(57)【要約】      （修正有）【課題】反応領域の位置情報が記録されていない基板に対しても、反応領域を特定して検体を分析することができる検体検出用ユニットを提供する。【解決手段】検体検出用ユニット５０は、基板６０とカートリッジ７０とウェル５１とを備える。カートリッジ７０は、基板６０の表面６０ａに着脱自在に固定され、貫通孔７１を有する。ウェル５１は貫通孔７１と基板６０の表面６０ａとにより構成され、基板６０の表面６０ａには検体と結合する微粒子が捕捉される反応領域が形成される。カートリッジ７０は、基板６０との接触面７０ａに反応領域よりも大きいサイズで貫通孔７１の周囲に形成されたリング状のインク塗布用のインク塗布部を有する。【選択図】図４
2017058242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に着脱自在に固定され、貫通孔を有するカートリッジと、
前記貫通孔と前記基板の表面とにより構成され、前記基板の表面に検体と結合する微粒子が捕捉される反応領域が形成されるウェルと、
を備え、
前記カートリッジは、前記基板との接触面に前記反応領域よりも大きいサイズで前記貫通孔の周囲に形成されたリング状のインク塗布用のインク塗布部を有する、
ことを特徴とする検体検出用ユニット。
【請求項２】
前記基板は、前記基板の基準位置を識別するための基板基準位置識別部を有することを特徴とする請求項１に記載の検体検出用ユニット。
【請求項３】
基板を回転させ、前記基板にレーザ光を照射し、前記基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成する基板駆動ユニットと、
前記受光レベル信号を取得する受光レベル信号取得部と、
を備え、
前記基板は、
検体と結合された微粒子が捕捉されている反応領域と、
前記反応領域の周囲に形成されたリング状の反応領域識別マークと、
を有し、
前記基板駆動ユニットは、前記基板を回転させた状態で、前記反応領域及び前記反応領域識別マークに前記レーザ光を照射し、
前記受光レベル信号取得部は、前記受光レベル信号と閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記反応領域識別マークからの検出信号である反応領域識別パルス信号と、前記微粒子からの検出信号である微粒子パルス信号とをそれぞれ抽出する
ことを特徴とする分析装置。
【請求項４】
前記受光レベル信号取得部は、前記反応領域識別パルス信号が検出されてから次の反応領域識別パルス信号が検出されるまでの期間内の設定期間に検出された微粒子パルス信号を計測することを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記基板は前記基板の基準位置を識別するための基板基準位置識別部を有し、前記基板基準位置識別部を検出して基板基準位置検出信号を生成する基板基準位置検出センサをさらに備え、
前記受光レベル信号取得部は、前記基板基準位置検出信号を取得して前記基板の基準位置を検出することを特徴とする請求項３または４に記載の分析装置。
【請求項６】
前記反応領域は、前記基板の表面に、貫通孔と前記貫通孔の周囲に形成されインクが塗布されたリング状のインク塗布部とを有するカートリッジが固定され、前記貫通孔に対応する前記基板の表面に、検体と結合された微粒子が捕捉されている領域であり、
前記反応領域識別マークは、前記インク塗布部から前記基板の表面に転写された前記インクで形成されている
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項７】
基板の表面に、貫通孔と前記貫通孔を囲うようにインクが塗布されているリング状のインク塗布部とを有するカートリッジを固定し、
前記貫通孔に対応する前記基板の表面に、検体と結合された微粒子が捕捉されている反応領域を形成し、
前記基板から前記カートリッジを離隔させて前記基板の表面に前記インクが転写されることにより、前記反応領域の周囲にリング状の反応領域識別マークを形成し、
前記基板を回転させて前記基板にレーザ光を照射し、前記基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成し、
前記受光レベル信号と閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記反応領域識別マークからの反射光による検出信号か、前記微粒子からの反射光による検出信号かを識別する
ことを特徴とする分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗原、抗体等の生体物質を検体として検出するための検体検出用ユニット、並びに、検体検出用ユニットにより捕捉された検体を分析するための分析装置及び分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
疾病に関連付けられた特定の抗原または抗体を検体として検出することで、疾病の発見や治療の効果等を定量的に分析する免疫検定法（immunoassay）が知られている。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２には、光ディスクである基板上の反応領域に固定された抗体と試料中の抗原とを結合させ、抗体を有する微粒子によって抗原を標識する分析装置が記載されている。分析装置は、光ピックアップから照射されるレーザ光を走査することにより、基板上の反応領域に捕捉された微粒子を検出する。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載されている分析装置は、光ディスク装置を検体検出用に利用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５２１６６６号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の分析装置では、基板を回転させながら光ピックアップを基板の半径方向に移動させる。基板上には複数の反応領域が形成されている。そのため、微粒子が検出された反応領域を特定する必要がある。
【０００７】
特許文献１では光ディスクのアドレス情報を用いて反応領域を特定している。特許文献２では基板内部に反応領域の位置情報を記録したピット群を形成している。
【０００８】
従って、特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の分析装置では、光ディスクである基板に予め反応領域の位置情報を記録しておく必要がある。そのため、基板の製造工程が煩雑になり、基板の製造コストが高くなってしまう。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑み、反応領域の位置情報が記録されていない基板に対しても、反応領域を特定して、抗原、抗体等の生体物質を検体として分析することができる、検体検出用ユニット、分析装置、及び、分析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】
【００１０】
本発明は、基板と、前記基板の表面に着脱自在に固定され、貫通孔を有するカートリッジと、前記貫通孔と前記基板の表面とにより構成され、前記基板の表面に検体と結合する微粒子が捕捉される反応領域が形成されるウェルと、を備え、前記カートリッジは、前記基板との接触面に前記反応領域よりも大きいサイズで前記貫通孔の周囲に形成されたリング状のインク塗布用のインク塗布部を有することを特徴とする検体検出用ユニットを提供する。
【００１１】
また、本発明は、基板を回転させ、前記基板にレーザ光を照射し、前記基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成する基板駆動ユニットと、前記受光レベル信号を取得する受光レベル信号取得部と、を備え、前記基板は、検体と結合された微粒子が捕捉されている反応領域と、前記反応領域の周囲に形成されたリング状の反応領域識別マークと、を有し、前記基板駆動ユニットは、前記基板を回転させた状態で、前記反応領域及び前記反応領域識別マークに前記レーザ光を照射し、前記受光レベル信号取得部は、前記受光レベル信号と閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記反応領域識別マークからの検出信号である反応領域識別パルス信号と、前記微粒子からの検出信号である微粒子パルス信号とをそれぞれ抽出することを特徴とする分析装置を提供する。
【００１２】
さらに、本発明は、基板の表面に、貫通孔と前記貫通孔の周囲に形成されインクが塗布されているリング状のインク塗布部とを有するカートリッジを固定し、前記貫通孔に対応する前記基板の表面に、検体と結合された微粒子が捕捉されている反応領域を形成し、前記基板から前記カートリッジを離隔させて前記基板の表面に前記インクが転写されることにより、前記反応領域の周囲にリング状の反応領域識別マークを形成し、前記基板を回転させて前記基板にレーザ光を照射し、前記基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成し、前記受光レベル信号と閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記反応領域識別マークからの反射光による検出信号か、前記微粒子からの反射光による検出信号かを識別することを特徴とする分析方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の検体検出用ユニット、分析装置、及び、分析方法によれば、反応領域の位置情報が記録されていない基板に対しても、反応領域を特定して、抗原、抗体等の生体物質を検体として分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】検体検出用ユニットにおける基板の概念図である。
【図２】検体検出用ユニットにおけるカートリッジの概念図である。
【図３】図２（ｂ）のＣで示す領域を部分的に拡大した模式図である。
【図４】検体検出用ユニットの概念図である。
【図５】図４（ａ）のＢ−Ｂで切断したウェルの部分拡大斜視図である。
【図６】トラック領域の凹部において抗原が微粒子（標識抗体）と固相抗体とでサンドイッチ法で捕捉されている状態を模式的に示す拡大断面図である。
【図７】検体検出用ユニットを用いて形成された反応領域及びウェル検出部を有する基板の概念図である。
【図８】基板の表面に形成された反応領域とウェル検出部との位置関係を説明するための模式図である。
【図９】一実施形態の分析装置を示す構成図である。
【図１０】測定ゲート信号と受光レベル信号（反応領域識別パルス信号及び微粒子パルス信号）との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】一実施形態の分析装置による微粒子の分析方法の実施例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［検体検出用ユニット］
図１〜図８を用いて、一実施形態の検体検出用ユニットを説明する。検体検出用ユニットは、基板とカートリッジとを有して構成されている。
【００１６】
まず、図１を用いて、本実施形態の検体検出用ユニットにおける基板を説明する。
【００１７】
図１（ａ）は検体検出用ユニット５０における基板６０の模式的な平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａにおける模式的な断面図である。
【００１８】
基板６０は、例えば、ブルーレイディスク（ＢＤ）、ＤＶＤ、コンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスクと同等の円板形状を有する。基板６０は、例えば、一般的に光ディスクに用いられるポリカーボネート樹脂やシクロオレフィンポリマー等の透明樹脂材料で形成されている。
【００１９】
基板６０は、中心部に形成された中心孔６１と、外周部に形成された切欠き部６２と、を有している。切欠き部６２は基板６０の基準位置を識別するための基板基準位置識別部である。
【００２０】
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態の検体検出用ユニットにおけるカートリッジを説明する。
【００２１】
図２（ａ）は検体検出用ユニット５０におけるカートリッジ７０の模式的な平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａにおける模式的な断面図である。図２（ａ）のＡ−Ａは図１（ａ）のＡ−Ａに対応している。図３（ａ）は図２（ｂ）のＣで示す領域を部分的に拡大した模式的な断面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）を基板接触面７０ａ側から見た平面図である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、カートリッジ７０はリング形状を有する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、カートリッジ７０には、周方向に複数の円筒状の貫通孔７１が等間隔に形成されている。カートリッジ７０は、例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）により形成されている。なお、図２（ａ）では、一例として８つの貫通孔７１を示しているが、貫通孔７１の数はこれに限定されるものではない。
【００２３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、カートリッジ７０の基板接触面７０ａ（図３（ａ）における下側の面）には、貫通孔７１を囲うように貫通孔７１の同心円上に、リング状の凸部（第１の凸部）７２と、リング状の凹部（第１の凹部）７３と、リング状の凸部（第２の凸部）７４と、リング状の凹部（第２の凹部）７５とが順番に形成されている。
【００２４】
凸部７４には、高反射率のインク７６が塗布されている。即ち、凸部７４は、貫通孔７１の周囲に形成された、高反射率のインク７６を塗布するためのリング状のインク塗布部である。凸部７４の幅は例えば１ｍｍである。インク７６の塗布方法は特に限定されるものではない。インク７６の塗布方法として、例えばスクリーン印刷等の周知の印刷方法を用いることができる。なお、インク７６の反射率については後述する。
【００２５】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態の検体検出用ユニットを説明する。
【００２６】
図４（ａ）は検体検出用ユニット５０の模式的な平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａにおける模式的な断面図である。図４（ａ）のＡ−Ａは、図１（ａ）及び図２（ａ）のＡ−Ａに対応している。図４（ｃ）はカートリッジ７０が基板６０から離隔された状態を示す模式的な断面図である。図５は、図４（ａ）のＢ−Ｂで切断した部分拡大斜視図である。
【００２７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、検体検出用ユニット５０は、カートリッジ７０と基板６０とを有して構成されている。
【００２８】
カートリッジ７０は、カートリッジ７０の中心Ｃ７０が基板６０の中心Ｃ６０と一致し、カートリッジ７０の基板６０との接触面７０ａが基板６０の表面６０ａと接触するように、基板６０に固定される。図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、カートリッジ７０は基板６０に着脱自在に固定されている。
【００２９】
カートリッジ７０の凸部７４に塗布されている高反射率のインク７６は、カートリッジ７０の基板接触面７０ａが基板６０の表面６０ａと接触することによって、基板６０の表面６０ａに転写される。
【００３０】
図５に示すように、基板６０の表面６０ａには、凸部６３と凹部６４とが半径方向に交互に配置されたトラック領域６５が形成されている。凸部６３及び凹部６４は、内周部から外周部に向かってスパイラル状に形成されている。凸部６３は光ディスクのランドに相当する。凹部６４は光ディスクのグルーブに相当する。
【００３１】
凹部６４（凸部６３）の半径方向のピッチであるトラックピッチは例えば３２０ｎｍである。凹部６４の深さ（凸部６３の高さ）は例えば７０ｎｍである。凹部６４の半径方向の幅は例えば１９０ｎｍである。なお、凹部６４の半径方向の幅とは、凹部６４の深さの１／２の位置（凸部６３の高さの１／２の位置）における半径方向の幅である。
【００３２】
図４（ｂ）及び図５に示すように、検体検出用ユニット５０は、カートリッジ７０の貫通孔７１と基板６０のトラック領域６５とによって形成される複数のウェル５１を有している。即ち、貫通孔７１の内周面はウェル５１の内周面を構成し、基板６０のトラック領域６５はウェル５１の底面を構成する。
【００３３】
ウェル５１は試料液や緩衝液等を溜めるための容器である。ウェル５１の直径（貫通孔７１の直径）は例えば６ｍｍである。ウェル５１の深さ（貫通孔７１の深さ）は例えば９ｍｍである。なお、図４（ａ）では、一例として８つのウェル５１を示しているが、貫通孔７１と同様にウェル５１の数はこれに限定されるものではない。
【００３４】
図６は、トラック領域６５の凹部６４において抗原８０が微粒子８２で標識された抗体とトラック領域６５に固定された抗体８１とによってサンドイッチ法で捕捉されている状態を模式的に示す拡大断面図である。
【００３５】
特定のたんぱく質である抗原８０と特異的に結合する抗体８１を含む緩衝液がウェル５１に注入される。抗体８１はトラック領域６５に固相抗体として固定される。
【００３６】
検体である抗原８０を含む試料液がウェル５１に注入される。抗原８０は固相抗体８１と特異的に結合してトラック領域６５、詳しくは凹部６４に捕捉される。
【００３７】
抗原８０と特異的に結合する抗体が固定されている微粒子８２を含む緩衝液がウェル５１に注入される。分析対象である微粒子８２は、トラック領域６５の凹部６４に捕捉されている抗原８０と特異的に結合して凹部６４に標識抗体として捕捉される。従って、抗原８０は、抗体８１と微粒子８２で標識された抗体とによってトラック領域６５の凹部６４にサンドイッチ法で捕捉される。
【００３８】
抗体８１の大きさは数ｎｍ程度である。抗原８０の大きさは抗体８１の１／５〜１／１０程度である。微粒子８２の大きさは２００ｎｍ程度である。微粒子８２は例えばポリスチレン樹脂で形成されている。
【００３９】
抗原８０を抗体８１と微粒子８２で標識された抗体とによってトラック領域６５の凹部６４にサンドイッチ法で捕捉させた後に、図４（ｃ）に示すように、カートリッジ７０を基板６０から取り外す。微粒子８２の検出は基板６０単体で行われる。
【００４０】
次に、図７及び図８を用いて、検体検出用ユニット５０により形成された反応領域６６及び反応領域識別マーク６７を有する基板６０を説明する。
【００４１】
図７は、検体検出用ユニット５０を用いて形成された反応領域６６及び反応領域識別マーク６７を有する基板６０の模式的な平面図である。図７は図４（ａ）に対応する。図８（ａ）は図８（ｂ）との位置関係を説明するためのカートリッジ７０の模式的な断面図である。図８（ｂ）は基板６０の表面６０ａに形成された反応領域６６及び反応領域識別マーク６７を示す模式的な平面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は図３（ａ）及び図３（ｂ）にそれぞれ対応する。
【００４２】
図７に示すように、基板６０の表面６０ａには、複数のウェル５１にそれぞれ対応して複数の反応領域６６が形成されている。具体的には、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、基板６０における、ウェル５１の底面に対応するトラック領域６５が、抗原抗体反応によって抗原８０及び微粒子８２が捕捉されている反応領域６６となる。
【００４３】
図７に示すように、基板６０の表面６０ａには、反応領域６６の周囲に反応領域６６よりも大きいサイズでリング状の反応領域識別マーク６７が、反応領域６６毎に形成されている。
【００４４】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、反応領域識別マーク６７は、カートリッジ７０の凸部７４に対応して形成されている。具体的には、反応領域識別マーク６７は、カートリッジ７０の凸部７４に塗布されている高反射率のインク７６が基板６０の表面６０ａに転写されることにより形成される。
【００４５】
即ち、カートリッジ７０は、基板６０との接触面７０ａに、反応領域６６よりも大きいサイズでウェル５１に対応する貫通孔７１の周囲に形成されたリング状のインク塗布用のインク塗布部である凸部７４を有する。
【００４６】
反応領域６６の周囲に反応領域識別マーク６７を形成することにより、反応領域６６の位置を特定し、微粒子８２を計測するための有効範囲を設定することができる。
【００４７】
なお、図７ではウェル５１に対応して形成された８つの反応領域６６及び反応領域識別マーク６７を示しているが、ウェル５１と同様に反応領域６６及び反応領域識別マーク６７の数はこれに限定されるものではない。
【００４８】
［分析装置］
図９及び図１０を用いて、一実施形態の分析装置１を説明する。
【００４９】
図９は本実施形態の分析装置１を示す構成図である。
【００５０】
分析装置１は、光ディスクドライブ１０、アナログ−デジタル変換回路（以下、ＡＤＣと称す）２、パルス計測部２０、及び、基板基準位置検出センサ３を備える。
【００５１】
光ディスクドライブ１０は、ターンテーブル１１、クランパ１２、ターンテーブル駆動部１３、ターンテーブル駆動回路１４、ガイド軸１５、光ピックアップ１６、光ピックアップ駆動回路１７、及び、光ディスクドライブ制御部１８を備える基板駆動ユニットである。
【００５２】
ターンテーブル１１上には、基板６０が、反応領域６６及び反応領域識別マーク６７が下向きになるように載置される。
【００５３】
クランパ１２は、ターンテーブル１１に対して離隔する方向及び接近する方向、即ち、図９の上方向及び下方向に駆動される。基板６０は、クランパ１２が下方向に駆動されると、クランパ１２とターンテーブル１１とによって、ターンテーブル１１上に保持される。
【００５４】
ターンテーブル駆動部１３は、ターンテーブル１１を基板６０及びクランパ１２と共に、回転軸Ｃ１１回りに回転駆動させる。ターンテーブル駆動部１３として例えばスピンドルモータを用いることができる。
【００５５】
ターンテーブル駆動回路１４はターンテーブル駆動部１３を制御する。例えば、ターンテーブル駆動回路１４は、ターンテーブル１１が基板６０及びクランパ１２と共に一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動部１３を制御する。
【００５６】
ガイド軸１５は、基板６０と並行に、かつ、基板６０の半径方向に沿って配置されている。
【００５７】
光ピックアップ１６はガイド軸１５に支持されている。光ピックアップ１６は、ガイド軸１５に沿って基板６０の半径方向に、かつ、基板６０と並行に駆動される。
【００５８】
光ピックアップ１６は対物レンズ１６ａを備えている。光ピックアップ１６は基板６０に向けてレーザ光１６ｂを照射する。レーザ光１６ｂは対物レンズ１６ａによって基板６０の反応領域６６及び反応領域識別マーク６７が形成されている表面６０ａ（図９では基板６０の下側の面）に集光される。
【００５９】
光ピックアップ１６は基板６０からの反射光を受光する。具体的には、光ピックアップ１６は、反応領域識別マーク６７からの反射光、反応領域６６における凹部６４からの反射光、及び、凹部６４に捕捉されている微粒子８２からの反射光を受光する。
【００６０】
光ピックアップ１６は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳを生成し、光ディスクドライブ制御部１８へ出力する。受光レベル信号ＪＳは、反応領域識別マーク６７からの反射光による検出信号、及び、微粒子８２からの反射光による検出信号を含む。
【００６１】
光ピックアップ駆動回路１７は光ピックアップ１６の駆動を制御する。例えば光ピックアップ駆動回路１７は、光ピックアップ１６をガイド軸１５に沿って移動させたり、光ピックアップ１６の対物レンズ１６ａを上下方向に移動させたりする。
【００６２】
光ディスクドライブ制御部１８は、ターンテーブル駆動回路１４及び光ピックアップ駆動回路１７を制御する。光ディスクドライブ制御部１８として、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。
【００６３】
光ディスクドライブ制御部１８は、光ピックアップ１６から出力された受光レベル信号ＪＳをＡＤＣ２へ出力する。
【００６４】
ＡＤＣ２は、受光レベル信号ＪＳをアナログ−デジタル変換してパルス計測部２０へ出力する。
【００６５】
基板基準位置検出センサ３は基板６０の外周部近傍に配置されている。基板基準位置検出センサ３は、例えばフォトリフレクタ等の光センサである。
【００６６】
基板基準位置検出センサ３は、基板６０が回転している状態で基板６０の外周部に検出光３ａを照射し、基板６０からの反射光を受光する。
【００６７】
基板６０の外周部には切欠き部６２が形成されている。基板基準位置検出センサ３は基板基準位置検出信号ＫＳを生成し、パルス計測部２０へ出力する。基板基準位置検出信号ＫＳは、切欠き部６２が基板基準位置検出センサ３の検出位置、即ち検出光３ａが照射される位置に到達すると立ち上がってオン状態となり、通過すると立ち下がってオフ状態となるパルス信号である。
【００６８】
即ち、基板基準位置検出センサ３は、基板６０の回転周期及びトラック毎に基板基準位置を検出するセンサとしての機能を有する。基板基準位置検出センサ３として透過型の光センサを用いることも可能である。この場合、基板基準位置検出センサ３は、基板６０に検出光３ａを照射し、基板６０を透過する透過光を受光することにより、基板６０の回転周期及びトラック毎に基板基準位置を検出する。
【００６９】
パルス計測部２０は、光ディスクドライブ１０（基板駆動ユニット）からＡＤＣ２を介して受光レベル信号ＪＳを取得する。即ち、パルス計測部２０は、受光レベル信号ＪＳを取得する受光レベル信号取得部である。パルス計測部２０は、基板基準位置検出センサ３から基板基準位置検出信号ＫＳを取得する。
【００７０】
パルス計測部２０は、パルス識別部２１、ゲート制御部２２、反応領域番号管理部２３、パルスカウンタ２４、記憶部２５、カウント数加算部２６、及び、反応領域別カウント合計部２７を備える。
【００７１】
パルス識別部２１は、ＡＤＣ２によりデジタル信号に変換された受光レベル信号ＪＳから、反応領域識別マーク６７からの反射光による検出信号である反応領域識別パルス信号ＳＳか、反応領域６６に捕捉されている微粒子８２からの反射光による検出信号である微粒子パルス信号ＢＳか、それ以外のノイズかを識別する。
【００７２】
図１０は、測定ゲート信号ＧＳと受光レベル信号ＪＳとの関係を示すタイムチャートである。図１０（ａ）は測定ゲート信号ＧＳを示す。図１０（ｂ）は受光レベル信号ＪＳを示す。受光レベル信号ＪＳは反応領域識別パルス信号ＳＳ及び微粒子パルス信号ＢＳを含む。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の縦軸は信号レベルを示す。横軸は時間を示す。
【００７３】
ところで、図６に示すように、基板６０が回転している状態で光ピックアップ１６から基板６０に向けてレーザ光１６ｂが照射されると、レーザ光１６ｂは基板６０の回転方向Ｅとは逆方向の走査方向Ｆに走査される。具体的には、レーザ光１６ｂは基板６０の表面６０ａに形成されているトラック領域６５の凹部６４に沿って走査される。
【００７４】
基板６０の表面６０ａには反応領域識別マーク６７が形成されている。反応領域識別マーク６７は高反射率のインク７６により形成されている。高反射率のインク７６として、光ピックアップ１６から照射されるレーザ光１６ｂに対して、反応領域識別マーク６７の反射率が凹部６４の反射率よりも高くなるようなインクが用いられる。
【００７５】
例えば、レーザ光１６ｂとして中心波長が４０５ｎｍの青色レーザ光が照射される場合、その波長域において反射率の高いインクが用いられる。一般的な印刷用インクで青またはマゼンダに分類される色の中から４０５ｎｍ付近で反射率の高いインクを選択すればよい。また、可視光域全体に対して反射率の高い白色や銀色のインクを用いてもよい。インクは染料系、顔料系のいずれかに限定されるものではなく、基板６０に対して転写性の良好なインクを用いることが好ましい。
【００７６】
インク７６の反射率Ｒｉが高過ぎると光ピックアップ１６の受光レベルを超えてしまい測定エラーが発生する場合がある。インク７６の反射率Ｒｉが低過ぎると光ピックアップ１６がノイズ等の影響を受けやすく誤検出が発生する場合がある。
【００７７】
そこで、測定エラーや誤検出を防止するため、基板６０（凹部６４）の反射率をＲｓとし、微粒子８２の反射率をＲｂとすると、インク７６の反射率Ｒｉは、Ｒｓ＋（Ｒｓ―Ｒｂ）≦Ｒｉ≦Ｒｓ＋２×（Ｒｓ―Ｒｂ）の関係式を満たすことが好ましい。
【００７８】
反応領域識別マーク６７の反射率は凹部６４の反射率よりも高いので、レーザ光１６ｂが反応領域識別マーク６７上を走査されると光ピックアップ１６の受光レベルは高くなる。即ち、受光レベル信号ＪＳの信号レベルは高くなる。
【００７９】
一方、微粒子８２の反射率は凹部６４の反射率よりも低いので、レーザ光１６ｂが微粒子８２上を走査されると光ピックアップ１６の受光レベルは低くなる。即ち、受光レベル信号ＪＳの信号レベルは低くなる。
【００８０】
なお、凹部６４には抗原８０も捕捉されているが、抗原８０は微粒子８２と比較して非常に小さいため、反射率の変化量も小さい。従って、抗原８０を直接検出することは困難である。そのため、微粒子８２を検出することによって、抗原８０を間接的に検出する。
【００８１】
そこで、パルス識別部２１は、図１０に示すように、受光レベル信号ＪＳと閾値（第１の閾値）Ｖ１とを比較し、閾値Ｖ１以上のパルス信号を反応領域識別パルス信号ＳＳと判定する。パルス識別部２１は、受光レベル信号ＪＳから反応領域識別パルス信号ＳＳを抽出し、ゲート制御部２２へ出力する。
【００８２】
また、パルス識別部２１は、受光レベル信号ＪＳと閾値（第２の閾値）Ｖ２とを比較し、閾値Ｖ２以下のパルス信号を微粒子パルス信号ＢＳと判定する。パルス識別部２１は、受光レベル信号ＪＳから微粒子パルス信号ＢＳを抽出し、パルスカウンタ２４へ出力する。
【００８３】
パルス識別部２１によって反応領域識別パルス信号ＳＳ及び微粒子パルス信号ＢＳのいずれにも判定されなかった信号はノイズとして除去される。
【００８４】
なお、微粒子パルス信号ＢＳであるか否かの判定は、信号レベル（閾値Ｖ２）の比較とパルス幅の比較を併用することが好ましい。具体的には、信号レベル（閾値Ｖ２）の比較に加え、パルス幅が閾値（第３の閾値）以上か否かを判定する。通常、ノイズは、微粒子パルス信号ＢＳよりも信号レベルが高く、パルス幅が狭い。そのため、受光レベル信号ＪＳに対して信号レベル及びパルス幅をそれぞれ閾値と比較することで微粒子パルス信号ＢＳを精度良く判定することができる。
【００８５】
ゲート制御部２２は、反応領域識別パルス信号ＳＳ１（第１の反応領域識別パルス信号）の立ち上がり（時刻ｔａ１）を検出して測定ゲート信号ＧＳをオン状態にする。なお、図８（ｂ）に示すように、レーザ光１６ｂが走査方向Ｆに走査される場合、反応領域識別パルス信号ＳＳ１の立ち上がりの時刻ｔａ１は、レーザ光１６ｂが検出位置Ｐ１に到達した時刻に相当する。
【００８６】
ゲート制御部２２は、次に検出される反応領域識別パルス信号（第２の反応領域識別パルス信号）ＳＳ２の立ち上がり（時刻ｔａ２）を検出して測定ゲート信号ＧＳをオフ状態にする。なお、図８（ｂ）に示すように、レーザ光１６ｂが走査方向Ｆに走査される場合、反応領域識別パルス信号ＳＳ２の立ち上がりの時刻ｔａ２は、レーザ光１６ｂが検出位置Ｐ２に到達した時刻に相当する。
【００８７】
従って、ゲート制御部２２は、レーザ光１６ｂの走査方向Ｆに対して、反応領域６６の手前側に位置する反応領域識別マーク６７により立ち上がってオン状態となり、反応領域６６の奥側に位置する反応領域識別マーク６７により立ち下がってオフ状態となる測定ゲート信号ＧＳを生成する。
【００８８】
ゲート制御部２２は、測定ゲート信号ＧＳを反応領域番号管理部２３及びパルスカウンタ２４へ出力する。
【００８９】
反応領域番号管理部２３は、基板基準位置検出センサ３から出力される基板基準位置検出信号ＫＳがオフ状態となる立ち下がりを検出して反応領域番号をリセットする（ｎ＝１）。反応領域番号管理部２３は、ゲート制御部２２から出力される測定ゲート信号ＧＳがオフ状態となる立ち下がりを検出して反応領域番号に１を加算する（ｎ＝ｎ＋１）。
【００９０】
即ち、反応領域番号管理部２３は、基板６０の切欠き部６２が基板基準位置検出センサ３の検出位置を通過すると反応領域番号をリセットし、その後、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりを検出する度に反応領域番号に１を加算する。これにより、複数の反応領域６６は、反応領域番号管理部２３により番号付けされるため、各反応領域６６を特定することができる。
【００９１】
パルスカウンタ２４は、ゲート制御部２２から出力される測定ゲート信号ＧＳがオン状態の期間、パルス識別部２１から出力される微粒子パルス信号ＢＳの数を計測する。具体的には、パルスカウンタ２４は、測定ゲート信号ＧＳの立ち上がりを検出して微粒子パルス信号ＢＳのカウントを開始し、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりを検出して微粒子パルス信号ＢＳのカウントを終了する。パルスカウンタ２４は、計測期間中において一定期間Ｔｃ毎に微粒子パルス信号ＢＳのカウント数を記憶部２５へ順次出力する。
【００９２】
記憶部２５は、パルスカウンタ２４から順次出力されるカウント数を順番付けて記憶する。
【００９３】
カウント数加算部２６は、制御装置１００のオフセット設定部１０１により設定されたオフセット期間に基づいて、記憶部２５に記憶されているカウント数を加算する。具体的には、カウント数加算部２６は、ゲート制御部２２から出力される測定ゲート信号ＧＳの立ち上がりの時刻ｔｇ１にオフセット期間Ｔｆを加算した時刻ｔｃ１から、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりの時刻ｔｇ２からオフセット期間Ｔｆを減算した時刻ｔｃ２までの設定期間Ｔｇにおけるカウント数を加算し、カウント合計数とする。
【００９４】
反応領域別カウント合計部２７は、反応領域番号管理部２３から反応領域番号を取得し、反応領域番号に関連付けてカウント数加算部２６からカウント合計数を取得する。これにより、反応領域６６毎にカウント合計数が計測される。
【００９５】
反応領域別カウント合計部２７は、反応領域６６毎にカウント合計数を制御装置１００のデータ管理部１０２へ出力する。反応領域別カウント合計部２７は、反応領域６６のカウント合計数を一度に出力するようにしてもよいし、一定時間毎にカウント数をシリアル通信等によってカウント合計数に達するまで順次出力するようにしてもよい。
【００９６】
制御装置１００の表示部１０３にはオフセット設定部１０１により設定されたオフセット期間や、データ管理部１０２に出力された反応領域６６毎のカウント数が表示される。
【００９７】
制御装置１００は、分析装置１とは別に例えば外部コンピュータとして設けられていてもよいし、分析装置１内に設けられていてもよい。分析装置１内に設けられる場合、オフセット設定部１０１及びデータ管理部１０２は例えばＣＰＵとして設けられる。
【００９８】
図１１を用いて本実施形態の分析装置１による微粒子８２（検体（抗原８０））の分析方法を説明する。図１１は、本実施形態の分析装置１による微粒子８２の分析方法の実施例を説明するためのフローチャートである。
【００９９】
光ディスクドライブ１０は、ステップＳ１にて、反応領域６６及び反応領域識別マーク６７が形成されている基板６０を一定の線速度で回転させる。具体的には、光ディスクドライブ１０において、光ディスクドライブ制御部１８は、基板６０が一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動回路１４を制御し、ターンテーブル駆動部１３にターンテーブル１１を回転駆動させる。
【０１００】
基板基準位置検出センサ３は、ステップＳ２にて、基板６０の切欠き部６２を検出し、基板基準位置検出信号ＫＳを生成する。
【０１０１】
パルス計測部２０は、ステップＳ３にて、基板基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出して反応領域番号をリセットする（ｎ＝１）。
【０１０２】
光ディスクドライブ１０は、ステップＳ４にて、基板６０にレーザ光１６ｂを照射し、基板６０からの反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳを生成する。具体的には、光ディスクドライブ１０の光ピックアップ１６は基板６０にレーザ光１６ｂを照射し、基板６０からの反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳを生成する。
【０１０３】
パルス計測部２０は、ステップＳ５にて、受光レベル信号ＪＳから、反応領域識別マーク６７の検出信号である反応領域識別パルス信号ＳＳか、反応領域６６に捕捉されている微粒子８２の検出信号である微粒子パルス信号ＢＳか、それ以外のノイズかを識別する。
【０１０４】
具体的には、パルス計測部２０のパルス識別部２１は、受光レベル信号ＪＳと閾値Ｖ１とを比較し、閾値Ｖ１以上のパルス信号を反応領域識別パルス信号ＳＳと判定する。また、パルス識別部２１は、受光レベル信号ＪＳと閾値Ｖ２とを比較し、閾値Ｖ２以下のパルス信号を微粒子パルス信号ＢＳと判定する。パルス識別部２１によって反応領域識別パルス信号ＳＳ及び微粒子パルス信号ＢＳのいずれにも判定されなかった信号はノイズとして除去される。
【０１０５】
パルス計測部２０は、ステップＳ６にて、レーザ光１６ｂの走査方向Ｆに対して、反応領域６６の手前側に位置する反応領域識別マーク６７により立ち上がってオン状態となり、反応領域６６の奥側に位置する反応領域識別マーク６７により立ち下がってオフ状態となる測定ゲート信号ＧＳを生成する。
【０１０６】
具体的には、パルス計測部２０のゲート制御部２２は、レーザ光１６ｂの走査方向Ｆに対して、反応領域６６の手前側に位置する反応領域識別マーク６７の検出信号である反応領域識別パルス信号ＳＳ１の立ち上がりを検出して測定ゲート信号ＧＳをオン状態にする。また、ゲート制御部２２は、反応領域６６の奥側に位置する反応領域識別マーク６７の検出信号である反応領域識別パルス信号ＳＳ２の立ち上がりを検出して測定ゲート信号ＧＳをオフ状態にする。
【０１０７】
パルス計測部２０は、ステップＳ７にて、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりを検出する度に反応領域番号に１を加算し、各反応領域６６を特定する。具体的には、パルス計測部２０の反応領域番号管理部２３は、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりを検出する度に反応領域番号に１を加算する。
【０１０８】
パルス計測部２０は、ステップＳ８にて、測定ゲート信号ＧＳがオン状態の期間、微粒子パルス信号ＢＳの数を計測し、測定ゲート信号ＧＳがオン状態の期間中において一定期間Ｔｃ毎に微粒子パルス信号ＢＳのカウント数を記憶部２５に順次記憶させる。
【０１０９】
具体的には、パルス計測部２０のパルスカウンタ２４は、測定ゲート信号ＧＳの立ち上がりを検出して微粒子パルス信号ＢＳのカウントを開始し、一定期間Ｔｃ毎に微粒子パルス信号ＢＳのカウント数を記憶部２５に順次記憶させ、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりを検出して微粒子パルス信号ＢＳのカウントを終了する。なお、記憶部２５には、パルスカウンタ２４から順次出力されたカウント数が順番付けられて記憶される。
【０１１０】
パルス計測部２０は、ステップＳ９にて、オフセット期間Ｔｆに基づいて、記憶部２５に記憶されているカウント数を加算する。
【０１１１】
具体的には、パルス計測部２０のカウント数加算部２６は、測定ゲート信号ＧＳの立ち上がりの時刻ｔｇ１にオフセット期間Ｔｆを加算した時刻ｔｃ１から、測定ゲート信号ＧＳの立ち下がりの時刻ｔｇ２からオフセット期間Ｔｆを減算した時刻ｔｃ２までの期間Ｔｇにおけるカウント数を加算し、カウント合計数とする。
【０１１２】
パルス計測部２０は、ステップＳ１０にて、反応領域６６毎にカウント合計数を計測する。具体的には、パルス計測部２０の反応領域別カウント合計部２７は、反応領域番号管理部２３から反応領域番号を取得し、反応領域番号に関連付けてカウント数加算部２６からカウント合計数を取得する。これにより、反応領域６６毎にカウント合計数が計測される。
【０１１３】
カウント合計数は、微粒子パルス信号ＢＳのカウント合計数、即ち、微粒子８２のカウント合計数である。図６に示すように、検体である抗原８０は微粒子８２で標識された抗体と結合して反応領域６６に捕捉されている。従って、微粒子８２を検出し、計測することで、抗原８０を間接的に検出し、計測することができる。
【０１１４】
なお、上述した本実施形態の構成は、以下のように変更されてもよい。
【０１１５】
例えば、高反射率のインク７６に替えて、基板６０と略同じ屈折率の紫外線樹脂等の樹脂材料を用いることができる。基板６０と略同じ屈折率の樹脂材料が基板６０に塗布されると、基板６０の凹部６４は樹脂材料で埋められる。凹部６４が基板６０と略同じ屈折率の樹脂材料で埋められた領域は反応領域識別マーク６７が形成されている領域に相当する。
【０１１６】
通常、凹部６４は凸部６３よりも反射率が例えば１／２程度と低い。それに対して、凹部６４が基板６０と略同じ屈折率の樹脂材料で埋められた領域は、凹部６４の反射率よりも高くなり、凸部６３と略同じ反射率となる。
【０１１７】
凹部６４は微粒子８２よりも反射率が高く、凹部６４が樹脂材料で埋められた領域は凹部６４よりも反射率が高い。従って、高反射率のインク７６に替えて、基板６０と略同じ屈折率の紫外線樹脂等の樹脂材料を用いた場合においても、高反射率のインク７６と同様に、図１０に示す反応領域識別パルス信号ＳＳと同様の反応領域識別パルス信号が得られる。
【０１１８】
本実施形態の検体検出用ユニット５０のカートリッジ７０の基板接触面７０ａを平坦な面とし、凸部７４に相当する領域に高反射率のインク７６を塗布するようにしてもよい。但し、本実施形態の検体検出用ユニット５０のように凸部７４の両隣に凹部７３，７５を形成することにより、インク７６を基板６０に転写する場合に凸部７４からはみ出したインク７６を両隣の凹部７３，７５内に逃がすことができる。これにより、反応領域識別マーク６７の輪郭のぼやけを抑制することができるため、反応領域識別パルス信号ＳＳを精度よく生成することができる。
【０１１９】
本実施形態の基板６０では、外周部に切欠き部６２を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、切欠き部６２に替えて基板６０とは反射率の異なる基板基準位置マークを基板６０の外周部に形成するようにしてもよい。
【０１２０】
本実施形態の分析装置１では、反応領域６６及び反応領域識別マーク６７が下向きになるように基板６０をターンテーブル１１上に載置する構成としたが、これに限定されるものではなく、反応領域６６及び反応領域識別マーク６７が上向きになるように構成してもよい。
【０１２１】
本発明は、以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  光ディスクドライブ（基板駆動ユニット）
２０  パルス計測部（受光レベル信号取得部）
５０  検体検出用ユニット
５１  ウェル
６０  基板
６０ａ  表面
６６  反応領域
６７  反応領域識別マーク
７０  カートリッジ
７０ａ  基板接触面（接触面）
７１  貫通孔
７４  凸部（インク塗布部）
７６  インク
８０  抗原（検体）
８２  微粒子
【図１】
2017058242.tif 000003
【図２】
2017058242.tif 000004
【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】
2017058242.tif 000009
【図８】
2017058242.tif 000010
【図９】
2017058242.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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