(57)【要約】      （修正有）【課題】光ピックアップを応用した分析において、試料の分析精度を高めるための技術を提供する。【解決手段】検出プレート１０を回転駆動部３０に配置する前又は配置したのち、複数のターゲットを含む試料を検出プレート１０に注入する。検出プレート１０の検出部に試料を展開させて検出部の内面に複数のターゲットを吸着させる。検出部に試料を展開させたのち、検出部に存在する複数のターゲットに遠心力が作用するように、回転駆動部３０を制御して検出プレート１０を回転させる。所定時間にわたって検出プレート１０を回転させたのち、光ピックアップ５０で検出部を走査して検出部に吸着した複数のターゲットを検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤形状の検出プレートを光ピックアップの回転駆動部に配置することと、
前記検出プレートを前記回転駆動部に配置する前又は配置したのち、複数のターゲットを含む試料を前記検出プレートに注入することと、
前記検出プレートの検出部に前記試料を展開させて前記検出部の内面に前記複数のターゲットを吸着させることと、
前記検出部に前記試料を展開させたのち、前記検出部に存在する前記複数のターゲットに遠心力が作用するように、前記回転駆動部を制御して前記検出プレートを回転させることと、
所定時間にわたって前記検出プレートを回転させたのち、前記光ピックアップで前記検出部を走査して前記検出部に吸着した前記複数のターゲットを検出することと、
を含む、試料分析方法。
【請求項２】
前記検出部に前記試料を展開させたのち、第１の回転数で前記検出プレートを回転させ、
前記第１の回転数で前記所定時間にわたって前記検出プレートを回転させたのち、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で前記検出プレートを回転させながら前記光ピックアップで前記検出部を走査する、請求項１に記載の試料分析方法。
【請求項３】
前記検出プレートを実質的に静置させることによって、前記検出部の前記内面に前記複数のターゲットを吸着させる、請求項１又は２に記載の試料分析方法。
【請求項４】
前記複数のターゲットに含まれた特定のターゲットを標識化するための色素が前記試料に予め含まれている、又は、前記検出プレートに前記試料が注入される前に前記検出部に前記色素が予め配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の試料分析方法。
【請求項５】
前記検出プレートを前記回転駆動部に配置したのち、前記回転駆動部を制御して前記検出プレートを所定の回転数で回転させることによって前記試料を前記検出部に展開させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の試料分析方法。
【請求項６】
前記検出プレートは、前記試料の注入口と、前記注入口と前記検出部との間の流路と、前記流路に配置されたフィルタと、を有し、
前記検出プレートを前記回転駆動部に配置したのち、前記注入口から前記検出プレートに前記試料を注入し、前記検出プレートを所定の回転数で回転させる、又は、前記注入口から前記試料が注入された前記検出プレートを前記回転駆動部に配置したのち、前記検出プレートを所定の回転数で回転させる、請求項５に記載の試料分析方法。
【請求項７】
前記検出プレートの前記検出部の前記内面は、前記検出部の前記内面と前記ターゲットとの間の親和性を向上させる被膜で覆われている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の試料分析方法。
【請求項８】
前記ターゲットの平均径は、前記検出部を走査するために前記検出プレートに形成された溝又はピットの幅よりも大きい、請求項１〜７のいずれか１項に記載の試料分析方法。
【請求項９】
前記試料は、血液を含む液体試料であり、
前記ターゲットが赤血球である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の試料分析方法。
【請求項１０】
複数のターゲットを含む試料が注入されるべき円盤形状の検出プレートと、
前記検出プレートを回転させるための回転駆動部、及び、前記検出プレートの検出部に存在する前記ターゲットを検出するための光を出力可能な光源を有する光ピックアップと、
前記光ピックアップの前記回転駆動部及び前記光源を制御する制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、前記回転駆動部及び前記光源を制御することによって、（i）前記検出部に存在する前記複数のターゲットに遠心力が作用するように前記検出プレートを所定の回転数で回転させる工程と、（ii）前記所定の回転数で前記検出プレートを所定時間にわたって回転させたのち、前記検出部を走査して前記検出部に吸着した前記複数のターゲットを検出する工程とを実行する、試料分析装置。
【請求項１１】
前記所定の回転数が第１の回転数であり、
前記制御ユニットは、前記第１の回転数で前記検出プレートを所定時間にわたって回転させたのち、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で前記検出プレートを回転させながら前記検出部を走査する、請求項１０に記載の試料分析装置。
【請求項１２】
前記制御ユニットは、前記検出プレートを前記第１の回転数で回転させる前において、前記検出プレートを所定の回転数で回転させることによって前記検出プレートの前記検出部に前記試料を展開させる工程をさらに実行する、請求項１１に記載の試料分析装置。
【請求項１３】
前記制御ユニットは、前記検出部に前記試料を展開させたのち、前記検出プレートを実質的に静置させることによって前記検出部の内面に前記複数のターゲットを吸着させる工程をさらに実行する、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、試料分析方法及び試料分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、試料に含まれたターゲット（例えば、試料の特定の成分）を検出及び分析するための装置として、光ピックアップを応用した装置が知られている。
【０００３】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、特許文献１に記載された装置において、ＣＤ（Compact Disc）又はＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と同じ直径を有する円盤形状の試料分析用ディスク１００が使用される。試料分析用ディスク１００は、注入孔１０１、流路１０２及び検出領域１０４の組を複数備えている。複数の流路１０２及び複数の検出領域１０４は、放射状に設けられている。ビーズ充填部１０３には、標識用ビーズ１１０が規定量充填されている。試料分析用ディスク１００の読み取り面側には、保護層１０６が設けられている。検出領域１０４の上方に溝（又はピット列）が螺旋状に形成されている。
【０００４】
試料分析用ディスク１００を回転させると、注入孔１０１に注入された試料に遠心力が加わる。試料は、流路１０２を流れて検出領域１０４に達し、検出領域１０４において均等に拡がる。ビーズ充填部１０３において試料と反応した標識用ビーズ１１０は、遠心力によって流れ、検出領域１０４に達する。対物レンズ１１３によって集光された光が検出領域１０４に照射される。これにより、検出領域１０４に存在する標識用ビーズ１１０を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−６４７２２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１３７５０６号
【特許文献３】国際公開第２０１３／１４６３６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された装置によれば、試料の分析中において、試料分析用ディスク１００の回転に起因する遠心力によって、標識用ビーズ１１０などのターゲットが動くことがある。この場合、ターゲットの正確な情報を得ることが難しく、試料の分析精度も低下する。
【０００７】
本開示の目的は、光ピックアップを応用した分析において、試料の分析精度を高めるための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本開示は、
円盤形状の検出プレートを光ピックアップの回転駆動部に配置することと、
前記検出プレートを前記回転駆動部に配置する前又は配置したのち、複数のターゲットを含む試料を前記検出プレートに注入することと、
前記検出プレートの検出部に前記試料を展開させて前記検出部の内面に前記複数のターゲットを吸着させることと、
前記検出部に前記試料を展開させたのち、前記検出部に存在する前記複数のターゲットに遠心力が作用するように、前記回転駆動部を制御して前記検出プレートを回転させることと、
所定時間にわたって前記検出プレートを回転させたのち、前記光ピックアップで前記検出部を走査して前記検出部に吸着した前記複数のターゲットを検出することと、
を含む、試料分析方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術によれば、試料に含まれたターゲットの正確な情報を取得できるので、試料の分析精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の一実施形態にかかる試料分析装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示す試料分析装置の検出プレートの平面図である。
【図３】図３は、図２に示す検出プレートのIII-III線に沿った部分断面図である。
【図４】図４は、ターゲット（赤血球）の検出方法を説明する図である。
【図５】図５は、ターゲットの検出原理を説明する図である。
【図６】図６は、実施形態にかかる試料の分析方法の工程図である。
【図７】図７は、静置工程によって得られる効果を示す図である。
【図８】図８は、除去工程によって得られる効果を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、従来の試料分析用ディスクの平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示す試料分析用ディスクの部分断面図である。
【図１０】図１０は、従来の分析方法の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
図９Ａ及び図９Ｂを参照して説明した従来の方法によれば、各検出領域の全体を光ピックアップで走査し、検出領域の全体の画像を得ることができる。画像には、検出領域に存在するターゲットに関する情報が含まれる。例えば、光ピックアップの走査の幅が十分に狭いとき、つまり、ターゲットの大きさが試料分析用ディスクの溝の幅（又はピットの幅）よりも十分に大きいとき、得られた画像にはターゲットの像が鮮明に映る。
【００１２】
一方、検出領域の全体を走査するためには、試料分析用ディスクを回転させる必要があり、ターゲットには遠心力が加わり続ける。そのため、図１０に示すように、検出領域を走査している最中にターゲットが移動することがある。その結果、得られた画像にターゲットの像が半分だけ映ったり、同じターゲットが２度検出されたりする。複数のターゲットが一時的に塊を形成していることもあり、その塊に遠心力が加わることによって、塊が徐々に崩れることもある。
【００１３】
上記の事情に鑑み、本開示の第１態様にかかる試料分析方法は、
円盤形状の検出プレートを光ピックアップの回転駆動部に配置することと、
前記検出プレートを前記回転駆動部に配置する前又は配置したのち、複数のターゲットを含む試料を前記検出プレートに注入することと、
前記検出プレートの検出部に前記試料を展開させて前記検出部の内面に前記複数のターゲットを吸着させることと、
前記検出部に前記試料を展開させたのち、前記検出部に存在する前記複数のターゲットに遠心力が作用するように、前記回転駆動部を制御して前記検出プレートを回転させることと、
所定時間にわたって前記検出プレートを回転させたのち、前記光ピックアップで前記検出部を走査して前記検出部に吸着した前記複数のターゲットを検出することと、
を含むものである。
【００１４】
第１態様の方法によれば、検出部に試料を展開させたのち、回転駆動部を制御して検出プレートを回転させる。その後、ターゲットの検出を行う。このようにすれば、検出部を走査する前の段階において、検出部の内面への吸着力が弱いターゲット及び浮遊しているターゲットを検出部の最外周領域に強制的に移動させることができる。したがって、検出部の走査中にターゲットが移動することを防止できる。あるいは、検出部の走査中に移動するターゲットの数を大幅に減らすことができる。その結果、試料に含まれたターゲットの正確な情報を取得でき、ひいては試料の分析精度を高めることができる。
【００１５】
本開示の第２態様の方法では、例えば、第１態様にかかる方法において、前記検出部に前記試料を展開させたのち、第１の回転数で前記検出プレートを回転させ、前記第１の回転数で前記所定時間にわたって前記検出プレートを回転させたのち、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で前記検出プレートを回転させながら前記光ピックアップで前記検出部を走査する。第２態様によれば、第１態様における効果をより十分に得ることができる。
【００１６】
本開示の第３態様の方法では、例えば、第１又は第２態様にかかる方法において、前記検出プレートを実質的に静置させることによって、前記検出部の前記内面に前記複数のターゲットを吸着させる。検出プレートを実質的に静置させると、ターゲットが自重によって沈降し、検出部の内面に吸着する。浮遊状態のターゲットを予め十分に減らすことによって、検出部の走査中にターゲットが移動することを防止できる。
【００１７】
本開示の第４態様の方法では、例えば、第１〜第３態様のいずれか１つにかかる方法において、前記複数のターゲットに含まれた特定のターゲットを標識化するための色素が前記試料に予め含まれている、又は、前記検出プレートに前記試料が注入される前に前記検出部に前記色素が予め配置されている。第４態様によれば、色素が試料の中で十分に撹拌される。
【００１８】
本開示の第５態様の方法では、例えば、第１〜第４態様のいずれか１つにかかる方法において、前記検出プレートを前記回転駆動部に配置したのち、前記回転駆動部を制御して前記検出プレートを所定の回転数で回転させることによって前記試料を前記検出部に展開させる。第５態様によれば、試料に含まれたターゲットが検出部に均一に展開する。このことは、試料の分析の精度の向上に寄与する。
【００１９】
本開示の第６態様の方法では、例えば、第５態様にかかる方法において、前記検出プレートは、前記試料の注入口と、前記注入口と前記検出部との間の流路と、前記流路に配置されたフィルタと、を有し、前記検出プレートを前記回転駆動部に配置したのち、前記注入口から前記検出プレートに前記試料を注入し、前記検出プレートを所定の回転数で回転させる、又は、前記注入口から前記試料が注入された前記検出プレートを前記回転駆動部に配置したのち、前記検出プレートを所定の回転数で回転させる。第６態様によれば、フィルタによって検出部に気泡が入ることを防止できる。そして、フィルタが設けられている場合においても、検出プレートを回転させることによって、検出部に試料をスムーズかつ均一に展開させることができる。
【００２０】
本開示の第７態様の方法では、例えば、第１〜第６態様のいずれか１つにかかる方法において、前記検出プレートの前記検出部の前記内面は、前記検出部の前記内面と前記ターゲットとの間の親和性を向上させる被膜で覆われている。検出部の内面とターゲットとの間の親和性が高い場合、ターゲットを検出部にしっかりと吸着させることができる。
【００２１】
本開示の第８態様にかかる試料分析方法は、例えば、第１〜第７態様のいずれか１つにかかる試料分析方法において、前記ターゲットの平均径は、前記検出部を走査するために前記検出プレートに形成された溝又はピットの幅よりも大きい。第８態様によれば、得られた画像から個々のターゲットの大きさを概算することが可能である。
【００２２】
本開示の第９態様の方法では、例えば、第１〜第８態様のいずれか１つにかかる方法において、前記試料は、血液を含む液体試料であり、前記ターゲットが赤血球である。第９態様によれば、赤血球の状態を調べることができる。例えば、赤血球の平均径、各赤血球におけるヘモグロビン濃度、病原体の有無などを調べることができる。
【００２３】
本開示の第１０態様にかかる試料分析装置は、
複数のターゲットを含む試料が注入されるべき円盤形状の検出プレートと、
前記検出プレートを回転させるための回転駆動部、及び、前記検出プレートの検出部に存在する前記ターゲットを検出するための光を出力可能な光源を有する光ピックアップと、
前記光ピックアップの前記回転駆動部及び前記光源を制御する制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、前記回転駆動部及び前記光源を制御することによって、（i）前記検出部に存在する前記複数のターゲットに遠心力が作用するように前記検出プレートを所定の回転数で回転させる工程と、（ii）前記所定の回転数で前記検出プレートを所定時間にわたって回転させたのち、前記検出部を走査して前記検出部に吸着した前記複数のターゲットを検出する工程とを実行するものである。
【００２４】
第１０態様によれば、第１態様と同じ効果が得られる。
【００２５】
本開示の第１１態様において、例えば、第１０態様にかかる試料分析装置での前記所定の回転数が第１の回転数であり、前記制御ユニットは、前記第１の回転数で前記検出プレートを所定時間にわたって回転させたのち、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で前記検出プレートを回転させながら前記検出部を走査する。第１１態様によれば、第１０態様における効果をより十分に得ることができる。
【００２６】
本開示の第１２態様において、例えば、第１１態様にかかる試料分析装置の前記制御ユニットは、前記検出プレートを前記第１の回転数で回転させる前において、前記検出プレートを所定の回転数で回転させることによって前記検出プレートの前記検出部に前記試料を展開させる工程をさらに実行する。第１１態様によれば、試料に含まれたターゲットが検出部に均一に展開する。このことは、試料の分析の精度の向上に寄与する。
【００２７】
本開示の第１３態様において、例えば、第１０〜第１２態様のいずれか１つにかかる試料分析装置の前記制御ユニットは、前記検出部に前記試料を展開させたのち、前記検出プレートを実質的に静置させることによって前記検出部の内面に前記複数のターゲットを吸着させる工程をさらに実行する。検出プレートを実質的に静置させると、ターゲットが自重によって沈降し、検出部の内面に吸着する。浮遊状態のターゲットを予め十分に減らすことによって、検出部の走査中にターゲットが移動することを防止できる。
【００２８】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００２９】
図１に示すように、本開示の一実施形態にかかる試料分析装置２００は、検出プレート１０、光ピックアップ５０及び制御ユニット７０を備えている。光ピックアップ５０は、回転駆動部３０及び光源３１を有する。検出プレート１０（試料検出用ディスク）に試料が注入され、光ピックアップ５０の回転駆動部３０に検出プレート１０が配置される。回転駆動部３０によって検出プレート１０が回転させられ、光源３１から出力された光が検出プレート１０に照射される。検出プレート１０は、蛍光を発することが可能な材料を含み、検出プレート１０から発せられた蛍光の強度に基づき、試料を分析することができる。
【００３０】
光ピックアップ５０の回転駆動部３０は、ホルダ２９及びサーボモータ２８によって構成されている。ホルダ２９には検出プレート１０が取り付けられる。ホルダ２９はサーボモータ２８のシャフトに接続されている。サーボモータ２８を駆動することによって、ホルダ２９に取り付けられた検出プレート１０を任意の回転数で回転させることができる。
【００３１】
光ピックアップ５０は、さらに、反射光検出器３８及び蛍光検出器４０を備えている。光源３１は、検出プレート１０に照射されるべき光（励起光）を生成する。光源３１は、青色、紫色などの短波長の光を出力可能な発光素子でありうる。一例において、光源３１は、４０５ｎｍの中心波長を有する青色レーザーダイオードである。反射光検出器３８は、検出プレート１０からの反射光を受光するとともに、光信号を電気信号に変換する。蛍光検出器４０は、検出プレート１０から発せられた蛍光を受光するとともに、光信号を電気信号に変換する。
【００３２】
光ピックアップ５０は、さらに、偏光ビームスプリッタ３２、コリメータレンズ３３、１／４波長板３４、ダイクロイックプリズム３５、対物レンズ３６、アナモレンズ３７及びアナモレンズ３９を備えている。光源３１から出力された励起光は、偏光ビームスプリッタ３２によって反射され、コリメータレンズ３３、１／４波長板３４、ダイクロイックプリズム３５及び対物レンズ３６を経て、検出プレート１０に照射される。コリメータレンズ３３は、偏向ビームスプリッタ３２の側から入射した励起光を平行光に変換する役割を担う。１／４波長板３４は、円偏光と直線偏向との間の変換を行う。ダイクロイックプリズム３５は、波長４０５ｎｍの光を反射し、波長４５０〜５４０ｎｍの光を透過させるように構成されている。対物レンズ３６は、励起光を検出プレート１０に対して収束させる役割を担う。対物レンズ３６が適切に駆動され、これにより、検出プレート１０に形成された溝又はピット列を励起光が追跡する。
【００３３】
検出プレート１０に照射された励起光の一部は、検出プレート１０の特定の反射面において反射され、残部は反射面を透過する。反射光に基づき、対物レンズ３６をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動するためのサーボ信号が生成される。詳細には、反射光は、ダイクロイックプリズム３５によって反射され、１／４波長板３４、コリメータレンズ３３、偏光ビームスプリッタ３２及びアナモレンズ３７を経て、反射光検出器３８に照射される。検出プレート１０の特定の反射面を透過した励起光は、検出プレート１０に吸収される。これにより、検出プレート１０から蛍光が発せられる。蛍光の光束は、ダイクロイックプリズム３５及びアナモレンズ３９を経て、蛍光検出器４０に照射される。
【００３４】
制御ユニット７０は、制御部６０、再生回路６１、信号演算回路６２、サーボ回路６３及び信号演算回路６４を備えている。信号演算回路６２は、反射光検出器３８の検出信号からフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生信号を生成する。サーボ回路６３は、信号演算回路６２で生成されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を用いて、対物レンズ３６を制御する。詳細には、サーボ回路６３は、対物レンズ３６を駆動するためのアクチュエータを制御する。また、サーボ回路６３は、信号演算回路６２で生成された再生信号を用いて、検出プレート１０が所定の回転数で回転するように回転駆動部３０を制御する。再生回路６１は、信号演算回路６２で生成された再生信号を復調して再生データを生成する。再生データは、検出プレート１０のアドレス情報を含む。信号演算回路６４は、蛍光検出器４０の検出信号から蛍光輝度データを生成する。蛍光輝度データは、蛍光検出器４０に照射された蛍光の輝度に関する情報を含む。
【００３５】
制御部６０は、再生回路６１、信号演算回路６２、サーボ回路６３などの試料分析装置２００の各部を制御する。制御部６０は、再生回路６１で生成された再生データ（アドレス情報）及び信号演算回路６４で生成された蛍光輝度データ（蛍光輝度情報）を取得し、アドレス情報と蛍光輝度情報とを対応付けて内部メモリに記憶させる。アドレス情報と蛍光輝度情報とを用いて検出プレート１０に注入された試料の画像が作成される。
【００３６】
また、制御ユニット７０は、入出力機器６５を備えている。入出力機器６５は、制御部６０に対して指令を与えるための入力機器を含む。入出力機器６５は、また、制御部６０で作成された画像、分析結果などの情報を出力するための出力機器を含む。入力機器としては、マウス、キーボード、タッチパッド、タッチパネルなどが挙げられる。出力機器としては、ディスプレイ、タッチパネル、プリンタなどが挙げられる。
【００３７】
図２及び図３に示すように、検出プレート１０は、円盤形状を有する。本実施形態において、検出プレート１０は、光ディスク１１及びカバー１２によって構成されている。光ディスク１１及びカバー１２は、それぞれ、平面視で円形の形状を有する。光ディスク１１の表面には、光ピックアップ５０からの光（励起光）で検出プレート１０を走査できるように螺旋状の溝が設けられている。溝に代えて、又は、溝とともに螺旋状にピット列が設けられていてもよい。カバー１２には、検出プレート１０の内部に試料を収容させるための複数の浅い凹部が設けられている。カバー１２の凹部に蓋をする形にて、カバー１２に光ディスク１１が組み合わされている。光ディスク１１の表面（溝が形成された面）がカバー１２に向かい合っている。
【００３８】
本実施形態では、光ピックアップ５０の対物レンズ３６に近い側に位置する部材（光ディスク１１）に検出プレート１０を走査するための溝が形成されている。ただし、光ピックアップ５０の対物レンズ３６から離れた側に位置する部材（カバー１２）に溝が形成されていてもよい。
【００３９】
本実施形態において、検出プレート１０は、試料を収容するための複数の試料収容部１３を有する。複数の試料収容部１３は、検出プレート１０の周方向に沿って等角度間隔で形成されている。具体的に、試料収容部１３は、注入口１４、流路１８及び検出部１６によって構成されている。注入口１４は、試料を注入するための開口部であり、検出プレート１０の上面に開口している。検出部１６は、試料を保持するための薄い空間を含む部分である。光ピックアップ５０によって検出部１６が走査される。検出部１６は、平面視で扇状、台形状などの形状を有している。流路１８は、注入口１４と検出部１６との間に設けられた部分であり、注入口１４と検出部１６とを連通している。
【００４０】
本実施形態では、流路１８にフィルタ１７が配置されている。フィルタ１７は、織布、不織布、多孔質材料などによって形成されている。フィルタ１７の材料は、例えば、樹脂、ガラス、金属、金属酸化物などである。フィルタ１７によれば、検出部１６に気泡が入り込むことを防止できる。また、試料に含まれた特定の成分のみがフィルタ１７を選択的に通過するように、フィルタ１７が特定の目の粗さ（空孔の大きさ）を有していてもよい。また、検出部１６には、気泡抜きのための小さい孔が設けられていてもよい。そのような孔は、例えば、検出プレート１０の内周側における検出部１６の角部に設けられる。
【００４１】
検出部１６の内面は、当該内面とターゲット２７との間の親和性を向上させる被膜で覆われていてもよい。このような被膜は、シランカップリング剤などの表面改質剤を塗布することによって形成されうる。被膜は、親水性被膜であってもよい。検出部１６の内面とターゲット２７との間の親和性が高い場合、ターゲット２７を検出部１６にしっかりと吸着させることができる。被膜は、検出部１６の内面の全体に設けられていてもよいし、一部のみに設けられていてもよい。例えば、検出部１６の内部の空間を形成している複数の面のうち、鉛直方向の下側の面（本実施形態では光ディスク１１の上面）にのみ被膜が設けられていてもよい。本実施形態では、対物レンズ３６に向かい合う光ディスク１１の面（光が照射される面）とは反対側の面（溝が形成された面）にそのような被膜が設けられていてもよい。なお、「鉛直方向」は、試料分析装置２００の回転駆動部３０に検出プレート１０が配置されたときの鉛直方向を意味する。
【００４２】
本実施形態において、試料の例は、ヒト又は動物の血液を含む液体試料である。ターゲットの例は、標識、血液の特定の成分などである。具体的には、赤血球がターゲットでありうる。一例において、試料は、リン酸緩衝液などの希釈液によって血液を希釈することによって調製される。この試料に含まれた赤血球を試料分析装置２００によって分析することができる。例えば、赤血球の平均径、各赤血球におけるヘモグロビン濃度、マラリア原虫などの病原体の有無などを調べることができる。
【００４３】
図４に示すように、検出プレート１０の検出部１６を光ピックアップ５０で走査すると、検出部１６に存在するターゲット２７を励起光の光束が複数回にわたって横切る。言い換えれば、検出部１６の内面（測定面）に吸着したターゲット２７を光ピックアップ５０からの光束が複数回にわたって横切るように、検出プレート１０の半径方向における走査の幅Ｐが設定されている。走査の幅Ｐは、検出部１６を走査するために検出プレート１０に形成された溝の幅（又はピットの幅）に一致する。走査の幅Ｐは、いわゆるトラックピッチに対応している。トラックピッチは、０．３〜２．０μｍの範囲にあってもよい。得られた画像５２における１つのピクセル５２ｐの一辺の長さもトラックピッチに対応している。例えば、ターゲット２７が赤血球であり、走査の幅Ｐが０．５μｍであると仮定する。赤血球の平均径は約８μｍであることが知られており、検出部１６を走査するために検出プレート１０に形成された溝の幅Ｐ（又はピットの幅）よりも大きい。したがって、検出部１６を走査する光束（詳細には、光束の中心）が検出部１６の内面に吸着した赤血球を約１６回にわたって横切ることとなる。これにより、得られた画像５２から個々のターゲット２７の大きさを概算することが可能である。検出されたターゲット２７の大きさを平均することによって、ターゲット２７の平均径を算出することも可能である。
【００４４】
図４に示す検出方法によれば、ターゲット２７が存在しない領域について測定される蛍光の強度（蛍光の輝度）は相対的に高く、ターゲット２７が存在する領域について測定される蛍光の強度は相対的に低い。したがって、蛍光輝度データに基づき、アドレス情報に対応づけられた各ピクセルに色調、濃淡などの視覚情報を付与することによって、画像５２が作成及び表示されうる。図４の例では、画像５２が４段階の濃淡で表されている。しかし、段階の数は限定されない。蛍光検出器４０で生成される信号はアナログ信号であるから、各ピクセルの蛍光輝度を２５６〜６５５３６の段階で表すことが可能である。
【００４５】
図５に示す例において、ターゲット２７は赤血球であり、光ピックアップ５０からの励起光は紫色又は青色などの短波長の光であり、検出プレート１０から発せられた蛍光が蛍光検出器４０によって検出される。赤血球は波長の短い光をよく吸収する。したがって、ターゲット２７は、短波長のレーザー光及びそのレーザー光によって励起された材料が発する蛍光（緑色）をよく吸収する。
【００４６】
ターゲット２７が存在しない領域に励起光Ｅ１が照射されたとき、励起光Ｅ１の大部分は溝１１ａが形成された光ディスク１１及び検出部１６の内部の空間を透過し、カバー１２に照射される。検出部１６の内部の空間は、液体試料（血液の希釈液）で満たされている。カバー１２は、励起光Ｅ１が照射されたときに蛍光を発する材料で構成されている。そのような材料の例としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、シクロオレフィンコポリマー、アクリル、ポリジメチルシロキサンなどの樹脂材料が挙げられる。特に、ポリカーボネートは、短波長の光を吸収して強度の高い蛍光を発する。また、カバー１２は、蛍光剤を含んだ樹脂材料で形成されていてもよい。例えば、上記のような樹脂材料に希土類イオンで付活された蛍光剤を添加することができる。この場合、さらに強度の高い蛍光を効率的に得ることが可能である。蛍光剤（蛍光剤の微粒子）は必ずしも、カバー１２の全体に均一に分散している必要はなく、カバー１２の一部にのみ蛍光剤が存在していてもよい。例えば、カバー１２の厚さ方向に関して、上面を含む一部又は下面を含む一部にのみ蛍光剤が存在してもよい。カバー１２が２層構造を有し、各層が互いに異なる組成を有する材料で形成されていてもよい。詳細には、光ディスク１１と対向するカバー１２の層（下層）が、蛍光剤を含まない樹脂材料で構成され、下層に積層されたカバー１２の層（上層）が、蛍光剤を含む樹脂材料で構成されうる。光ディスク１１は、ガラス、透明樹脂などの励起光Ｅ１に対する透光性を有する材料で構成されている。カバー１２から発せられた光ｅ１（蛍光による光）は、検出部１６の内部の空間及び光ディスク１１を透過し、光ピックアップ５０の蛍光検出器４０（図１参照）に到達する。光ｅ１の強度は相対的に高い。
【００４７】
一方、ターゲット２７が存在する領域に励起光Ｅ１が照射されたとき、励起光Ｅ１の大部分は光ディスク１１を透過できるものの、励起光Ｅ１はターゲット２７に吸収される。カバー１２に到達する励起光Ｅ１の強度は、ターゲット２７によって低減されている。そのため、カバー１２から発せられた光ｅ２（蛍光による光）の強度は、ターゲット２７が存在しない場合の光ｅ１の強度よりも低い。さらに、カバー１２から発せられた光ｅ２は、蛍光検出器４０への経路上に存在するターゲット２７に吸収される。その結果、蛍光検出器４０において検出される光ｅ２の強度（輝度）は、光ｅ１の強度よりも十分に低い。検出された光の強度の分布をマッピングすると、図４に示す画像５２が得られる。
【００４８】
また、ターゲット２７における光の吸収の度合いは、ターゲット２７に含まれた吸収源の濃度に左右される。例えば、ヘモグロビン濃度が高い赤血球は励起光Ｅ１及び光ｅ２をよく吸収する。ヘモグロビン濃度が低い赤血球は、励起光Ｅ１及び光ｅ２をあまり吸収しない。したがって、信号演算回路６４で生成された蛍光輝度データから特定のターゲット２７のヘモグロビン濃度を算出又は推定することができる。また、図４の画像５２から理解できるように、検出される光ｅ２の強度は、１つのターゲット２７における特定の位置と別の位置とで異なる。この場合、検出された光ｅ２の強度を平均することによって、１つのターゲット２７（赤血球）におけるヘモグロビン濃度を算出又は推定することができる。
【００４９】
さらに、図４及び図５を参照して説明した方法によれば、マラリアの核酸に特異的に結合する特定の蛍光色素を試料に混ぜ、蛍光を発する赤血球の有無を分析することによって、マラリア原虫に侵された赤血球の有無及び割合を調べることができる。つまり、試料分析装置２００は、マラリアの診断装置としても有用である。
【００５０】
次に、図６を参照しつつ、本実施形態にかかる試料の分析方法を説明する。
【００５１】
本実施形態の分析方法では、まず、検出プレート１０の検出部１６に試料を展開させて検出部１６の内面に複数のターゲット２７を吸着させる。検出部１６に試料を展開させたのち、検出部１６に存在する複数のターゲット２７に遠心力が作用するように、光ピックアップ５０の回転駆動部３０を制御して検出プレート１０を回転させる。その後、検出部１６を走査して検出部１６に吸着した複数のターゲット２７を検出する。
【００５２】
本実施形態では、制御ユニット７０（詳細には、制御部６０）が光ピックアップ５０の回転駆動部３０を制御し、これにより、検出プレート１０の回転数が所望の回転数に調節される。制御ユニット７０（詳細には、制御部６０）が光ピックアップ５０の光源３１を制御し、これにより、検出部１６を走査して試料を分析するための光が検出プレート１０に照射される。制御ユニット７０の記憶装置には試料の分析のためのプログラムが格納され、そのプログラムが実行されることによって、図６に示す順序に沿って試料の分析が行われる。より詳細な説明は以下の通りである。
【００５３】
まず、分析するべき試料を注入口１４から検出プレート１０に注入したのち、検出プレート１０を光ピックアップ５０の回転駆動部３０に配置する。あるいは、検出プレート１０を光ピックアップ５０の回転駆動部３０に配置したのち、分析するべき試料を注入口１４から検出プレート１０に注入してもよい。また、複数の試料収容部１３の全てに試料を注入してもよいし、一部の試料収容部１３に試料を注入してもよいし、１つの試料収容部１３にのみ試料を注入してもよい。試料は、注入口１４から試料収容部１３に注入され、注入口１３とフィルタ１７との間において流路１８にとどまる。特別な操作を行わなければ、試料は、ゆっくりとフィルタ１７を通過し、検出部１６に移動する。例えば、流路１８及び検出部１６が十分に狭い場合、毛細管現象によって試料が検出部１６に展開しうる。
【００５４】
次に、図６に示すように、検出プレート１０を回転駆動部３０に配置したのち、回転駆動部３０を制御して検出プレート１０を所定の回転数で回転させることによって試料を検出部１６に展開させる（試料展開工程）。所定の回転数は、フィルタ１７を通過するために必要十分な遠心力をターゲット２７に加えることができる回転数である。一例において、検出プレート１０を１０００ｒｐｍ（revolutions per minute）の速度で３０秒間回転させる。試料展開工程では、検出プレート１０を回転させることによって試料が検出部１６に均一に展開する。詳細には、試料に含まれたターゲット２７が検出部１６に均一に展開する。このことは、試料の分析の精度の向上に寄与する。
【００５５】
検出部１６に試料を展開させたのち、検出部１６から気泡を抜くための工程を実施してもよい（気泡抜き工程）。本実施形態において、検出プレート１０を回転させることによって試料が検出部１６に展開する。検出プレート１０を回転させると、気泡は検出プレート１０の内周側に移動する。つまり、検出部１６から気泡を抜くための工程は、試料を検出部１６に展開させる工程と一体的に実施されている。検出部１６から気泡を抜くことによって、光ピックアップ５０の光が光ディスク１１に設けられた溝を追跡できなくなったり、画像が乱れたりすることを防止できる。なお、検出プレート１０を回転させずに試料を検出部１６に展開させる場合には、気泡抜きのために検出プレート１０を所定の回転数で所定時間にわたって回転させてもよい（例えば、１０００ｒｐｍで数秒間）。また、気泡抜き工程における回転数が展開工程における回転数と異なっていてもよい。
【００５６】
次に、検出部１６の内面に複数のターゲット２７を吸着させる。詳細には、検出プレート１０を実質的に静置させることによって、検出部１６の内面に複数のターゲット２７を吸着させる（静置工程）。本実施形態では、検出部１６の空間を形成している複数の面のうち、鉛直方向の下側の面（光ディスク１１の上面）にターゲット２７が吸着する。
【００５７】
図７に示すように、検出プレート１０を実質的に静置させると、ターゲット２７が自重によって沈降し、検出部１６の内面に吸着する。浮遊状態のターゲット２７を予め十分に減らすことによって、検出部１６の走査中にターゲット２７が移動することを防止できる。ターゲット２７を速やかに沈降させるためには、検出プレート１０の回転を停止させることが望ましい（０ｒｐｍ）。ただし、検出プレート１０を十分に低い回転数で回転させた場合であっても、ターゲット２７を沈降させる効果は得られる。つまり、「実質的に静置させる」とは、検出プレート１０の回転を停止させること、又は、検出プレート１０を十分に低い回転数で回転させることを意味する。「十分に低い回転数」は、試料を検出部１６に展開させる際の回転数よりも低い回転数であって、例えば、１００ｒｐｍ以下の回転数である。なお、この静置工程は、１分〜６０分程度の所定時間にわたって実施されうる。
【００５８】
次に、検出部１６に存在する複数のターゲット２７に遠心力が作用するように、回転駆動部３０を制御して検出プレート１０を回転させる。そして、所定時間にわたって検出プレート１０を回転させたのち、光ピックアップ５０で検出部１６を走査して検出部１６に吸着した複数のターゲット２７を検出する。詳細には、検出部１６に試料を展開させたのち、第１の回転数で検出プレート１６を回転させる。第１の回転数で所定時間にわたって検出プレート１０を回転させたのち、第１の回転数よりも低い第２の回転数で検出プレート１０を回転させながら光ピックアップ５０で検出部１６を走査し、試料を分析する。
【００５９】
図１０を参照して説明したように、検出部にターゲットを展開させたとき、複数のターゲットが積み重なっていたり、検出部の内面に対する吸着力が不十分なターゲットが存在していたりする。このようなターゲットは、分析中に移動し、先に説明した問題を引き起こす。
【００６０】
これに対し、本実施形態では、試料の分析時における検出プレート１０の回転数よりも高い回転数で検出プレート１０を予め回転させることによって、検出部１６の内面に吸着していないターゲット２７及び吸着力が不十分なターゲット２７を取り除く（除去工程）。取り除かれたターゲット２７は、例えば、検出部１６の最外周領域に蓄積する。所定時間後、検出プレート１０の回転数を下げて、試料の分析を行う（分析工程）。このようにすれば、試料の分析中に移動するターゲット２７の数を大幅に減らすことができる。
【００６１】
除去工程における第１の回転数は、検出部１６の内面に吸着したターゲット２７の大部分が吸着状態を維持でき、検出部１６の内面に吸着していないターゲット２７及び吸着力が不十分なターゲット２７を選択的に取り除くことができる回転数に設定されうる。第１の回転数は、例えば、試料の分析時における検出プレート１０の回転数の１〜５倍の範囲に設定される。一例において、第１の回転数は２０００ｒｐｍであり、検出プレート１０を２０００ｒｐｍで３０秒間回転させる。
【００６２】
除去工程において、第１の回転数で検出プレート１０を回転させている間、励起光は照射されていても、されていなくてもよい。しかし、除去工程は、励起光を照射せずに行うことが望ましい。蛍光色素は、励起光の照射により退色する。そのため、励起光を照射した状態で除去工程を行う場合、その後の分析工程で検出される蛍光の強度が低下する恐れがある。したがって、除去工程において、検出プレート１０に励起光を照射せずに第１の回転数で検出プレート１０を回転させることで、より鮮明な検出画像を取得することができる。
【００６３】
分析工程における第２の回転数は、第１の回転数よりも十分に低ければ特に限定されない。ただし、第２の回転数が高いと分析時間を短縮できるものの、分析中におけるターゲット２７の移動が助長される可能性が高まる。他方、第２の回転数が低いと、分析中におけるターゲット２７の移動を抑制できるものの、分析時間の増大を招く。これらのバランスを考慮して、分析時における第２の回転数が設定される。一例において、第２の回転数は、１０００ｒｐｍ以下の回転数である。第２の回転数の下限値は、例えば、１００ｒｐｍである。
【００６４】
なお、除去工程を実施することによって、ターゲット２７の一部が検出部１６の最外周領域に蓄積する。そのため、試料に含まれたターゲット２７の総数を正確に計数することは難しい。しかし、試料に含まれたターゲット２７の総数に対する検出部１６の最外周領域に蓄積するターゲット２７の数の比率が概ね一定の値に収束することが経験的に判明している場合、実際に検出されたターゲット２７の個数から試料に含まれたターゲット２７の総数を推定することは可能である。また、実際に検出されたターゲット２７の個数及び各ターゲット２７の直径を用いて、ターゲット２７の平均径を算出することができる。
【００６５】
ターゲット２７の面積は、例えば、次の方法によって算出することができる。図４を参照して説明した画像５２において、ターゲット２７が占有するピクセル５２ｐを特定する。１つのピクセルの面積は既知である（例えば、０．５μｍ×０．５μｍ＝０．２５μｍ2）。ターゲット２７が占有する複数のピクセル５２ｐの合計面積をターゲット２７の面積とみなすことができる。求められた面積に等しい面積を有する円の直径をターゲット２７の直径とみなすことができる。
【００６６】
なお、分析に供される試料には、複数のターゲット２７に含まれた特定のターゲットを標識化するための色素が予め含まれていてもよい。あるいは、検出プレート１０に試料が注入される前に検出部１６にそのような色素が予め配置されていてもよい。具体的には、検出部１６の内面に色素が塗布されていてもよい。このような色素は凝集しやすい性質を持っている場合がある。本実施形態によれば、除去工程において、検出プレート１０を十分に高い回転数で回転させるので、色素が試料の中で十分に撹拌される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本明細書に開示された技術は、血液、唾液、尿などの生体からの採取物に含まれた成分の分析、雨水、海水などの環境水に含まれた微生物又はウイルスの分析などに幅広く利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  検出プレート
１１  光ディスク
１１ａ  溝
１２  カバー
１４  注入口
１６  検出部
１７  フィルタ
１８  流路
２７  ターゲット
３０  回転駆動部
３１  光源
５０  光ピックアップ
７０  制御ユニット
２００  試料分析装置
【図１】
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【図２】
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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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【図８】
2019074317.tif 000010
【図９Ａ】
2019074317.tif 000011
【図９Ｂ】
2019074317.tif 000012
【図１０】
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