域に設けられ、前記第２の蛍光を透過すると共に、前記第１の蛍光を吸収する第２のフィルタと
を更に具備する付記７に記載の分析装置。
［付記９］
前記測定部は、前記第１の蛍光及び前記第２の蛍光に基づいて、前記第２の光測定領域が前記第１の光測定領域から離間する方向に関する、前記分析対象物の位置を測定する付記７に記載の分析装置。
［付記１０］
前記第１の光測定領域に選択的に設けられ、前記第１の蛍光を透過すると共に、前記分析対象物で散乱された前記第１の光の散乱光を吸収するフィルタを更に具備する付記７に記載の分析装置。
［付記１１］
前記第２の光測定領域が前記第２の散乱光を測定する露光時間は、前記第１の光測定領域が前記第１の散乱光を測定する露光時間よりも短い付記１０に記載の分析装置。
［付記１２］
前記測定部は、前記第１の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて前記分析対象物の分布を取得し、前記第２の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて前記分析対象物の分布を取得し、且つ、前記取得した分析対象物の分布及び前記取得した分析対象物の分布に基づいて、前記分析対象物が同一であるか否かを判断する付記１１に記載の分析装置。
［付記１３］
前記測定部は、前記第１の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて取得した前記分析対象物の数が１であり、且つ、前記第２の光測定領域で測定された前記第１の蛍光に基づいて取得した前記分析対象物の数が１である場合、前記第２の光測定領域で測定された前記散乱光に基づき、前記第１の光測定領域で測定された前記分析対象物が、前記第２の光測定領域で測定された前記分析対象物と同じ種類であるか否かを判断する付記１１に記載の分析装置。
［付記１４］
前記第１の光測定領域に設けられ、第１の蛍光を透過すると共に、前記第１の蛍光とは波長が異なる第２の蛍光を吸収する第１のフィルタと、
前記第２の光測定領域に設けられ、前記第２の蛍光を透過すると共に、前記第１の蛍光を吸収する第２のフィルタとを更に具備する付記４に記載の分析装置。
［付記１５］
前記第１の光測定領域は、光を測定する複数の画素を含む第１のイメージセンサを含み、
前記第２の光測定領域は、光を測定する複数の画素を含む第２のイメージセンサを含む付記３乃至１４のいずれかに記載の分析装置。
［付記１６］
前記第１及び第２のイメージセンサの各々はＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサまたはＣＣＤ（Charge coupled device）イメージセンサである付記１５に記載の分析装置。
［付記１７］
前記流路を規定する部材を更に具備する付記１乃至１６のいずれかに記載の分析装置。
［付記１８］
前記１の測定領域は光を測定し、
前記２の測定領域は化学物質濃度、電気的な物理量、又は、温度を測定する付記１に記載の分析装置。
［付記１９］
前記２の測定領域は光、化学物質濃度、電気的な物理量、及び、温度の少なくとも二つを測定する付記１８に記載の分析装置。
［付記２０］
前記分析対象物は、細胞を含む付記１乃至１９のいずれかに記載の分析装置。
【符号の説明】
【００７４】
Ｌ１…照射光（第１の光）、Ｌ２…照射光（第２の光）、Ｌ１１…Ｌ１に対する第１の散乱光、Ｌ１２…Ｌ１に対する第２の散乱光、Ｌ２１…Ｌ２に対する第１の散乱光、Ｌ２２…Ｌ２に対する第２の散乱光、Ｌ３１…第１の蛍光、Ｌ３２…第２の蛍光、Ｌ３３…第３の蛍光、Ｌ３４…第４の蛍光、Ｐ１，Ｐ１ａ，Ｐ２ｂ…画素、１…分析装置、２…測定部、３…光源、５…流路、６…検体液、７…分析対象物、１１…第１の基板、１２…第２の基板、２１ｐ…画素、２１…第１の光測定領域、２２…第２の光測定領域、２３…測定領域、３１…第１の光学フィルタ、３２…第２の光学フィルタ、３３…光学フィルタ（第３の光学フィルタ）、４０…支持部材、４１…光学フィルタ、５０…電極、５１…金属ワイヤ、６０…実装基板、６１…アンダーフィル、６２…枠、６３…液溜め部
【図１】
2019164084.tif 000003
【図２】
2019164084.tif 000004
【図３】
2019164084.tif 000005
【図４】
2019164084.tif 000006
【図５】
2019164084.tif 000007
【図６】
2019164084.tif 000008
【図７】
2019164084.tif 000009
【図８】
2019164084.tif 000010
【図９】
2019164084.tif 000011
【図１０】
2019164084.tif 000012
【図１１Ａ】
2019164084.tif 000013
【図１１Ｂ】
2019164084.tif 000014
【図１１Ｃ】
2019164084.tif 000015
【図１２Ａ】
2019164084.tif 000016
【図１２Ｂ】
2019164084.tif 000017
【図１２Ｃ】
2019164084.tif 000018
【図１３】
2019164084.tif 000019
【図１４】
2019164084.tif 000020
【図１５】
2019164084.tif 000021
【図１６】
2019164084.tif 000022
【図１７】
2019164084.tif 000023
【図１８】
2019164084.tif 000024
【図１９】
2019164084.tif 000025