(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体に含まれる被検出物質を検出するための検体分析装置に挿入される検体分析カートリッジを用いた検体分析方法であって、
前記被検出物質の担体となる磁性粒子を含む第１液体を配置するための第１液体収容部と、前記被検出物質および前記磁性粒子とともに複合体を形成するための標識物質を含む第２液体を配置するための第２液体収容部との間に配置された通路を介して、前記被検出物質を担持する前記磁性粒子を磁力によって前記第２液体収容部に移送し、
前記第２液体収容部において形成された、前記被検出物質、前記磁性粒子および前記標識物質を含む前記複合体を、流路において第３液体に移送し、
前記複合体と前記第３液体との混合液中で前記磁性粒子を前記流路内で攪拌しながら、前記被検出物質を検出するための検出槽に移送する、検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項２】
空圧によって、前記混合液中で前記磁性粒子を前記流路内で攪拌しながら移送する、請求項１に記載の検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項３】
空圧によって前記混合液を前記流路内で往復移動させることにより、前記混合液中で前記磁性粒子を攪拌する、請求項１または２に記載の検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項４】
前記流路は、蛇行しており、前記混合液を蛇行した前記流路内で移動させることにより、前記混合液中で前記磁性粒子を攪拌する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項５】
前記混合液を前記検体分析カートリッジの厚み方向にも前記流路内で移動させる、請求項４に記載の検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項６】
前記複合体と反応して発光を促す基質を含む第４液体を、空圧によって前記検出槽に移送させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項７】
前記検出槽において前記流路から前記混合液が移送された位置の近傍に前記第４液体を移送する、請求項６に記載の検体分析カートリッジを用いた検体分析方法。
【請求項８】
検体に含まれる被検出物質を検出するための検体分析装置に挿入される検体分析カートリッジであって、
前記被検出物質の担体となる磁性粒子を含む第１液体を配置するための第１液体収容部と、
前記被検出物質および前記磁性粒子とともに複合体を形成するための標識物質を含む第２液体を配置するための第２液体収容部と、
前記第１液体収容部と前記第２液体収容部との間に配置され、前記被検出物質を担持する前記磁性粒子を磁力によって前記第２液体収容部に移送するための通路と、
前記第２液体収容部において形成された、前記被検出物質、前記磁性粒子および前記標識物質を含む前記複合体を、第３液体に移送するための第１流路と、を備え、
前記複合体と前記第３液体との混合液中で前記磁性粒子が前記第１流路内で攪拌されながら、前記被検出物質を検出するための検出槽に移送されるように構成されている、検体分析カートリッジ。
【請求項９】
空圧によって、前記混合液中で前記磁性粒子が前記第１流路内で攪拌されながら移送されるように構成されている、請求項８に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１０】
空圧によって前記混合液中で前記磁性粒子を前記第１流路内で攪拌しながら、前記検出槽に移送するためのエアチャンバをさらに備える、請求項８または９に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１１】
前記エアチャンバは、初期状態と収縮状態とに交互に変形されることにより、前記第１流路内で前記混合液を往復移動させ、前記混合液中で前記磁性粒子を攪拌するように構成されている、請求項１０に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１２】
前記第１流路は、蛇行する形状に形成される、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１３】
前記第１流路の体積は、前記混合液の体積よりも大きい、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１４】
前記第１流路は、前記検体分析カートリッジの厚み方向にも延びるように形成されている、請求項１２に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１５】
前記第１流路は、前記厚み方向において前記検出槽よりも低い位置に配置される、第１部分と第２部分とを含み、
前記第１部分は、前記厚み方向に垂直な方向に延びるように形成され、
前記第２部分は、前記厚み方向に延び、第１端部が前記第１部分に接続され、第２端部が前記検出槽に接続されるように形成されている、請求項１４に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１６】
前記第１流路は、前記通路内で前記磁性粒子が移送される方向における前記通路の延長線上に配置されている、請求項８〜１５のいずれか１項に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１７】
空圧によって、前記混合液中で前記磁性粒子を前記第１流路内で攪拌しながら、前記検出槽に移送するためのエアチャンバをさらに備え、
前記エアチャンバは、前記混合液を前記第１流路から前記検出槽に移送するための第１エアチャンバであり、
前記複合体と反応して発光を促す基質を含む第４液体を、空圧によって前記検出槽に移送するための第２エアチャンバをさらに備える、請求項８〜１６のいずれか１項に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１８】
前記検出槽に接続され、前記第４液体を前記検出槽に移送するための第２流路をさらに備え、
前記第２流路は、前記検出槽に接続される前記第１流路の近傍で前記検出槽と接続されている、請求項１７に記載の検体分析カートリッジ。
【請求項１９】
検体に含まれる被検出物質の担体となる磁性粒子を含む第１液体を配置するための第１液体収容部と、前記被検出物質および前記磁性粒子とともに複合体を形成するための標識物質を含む第２液体を配置するための第２液体収容部と、前記第１液体収容部と前記第２液体収容部との間に配置され、前記被検出物質を担持する前記磁性粒子を磁力によって前記第２液体収容部に移送するための通路と、前記第２液体収容部において形成された、前記被検出物質、前記磁性粒子および前記標識物質を含む前記複合体を、第３液体に移送するための流路と、を備えた検体分析カートリッジを用いて前記検体の分析を行うための検体分析装置であって、
前記複合体と前記第３液体との混合液中で前記磁性粒子が前記流路内で攪拌されながら、前記流路内から前記被検出物質を検出するための検出槽に移送されるように構成されている前記検体分析カートリッジを用いて前記検体の分析を行うための検体分析装置。
【請求項２０】
空圧によって、前記混合液中で前記磁性粒子が前記検体分析カートリッジの前記流路内で攪拌されながら移送されるように構成されている前記検体分析カートリッジを用いて前記検体の分析を行うための、請求項１９に記載の検体分析装置。
【請求項２１】
空圧によって前記混合液中で前記磁性粒子を前記流路内で攪拌しながら、前記検出槽に移送するためのエアチャンバをさらに備える前記検体分析カートリッジの前記エアチャンバを動作させるように構成されている、請求項１９または２０に記載の検体分析装置。
【請求項２２】
前記エアチャンバを押下することにより、初期状態から収縮状態に前記エアチャンバを変形させるためのプランジャを備える、請求項２１に記載の検体分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検体分析カートリッジを用いた検体分析方法、検体分析カートリッジ、および、検体分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、磁力によって、検体に含まれる被検出物質に結合した磁性粒子を流体デバイスの収容部間で移送する内容が開示されている。被検出物質に結合した磁性粒子は、電磁コイルの磁力によって、被検出物質が注入される収容部から被検出物質を検出するための検出槽まで移送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８１５８００８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、被検出物質に結合した磁性粒子は、検出槽まで磁力によって移送される。ここで、標識物質を用い、被検出物質、標識物質、および磁性粒子が結合した複合体中の被検出物質を化学発光法により検出する場合、磁性粒子を含んだ複合体を磁力により検出槽まで移送するため、磁性粒子が凝集された状態となり、検出槽における被検出物質の検出精度に悪影響を及ぼすという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の第１の局面による検体分析カートリッジを用いた検体分析方法は、検体に含まれる被検出物質を検出するための検体分析装置に挿入される検体分析カートリッジを用いた検体分析方法であって、被検出物質の担体となる磁性粒子を含む第１液体を配置するための第１液体収容部と、被検出物質および磁性粒子とともに複合体を形成するための標識物質を含む第２液体を配置するための第２液体収容部との間に配置された通路を介して、被検出物質を担持する磁性粒子を磁力によって第２液体収容部に移送し、第２液体収容部において形成された、被検出物質、磁性粒子および標識物質を含む複合体を、流路において第３液体に移送し、複合体と第３液体との混合液中で磁性粒子を流路内で攪拌しながら、被検出物質を検出するための検出槽に移送する。
【０００６】
この発明の第２の局面による検体分析カートリッジは、検体に含まれる被検出物質を検出するための検体分析装置に挿入される検体分析カートリッジであって、被検出物質の担体となる磁性粒子を含む第１液体を配置するための第１液体収容部と、被検出物質および磁性粒子とともに複合体を形成するための標識物質を含む第２液体を配置するための第２液体収容部と、第１液体収容部と第２液体収容部との間に配置され、被検出物質を担持する磁性粒子を磁力によって第２液体収容部に移送するための通路と、第２液体収容部において形成された、被検出物質、磁性粒子および標識物質を含む複合体を、第３液体に移送するための第１流路と、を備え、複合体と第３液体との混合液中で磁性粒子が第１流路内で攪拌されながら、被検出物質を検出するための検出槽に移送されるように構成されている。
【０００７】
この発明の第３の局面による検体分析装置は、検体に含まれる被検出物質の担体となる磁性粒子を含む第１液体を配置するための第１液体収容部と、被検出物質および磁性粒子とともに複合体を形成するための標識物質を含む第２液体を配置するための第２液体収容部と、第１液体収容部と第２液体収容部との間に配置され、被検出物質を担持する磁性粒子を磁力によって第２液体収容部に移送するための通路と、第２液体収容部において形成された、被検出物質、磁性粒子および標識物質を含む複合体を、第３液体に移送するための流路と、を備えた検体分析カートリッジを用いて検体の分析を行うための検体分析装置であって、複合体と第３液体との混合液中で磁性粒子が流路内で攪拌されながら、流路内から被検出物質を検出するための検出槽に移送されるように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出槽における被検出物質の検出精度に悪影響を及ぼすのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】検体分析カートリッジを用いた検体分析方法を説明するための図である。
【図２】検体分析装置の概要を示した図である。
【図３】検体分析カートリッジを示した平面図である。
【図４】検体分析装置の構成例を示した図である。
【図５】アッセイ法の概要を示す図である。
【図６】アッセイ法を実施する場合の動作例を示したフロー図である。
【図７】液体の混合を抑止するための構造を示した図である。
【図８】液体収容部と通路との配置例を示した図である。
【図９】液体収容部を上方から見た状態の図である。
【図１０】検体−Ｒ１反応槽を示した図である。
【図１１】検体−Ｒ１反応槽の他の構成例を示した図である。
【図１２】洗浄槽および試薬槽を示した図である。
【図１３】磁性粒子に付着した液体を取り除くための構造を示した図である。
【図１４】磁性粒子で磁力によって移送する状態を示した図である。
【図１５】磁石による攪拌動作の例を示した図である。
【図１６】磁石による攪拌動作の別の例を示した図である。
【図１７】エアチャンバおよびバルブを示した断面図である。
【図１８】検体−Ｒ１流路の平面図である。
【図１９】検体−Ｒ１流路の断面図である。
【図２０】第１流路の平面図である。
【図２１】第１流路の断面図である。
【図２２】第１流路が延びる方向に垂直な断面積が第１流路が延びる方向において異なる場合の第１流路の模式図である。
【図２３】立体的に交差するように形成された第１流路の模式図である。
【図２４】Ｒ４試薬槽の別の配置位置を示した模式図である。
【図２５】陰圧により第３液体を分散部分に移送するためのエアチャンバを示した模式図である。
【図２６】陰圧により第３液体を分散部分に移送するためのエアチャンバを示した別の模式図である。
【図２７】Ｒ５試薬槽の平面図である。
【図２８】Ｒ５試薬槽と検出槽との接続部分を示した斜視図である。
【図２９】検出槽の平面図である。
【図３０】検体分析装置を示した斜視図である。
【図３１】プランジャユニットを示した模式図である。
【図３２】ヒートブロックを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３２を参照して、本実施形態による検体分析カートリッジ１００を用いた検体分析方法、および、検体分析カートリッジ１００の構成について説明する。
【００１２】
（検体分析カートリッジの概要）
図１は、検体１９０に含まれる被検出物質１９０ａを検出するための検体分析装置５００に挿入される検体分析カートリッジ（以下、カートリッジという）１００を用いた検体分析方法を説明するための図である。検体１９０は、たとえば血液である。
【００１３】
カートリッジ１００は、第１液体収容部１０と、第２液体収容部２０と、第１液体収容部１０および第２液体収容部２０の間に配置された通路３０とを備えている。第１液体収容部１０は、第１液体を配置する。第１液体は、被検出物質１９０ａの担体となる磁性粒子１９１を含んでいる。第２液体収容部２０は、第２液体を配置する。第２液体は、被検出物質１９０ａおよび磁性粒子１９１とともに複合体１９０ｃを形成するための標識物質１９３を含んでいる。
【００１４】
通路３０は、流路５０と接続されている。流路５０は、通路３０と接続された側と反対側の部分が被検出物質１９０ａを検出するための検出槽６０に接続されている。カートリッジ１００は、複合体１９０ｃと第３液体との混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１が流路５０内で攪拌されながら、被検出物質１９０ａを検出するための検出槽６０に移送されるように構成されている。第３液体は、たとえば、緩衝液である。
（検体分析方法の概要）
【００１５】
カートリッジ１００を用いた検体分析方法を説明する。
【００１６】
まず、第１液体収容部１０と第２液体収容部２０との間の通路３０を介して、被検出物質１９０ａを担持する磁性粒子１９１を磁力によって第１液体収容部１０から第２液体収容部２０に移送する。通路３０において磁性粒子１９１を移送するための磁力は、たとえば、磁力源４０により発生される。
【００１７】
次に、第２液体収容部２０において形成された、被検出物質１９０ａ、磁性粒子１９１および標識物質１９３を含む複合体１９０ｃを、流路５０において第３液体に移送する。形成された複合体１９０ｃを流路５０まで移送する手段として、たとえば、検体分析装置５００の磁力源４０により発生された磁力を用いることができる。
【００１８】
次に、複合体１９０ｃと第３液体との混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を流路５０内で攪拌しながら、検出槽６０に移送する。
【００１９】
複合体１９０ｃと第３液体との混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を流路５０内で攪拌する方法は、様々な方法を採用できる。たとえば、空圧により混合液１９０ｍを移動させて、複合体１９０ｃと第３液体との混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を流路５０内で攪拌できる。空圧を用いる場合には、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を分散させて十分に撹拌できる。
【００２０】
以上の構成により、複合体１９０ｃと第３液体との混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を流路５０内で撹拌しながら、検出槽６０に移送できる。これにより、混合液１９０ｍ中で撹拌されて分散した状態の磁性粒子１９１を検出槽６０に移送できる。その結果、混合液１９０ｍに含まれる標識物質１９３と、検出槽６０に移送される発光を促す基質１９４とによる発光反応を、検出槽６０において十分に起こすことができる。したがって、検出槽６０における被検出物質１９０ａの検出精度に悪影響を及ぼすのを抑制できる。
【００２１】
（検体分析装置の概要）
図２は、検体分析装置５００の概要を示した図である。検体分析装置５００は、試料中の被検出物質１９０ａの存在の有無や、試料中の被検出物質１９０ａの濃度を決定できる。検体分析装置５００は、たとえば、医師が患者を診察する診察室のデスク上に設置可能なサイズである。検体分析装置５００の設置面積は、小型であり、たとえば、１５０ｃｍ２〜３００ｃｍ２程度である。検体分析装置５００は、試料を分析するために、使い捨てのカートリッジ１００を用いて検査をするための装置である。患者から採取された、組織、体液、および血液などの液体試料がカートリッジ１００に注入される。試料が注入されたカートリッジ１００が、検体分析装置５００のセット部５５０に挿入される。カートリッジ１００に注入された試料は、カートリッジ１００が有する機能と検体分析装置５００が有する機能とに基づいて、所定のアッセイ法によって分析される。
【００２２】
（検体分析カートリッジの構成例）
図３は、カートリッジ１００の構成例を示した図である。カートリッジ１００は、平板状に形成されている。カートリッジ１００は、試料、試薬、洗浄液などの液体を収容するための複数の液体収容部１１０を有する。複数の液体収容部１１０は、Ｒ１〜Ｒ５試薬を収容する。一部の試薬は、被検出物質１９０ａ（図５参照）を含む物質と反応する磁性粒子１９１（図５参照）を含み、たとえば、Ｒ２試薬が磁性粒子１９１を含む。カートリッジ１００は、試料とＲ１試薬とが混合した液体が配置されるための検体−Ｒ１反応槽１１２を有する。カートリッジ１００は、検体１９０に含まれる被検出物質１９０ａの分析に要する反応物とその他の物質とを分離するための洗浄液を収容するための洗浄槽１１３を有する。カートリッジ１００は、被検出物質１９０ａを検出するための検出物質を含む液体が配置されるための検出槽１７０を有する。なお、検出槽１７０は、図１に示した検出槽６０の一例として示している。Ｒ２試薬は、第１液体の一例である。Ｒ３試薬は、第２液体の一例である。Ｒ４試薬は、第３液体の一例である。
【００２３】
なお、本明細書において「カートリッジ１００の厚み方向」をＺ方向という。Ｚ方向における表側をＺ１側といい、Ｚ方向における裏側をＺ２側という。
【００２４】
なお、本明細書において、「反応する」とは、複数の物質が「結合する」ことを含む概念である。
【００２５】
Ｒ２試薬槽１１１、検体−Ｒ１反応槽１１２、洗浄槽１１３およびＲ３試薬槽１１４では、磁性粒子１９１が各液体収容部間で移送されることによって、検体１９０の分析に要する反応が進行する。試料は、カートリッジ１００の血球分離部１２０に滴下される。血球分離部１２０は、検体流入路１２３ａを介して、検体−Ｒ１流路１４０に合流している。カートリッジ１００は、エアチャンバ１３０を有する。エアチャンバ１３０から送出される空気により、カートリッジ１００内の一部の液体収容部１１０の液体が移送される。エアチャンバ１３０は、ゴムシート等の弾性部材からなるシート１３３で覆われている。エアチャンバ１３０は、第１エアチャンバ１３０ｂを含んでいる。エアチャンバ１３０は、エアチャンバ１３０ａと、第２エアチャンバ１３０ｃとを含んでいてもよい。
【００２６】
（分析装置の構成例）
図４は、検体分析装置５００の構成例を示す。検体分析装置５００は、ヒートブロック５１０と、磁石５２０と、プランジャ５３０と、検出部５４０とを含む。なお、磁石５２０は、図１に示した磁力源４０の一例として示している。
【００２７】
ヒートブロック５１０は、カートリッジ１００の温度を調節する。ヒートブロック５１０は、カートリッジ１００の上面と下面に接するように配置されてもよい。なお、カートリッジ１００の上面は、磁性粒子１９１を移送するための磁石５２０が配置される方向に対応する面である。
【００２８】
検体分析装置５００は、磁石５２０によって、カートリッジ１００の液体収容部１１０の一部に含まれる磁性粒子１９１（図５参照）を磁力によって移送する。磁石５２０は、たとえば、永久磁石である。磁石５２０は、たとえば、略円柱形状に形成されている。
【００２９】
検体分析装置５００は、プランジャ５３０によって、カートリッジ１００のエアチャンバ１３０を覆うシート１３３（図３参照）を押せる。シート１３３の押下によって、エアチャンバ１３０が収縮する。検体分析装置５００は、プランジャ５３０の押下量を調節することで、エアチャンバ１３０から送出される空気量を調節できる。検体分析装置５００は、空気量の調節により、液体の移送量を調整できる。検体分析装置５００は、シート１３３が押されたプランジャ５３０を戻すことによって、エアチャンバ１３０を初期状態に戻せる。エアチャンバ１３０が初期状態に戻ることにより、陰圧が発生する。検体分析装置５００は、陰圧によって、移送した液体を逆方向に移送できる。カートリッジ１００内の一部の液体は、プランジャ５３０の上下動によって、カートリッジ１００内の流路で往復する。
【００３０】
ヒートブロック５１０は、磁石５２０やプランジャ５３０がカートリッジ１００にアクセスするための孔５１１を有する。孔５１１は、たとえば、カートリッジ１００の上面に配置されるヒートブロック５１０に設けられる。磁石５２０やプランジャ５３０が両方向からカートリッジ１００にアクセスする場合、カートリッジ１００のＺ方向の両側に配置されるヒートブロック５１０の両方に孔５１１が配置されてもよい。孔５１１の一部は、ヒートブロック５１０を貫通しない凹部であってもよい。
【００３１】
検出部５４０は、検体１９０と試薬とが反応することで生成された反応物が発する光を検出する。検出部５４０は、たとえば、光電子増倍管である。
（アッセイ法の説明）
図５を参照して、アッセイ法の概要を説明する。
【００３２】
検体１９０の被検出物質１９０ａは、たとえば、抗原または抗体を含む。抗原は、たとえば、Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）である。
【００３３】
Ｒ１試薬は、被検出物質１９０ａに結合する捕捉物質１９２を含む。被検出物質１９０ａに応じて、Ｒ１試薬を選択できる。捕捉物質１９２は、抗体または抗原を含む。抗体は、たとえば、ビオチン結合抗ＨＢｓモノクローナル抗体である。
【００３４】
捕捉物質１９２と結合した被検出物質１９０ａは、捕捉物質１９２を介して、Ｒ２試薬の磁性粒子１９１と結合する。磁性粒子１９１は、被検出物質１９０ａの担体となる。磁性粒子１９１の表面は、たとえば、アビジンでコーティングされているストレプトアビジン結合磁性粒子である。磁性粒子１９１のアビジンは、Ｒ１試薬のビオチンとの結合性が高い。このため、磁性粒子１９１と、捕捉物質１９２との結合性が向上する。
【００３５】
被検出物質１９０ａ、捕捉物質１９２および磁性粒子１９１の結合体と、未反応物質とは、洗浄液による洗浄によって、互いに分離される。
【００３６】
洗浄後、被検出物質１９０ａ、捕捉物質１９２および磁性粒子１９１の結合体は、Ｒ３試薬の標識物質１９３と反応する。標識物質１９３は、たとえば、標識抗体を含む。標識抗体は、たとえば、ＡＬＰ標識抗ＨＢｓＡｇモノクローナル抗体である。
【００３７】
標識物質１９３は、たとえば、被検出物質１９０ａと結合する。標識物質１９３は、捕捉物質１９２に結合してもよいし、磁性粒子１９１に結合してもよい。
【００３８】
少なくとも、被検出物質１９０ａおよび磁性粒子１９１と、標識物質１９３とを反応させたものを、「複合体１９０ｃ」と呼ぶ。複合体１９０ｃは、たとえば、捕捉物質１９２を含んでいてもよい。
【００３９】
複合体１９０ｃと、未反応物質とは、洗浄液による洗浄によって、互いに分離される。
【００４０】
洗浄後、複合体１９０ｃは、Ｒ４試薬と混合される。複合体１９０ｃと、Ｒ４試薬とを反応させたものを、「混合液１９０ｍ」と呼ぶ。Ｒ４試薬は、複合体１９０ｃの発光を促進する組成を有する。Ｒ４試薬は、たとえば、緩衝液である。
【００４１】
混合液１９０ｍに、Ｒ５試薬が添加される。Ｒ５試薬は、たとえば、複合体１９０ｃと反応して発光を促す基質１９４を含んでいる。
【００４２】
複合体１９０ｃは、Ｒ５試薬と反応し、発光する。検出部５４０は、複合体１９０ｃが発する光の発光強度を測定する。
【００４３】
なお、被検出物質１９０ａ、捕捉物質１９２、磁性粒子１９１、および、標識物質１９３は、上記の以外の組み合わせであってもよい。たとえば、被検出物質１９０ａ、捕捉物質１９２、磁性粒子１９１、および、標識物質１９３が、それぞれ、ＴＰ抗体、ビオチン結合ＴＰ抗原、ストレプトアビジン結合磁性粒子、および、ＡＬＰ標識ＴＰ抗原あってもよい。また、被検出物質１９０ａ、捕捉物質１９２、磁性粒子１９１、および、標識物質１９３が、それぞれ、ＨＣＶ抗体、ビオチン結合ＨＣＶ抗原、ＨＣＶ抗原固定化磁性粒子、および、ＡＬＰ標識抗ヒトＩｇＧモノクローナル抗体であってもよい。また、被検出物質１９０ａ、捕捉物質１９２、磁性粒子１９１、および、標識物質１９３が、それぞれ、ＦＴ４、ビオチン結合抗Ｔ４モノクローナル抗体、ストレプトアビジン結合磁性粒子、および、ＡＬＰ標識Ｔ３であってもよい。
【００４４】
また、被検出物質１９０ａが、ＨＩＶ−１ｐ２４抗原および抗ＨＩＶ抗体の各々であり、捕捉物質１９２が、ビオチン結合抗ＨＩＶ−１ｐ２４抗体であり、磁性粒子１９１が、ストレプトアビジンおよび固定化ＨＩＶ抗原の各々を有する結合磁性粒子であり、標識物質１９３が、ＡＬＰ標識抗ＨＩＶ−１ｐ２４抗体およびＡＬＰ標識ＨＩＶ抗原の各々であってもよい。
【００４５】
（アッセイ法の説明）
図３〜図７を参照して、検体分析装置５００およびカートリッジ１００を用いて、上記のアッセイ法を実施する場合の動作例を示す。
【００４６】
図６のＳ１において、ユーザによりカートリッジ１００は、パッケージから開封される。
【００４７】
Ｓ２において、開封されたカートリッジ１００に、患者から採取された試料が血球分離部１２０に滴下される。試料の滴下後、カートリッジ１００は、ユーザにより検体分析装置５００に挿入される。カートリッジ１００に滴下された試料は、血球分離部１２０から検体−Ｒ１流路１４０における検体−Ｒ１反応槽１１２の近傍位置まで流れて止まる。
【００４８】
Ｓ３において、ヒートブロック５１０（図４参照）は、挿入されたカートリッジ１００の温度を調節する。ヒートブロック５１０は、たとえば、カートリッジ１００を加温する。
【００４９】
Ｓ４において、検体分析装置５００は、被検出物質１９０ａに含まれる抗原と、Ｒ１試薬に含まれる抗体とを反応させる。検体分析装置５００は、プランジャ５３０（図４参照）によりエアチャンバ１３０ａを押す。Ｒ１試薬は、エアチャンバ１３０ａから送出された空気により、試料がある検体−Ｒ１流路１４０に押し出される。検体分析装置５００は、プランジャ５３０を上下に動かす。試料とＲ１試薬とは、プランジャ５３０の上下動に対応して交互に発生する陰圧と陽圧によって、流路内で往復する。流路内を往復することにより、被検出物質１９０ａと、捕捉物質１９２との反応が促進される。検体分析装置５００は、プランジャ５３０を更に押下することで、試料とＲ１試薬とを検体−Ｒ１反応槽１１２に押し出す。
【００５０】
Ｓ５において、検体分析装置５００は、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と、Ｒ２試薬に含まれる磁性粒子１９１とを反応させる。検体分析装置５００は、磁石５２０により、磁性粒子１９１をＲ２試薬槽１１１の液面付近に引き寄せる。検体分析装置５００は、引き寄せた磁性粒子１９１を磁石５２０の磁力によって、Ｒ２試薬槽１１１から検体−Ｒ１反応槽１１２に移送する。検体分析装置５００は、磁石５２０の磁力によって、磁性粒子１９１を攪拌し、磁性粒子１９１と、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２とを反応させる。なお、Ｒ２試薬槽１１１は、図１に示した第１液体収容部１０の一例として示している。
【００５１】
Ｓ６において、検体分析装置５００は、磁石５２０の磁力によって、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と反応させた磁性粒子１９１を洗浄槽１１３に移送する。検体分析装置５００は、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と、磁性粒子１９１とを洗浄槽１１３で攪拌する。被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と反応させた磁性粒子１９１が、未反応物質と分離される。
【００５２】
Ｓ７において、検体分析装置５００は、磁石５２０の磁力によって、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と反応させた磁性粒子１９１をＲ３試薬槽１１４に移送する。検体分析装置５００は、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と反応させた磁性粒子１９１を攪拌する。これにより、被検出物質１９０ａおよび捕捉物質１９２と反応させた磁性粒子１９１と、Ｒ３試薬に含まれる標識物質１９３とが反応し、捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃが生成する。なお、Ｒ３試薬槽１１４は、図１に示した第２液体収容部２０の一例として示している。
【００５３】
Ｓ８において、検体分析装置５００は、磁石５２０の磁力によって、捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃを洗浄槽に移送する。検体分析装置５００は、捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃを洗浄槽１１３で攪拌する。これにより、捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃが、未反応物質と分離される。
【００５４】
Ｓ９において、検体分析装置５００は、磁石５２０の磁力によって、捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃをＲ４試薬槽１５１ｃに移送する。捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃは、Ｒ４試薬槽１５１ｃに含有される緩衝液と混合される。検体分析装置５００は、プランジャ５３０によって第１エアチャンバ１３０ｂを押す。これにより、捕捉物質１９２を含む複合体１９０ｃとＲ４試薬との混合液１９０ｍが第１流路１５０に押し出される。検体分析装置５００は、プランジャ５３０を上下動させることで、混合液１９０ｍを第１流路１５０で往復させる。検体分析装置５００は、プランジャ５３０を更に押下することで、混合液１９０ｍを検出槽１７０に押し出す。なお、第１流路１５０は、図１に示した流路５０の一例として示している。
【００５５】
Ｓ１０において、Ｒ５試薬に含まれる基質１９４が、混合液１９０ｍに添加される。検体分析装置５００は、プランジャ５３０によって第２エアチャンバ１３０ｃを押す。これにより、Ｒ５試薬を検出槽１７０に押し出す。検出槽１７０に押し出されたＲ５試薬は、検出槽１７０において、混合液１９０ｍに添加される。
【００５６】
Ｓ１１において、検出部５４０は、混合液１９０ｍに含まれる標識物質１９３と、基質１９４との反応により発生した光を検出する。検出部５４０は、たとえば、光の発光強度を測定する。
【００５７】
Ｓ１２において、測定が完了したカートリッジ１００は、ユーザにより検体分析装置５００から抜き出され、廃棄される。廃棄されるカートリッジ１００からは、廃液は発生しない。
［検体分析カートリッジの各部構成］
（液体収容部の構成）
【００５８】
図３に示した液体収容部１１０の少なくとも一部は、液体収容部１１０の表面に配置された液体と他の液体収容部１１０の表面に配置された液体との混合を抑止するための構造を有する。
【００５９】
本実施形態においては、Ｒ２試薬槽１１１、検体−Ｒ１反応槽１１２、洗浄槽１１３、Ｒ３試薬槽１１４およびＲ４試薬槽１５１ｃが、液体収容部１１０の液体と他の液体収容部１１０の液体との混合を抑止するための構造を有する。Ｒ２試薬槽１１１、検体−Ｒ１反応槽１１２、洗浄槽１１３、Ｒ３試薬槽１１４およびＲ４試薬槽１５１ｃは、通路１１６の気相空間を介して直列的に接続されている。通路１１６は、図１に示す通路３０を含んでいる。
【００６０】
なお、気相空間とは、一の液体収容部１１０の液体から隣接する液体収容部１１０の液体に磁性粒子１９１を移送させる際に、磁性粒子１９１が必ず通過する気体で満たされた空間を意味する。なお、通路１１６の内部全体を気相空間としてもよいが、通路１１６の内部の一部を気相空間としてもよい。具体的には、隣接する２つの液体収容部１１０の間の通路１１６内の磁性粒子１９１の移送経路の一部が気相空間とされていればよい。なお、気体としては空気が好ましいが、窒素などを用いることも可能である。
【００６１】
検体分析装置５００は、液体を液体収容部１１０間で通路１１６の気相空間を介して磁性粒子１９１を移送することによって、アッセイ法を実行する。よって、検体分析装置５００は、磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０の液体がその隣の液体収容部１１０の液体に混入することを抑止しつつ、分析のためのアッセイ法を実行できる。磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０内に収容された液体が他の液体収容部１１０内に収容された液体に混入すると、他の液体収容部１１０内の液体中での反応条件が変化する。反応条件の変化により、たとえば、検体と試薬内の物質との反応効果が低下し、結果として、検体分析装置５００の測定結果の正確性等に影響を与える可能性がある。そのため、液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することを抑止することにより、検体分析装置５００による分析精度が向上する。また、液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することを抑止することにより、液体収容部１１０に収容する液体同士の相性を考慮する必要がなくなる。よって、液体収容部１１０に配置する液体の選択の自由度が上がり、様々な検査項目に対応した組み合わせの試薬を液体収容部１１０に収容できる。様々な組み合わせの試薬を液体収容部１１０に収容できるので、カートリッジの種別を多様化できる。
【００６２】
また、液体収容部１１０の少なくとも一部は、通路１１６とつながる表面領域と開口部を介して接続された液体貯留部分を有してもよい。つまり、液体収容部１１０は、通路側開口２１１ａを有し内部に液体を貯留可能な凹状形状の液体貯留部２１１を有してもよい。本実施形態においては、Ｒ２試薬槽１１１、洗浄槽１１３、Ｒ３試薬槽１１４およびＲ４試薬槽１５１ｃが、液体貯留部２１１を有している。図７に示すように、開口部２１１ａの周囲には段差２１６が設けられている。液体収容部１１０に収容される液体は、液体貯留部２１１内だけでなく、液体収容部１１０の上部の通路１１６にあってもよい。
【００６３】
この場合、液体収容部１１０から通路１１６を介して移送される磁性粒子１９１を、通路側開口２１１ａから液体貯留部２１１の内部に移動させることができる。液体貯留部２１１によって液体の液量を容易に増大させることができるので、たとえば、液体収容部１１０の表面のみに配置した液体に磁性粒子１９１を分散させる場合と比べて、磁性粒子１９１を液体中に効率的に分散できる。
【００６４】
図８は、液体収容部１１０と、隣接する液体収容部１１０を接続する通路１１６との配置例である。図８に示す例では、通路１１６が液体収容部１１０の上方に配置される構成例である。液体収容部１１０から磁性粒子１９１が磁力によって通路１１６の気相空間まで引き上げられ、別の液体収容部１１０に移送される。
【００６５】
図９に示すように、通路１１６は、カートリッジ１００の外表面近傍に設けられ、カートリッジ１００の外表面に沿うように形成されている。この場合、カートリッジ１００の外部に配置された検体分析装置５００の磁石５２０を通路１１６に近接させることができる。その結果、より強い磁力を磁性粒子１９１に作用させることができるので、磁性粒子１９１の移送が効率的にできる。また、磁石５２０を通路１１６に近接させる分だけ磁石５２０が発生させる磁力を弱くできるので、磁石５２０を小型化して検体分析装置５００の小型化を図ることができる。
【００６６】
開口部２１１ａの周囲の段差２１６は、一の液体収容部１１０と他の液体収容部１１０との間を仕切るように配置されている。段差２１６は、液体収容部１１０と通路１１６との間を仕切るように配置されている。
【００６７】
本実施形態では、異なる液体収容部１１０の液体が通路１１６の気相空間を介して混ざり合うことを抑制できる。その結果、液体収容部１１０間のコンタミネーションを抑制できる。
【００６８】
段差２１６は、たとえば、液体収容部１１０の端部に設けられる。また、段差２１６は、は、たとえば、開口部２１１ａの周縁に沿って設けられる。開口部２１１ａが円形の場合、段差２１６は、開口部２１１ａの外周縁部を取り囲む円環状に形成されてよい。
【００６９】
カートリッジ１００は、液体収容部１１０および通路１１６を覆う被覆部１１７をＺ１側に有する。そして、被覆部１１７が液体収容部１１０と被覆部１１７との間で液体を挟み込んでいる。被覆部１１７は、液体収容部１１０の上部の通路１１６にある液体の上面と接している。また、カートリッジ１００は、Ｚ２側の面がシート１０２で覆われている。
【００７０】
図７の構成例では、被覆部１１７は、通路１１６の各々を上面側から覆っている。
【００７１】
被覆部１１７は、たとえば平坦なシート状部材からなる。被覆部１１７は、液体収容部１１０側の表面が疎水性を有する材料により形成されていてよい。疎水性材料は、被覆部１１７のシート状部材の表面に設けられるコーティング材であってよい。被覆部１１７を構成するシート状部材自体が疎水性材料で形成されてもよい。カートリッジ本体１００ａのＺ１側の表面が疎水性になるようにカートリッジ本体１００ａを形成してもよい。
【００７２】
図９は、液体収容部を上方から見た状態を示した図である。段差２１６は、液体収容部１１０の通路側開口２１１ａに設けられる。段差２１６は、たとえば、通路側開口２１１ａの外形に沿って設けられる。通路側開口２１１ａと、通路側開口２１１ａの周辺部との間に段差２１６が形成される。
【００７３】
図９では、段差２１６が２つ設けられている例を示したが、段差２１６の数は、適宜変更できる。
【００７４】
（検体−Ｒ１反応槽）
図１０では、検体−Ｒ１反応槽１１２の構成例を示す。カートリッジ１００は、血球分離部１２０から流入した試料と、Ｒ１試薬とを流路上で混合し、検体−Ｒ１反応槽１１２に排出する。
【００７５】
検体−Ｒ１反応槽１１２は、たとえば、試料とＲ１試薬との混合液を槽内に供給するための流入口２１３を有する。流入口２１３は、たとえば、液体配置位置２１０の外周部分に配置される。図１０では、液体配置位置２１０がＸ方向に直線状に延びる構成例を示している。この場合、流入口２１３は、液体配置位置２１０の端部に配置される。流入口２１３は、たとえば、液体配置位置２１０の表面（底面）に形成された開口である。なお、本明細書において「カートリッジ１００の長手方向」をＸ方向という。また、「カートリッジ１００の短手方向」をＹ方向という。
【００７６】
図１０の構成例では、流入口２１３から流入する混合された試料とＲ１試薬とは、液体配置位置２１０の一端の流入口２１３から他端までＸ１方向に拡がる。
【００７７】
液体配置位置２１０では、混合された試料とＲ１試薬との液体が液体配置位置２１０の全体にわたって拡がる。これにより、検体−Ｒ１反応槽１１２に移送された混合された試料およびＲ１試薬の面積が大きくなり、混合された試料の被検出物質１９０ａおよびＲ１試薬の捕捉物質１９２と、磁性粒子１９１との混合が促進される。
【００７８】
図１１は、検体−Ｒ１反応槽１１２の他の構成例を示す。
【００７９】
検体−Ｒ１反応槽１１２は、直線状に延びる形状以外の形状であってもよい。ここでは、検体−Ｒ１反応槽１１２が略円形状の液体配置位置２１０を備える。流入口２１３は、液体配置位置２１０の外周部分の表面に配置されている。
【００８０】
（洗浄槽）
図１２に示されるように、洗浄槽１１３は、磁力によって移送された磁性粒子１９１と試薬とを反応させる試薬槽の間に配置される。このような洗浄槽１１３の配置により、磁性粒子１９１は、洗浄槽１１３で洗浄された後に、次の試薬槽に移送される。よって、未反応物質の次の試薬槽へのキャリーオーバーを抑止できる。試薬槽の間に、複数の洗浄槽１１３を配置してもよい。たとえば、洗浄槽１１３ａおよび洗浄槽１１３ｂが検体−Ｒ１反応槽１１２とＲ３試薬槽１１４との間にあり、洗浄槽１１３ｃがＲ３試薬槽１１４とＲ４試薬槽１５１ｃとの間にある。
【００８１】
洗浄槽１１３ａ〜洗浄槽１１３ｃは、通路側開口２１１ａを有する液体貯留部２１１を含むように構成してよい。この場合、液体貯留部２１１内の洗浄液を通路側開口２１１ａを介して通路側開口２１１ａの上部に配置されている洗浄液と連続させることができるので、磁力によって移送した磁性粒子１９１を、通路側開口２１１ａを介して液体貯留部２１１内の洗浄液中に分散させることができる。その結果、磁性粒子１９１を分散させる洗浄液量を増大させられるので、洗浄効率を向上できる。
【００８２】
なお、本実施形態では、気相空間を介して磁性粒子１９１が移送されるので、通路１１６に移送された磁性粒子１９１に付着する液体によるキャリーオーバーは極めて少ない。
【００８３】
〈Ｒ３試薬槽〉
たとえば、Ｒ３試薬槽１１４には、洗浄槽１１３ａ〜洗浄槽１１３ｃと同様の構成を採用できる。Ｒ３試薬槽１１４に液体貯留部２１１を設ける場合には、磁性粒子１９１を分散させるＲ３試薬の液量を増大させられるので、反応効率を向上できる。
【００８４】
（磁性粒子の移送）
本実施形態において、検体分析装置５００は、液体収容部１１０の表面に配置された液体間で磁性粒子１９１を移送する。液体間で磁性粒子１９１を移送する過程で、液体に含まれる抗体、抗原等が磁性粒子１９１に付着し、アッセイ法に必要な反応が進行する。液体を移送せずにアッセイ法に必要な反応が進行する。このため、磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することが抑止される。
【００８５】
図１３は、液体間での磁性粒子１９１の移送の概要を示す。検体分析装置５００は、磁石５２０をカートリッジ１００の液体収容部１１０に近づけ、磁性粒子１９１を液体収容部１１０の開口部２１１ａ近傍に凝集させる。検体分析装置５００は、磁石５２０を動かし、磁性粒子１９１を移送する。検体分析装置５００は、磁石５２０を動かし、凝集した磁性粒子１９１を、気液界面から通路１１６の気相空間に移送する。磁石５２０の磁力により、凝集した磁性粒子１９１が、気液界面から通路１１６の気相空間に移送される。検体分析装置５００は、磁石５２０を更に動かし、凝集した磁性粒子１９１を他の液体収容部１１０の液体に移送する。
【００８６】
磁性粒子１９１の移送に関連する複数の液体収容部１１０は、カートリッジ１００の長手方向に対して直線状に配置される。液体収容部１１０を直線状に配置することで、磁性粒子１９１が液体収容部１１０や通路１１６に残留することを抑制できる。
【００８７】
気液界面から通路１１６に移送された磁性粒子１９１には、液体が付着している場合がある。図１３に示すように、検体分析カートリッジ１００の複数の液体収容部１１０は、磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することをより抑止するための構造を有してもよい。たとえば、通路１１６に表面を深く窪ませた溝２１５が設けられてもよい。磁性粒子１９１に付着した液体が通路１１６から溝２１５の底面に落ちやすい構造にしてもよい。また、溝２１５に液体収容部１１０から液体が漏れていてもよい。
【００８８】
液体収容部１１０内の液体は、通路１１６に漏れ出る液体の量が他の液体収容部１１０内の液体と混ざるほどの量でなく、通路１１６に気相空間が残っていれば、開口部２１１ａを介して通路１１６に漏れ出してもよい。この場合、液体が通路１１６に漏れ出したとしても、磁性粒子１９１は通路１１６の気相空間を通って隣接する液体収容部１１０に移送されるので、磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することを抑制することができる。磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することをより抑止するための構造を設ける場合、磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することをより抑制することができる。たとえば、通路１１６に凹状の溝を設ける場合、液体収容部１１０内に収容された液体と他の液体収容部１１０内に収容された液体とがこの溝の中で混合されたとしても、磁性粒子１９１は通路１１６の気相空間を通って隣接する液体収容部１１０に移送されるので、磁性粒子１９１の移動により液体収容部１１０に収容された液体が他の液体収容部１１０に収容された液体に混入することをより抑制することができる。
【００８９】
〈各液体収容部への磁性粒子の移送〉
ここで、２つの液体収容部間での磁性粒子１９１の移送について説明する。図１４に示した構成例では、磁性粒子１９１は、移送方向の上流側のＲ２試薬槽１１１からスタートして、検体−Ｒ１反応槽１１２、洗浄槽１１３ａ、洗浄槽１１３ｂ、Ｒ３試薬槽１１４、洗浄槽１１３ｃ、Ｒ４試薬槽１５１ｃの順で磁力によって移送される。
【００９０】
Ｒ２試薬槽１１１から磁力によって移送された磁性粒子１９１は、検体−Ｒ１反応槽１１２において、被検出物質１９０ａおよびＲ１試薬の捕捉物質１９２と混合される。検体−Ｒ１反応槽１１２には、被検出物質１９０ａと磁性粒子１９１と捕捉物質１９２とを含む反応液が配置される。
【００９１】
検体−Ｒ１反応槽１１２に配置される液体は、被検出物質１９０ａと磁性粒子１９１と捕捉物質１９２とを含む反応液であり、洗浄槽１１３ａに配置される液体は、洗浄液である。磁石５２０によって、被検出物質１９０ａを担持する磁性粒子１９１が、洗浄槽１１３ａの洗浄液中に移送される。
【００９２】
洗浄槽１１３ｂは、洗浄液を配置する。洗浄槽１１３ａと洗浄槽１１３ｂとの間では、被検出物質１９０ａを担持する磁性粒子１９１のみが磁力によって移送されるので、洗浄槽１１３ａの洗浄液が洗浄槽１１３ｂに持ち越されるのを抑制できる。これにより、洗浄槽１１３ａで洗浄液中に分散された不要物質が洗浄槽１１３ｂに移送されることを抑制できるので、洗浄処理を効果的に行える。その結果、洗浄処理の回数（すなわち、洗浄槽の数）を少なくできる。不要物質は、試料中に含まれる被検出物質１９０ａ以外の成分や、試薬中に含まれる被検出物質１９０ａとの未反応成分などである。
【００９３】
Ｒ３試薬槽１１４は、標識物質１９３を含む標識試薬である。被検出物質１９０ａを担持する磁性粒子１９１は、洗浄槽１１３ｂからＲ３試薬槽１１４に移送される。そして、被検出物質１９０ａは、標識物質１９３と反応する。
【００９４】
洗浄槽１１３ｃは、洗浄液を配置する。洗浄槽１１３ｃにおいて被検出物質１９０ａを担持する磁性粒子１９１を洗浄する。Ｒ３試薬槽１１４と洗浄槽１１３ｃとの間でも、Ｒ３試薬槽１１４から洗浄槽１１３ｃへの液体の持ち越しが抑制できる。これにより、不要物質の持ち越しを低減して洗浄処理を効果的に行える。その結果、検出槽１７０に不要物質が移送されるのを抑制できるので、検出精度の低下を効果的に抑制できる。
【００９５】
Ｒ４試薬槽１５１ｃは、緩衝液を配置する。洗浄槽１１３ｃからＲ４試薬槽１５１ｃに移送された磁性粒子１９１は、Ｒ４試薬槽１５１ｃにおいて緩衝液に分散させられる。
【００９６】
（攪拌動作）
図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、磁石による攪拌動作の例を示す。
【００９７】
攪拌動作としては、たとえば、磁性粒子１９１に作用させる磁力の向きまたは強さを周期的に変化させることにより、液体中で磁性粒子１９１を分散させる。検体−Ｒ１反応槽１１２において、磁性粒子１９１と、被検出物質１９０ａと、捕捉物質１９２とを反応させるための攪拌動作が行われる。
【００９８】
図１５（Ａ）において、検体分析装置５００は、磁石５２０によって、磁性粒子１９１を、Ｒ２試薬槽１１１から検体−Ｒ１反応槽１１２に移送する。検体分析装置５００は、磁性粒子１９１を凝集させて移送するために、磁石５２０をカートリッジ１００に近接させる。
【００９９】
図１５（Ｂ）において、検体分析装置５００は、磁石５２０をカートリッジ１００から離し、磁性粒子１９１を検体−Ｒ１反応槽１１２に分散させる。磁性粒子１９１が検体−Ｒ１反応槽１１２に分散されることによって、磁性粒子１９１の攪拌が促進される。
【０１００】
図１５（Ｃ）において、検体分析装置５００は、カートリッジ１００から離した磁石５２０を動かし、分散した磁性粒子１９１を攪拌する。検体分析装置５００は、たとえば、カートリッジ１００の幅方向、長さ方向、または、Ｚ方向に平行な軸線周りの円状の軌道に磁石５２０を動かして、磁性粒子１９１を攪拌する。
【０１０１】
これらの動作を周期的に反復することにより、磁性粒子１９１が液体中で拡散され、効率的に反応を進行させられる。本実施形態では、永久磁石等の磁力の強い磁石５２０を用いることが好ましいため、カートリッジ１００と磁石５２０との距離が近接していると、磁性粒子１９１が凝集し、効率的な攪拌が阻害される。図１５（Ｂ）に示された例のように、カートリッジ１００と磁石５２０との距離を制御することによって、磁性粒子１９１の攪拌を促進できる。
【０１０２】
図１６は、本実施形態における別の攪拌例を示す。
【０１０３】
図１６（Ａ）は、Ｒ３試薬槽１１４での攪拌動作の例を示す。検体分析装置５００は、Ｒ３試薬槽１１４において、磁石５２０をＺ方向に沿って動かす。カートリッジ１００のＺ方向に磁石５２０を動かすことにより、標識物質１９３と、被検出物質１９０ａと、磁性粒子１９１と、補足物質１９２とが、Ｒ３試薬槽１１４の深さ方向に攪拌される。Ｒ３試薬槽１１４の表面のみで攪拌させるのではなく、Ｒ３試薬槽１１４の深さ方向の全体で攪拌が促進される。
【０１０４】
図１６（Ｂ）は、Ｒ３試薬槽１１４での他の攪拌動作の例を示す。図１６（Ｂ）の例では、カートリッジ１００の上面側と下面側のそれぞれに磁石５２０が配置される。検体分析装置５００は、カートリッジ１００の上面側と下面側のそれぞれの磁石５２０を、カートリッジ１００の厚さ方向に動かす。この場合、磁性粒子１９１に作用させる磁力の向きが、カートリッジ１００の厚さ方向に交互に逆転する。カートリッジ１００の両面の磁石５２０を動かすことで、標識物質１９３と磁性粒子結合体との攪拌がより促進される。
【０１０５】
（エアチャンバの構成）
図１７および図１８は、エアチャンバ１３０の構成例を示す。
【０１０６】
エアチャンバ１３０は、バルブ部１３１と、空気供給先の部分とに接続される。バルブ部１３１は、カートリッジ１００の外部につながる空気流路１３２と、エアチャンバ１３０とにそれぞれ接続される。カートリッジ外の空気は、空気流路１３２からバルブ部１３１を介してエアチャンバ１３０に取り込まれる。
【０１０７】
エアチャンバ１３０とバルブ部１３１とは、プランジャ５３０によって作動するための構造を有している。たとえば、エアチャンバ１３０とバルブ部１３１とは、上部が開口するようにカートリッジ本体１００ａの表面に凹状に形成され、弾性部材のシート１３３（図１７参照）により覆われる。バルブ部１３１は、プランジャ５３０が外部からシート１３３を介して内部に進入することにより、空気流路１３２との接続部分を閉塞できる。エアチャンバ１３０には空気が充填されている。エアチャンバ１３０は、プランジャ５３０がシート１３３を外部からエアチャンバ１３０の内部側に押し込むことにより、内部の空気を供給先の流路に排出できる。
【０１０８】
検体分析装置５００は、プランジャ５３０によるバルブ部１３１の閉塞と、プランジャ５３０によるシート１３３の押下とを行うことで、エアチャンバ１３０内の空気を供給先の流路に排出させる。ここでは、プランジャ５３０によりエアチャンバ１３０内にシート１３３を押し込む動作を、「エアチャンバ１３０を作動する」という。プランジャ５３０によりバルブ部１３１内にシート１３３を押し込む動作を、「バルブ部１３１を閉塞する」という。
【０１０９】
バルブ部１３１が閉塞されていない状態では、エアチャンバ１３０は、バルブ部１３１および空気流路１３２を介してカートリッジ外の空気に接する。カートリッジ１００がヒートブロック５１０により加温されると、エアチャンバ１３０内の空気が膨張する。エアチャンバ１３０内の空気が膨張すると、エアチャンバ１３０の内部圧力の増大によって空気供給先の流路に空気が流出し、カートリッジ内の液体が意図せずに動作する場合がある。エアチャンバ１３０が空気流路１３２を介してカートリッジ外の空気と接することで、エアチャンバ１３０内の空気の膨張による内部圧力の変化が抑止される。そのため、カートリッジ内の液体が意図せずに動作することを抑止できる。
【０１１０】
検体分析装置５００には、エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１と同数のプランジャ５３０を設けてもよいが、エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１よりも少ない数のプランジャ５３０を設けてもよい。その場合、プランジャ５３０を移動させて作動させるエアチャンバ１３０およびバルブ１３１を切り替えればよい。プランジャ５３０を少なくした分だけ、装置の小型化を図れる。
【０１１１】
プランジャ５３０を移動させる場合には、エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１は、様々な位置に配置できる。たとえば、３つのエアチャンバ１３０がＸ方向に直線状に並んで配置され、３つのバルブ部１３１がＸ方向に直線状（図３参照）に並んで配置されている。これにより、プランジャ５３０をＸ方向に移動させるだけで済むので、移動機構を簡素化して装置の小型化を図れる。
【０１１２】
図１８に示すエアチャンバ１３０ａと、バルブ部１３１ａとは、試料およびＲ１試薬を検体−Ｒ１反応槽１１２に移送するために設けられている。図１８では、エアチャンバ１３０ａおよびバルブ部１３１ａを、それぞれ、１つ設けたが、エアチャンバ１３０ａおよびバルブ部１３１ａを、それぞれ、複数設けてもよい。
【０１１３】
エアチャンバ１３０ａは、検体−Ｒ１流路１４０に接続されている。バルブ部１３１ａは、エアチャンバ１３０ａと空気流路１３２とに接続されている。バルブ部１３１ａを閉塞して、エアチャンバ１３０ａを作動させることで、血球分離部１２０から流入した試料と、Ｒ１試薬とを検体−Ｒ１流路１４０から検体−Ｒ１反応槽１１２に移送できる。
【０１１４】
（流路構造）
カートリッジ１００は、流路上での液体混合を促進する流路構造を有する。
【０１１５】
〈検体−Ｒ１流路〉
図１８に示すように、検体−Ｒ１流路１４０は、たとえば、Ｒ１試薬槽１４１と、第１部分１４２と、第２部分１４３と、混合部１４４とを含んでいる。
【０１１６】
Ｒ１試薬槽１４１は、第１部分１４２を介して、一端がエアチャンバ１３０ａと接続されている。Ｒ１試薬槽１４１は、第２部分１４３を介して、他端が検体流入路１２３ａと接続されている。Ｒ１試薬槽１４１は、たとえば、Ｒ１試薬を収容するために設けられている。Ｒ１試薬は、たとえば、被検出物質１９０ａとしての抗原に結合可能な抗体である。
【０１１７】
図１９に示すように、Ｒ１試薬槽１４１は、Ｚ方向において、試薬収容部分１４１ａがカートリッジ本体１００ａの底部近傍に形成されている。Ｒ１試薬槽１４１の一方側は、Ｚ方向に延びる部分１４１ｂを介してエアチャンバ１３０ａに接続されている。Ｒ１試薬槽１４１の他方側は、Ｚ方向に延びる部分１４１ｃを介して第２部分１４３に接続されている。部分１４１ｂは、カートリッジ本体１００ａの底部と反対側に縮径部１４１ｄを含んでいる。部分１４１ｃは、カートリッジ本体１００ａの底部と反対側に縮径部１４１ｄを含んでいる。
【０１１８】
図１８に戻って、混合部１４４は、第２部分１４３と、血球分離部１２０に接続された検体流入路１２３ａとが合流した部分に一端が接続されている。混合部１４４は、検体−Ｒ１反応槽１１２に他端が接続されている。混合部１４４は、直線部１４４ａと、曲部１４４ｂと、蛇行部１４４ｃとを含んでいる。
【０１１９】
直線部１４４ａは、カートリッジ１００の短手方向から見て、部分的に蛇行部１４４ｃと重なっている。直線部１４４ａは、たとえば、細流路部１４４ｄを有している。細流路部１４４ｄにより、血球分離部１２０から流れてきた試料が停止させられる。この状態で、エアチャンバ１３０ａの空圧により、Ｒ１試薬がＲ１試薬槽１４１から試料に向けて送り込まれる。
【０１２０】
曲部１４４ｂは、直線部１４４ａと、蛇行部１４４ｃとを接続している。曲部１４４ｂは、たとえば、略Ｕ字形状に形成されている。検体−Ｒ１流路１４０は、概略的には、曲部１４４ｂが形成されている部分で略１８０度、曲がるように形成されている。これにより、試料の移動距離を長くできるので、試料を効率よく混合できる。
【０１２１】
蛇行部１４４ｃは、試料を効率よく攪拌できる曲線形状に形成されている。蛇行部１４４ｃは、たとえば、平面視において、概略的には正弦波形状に形成されている。これにより、試料の流れる方向を変えて試料を効率よく混合できる。
【０１２２】
蛇行部１４４ｃは、たとえば、複数の拡張部１４４ｅを含んでいる。拡張部１４４ｅは、試料の流路方向に垂直な方向における蛇行部１４４ｃの断面積が大きくされた部分である。拡張部１４４ｅでは、試料の流れを滞留させ、試料が流路を流れる途中で発生した気泡を捕捉するために設けられている。拡張部１４４ｅにより、蛇行部１４４ｃを流れる試料から気泡を捕捉することにより、試料の混合をより促進できる。拡張部１４４ｅの数は、任意の数だけ設けることができる。
【０１２３】
混合部１４４は、たとえば、カートリッジ１００のＺ２側から検体−Ｒ１反応槽１１２に接続されている。これにより、試料およびＲ１試薬を下方から検体−Ｒ１反応槽１１２に移送できる。
【０１２４】
〈第１流路〉
図２０に示すように、第１流路１５０は、通路１１６と検出槽１７０との間の領域に形成されている。第１流路１５０は、通路１１６と検出槽１７０とを接続するために設けられている。第１流路１５０は、たとえば、分散部分１５１と、第１部分１５２と、第２部分１５３とを含んでいる。第１流路１５０は、Ｒ３試薬槽１１４において形成された、被検出物質１９０ａ、磁性粒子１９１および標識物質１９３を含む複合体１９０ｃを、Ｒ４試薬に移送させるために設けられている。移送された複合体１９０ｃは、Ｒ４試薬に分散される。
【０１２５】
第１エアチャンバ１３０ｂは、Ｒ４試薬槽１５１ｃの上流側に接続されている。バルブ部１３１ｂは、第１エアチャンバ１３０ｂと、空気流路１３２とに接続されている。バルブ部１３１ａおよび１３１ｂを閉塞して、エアチャンバ１３０ａと、第１エアチャンバ１３０ｂとを作動させることで、Ｒ４試薬および複合体１９０ｃを含む混合液１９０ｍを、第１流路１５０を介して検出槽１７０に移送できる。第１エアチャンバ１３０ｂは、たとえば、エアチャンバ１３０ａと同様の構成を有している。バルブ部１３１ｂは、たとえば、バルブ部１３１ａと同様の構成を有している。
【０１２６】
複合体１９０ｃと第３液体との混合液１９０ｍは、第１エアチャンバ１３０ｂにより発生された空圧によって、第１流路１５０内で移送される。空圧によって、磁性粒子１９１が、第１流路１５０内にある混合液１９０ｍ中で、攪拌されながら移送される。これにより、空圧を用いて混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を分散させることができるので、磁性粒子１９１を十分に撹拌できる。
【０１２７】
第１エアチャンバ１３０ｂは、空圧によって、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を第１流路１５０内で攪拌しながら検出槽１７０に移送するように構成されている。これにより、磁性粒子１９１を十分に撹拌させながら、磁性粒子１９１を検出槽１７０に移送することができる。
【０１２８】
空圧によって混合液１９０ｍを第１流路１５０内で往復移動させることにより、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１が攪拌される。これにより、混合液１９０ｍの移動距離を多くできるので、さらに効率よく攪拌できる。
【０１２９】
たとえば、第１エアチャンバ１３０ｂを初期状態と収縮状態とに交互に変形させることにより、第１流路１５０内で混合液１９０ｍが往復移動され、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１が攪拌される。これにより、容易に空圧を発生させて、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を効率よく攪拌できる。
【０１３０】
第１エアチャンバ１３０ｂは、検体分析装置５００によって動作させられる。第１エアチャンバ１３０ｂは、たとえば、プランジャ５３０によって押下されることにより、初期状態から収縮状態に変形するように構成されている。これにより、プランジャ５３０を用いた簡易な操作により、第１エアチャンバ１３０ｂを変形させて、混合液１９０ｍを第１流路１５０内で往復移動させることができる。
【０１３１】
第１流路１５０の体積は、混合液１９０ｍの体積よりも大きい。これにより、混合液１９０ｍを第１流路１５０内で容易に往復移動させることができる。
【０１３２】
図２１に示すように、分散部分１５１は、通路１１６と接続される通路接続部１５１ａと、第１部分１５２と接続される第１部分接続部１５１ｂとを含んでいる。通路接続部１５１ａは、通路１１６と第１流路１５０とが合流する部分である。分散部分１５１は、Ｒ４試薬槽１５１ｃを含んでいる。Ｒ４試薬槽１５１ｃは、Ｚ方向において、カートリッジ本体１００ａの底部近傍に形成されている。Ｒ４試薬槽１５１ｃには、たとえば、Ｒ４試薬が収容されている。Ｒ４試薬は、たとえば、緩衝液である。Ｒ４試薬槽１５１ｃの一方側は、Ｚ方向に延びる部分１５１ｄを介して通路接続部１５１ａと接続されている。Ｒ４試薬槽１５１ｃの他方側は、Ｚ方向に延びる部分１５１ｅを介して第１部分接続部１５１ｂと接続されている。部分１５１ｄには、カートリッジ本体１００ａの底部と反対側に縮径部１５１ｆが形成されている。部分１５１ｅには、カートリッジ本体１００ａの底部と反対側に縮径部１５１ｇが形成されている。
【０１３３】
縮径部１５１ｆの上部には、段差１５１ｈが形成されている。検体分析時には、Ｒ４試薬は、段差１５１ｈと被覆部１１７との間の部分に満たされている。
【０１３４】
第１部分１５２は、たとえば、Ｚ方向において検出槽１７０よりも低い位置に配置されている。第１部分１５２は、一端が分散部分１５１と接続され、他端が第２部分１５３と接続されている。第１部分１５２は、Ｘ方向およびＹ方向に延びるように形成されている。これにより、複合体１９０ｃとＲ４試薬との混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を第１流路１５０内でＸ方向およびＹ方向に移動させて効率よく攪拌できる。
【０１３５】
第２部分１５３は、たとえば、Ｚ方向において検出槽１７０よりも低い位置に配置されている。第２部分１５３は、Ｚ方向に延びている。第２部分１５３は、一端が第１部分１５２に接続され、他端が検出槽１７０に接続されている。第２部分１５３は、複合体１９０ｃとＲ４試薬との混合液１９０ｍを下方から検出槽１７０に移送できる。これにより、複合体１９０ｃとＲ４試薬との混合液１９０ｍが検出槽１７０において水平方向に勢いよく流れるのを抑制できるので、混合液１９０ｍを検出槽１７０に留めやすくできる。
【０１３６】
第１流路１５０を経由することにより、混合液１９０ｍをカートリッジ１００の厚み方向の下方および上方の両方に流路内で移動できる。これにより、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を第１流路１５０内で効率よく攪拌できる。
【０１３７】
図２０に戻って、たとえば、第１流路１５０の少なくとも一部分は、通路１１６内で磁性粒子１９１が移送される方向における通路１１６の延長線上に配置されている。これにより、通路１１６内で移送された磁性粒子１９１の移送方向を変えることなく、磁性粒子１９１および標識物質１９３を含む複合体１９０ｃを、Ｒ４試薬に移送できる。
【０１３８】
第１部分１５２は、たとえば、蛇行する形状に形成されている。蛇行する形状として、たとえば、平面視において、概略的には正弦波形状を採用できる。複合体１９０ｃとＲ４試薬との混合液１９０ｍを、蛇行した第１部分１５２内で移動させることにより、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を攪拌する。蛇行した第１部分１５２により、混合液１９０ｍの流れを複雑にできるので、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１を効率よく攪拌できる。
【０１３９】
また、第１流路１５０は、以下のように構成することもできる、
【０１４０】
図２２に示す例では、第１部分１５２は、たとえば、第１流路１５０が延びる方向に垂直な断面積が第１流路１５０が延びる方向において異なるように形成されている。これにより、位置によって第１流路１５０の断面積を変更できるので、第１流路１５０における流速を容易に変更できる。その結果、第１流路１５０を蛇行する形状に形成する場合と異なり、第１流路１５０をコンパクトに形成しつつ、複合体１９０ｃとＲ４試薬との混合液１９０ｍ中の磁性粒子１９１を第１流路１５０内で効率よく攪拌できる。
【０１４１】
図２３に示す例では、第１流路１５０は、たとえば、平面視において、立体的に交差するように形成されている。第１流路１５０は、平面視において、部分的に重なっている。
【０１４２】
図２４に示す例では、Ｒ４試薬槽１５１ｃは、たとえば、第１エアチャンバ１３０ｂと通路１１６とを接続する流路に配置されている。Ｒ４試薬は、第１エアチャンバ１３０ｂの空圧により、第１部分１５２に移送される。
【０１４３】
図２５に示す例では、Ｒ４試薬槽１５１ｃは、たとえば、通路１１６に接続されている送液路１５７に配置されている。この場合、送液路１５７は、通路１１６に接続された側と反対側に空気孔１５８が形成されている。送液路１５７は、空気孔１５８を介してカートリッジ１００の外部と接続されている。また、検出槽１７０には、エアチャンバ１３０ｄが接続されている。エアチャンバ１３０ｄは、バルブ部１３１ｄを介して、空気流路１３２に接続されている。エアチャンバ１３０ｄは、たとえば、エアチャンバ１３０ａと同様の構成を有している。バルブ部１３１ｄは、たとえば、バルブ部１３１ａと同様の構成を有している。この例では、エアチャンバ１３０ｄを変形させて発生した陰圧によって、Ｒ４試薬が第１部分１５２に移送される。また、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１は、エアチャンバ１３０ｄの空圧により攪拌され、検出槽１７０に移送される。
【０１４４】
図２６に示す例では、Ｒ４試薬槽１５１ｃは、たとえば、通路１１６と第１部分１５２とを結ぶ線分上に配置されている。また、検出槽１７０に接続されたエアチャンバ１３０ｄを変形させて発生した陰圧によって、混合液１９０ｍ中で磁性粒子１９１が攪拌される。混合液１９０ｍは、エアチャンバ１３０ｄの空圧により攪拌され、検出槽１７０に移送される。
【０１４５】
〈第２流路〉
次に、第２流路１６０の細部について説明する。
【０１４６】
図２７に示すように、第２流路１６０は、たとえば、Ｒ５試薬槽１６１と、第１部分１６２と、第２部分１６３とを含んでいる。
【０１４７】
Ｒ５試薬槽１６１は、第１部分１６２を介して、一端が第２エアチャンバ１３０ｃと接続されている。Ｒ５試薬槽１６１は、第２部分１６３を介して、他端が検出槽１７０と接続されている。Ｒ５試薬槽１６１は、第４試薬を収容するために設けられている。第４試薬は、たとえば、Ｒ５試薬である。Ｒ５試薬は、たとえば、複合体１９０ｃと反応して発光を促す基質１９４を含んでいる。
【０１４８】
第２エアチャンバ１３０ｃは、第２流路１６０に接続されている。バルブ部１３１ｃは、第２エアチャンバ１３０ｃと空気流路１３２とに接続されている。バルブ部１３１ｃを閉塞して、第２エアチャンバ１３０ｃを作動させることで、Ｒ５試薬を第２流路１６０から検出槽１７０に移送できる。第２エアチャンバ１３０ｃは、たとえば、エアチャンバ１３０ａと同様の構成を有している。バルブ部１３１ｃは、たとえば、バルブ部１３１ａと同様の構成を有している。
【０１４９】
Ｒ５試薬は、第２エアチャンバ１３０ｃの空圧によって検出槽１７０に移送される。これにより、Ｒ５試薬を複合体１９０ｃに効率よく混合できる。
【０１５０】
Ｒ５試薬槽１６１は、基本的に、Ｒ１試薬槽１４１と同様の構成（図１９参照）である。Ｒ５試薬槽１６１は、たとえば、Ｚ方向において、試薬収容部分１６１ａがカートリッジ本体１００ａの底部近傍に形成されている。Ｒ５試薬槽１６１の一方側は、Ｚ方向に延びる部分１６１ｂを介して第１部分１６２に接続されている。Ｒ５試薬槽１６１の他方側は、Ｚ方向に延びる部分１６１ｃを介して第２部分１６３に接続されている。部分１６１ｂは、カートリッジ本体１００ａの底部と反対側に縮径部１６１ｄが形成されている。部分１６１ｃは、カートリッジ本体１００ａの底部と反対側に縮径部１６１ｄが形成されている。
【０１５１】
図２８に示すように、第２部分１６３は、たとえば、カートリッジ１００の裏面側から検出槽１７０に接続されている。第２部分１６３は、Ｒ５試薬を下方から検出槽１７０に移送できる。これにより、Ｒ５試薬が検出槽１７０において水平方向に勢いよく流れるのを抑制できるので、Ｒ５試薬を検出槽１７０に留めやすくできる。
【０１５２】
たとえば、第２部分１６３は、第１流路１５０の第２部分１５３が検出槽１７０に接続されている部分の近傍で検出槽１７０と接続されている。これにより、第１流路１５０から検出槽１７０に移送された混合液１９０ｍに対して、Ｒ５試薬を効率よく混合できる。
【０１５３】
（検出槽の構成）
図２８に示す検出槽１７０は、Ｒ５試薬が加えられた混合液１９０ｍに対して、光学的な測定をするために設けられている。たとえば、検出槽１７０は、液体貯留部１７１と、流れ制御壁１７２と、段差１７３と、外部領域１７４と、空気経路１７５とを含んでいる。
【０１５４】
液体貯留部１７１は、カートリッジ本体１００ａのＺ１側の面からＺ２側に向けて窪んで形成されている。液体貯留部１７１は、第１流路１５０から移送された混合液１９０ｍを滞留するために設けられている。液体貯留部１７１は、第２流路１６０から移送されたＲ５試薬を滞留するために設けられている。
【０１５５】
流れ制御壁１７２は、液体貯留部１７１から突出している。流れ制御壁１７２は、第１流路１５０の第２部分１５３に対して第２流路１６０の第２部分１６３と反対側に形成されている。流れ制御壁１７２は、平面視において、第２流路１６０の第２部分１６３側に向けて傾斜している。流れ制御壁１７２は、たとえば、平面視において、直線状に形成されている。
【０１５６】
段差１７３は、外部領域１７４より高くなる部分により形成されている。段差１７３は、液体貯留部１７１の外縁部に沿って配置されている。段差１７３は、液体貯留部１７１を囲んでいる。Ｒ５試薬が加えられた混合液１９０ｍは、段差１７３により発生する表面張力により、平面視において、段差１７３の内側の領域に滞留できる。
【０１５７】
外部領域１７４は、段差１７３の外側の領域である。外部領域１７４は、平面視において、円弧状に形成されている。
【０１５８】
図２９に示すように、空気経路１７５は、外部領域１７４の外側に形成されている。空気経路１７５は、カートリッジ本体１００ａのＺ１側の面からＺ２側に向けて窪んで形成されている。空気経路１７５は、平面視において、円弧状に形成されている。空気経路１７５には、２つの連結部１７５ａと、孔部１７５ｂとが設けられている。
【０１５９】
２つの連結部１７５ａは、第１流路１５０および第２流路１６０がそれぞれ液体貯留部１７１と接続する部分の近傍に設けられている。空気経路１７５は、連結部１７５ａを介して、外部領域１７４に接続されている。空気経路１７５は、孔部１７５ｂを介して、空気流路１３２に接続されている。
【０１６０】
このように検出槽１７０を構成した場合には、第１流路１５０から液体貯留部１７１に混合液１９０ｍが移送された後、気泡が液体貯留部１７１に移送された場合でも、表面張力により段差１７３よりも内側の領域に滞留された試料により、気泡が空気経路１７５に押しやられる。これにより、空気経路１７５および空気流路１３２を介して、気泡をカートリッジ１００の外部に逃すことができる。また、第２流路１６０から液体貯留部１７１に第４試薬としてのＲ５試薬が移送された後、気泡が液体貯留部１７１に移送された場合にも、空気経路１７５および空気流路１３２を介して、気泡をカートリッジ１００の外部に逃すことができる。
【０１６１】
［検体分析装置の各部構成］
検体分析装置５００の各部の構成について説明する。図３０は、検体分析装置５００の構成例を示す。
【０１６２】
カートリッジ１００は、ヒートブロック５１０に保持される。図３０の構成例では、ヒートブロック５１０の側方に、磁石ユニット５０１とプランジャユニット５０２と、検出部５４０とが配置される。また、図３０の構成例では、ヒートブロック５１０が、カートリッジ１００のセット部５５０を兼ねているが、ヒートブロック５１０と、セット部５５０とが、個別に設けられていてもよい。
【０１６３】
磁石ユニット５０１は、磁力源としての磁石５２０と、磁石５２０をカートリッジ１００に対して相対移動させるための移動機構部５２１とを含む。移動機構部５２１は、磁石５２０を、水平方向と、上下方向（カートリッジ１００の厚み方向）とに移動させることができる。各液体収容部１１０が直線状に並んで配置される場合、移動機構部５２１は、各液体収容部１１０の配列方向に沿った直線状の１軸方向にのみ水平移動できればよい。
【０１６４】
カートリッジ１００の上側と下側とにそれぞれ磁石５２０を設ける場合、２台の磁石ユニット５０１が配置される。この場合、移動機構部５２１が水平方向に移動する構造は、２台の磁石ユニット５０１で共通化してよい。
【０１６５】
プランジャユニット５０２は、たとえば、エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１を作動するためのプランジャ５３０と、プランジャ５３０をカートリッジ１００に対して相対移動させるための移動機構部５３１とを含む。移動機構部５３１は、プランジャ５３０を上下方向に移動できる。エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１が直線状に並んで配置される場合、移動機構部５３１は、エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１の配列方向に沿った直線状の１軸方向にのみ水平移動できればよい。エアチャンバ１３０およびバルブ部１３１と同数のプランジャ５３０を設ける場合、プランジャ５３０の水平位置は固定にできるので、移動機構部５３１は上下方向にのみ移動できればよい。
【０１６６】
検出部５４０は、カートリッジ１００の検出槽１７０に近接できる位置に配置される。
【０１６７】
（磁石）
磁石５２０は、たとえば、先端部５２０ａにおいて磁性粒子を集磁するように構成される。
【０１６８】
（プランジャ）
図１７の構成例では、バルブ部１３１を閉塞した状態でエアチャンバ１３０を作動させることにより液体の移送を行う。そのため、エアチャンバ１３０用のプランジャ５３０とバルブ部１３１用のプランジャ５３０とは、個別に上下移動するように構成されている。
【０１６９】
図３１に示す例では、プランジャ５３０ａが、エアチャンバ１３０を作動させるためのプランジャであり、プランジャ５３０ｂが、バルブ部１３１を開閉させるためのプランジャである。各プランジャ５３０ａおよび５３０ｂが、保持ブロック５３２に取り付けられている。
【０１７０】
プランジャ５３０ａは、保持ブロック５３２に固定されており、プランジャ５３０ｂは、保持ブロック５３２に対して上下方向に相対移動可能な状態で、保持ブロック５３２に取り付けられている。プランジャ５３０ｂには、プランジャ５３０ｂを保持ブロック５３２から突出する方向に付勢する付勢部材５３３が設けられている。
【０１７１】
これにより、保持ブロック５３２をカートリッジ１００に向けて下降させると、まず、プランジャ５３０ｂがバルブ部１３１を閉塞する。この状態で、保持ブロック５３２をさらに下降させると、付勢部材５３３が圧縮されてプランジャ５３０ｂが保持ブロック５３２に対して相対移動することにより、保持ブロック５３２を移動させてもプランジャ５３０ｂの位置を保持できる。そのため、バルブ部１３１の閉塞状態で保持ブロック５３２を上下させれば、プランジャ５３０ａがエアチャンバ１３０に対して上下して、液体を流路内で往復させることができる。また、保持ブロック５３２をさらに下降させることで、液体を流路から供給先の部位まで送り出すことが可能となる。
【０１７２】
（カートリッジの温度調整）
本実施形態では、検体分析装置５００は、カートリッジ１００内の被検出物質１９０ａや試薬を、アッセイ法で要求される温度に調節する。検体分析装置５００は、ヒートブロック５１０により、カートリッジ１００内の被検出物質１９０ａや試薬の温度を調節する。ヒートブロック５１０は、たとえば図示しない電力供給により発熱する電熱線などにより、温度調節を行う。加熱のみならず冷却が必要な場合、ヒートブロック５１０には、たとえばペルチェ素子などの熱電素子が用いられる。
【０１７３】
図３２は、本実施形態におけるヒートブロックの構成例を示す。ヒートブロック５１０は、たとえば、カートリッジ１００の上面と下面のそれぞれに配置される。ヒートブロック５１０は、カートリッジ１００の上面もしくは下面のいずれか一方に配置されてもよい。
【０１７４】
カートリッジ１００の下面に配置されるヒートブロック５１０は、少なくとも、磁性粒子１９１の移送に関連する流体構造を覆うように構成される。磁性粒子１９１の移送に関連する流体構造は、本実施形態では、Ｒ２試薬槽１１１、検体−Ｒ１反応槽１１２、洗浄槽１１３およびＲ３試薬槽１１４と、これら液体収容部１１０間に設けられた通路１１６の部分である。カートリッジ１００の下面に配置されるヒートブロック５１０は、カートリッジ１００下面のほぼ全面を覆うように構成されてもよい。ヒートブロック５１０がカートリッジ１００下面のほぼ全面を覆うことにより、カートリッジ１００の温度調整の効率が向上する。
【０１７５】
カートリッジ１００の上面に配置されるヒートブロック５１０は、プランジャ５３０と磁石５２０がカートリッジ１００にアクセスするための孔５１１を有する。プランジャ５３０がカートリッジ１００にアクセスするための孔５１１は、カートリッジ１００のエアチャンバ１３０に対応する位置に設けられる。磁石５２０がカートリッジ１００にアクセスするための孔５１１は、カートリッジ１００の長手方向に伸びている。カートリッジ１００の長手方向に伸びた孔により、磁石５２０は、カートリッジ１００に近接したまま、磁性粒子１９１の移送方向に移動することが可能となる。
【０１７６】
カートリッジ１００の上面と下面のそれぞれに磁石５２０が配置される場合には、カートリッジ１００の下面のヒートブロック５１０に溝５１２を設けることができる。
【０１７７】
カートリッジ１００の下面のヒートブロック５１０は、カートリッジ１００の長手方向に伸びた形状の溝５１２を有する。検体分析装置５００は、カートリッジ１００の下面に設けられた磁石５２０を溝５１２に挿入し、カートリッジ１００に磁力を印加する。ヒートブロック５１０の溝５１２は、ヒートブロック５１０の下面から上面に貫通していない。よって、カートリッジ１００の下面のほぼ全面の温度を調節する機能を損なわず、カートリッジ１００の下面から磁力を印加することができる。
【０１７８】
溝５１２は、貫通孔でないので、カートリッジ１００に印加できる磁力が弱まることが想定される。カートリッジ１００の上面の磁石５２０は、磁性粒子１９１を移送するために必要な強さの磁力を印加することが求められる。一方、カートリッジ１００の下面に設けられた磁石５２０は、磁性粒子１９１の移送への関与は少ないので、カートリッジ１００に対して印加できる磁力が相対的に弱くなってもよい。
【０１７９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０：第１液体収容部、２０：第２液体収容部、３０：通路、５０：流路、６０，１７０：検出槽、１００：検体分析カートリッジ、１３０，１３０ｂ：第１エアチャンバ（エアチャンバ）、５００，５３０ａ：プランジャ、１３０ｃ：第２エアチャンバ、１５０：第１流路、１６０：第２流路、１５２：第１部分、１５３：第２部分、１９０：検体、１９０ａ：被検出物質、１９０ｃ：複合体、１９０ｍ：混合液、１９１：磁性粒子、１９３：標識物質、１９４：基質、５００：検体分析装置
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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