(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で並べられたそれぞれに磁性体を含む複数の試料の中から選ばれた検査試料および前記検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料に所定方向の磁界を印加して各試料に含まれる磁性体を磁化する磁化機構と、
前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測する磁気センサと、
前記検査試料および前記隣接試料に同方向の磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第１信号波形を求め、前記検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて前記検査試料および前記隣接試料に磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第２信号波形を求め、前記第１信号波形と前記第２信号波形の差分信号波形から前記検査試料に含まれる磁性体の量を検出する制御部と、を具備することを特徴とする磁気信号計測装置。
【請求項２】
検体に含まれる被検出物質と磁性粒子を備えた試薬とを結合させ、前記磁性粒子からの磁気信号を計測することにより前記被検出物質を検出する磁気信号計測装置であって、
磁性粒子を備えた試薬と被検出物質との結合体を含む複数の試料を所定間隔で配置するための試料容器と、
複数の前記試料の中から選ばれた検査試料および前記検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料に一定強度の磁界を所定方向に印加して各試料に含まれる磁性粒子を磁化する磁化機構と、
前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測する磁気センサと、
前記試料容器を前記磁化機構と前記磁気センサとの間で移動させる移動機構と、
前記検査試料および前記隣接試料に同方向の磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第１信号波形を求め、前記検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて前記検査試料および前記隣接試料に磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第２信号波形を求め、前記第１信号波形と前記第２信号波形の差分信号波形から前記検査試料に含まれる被検出物質を検出する制御部と、を具備することを特徴とする磁気信号計測装置。
【請求項３】
前記試料容器は、複数の前記試料を収容するために一円周に沿って等間隔で配置された複数の穴部を有し、
前記移動機構は、前記円周の中心を通り前記円周を含む面に垂直な軸の周りに前記試料容器を回転させる回転機構を有し、
前記磁化機構は、前記試料容器の回転によって前記穴部が描く円軌跡に沿って前記穴部の配置間隔と同じ間隔で設置された少なくとも３つの電磁石を有し、
前記制御部は、複数の前記電磁石のうち前記検査試料に磁界を印加する電磁石から発生させる磁界の方向を変える機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記試料容器を回転させながら、所定のタイミングで前記磁化機構によって磁化された一群の試料のうちのいずれの試料も連続して前記磁化機構によって磁化されることがないように、前記検査試料の選択を逐次変更する機能を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気信号計測装置。
【請求項５】
複数の前記電磁石は、前記検査試料および前記隣接試料に対して、前記試料容器の回転面に垂直な方向の磁界を印加する構造を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気信号計測装置。
【請求項６】
複数の前記電磁石は、前記検査試料および前記隣接試料に対して、前記試料容器の回転面に平行かつ前記試料容器の回転中心と各試料とを結ぶ方向の磁界を印加する構造を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気信号計測装置。
【請求項７】
前記試料容器は、複数の前記試料を収容するために一直線上に等間隔で配置された複数の穴部を有し、
前記移動機構は、前記直線の長さ方向に前記試料容器をスライドさせるスライド機構を有し、
前記磁化機構は、前記試料容器のスライドによって前記穴部が描く線軌跡に沿って前記穴部の配置間隔と同じ間隔で設置された少なくとも３つの電磁石を有し、
前記制御部は、複数の前記電磁石のうち前記検査試料に磁界を印加する電磁石から発生させる磁界の方向を変える機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。
【請求項８】
前記試料容器は、複数の前記試料を収容するために、ｍ，ｎを２以上の整数としてｍ行×ｎ列に一定間隔で配置された複数の穴部を有し、
前記移動機構は、複数の前記穴部が配置される行方向に前記試料容器をスライドさせるスライド機構を有し、
前記磁化機構は、複数の前記穴部の配置間隔と同じ間隔でｍ行×ｎ列に配置されたｍ×ｎ個の電磁石を有し、
前記制御部は、ｍ×ｎ個の前記電磁石のうち前記検査試料に磁界を印加する電磁石から発生させる磁界の方向を変える機能を有し、
前記磁気センサは、複数の前記試料からの磁気信号を１列ごとに計測するために複数の前記穴部の配置間隔と同じ間隔で１列に並べられたｎ個の磁気センサ素子を有することを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。
【請求項９】
前記磁化機構は、全体で（ｍ＋２）行×（ｎ＋２）列となるように、ｍ行×ｎ列の前記電磁石を囲むように配置された２ｍ＋２ｎ＋４個の電磁石をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の磁気信号計測装置。
【請求項１０】
前記磁化機構が発する磁気の前記磁気センサへの干渉を抑えるための磁気シールドをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。
【請求項１１】
検体に含まれる被検出物質と磁性粒子を備えた試薬とを結合させ、前記磁性粒子からの磁気信号を計測することにより前記被検出物質を検出する磁気信号計測方法であって、
磁性粒子を備えた試薬と被検出物質との結合体を含む複数の試料を所定間隔で配置する工程と、
複数の前記試料の中から検査試料および前記検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料を選択し、これら検査試料と隣接試料に一定強度の磁界を同方向に印加して各試料に含まれる磁性粒子を磁化する第１の磁化工程と、
前記第１の磁化工程を経た前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測して第１信号波形を得る工程と、
前記検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて前記検査試料および前記隣接試料に一定強度の磁界を印加して各試料に含まれる磁性粒子を磁化する第２の磁化工程と、
前記第２の磁化工程を経た前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測して第２信号波形を得る工程と、
前記第１信号波形から前記第２信号波形を差し引いて差分信号波形を求め、この差分信号波形から前記検査試料に含まれる被検出物質を検出する工程と、を有することを特徴とする磁気信号計測方法。
【請求項１２】
複数の前記試料を一円周に沿って等間隔で配置して前記円周の中心を通り前記円周を含む面に垂直な軸の周りに回転させながら、前記検査試料および前記隣接試料にそれぞれ含まれる磁性粒子の磁化と、各試料からの磁気信号の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。
【請求項１３】
所定のタイミングで磁化された一群の試料のうちのいずれの試料も連続して前記第１の磁化工程によって磁化されることがないように、前記検査試料の選択を逐次変更することを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。
【請求項１４】
前記検査試料および前記隣接試料に対して、複数の前記試料の回転面に垂直な方向の磁界を印加することを特徴とする請求項１２に記載の磁気信号計測方法。
【請求項１５】
前記検査試料および前記隣接試料に対して、複数の前記試料の回転面に平行かつ前記試料の回転中心と各試料とを結ぶ方向の磁界を印加することを特徴とする請求項１２に記載の磁気信号計測方法。
【請求項１６】
複数の前記試料を一直線上に等間隔で配置して前記直線の長さ方向にスライドさせながら、前記検査試料および前記隣接試料にそれぞれ含まれる磁性粒子の磁化と、各試料からの磁気信号の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。
【請求項１７】
複数の前記試料をｍ，ｎを２以上の整数としてｍ行×ｎ列に一定間隔で配置してその行方向にスライドさせながら、前記検査試料および前記隣接試料にそれぞれ含まれる磁性粒子の磁化と、各試料からの磁気信号の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。
【請求項１８】
前記ｍ行×ｎ列の各行および各列において前記検査試料と前記隣接試料とが交互に位置するように前記検査試料を選択し、これらの試料を同時に磁化した後、１列に並べられたｍ個の試料からの磁気信号を前記行方向において連続して計測することを特徴とする請求項１７に記載の磁気信号計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種の抗体やタンパク質，免疫グロブリン，ホルモン，腫瘍マーカ，ウイルス，病原菌等を、磁性粒子と磁気センサを用いて検出する磁気信号計測装置および磁気信号計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗原抗体反応のような特異的な結合反応を利用して、ホルモン，抗体，抗原，腫瘍マーカ等の種々の生体物質や、病原菌，ウイルス，がん細胞，ＤＮＡ，環境有害物質等（以下、「生体物質等」という）を検出することができる。近年、生体物質等を高感度かつ迅速に検出する要求が高まっており、そのための装置開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、免疫検査の一般的な方法として、検出対象である抗原と選択的に結合する検出用抗体を蛍光酵素等で標識した光学マーカを使用する方法が知られている。この方法では、抗原−抗体の結合反応を光学マーカから発生する光信号として検出し、抗原の種類および量を検出する。しかし、このような光学的方法では、検出感度が十分ではなく、また、試料を精製する前処理や未結合の光学マーカを洗い流す洗浄工程が必要になる等の問題点がある。
【０００４】
そこで近年、磁性粒子と磁気センサを用いて抗原抗体反応を検出する磁気的方法が提案されている。この磁気的方法では、磁性粒子で標識された抗体（以下「磁気マーカ」という）を検出対象となっている被検出物質と結合させ、結合した磁気マーカからの磁気信号を磁気センサを用いて検出する。ここで、高感度な磁気センサであるＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子；Superconducting Quantum Interference Device）磁気センサを使用することにより、光学的方法よりも高い検出感度が得られている。
【０００５】
このような磁気的方法にも種々の方式が提案されている。例えば、被検出物質を穴部に固定し、固定された被検出物質と磁気マーカとを反応させた後、未結合の磁気マーカを洗い流して、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサで計測する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、被検出物質を含む溶液と磁気マーカとを混合し、被検出物質と磁気マーカとが結合して形成される凝集体を含んだ試料溶液を作製し、試料溶液中に未結合の磁気マーカが存在したままの状態で試料に磁界を印加して磁気マーカの磁気モーメントの方向を揃えた後、この磁界を遮断して試料溶液からの磁気信号を計測する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この方法では、試料溶液中を浮遊する未結合の磁気マーカと形成された凝集体とでは、ブラウン運動の速さが異なることを利用する。すなわち、試料溶液中の全ての磁気マーカの磁気モーメントの方向を磁界によって一方向に揃えても、磁界を遮断すると、未結合の磁気マーカの磁気モーメントの方向はブラウン運動によって速やかにランダムになるため、未結合の磁気マーカからの磁気信号は速やかに減衰する。これに対して、磁気マーカが被検出物質と結合して凝集すると体積増加によってブラウン運動による回転が起こり難くなるため、凝集体からの磁気信号の減衰は遅くなる。このような磁気信号の減衰特性の違いを利用して、未結合マーカを除去することなく、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号を計測することができる。これと類似の方法は他にも報告されている（例えば、非特許文献１〜３、特許文献３参照）。
【０００８】
さらに、被検出物質を穴部に固定し、固定された被検出物質と磁気マーカとを反応させた後、未結合の磁気マーカが存在する状態で、被検出物質と結合した磁気マーカからの信号をＳＱＵＩＤ磁気センサで計測する方法が知られている（例えば、特許文献４、非特許文献４参照）。この方法でも、未結合の磁気マーカの磁気モーメントの方向はブラウン運動によって速やかにランダムになるため、未結合の磁気マーカからの磁気信号は速やかに減衰する。しかし、被検出物質が固定されているために、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号は減衰し難い。そのため、未結合マーカを除去することなく、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号を計測することができる。これと類似の方法は他にも報告されている（例えば、非特許文献５参照）。
【０００９】
この他に、磁化率測定を利用した方法も報告されている（例えば、特許文献５，６、非特許文献６参照）。特許文献５に開示された方法では、ＳＱＵＩＤ磁気センサの磁束検出方向と直角な方向から、磁気マーカを磁化させる直流磁界を印加し、ＳＱＵＩＤ磁気センサの磁束検出領域内を移動する磁気マーカによって生じた磁界の変化を検出している。特許文献６に開示された方法では、磁気マーカに対して交流磁界を印加し、磁化された磁気マーカからの磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサで計測している。また、非特許文献６では未結合の磁気マーカに対して交流磁化率測定を行い、被検出物質との結合に伴って未結合の磁気マーカからの磁気信号の強度が減衰することを利用して、被検出物質の量を評価している。
【００１０】
このように生体物質等を検出するための種々の磁気的方法が提案されており、検出感度の点において、磁気的方法は光学的方法よりも優れている。しかし、多数の試料を密集させて簡便かつ正確な磁気信号の計測を行うという実用的な観点から、磁気的方法には種々の問題がある。
【００１１】
例えば、多数の試料を密集配置する具体例として、現在の生体物質等の検査において広く用いられている９６穴マイクロプレートにおける試料の配置例が挙げられる。この９６穴マイクロプレートには、試料を収容する有底の穴部が、約９ｍｍの間隔で８行×１２列に形成されている。このような試料容器を用いると、試料容器のランニングコストを低減することができる。また、試料容器は医療廃棄物となるため、その処分コストを削減することができる。さらに、多くの試料の検査をまとめて行うことにより、試料容器の交換等の時間を削減することができるため、検査効率が向上する。そしてまた、９６穴のマイクロプレートにおける穴部の配置は標準的な規格となっており、穴部の配置に合わせた各種の器具や装置が販売されているため、これらを有効に利用することができる。したがって、磁気的方法により９６穴のマイクロプレート等の規格で配置された試料を検査することができれば、このような種々の効果を享受することができる。
【００１２】
しかしながら、多数の試料を磁気信号を利用して検査する提案はあるが（例えば、特許文献７，８参照）、磁性粒子から発生する磁力線は片方の極から他方の極に向かう閉ループとなるため直進性が悪く、また、周辺へ容易に漏洩する。このため、９６穴マイクロプレートを用いる場合のように多数の試料を密集配置した場合、磁気センサは、所定の試料からの磁気信号を計測する際にこれに隣接した試料からの漏洩磁気信号をも計測してしまうため、各試料からの磁気信号を正確に計測することが困難となっている。
【特許文献１】特開昭６３−９０７６５号公報
【特許文献２】特開平３−２２０４４２号公報
【特許文献３】特表平１０−５１３５５１号公報
【特許文献４】特開２００５−２５７４２５号公報
【特許文献５】特開２００１−３３４５５号公報
【特許文献６】特開２００１−１３３４５８号公報
【特許文献７】特表２００１−５２４６７５号公報
【特許文献８】特開２００５−１８８９５０号公報
【非特許文献１】Y. R. Chemla et al.,“Proc. National Acad. Sciences of U.S.A.”, 97, 14268 (2000)
【非特許文献２】A. Haller, et al,“IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 11, 1371 (2001)
【非特許文献３】H.L.Grossman et al.,“Proc. National Acad. Sciences of U.S.A. ”, 101, 129 (2004)
【非特許文献４】K. Enpuku et al.,“IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 13, 371 (2003)
【非特許文献５】R. Kotitz et al.,“IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 7, 3678(1997)
【非特許文献６】C.Y.Hong et al.,“Appl. Phys. Lett.”, 88, 212512(2006).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、多数の試料を密集させて配置した場合に、所定の試料からの磁気信号を、これに隣接した試料からの磁気信号を排除して精度よく計測することができる磁気信号計測装置および磁気信号計測方法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】
【００１４】
本発明では、最初に、磁性体を含む複数の試料を所定間隔で配置してその中から検査試料とこの検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料を選択し、電磁石等の磁化機構を用いて検査試料と隣接試料に一定強度の磁界を同方向に印加して各試料含まれる磁性粒子を磁化した後、各試料からの磁気信号を磁気センサを用いて計測する。こうして第１信号波形を得る。次に、検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて検査試料と隣接試料に一定強度の磁界を印加して、各試料含まれる磁性粒子を磁化した後、各試料からの磁気信号を磁気センサを用いて計測する。こうして第２信号波形を得る。得られた第１信号波形から第２信号波形を差し引いて差分信号波形を求め、この差分信号波形から検査試料に含まれる被検出物質を検出する。検査試料の選択を逐次変更して同様の処理を行うことにより、全ての試料について検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁気信号計測装置および磁気信号計測方法によれば、多数の試料を密集させて配置した場合に、所定の試料からの磁気信号を、これに隣接した試料からの磁気信号を排除して精度よく計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。最初に、本発明に係る磁気信号計測方法により検査可能な試料例とその作製方法、作製した試料からの磁気信号の計測原理について説明する。ここでは、抗原抗体反応を利用して免疫検査を行うための試料と病原菌を検出するための試料を取り上げることとする。
【００１７】
図１に抗原抗体反応を用いた免疫検査に用いられる試料の作製手順と試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す。図１（ａ）に示されるように、底面１０１ａに固定用抗体１０２が固定され、内壁面への非特異吸着を防止するために内壁面がブロッキング剤１０３で覆われた容器１０１を準備する。また、被検出物質である抗原１０６を含む液状の検体１０５と、抗原１０６と結合する磁気マーカ１０７（磁性粒子で標識された抗体）を含む溶液１０８とを、それぞれ準備する。
【００１８】
容器１０１は樹脂等の非磁性材料からなる。磁気マーカ１０７に用いられる磁性粒子は、磁界を印加するとその磁界の方向に磁化され、その磁界を遮断した後には残留磁気が残り、この残留磁気に起因する磁気信号（以下単に「磁気信号」という）を発生する性質を有している必要がある。
【００１９】
図１（ｂ）に示されるように、検体１０５を容器１０１に注入すると、検体１０５に含まれる抗原１０６の一部が、抗原抗体反応により固定用抗体１０２と結合する。こうして固定用抗体１０２と結合した抗原を符号１０６ａで表し、浮遊する抗原を符号１０６ｂで表す。
【００２０】
次いで図１（ｃ）に示されるように、溶液１０８を容器１０１に注入すると、溶液１０８に含まれる磁気マーカ１０７の一部が、固定用抗体１０２と結合している抗原１０６ａに抗原抗体反応によって結合する。また、磁気マーカ１０７の一部は、固定用抗体１０２と結合していない抗原１０６ｂと結合する。こうして抗原１０６ａに結合した磁気マーカを符号１０７ａで表し、抗原１０６ｂに結合した磁気マーカを符号１０７ｂで表し、抗原１０６ａ，１０６ｂのいずれにも結合していない磁気マーカを符号１０７ｃで表す。こうして試料溶液が作製される。
【００２１】
磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃは、ブラウン運動によって試料溶液中をランダムに動くが、磁気マーカ１０７ａの動きは拘束されている。この状態で、図１（ｄ）に示されるように、矢印Ｒで示される方向の磁界を試料溶液に印加すると、全ての磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃがこの磁界の方向に磁化される。図１（ｄ）に、磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃの磁化の方向（つまり、磁気モーメントの方向）を矢印ｒで示す。なお、試料溶液に印加する磁界の方向は矢印Ｒの方向に限定されるものではなく、例えば、矢印Ｒの逆方向や矢印Ｒと直交する方向であってもよく、磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃは印加された磁界方向に磁化される。
【００２２】
その後、図１（ｅ）に示されるように磁界を取り除くと、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃは試料溶液中をブラウン運動によってランダムに動く。そのため、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃからの磁気信号は、磁気モーメントの方向がランダムになることによって相殺され、正味の磁気信号を発生しないようになる。一方、磁気マーカ１０７ａは、ブラウン運動を起こさず、磁界を取り除いても磁気モーメントの方向が変わることがないため、固定用抗体１０２に結合している抗原１０６ａの量に比例した磁気信号が発生する。
【００２３】
したがって、試料溶液からの磁気信号を計測するということは、実質的に、磁気マーカ１０７ａからの磁気信号のみを計測することと同じとなる。よって、磁気マーカ１０７ａからの磁気信号を計測するに際して、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃを容器１０１から除去するための洗浄等の作業を必要としない。このように洗浄工程が不要な検査には、洗浄工程が必須である光学マーカを用いた検査と対比すると、試料作製工程の手間を省き、検査時間の短縮が可能になるという利点がある。
【００２４】
固定用抗体１０２に結合している抗原１０６ａの量は、検体１０５に含まれる抗原１０６の量に依存するため、磁気マーカ１０７ａからの磁気信号を、例えば高感度のＳＱＵＩＤ磁気センサ等の磁気センサ１０９で検出することによって、抗原１０６ａを定量することができる。例えば、固定用抗体１０２，抗原１０６，磁気マーカ１０７の量的関係が、磁気マーカ１０７＞固定用抗体１０２＞抗原１０６である場合には、理想的には抗原１０６の全量が定量される。
【００２５】
前記した通り、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃのブラウン運動が十分な場合には、これらからの磁気信号は相殺されるために、これらを洗浄等により除去する必要はないが、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃのブラウン運動が十分でない場合には、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃからの磁気信号がノイズとして検出されるおそれがある。例えば、地磁気に対する磁気シールドが不十分ために残留磁界が存在する場合には、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃは残留磁界の方向に力を受けながらブラウン運動を行うため、完全にランダムな配向とはならない。また、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃが溶液中で凝集したり沈殿したりした場合もブラウン運動が不完全となり、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃからの磁気信号が発生してしまう。
【００２６】
そこで、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃのブラウン運動が十分でない場合には、図１（ｃ）に示したように磁気マーカ１０７を含む溶液１０８を容器１０１に注入し、所定時間の反応を行った後に、図１（ｄ′）に示すように、試料溶液を除去する洗浄作業を行い、その後に容器１０１に残った磁気マーカ１０７ａに矢印Ｒで示される磁界を印加する。こうして磁気マーカ１０７が磁化されると、図１（ｅ′）に示されるように、この磁界が取り除かれた後も、磁気マーカ１０７ａからは磁気信号が発生しているため、この磁気信号を磁気センサ１０９で計測することによって、抗原１０６ａを定量することができる。
【００２７】
続いて、図２に病原菌の検出に用いられる試料とその試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す。図２（ａ）に示されるように、容器１１１に収容された試料溶液１１４には、被検出物質である病原菌１１２と、病原菌１１２に結合した磁気マーカ１１３ａと、試料溶液１１４中に浮遊する磁気マーカ１１３ｂが含まれている。このような試料溶液１１４は、例えば、病原菌１１２を含む血清等の溶液に、磁気マーカを含む溶液を混合することにより調製され、磁気マーカの一部が病原菌１１２と結合して符号１１３ａで示されるものとなり、残る磁気マーカが符号１１３ｂで示されるものとなる。
【００２８】
なお、図２（ａ）に示す試料溶液１１４は、磁性粒子が予め磁化されている磁気マーカを病原菌１１２と結合させることにより調製されたものとする。図２（ａ）に示された矢印ｒは、磁気マーカの磁気モーメントの方向を示しており、試料溶液１１４を浮遊する磁気マーカ１１３ｂの磁気モーメントについては言うまでもなく、病原菌１１２に結合した磁気マーカ１１３ａの磁気モーメントもまた、一方向には揃っていない。
【００２９】
図２（ｂ）に示されるように、磁石１１５を用いて、図２（ａ）に示される試料溶液１１４に矢印Ｒで示される方向に磁界を印加すると、磁気マーカ１１３ａ，１１３ｂが磁化され、病原菌１１２と結合している磁気マーカ１１３ａの磁化の方向（矢印ｒ）を磁界の方向（矢印Ｒ）に揃えることができる。このとき、試料溶液１１４を浮遊している磁気マーカ１１３ｂも、この磁界の方向に磁化される。
【００３０】
図２（ｃ）に示されるように、磁石１１５を取り除くと、病原菌１１２と磁気マーカ１１３ｂのブラウン運動によって試料溶液からの磁気信号は減衰するが、ブラウン運動における回転運動の緩和時間は回転体の体積に比例し、病原菌１１２は磁気マーカ１１３ｂよりも十分に大きな体積を有しているために、試料溶液１１４からの磁気信号のうち、磁気マーカ１１３ｂに由来する成分は速やかに減衰するのに対して、磁気マーカ１１３ａに由来する成分は緩やかに減衰する。そこで、このような緩和時間の差を利用して、磁気マーカ１１３ｂからの磁気信号は大きく減衰するが、磁気マーカ１１３ａからの磁気信号は十分に残っているタイミングで、試料溶液からの磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサ等の磁気センサ１１６により計測する。こうして、磁気マーカ１１３ａからの磁気信号を選択的に計測することができる。
【００３１】
なお、ここでは、病原菌１１２を固定することなく、病原菌１１２が試料溶液１１４中を浮遊している状態において磁気信号を計測するとしたが、固相抗体を用いた方法により病原菌や細胞を固定すれば、先に図１を参照しながら説明した方法により、試料溶液からの磁気信号を計測することができる。検出の対象は、上述した抗体と病原菌に限られるものではなく、その他にも、ホルモンやタンパク質等の生体物質、ＤＮＡ等の結合アッセイにより検出可能な物質、白血球やリンパ球，ガン細胞等が挙げられる。
【００３２】
次に、所定間隔で配置された複数の試料からの磁気信号を計測する装置および方法の実施形態について説明する。
【００３３】
《第１の実施形態》
図３に第１の実施形態に係る簡略的な磁気信号計測装置の構成とその動作態様を示す。図３（ａ）〜（ｆ）の各図においては、図３（ａ）に示すように、三次元直交座標系の各方向Ｘ，Ｙ，Ｚを定めることとする。
【００３４】
この磁気信号計測装置１０は、ステージ４と、ステージ４上をＸ方向に直線移動自在な移動機構２と、移動機構２に取り付けられた支持板３と、支持板３にＸ方向に一定間隔で１列に配置された６個の容器１ａ〜１ｆと、Ｘ方向に一定間隔で１列に設置された３個の電磁石５ａ〜５ｃと、電磁石５ａ〜５ｃを結ぶ線分の延長線上において電磁石５ａ〜５ｃから一定距離離れた位置に設置された磁気センサ６とを備えている。なお、ここでは、支持板３に容器１ａ〜１ｆを配置したが、これに代えて、矩形板状でその長さ方向に一定間隔で試料を収容するための穴部が形成された試料容器を用いてもよい。
【００３５】
容器１ａ〜１ｆにはそれぞれ試料８ａ〜８ｆが収容されている。容器１ａ〜１ｆは、例えば、先に図１を参照しながら説明した容器１０１であり、試料８ａ〜８ｆは容器１０１に収容された試料溶液（図１（ｃ）参照）である。支持板３は樹脂等の非磁性材料で構成されている。
【００３６】
容器１ａ〜１ｆの配置間隔と電磁石５ａ〜５ｃの設置間隔は、同じ間隔Ｌに設定されている。移動機構２と電磁石５ａ〜５ｃは、Ｙ方向において位置をずらして設置されており、移動機構２をＸ方向に直線移動させた際に、移動機構２が電磁石５ａ〜５ｃに衝突することはない。移動機構２をＸ方向に直線移動させることによって容器１ａ〜１ｆをＸ方向に直線移動させた際に、容器１ａ〜１ｆは電磁石５ａ〜５ｃと磁気センサ６の直上（Ｚ方向側）を通過する。
【００３７】
電磁石５ａ〜５ｃには、電源回路（図示せず）からパルス電流が印加され、これによりパルス磁界が同時に発生する。電磁石５ａ，５ｃに印加するパルス電流の向きは一定であるが、電磁石５ｂに印加するパルス電流の向きは、電源回路に内蔵されたスイッチの操作により逆向きとすることができるようになっている。つまり、電磁石５ａ，５ｃから発生するパルス磁界の方向は一定であるが、電磁石５ｂから発生するパルス磁界の方向は反転可能となっている。
【００３８】
試料８ａ〜８ｆには磁性粒子が含まれている。この磁性粒子は、例えば、試料８ａ〜８ｆが図１（ｃ）に示される容器１０１に収容された試料溶液であるとすれば、磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃを構成する磁性粒子である。この磁性粒子は、電磁石５ａ〜５ｃによるパルス磁界の印加によりパルス磁界の方向に磁化され、パルス磁界を遮断した後に残留磁気が残り、磁気信号を発生しているという性質が要求されることはいうまでもなく、電磁石５ａ〜５ｃを用いてパルス磁界を印加した後の残留磁気の強さと、こうして残留磁気を有した状態またはその後に消磁された状態で再び同じ強さのパルス磁界を印加した後の残留磁気の強さとが、実質的に同じであるという性質を有していることが好ましい。
【００３９】
磁気センサ６は、例えば、ＳＱＵＩＤ磁気センサである。磁気センサ６はその直上を容器１ａ〜１ｆが通過する際に、試料８ａ〜８ｆごとの磁気信号を計測する。
【００４０】
続いて、磁気信号計測装置１０による試料８ａ〜８ｆからの磁気信号の計測方法について説明する。試料８ａ〜８ｆの全てが検査対象であることはいうまでもないが、ここでは、最初に、検査試料として試料８ｂ，８ｅを選択することとし、試料８ｂに隣接する試料８ａ，８ｃからの磁気信号が排除された試料８ｂからの磁気信号の計測と、試料８ｅに隣接する試料８ｄ，８ｆからの磁気信号が排除された試料８ｅからの磁気信号の計測を行う。その後、検査試料を試料８ｃ，８ｆへと変更して試料８ｂ，８ｅの場合と同様の計測を行い、さらに検査試料を試料８ａ，８ｄへ変更して試料８ｂ，８ｅの場合と同様の計測を行うこととする。
【００４１】
図３（ａ）に示した状態から、移動機構２をＸ方向に一定速度で移動させると、支持板３および容器１ａ〜１ｆすなわち試料８ａ〜８ｆがＸ方向に移動する。図３（ｂ）に示すように、試料８ａが電磁石５ａの直上を、試料８ｂが電磁石５ｂの直上を、試料８ｃが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電源回路からパルス電流を電磁石５ａ〜５ｃに印加する。これにより電磁石５ａ〜５ｃから同時に発生するパルス磁界が試料８ａ〜８ｃに印加され、これらに含まれる磁性粒子が磁化（着磁）される。
【００４２】
このとき電磁石５ａ〜５ｃから発生するパルス磁界の方向は、図３（ｂ）に矢印Ｐで示されるように、Ｚ向きに揃えられている。その結果、試料８ａ〜８ｃに含まれる磁性粒子は、この矢印Ｐの方向に磁化される。以下、この磁化の方向を「順方向」とする。なお、パルス磁界の磁界強度は百〜数千ガウス程度とすることができる。
【００４３】
試料８ａ〜８ｃにパルス磁界が印加された後、移動機構２は引き続いてＸ方向に直線移動し、これにより試料８ｂは電磁石５ａ上を通過し、試料８ｃは電磁石５ｂ上を通過しさらに電磁石５ａ上を通過する。この間は電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させない。このように、移動機構２を連続的にＸ方向に直線移動させている際に、１個の試料には実質的に１回のパルス磁界のみが印加されるように、移動機構２の移動速度とパルス磁界の発生時間とが調整される。
【００４４】
そして、図３（ｃ）に示すように、試料８ｄが電磁石５ａの直上を、試料８ｅが電磁石５ｂの直上を、試料８ｆが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ〜５ｃから発生させたパルス磁界を試料８ｄ〜８ｆに印加し、これらに含まれる磁性粒子を磁化する。このときのパルス磁界の方向もまた順方向とする。
【００４５】
なお、試料８ａ〜８ｃが電磁石５ａ〜５ｃの直上に到達したら、移動機構２を一時停止させて、電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させて試料８ａ〜８ｃに印加し、その後、移動機構２の駆動を再開して試料８ｄ〜８ｆが電磁石５ａ〜５ｃの直上に到達したら、移動機構２を一時停止して、電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させて試料８ｄ〜８ｆに印加し、その後、移動機構２の駆動を再開するようにしてもよい。
【００４６】
このようにして試料８ａ〜８ｆにそれぞれ含まれる磁性粒子が磁化された後に、図３（ｄ）に示されるように、移動機構２をさらにＸ方向に移動させると、試料８ａ〜８ｆが磁気センサ６の直上を通過する。その際に、試料８ａ〜８ｆからの磁気信号が試料８ａ〜８ｆごとに磁気センサ６によって検出される。以下、このように検査試料とこの検査試料に隣接する隣接試料に対して同方向の磁界を印加した後に各試料からの磁気信号を計測することによって得られる磁気信号波形を「第１信号波形」と呼ぶこととする。
【００４７】
図４（ａ）に試料８ａ〜８ｆについて計測された第１信号波形を示す。相当容器１ａ〜１ｆの配置間隔Ｌが狭い場合には、磁気センサ６は、所定の試料の磁気信号を計測しているときに、これに隣接した試料からの磁気信号をノイズとして検出してしまう。つまり、第１信号波形は多くのノイズを含んでおり、第１信号波形のみを用いて試料８ａ〜８ｆからの正味の磁気信号を正確に検出することは、極めて困難である。
【００４８】
例えば、試料８ｂが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（Ｍ８ｂ）には、試料８ｂからの磁気信号（Ｓ８ｂ）に加え、隣接した試料８ａ，８ｃからの磁気信号がノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）として含まれる。ここで、試料８ｂから試料８ａ，８ｃよりも離れた位置にある試料８ｄ〜８ｆからの磁気信号の影響は無視することができると仮定すると、
Ｍ８ｂ＝Ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ・・・（第１式）
の関係が成り立つ。そこで、上記第１式からノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）を除去して試料８ｂに由来する磁気信号のみを含む磁気信号を求め、同様に、試料８ｄ，８ｆからのノイズ（Ｎ８ｄ，Ｎ８ｆ）を除去して試料８ｅに由来する磁気信号のみが含まれる磁気信号を求める必要がある。
【００４９】
そのために、次に、検査試料である試料８ｂ，８ｅには順方向とは逆の方向の磁界を、試料８ｂの隣接試料である試料８ａ，８ｃと試料８ｅの隣接試料である試料８ｄ，８ｆには順方向の磁界をそれぞれ印加して、試料８ａ〜８ｆからの磁気信号を計測する。
【００５０】
具体的には、容器１ａ〜１ｆを図３（ａ）に示した位置まで戻した後、移動機構２を再びＸ方向に一定速度で移動させる。こうして図３（ｅ）に示されるように、試料８ａが電磁石５ａの直上を、試料８ｂが電磁石５ｂの直上を、試料８ｃが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ａ，８ｃにそれぞれ印加するが、電磁石５ｂからは、順方向を示す矢印Ｐを逆にした矢印Ｑの方向（以下「逆方向」という）のパルス磁界を発生させて試料８ｂに印加する。こうして試料８ａ，８ｃに含まれる磁性粒子は順方向に磁化され、試料８ｂに含まれる磁性粒子は逆方向に磁化される。なお、このときの試料８ａ，８ｃの磁化の状態は、先の図３（ｂ）に示した工程においてパルス磁界が印加された後の磁化の状態と実質的に同じである。
【００５１】
こうして試料８ａ〜８ｃにパルス磁界が印加された後、移動機構２は引き続いてＸ方向に直線移動し、試料８ｂは電磁石５ａ上を、試料８ｃは電磁石５ｂ上を通過しさらに電磁石５ａ上を通過する。この間は電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させない。
【００５２】
そして、図３（ｆ）に示すように、試料８ｄが電磁石５ａの直上を、試料８ｅが電磁石５ｂの直上を、試料８ｆが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｄ，８ｆに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｅに印加する。こうして、試料８ｄ，８ｆに含まれる磁性粒子は順方向に磁化され、試料８ｅに含まれる磁性粒子は逆方向に磁化される。なお、このときの試料８ｄ，８ｆの磁化の状態は、先の図３（ｃ）に示した工程においてパルス磁界が印加された後の磁化の状態と実質的に同じである。
【００５３】
こうして試料８ａ〜８ｆにそれぞれ含まれる磁性粒子が着磁された後、移動機構２をさらにＸ方向に移動させて、磁気センサ６の直上を通過させる。その際に、試料８ａ〜８ｆからの磁気信号が磁気センサ６によって試料８ａ〜８ｆごとに検出される。以下、このように、隣接試料に対して印加する磁界の方向を変えることなく、検査試料に対して印加する磁界の方向のみを変えて検査試料と隣接試料にそれぞれ磁界を印加した後に各試料からの磁気信号を計測することによって得られる磁気信号波形を「第２信号波形」と呼ぶこととする。
【００５４】
図４（ｂ）に試料８ａ〜８ｆについて計測された第２信号波形を示す。この第２信号波形において、例えば、試料８ｂが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（ｍ８ｂ）には、試料８ｂからの磁気信号（ｓ８ｂ）に加え、隣接した試料８ａ，８ｃからの磁気信号がノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）として含まれることとなる。また、第１信号波形の計測時と第２信号波形の計測時とでは、試料８ｂに含まれている磁性粒子の着磁方向が逆であるため、試料８ｂについて計測される磁気信号（ｓ８ｂ）と磁気信号（Ｓ８ｂ）は正負が逆転する。
【００５５】
よって、試料８ｂからの磁気信号を−ｓ８ｂと表し、試料８ｂから試料８ａ，８ｃよりもさらに離れた位置にある試料８ｄ〜８ｆからの磁気信号の影響は無視することができると仮定すると、
ｍ８ｂ＝−ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ・・・（第２式）
の関係が成り立つ。
【００５６】
次に、図４（ａ）に示す第１信号波形から図４（ｂ）に示す第２信号波形を差し引いた差分信号波形を求める。図４（ｃ）にこの差分信号波形を模式的に示す。この差分信号波形において試料８ｂに関する部分については、上記第１式と第２式とから、
Ｍ８ｂ−ｍ８ｂ＝Ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ−（−ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ）＝Ｓ８ｂ＋ｓ８ｂ
で示される通り、試料８ａ，８ｃからのノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）を除去して、試料８ｂからの磁気信号（Ｓ８ｂ，ｓ８ｂ）のみを抽出することができる。同様に試料８ｅについては、試料８ｄ，８ｆからのノイズを除去して、試料８ｅからの磁気信号のみを抽出することができる。
【００５７】
なお、例えば、第１信号波形を求める際に試料８ｃが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（Ｍ８ｃ）には、試料８ｃからの磁気信号（Ｓ８ｃ）に加え、隣接した試料８ｂ，８ｄからの磁気信号がノイズ（Ｎ８ｂ，Ｎ８ｄ）として含まれ、第２信号波形を求める際に試料８ｃが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（ｍ８ｃ）には、試料８ｃからの磁気信号（Ｓ８ｃ）に加え、隣接した試料８ｂ，８ｄからの磁気信号がノイズ（ｎ８ｂ，Ｎ８ｄ）として含まれる。ここで、Ｎ８ｂとｎ８ｂとでは正負が逆であるため、差分信号波形において試料８ｃに対する領域では、Ｓ８ｃとＮ８ｄはキャンセルされるが、試料８ｂに由来するノイズ（Ｎ８ｂ＋ｎ８ｂ）が残る。
【００５８】
同様に、差分信号波形において、試料８ａに対する領域にも試料８ｂに由来するノイズが残り、試料８ｄ，８ｆに対する各領域には試料８ｅに由来するノイズが残る。しかしながら、差分信号波形に残るこれらのノイズは、検査試料として選択した試料８ｂ，８ｅに由来しており、試料８ｂ，８ｅからの磁気信号を示す部分には実質的に悪影響を与えない。
【００５９】
こうして試料８ｂ，８ｅからの磁気信号を得た後、先に説明した第２信号波形を求める手順にしたがって、容器１ｂが電磁石５ａの直上を、試料８ｃが電磁石５ｂの直上を、試料８ｄが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｂ，８ｄに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｃに印加する。次いで、試料８ｅが電磁石５ａの直上を、試料８ｆが電磁石５ｂの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｅに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｆに印加する。なお、試料８ａにはパルス磁界は印加されず、電磁石５ｃによる２回目のパルス磁界の発生は空打ちとなる。
【００６０】
その後、磁気センサ６で試料８ａ〜８ｆからの磁気信号を計測して、新たな第２信号波形を求め、先に得られた第１信号波形との差分信号波形を求めることにより、試料８ｃ，８ｆからの磁気信号を抽出することができる。
【００６１】
さらに、先に説明した第２信号波形を求める手順にしたがって、試料８ａが電磁石５ｂの直上を、試料８ｃが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｃに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ａに印加する。次いで、試料８ｃが電磁石５ａの直上を、試料８ｄが電磁石５ｂの直上を、試料８ｅが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｃ，８ｅに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｄに印加する。なお、試料８ｆにはパルス磁界は印加されず、電磁石５ａによる最初のパルス磁界の発生は空打ちとなる。
【００６２】
その後、磁気センサ６で試料８ａ〜８ｆからの磁気信号を計測して、さらに新たな第２信号波形を求め、先に得られた第１信号波形との差分信号波形を求めることにより、試料８ａ，８ｄからの磁気信号を抽出することができる。
【００６３】
《第２の実施形態》
図５に第２の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す。この磁気信号計測装置１００Ａは、１次微分の平面型ＳＱＵＩＤグラジオメータ２８（以下「ＳＱＵＩＤ２８」記す）と、ＳＱＵＩＤ２８を保持するためのサファイヤロッド２５および銅ロッド２６と、ＳＱＵＩＤ２８を冷却するための冷却容器２１と、ＳＱＵＩＤ２８および冷却容器２１を収容する磁気シールド３０と、試料１６を配置するための試料容器７１を保持する試料台３２と、試料台３２を支持する軸部材３５と、この軸部材３５を回転させるための回転機構３４と、回転機構３４を垂直移動させる垂直移動機構３６と、垂直移動機構３６を水平移動させる水平移動機構３７と、試料容器７１に配置された試料１６を磁化するための磁化機構４０と、これら各部材および各機構を収容する電磁シールド２９および磁気シールド３１と、磁気信号計測装置１００Ａ全体の動作制御を司り、ＳＱＵＩＤ２８により計測された磁気信号を演算処理して、第１信号波形，第２信号波形を求め、これらの差分信号波形を求める制御部２０を備えている。
【００６４】
冷却容器２１は、外層２２と内槽２３からなる二重構造を有しており、これらの間は真空断熱層となっている。外槽２２と内槽２３は、ＳＵＳやＦＲＰ等の非磁性材料で構成される。内槽２３には液体窒素２４が充填されており、銅ロッド２６は、内槽２３の上面から突出するとともに内槽２３に充填された液体窒素と接触するように、内槽２３の上面に取り付けられている。サファイヤロッド２５は銅ロッド２６の上面に取り付けられており、サファイヤロッド２５の上面にＳＱＵＩＤ２８が装着されている。こうして、ＳＱＵＩＤ２８は、熱伝導率の高い銅ロッド２６とサファイヤロッド２５を介して液体窒素２４により間接的に冷却される。なお、ＳＱＵＩＤ２８と銅ロッド２６との間にサファイヤロッド２５を配置することにより、銅ロッド２６から発生する磁気雑音のＳＱＵＩＤ２８への影響を低減することができる。ＳＱＵＩＤ２８の構造については後に詳細に説明する。
【００６５】
外層２２の上面には、非磁性材料からなる円筒部材３９が取り付けられており、この円筒部材３９の上面はサファイヤウィンドウ２７により封止されている。ＳＱＵＩＤ２８は外層２２と内槽２３の断熱真空層において、サファイヤウィンドウ２７の直下に配置される。なお、円筒部材３９は上下方向に可動であり、サファイヤウィンドウ２７の位置（高さ）を調整することができるようになっている。磁気シールド３０は、環境磁気雑音のＳＱＵＩＤ２８への入力を低減するものであり、パーマロイ等の高透磁率材料で構成されている。
【００６６】
図６（ａ）に試料容器の概略形状を表した平面図を示し（適宜図５参照）、図６（ｂ）に試料容器の外周部の詳細な構造を表した平面図を示す。試料容器７１は、樹脂等の非磁性材料で構成され、円盤形状を有しており、その中心には試料台３２を介して試料容器７１を軸部材３５に固定するための孔７２が備えている。試料容器７１は固定ネジ３３を用いて試料台３２および軸部材３５に対して着脱自在である（図５参照）。試料容器７１の外周近傍には、試料１６を収容するための直径がφ５ｍｍの有底穴部（以下「穴部」という）７０が、１０ｍｍ間隔で４９カ所に設けられている。試料台３２もまた樹脂等の非磁性材料で構成される。
【００６７】
磁気シールド３０の一部には試料容器７１を挿入するための切り欠き穴３８が形成されている。軸部材３５に試料容器７１を固定した状態で垂直移動機構３６と水平移動機構３７を駆動して、試料容器７１の一部が切り欠き穴３８を通って磁気シールド３０の内部へ挿入され、さらに穴部７０の底面がサファイヤウィンドウ２７の直上に位置するように回転機構３４を位置決めする。この状態で、試料台３２を回転させて試料容器７１を回転させることにより、試料容器７１に設けられた４９カ所の穴部７０は、一定の速度でＳＱＵＩＤ２８の直上を逐次通過し、その際に穴部７０に収容された試料１６の磁気信号が計測される。
【００６８】
なお、穴部７０の底面とＳＱＵＩＤ２８との距離ができるだけ短くなるように、試料容器７１を位置決めすることにより、試料１６からの磁気信号の検出感度および空間分解能を高めることができる。試料容器７１の回転速度は、通常２０〜６０ｒｐｍとすることができ、４９個の試料１６それぞれについて４０〜１００回転分の磁気信号を計測し、その加算平均処理を行うことにより、良好なＳＮ比が得られる。
【００６９】
試料容器７１に設けられた４９カ所の穴部７０にそれぞれ収容された試料１６の磁気信号をＳＱＵＩＤ２８により計測可能な状態において、磁化機構４０とＳＱＵＩＤ２８は、試料容器７１の回転中心を挟んで対向する位置に設置される。図７（ａ）に磁化機構の側面図を示し、図７（ｂ）に磁化機構の平面図を示す（適宜図５参照）。磁化機構４０は、直径φ８ｍｍの５個の電磁石４１を備えており、５個の電磁石４１は穴部７０が描く円軌跡ｈに沿って固定台４２に設置されている。電磁石４１どうしの中心間距離は、穴部７０どうしの間隔と同じ１０ｍｍに設定されている。１個の電磁石４１に１２０ｍＡの電流を流した場合に、その電磁石４１の直上において穴部７０に収容された試料１６が通過する高さでの磁場の強度は、約１００ガウスとなっている。
【００７０】
５個の電磁石４１は磁気シールド４３により覆われている。この磁気信号計測装置１００Ａでは、４９個の試料１６のうち所定の試料からの磁気信号をＳＱＵＩＤ２８が計測している間に、別の試料の磁化が電磁石４１によって行われることがあるため、この磁気シールド４３を設けることによって、電磁石４１で発生する磁界がＳＱＵＩＤ２８の磁気信号の検出に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。この磁気シールド４３には、パーマロイ等の高透磁率材料が用いられる。
【００７１】
電磁シールド２９と磁気シールド３１は、環境磁気雑音のＳＱＵＩＤ２８への入力を低減するものであり、電磁シールド２９はアルミニウム等の電気抵抗の低い金属材料で構成されており、磁気シールド３１はパーマロイ等の高透磁率材料で構成されている。
【００７２】
続いて、ＳＱＵＩＤ２８の構造について詳細に説明する。ここでは、ＳＱＵＩＤ２８として高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータを使用することとした。図８（ａ）に高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータ全体の概略構成を示し、図８（ｂ）にその中央部の拡大図を示す。
【００７３】
この高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータは、ＳｒＴｉＯ３やＭｇＯ等の単結晶を結晶方位をずらしてバイクリスタル接合面６１で張り合わせた構造を有するバイクリスタル基板６０上に、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ等の高温超電導材料の薄膜が形成され、これを加工することにより検出コイル６２とＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂが形成された構造を有している。
【００７４】
ＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂはそれぞれ、バイクリスタル基板６０に形成されたバイクリスタル接合面６１を横切っており、バイクリスタル接合面６１上に形成された高温超電導薄膜に粒界ジョセフソン結合６５ａ，６５ｂが形成されている。その結果、ＳＱＵＩＤリング６４ａに２カ所の粒界ジョセフソン結合６５ａが形成され、ＳＱＵＩＤリング６４ｂに２カ所の粒界ジョセフソン結合６５ｂが形成されている。１枚のバイクリスタル基板６０上に１つの検出コイル６２と結合した２つのＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂを有しているため、これらのうちで特性がよい方を磁気信号の計測に用いることができる。
【００７５】
検出コイル６２は、一辺が５ｍｍの２つのループを持つ８の字型の微分コイルを構成している。検出コイル６２に磁束が入力すると、２つのループにそれぞれ生じる誘導電流の差分量が、検出コイル６２の中央部分６６を経由してＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂに流れ、この電流が磁束として検出される。２つのフィードバックコイル６７ａ，６７ｂは、検出コイル６２の片方ずつのループを囲むパターンでバイクリスタル基板６０上に形成されており、これらのうち一方が使用される。
【００７６】
配線パッド６３，６８が高温超電導薄膜上に所定のパターンで金（Ａｕ）を用いて形成されている。具体的には、配線パッド６３はＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂと電気接続されるように４カ所に設けられており、配線パッド６８はフィードバックコイル６７ａ，６７ｂと電気接続されるように４カ所に設けられている。
【００７７】
図８（ａ）に示される矢印６９は試料１６の通過方向を示している。試料１６が図８（ａ）に描かれた紙面に垂直な方向に磁化されており、その試料１６が矢印６９の方向で高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータ上を通過したとき、この試料１６は２つのループを有する検出コイル６２を横切る。図８（ｃ）にこのときに得られる磁気信号波形を模式的に示す。試料１６は検出コイル６２を構成する極性の異なる２つのループの上を通過するため、上下に連続するピークを有する磁気信号波形が得られる。
【００７８】
磁気信号計測装置１００Ａによる磁気信号の計測方法について以下に説明する（適宜図５参照）。磁気信号を発生する試料１６として、粒径１０〜２５ｎｍの酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）の微粒子を非磁性ポリマでコーティングしたポリマ−磁性体複合粒子を、０．５ｍｇ／ｍｌの濃度で分散させた水溶液（以下「複合粒子分散液）という）を用いた。１個のポリマ−磁性体複合粒子には複数の酸化鉄微粒子が含まれており、１個のポリマ−磁性体複合粒子の粒径は約１００〜２００ｎｍであって、２〜１０ｅｍｕ／ｇの残留磁気を示す。
【００７９】
最初に、試料容器７１に形成された隣り合う５カ所の穴部７０に、約５００ｎｇの複合粒子分散液をそれぞれ注入した。複合粒子分散液に対して磁界を印加し、その磁界を遮断した後に磁気信号を測定しても、ポリマ−磁性体複合粒子は複合粒子分散液中を自由にブラウン運動し、複合粒子分散液からの磁気信号は速やかに減衰してしまうため、このままでは試料容器７１に注入された複合粒子分散液に含まれるポリマ−磁性体複合粒子の量を求めることはできない。そこで、５カ所の穴部７０にそれぞれ注入された複合粒子分散液を十分に乾燥させて、ポリマ−磁性体複合粒子を固定した。
【００８０】
こうして試料容器７１に５個の試料１６が配置される。その後、試料容器７１を試料台３２に固定し、電磁石４１の直上に試料１６を１対１で配置した。続いて、電磁石４１に１２０ｍＡの電流を０．１秒間同時に流して、これにより発生する磁界により試料１６を磁化した。なお、ここで５個の電磁石４１が発生する磁場の方向は全ての同じである。この磁化処理の後、試料容器７１を２０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＳＱＵＩＤ２８で試料１６からの磁気信号を複数回、例えば、２０回計測し、その平均を求めた。
【００８１】
図９（ａ）にこうして得られた磁気信号波形すなわち第１信号波形を示す。ここで、図９（ａ）に示す横軸の数値は、試料１６の間隔つまり穴部７０どうしの間隔に換算されている。第１信号波形には、上下にそれぞれ５つのピークが検出されており、上向きのピークどうしの間隔および下向き凸のピークどうしの間隔が試料１６の配置間隔である１０ｍｍと一致していることから、５つの試料１６からの磁気信号が重なっているものと考えることができる。
【００８２】
次に、再び電磁石４１の直上に試料１６を１対１で配置した。５個の電磁石４１のうち、中央に設置されている電磁石を除いた４個の電磁石に流す電流の方向は変えることなく、中央に設置されている電磁石には他の４個の電磁石とは逆方向の電流が流れるようにして、５個の電磁石４１に同時に１２０ｍＡの電流を０．１秒間流した。したがって、５個の電磁石４１のうち中央の電磁石だけが他の４個の電磁石とは逆方向の磁界を発生させるため、５つの試料１６のうち中央の試料のみが他の４つの試料とは逆方向に磁化される。
【００８３】
この磁化処理の後、試料容器７１を２０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＳＱＵＩＤ２８で各試料１６からの磁気信号を複数回、例えば２０回計測した。図９（ｂ）にこうして得られた磁気信号波形すなわち第２信号波形を示す。第２信号波形を図９（ａ）に示した第１信号波形と対比すると、明らかに、５個の試料１６のうち中央の試料からの磁気信号が大きく変化していることがわかる。
【００８４】
図９（ｃ）に、図９（ａ）に示した第１信号波形から図９（ｂ）に示した第２信号波形を差し引いて得られる差分信号波形を示す。５つの試料１６のうち両端の試料についてはほぼ完全に磁気信号が除去されていることがわかる。５つの試料１６のうち中央の試料に隣接する２つの試料については、先に図３を参照しながら説明した計測原理の通り、磁化方向を変えた中央の試料に由来するノイズを含んでいると考えられ、これが若干の凹凸として現れているものと考えられる。そして、磁化方向を変えて磁化した中央の試料からの磁気信号が明瞭に抽出されていることが確認された。
【００８５】
このように、磁気信号が干渉するような高密度な試料配置の場合には、全ての試料を同時に検査するのではなく、検査試料を順次選択して上記の説明の通りの磁気信号計測を行うことにより、隣接試料からの磁気信号を排除し、各試料について正確な磁気信号を計測し、各試料に含まれる被検出物質を定量することが可能となる。
【００８６】
なお、ここでは、残留磁気を有する試料としてポリマ−磁性体複合粒子を用いたが、これに限られず、残留磁気を有する試料であればよい。また、使用可能な磁気センサはＳＱＵＩＤ磁気センサに限られるものではなく、他に、ＭＲ（Magnet Resistive）センサやＧＭＲ（Giant Magnet Resistive）センサ，ホール素子，光ポンピング磁束計，フラックスゲート磁束計等を使用することができる。
【００８７】
《第３の実施形態》
図１０に第３の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す。この磁気信号計測装置１００Ｂが図５に示した磁気信号計測装置１００Ａと対比して異なる点は、試料容器７１に配置された試料１６の位置を検出するための反射マーカ５１，５６が試料容器７１に取り付けられ、この反射マーカ５１，５６を位置検出センサ５０により検出する点と、磁化機構４０に代えて磁化機構４５を備えている点であり、このような構成の違いにより、磁気信号計測装置１００Ａとは異なる態様で試料１６からの磁気信号の計測が行われる。以下、これらの点について説明する。
【００８８】
図１１（ａ）に試料容器とＳＱＵＩＤと磁化機構の位置関係を表した平面図を、図１１（ｂ）に図１１（ａ）中の四角で囲まれた領域の拡大図を、図１１（ｃ）に磁化機構を構成する電磁石の構造を表した側面図をそれぞれ示す。なお、先に図６を参照して試料容器７１の構造について説明した通り、試料容器７１には試料１６を配置するための穴部７０が形成されているが、穴部７０の位置は試料１６の位置と同じとなるので、図１１の各図では穴部７０の図示を省略している。
【００８９】
４９個の試料１６が、試料容器７１の回転中心を中心とする円周４７に沿って、試料容器７１に等間隔に配置されている。これらの試料１６の位置を特定するために、試料容器７１の裏面において円周４７と同心の円周４８に沿って等間隔に、二重線の反射マーカ５１が１カ所に、一本線の反射マーカ５６が４８カ所に、それぞれ取り付けられている。位置検出センサ５０は、レーザ光を試料容器７１の裏面に向けて照射し、その反射信号を測定することにより試料１６の位置を検出する。このとき、反射マーカ５１からの反射信号と反射マーカ５６からの反射信号との違いを利用して、４９個の試料１６の中から反射マーカ５１に対応する試料の位置を特定することができる。
【００９０】
磁化機構４５は３個の電磁石４６ａ〜４６ｃを備えており、電磁石４６ａ〜４６ｃは、試料１６の移動軌跡でもある円周４７に沿って、試料１６どうしの配置間隔と同じ間隔で固定台４２に設置されている。図１１（ｃ）には電磁石４６ｂの構造を示しているが、電磁石４６ａ〜４６ｃはそれぞれ同じ構造を有しており、Ｕ字型の鉄芯５２に銅線コイル５３が巻かれた構造を有している。銅線コイル５３に電流を流すと、磁力線５４がその矢印で示されるように鉄芯５２の開口部近傍に発生し、これにより鉄芯５２の開口部近傍を通過する試料１６が磁化される。その結果、試料１６は、大凡、試料容器７１の回転面（円周４７を含む面）に平行で回転中心と試料１６とを結ぶ方向に磁化される。つまり、試料１６は円周４７の法線方向に磁化される。
【００９１】
電磁石４６ａ，４６ｃは、この回転中心に向かう方向（この方向を「順方向」とする）にのみ試料１６を磁化する磁界を発生するが、電磁石４６ｂは、銅線コイル５３に流す電流を逆向きにすることによって、順方向のみならずこれとは逆の方向（この方向を「逆方向」とする）にも試料１６を磁化する磁界を発生させることができるようになっている。
【００９２】
試料１６の磁化は、試料容器７１の回転を開始してその回転速度が一定になった後に、位置検出センサ５０が反射マーカ５１を検出した直後から開始される。例えば、電磁石４６ａ〜４６ｃから発生させる磁界の向きを順方向に揃えて、電磁石４６ａ〜４６ｃの直上を試料１６が通過するときに電磁石４６ａ〜４６ｃからパルス磁界を印加する。４９個の試料１６を３個ずつ磁化させると、１回目の磁化では１，２，３番目の試料が磁化され、１６回目の磁化では４６，４７，４８番目の試料が磁化され、１７回目の磁化では４９，１，２番目の試料が磁化され、３３回目の磁化では４８，４９，１番目の試料が磁化され、４９回目の磁化では４７，４８，４９番目の試料が磁化される。
【００９３】
よって、試料容器７１を３回転させると、４９個全ての試料１６が電磁石４６ａ〜４６ｃによる磁化を１回ずつ受けることになる。ＳＱＵＩＤ２８は、電磁石４６ａ〜４６ｃのいずれかで磁化され試料がＳＱＵＩＤ２８上を通過する際に、その試料からの磁気信号を計測する。そこで、試料容器７１の３回転（４９回の磁化処理）を１バッチとした磁気信号の計測を行い、所定回数これを繰り返してその平均を取ることにより、第１信号波形を求める。
【００９４】
次に、電磁石４６ａ〜４６ｃの直上を試料１６が通過するときに、電磁石４６ａ，４６ｃからは順方向のパルス磁界を、電磁石４６ｂからは逆方向のパルス磁界をそれぞれ発生させて、試料１６に印加する。試料容器７１が３回転する間に、４９個の全ての試料１６は１度だけ電磁石４６ｂにより磁化される。ここでも、試料容器７１の３回転を１バッチとした磁気信号の計測を行い、所定回数これを繰り返してその平均を取ることにより、第２信号波形を求める。こうして、計測された第１信号波形から第２信号波形を差し引いて差分信号波形を求めることにより、４９個の全ての試料１６について、隣接する試料からの磁気信号が排除された正確な磁気信号を計測することができる。
【００９５】
《第４の実施形態》
図１２に第４の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す。この磁気信号計測装置１００Ｃは、試料１６を配置するための試料容器８０を固定するための固定台８１と、固定台８１を任意の方向に移動させる３軸移動機構８２と、試料容器８０の位置を測定するための位置センサ８３と、試料容器８０に配置された試料１６を磁化するための磁化機構８４と、試料１６からの磁気信号を計測するための磁気センサアレイ８５と、３軸移動機構８２を制御するための移動機構制御回路８７と、磁化機構８４を駆動するための電源回路８８と、位置センサ８３と磁気センサアレイ８５と移動機構制御回路８７と電源回路８８を制御するコンピュータ８９とを備えており、移動機構制御回路８７と電源回路８８とコンピュータ８９を除いたものは磁気シールド８６の内部に設置されている。
【００９６】
図１３（ａ）に試料容器における試料の配置形態を示し、図１３（ｂ）に磁化機構と磁気センサアレイと試料容器の位置関係を模式的に示す（適宜図１２参照）。試料容器８０として、ここでは、標準規格である９６穴マイクロプレートを用いることとする。したがって、試料容器８０には、試料１６を収容するための穴部７０が、８行×１２列，９ｍｍ間隔で二次元的（平面的）に設けられている。固定台８１における試料容器８０の固定位置は一定であり、固定台８１の上面には、試料容器８０における穴部７０の列位置と関連するマーカ（図示せず）が設けられている。
【００９７】
磁化機構８４は、直径φ５ｍｍの１４０個の電磁石９０が、試料容器８０に設けられた穴部７０と同じ９ｍｍ間隔で、１０行×１４列に二次元配置された構造を有している。１４０個の電磁石９０のうち最外周に配置された電磁石を除いた９６個の電磁石上に、試料容器８０に設けられた９６個の穴部７０がそれぞれ位置するように、試料容器８０は磁化機構８４上に配置される。このときの試料容器８０の外周輪郭９１が図１３（ｂ）に示されている。電磁石９０は、電磁石９０の設置面に対して垂直な方向に磁界を発生させ、例えば、２００ｍＡの電流の印加により約２００ガウスの磁界を発生させて、その磁界により電磁石９０上の試料１６が個々に磁化される。
【００９８】
電源回路８８をコンピュータ８９で制御することによって、１４０個の電磁石９０のうち任意の電磁石に磁界を発生させることができるが、例えば、試料容器８０に配置された９６個の試料１６を同時に磁化する際には、１４０個の全ての電磁石９０から同時に磁界を発生させる。これにより、試料容器８０の外側に配置された試料に対しても、内側に配置された試料と同等の磁界印加環境を実現することができる。
【００９９】
磁気センサアレイ８５は、試料容器８０に設けられた穴部７０と同じ９ｍｍ間隔で、８個のＭＲセンサ９３が１列に並べられた構造を有している。試料容器８０は、固定台８１を移動させることで、磁化機構８４上と磁気センサアレイ８５上との間を移動自在である。８個のＭＲセンサ９３は、その上を１列に並んだ８個の試料１６が矢印９２で示される行方向）に通過する際に同時に磁気信号を計測し、連続して通過する列ごとに磁気信号を計測する。したがって、１個のＭＲセンサ９３は１行に並んだ１２個の試料１６の磁気信号を計測する。
【０１００】
位置センサ８３は、試料容器８０における穴部７０の列位置を検出するために固定台８１に設けられたマーカ（図示せず）を検出し、試料容器８０のどの列が磁気センサアレイ８５のＭＲセンサ９３上に位置しているかを特定する。位置センサ８３による試料１６の位置情報とＭＲセンサ９３の磁気検出出力とがコンピュータ８９に記録され、データ処理されて、各試料の磁気信号の強度が計算される。
【０１０１】
この磁気信号計測装置１００Ｃでは、最初に、９６カ所の穴部７０にそれぞれ所定の試料１６が収容された試料容器８０を固定台８１の一定位置に固定し、試料容器８０の外周輪郭９１を図１３（ｂ）に示される位置に合わせて、試料容器８０を磁化機構８４上で静止させる。第１回目の試料１６の磁化を、１４０個全ての電磁石９０から同じ方向の磁界を発生させることにより行う。続いて、試料容器８０を磁気センサアレイ８５上で往復直線運動させ、ＭＲセンサ９３により全ての試料１６について磁気信号を検出する。１行に並べられた１２個の試料１６がＭＲセンサ９３上を通過できるように、例えば、この往復直線運動のストロークは１２０ｍｍとする。試料容器８０を２０往復させ、その間の磁気信号の変化をＭＲセンサ９３で検出し、その検出出力がコンピュータ８９に送られる。コンピュータ８９は、これに位置センサ８３からの試料容器８０の位置情報を組み合わせることにより、９６個の全ての試料１６についての磁気信号波形すなわち第１信号波形を求める。
【０１０２】
続いて、試料容器８０を磁化機構８４上に移動させた。ここでも、試料容器８０の外周輪郭９１を図１３（ｂ）に示される位置に合わせて試料容器８０を磁化機構８４上に静止させる。図１４（ａ）〜（ｄ）に、第２回目から第５回目までの試料の磁化方向を模式的に示す。図１４（ａ）〜（ｄ）において、黒丸で示される電磁石９０ａは第１回目の磁化の方向とは逆方向の磁界を発生させて試料を磁化し、白丸で示される電磁石９０ｂは、第１回目の磁化の方向と同じ方向の磁界を発生させて試料を磁化する。
【０１０３】
試料容器８０の外周輪郭９１の内側に位置する電磁石に着目し、外周輪郭９１内の図左上の電磁石を１行×１列の位置、図左下の電磁石を８行×１列の位置、図右上の電磁石を１行×１２列の位置、図右下の電磁石を８行×１２列の位置とすると、第２回目の試料１６の磁化では奇数行×奇数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化されることがわかる。この第２回目の試料１６の磁化後には、第１信号波形の計測と同様に、磁気センサアレイ８５上で試料容器８０を２０往復させて、その間の磁気信号の変化をＭＲセンサ９３で検出し、コンピュータ８９がその検出出力と位置情報とから１番目の第２信号波形を求める。
【０１０４】
以降、同様に、第３回目の試料１６の磁化では偶数行×奇数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化され、２番目の第２信号波形が求められる。第４回目の試料１６の磁化では奇数行×偶数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化され、３番目の第２信号波形が求められる。第５回目の試料１６の磁化では偶数行×偶数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化され、４番目の第２信号波形が求められる。
【０１０５】
コンピュータ８９は、こうして求めた第１信号波形から１番目の第２信号波形を差し引いて１番目の差分信号波形を求め、第１信号波形から２番目の第２信号波形を差し引いて２番目の差分信号波形を求め、第１信号波形から３番目の第２信号波形を差し引いて３番目の差分信号波形を求め、第１信号波形から４番目の第２信号波形を差し引いて４番目の差分信号波形を求める。これら４つの差分信号波形にはそれぞれ、図１４（ａ）〜（ｄ）に示した通りに逆方向の磁界が印加された試料からの磁気信号が、その試料に隣接した試料からの磁気信号が排除された状態で、抽出される。よって、これらの差分信号波形から、９６個全ての試料１６について正確な磁気信号を得ることができる。
【０１０６】
なお、磁気信号計測装置１００Ｃでは、試料容器８０が穴部７０の行方向に移動可能な構成としたが、試料容器８０を穴部７０の列方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、１２個のＭＲセンサが１行に並べられた磁気センサアレイを用いる必要があり、１個のＭＲセンサは、１列に並べられた８個の試料からの磁気信号を計測する構成となる。また、１４０個の電磁石９０のうち、最外周に配置された４４個の電磁石からは常に順方向の磁界を発生させたが、試料容器８０の外周輪郭９１内の電磁石９０ａ，９０ｂの配置に適合させて、行方向と列方向でそれぞれ電磁石９０ａが１つおきに現れるようにしてもよい。
【０１０７】
上述の通り、本発明によれば、複数の試料が近接して配置されているために互いに隣接する試料からの磁気信号の干渉が問題となる場合でも、検査対象となっている試料からの磁気信号を、これに隣接した試料からの磁気信号を排除して、精度よく計測することができ、検査対象となる試料を逐次、変更することにより、全ての試料からの磁気信号を計測することができる。
【０１０８】
これにより、従来は不可能であった試料の密集配置が可能となるため、試料を配置する試料容器の使用量を減らしてランニングコストや処分コストを削減し、また、試料容器の交換回数を減らして検査効率を向上させることができる。或いは、試料容器を小型化することによって磁気計測装置全体を小型化することも可能となる。さらに、標準的な規格である９６マイクロプレート等を試料容器として使用することができるようになるため、既存の器具や装置を利用した効率的な試料作製等の作業を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、例えば、各種の抗体やタンパク質，免疫グロブリン，ホルモン，腫瘍マーカ等の生体物質の検査に用いられる免疫検査装置や、ウイルス，病原菌等を検査する血液培養装置や細菌検査装置等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】抗原抗体反応を用いた免疫検査に用いられる試料の作製手順とこの試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す図。
【図２】病原菌の検出に用いられる試料の作製手順とこの試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成とその動作態様を模式的に示す図。
【図４】（ａ），（ｂ）は図３の磁気信号計測装置により計測される磁気信号波形の一例を示す図、（ｃ）は差分信号波形の一例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す図。
【図６】（ａ）は図５の磁気信号計測装置に用いられる試料容器の概略形状を示す図、（ｂ）はこの試料容器の外周部の詳細な構造を示す平面図。
【図７】（ａ）は図５の磁気信号計測装置に取り付けられた磁化機構の側面図、（ｂ）はこの磁化機構の平面図。
【図８】（ａ）は高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータの概略構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）は計測される磁気信号波形の例を示す図。
【図９】（ａ），（ｂ）は計測された磁気信号波形を示す図、（ｃ）は差分信号波形を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す図。
【図１１】（ａ）は試料容器とＳＱＵＩＤと磁化機構の位置関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）は電磁石の構造を示す側面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す図。
【図１３】（ａ）は試料容器における試料配置を模式的に示す図、（ｂ）は磁化機構と磁気センサアレイと試料容器の位置関係を模式的に示す図。
【図１４】図１２の磁気信号計測装置による第２回目から第５回目までの試料の磁化方向を模式的に示す図。
【符号の説明】
【０１１１】
１ａ〜１ｆ…容器、２…移動機構、３…支持板、４…ステージ、５ａ〜５ｃ…電磁石、６…磁気センサ、８ａ〜８ｆ…試料、１０…磁気信号計測装置、１６…試料、２０…制御部、２１…冷却容器、２２…外槽、２３…内槽、２４…液体窒素、２５…サファイヤロッド、２６…銅ロッド、２７…サファイヤウィンドウ、２８…ＳＱＵＩＤ、２９…電磁シールド、３０，３１…磁気シールド、３２…試料台、３３…固定ネジ、３４…回転機構、３５…軸部材、３６…垂直移動機構、３７…水平移動機構、３８…切り欠き穴、３９…円筒部材、４０…磁化機構、４１…電磁石、４２…固定台、４３…磁気シールド、４５…磁化機構、４６ａ〜４６ｃ…電磁石、４７…円周、４８…円周、５０…位置検出センサ、５１…反射マーカ、５２…鉄芯、５３…銅線コイル、５４…磁力線、５６…反射マーカ、６０…バイクリスタル基板、６１…バイクリスタル接合面、６２…検出コイル、６３…配線パッド、６４ａ，６４ｂ…ＳＱＵＩＤリング、６５ａ，６５ｂ…粒界ジョセフソン結合、６６…検出コイルの中央部分、６７ａ，６７ｂ…フィードバックコイル、６８…配線パッド、６９…試料の通過方向を示す矢印、７０…穴部、７１…試料容器、７２…孔、８０…試料容器（９６穴マイクロプレート）、８１…固定台、８２…３軸移動機構、８３…位置センサ、８４…磁化機構、８５…磁気センサアレイ、８６…磁気シールド、８７…移動機構制御回路、８８…電源回路、８９…コンピュータ、９０，９０ａ，９０ｂ…電磁石、９１…試料容器の外周輪郭、９２…試料の移動経路、９３…ＭＲセンサ、１０１…容器、１０１ａ…容器の底面、１０２…固定用抗体、１０３…ブロッキング剤、１０５…検体、１０６，１０６ａ，１０６ｂ…抗原（被検出物質）、１０７，１０７ａ〜１０７ｃ…磁気マーカ、１０８…溶液、１０９…磁気センサ、１１１…容器、１１２…病原菌（被検出物質）、１１３ａ，１１３ｂ…磁気マーカ、１１４…試料溶液、１１５…磁石、１１６…磁気センサ。
【図１】
0005189825.tif 000002
【図２】
0005189825.tif 000003
【図３】
0005189825.tif 000004
【図４】
0005189825.tif 000005
【図５】
0005189825.tif 000006
【図６】
0005189825.tif 000007
【図７】
0005189825.tif 000008
【図８】
0005189825.tif 000009
【図９】
0005189825.tif 000010
【図１０】
0005189825.tif 000011
【図１１】
0005189825.tif 000012
【図１２】
0005189825.tif 000013
【図１３】
0005189825.tif 000014
【図１４】
0005189825.tif 000015