(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片の一方側に設けられた細胞収縮試薬が保持された試料導入部から血液を導入し、前記試料導入部で血液に前記細胞収縮試薬が混ぜられ、試験片の他方側にその下流領域が延びるように設けられた展開層に前記細胞収縮試薬が混ぜられた前記血液を毛細管現象により展開させて、前記血液中の分析対象物を分析する試料溶液分析方法であって、
前記血液が試料導入部に導入される際あるいは試料導入部への導入後に、試験片の一方側が試験片の他方側よりも下方になる反応用姿勢に試験片を配置させ、この後、試験片の他方側が試験片の一方側よりも下方になる展開用姿勢に試験片を移動させることを特徴とする試料溶液分析方法。
【請求項２】
試験片に血液を導入した後に、反応用姿勢にする動作と、この後、展開用姿勢にする動作とを、繰り返して行うことを特徴とする請求項１に記載の試料溶液分析方法。
【請求項３】
試験片の姿勢を変更自在に配設し、展開層における血液の到達位置を検知し、前記到達位置に基づいて試験片の姿勢または姿勢維持時間の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１〜２の何れか１項に記載の試料溶液分析方法。
【請求項４】
試験片の一方側に、血液を導入する細胞収縮試薬が保持された試料導入部が設けられ、試験片の他方側にその下流領域が延びるように展開層が設けられ、前記細胞収縮試薬が混ぜられた前記血液を展開層において毛細管現象により展開させて前記血液中の分析対象物を分析する試料溶液分析装置であって、
移動駆動手段により、試験片を、試験片の一方側が試験片の他方側よりも下方になる反応用姿勢や、試験片の他方側が試験片の一方側よりも下方になる展開用姿勢に移動させるよう構成したことを特徴とする試料溶液分析装置。
【請求項５】
試験片の展開層における、血液の到達位置を検出する検出手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の試料溶液分析装置。
【請求項６】
展開層における血液の到達位置に基づいて、試験片の姿勢および姿勢維持時間を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の試料溶液分析装置。
【請求項７】
移動駆動手段は、試験片を、その検出用平面に沿った面内で回転することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の試料溶液分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験片の展開層に試料溶液を毛細管現象により展開させて、試料溶液中の分析対象物を分析する試料溶液分析方法と、この試料溶液分析方法を利用した試料溶液分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、在宅医療および医院や診療所などの地域医療の充実、さらには早期診断および緊急性の高い臨床検査の増加などに伴い、臨床検査の専門家でなくとも、簡易かつ迅速に高精度の測定が実施可能な分析装置が要望されるようになり、煩雑な操作を伴わず、短時間で信頼性の高い測定ができる、ＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｃａｒｅ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）向けの分析装置が脚光をあびている。ＰＯＣＴとは、一般的に開業医、専門医の診察室、病棟および外来患者向け診療所などの「患者の近いところ」で行われる検査の総称であり、検査結果を即座に医師が判断し、迅速な処置を施し、治療の過程や予後のモニタリングまでを行うという診療の質の向上に大きく役立つとして注目されている方法である。前記ＰＯＣＴは、病院などの中央検査室での検査に比べて、検体の運搬や設備にかかるコストや、不要な検査にかかる費用を抑えることができ、トータルな検査費用の削減が可能になるといわれている。ＰＯＣＴ市場は、病院経営合理化の進む米国では急速に拡大してきており、日本をはじめ世界的にみても成長市場となっていくことが予想されている。
【０００３】
免疫センサとして、クロマトグラフィー試験片に代表されるような乾式分析素子は、試薬の調整を必要とせず、測定対象となる血液や尿などの試料溶液を分析素子上に滴下するなどの簡単な操作のみにより、被検査溶液の分析対象物を分析することが可能であり、簡便かつ迅速に分析するのに非常に有用なため、ＰＯＣＴの代表として今日多数実用化されている。また、市場からは、いつでもどこでも誰でも測定できることに加え、より素早い測定時間で、より高い精度が要求されており、上記の分析素子を光学的に読み取る専用の分析装置も提案されている。
【０００４】
以下、従来の免疫クロマトグラフィー試験片を測定する方法について説明する。従来、細胞成分を含む試料溶液を分析する場合においては、予め細胞成分を取り除く構造、或いはクロマトグラフィー試験片に細胞成分の分離材を設けた構造をとっていた。しかしながら、このような方法では、予め細胞成分を取り除くために時間を要する問題、或いは細胞成分分離材に吸収される試料を考慮すると、試料溶液の微少化が図れないといった問題があった。そこで、特許文献１や特許文献２に開示されているように、細胞成分を収縮して展開する方法が考えられている。
【０００５】
図１０（ａ）および（ｂ）は従来の免疫クロマトグラフィー試験片の分解斜視図および斜視図、図１１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ免疫クロマトグラフィー試験片の断面図であり、図１１（ａ）は血液導入後の間隙部での赤血球イメージを示す図、図１１（ｂ）は血漿導入後の間隙部での血漿と標識試薬との混合状態のイメージを示す図である。
【０００６】
抗原抗体反応を利用した免疫クロマトグラフィー試験片（以下、単に試験片と称す）１００は、試験片１００の長手方向一方側に設けられ、空気孔１０を有し、試料溶液５０によって溶出可能な細胞収縮試薬９を保持する透明な空間形成材７から成る間隙部８と、試験片１００の長手方向の中央部から他方側にかけて延びるように設けられ、試料溶液５０を毛細管現象により展開する展開層２と、試験片１００の長手方向全域に設けられた展開層支持体１と、展開層２の上流領域に流れてきた試料溶液５０中に含まれる分析対象物に対して特異的に結合する物質（例えば金コロイド標識試薬）を含有した標識試薬保持部３と、前記標識試薬と結合した分析対象物の固定化が行われる試薬固定化部４と、試料溶液５０を最終的に吸水する吸水部１９と、展開層２を覆う透明な液体不透過性シート５などから構成されている。なお、図１０、図１１における６は、試料溶液が導入される試料導入部であり、間隙部８先端の開口で構成されている。試薬固定化部４に固定化された標識試薬の量を測定することにより試料溶液５０の分析対象物の濃度が求められる。
【０００７】
ここで、図１０（ｂ）、図１１（ａ）に示すように、試験片１００は水平に保たれた姿勢で、試料溶液が試料導入部６に導入されて、反応や展開が行われる。
すなわち、試料溶液５０の一例である血液を試料導入部６に導入すると、試料溶液５０は、間隙部８で細胞収縮試薬９と反応する。そして展開層２を浸透し、標識試薬保持部３で金コロイド標識試薬を溶出する。次に標識試薬の溶出によって、金コロイド標識抗体と試料溶液中の分析対象物（抗原）とが結合反応しながらさらに展開層２を浸透し、試薬固定化部４に到達する。そして、金コロイド標識抗体と抗原との複合体は、展開層２に固定化された抗体と結合する。これらの過程を経緯して、試薬固定化部４に出現した金コロイドの呈色を、目視あるいは光学的検出装置を用いて検出することにより、試料溶液５０中の分析対象物の存在、あるいは濃度を確認することが可能となる。前記試験片１００において、空間形成材７から成る間隙部８に細胞収縮試薬９を保持させ、血液中の細胞成分である赤血球を展開層２の孔より小さく収縮させることによって、展開層２への全血の展開が良好に行われるよう構成している。
【特許文献１】特許第３６５５２８３号公報
【特許文献２】特許第３８１３１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１０、図１１に示すような従来の試料溶液分析方法では、血液などの試料溶液５０の粘度（例えば血液の粘度に正の相関関係を有するヘマトクリット値など）によって、水平姿勢に支持された試験片１００において試料溶液５０の展開層２を進む展開速度に大きな違い（ムラ）を生じ、粘度の小さな血液と比較して粘度の大きな血液では展開速度が極めて遅くなるという課題があった。この結果、展開時間や分析時間が長くなるだけでなく、標準粘度の試料溶液５０を基準とする展開時間に、ある程度余分な時間を加えて分析時間とした場合でも、粘度が極めて大きな血液の場合などに、全量の試料溶液５０がまだ試薬固定化部４に達していないおそれがある。また分析時間内に試薬固定化部４を通過する分析対象物の量は、展開速度が速いものは多く、展開速度が遅いものは少ないので、多く流れたものほど感度が高く、少なく流れたものほど感度が低い。つまり、測定感度に差が生じ、分析精度や信頼性の悪化を招いていた。
【０００９】
また、前記従来の試料溶液分析方法では、図１１（ａ）に示すように、間隙部８に吸引された展開層２側の血液は細胞収縮試薬９との反応が十分に行われている（この箇所の赤血球１１’）が、試料導入部６側の血液は細胞収縮試薬９との反応が不十分（この箇所の赤血球１１）であり、血液と試薬との反応状態にムラが発生していた。従って、細胞収縮試薬９と十分に反応していない血液が展開層２へ展開され、これによって分析精度が悪化する問題があった。
【００１０】
また、図１１（ｂ）に示すように、試料溶液５０が血漿の場合には、赤血球の影響は無いが、間隙部８に吸引された血漿中に溶け出した標識試薬の濃度が、展開層２側では濃く、試料導入部６側では薄い問題があった。つまり、血漿と標識試薬との反応にムラを生じ、標識試薬と十分に反応していない血漿が展開層２へ展開される問題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、分析時間を短縮できるだけでなく、試料溶液の粘度の差による精度の悪化を最小限に抑えることができる試料溶液分析方法および試料溶液分析装置を提供することを目的とする。また、微少な試料溶液であっても、試料溶液と、細胞収縮試薬などの試薬とが十分に反応する時間を確保し、試料溶液と試薬とを均一に反応させることによって、高精度に測定することが可能な試料溶液分析方法および試料溶液分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の試料溶液分析方法は、試験片の一方側に設けられた細胞収縮試薬が保持された試料導入部から血液を導入し、前記試料導入部で血液に前記細胞収縮試薬が混ぜられ、試験片の他方側にその下流領域が延びるように設けられた展開層に前記細胞収縮試薬が混ぜられた前記血液を毛細管現象により展開させて、前記血液中の分析対象物を分析する試料溶液分析方法であって、前記血液が試料導入部に導入される際あるいは試料導入部への導入後に、試験片の一方側が試験片の他方側よりも下方になる反応用姿勢に試験片を配置させ、この後、試験片の他方側が試験片の一方側よりも下方になる展開用姿勢に試験片を移動させることを特徴とする。
【００１３】
この方法により、展開時に試験片の展開層下流領域が下方に向く展開用姿勢に配置されるので、展開時においても試験片を水平姿勢に配置した場合と比較して、重力によって血液の展開速度が大きくなり、展開時間や分析時間を短縮することができる。しかも、重力によって血液に対して展開層の下流領域に移動する方向に力が付加されるため、試験片を水平姿勢に保持した場合と比較して、展開時における血液の粘度の影響を受け難くなり、粘度が異なった血液でも展開速度の差が小さくなる。この結果、標準粘度の血液を基準とする展開時間に、ある程度の時間を加えて分析時間として測定した場合に、粘度にかかわらず、ほぼ等量の試料溶液が、試薬固定化部などの展開層の所定箇所に達する。従って、分析時間内に試薬固定化部を通過する分析対象物の量にも差が発生しないので、分析精度や信頼性を向上できる。
【００１６】
さらにこの方法により、血液が試料導入部に導入される際あるいは試料導入部への導入後に、試験片の一方側（試料導入部や細胞収縮試薬が設けられている側）が試験片の他方側よりも下方になる反応用姿勢に試験片が配置される。よってこの際に、試験片の一方側に血液を良好に溜めることができ、細胞収縮試薬と血液とが十分に反応する時間を確保できるので、均一な反応が可能となる。
【００１７】
また、本発明の試料溶液分析方法は、試験片に血液を導入した後に、反応用姿勢にする動作と、展開用姿勢にする動作とを、繰り返して行うことを特徴とする。
このように、反応用姿勢にする動作と、展開用姿勢にする動作とを繰り返して行うことで、水平姿勢を維持したままで細胞収縮試薬と血液とを反応させる場合と比較して、細胞収縮試薬と血液とがより良好に撹拌されるので、さらに良好に反応させることができる。
【００１８】
また、本発明の試料溶液分析方法は、試験片の姿勢を変更自在に配設し、血液の展開層における到達位置を検知し、前記到達位置に基づいて試験片の姿勢または姿勢維持時間の少なくとも一方を設定することを特徴とする。
【００１９】
この方法により、展開層における血液の到達位置に応じて、これ以降の試験片の姿勢または姿勢維持時間を設定することで、粘度の影響を一層受け難くなるように展開させることができて、分析精度や信頼性を向上できる。
【００２２】
また、本発明の試料溶液分析装置は、試験片の一方側に、血液を導入する細胞収縮試薬が保持された試料導入部が設けられ、試験片の他方側にその下流領域が延びるように展開層が設けられ、前記細胞収縮試薬が混ぜられた前記血液を展開層において毛細管現象により展開させて前記血液中の分析対象物を分析する試料溶液分析装置であって、移動駆動手段により、試験片を、試験片の一方側が試験片の他方側よりも下方になる反応用姿勢や、試験片の他方側が試験片の一方側よりも下方になる展開用姿勢に移動させるよう構成したことを特徴とする。
【００２３】
この構成により、移動駆動手段を駆動させることで試験片を反応用姿勢や展開用姿勢に良好に移動させることができ、血液を試料導入部に導入した際に、反応用姿勢に試験片を配置させることで、細胞収縮試薬と血液とが十分に反応する時間を確保できて、均一に反応させることができる。
【００２４】
また、本発明の試料溶液分析装置は、試験片の展開層における、血液の到達位置を検出する検出手段を備えたことを特徴とし、この構成により、展開層における血液の到達位置を検出しながら分析することができるため、分析精度や信頼性を向上できる。
【００２５】
また、本発明の試料溶液分析装置は、展開層における血液の到達位置に基づいて試験片の姿勢および姿勢維持時間を制御する制御部を備えたことを特徴とし、この構成により、血液が展開層において良好に展開するように制御でき、分析精度や信頼性を向上できる。
【００２６】
また、本発明の試料溶液分析装置の移動駆動手段は、試験片を、その検出用平面に沿った面内で回転することを特徴とし、検出手段をその検出範囲が検出用平面に沿った面を検出するように配置すれば、試験片の姿勢がどのように変更された場合でも、１台の検出手段により試験片の展開位置を良好に検出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の試料溶液分析方法および試料溶液分析装置によれば、展開時に、試験片の展開層下流領域が下方に向く展開用姿勢に配置するので、試料溶液を、その粘度の影響を低く抑えながら展開させることができ、分析精度や信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明の試料溶液分析方法および試料溶液分析装置によれば、試料溶液が試料導入部に導入される際あるいは試料導入部への導入後に、試験片の一方側が試験片の他方側よりも下方になる反応用姿勢に試験片を配置させることで、試料溶液と試薬が十分に反応する時間を確保することができるので、試料溶液と試薬を均一に反応させることが可能となり、微少な試料溶液であっても、高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明の実施の形態に係る試料溶液分析方法および試料溶液分析装置を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析方法に用いる試験片の平面図である。本発明の実施の形態に係る試料溶液分析方法に用いる試験片１００は、図１０において説明した免疫クロマトグラフィー試験片１００と同様な構成および機能を有するものである。なお、同様の機能の構成要素については同じ符号を付す。
【００３１】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、試験片１００は、この試験片１００の長手方向に対する一方側に設けられ、空気孔１０を有し、試料溶液によって溶出可能な試薬９を保持する透明な空間形成材７で形成された間隙部８と、試験片１００の長手方向の中央部から他方側にかけて延びるように設けられ、試料溶液を毛細管現象により展開する展開層２と、試験片１００の長手方向全域に設けられた展開層支持体１と、展開層２の上流領域に流れてきた試料溶液中に含まれる分析対象物に対して特異的に反応する標識試薬が含まれた標識試薬保持部３と、前記標識試薬と結合した分析対象物の複合体との特異的反応が可能な試薬が固定化されている試薬固定化部４と、試料溶液を最終的に吸水する吸水部１９と、展開層２を覆って試料溶液である血液等の乾燥を防ぎ、均一な展開を助成する透明な液体不透過性シート５などから構成されている。詳細には、試験片１００における一方側に間隙部８先端の開口部分からなる試料導入部６が設けられているとともに、この間隙部８の箇所に細胞収縮試薬９が保持され、試験片１００の他方側に展開層２の下流領域が延びるようにして展開層２が設けられている。そして、試験片１００に試料溶液が導入されると、試料溶液中の分析対象物が、標識試薬や固定化試薬と反応して試薬固定化部４に標識試薬の呈色が出現する。この呈色を後述するイメージセンサ２３で撮像して試薬固定化部４の呈色度を求めることによって、分析対象物の濃度が検出される。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析装置について説明する。図２（ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析装置の１例を簡略的に示す平面図および側面図である。
【００３３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、試料溶液分析装置１２０は、試験片１００を保持する試験片保持手段としてのホルダ２１と、ホルダ２１を回転自在に支持する移動駆動手段としてのモータ２２と、試験片１００をモニタリング（撮像）する検出手段としてのイメージセンサ２３と、イメージセンサ２３の撮像画像等に基づいてモータ２２を制御する図示しない制御部とを備えている。なお、この試料溶液分析装置１２０では、試験片１００が、長手方向に対する中央部において、試験片１００の幅方向に沿うような軸Ｘを中心として回転自在に支持されているが、これに限るものではない。
【００３４】
このような試料溶液分析装置１２０を用いた本発明の試料溶液分析方法について図３を参照しながら、以下に説明する。ここで、図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析方法について簡略的に示した側面図で、図３（ａ）は同試料溶液分析方法における試料溶液導入時の状態を簡略的に示し、図３（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ同試料溶液分析方法における展開時の状態を簡略的に示す。なお、以下に述べる試料溶液分析方法は、前記試料溶液分析装置１２０を用いることが好ましいが、この試料溶液分析装置１２０を用いることに限定するものではなく、後述する図７に示された試料溶液分析装置１３０を用いるなど、他の構成の試料溶液分析装置を用いてもよい。また、以下の説明における角度は、試験片１００を水平に配置した場合を基準（０°）とし、この基準線に対して、試験片１００の長手方向の中央部を中心として左回りに回転する角度を＋、右回りに回転する角度を−として記載している。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、まず、ホルダ２１により試験片１００を水平に静止した姿勢（導入用姿勢）で保持させ、この試験片１００の試料導入部６に試料溶液５０を導入し、試料溶液５０が試験片１００の間隙部８に良好にゆきわたるように、水平姿勢のままで所定時間（例えば６０秒間）静置させる。なお、試験片１００の試料導入部６に試料溶液５０を導入する際の導入用姿勢としては、水平に静止した姿勢に限るものではなく、試料溶液５０を導入する作業が行い易くて、支障を来たさない姿勢であればどのような姿勢でもよい。この後、図３（ｂ）に示すように、ホルダ２１を介して試験片１００を、この展開層２の下流領域が下方になり、試料導入部６が設けられている空間形成材７が上方に向く展開用姿勢となるように、＋９０°傾けて、試料溶液を展開層２に展開させる。このような展開用姿勢で、例えば２４０秒間静置した後に、試験片１００上の反応度合をイメージセンサ２３にて計測する。
【００３６】
また展開用姿勢の際、展開層２において毛細管現象により展開することに加えて、試料溶液５０に対して展開層２の下流領域に移動する方向に重力が付加される。したがって、試験片１００を水平姿勢に配置し続けた場合と比較して、重力によって試料溶液５０の展開速度が大きくなり、展開時間や分析時間を短縮することができる。しかも、単に分析時間を短縮することができるだけでなく、重力によって試料溶液５０に対して展開層２の下流領域に移動する方向に力が付加されるため、試験片１００を展開時も水平姿勢に保持し続けた場合と比較して、展開時にその展開速度が試料溶液５０の粘度の影響を受け難くなり、粘度が異なった試料溶液５０でも展開速度の差が小さくなる。この結果、標準粘度の試料溶液５０が必要とする展開時間（例えば２００秒）に、少なめの余裕時間（例えば４０秒）を加えて分析時間として測定した場合に、粘度が極めて大きな血液の場合でも、ほぼ等量の試料溶液が、試薬固定化部４などの展開層２の所定箇所に達する。従って、分析時間内に試薬固定化部４を通過する分析対象物の量にも差が発生しないので、分析精度や信頼性を向上できる。
【００３７】
例えば、試料溶液５０として血液を用いて所定物質を分析する場合に、血液の粘度に正の相関関係を有するヘマトクリット値が、例えば標準的な４０％前後であるものと比較して、展開時においても試験片１００を水平姿勢に配置し続けた場合には、粘度が低い血液（例えばヘマトクリット値が約２０％）では、展開距離は１．３倍となるが、粘度が高い血液（例えばヘマトクリット値が約６０％）では、展開距離は、０．７倍となる。その為、試薬固定化部４を通過する所定物質の量も異なる。従って、所定物質濃度をこの試験片１００で測定した場合、標準的なヘマトクリット４０％の血液に対して、ヘマトクリット約２０％では真値からの乖離度が約＋６０％、ヘマトクリット約６０％では乖離度が約−６０％と大きく異なる。これに対して、展開時に試験片１００を上記のように展開層２の下流領域が下方になるように、＋９０°傾けた場合には、ヘマトクリット値が約２０％の血液と、６０％の血液との展開距離の差が小さくなるため、真値からの乖離度もほぼ半減し、試料溶液５０の粘度の影響を受け難くなる。
【００３８】
すなわち、展開時に試験片１００を水平姿勢に保持し続けた場合には、展開時間に要する時間を長めにとっても、粘度が大きい試料溶液５０では、一部の試料溶液５０が所定の位置（試薬固定化部４）に達していない可能性が高く、分析精度や信頼性が低下する恐れがあるが、本実施の形態によればこのような不具合を最小限に抑えることができ、分析精度や信頼性を向上できる。
【００３９】
なお、展開時の試験片１００の姿勢（展開用姿勢）は、展開層２の下流領域が下方になるように、上記のように＋９０°傾けるとより好適である。しかしこれに限るものではなく、図３（ｃ）に示すように、好ましくは＋４５〜＋１３５°の任意の角度でも、展開時にその展開速度が試料溶液の粘度の影響を受け難くなる効果を有する。ただし、＋３０°以下、＋１５０°以上の場合は、殆ど水平姿勢の場合と変わりがなく、好ましくない。また、導入直後の水平姿勢（導入用姿勢）での静置時間や、展開層２の下流領域が下方になる展開用姿勢の静置時間は、上記時間に限るものではなく、試験片１００の性質に合わせて最も適した時間を選択すればよい。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、上記の作用効果に加えて、以下の利点も有する。ここで、図４（ａ）、（ｂ）は同実施の形態にかかる試料溶液５０を導入してから一定時間後の試験片１００の状態を示す側面断面図である。図４（ａ）は、比較例として試料溶液５０の導入後も水平姿勢に静置し続けた場合の側面断面図を示し、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る、試料溶液５０の導入後に展開層２の下流領域が下方になる展開用姿勢に静置した場合の状態を示す側面断面図を示す。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、水平姿勢に保持された試験片１００の試料導入部６に測定検体である試料溶液５０を導入し、その後も継続して水平姿勢のままで静置した場合には、試料溶液５０が展開層２の下流領域へと展開していく。この際に、展開層２において、展開層２は液体不透過性シート側よりも展開層裏面にある展開層支持体側の摩擦が小さく、毛細管現象が亢進されるため、展開層支持体１側の展開が速く、液体不透過性シート５側ほど展開が遅い傾向を有する。したがって、導入時だけでなく展開時にも試験片１００が水平姿勢であると、試料溶液が展開層２をその厚み方向に対して不均一に（展開層２の厚み方向に対して下方側が速く、上方側が遅い状態で）展開するので、試薬固定化部４における反応が不均一になり、展開位置の境界線が不明瞭であったり、試薬固定化部４の呈色度合にばらつきが生じたりする。その為、イメージセンサ２３で試験片１００上の反応度合を計測した際に、測定精度が悪化する傾向があった。
【００４２】
しかしながら、本実施の形態では上記したように、展開用姿勢（＋４５°〜＋１３５°）の状態とすることによって、図４（ｂ）に示すように、展開時に試料溶液５０が展開方向に展開する力として、毛細管現象による力に重力も付加されるため、試料溶液５０は展開層支持体１側と液体不透過性シート５側に展開する速度の差がない状態で展開層１の下流領域へと展開する。それによって、試料溶液５０の展開層２における厚み方向及び幅方向の展開ムラを緩和することができ、試料溶液５０が展開層２の下流側へ均一に近い状態で展開する。従って、試料溶液５０と標識試薬保持部３の標識試薬や試薬固定化部４の固定化試薬とが、展開層２における厚み方向及び幅方向に対してムラなく均一に反応し、試薬固定化部４における呈色度合のばらつきも厚み方向及び幅方向に対して均一になる。よって、イメージセンサ２３で試験片１００上の反応度合を計測した際に、展開位置を明瞭に認識できるので、更に高精度な測定が可能となる。
【００４３】
（実施の形態２）
図５（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態２に係る試料溶液分析方法における試料溶液（血液）の導入時の状態を簡略的に示す側面図、図５（ｃ）は同試料溶液分析方法における試料溶液の導入後展開前の状態を簡略的に示す側面図、図５（ｄ）は同試料溶液分析方法における試料溶液展開時の状態を簡略的に示す側面図を示す。また、図６（ａ）〜（ｃ）は同試料溶液分析方法の間隙部において細胞成分である赤血球の挙動をイメージ化したものであり、図６（ａ）は試料溶液導入直後の状態を簡略的に示す図、図６（ｂ）は試料溶液導入後においてしばらく経過した状態を簡略的に示す図、図６（ｃ）は試料溶液展開時の状態を簡略的に示す図である。
【００４４】
上記実施の形態１に係る試料溶液分析方法においては、試料溶液５０の展開時における課題についての対処方法を述べた。しかし、試験片１００に試料溶液を導入した後も水平姿勢を保持していた従来の試料溶液分析方法では、試験片１００に試料溶液を導入した際に、細胞収縮試薬９などの試薬が試料溶液５０に対して良好に混合されず、反応が不十分となる課題もあった。以下に述べる本発明の実施の形態は、この課題にも対処したものである。
【００４５】
この実施の形態２に係る試料溶液分析方法に用いる試験片１００は、図１、図１０において説明したものと同様な構成のものが用いられる。すなわち、試験片１００は、空気孔１０を有し、細胞収縮試薬９が保持された透明な空間形成材７で形成されてなる間隙部８と、標識試薬、抗体を保持、固定化した展開層２と、試料溶液５０を最終的に吸水する吸水部１９と、展開層２、吸水部１９を支持するための展開層支持体１と、試料溶液５０である血液の乾燥を防ぎ、均一な展開を助成するための透明な液体不透過性シート５などより構成され、試験片１００における間隙部８の先端に、試料溶液５０が導入される試料導入部６が形成されている。したがって、試験片１００における一方側に間隙部８先端の開口部分からなる試料導入部６が設けられているとともに、この間隙部８の箇所に細胞収縮試薬９が保持されている。また、試験片１００の他方側に展開層２の下流領域が延びるようにして展開層２が設けられている。なお、空間形成材７に形成された空気孔１０は、試料溶液５０の導入時に、試料溶液５０が間隙部８にスムーズに吸引されるように、間隙部８の空気を排出するためのものである。
【００４６】
次に、この実施の形態２に係る試料溶液分析方法について、図５、図６を参照しながら説明する。
試験片１００における間隙部８先端の試料導入部６に、試料溶液５０である血液を導入する。この際、試験片１００は、試料導入部６に試料溶液５０を導入するに適した導入用姿勢に配置すれば良い。導入用姿勢の例としては、図５（ａ）に示すように、試験片１００を水平に静止させた姿勢や、図５（ｂ）に示すように、試験片１００の試料導入部６が上に向く姿勢でもよい。
【００４７】
試験片１００の試料導入部６に血液を導入した後、図５（ｃ）に示すように、試験片１００の一方側である試料導入部６側が、試験片１００の他方側である展開層２の下流領域よりも下方となるように、試験片１００を−４５°〜−１３５°の姿勢で待機させる。この姿勢は、後述するように細胞収縮試薬９と十分に反応させるための姿勢であり、今後、反応用姿勢と称す。なお、この際の反応用姿勢は、最も好ましい角度は−９０°であるが、これに限るものではなく、この角度は−４５°〜−１３５°の任意の角度で何ら問題はない。
【００４８】
従来の試料溶液分析方法のように、試料溶液５０の導入後に試験片１００を水平方向に沿って静置した場合は、間隙部８中での血液と細胞収縮試薬９との濃度にムラが発生し、細胞収縮試薬９と十分反応していない赤血球が展開層２へ展開していく。これに対して、本実施の形態のように、試験片１００を−４５°〜−１３５°の反応用姿勢で待機させると、図６（ａ）に示すように、試料導入部６から導入された血液中の赤血球１１が重力によって、試験片１００の一方側である試料導入部６側（展開層２より離れる方向）へ移動、もしくは間隙部８に滞留する。これは、個人差はあるが、一般的に人の血液中における血漿成分の比重は１．０２５〜１．０２９、赤血球成分の比重は１．０９５であり、通常、赤血球成分の比重が血漿成分の比重よりも大きいことによる。それによって、赤血球１１が間隙部８に留まる時間を確保することができ、血液中の赤血球１１と細胞収縮試薬９とがムラなく均一に反応し、赤血球１１は多孔質担体から成る展開層２の孔より小さく収縮する（図６（ａ）に示す赤血球１１’の状態）。
【００４９】
このままの姿勢で試験片１００を保持し続けると、図６（ｂ）に示すように、血液の一部（図中の１２で示した部分）は展開層２へ展開するが、間隙部８に保持されている血液が、間隙部８の体積より小さくなると、血液の液面５０ａの位置が展開層２の端部より低くなり、間隙部８の血液と展開層２とが接触しなくなるため、血液は展開層２へ展開されなくなる。そのため、前記反応用姿勢で３０秒（十分に反応したと考えられる時間）後に、試験片１００を、図５（ｄ）に示すように、試験片１００の他方側である展開層２の下流領域側が、試験片１００の一方側である試料導入部６よりも下方となる、＋４５°〜＋１３５°の姿勢（展開用姿勢）で保持する。なお、この際の展開用姿勢は、最も好ましい角度は＋９０°であるが、これに限るものではなく、この角度は＋４５°〜＋１３５°の任意の角度で何ら問題はない。
【００５０】
これにより、図６（ｃ）に示すように、重力によって血液が展開層２の下流領域側に流れるので、血液は間隙部８中を試料導入部６側から空気孔１０側へ移動して展開層２に接触する。その結果、赤血球１１’が十分収縮した血液（試料溶液５０）が展開層２へと展開する。また重力が付加された効果によって、間隙部８での血液の残留がなくなる。そして、血液中の分析対象物は標識試薬及び固定化試薬と反応し、その結果、試薬固定化部４に標識試薬の呈色が出現する。出現した標識試薬の呈色は、イメージセンサ２３からの信号によって呈色度として測定され、分析対象物の存在、あるいは濃度が良好かつ正確に検出される。
【００５１】
この本実施の形態に係る試料溶液分析方法によれば、血液中の赤血球１１が間隙部８において、細胞収縮試薬９と十分に、かつ均一に反応されてから展開層２へ展開するため、血液が展開層２で目詰まりすることなく標識試薬および標識抗体と反応することができ、さらには、間隙部８中に血液が残留しないため、微少な試料溶液５０であっても、高精度に測定することができる。また、この実施の形態においても、前記第１の実施の形態の場合と同様に、展開時に展開用姿勢としたことによって、展開時にその展開速度が試料溶液５０の粘度の影響を受け難くなり、分析精度や信頼性を向上できる。
【００５２】
ここで、この試料溶液分析方法を用いる試料溶液分析装置としては、図２に示す試料溶液分析装置１２０に代えて、図７に示す試料溶液分析装置１３０を用いるとよい。
次に、図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る試料溶液分析装置１３０の構造を簡略的に示す図であり、図７（ａ）は、試料溶液分析装置１３０の斜視図、図７（ｂ）は、血液導入直後の試料溶液分析装置１３０の側面図、図７（ｃ）は、試験片の傾き角度を変化させた後の試料溶液分析装置１３０の側面図である。なお、図２に示す試料溶液分析装置１２０の構成要素と同様な機能のものには同符号を付す。
【００５３】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、試料溶液分析装置１３０は、試験片１００を保持する試験片保持手段としてのホルダ２１と、ホルダ２１を回転自在に支持する移動駆動手段としてのモータ２２と、試験片１００をモニタリング（撮像）するイメージセンサ２３と、イメージセンサ２３の撮像画像等に基づいてモータ２２を制御する図示しない制御部と、これらのホルダ２１、モータ２２、イメージセンサ２３、制御部が内蔵されている筐体２４などを備えている。この試料溶液分析装置１３０では、モータ２２が、筐体２４の背面２４ａの内側に、その回転軸２２ａが水平になる姿勢で取り付けられ、回転軸２２ａに取り付けられたホルダ２１や、このホルダ２１に装着された試験片１００が、試験片１００における展開層２の展開状態を識別、検出できる平面（検出用平面と称す）２ａ内（この実施の形態では水平線に直交する鉛直面内）で回転するように配設されている。なお、筐体２４の上面部には、試験片１００における上端に位置した箇所が突出するように長孔２４ｂが形成されている。また、イメージセンサ２３が、試験片１００の展開層２の検出用平面２ａに対向するように配設されている。
【００５４】
血液を導入する際には、ホルダ２１が図７（ａ）に示す姿勢となるように、モータ２２が位置制御されている。このホルダ２１に、被験者等が試験片１００をセット（装着）する。これにより、図７（ａ）に示すように、試験片１００の試料導入部６が筐体２４の上面部より突出した姿勢で保持され、この状態で被験者等が試料導入部６に血液を導入する。
【００５５】
試料溶液分析装置１３０では、試験片１００がセットされると同時に、イメージセンサ２３が試験片１００のモニタリングを開始するように制御されている。試験片１００に血液が導入されたことを画像処理により自動認識すると、図７（ｂ）に示すように、試験片１００の試料導入部６側が展開層２の下流領域よりも下方（反応用姿勢）となるように、モータ２２により試験片１００を１８０°回転させる。なお、この際の回転方向は任意の方向でよい。またこの時、さらにイメージセンサ２３により、試験片１００のモニタリングを行い、図８に示すように、展開層２での血液の到達位置５０ｂを検出する。
【００５６】
試料溶液分析装置１３０の制御部は、血液の到達位置５０ｂが試験片１００の試料導入部６が設けられている一端部から所定の距離Ｌ以上に到達したことを確認すると、任意の時間後に試験片１００を、図７（ｃ）に示すように、試験片１００の展開層２の下流領域側が、試料導入部６よりも下方となった展開用姿勢となるように、モータ２２で１８０°回転する。そして、展開用姿勢の状態となって、血液導入から所定時間（例えば５分）経過後に、イメージセンサ２３で試験片１００の画像を撮像し、試薬固定化部４の呈色度を測定する。これにより、血液中の分析対象物の濃度を検出する。
【００５７】
この実施の形態に係る試料溶液分析装置１３０によれば、試験片１００が、その展開層２の検出用平面２ａと同一面内で回転するように配設されているため、試験片１００の表面状態を常に１つのイメージセンサ２３で監視できる。またこの場合には、測定に必要であるイメージセンサ２３を、試験片１００の傾き角度を変化させるタイミング検出にも使用できるため、別の専用部品が不要となり、製造コストの低減化とともに、組立作業を容易にする利点がある。
【００５８】
なお、この試料溶液分析装置１３０を用いる代わりに、図２に示す試料溶液分析装置１２０を用いても良い。この場合には、血液を導入する際には、試験片１００を図２（ｂ）の実線で示すような水平姿勢に配置しても、あるいは、図２（ｂ）の仮想線で示すように、試験片１００の試料導入部６が上方となるように配置してもよく、血液を導入し易い姿勢とすることが好ましい。
【００５９】
（実施の形態３）
次に、図１、図５、図９を参照しながら、試料溶液として血漿が用いられる場合の試料溶液分析方法について説明する。なお、試料溶液５０として血漿が用いられる場合には、試料溶液５０に赤血球および白血球が存在しないため、図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）に示す試験片１００において細胞収縮試薬９がないものが用いられ、その他の構成は同じである。
【００６０】
図９（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態３に係る試験片１００の間隙部８での試料溶液５０としての血漿と、標識試薬との混合状態をイメージ化したものであり、図９（ａ）は、血漿導入直後の血漿と標識試薬の混合状態を示す図、図９（ｂ）は血漿導入後しばらく時間経過した混合状態を簡略的に示す図、図９（ｃ）は展開時の状態を簡略的に示す図である。
【００６１】
まず、試験片１００における間隙部８先端の試料導入部６に、血漿を導入する。この時、図示しないが、血漿の導入時には上記実施の形態２の場合と同様に、試料導入部６に試料溶液５０を導入するに適した導入用姿勢に配置すれば良い。導入用姿勢の例としては、図５（ａ）に示すように、試験片１００を水平に静止させた姿勢や、図５（ｂ）に示すように、試験片１００の試料導入部６が上に向く姿勢でもよい。そして図５（ｃ）と同様に、試験片１００の一方側である試料導入部６側が、試験片１００の他方側である展開層２の下流領域よりも下方となるように、試験片１００を−４５°〜−１３５°の反応用姿勢で待機させる。なお、この際の反応用姿勢は、最も好ましい角度は−９０°であるが、これに限るものではなく、この角度は−４５°〜−１３５°の任意の角度で何ら問題はない。また、図９（ａ）は、−９０°の状態を示している。
【００６２】
この際に、従来の試料溶液分析方法のように、血漿の導入後に試験片１００を水平方向に沿って静置した場合においては、間隙部８中の血漿に溶け出した標識試薬の濃度にムラが発生し、標識試薬と十分反応していない血漿が展開層２へ展開していく。これに対して、本実施の形態のように、試験片１００を−４５°〜−１３５°の反応用姿勢で待機させると、図９（ａ）に示すように、血漿が重力によって試験片１００の一方側である試料導入部６側（展開層２より離れる方向）へ移動、もしくは間隙部８に滞留する。それによって、血漿が間隙部８に留まる時間を確保することができ、血漿と標識試薬がムラなく均一に反応する。
【００６３】
このままの姿勢で試験片１００を保持し続けると、図９（ｂ）に示すように、血漿の一部は展開層２へ展開するが、間隙部８に保持されている血漿が、間隙部８の体積より小さくなると、血漿の液面５０ａの位置が展開層２の端部より低くなり、間隙部８の血漿と展開層２が接触しなくなるため、血漿が展開層２へ展開することができなくなる。そのため、本実施の形態においては、前記反応用姿勢で３０秒（十分に反応したと考えられる時間）後に、図９（ｃ）に示すように、試験片１００の他方側である展開層２の下流領域側が、試験片１００の一方側である試料導入部６よりも下方となるように、試験片１００を＋４５°〜＋１３５°の展開用姿勢で保持する。これにより、図９（ｃ）に示すように、重力によって血漿は展開層２の下流領域側に流れるので、間隙部８中を試料導入部６側から空気孔１０側へ移動して、展開層２に接触する。その結果、標識試薬と十分反応した血漿が展開層２へと展開する。また重力が付加された効果によって、間隙部８での血漿の残留がなくなる。そして、血漿中の分析対象物は標識試薬と反応した後、試薬固定化部４で固定化される。試薬固定化部４に出現した標識試薬の呈色は、イメージセンサ２３からの信号によって呈色度として測定され、分析対象物の存在、あるいは濃度が良好かつ正確に検出される。
【００６４】
この実施の形態に係る試料溶液分析方法によれば、血漿が標識試薬と十分、かつ間隙部８において均一に反応されてから展開層２へ展開するため、さらには間隙部８中の血漿が残留しないため、微少な試料溶液５０であっても、高精度に測定することができる。また、この実施の形態においても、前記第１の実施の形態の場合と同様に、展開時に展開用姿勢としたことによって、展開速度が試料溶液５０の粘度の影響を受け難くなり、分析精度や信頼性を向上できる。
【００６５】
なお、本実施の形態２、３においては、試験片１００の試料導入部６側が下方となる反応用姿勢とした後、試験片１００の展開層２の下流領域側が下方とになる展開用姿勢とし、所定時間後にイメージセンサ２３により分析対象物の存在、あるいは濃度を検出した場合を述べた。しかしこれに限るものではなく、試験片１００に試料溶液５０を導入した後に、反応用姿勢にする動作と、展開用姿勢にする動作とを繰り返して行ってもよい。
【００６６】
このように、反応用姿勢にする動作と展開用姿勢にする動作とを繰り返して行うことで、反応用姿勢を維持したままで、細胞収縮試薬９や標識試薬と試料溶液５０とを反応させる場合と比較して、細胞収縮試薬９や標識試薬と試料溶液５０とがより良好に撹拌されて混ぜられ、一層良好に反応させることができる効果がある。
【００６７】
なお、本実施の形態１〜３においては、反応用姿勢となった際に展開層２に試料溶液が接触しなくなる場合を説明したが、これに限るものではなく、展開層２が試料導入部６まで伸びて設けられている場合など、展開層２の一部に常に試料溶液５０が接触している構造であっても十分に効果は得られる。
【００６８】
また、反応用姿勢の維持時間は任意の時間で何ら問題はなく、各形態において最適な時間を選択することが望ましい。
さらに、試験片１００の姿勢を変更させる（傾き角度を変化させる）タイミングは、図６（ｂ）で説明した間隙部８に保持されている試料溶液５０の液面位置にて検出することも可能であり、任意の方法でよい。
【００６９】
さらに、試験片１００の姿勢を変更させる（傾き角度を変化させる）移動駆動手段や移動駆動方法は任意の手段または方法で何ら問題はなく、時間の経過を計測する方法も任意の方法でよい。
【００７０】
さらに、試験片１００のモニタリングは、イメージセンサ２３を用いる方法で説明しているが、任意の方法でよい。
さらに、呈色度を測定する際、イメージセンサ２３を用いて撮像し、画像処理する方法で説明しているが任意の方法でよい。
【００７１】
さらに、試料溶液５０として血液を例に挙げたが、その他にも試料溶液５０としては、細菌溶液など細胞を含む試料溶液、尿、血清、唾液などの体液を用いることが可能である。また分析対象物として、それらの試料溶液に含まれる蛋白質、ホルモン、細菌、ウイルスなどの生体物質とした測定も可能である。具体的には、水質検査や、尿中のヒト絨毛性性腺刺激ホルモンや、血液中のさまざまな抗体及び抗原、アルブミン、ＨｂＡ１ｃ、エストラジオール、エストリオール、黄体ホルモンなど、さらに唾液中の口腔内細菌やウイルスなどが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる試料溶液分析方法および試料溶液分析装置は、微少な試料溶液であっても、高精度に測定することが可能で、特に迅速かつ簡便に、正確かつ高精度な分析対象物の測定が必要とされる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析方法に用いる試験片の平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る試料溶液分析方法に用いる試験片の平面図
【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析装置の１例を簡略的に示す平面図および側面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１に係る試料溶液分析方法について簡略的に示した側面図で、（ａ）は同試料溶液分析方法における試料溶液導入時の状態、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ同試料溶液分析方法における展開時の状態
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同実施の形態１にかかる試料溶液を導入してから一定時間後の試験片の状態を示す側面断面図で、（ａ）は比較例として試料溶液の導入後も水平姿勢に静置し続けた場合、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る試料溶液の導入後に展開層の下流領域が下方になる展開姿勢に静置した場合の状態
【図５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態２に係る試料溶液分析方法における試料溶液の導入時の状態を簡略的に示す側面図、（ｃ）は同試料溶液分析方法における試料溶液の導入後展開前の状態を簡略的に示す側面図、（ｄ）は同試料溶液分析方法における試料溶液展開時の状態を簡略的に示す側面図
【図６】同実施の形態２に係る試料溶液分析方法の間隙部において細胞成分である赤血球の挙動をイメージ化したもので、（ａ）は試料溶液導入直後の状態、（ｂ）は試料溶液導入後においてしばらく経過した状態、（ｃ）は試料溶液展開時の状態
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の実施の形態２に係る試料溶液分析装置の構造を簡略的に示す図で、（ａ）は試料溶液分析装置の斜視図、（ｂ）は血液導入直後の試料溶液分析装置の側面図、（ｃ）は試験片の傾き角度を変化させた後の試料溶液分析装置の側面図
【図８】本発明の実施の形態２に係る試験片の血液到達位置を示す正面図
【図９】本実施の形態３に係る試験片の間隙部での試料溶液としての血漿と標識試薬との混合状態をイメージ化したもので、（ａ）は血漿導入直後の血漿と標識試薬の混合状態、（ｂ）は血漿導入後においてしばらく経過した混合状態、（ｃ）は展開時の状態
【図１０】（ａ）および（ｂ）は従来の免疫クロマトグラフィー試験片の分解斜視図および斜視図
【図１１】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ免疫クロマトグラフィー試験片の断面図で、（ａ）は血液導入後の間隙部での赤血球イメージ、（ｂ）は血漿導入後の間隙部での血漿と標識試薬との混合状態のイメージ
【符号の説明】
【００７４】
１  展開層支持体
２  展開層
３  標識試薬保持部
４  試薬固定化部
５  液体不透過性シート
６  試料導入部
７  空間形成材
８  間隙部
９  細胞収縮試薬
１０  空気孔
１１、１１’  赤血球
１９  吸水部
２１  ホルダ
２２  モータ
２３  イメージセンサ
５０  試料溶液
１００  試験片
１２０、１３０  試料溶液分析装置
【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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