(57)【要約】  本発明は、検査カートリッジが使用済みか未使用かを簡単に、かつ確実に判断する判定装置、および判定方法を提供する。  試薬が格納された試薬ウェルと、前記試薬ウェルを封止する封止シールと、を有する検査カートリッジと、前記封止シールに穿通穴が存在するか否かの判定を行う穿通穴判定部と、前記穿通穴判定部の判定結果より、前記封止シールに前記穿通穴が存在する場合、前記検査カートリッジは使用済みであると判定し、前記封止シールに前記穿通穴が存在しない場合、前記検査カートリッジは未使用であると判定する使用判定部とを有する前記検査カートリッジの使用の有無を判定する判定装置、および判定方法。
2019150993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬が格納された試薬ウェルと、前記試薬ウェルを封止する封止シールと、を有する検査カートリッジと、
前記封止シールに穿通穴が存在するか否かの判定を行う穿通穴判定部と、
前記穿通穴判定部の判定結果より、前記封止シールに前記穿通穴が存在する場合、前記検査カートリッジは使用済みであると判定し、前記封止シールに前記穿通穴が存在しない場合、前記検査カートリッジは未使用であると判定する使用判定部と、
を有する前記検査カートリッジの使用の有無を判定する判定装置。
【請求項２】
気体を吸引または排出可能な吸引排出部と、
前記吸引排出部内の圧力値を測定する圧力測定部と、
を更に有する判定装置であって、
前記穿通穴判定部は、前記圧力測定部により測定された圧力値が所定の閾値より大きい値である場合、前記穿通穴が存在しないと判定し、前記圧力測定部により測定された圧力値が所定の閾値以下の値である場合、前記穿通穴が存在すると判定する、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項３】
前記吸引排出部は、ピペットチップを有し、
前記圧力測定部は、前記ピペットチップ内の大気圧値または前記吸引排出部による吸引排出操作前後の圧力差を測定する、
請求項２に記載の判定装置。
【請求項４】
前記穿通穴判定部は、前記封止シールの封止面と、前記吸引排出部の先端と、が予め定めた一定の距離だけ離れた状態で、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、
請求項２または３に記載の判定装置。
【請求項５】
前記吸引排出部の先端を前記封止シールの封止面に対して垂直方向に移動可能な移動部を有する判定装置であって、
前記穿通穴判定部は、下記１）〜３）に示される動作を並行して行う場合において、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、請求項２または３に記載の判定装置。
１）前記吸引排出部により、前記吸引排出部の先端から気体を吸引または排出させる動作
２）前記圧力測定部により、連続的もしくは間欠的に、前記吸引排出部内の圧力値を測定する動作
３）前記移動部により、前記吸引排出部の先端を前記封止シールの封止面に近づける動作。
【請求項６】
前記穿通穴判定部は、前記吸引排出部の先端と前記封止シールの封止面との距離が、所定の値以内である状態で、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、
請求項５に記載の判定装置。
【請求項７】
気体を吸引または排出可能な吸引排出部と、
前記吸引排出部内の圧力値を測定する圧力測定部と、
前記吸引排出部の先端を前記封止シールの封止面に対して垂直方向に移動可能な移動部と、を更に有する判定装置であって、
前記穿通穴判定部は、前記封止シールの封止面と、前記吸引排出部の先端と、が予め定めた一定の距離だけ離れた状態で、前記圧力測定部により前記吸引排出部内の圧力値を測定し、前記吸引排出部内の圧力値が所定の閾値より大きい場合、前記穿通穴が存在しないと判定する第一の判定を行い、
前記穿通穴判定部は、前記第一の判定において、前記穿通穴が存在しないと判定されなかった場合のみ、前記第一の判定よりも、前記封止シールの封止面と、前記吸引排出部の先端と、を近づけた状態で、前記圧力測定部により前記吸引排出部内の圧力値を測定し、前記吸引排出部内の圧力値が所定の閾値より大きい場合、前記穿通穴が存在しないと判定する第二の判定を行い、
前記穿通穴判定部は、前記穿通穴が存在しないと判定するまで、もしくは前記吸引排出部の先端が所定の距離移動するまで、前記第二の判定を繰り返し行う、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項８】
前記穿通穴判定部は、前記第一の判定において測定された前記圧力値に、所定の値を加算または減算した圧力値を、前記第二の判定を行う際に用いる前記所定の閾値として用いる、
請求項７に記載の判定装置。
【請求項９】
前記吸引排出部は、ピペットチップを有し、
前記圧力測定部は、前記ピペットチップ内の大気圧値または前記吸引排出部による吸引排出操作前後の圧力差を測定する、
請求項７または８に記載の判定装置。
【請求項１０】
前記検査カートリッジは、前記試薬ウェルを複数有する、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の判定装置。
【請求項１１】
前記穿通穴判定部は、複数の前記試薬ウェルのうち、いずれか１つの前記試薬ウェルのみに関して、前記封止シールに前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、
請求項１０に記載の判定装置。
【請求項１２】
前記穿通穴判定部が、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、前記一方の前記試薬ウェルは、前記試薬として洗浄液を含む前記試薬ウェルである、
請求項１１に記載の判定装置。
【請求項１３】
前記穿通穴判定部は、すべての前記試薬ウェルに関して、前記封止シールに前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、
請求項１０に記載の判定装置。
【請求項１４】
複数の前記試薬ウェルの各々を封止する複数の前記封止シールは、少なくとも２つ以上の異なる種類の前記封止シールであり、
前記所定の閾値が、前記封止シールの種類ごとに異なる、
請求項１０に記載の判定装置。
【請求項１５】
複数の前記試薬ウェルの各々を封止する複数の前記封止シールにおける、前記所定の閾値を記憶する記憶部を、前記判定装置の内部に有する、
請求項１４に記載の判定装置。
【請求項１６】
前記検査カートリッジは、前記所定の閾値の情報が登録された情報記録部を、前記検査カートリッジ表面に有し、
前記情報記録部の情報を読み取る読み取り部を有する、
請求項１４に記載の判定装置。
【請求項１７】
前記穿通穴判定部は、前記封止シールに接触したか否かを判定する接触センサーが、前記封止シールに接触した場合、前記穿通穴が存在しないと判定し、前記接触センサーが前記封止シールに接触しない場合、前記穿通穴が存在すると判定する、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項１８】
前記穿通穴判定部は、前記穿通穴の有無を判定可能なレーザーを照射することにより、前記穿通穴が存在するか否かを判定する、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項１９】
前記穿通穴判定部は、
前記試薬ウェルを含む前記検査カートリッジを撮影する撮影部と、
前記穿通穴判定部が、前記穿通穴が存在するか否かを判定することを可能にするため、前記撮影部によって撮影された画像を解析する画像解析部と、
を有する、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項２０】
前記検査カートリッジは、
前記試薬ウェルとは別に、検体を注入するための検体注入用ウェルを有し、
前記検体注入用ウェルに、前記検体として血液を注入する、
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の判定装置。
【請求項２１】
試薬が格納された試薬ウェルを有する検査カートリッジの使用の有無を判定する判定方法であって、
前記試薬ウェルは封止シールで封止され、前記封止シールに穿通穴が存在するか否かの判定を行う穿通穴判定工程と、
前記穿通穴判定工程により、前記封止シールに前記穿通穴が存在する場合、前記検査カートリッジは使用済みであると判定し、前記封止シールに前記穿通穴が存在しない場合、前記検査カートリッジは未使用であると判定する使用判定工程と、
を有する判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査カートリッジの判定装置、および判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床検査などにおいて、検体中のタンパク質やＤＮＡなどの微量の被検出物質を高感度かつ定量的に検出することができれば、患者の状態を迅速に把握して治療を行うことが可能となる。このため、検体中の被検出物質を高感度かつ定量的に検出できる方法が求められている。【０００３】
被検出物質を高感度に検出できる検出装置として、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ−ｆｉｅｌｄ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：以下「ＳＰＦＳ」と略記する）を利用する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
特許文献１に記載の検出装置では、誘電体からなるプリズムと、プリズム上に配置されている、液体を収容するための収容部と、収容部上に配置されている収容部の蓋と、収容部内に露出するようにプリズム上に配置され、かつ捕捉体（例えば１次抗体）が固定されている金属膜と、を有する検出チップが使用される。金属膜上に被検出物質を含む液体を提供すると、被検出物質は、捕捉体により捕捉される（１次反応）。次いで、蛍光物質で標識された捕捉体（例えば２次抗体）を金属膜上に提供すると、被検出物質は、蛍光物質で標識される（２次反応）。この状態で金属膜に励起光を照射すると、被検出物質を標識する蛍光物質は、ＳＰＲにより増強された電場により励起され、蛍光を放出する。ＳＰＦＳ装置は、この放出された蛍光を検出することで、被検出物質の存在または量を検出することができる。【０００５】
また、ＳＰＦＳを利用する装置では、被検出物質を含む検体を保持するためのカートリッジが用いられる（例えば、特許文献２、３参照）。この検体としては血液などが用いられ、分析終了後、検体はカートリッジ中に残留することになる。したがって、一度使用したカートリッジを再使用してしまうと、コンタミネーションにより誤った分析結果になる可能性が高い。【０００６】
ここで、特許文献２や特許文献３に開示したカートリッジは、使い捨てでも用いることができる。しかしながら、カートリッジを使い捨てにしたとしても、使用済みか未使用であるかを瞬時に区別できなければ、再使用のリスクを回避することはできない。【０００７】
カートリッジの再使用のリスクを回避するための方法としては、一般的に、オペレータ自身が、分析終了後に、使用したカートリッジに使用済みであることを示す文字等を書き込む方法、使用済みであることを示すシールを貼る方法、カートリッジにシリアル番号を付して、使用済みカートリッジのシリアル番号が記憶された記憶媒体などを通すことで、検査しようとしているカートリッジが使用済みかどうか判別する方法などが挙げられる。しかし、オペレータ自身が使用済みカートリッジに文字等を書き込むことやシールを貼る等することは、非常に手間であり、書き込みし忘れるなどのミスが生じる可能性もある。また、シリアル番号を用いる方法においても、使用済みカートリッジのシリアル番号が記憶された記憶媒体が複数ある場合、それらの記憶媒体間で情報が共有されている必要がある。もし、それらの記憶媒体間で情報が共有されていない場合、ある一つの検査カートリッジを使用した際に、その検査カートリッジが使用済みであることが記憶された記憶媒体では使用済みであると判断されるが、他の記憶媒体では未使用であると判断されてしまう恐れがある。【０００８】
その他にも、例えば、特許文献４で示すように、検査カートリッジに不可逆な物理変化を与える方法がある。この方法では、カートリッジに設けられた不可逆的可変部に、カートリッジ使用後、不可逆的な物理変化を与え、そのような物理変化の有無を判断することで、使用済みか未使用であるかを判別している。しかしながら、この方法においては、検査カートリッジが使用済みか未使用かを判断するために専用の不可逆的可変部を設ける必要があり、それにともなって変化惹起部、判別部、検出部など、種々の他の部分を備える必要がある。したがって、確実に使用済みか未使用かを判別可能な検査カートリッジであって、かつできる限り装備を簡略化させた検査カートリッジが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１８６０１９号公報
【特許文献２】特開２００４−０２８５８９号公報
【特許文献３】特表２００１−５２７２２０号公報
【特許文献４】特開２０１７−０３６９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前術の通り、従来の方法では、検査カートリッジが使用済みか未使用かを簡単に、かつ確実に判断することが困難であった。【００１１】
そこで、本発明では、検査カートリッジが使用済みか未使用かを簡単に、かつ確実に判断する判定装置、および判定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】
【００１２】
すなわち、本発明は、例えば下記［１］〜［２１］に示される判定装置および判定方法を提供する。
［１］試薬が格納された試薬ウェルと、前記試薬ウェルを封止する封止シールと、を有する検査カートリッジと、前記封止シールに穿通穴が存在するか否かの判定を行う穿通穴判定部と、前記穿通穴判定部の判定結果より、前記封止シールに前記穿通穴が存在する場合、前記検査カートリッジは使用済みであると判定し、前記封止シールに前記穿通穴が存在しない場合、前記検査カートリッジは未使用であると判定する使用判定部とを有する前記検査カートリッジの使用の有無を判定する判定装置。
［２］気体を吸引または排出可能な吸引排出部と、前記吸引排出部内の圧力値を測定する圧力測定部とを更に有する判定装置であって、前記穿通穴判定部は、前記圧力測定部により測定された圧力値が所定の閾値より大きい値である場合、前記穿通穴が存在しないと判定し、前記圧力測定部により測定された圧力値が所定の閾値以下の値である場合、前記穿通穴が存在すると判定する［１］に記載の判定装置。
［３］前記吸引排出部は、ピペットチップを有し、前記圧力測定部は、前記ピペットチップ内の大気圧値または前記吸引排出部による吸引排出操作前後の圧力差を測定する［２］に記載の判定装置。
［４］前記穿通穴判定部は、前記封止シールの封止面と、前記吸引排出部の先端とが予め定めた一定の距離だけ離れた状態で、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う［２］または［３］に記載の判定装置。
［５］前記吸引排出部の先端を前記封止シールの封止面に対して垂直方向に移動可能な移動部を有する判定装置であって、前記穿通穴判定部は、下記１）〜３）に示される動作を並行して行う場合において、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、［２］または［３］に記載の判定装置。【００１３】
１）前記吸引排出部により、前記吸引排出部の先端から気体を吸引または排出させる動作
２）前記圧力測定部により、連続的もしくは間欠的に、前記吸引排出部内の圧力値を測定する動作
３）前記移動部により、前記吸引排出部の先端を前記封止シールの封止面に近づける動作。
［６］前記穿通穴判定部は、前記吸引排出部の先端と前記封止シールの封止面との距離が、所定の値以内である状態で、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う［５］に記載の判定装置。
［７］気体を吸引または排出可能な吸引排出部と、前記吸引排出部内の圧力値を測定する圧力測定部と、前記吸引排出部の先端を前記封止シールの封止面に対して垂直方向に移動可能な移動部とを更に有する判定装置であって、前記穿通穴判定部は、前記封止シールの封止面と、前記吸引排出部の先端と、が予め定めた一定の距離だけ離れた状態で、前記圧力測定部により前記吸引排出部内の圧力値を測定し、前記吸引排出部内の圧力値が所定の閾値より大きい場合、前記穿通穴が存在しないと判定する第一の判定を行い、前記穿通穴判定部は、前記第一の判定において、前記穿通穴が存在しないと判定されなかった場合のみ、前記第一の判定よりも、前記封止シールの封止面と、前記吸引排出部の先端とを近づけた状態で、前記圧力測定部により前記吸引排出部内の圧力値を測定し、前記吸引排出部内の圧力値が所定の閾値より大きい場合、前記穿通穴が存在しないと判定する第二の判定を行い、前記穿通穴判定部は、前記穿通穴が存在しないと判定するまで、もしくは前記吸引排出部の先端が所定の距離移動するまで、前記第二の判定を繰り返し行う［１］に記載の判定装置。
［８］前記穿通穴判定部は、前記第一の判定において測定された前記圧力値に、所定の値を加算または減算した圧力値を、前記第二の判定を行う際に用いる前記所定の閾値として用いる［７］に記載の判定装置。
［９］前記吸引排出部は、ピペットチップを有し、前記圧力測定部は、前記ピペットチップ内の大気圧値または前記吸引排出部による吸引排出操作前後の圧力差を測定する［７］または［８］に記載の判定装置。
［１０］前記検査カートリッジは、前記試薬ウェルを複数有する［１］〜［９］のいずれか１つに記載の判定装置。
［１１］前記穿通穴判定部は、複数の前記試薬ウェルのうち、いずれか１つの前記試薬ウェルのみに関して、前記封止シールに前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う［１０］に記載の判定装置。
［１２］前記穿通穴判定部が、前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う、前記一方の前記試薬ウェルは、前記試薬として洗浄液を含む前記試薬ウェルである［１１］に記載の判定装置。
［１３］前記穿通穴判定部は、すべての前記試薬ウェルに関して、前記封止シールに前記穿通穴が存在するか否かの判定を行う［１０］に記載の判定装置。
［１４］複数の前記試薬ウェルの各々を封止する複数の前記封止シールは、少なくとも２つ以上の異なる種類の前記封止シールであり、前記所定の閾値が、前記封止シールの種類ごとに異なる［１０］に記載の判定装置。
［１５］複数の前記試薬ウェルの各々を封止する複数の前記封止シールにおける、前記所定の閾値を記憶する記憶部を、前記判定装置の内部に有する［１４］に記載の判定装置。
［１６］前記検査カートリッジは、前記所定の閾値の情報が登録された情報記録部を、前記検査カートリッジ表面に有し、前記情報記録部の情報を読み取る読み取り部を有する［１４］に記載の判定装置。
［１７］前記穿通穴判定部は、前記封止シールに接触したか否かを判定する接触センサーが、前記封止シールに接触した場合、前記穿通穴が存在しないと判定し、前記接触センサーが前記封止シールに接触しない場合、前記穿通穴が存在すると判定する［１］に記載の判定装置。
［１８］前記穿通穴判定部は、前記穿通穴の有無を判定可能なレーザーを照射することにより、前記穿通穴が存在するか否かを判定する［１］に記載の判定装置。
［１９］前記穿通穴判定部は、前記試薬ウェルを含む前記検査カートリッジを撮影する撮影部と、前記穿通穴判定部が、前記穿通穴が存在するか否かを判定することを可能にするため、前記撮影部によって撮影された画像を解析する画像解析部とを有する［１］に記載の判定装置。
［２０］前記検査カートリッジは、前記試薬ウェルとは別に、検体を注入するための検体注入用ウェルを有し、前記検体注入用ウェルに、前記検体として血液を注入する、［１］〜［１９］のいずれか１つに記載の判定装置。
［２１］試薬が格納された試薬ウェルを有する検査カートリッジの使用の有無を判定する判定方法であって、前記試薬ウェルは封止シールで封止され、前記封止シールに穿通穴が存在するか否かの判定を行う穿通穴判定工程と、前記穿通穴判定工程により、前記封止シールに前記穿通穴が存在する場合、前記検査カートリッジは使用済みであると判定し、前記封止シールに前記穿通穴が存在しない場合、前記検査カートリッジは未使用であると判定する使用判定工程とを有する判定方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、検査カートリッジが使用済みか未使用かを簡単に、かつ確実に判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置の構成を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、検査カートリッジの平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡにおけるＡ−Ａ線の断面である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２ＡにおけるＢ−Ｂ線の断面である。
【図３】図３は、検査カートリッジの他の形態の断面模式図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置の動作を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１における工程Ｓ１２０（使用済みカートリッジの確認）の内容を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１における工程Ｓ１３０（第１位置情報の取得）の内容を示すフローチャートである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態１における工程Ｓ１４０（第２位置情報の取得）の内容を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態２に係るＳＰＦＳ装置の一部の構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態２における工程Ｓ２２０（使用済みカートリッジの確認）の内容を示すフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態３に係るＳＰＦＳ装置の一部の構成を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態３における工程Ｓ３２０（使用済みカートリッジの確認）の内容を示すフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態４に係るＳＰＦＳ装置の一部の構成を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態４における工程Ｓ４２０（使用済みカートリッジの確認）の内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る反応装置を含み、検体に含まれる被検出物質の存在または量を検出する表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（ＳＰＦＳ装置）について説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る表面プラズモン励起増強蛍光分析装置（ＳＰＦＳ装置）１００の構成を示す模式図である。
【００１７】
図１に示されるように、ＳＰＦＳ装置（反応装置）１００は、ピペット１１１およびピペット移動部１１２を含む送液部１１０と、カートリッジホルダー１２１を含む搬送部１２０と、位置情報取得部１３０と、光照射部１４０と、光検出部１５０と、制御部１６０とを有する。ＳＰＦＳ装置１００は、カートリッジホルダー１２１に検査カートリッジ（収容チップ、反応チップ）１０を装着した状態で使用される。そこで、検査カートリッジ１０について先に説明し、その後にＳＰＦＳ装置１００の各構成要素について説明する。
（検査カートリッジの構成）
図２は、検査カートリッジ１０の構成を示す図である。図２Ａは、検査カートリッジ１０の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示されるＡ―Ａ線の断面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示されるＢ―Ｂ線の断面図である。図３は、検査カートリッジ１０の他の形態を示す断面模式図である。
【００１８】
図２Ａ〜Ｃに示されるように、検査カートリッジ１０は、反応領域４１と試薬貯留領域４２と、を含む。反応領域４１は、入射面２１、成膜面２２および出射面２３を含むプリズム２０と、金属膜３０と、流路蓋４０と、流路溝４３と、第１貫通孔４４と、第２貫通孔４５と、流路６０と、注入部７０と、貯留部８０と、を含む。試薬貯留領域４２は、試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈを含む。試薬貯留領域４２には、試薬等が貯留されるための試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈが１個または２個以上設けられている。試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈは、表面が開口した凹部になっている。試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈには、２次反応に使用する標識液や、洗浄液などが貯留されている。本実施の形態では、図２Ａに示されるように、４６ａ〜４６ｈまでの８個の試薬ウェルが設けられ、４６ａは洗浄液、４６ｂは廃液、４６ｃは２次反応に使用する標識液、４６ｄ〜４６ｇは種々の反応試薬（反応試薬Ａ〜Ｄとする）、４６ｈは検体である。ただし、試薬・検体ウェルの個数や種類はこれに限定されない。また、ウェル内の容積は、洗浄液、廃液、試薬の量によって異なってよいが、各ウェル内に反応試薬もしくは洗浄液等が含まれた状態においては、各液面が同じ高さに揃うよう、ウェル内の容積が調整されていることが望ましい。金属膜３０および流路蓋４０は、プリズム２０の成膜面２２上に配置されている。プリズム２０、金属膜３０および流路蓋４０により、液体が流れる流路６０（収容部）が形成される。流路６０は、プリズム２０の成膜面２２上に直接または金属膜３０を介して配置されている。検査カートリッジ１０は、再利用可能なカートリッジであってもよいし、使い捨てのカートリッジであってもよい。ただし、再利用可能なカートリッジである場合は、毎回の使用後に、洗浄、消毒、滅菌等の適切な処理をした後、試薬を再充填し、後述する封止シール１１を新たに接合し直す必要がある。本実施の形態では、検査カートリッジ１０は使い捨てのカートリッジである。また、流路６０を流れる液体の例には、被検出物質を含む検体（例えば、血液や血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、精液など）や、蛍光物質で標識された捕捉体を含む標識液、洗浄液などが含まれる。
【００１９】
また、検査カートリッジ１０は、封止シール１１によって、各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇが覆われている。これにより、検査カートリッジ１０の使用前に各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇに試薬が収容されていても、それらの試薬がこぼれることを防ぐことができる。また、後述するように、検査カートリッジ１０の使用後には、封止シール１１に１または２以上の穿通穴が形成されているものの、前記穿通穴の大きさを小さくすることで、各ウェル内の試薬または廃液等がこぼれることも、封止シール１１によりある程度防がれる。
【００２０】
封止シール１１の材料および厚みは、各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇを封止することが可能であり、かつピペットチップ１７０により貫通されることができれば特に限定されない。封止シール１１の材料の例には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アルミニウム、（ＡＬ）、ポリエチレン（ＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ナイロン（ＮＹ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が含まれる。封止シール１１の厚みは、例えば１０〜２００μｍである。また、封止シール１１は、複数のフィルムの積層体であってもよい。積層体フィルムの例には、オーバープリンティングコート１μｍ／ＡＬ２０μｍ／シーラントフィルム３５μｍ、ＯＰコート３μｍ／ＡＬ３０μｍ／ＣＰＰ３μｍ、ＰＥＴ１４μｍ／ＡＬ２０μｍ／シーラントフィルム８μｍが含まれる。シーラントフィルムの材料の例には、ポリエチレン（ＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が含まれる。
【００２１】
封止シール１１を検査カートリッジ１０に接合させる手段は、各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇを封止することが可能であり、かつピペットチップ１７０を封止シール１１に刺したときに剥離しない程度の接合強度を確保できれば特に限定されない。たとえば、封止シール１１は、融着や両面粘着テープなどにより検査カートリッジ１０に接合される。
【００２２】
なお、各ウェルに独立して封止シール１１を接合してもよいし、すべての各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇを含むよう全面に封止シール１１を接合してもよい。いずれの場合にも、封止シール１１と検査カートリッジ１０との接合部は、各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇ上にかからない位置であることが望ましい。
【００２３】
プリズム２０は、励起光αに対して透明な絶縁体からなる。前述したように、プリズム２０は、入射面２１、成膜面２２および出射面２３を有する。入射面２１は、光照射部１４０からの励起光αをプリズム２０の内部に入射させる。成膜面２２上には、金属膜３０が配置されている。本実施の形態では、プリズム２０の内部に入射した励起光αは、被検出物質が捕捉される金属膜３０に照射される。励起光αは、金属膜３０の裏面で反射して反射光βとなる。より具体的には、励起光αは、プリズム２０と金属膜３０との界面（成膜面２２）で反射して反射光βとなる。出射面２３は、反射光βをプリズム２０の外部に出射させる。
【００２４】
プリズム２０の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、プリズム２０の形状は、底面が台形の柱体である。台形の一方の底辺に対応する面が成膜面２２であり、一方の脚に対応する面が入射面２１であり、他方の脚に対応する面が出射面２３である。底面となる台形は、等脚台形であることが好ましい。これにより、入射面２１と出射面２３とが対称になり、励起光αのＳ波成分がプリズム２０内に滞留しにくくなる。
【００２５】
入射面２１は、励起光αが光照射部１４０に戻らないように形成される。励起光αの光源がレーザーダイオード（以下「ＬＤ」ともいう）である場合、励起光αがＬＤに戻ると、ＬＤの励起状態が乱れてしまい、励起光αの波長や出力が変動してしまう。そこで、増強角を中心とする走査範囲において、励起光αが入射面２１に垂直に入射しないように、入射面２１の角度が設定される。ここで「増強角」とは、金属膜３０に対する励起光αの入射角を走査した場合に、検査カートリッジ１０の上方に放出される励起光αと同一の波長の散乱光（以下「プラズモン散乱光」という）γの光量が最大となるときの、入射角を意味する。本実施の形態では、入射面２１と成膜面２２との角度および成膜面２２と出射面２３との角度は、いずれも約８０°である。
【００２６】
なお、検査カートリッジ１０の設計により、増強角が概ね決まる。設計要素は、プリズム２０の屈折率や、金属膜３０の屈折率、金属膜３０の膜厚、金属膜３０の消衰係数、励起光αの波長などである。金属膜３０上に捕捉された被検出物質によって増強角がシフトするが、その量は数度未満である。
【００２７】
一方で、プリズム２０は、複屈折特性を少なからず有する。プリズム２０の材料の例には、絶縁性の樹脂およびガラスが含まれる。プリズム２０の材料は、好ましくは、屈折率が１．４〜１．６であり、かつ複屈折が小さい樹脂である。金属膜３０は、プリズム２０の成膜面２２上の流路６０の少なくとも一部に露出するように配置されている。金属膜３０により、成膜面２２に全反射条件で入射した励起光αの光子と、金属膜３０中の自由電子との間で相互作用（ＳＰＲ）が生じ、金属膜３０の表面上に局在場光（一般に「エバネッセント光」または「近接場光」とも呼ばれる）を生じさせることができる。
【００２８】
金属膜３０の材料は、ＳＰＲを生じさせることができる金属であれば特に限定されない。金属膜３０の材料の例には、金、銀、銅、アルミ、これらの合金が含まれる。本実施の形態では、金属膜３０は、金薄膜である。金属膜３０の形成方法は、特に限定されない。金属膜３０の形成方法の例には、スパッタリング、蒸着、メッキが含まれる。金属膜３０の厚みは、特に限定されないが、３０〜７０ｎｍが好ましい。
【００２９】
また、特に図示しないが、金属膜３０の表面には、被検出物質を捕捉するための捕捉体が固定されている。金属膜３０に捕捉体を固定することで、被検出物質を選択的に検出することができる。本実施の形態では、金属膜３０上の所定の領域に、捕捉体が均一に固定されている。捕捉体が固定されている領域は、後述する１次反応および２次反応が起こる反応場となる。金属膜３０に固定されている捕捉体は、流路６０内に露出している。捕捉体の種類は、被検出物質を捕捉することができれば特に限定されない。本実施の形態では、捕捉体は、被検出物質に特異的に結合可能な抗体またはその断片である。
【００３０】
流路蓋４０は、成膜面２２上に配置されており、前述したように、反応領域４１を構成する一部分である。反応領域４１は、後述する１次反応や２次反応を行うための領域である。また、試薬貯留領域４２は、２次反応に使用する標識液や、洗浄に使用される洗浄液などが貯留される領域である。流路蓋４０における反応領域４１の裏面には、流路（収容部）６０となる流路溝４３が形成されている。また、反応領域４１の表面と裏面には、注入部７０となる第１貫通孔４４と、貯留部８０となる第２貫通孔４５とがそれぞれ開口している。流路溝４３の両端は、第１貫通孔４４および第２貫通孔４５にそれぞれ接続されている。流路溝４３、第１貫通孔４４および第２貫通孔４５は、プリズム２０、金属膜３０および流路蓋４０をこの順に積層することでそれぞれ流路６０、注入部７０および貯留部８０となる。
【００３１】
流路蓋４０は、金属膜３０上から放出される蛍光δおよびプラズモン散乱光γに対して透明な材料からなることが好ましい。流路蓋４０の材料の例には、樹脂が含まれる。流路蓋４０は、蛍光δおよびプラズモン散乱光γを外部に取り出す部分が蛍光δおよびプラズモン散乱光γに対して透明であれば、他の部分は不透明な材料で形成されていてもよい。流路蓋４０は、例えば、両面テープや接着剤などによる接着や、レーザー溶着、超音波溶着、クランプ部材を用いた圧着などによりプリズム２０または金属膜３０に接合されている。
【００３２】
なお、図３に示されるように、検査カートリッジ１０´は、流路６０に代えてウェル（収容部）６０´を有していてもよい。この検査カートリッジ１０´では、ウェル（収容部）６０´の開口から液体を注入したり、除去したりする。
【００３３】
図１に示されるように、励起光αは、入射面２１でプリズム２０内に入射する。プリズム２０内に入射した励起光αは、金属膜３０に全反射角度（ＳＰＲが生じる角度）で照射される。このように金属膜３０に対して励起光αをＳＰＲが生じる角度で照射することで、金属膜３０上に局在場光を発生させることができる。この局在場光により、金属膜３０上に存在する被検出物質を標識する蛍光物質が励起され、蛍光δが放出される。ＳＰＦＳ装置１００は、蛍光物質から放出された蛍光δの光量を測定することで、被検出物質の存在または量を検出する。
（ＳＰＦＳ装置の構成）
次に、本実施の形態に係るＳＰＦＳ装置１００の各構成要素について説明する。前述したように、ＳＰＦＳ装置１００は、送液部１１０、搬送部１２０、位置情報取得部１３０、光照射部１４０、光検出部１５０および制御部１６０を有する。検査カートリッジ１０は、搬送部１２０のカートリッジホルダー１２１に保持されうる。
【００３４】
送液部１１０は、ピペット１１１、ピペット移動部１１２および送液ポンプ駆動機構１１３を有する。送液部１１０は、カートリッジホルダー１２１に保持された検査カートリッジ１０の流路６０内に検体を注入したり、検査カートリッジ１０の試薬貯留領域４２に貯留された標識液や洗浄液などの液体を反応領域４１の流路６０内に移動させたりする。また、送液部１１０は、流路６０から液体を排出したり、流路６０内の液体を撹拌したりもする。送液部１１０は、ピペット１１１のピペットノズル１１６にピペットチップ１７０を装着した状態で使用される。なお、不純物の混入などを防止する観点から、ピペットチップ１７０は、交換可能であることが好ましい。
【００３５】
ピペット１１１は、流路６０に液体を注入したり、流路６０から液体を除去したりする際に液体を吸引する。ピペット１１１は、シリンジ１１４と、シリンジ１１４内を往復動作可能なプランジャー１１５と、シリンジ１１４に接続されたピペットノズル１１６とを有する。また、ピペット１１１は、プランジャー１１５の往復運動によって、液体の吸引および排出を定量的に行うことができる。これによりピペット１１１は、流路６０に液体を注入したり、流路６０から液体を除去したりすることができる。また、ピペット１１１は、液体の吸引および排出を繰り返すことで、流路６０内の液体を撹拌することができる。
【００３６】
ピペット移動部１１２は、ピペットチップ１７０内への液体の吸入、ピペットチップ１７０内からの液体の排出のため、ピペットノズル１１６を移動させる。ピペット移動部１１２は、例えば、ピペットノズル１１６をピペットノズル１１６の軸方向（例えば垂直方向）に自在に動かす。ピペット移動部１１２は、例えば、ソレノイドアクチュエーターおよびステッピングモーターを含む。
【００３７】
送液ポンプ駆動機構１１３は、プランジャー１１５を移動させて、外部の液体をピペットチップ１７０内に吸入させたり、ピペットチップ１７０内の液体を外部に排出させたりする。送液ポンプ駆動機構１１３は、ステッピングモーターなどのプランジャー１１５を往復運動させるための装置を含む。ステッピングモーターは、ピペット１１１の送液量や送液速度を管理できるため、検査カートリッジ１０の残液量を管理する観点から好ましい。
【００３８】
前述したように、送液部１１０は、試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈより各種液体を吸引し、検査カートリッジ１０の流路６０内に注入する。このとき、ピペットチップ１７０の先端が流路６０内において流路６０の底面と近接した状態で、シリンジ１１４に対するプランジャー１１５の往復運動を繰り返すことで、検査カートリッジ１０中の流路６０内を液体が往復し、流路６０内の液体が撹拌される。これにより、液体の濃度の均一化や、流路６０内における反応（例えば、１次反応および２次反応）の促進などを実現することができる。
【００３９】
流路６０内の液体は、再びピペット１１１で吸引され、図外の廃液タンクなどに排出される。これらの動作の繰り返しにより、各種液体による反応や洗浄などを実施し、流路６０内の反応場に、蛍光物質で標識された被検出物質を配置することができる。
【００４０】
搬送部１２０は、検査カートリッジ１０を検出位置または送液位置に搬送するとともに、検査カートリッジ１０を保持する。ここで「検出位置」とは、光照射部１４０が検査カートリッジ１０に励起光αを照射し、それに伴い発生する蛍光δまたはプラズモン散乱光γを光検出部１５０が検出する位置である。また、「送液位置」とは、送液部１１０が検査カートリッジ１０の流路６０内に液体を注入するか、または検査カートリッジ１０の流路６０内の液体を除去する位置である。搬送部１２０は、カートリッジホルダー１２１および搬送ステージ１２２を含む。
【００４１】
カートリッジホルダー１２１は、搬送ステージ１２２に固定されており、検査カートリッジ１０を着脱可能に保持する。カートリッジホルダー１２１の形状は、検査カートリッジ１０を保持することが可能であり、かつ励起光α、蛍光δおよびプラズモン散乱光γの光路を妨げなければ特に限定されない。本実施の形態では、カートリッジホルダー１２１の形状は、流路蓋４０を挟み込んで検査カートリッジ１０を保持できるように構成されている。
【００４２】
搬送ステージ１２２は、カートリッジホルダー１２１を一定方向およびその逆方向（図１の紙面における左右方向）に移動させる。搬送ステージ１２２も、励起光α、蛍光δおよびプラズモン散乱光γの光路を妨げない形状である。搬送ステージ１２２は、例えば、ステッピングモーターなどで駆動される。
【００４３】
位置情報取得部１３０は、固体の第１基準部１８０ａに対するピペットチップ１７０の先端の位置に関する第１位置情報（以下、単に「第１位置情報」ともいう）を取得する。位置情報取得部１３０には、空気圧センサー１３１が含まれる。空気圧センサー１３１は、ピペットノズル１１６とシリンジ１１４との間に接続されている。空気圧センサー１３１の種類は、ピペットチップ１７０内の空気圧（圧力）を測定することができれば特に限定されない。空気圧センサー１３１の種類の例には、ブルドン管を用いた機械式のセンサーや、半導体などを用いた電子式のセンサーなどが含まれる。
【００４４】
本実施の形態では、第１位置情報は、ピペットチップ１７０の先端と第１基準部１８０ａとの間隔を変えて、ピペットチップ１７０の先端から気体を吸引または排出したときのピペットチップ１７０内の空気圧の変化を空気圧センサー１３１により測定することで取得される。より具体的には、まず、ピペットチップ１７０の先端と固体の第１基準部１８０ａとを離した状態で、ピペットチップ１７０内の第１圧力を測定する。そして、第１圧力の測定時よりもピペットチップ１７０の先端と固体の第１基準部１８０ａとを近づけた状態で、ピペットチップ１７０の先端から気体を吸引または排出したときのピペットチップ１７０内の第２圧力を測定する。最後に、第１圧力と第２圧力との差に基づいて、第１基準部１８０ａに対するピペットチップ１７０の先端位置を検出する。ここで、「第１基準部」とは、固体に対するピペットチップ１７０の先端の基準位置となるものを意味する。第１基準部１８０ａは、固体であり、かつその位置が高精度に特定されていれば特に限定されず、検査カートリッジ１０の一部であってもよいし、ＳＰＦＳ装置１００の一部であってもよい。検査カートリッジ１０に含まれる第１基準部１８０ａの例には、流路蓋４０や封止シール１１、プリズム２０（流路６０の底面）などが含まれる。一方、ＳＰＦＳ装置１００に含まれる第１基準部１８０ａの例には、搬送ステージ１２２や、カートリッジホルダー１２１、搬送部１２０において搬送ステージ１２２を配置する配置面（ピペットノズル１１６の下方に位置する部分）などであってもよい。第１位置情報を取得する操作においては、ピペットチップ１７０の先端における気体の吸引または排出は、連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。また、第１圧力を測定するときに気体を排出した場合には、第２圧力を測定するときも気体を排出する。一方、第１圧力を測定するときに気体を吸引した場合には、第２圧力を測定するときも気体を吸引する。
【００４５】
また、位置情報取得部１３０は、液体の第２基準部１８ｂに対するピペットチップ１７０の先端の位置に関する第２位置情報（以下、単に「第２位置情報」ともいう）も取得できる。第２位置情報は、ピペットチップ１７０の先端と第２基準部１８ｂとの間隔を変えて、ピペットチップ１７０の先端から気体を吸引または排出したときのピペットチップ１７０内の空気圧の変化を空気圧センサー１３１により測定することで取得される。より具体的には、まず、ピペットチップ１７０の先端と液体の第２基準部１８ｂとを離した状態で、ピペットチップ１７０の先端から気体を吸引または排出したときのピペットチップ１７０内の第３圧力を測定する。そして、第３圧力の測定時よりもピペットチップ１７０の先端と液体の第２基準部１８ｂとを近づけた状態で、ピペットチップ１７０の先端から気体を吸引または排出したときのピペットチップ１７０内の第４圧力を測定する。最後に、第３圧力と第４圧力との差に基づいて、第２基準部１８ｂに対するピペットチップ１７０の先端位置を検出する。ここで「第２基準部」とは、液体に対するピペットチップ１７０の先端の基準位置となるものを意味する。第２基準部１８ｂは、液体であり、かつその位置が高精度に特定されていれば特に限定されない。第２基準部１８ｂの例には、試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈに貯留されている液体の液面、流路６０内の液体の液面などが含まれる。第２位置情報を取得する操作において、ピペットチップ１７０の先端における気体の吸引または排出は、連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。
【００４６】
また、第１位置情報を取得する操作におけるピペットチップ１７０の先端から吸入または排出する気体の空気圧（第１圧力および第２圧力）は、第２位置情報を取得する操作におけるピペットチップ１７０の先端から吸入または排出する気体の空気圧（第３圧力および第４圧力）と異なることが好ましい。具体的には、位置情報取得部１３０が第１位置情報および第２位置情報を取得する場合に、ピペット１１１がピペットチップ１７０の先端から気体を吸引するときは、第１位置情報を取得する操作におけるピペットチップ１７０の先端から吸引する気体の空気圧（第１圧力および第２圧力）は、第２位置情報を取得する操作におけるピペットチップ１７０の先端から吸引する気体の空気圧（第３圧力および第４圧力）より低いことが好ましい。また、位置情報取得部１３０が第１位置情報および第２位置情報を取得する場合に、ピペット１１１がピペットチップ１７０の先端から気体を排出するときは、第１位置情報を取得する操作におけるピペットチップ１７０の先端から排出する気体の空気圧（第１圧力および第２圧力）は、第２位置情報を取得する操作におけるピペットチップ１７０の先端から排出する気体の空気圧（第３圧力および第４圧力）より高いことが好ましい。このように、第１位置情報を取得する操作における気体の空気圧（第１圧力および第２圧力）の絶対値は、第２位置情報を取得する操作における気体の空気圧（第３圧力および第４圧力）の絶対値よりも大きい。第３圧力および第４圧力の絶対値が第１圧力および第２圧力の絶対値より大きい場合には、空気圧の測定時に液面から液体が飛散してしまうため好ましくない。
【００４７】
光照射部１４０は、カートリッジホルダー１２１に保持された検査カートリッジ１０の入射面２１に向かって励起光αを照射する。蛍光δまたはプラズモン散乱光γの測定時には、光照射部１４０は、金属膜３０に対する入射角がＳＰＲを生じさせる角度となるように、金属膜３０に対するＰ波のみを入射面２１に向けて出射する。ここで「励起光」とは、蛍光物質を直接または間接的に励起させる光である。たとえば、励起光αは、プリズム２０を介して金属膜３０にＳＰＲが生じる角度で照射されたときに、蛍光物質を励起させる局在場光を金属膜３０の表面上に生じさせる光である。光照射部１４０は、光源ユニット１４１、角度調整機構１４２および光源制御部１４３を含む。
【００４８】
光源ユニット１４１は、コリメートされ、かつ波長および光量が一定の励起光αを、金属膜３０の裏面における照射スポットの形状が略円形となるように出射する。光源ユニット１４１は、例えば、励起光αの光源、ビーム整形光学系、ＡＰＣ機構および温度調整機構（いずれも不図示）を含む。
【００４９】
光源の種類は、特に限定されず、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）である。光源の他の例には、発光ダイオード、水銀灯、その他のレーザー光源が含まれる。光源から出射される光がビームでない場合は、光源から出射される光は、レンズや鏡、スリットなどによりビームに変換される。また、光源から出射される光が単色光でない場合は、光源から出射される光は、回折格子などにより単色光に変換される。さらに、光源から出射される光が直線偏光でない場合は、光源から出射される光は、偏光子などにより直線偏光の光に変換される。
【００５０】
ビーム整形光学系は、例えば、コリメーターやバンドパスフィルター、直線偏光フィルター、半波長板、スリット、ズーム手段などを含む。ビーム整形光学系は、これらのすべてを含んでいてもよいし、一部を含んでいてもよい。コリメーターは、光源から出射された励起光αをコリメートする。バンドパスフィルターは、光源から出射された励起光αを中心波長のみの狭帯域光にする。光源からの励起光αは、若干の波長分布幅を有しているためである。直線偏光フィルターは、光源から出射された励起光αを完全な直線偏光の光にする。半波長板は、金属膜３０にＰ波成分が入射するように励起光αの偏光方向を調整する。スリットおよびズーム手段は、金属膜３０の裏面における照射スポットの形状が所定サイズの円形となるように、励起光αのビーム径や輪郭形状などを調整する。ＡＰＣ機構は、光源の出力が一定となるように光源を制御する。より具体的には、ＡＰＣ機構は、励起光αから分岐させた光の光量を不図示のフォトダイオードなどで検出する。そして、ＡＰＣ機構は、回帰回路で投入エネルギーを制御することで、光源の出力を一定に制御する。
【００５１】
角度調整機構１４２は、金属膜３０（プリズム２０と金属膜３０との界面（成膜面２２））に対する励起光αの入射角を調整する。角度調整機構１４２は、プリズム２０を介して金属膜３０の所定の位置に向けて所定の入射角で励起光αを照射するために、励起光αの光軸とカートリッジホルダー１２１とを相対的に回転させる。
【００５２】
たとえば、角度調整機構１４２は、光源ユニット１４１を励起光αの光軸と直交する軸（図１の紙面に対して垂直な軸）を中心として回動させる。このとき、入射角を走査しても金属膜３０上での照射スポットの位置がほとんど変化しないように、回転軸の位置を設定する。回転中心の位置を、入射角の走査範囲の両端における２つの励起光αの光軸の交点近傍（成膜面２２上の照射位置と入射面２１との間）に設定することで、照射位置のズレを極小化できる。
【００５３】
前述したように、金属膜３０に対する励起光αの入射角のうち、プラズモン散乱光γの光量が最大となる角度が増強角である。励起光αの入射角を増強角またはその近傍の角度に設定することで、高強度の蛍光δを測定することが可能となる。検査カートリッジ１０のプリズム２０の材料および形状、金属膜３０の膜厚、流路６０内の液体の屈折率などにより、励起光αの基本的な入射条件が決まるが、流路６０内の蛍光物質の種類および量、プリズム２０の形状誤差などにより、最適な入射条件はわずかに変動する。このため、測定ごとに最適な増強角を求めることが好ましい。
【００５４】
光源制御部１４３は、光源ユニット１４１に含まれる各種機器を制御して、光源ユニット１４１からの励起光αの出射を制御する。光源制御部１４３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００５５】
光検出部１５０は、光照射部１４０が検査カートリッジ１０の金属膜３０に励起光αを照射したときに、金属膜３０の流路６０側の面の近傍から放出される蛍光δの光量を検出する。また、必要に応じて、光検出部１５０は、金属膜３０への励起光αの照射によって生じたプラズモン散乱光γも検出する。光検出部１５０は、受光ユニット１５１、位置切り替え機構１５２およびセンサー制御部１５３を含む。
【００５６】
受光ユニット１５１は、検査カートリッジ１０の金属膜３０の表面に対する法線方向に配置される。受光ユニット１５１は、第１レンズ１５４、光学フィルター１５５、第２レンズ１５６および受光センサー１５７を含む。
【００５７】
第１レンズ１５４は、例えば、集光レンズであり、金属膜３０上から出射される光を集光する。第２レンズ１５６は、例えば、結像レンズであり、第１レンズ１５４で集光された光を受光センサー１５７の受光面に結像させる。第１レンズ１５４および第２レンズ１５６の間の光路は、略平行になっている。
【００５８】
光学フィルター１５５は、第１レンズ１５４および第２レンズ１５６の間に配置されている。光学フィルター１５５は、蛍光成分のみを受光センサー１５７に導き、高いＳ／Ｎ比で蛍光δを検出するために、励起光成分（プラズモン散乱光γ）を除去する。光学フィルター１５５の例には、励起光反射フィルター、短波長カットフィルターおよびバンドパスフィルターが含まれる。光学フィルター１５５は、例えば、所定の光成分を反射する多層膜を含むフィルター、または所定の光成分を吸収する色ガラスフィルターである。
【００５９】
受光センサー１５７は、蛍光δおよびプラズモン散乱光γを検出する。受光センサー１５７は、微量の被検出物質からの微弱な蛍光δを検出することが可能な高い感度を有する。受光センサー１５７は、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などである。
【００６０】
位置切り替え機構１５２は、光学フィルター１５５の位置を、受光ユニット１５１における光路上または光路外に切り替える。具体的には、受光センサー１５７が蛍光δを検出する時には、光学フィルター１５５を受光ユニット１５１の光路上に配置し、受光センサー１５７がプラズモン散乱光γを検出する時には、光学フィルター１５５を受光ユニット１５１の光路外に配置する。
【００６１】
センサー制御部１５３は、受光センサー１５７の出力値の検出や、検出した出力値による受光センサー１５７の感度の管理、適切な出力値を得るための受光センサー１５７の感度の変更、などを制御する。センサー制御部１５３は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００６２】
制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１１３、搬送ステージ１２２、角度調整機構１４２、光源制御部１４３、位置切り替え機構１５２、およびセンサー制御部１５３を制御する。制御部１６０は、例えば、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００６３】
穿通穴判定部１６１は、後述するように、ピペットチップ１７０内の圧力などに基づき、試薬ウェル上の封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定する。穿通穴判定部１６１は、制御部１６０と同様に、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
【００６４】
使用判定部１６２は、後述するように、穿通穴判定部１６１により、前記穿通穴が存在すると判定された場合は検査カートリッジが使用済みであると判定し、前記穿通穴が存在しないと判定された場合は検査カートリッジが未使用であると判定する。穿通穴判定部１６１は、制御部１６０と同様に、演算装置、制御装置、記憶装置、入力装置および出力装置を含む公知のコンピュータやマイコンなどによって構成される。
（ＳＰＦＳ装置の検出動作）
次に、実施の形態１に係る使用済み検査カートリッジの確認方法およびピペットチップ１７０の先端の位置情報を検出する検出方法を含む、ＳＰＦＳ装置１００の被検出物質の検出動作について説明する。図４は、ＳＰＦＳ装置１００の動作手順の一例を示すフローチャートである。図５Ａは、使用済みカートリッジを確認する工程（図４における工程Ｓ１２０）の内容を示すフローチャートであり、図５Ｂは、第１位置情報を取得する工程（図４における工程Ｓ１３０）の内容を示すフローチャートであり、図５Ｃは、第２位置情報を取得する工程（図４における工程Ｓ１４０）の内容を示すフローチャートである。この例では、補捉体として１次抗体が金属膜３０上に固定化されている。また、蛍光標識に使用する補捉体として、蛍光物質で標識された２次抗体を使用している。さらに、第１基準部１８０ａは、流路６０の底面とし、第２基準部１８ｂは、試薬・検体ウェル４６ａ〜ｈの中でも検体を含むウェルである４６ｈ内の液面とした（図２Ｂ参照）。
【００６５】
まず、測定の準備をする（工程Ｓ１１０）。具体的には、操作者が検査カートリッジ１０のウェル４６ｈに検体を入れるなどした後、検査カートリッジ１０のセット位置において検査カートリッジ１０をカートリッジホルダー１２１に設置し、ピペットチップ１７０を図示しないセット位置にセットする。検査カートリッジ１０とピペットチップ１７０のセットが終わった後、制御部１６０は、搬送ステージ１２２を移動し、ピペットチップ１７０をピペットノズル１１６に装着し、ピペットチップ１７０の先端が、洗浄液を含む洗浄液用ウェル４６ａの直下の位置に来るようにセットする。この時のピペットチップ１７０の先端位置をＺ＝０ｍｍとする。後述するように、検査カートリッジ１０の金属膜３０上に保湿剤が存在する場合、金属膜３０上を洗浄して保湿剤を除去する必要がある。そのため、各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇのうち、４６ａに含まれる洗浄液が一番はじめに使用される。したがって、４６ａに関してのみ、穿通穴が存在するか否かを判定することによっても、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるかを判定することができる。すなわち、すべての各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇの封止シール１１に前記穿通穴が存在するか否かを判定することなく、一つの洗浄液用ウェル４６ａの封止シール１１のみに前記穿通穴が存在するか否かを判定するだけで、検査カートリッジ１０が使用済みか否かを判定することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、洗浄液を含む洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１のみに関して、前記穿通穴が存在するか否かを検知するが、本発明はこれに限られない。例えば、４６ａ以外の試薬ウェル上の封止シールに関して穿通穴の有無を検知してもよく、より確実に検査カートリッジ１０の使用の有無を検知するため、検査カートリッジ１０に設けられた全てのウェルに関して、穿通穴の有無を検知してもよい。
【００６７】
また、検査カートリッジ１０には使用期限を設定してもよい。使用期限がある場合、例えば、検査カートリッジ１０をカートリッジホルダー１２１に設置する前に、検査カートリッジ１０に予め記載されたバーコード等を読み取ることで、検査カートリッジ１０が使用期限内のものであるかどうかを調べることができる。
【００６８】
次いで、使用済みカートリッジを確認する（工程Ｓ１２０）。まず、ピペットチップ１７０の先端から空気を吐きながらピペットノズル１１６を下降させる（工程Ｓ１２１）。具体的には、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１１３を駆動し、プランジャー１１５をシリンジ１１４に対して進行させて、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続して吐き出しながら、空気圧センサー１３１によってピペットチップ１７０内の圧力を測定する。加えて、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１に近づくように移動させる。
【００６９】
次いで、封止シール１１の穿通穴の有無を判定する（工程Ｓ１２２）。具体的には、前述した工程Ｓ１２１において、ピペットチップ１７０の先端を洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１に近づくように移動させる操作の際に、連続してピペットチップ１７０内の圧力を測定する。そこで、制御部１６０が有する穿通穴判定部１６１は、ピペットチップ１７０内の圧力値が予め設定した閾値を超えるかどうか判定する。穿通穴判定部１６１は、前記圧力値が閾値を超えた場合には、穿通穴無しと判定し、工程Ｓ１２０を終了する。前記圧力値が閾値を超えない場合には、工程Ｓ１２３へ進む。
【００７０】
ここで、穿通穴判定部１６１により穿通穴無しと判定された際は、使用判定部１６２は検査カートリッジ１０が未使用であると判定する。なお、本実施形態では、試薬ウェル４６ａのみに関して前記穿通穴が存在するか否かを判定するが、すべての各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇに関して前記穿通穴が存在するか否かを判定してもよい。
【００７１】
なお、圧力値の閾値に関しては、確実に穿通穴が存在するか否かを判定可能な範囲で様々な値に設定することができる。圧力値の閾値は、種々の実験により決定された値を用いることが出来る。例えば、封止シール１１にピペットチップ１７０によって穿通穴を空けた検査カートリッジ１０と、穿通穴を空けない検査カートリッジ１０を用意し、両方の検査カートリッジ１０に対して、ピペットチップ１７０の先端と封止シール１１とを、一定間隔離れた状態から、封止シール１１のシール面に近づけると同時に、空気を吐き出し、かつピペットチップ１７０内の圧力を測定する操作を行う。この操作を、ピペットチップ１７０がシール面上の位置に移動するまで行う。この操作の際に、ピペットチップ１７０の移動距離と圧力値をモニタリングし、穿通穴を空けた検査カートリッジ１０と穿通穴を空けない検査カートリッジ１０において、移動距離と圧力値の挙動を比較する。そして、その挙動を比較した結果から、穿通穴を空けた場合と空けない場合に関して、圧力値に明確な違いがある部分等の圧力値を、穿通穴が存在するか否かを検知するための圧力値の閾値として設定する。ただし、圧力値の閾値の決定方法としては、これに限らず種々の実験等の様々な方法を用いてよい。
【００７２】
また、圧力値の閾値に関しては、封止シール１１の種類ごとに異なる値に設定することができる。その場合、穿通穴判定部１６１は、例えば、予め各封止シール１１の圧力値の閾値を記憶しておき、各封止シール１１ごとに予め設定された番号等を用いることにより、各封止シール１１ごとの圧力値の閾値を認識するように構成することができる。さらに、前述の方法以外にも、例えば、各検査カートリッジ１０ごとに、検査カートリッジ１０の表面などに圧力値の閾値が登録されたバーコードなどの記録部を有し、そのようなバーコードなどの記録部を読み取ることにより、穿通穴判定部１６１が圧力値の閾値を認識するように構成してもよい。
【００７３】
次いで、ピペットノズル１１６の移動距離（本実施例では下降距離）が予め設定した穿通穴検知範囲を超えたかどうか判定する（工程Ｓ１２３）。具体的には、前述した工程Ｓ１２２において、圧力値が閾値を超えない場合、ピペットノズル１１６の下降（ピペットチップ１７０の先端をシール面に近づくように移動させる操作）を継続する。制御部１６０は、ピペットノズル１１６の移動距離が後述する穿通穴検知範囲を超えない場合には、工程Ｓ１２１に戻り、空気を吐きながらピペットノズル１１６の下降を継続する。穿通穴判定部１６１は、ピペットノズル１１６の移動距離が穿通穴検知範囲を超えた場合には、穿通穴有りと判断し、工程Ｓ１２０を終了する。
【００７４】
ここで、穿通穴判定部１６１により穿通穴有りと判定された際は、使用判定部１６２は検査カートリッジ１０が使用済みであると判定する。これにより、操作者は、適宜検査カートリッジ１０を未使用であるものに交換することができる。
【００７５】
前記穿通穴検知範囲は、装置の構成等により任意の距離に設定することができる。工程Ｓ１１０において、ピペットチップ１７０の先端が、洗浄液を含む洗浄液用ウェル４６ａの直下の位置に来るようにセットし、この時のピペットチップ１７０の先端位置をＺ＝０ｍｍとした。例えば、セット時のピペットチップ１７０の先端位置と、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１による封止面との距離が２０ｍｍとなるよう装置を構成した場合、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１による封止面はＺ＝２０ｍｍとなる。この場合、前記穿通穴検知範囲は、例えば、封止面から±１ｍｍであるように、Ｚ＝１９ｍｍ〜２１ｍｍと設定することができる。この値は、封止シール１１のたわみや各種公差を考慮して任意に設定することができる。
【００７６】
ここで、工程Ｓ１２０において、検査カートリッジ１０が使用済みであると判定された場合、装置を止めて警告を表示するように構成されていてもよい。具体的には、使用判定部１６２により検査カートリッジ１０が使用済みであると判定されると同時に、制御部１６０は、ピペットノズル１１６の下降を停止する。さらに、図示しない操作画面などにポップアップ警告を表示するなどして、穿通穴があること、すなわち検査カートリッジ１０が使用済みであることを操作者に伝える。
【００７７】
なお、工程Ｓ１２０において穿通穴有りと判断された場合、ピペットノズル１１６の下降を止めるタイミングは、制御部１６０が穿通穴有りと判断した直後であってもよいし、穿通穴有りと判断してから、さらにピペットノズル１１６を下降させてからでもよい。ただし、ピペットノズル１１６を下降させる最大距離は、ピペットチップ１７０の先端が洗浄液の液面に到達しない程度に設定することが望ましい。
【００７８】
なお、本実施形態では、工程Ｓ１２０では、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続して吐き出す方法を採っているが、間欠的に吐き出す方法や、連続的もしくは間欠的に空気を吸引する方法を採ってもよい。空気を吸引する方法を採る場合は、ピペットチップ１７０内の圧力に関しては、圧力値の絶対値をモニタリングする。
【００７９】
また、本実施形態では、ピペットノズル１１６を下降させる動作、空気を排出する動作、ピペットチップ１７０内の圧力を測定する動作を同時に行うことで、穿通穴が存在するか否かを検知しているが、本発明はこれに限られない。他の実施の形態として、例えば、空気を排出する動作と圧力を測定する動作は同時に行い、それらの動作を行っている間は、ピペットノズルを下降させる動作は行わないようにし、空気を排出する動作と圧力を測定する動作を行っていない時にピペットノズルを下降させるようにしてもよい。さらに、前述の空気を排出する動作と圧力を測定する動作、およびピペットノズルを下降させる動作を、繰り返し行うようにしてもよい。具体的には、封止シール１１の封止面とピペットチップ１７０の先端と、が一定の距離だけ離れた状態である時、空気を排出しながらピペットチップ１７０内の圧力を測定する。この時、圧力値が所定の閾値よりも大きい場合、穿通穴が存在しないと判定し、圧力値が所定の閾値以下である場合、ピペットチップ１７０の先端を封止シール１１の封止面に近づけ、同様に圧力を測定する。このような操作を、穿通穴が存在しないと判定されるまで、もしくは所定の距離だけ下降するまで、繰り返し行う。所定の距離は特に限定されないが、ピペットチップ１７０の先端が封止シール１１の封止面よりも液面に近く、かつピペットチップ１７０の先端が液面につかない程度であるように、調整された距離であることが望ましい。
【００８０】
さらに、他の実施の形態として、例えば、ピペットチップ１７０の先端と封止シール１１の封止面との距離を、予め定めた距離となるよう配置し、そのように配置された場合の一度のみ、空気を排出する動作と圧力を測定する動作を行い、穿通穴が存在するか否かを判定するようにしてもよい。
【００８１】
次いで、第１位置情報を取得する（工程Ｓ１３０）。まずピペットチップ１７０内の第１圧力を測定する（工程Ｓ１３１）。具体的には、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を流路６０の底面（第１基準部１８０ａ）の直下に移動させる。そして、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１１３を駆動して、プランジャー１１５をシリンジ１１４に対して進行させて、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続して吐き出しながら、空気圧センサー１３１によってピペットチップ１７０内の第１圧力を測定する。
【００８２】
次いで、ピペットチップ１７０内の第２圧力を測定する（工程Ｓ１３２）。具体的には、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、第１圧力を測定した工程（工程Ｓ１３１）よりもピペットチップ１７０の先端を流路６０の底面（第１基準部１８０ａ）側に移動させる。そして、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１１３を駆動して、プランジャー１１５をシリンジ１１４に対して進行させて、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続して吐き出しながら、空気圧センサー１３１によってピペットチップ１７０内の第２圧力を測定する。
【００８３】
次いで、第１圧力と第２圧力との差を求める（工程Ｓ１３３）。具体的には、制御部１６０は、第１圧力（第２圧力）から第２圧力（第１圧力）を差し引くことで第１圧力と第２圧力との差を求める。このとき、第１圧力と第２圧力との差が所定の閾値以上になるまで、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を流路６０の底面（第１基準部１８０ａ）側に移動させ、空気圧センサー１３１によってピペットチップ１７０内の第２圧力を測定する工程を繰り返す。そして、制御部１６０は、第１圧力と第２圧力との差が生じたことにより、ピペットチップ１７０の先端が第１基準部１８０ａに近接したと判定して、第１基準部１８０ａに対するピペットチップ１７０の先端の位置を検出する。すなわち、制御部１６０は、空気圧センサー１３１が空気圧を検出することで、第１基準部１８０ａに対するピペットチップ１７０の先端の第１位置情報を取得する。
【００８４】
なお、工程Ｓ１３３と同様の手順で封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定することも可能である。すなわち、第１圧力と第２圧力との差が所定の閾値よりも大きい場合、穿通穴が存在しないと判定し、第１圧力と第２圧力との差が所定の閾値以下である場合、穿通穴が存在すると判定することも可能である。
【００８５】
なお、第１位置情報を取得する工程（工程Ｓ１３０）では、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続してまたは間欠的に吐き出しながら、かつピペットチップ１７０の先端を第１基準部１８０ａに近づけながら空気圧センサー１３１によりピペットチップ１７０内の空気圧を測定してもよい。この場合、ピペットチップ１７０を移動する前の空気圧が第１圧力となる。また、ピペットチップ１７０の先端を第１基準部１８０ａに近づけながら空気圧センサー１３１により測定したピペットチップ１７０内の空気圧が第２圧力となる。この場合であっても、第１位置情報を高精度に取得できる。
【００８６】
なお、検査カートリッジ１０の金属膜３０上に保湿剤が存在する場合は、１次抗体が適切に被検出物質を捕捉できるように、金属膜３０上を洗浄して保湿剤を除去する必要がある。この場合は、金属膜３０を洗浄した後に金属膜３０上から洗浄液を除去する操作においてもピペットチップ１７０の位置精度が求められる。したがって、洗浄液を金属膜３０上から除去する工程は、第１位置情報を取得した（工程Ｓ１３０）後であって、励起光αの入射角を決定する（工程Ｓ１５０）工程の前に実施する。
【００８７】
次いで、第２位置情報を取得する（工程Ｓ１４０）。まず、ピペットチップ１７０内の第３圧力を測定する（工程Ｓ１４１）。具体的には、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を検体用ウェル４６ｈに貯留された液体の液面（第２基準部１８ｂ）の直下に移動させる。そして、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１１３を駆動して、プランジャー１１５をシリンジ１１４に対して進行させて、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続して吐き出しながら、空気圧センサー１３１によってピペットチップ１７０内の第３圧力を測定する。
【００８８】
次いで、ピペットチップ１７０内の第４圧力を測定する（工程Ｓ１４２）。具体的には、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、第３圧力を測定した工程（工程Ｓ１４１）よりもピペットチップ１７０の先端を検体用ウェル４６ｈに貯留された液体の液面（第２基準部１８ｂ）側に移動させる。そして、制御部１６０は、送液ポンプ駆動機構１１３を駆動して、プランジャー１１５をシリンジ１１４に対して進行させて、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続して吐き出しながら、空気圧センサー１３１によってピペットチップ１７０内の第４圧力を測定する。
【００８９】
次いで、第３圧力と第４圧力との差を求める（工程Ｓ１４３）。具体的には、制御部１６０は、第３圧力（第４圧力）から第４圧力（第３圧力）を差し引くことで第３圧力と第４圧力との差を求める。そして、制御部１６０は、第３圧力と第４圧力との差が生じたことにより、第２基準部１８ｂに対するピペットチップ１７０の先端の位置を検出する。すなわち、制御部１６０は、空気圧センサー１３１が空気圧を検出することで、第２基準部１８ｂに対するピペットチップ１７０の先端の第２位置情報を取得する。なお、この場合にも第３圧力と第４圧力との差が所定の閾値以上になるまで、ピペットチップ１７０の先端の移動と、第４圧力を測定する工程とを繰り返す。
【００９０】
なお、第２位置情報を取得する工程（工程Ｓ１４０）では、ピペットチップ１７０の先端から空気を連続してまたは間欠的に吐き出しながら、かつピペットチップ１７０の先端を第２基準部１８ｂに近づけながら空気圧センサー１３１によりピペットチップ１７０内の空気圧を測定してもよい。この場合、ピペットチップ１７０を移動する前の圧力が第３圧力となる。また、ピペットチップ１７０の先端を第２基準部１８ｂに近づけながら空気圧センサー１３１により測定したピペットチップ１７０内の空気圧が第４圧力となる。この場合であっても、第２位置情報を高精度に取得できる。
【００９１】
また、金属膜３０上の残液量を低減させるために、金属膜３０上に送液する前に少なくとも第１位置情報を取得することが好ましい。また、ピペットチップ１７０の壁面に付着する液量を管理するために、送液する前に第２位置情報も取得することが、より好ましい。
【００９２】
次いで、励起光αの入射角を決定する（工程Ｓ１５０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１２２を操作して、検査カートリッジ１０を検出位置に移動させる。そして、制御部１６０は、角度調整機構１４２を駆動して励起光αの入射角を走査しながら、センサー制御部１５３を駆動して受光センサー１５７によりプラズモン散乱光γを検出する。そして、プラズモン散乱光γの光量が最大となる角度を励起光αの入射角（増強角）とする。
【００９３】
次いで、検体中の被測定物質と１次抗体とを反応させる（１次反応；工程Ｓ１６０）。制御部１６０は、搬送ステージ１２２を操作して、検体が貯留されている容器をピペットチップ１７０の直下に移動させる。そして、ピペットチップ１７０の先端を検体が貯留されている容器に向かって移動させて、ピペットチップ１７０内に検体を吸入させる。制御部１６０は、搬送ステージ１２２を操作して、検査カートリッジ１０を送液位置に移動させる。そして、制御部１６０は、第１位置情報に基づいて、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を注入部７０内に移動させて、流路６０内に検体を注入する。検体中に被検出物質が存在する場合は、被検出物質の少なくとも一部は１次抗体に結合する。１次反応後、検体を流路６０内から除去する。この場合、第１位置情報に基づいて、ピペットチップ１７０の先端を流路６０の底面に近接させる。そして、ピペットチップ１７０内に検体を吸入することで流路６０から検体を除去する。除去した検体は、廃液を溜めておく試薬ウェル４６ｂに注入する。
【００９４】
なお、検体および被検出物質の種類は、特に限定されない。検体の例には、血液や血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、精液などの体液およびその希釈液が含まれる。また、被検出物質の例には、核酸（ＤＮＡやＲＮＡなど）、タンパク質（ポリペプチドやオリゴペプチド）、アミノ酸、糖質、脂質およびこれらの修飾分子が含まれる。
【００９５】
また、１次反応（工程Ｓ１６０）において、検体を流路６０内で往復運動させてもよい。この場合、流路６０内への検体を注入する工程と同様に、第１位置情報に基づいて、ピペットチップ１７０の先端を流路６０の底面に近接させる。そして、ピペットチップ１７０の先端の位置を固定した状態で、プランジャー１１５を往復運動させる。これにより、ピペットチップ１７０で検体の吸入および排出を繰り返すことで、流路６０内で検体を往復させることができる。流路６０内で検体を往復させた後、ピペットチップ１７０内に検体を吸入することで流路６０から検体を除去する。除去した検体は、廃液を溜めておく試薬ウェル４６ｂに注入する。
【００９６】
そして、金属膜３０上を緩衝液などの洗浄液で洗浄する。制御部１６０は、ピペットチップ１７０の先端を試薬ウェル４６ａ内の洗浄液に向かって移動させて、ピペットチップ１７０内に洗浄液を吸入させる。このとき、第２位置情報が高精度に特定されているため、ピペットチップ１７０の先端と洗浄液の表面との間の距離およびピペットチップ１７０の先端と試薬ウェル４６ａの底面との間の距離も高精度に制御できる。したがって、ピペットチップ１７０内に洗浄液を適切に吸入できる。そして、制御部１６０は、第２位置情報に基づいて、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を注入部７０内に移動させて、流路６０内に洗浄液を注入する。
【００９７】
次いで、流路６０内から１次抗体に結合しなかった物質を含む洗浄液を除去する。具体的には、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、ピペットチップ１７０の先端を注入部７０に移動させる。そして、第１位置情報に基づいて、ピペットチップ１７０の先端を流路６０の底面に近づけて、流路６０から洗浄液を除去する。このとき、ピペットチップ１７０の先端を第１位置情報に基づいて、プリズム２０（金属膜３０）に近づけているため、流路６０内に残留する液量を最小限とすることができる。洗浄液を除去するときのピペットチップ１７０の先端の位置は、流路６０内から検体を除去する工程におけるピペットチップ１７０の先端の位置と同じであることが好ましい。これにより、流路６０内に残留する液量を一定にできる。除去した検体は、廃液を溜めておく試薬ウェル４６ｂに注入する。
【００９８】
次いで、金属膜３０上に捕捉されている被検出物質を蛍光物質で標識する（２次反応；工程Ｓ１７０）。具体的には、制御部１６０は、ピペットチップ１７０の先端を蛍光物質で標識された捕捉体を含む液体（標識液）が貯留された試薬ウェル（例えば、試薬ウェル４６ｃ）に向かって移動させて、ピペットチップ１７０内に標識液を吸入させる。このとき、第２位置情報が高精度に特定されているため、ピペットチップ１７０の先端と標識液の表面との間の距離およびピペットチップ１７０の先端と試薬ウェル４６ａ〜ｈの底面との間の距離も高精度に検出できる。したがって、ピペットチップ１７０内に標識液を適切に吸入できる。そして、制御部１６０は、ピペット移動部１１２を駆動して、第１位置情報に基づいて、ピペットチップ１７０の先端を注入部７０内に移動させて、流路６０内に標識液を注入する。流路６０内では、抗原抗体反応によって、金属膜３０上に捕捉されている被検出物質が蛍光物質で標識される。この後、流路６０内の標識液は除去され、流路６０内は洗浄液で洗浄される。流路６０内の標識液を除去するときのピペットチップ１７０の先端の位置は、前述した第１位置情報に基づいて位置決めされる。これにより、流路６０内に残留する液量を最小に、かつ一定にすることができる。
【００９９】
なお、１次反応（工程Ｓ１６０）と２次反応（工程Ｓ１７０）との順番は、これに限定されない。例えば、被検出物質を２次抗体に結合させた後に、これらの複合体を含む液体を金属膜３０上に提供してもよい。また、金属膜３０上に検体と標識液を同時に提供してもよい。
【０１００】
次いで、被検出物質を検出する（工程Ｓ１８０）。具体的には、制御部１６０は、搬送ステージ１２２を操作して、検査カートリッジ１０を検出位置に移動させる。そして、光源制御部１４３を駆動して励起光αを工程Ｓ１５０で決定した入射角（増強角）で金属膜３０の所定の位置に照射させながら、センサー制御部１５３を駆動して金属膜３０（金属膜３０表面およびその近傍）上から放出させる蛍光δの強度を検出するように受光センサー１５７を制御する。
【０１０１】
なお、制御部１６０は、２次反応（工程Ｓ１７０）の前にブランク値を測定してもよい。この場合、増強角で励起光αを金属膜３０に照射し、受光センサー１５７の検出値をブランク値とする。そして、被検出物質を検出する工程（工程Ｓ１８０）では、蛍光δの検出値からブランク値を引くことで、検体中の被検出物質の量を示す蛍光δの量を算出する。
【０１０２】
以上のような手順により、ＳＰＦＳ装置を用いて被検出物質を検出する。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、封止シール１１の穴の有無に関して、洗浄液用ウェル４６ａ上のシール面のみしか検知していないが、他のウェル上のシール面で検知してもよいし、複数個のウェル上のシール面で検知してもよい。ただし、いずれのウェル上のシール面で穴の有無を検知する場合であっても、穴の有無を検知する動作中において、ピペットチップ１７０の先端がウェル内に含まれている液の液面に到達しないことが望ましい。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、第１基準部１８０ａを流路６０の底面としているが、それに限られるわけではない。例えば、第１基準部１８０ａを搬送ステージ１２２の一部、搬送ステージ１２２を配置する配置面６５０の一部、検査カートリッジ１０の天面など、検査カートリッジ１０あるいはＳＰＳＦ装置１００における様々な箇所に設定することができる。
【０１０５】
本実施の形態では、検査カートリッジ１０における各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇを覆っている封止シール１１の穴の有無を検出した後、ＳＰＦＳ装置１００を用いて被検出物質を検出しているが、これらはあくまで一例であり、ＳＰＦＳ装置１００以外の装置を用いる測定等を行ってもよい。検査カートリッジ１０における各試薬ウェル４６ａ〜４６ｇを覆っている封止シール１１の穴の有無を検出した後、例えば、血液中の赤血球濃度を測定する装置や、検体中に存在する病原菌を検出する装置など、いかなる検査等を行ってもよい。
【０１０６】
（効果）
以上のように、実施の形態１では、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定することで、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるか、簡単にかつ確実に判定することができる。また、穿通穴が存在するか否かを判定するために用いる、封止シール１１、ピペットチップ１７０、送液部１１０などは、被検出物質を検出するために必要な構成である。それらの構成を活かして封止シール１１の穴の有無を検出することができるため、ＳＰＦＳ装置１００に追加のコストをかけず、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるかを判断することができる。
【０１０７】
＜実施の形態２＞
実施の形態２に係るＳＰＦＳ装置は、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定し、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるかを判定する方法が実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【０１０８】
（ＳＰＦＳ装置の構成）
図６Ａは、実施の形態２に係るＳＰＦＳ装置の一部の構成を示す図である。
【０１０９】
図６Ａに示されるように、実施の形態２では、接触センサー部１９０を用いて封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定する。接触センサー１９１と接触センサー移動部１９２がセンサー接続部１９３によって接続されており、接触センサー移動部１９２と接触センサー１９１はそれぞれ制御部１６０と電気的に接続されている。
【０１１０】
接触センサー１９１は、封止シール１１に接触したことを検知できるものであれば何でもよい。形状や大きさも特に限定されないが、先端が細い棒状の接触センサーであることが望ましい。また、接触を検知する先端部分等が穿通穴の大きさよりも大きい場合、穿通穴が存在しているにも関わらず、誤って封止シール１１への接触を検知してしまうことがあるため、接触を検知する先端部分等は、穿通穴の大きさよりも小さくなっていることが望ましい。
【０１１１】
接触センサー移動部１９２は、接触センサー１９１を垂直方向に自在に動かすことができるよう構成されている。接触センサー移動部１９２は、例えば、ソレノイドアクチュエーターおよびステッピングモーターを含む。
【０１１２】
センサー接続部１９３は、接触センサー１９１と接触センサー移動部１９２を接続可能であれば、どのような部材で構成されていてもよい。ただし、電気信号等を介することが可能である部材が望ましい。
【０１１３】
（ＳＰＦＳ装置の穿通穴判定動作）
次に、実施の形態２に係るカートリッジ使用判定動作について、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００のカートリッジ使用判定動作と異なる部分を中心に説明する。
【０１１４】
図６Ｂは、実施の形態２におけるカートリッジ使用判定動作の工程の内容を示すフローチャートである。
【０１１５】
まず、図６Ｂに示される工程の前に、測定の準備をする。準備方法は、工程Ｓ１１０に示す方法と同様であるが、本実施の形態では、ピペットチップ１７０ではなく、接触センサー１９１の先端が、洗浄液を含む洗浄液用ウェル４６ａの直下の位置に来るようにセットする。セットした時の接触センサー１９１の先端の位置が、Ｚ＝０ｍｍである。
【０１１６】
次いで、図６Ｂに示されるように、実施の形態２におけるカートリッジ使用判定動作の工程（工程Ｓ２２０）に移る。まず、制御部１６０は、接触センサー移動部１９２を駆動して、接触センサー１９１の先端を洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１の封止面に近づけるように下降させる。洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１の封止面をＺ＝２０ｍｍとすると、例えば、Ｚ＝１９ｍｍまで接触センサー１９１を下降させる。どこまで接触センサー１９１を下降させるかは、これに限らず様々な距離に設定することができる。これが工程Ｓ２２０にあたる。
【０１１７】
次いで、接触判定を行う（工程Ｓ２２２）。制御部１６０は、接触センサー移動部１９２を駆動して、Ｚ＝１９ｍｍの位置にある接触センサー１９１を、例えば、Ｚ＝１９ｍｍからＺ＝２１ｍｍまで下降させると同時に、制御部１６０内部に設けられた穿通穴判定部１６１は、接触センサー１９１が封止シール１１と接触したか否かを判定する。ここで、この時に接触センサー１９１を下降させる範囲は、これに限らず様々な距離に設定することができる。穿通穴判定部１６１は、接触センサー１９１が封止シール１１と接触した場合は穿通穴無しと判定し、接触センサー１９１が封止シール１１と接触しなかった場合は穿通穴有りと判定する。
【０１１８】
使用判定部１６２は、穿通穴判定部１６１により穿通穴無しと判定された場合、検査カートリッジ１０は未使用であると判定し、穿通穴判定部１６１により穿通穴有りと判定された場合、検査カートリッジ１０は使用済みであると判定する。
【０１１９】
（効果）
以上のように、実施の形態２では、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定することで、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるか、簡単にかつ確実に判定することができる。
【０１２０】
＜実施の形態３＞
実施の形態３に係るＳＰＦＳ装置は、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定する方法が実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【０１２１】
（ＳＰＦＳ装置の構成）
図７Ａは、実施の形態３に係るＳＰＦＳ装置の一部の構成を示す図である。
【０１２２】
図７Ａに示されるように、実施の形態３では、レーザー部２００を用いて封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定する。レーザー光照射部２０１とレーザー光検出部２０２が、それぞれ制御部１６０と電気的に接続されている。レーザー光検出部２０２は、封止シール１１の封止面に対して、レーザー光照射部２０１とは反対側に位置しており、封止シール１１の封止面に穿通穴が空いている場合、レーザー光照射部２０１がレーザー光を照射する照射口と、穿通穴と、レーザー光検出部２０２が一直線上に並ぶように位置していることが望ましい。
【０１２３】
レーザー光照射部２０１は、封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定することが可能であれば、特に限定されない。例えば、レーザー光照射部２０１は、封止シール１１を透過しないレーザー光や、封止シール１１を透過するが、光量が小さくなるレーザー光等を、照射可能であるものが適している。
【０１２４】
レーザー光検出部２０２は、レーザー光照射部２０１により照射されたレーザー光を検出可能であれば、特に限定されない。レーザー光照射部２０１により照射されるレーザー光が、封止シール１１を透過するが、光量が小さくなるレーザー光を照射する場合、レーザー光検出部２０２は、レーザー光の光量の増減を検知可能に構成されることが望ましい。
（ＳＰＦＳ装置の穿通穴判定動作）
次に、実施の形態３に係るカートリッジ使用判定動作について、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００のカートリッジ使用判定動作と異なる部分を中心に説明する。
【０１２５】
図７Ｂは、実施の形態３におけるカートリッジ使用判定動作の工程の内容を示すフローチャートである。
【０１２６】
まず、図７Ｂに示される工程の前に、測定の準備をする。準備方法は、工程Ｓ１１０に示す方法と同様であるが、本実施の形態では、ピペットチップ１７０ではなく、レーザー光照射部２０１が、洗浄液を含む洗浄液用ウェル４６ａの直下の位置に来るようにセットする。
【０１２７】
次いで、図７Ｂに示されるように、実施の形態３におけるカートリッジ使用判定動作の工程（工程Ｓ３２０）に移る。まず、制御部１６０は、レーザー光照射部２０１から、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１の封止面に向けてレーザー光を照射させる（工程Ｓ３２１）。この時、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１の封止面において、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在する位置に向けて、レーザー光を照射させる。
【０１２８】
次いで、レーザー光検出を行う（工程Ｓ３２２）。工程Ｓ３２１において、レーザー光検出部２０２は、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１の封止面に向けて照射されたレーザー光を検出する。例えば、封止シール１１を透過しないレーザー光であれば、穿通穴判定部１６１は、レーザー光検出部２０２によってレーザー光が検出されなかった場合は穿通穴無しと判定し、レーザー光検出部によってレーザー光が検出された場合は穿通穴有りと判定する。
【０１２９】
使用判定部１６２は、穿通穴判定部１６１により穿通穴無しと判定された場合、検査カートリッジ１０は未使用であると判定し、穿通穴判定部１６１により穿通穴有りと判定された場合、検査カートリッジ１０は使用済みであると判定する。
【０１３０】
（効果）
以上のように、実施の形態３では、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定することで、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるか、簡単にかつ確実に判定することができる。
【０１３１】
＜実施の形態４＞
実施の形態４に係るＳＰＦＳ装置は、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定する方法が実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【０１３２】
（ＳＰＦＳ装置の構成）
図８Ａは、実施の形態４に係るＳＰＦＳ装置の一部の構成を示す図である。
【０１３３】
図８Ａに示されるように、実施の形態４では、撮影部２１０を用いて封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定する。撮影カメラ２１１は、制御部１６０と電気的に接続されている。画像解析部２１２は、撮影カメラ２１１内部もしくは外部に設けられ、制御部１６０と電気的に接続されている。
【０１３４】
撮影カメラ２１１は、封止シール１１の画像を撮影可能であれば、特に限定されない。検査カートリッジ１０をセットした際には、封止シール１１上は暗所になることも考えられるため、撮影カメラ２１１は、暗所でも撮影可能な撮影カメラであることが望ましい。
【０１３５】
画像解析部２１２は、撮影カメラ２１１により撮影された画像を解析可能であれば、特に限定されない。例えば、画像解析部２１２は、公知のコンピュータやマイコン等を含む。
（ＳＰＦＳ装置の穿通穴判定動作）
次に、実施の形態４に係るカートリッジ使用判定動作について、実施の形態１に係るＳＰＦＳ装置１００のカートリッジ使用判定動作と異なる部分を中心に説明する。
【０１３６】
図８Ｂは、実施の形態４におけるカートリッジ使用判定動作の工程の内容を示すフローチャートである。
【０１３７】
まず、図８Ｂに示される工程の前に、測定の準備をする。準備方法は、工程Ｓ１１０に示す方法と同様であるが、本実施の形態では、ピペットチップ１７０ではなく、撮影カメラ２１１が、洗浄液を含む洗浄液用ウェル４６ａの直下の位置に来るようにセットする。
【０１３８】
次いで、図８Ｂに示されるように、実施の形態４におけるカートリッジ使用判定動作の工程（工程Ｓ４２０）に移る。まず、制御部１６０は、撮影カメラ２１１を起動させる（工程Ｓ４２１）。そして、制御部１６０は、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定できるよう、ピント等を自動で調節する。なお、撮影カメラ２１１は、洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１に穿通穴が存在するか否かを判定できる程度であれば、洗浄液用ウェル４６ａに対してどのような位置から撮影してもよい。また、必要に応じて、撮影カメラ２１１の位置を調整するために、撮影カメラ２１１を移動させるための移動部等を設けることもできる。
【０１３９】
次いで、カメラ撮影を行う（工程Ｓ４２２）。工程Ｓ４２１において、撮影カメラ２１１は位置やピント等が調整されている。工程Ｓ４２２では、制御部１６０は、撮影カメラ２１１のシャッターを切るなどして洗浄液用ウェル４６ａ上の封止シール１１を撮影する。撮影した封止シール１１の画像は、撮影カメラ２１１の内部もしくは外部に設けられた画像解析部２１２により解析され、穿通穴が存在するか否かが自動で判定される。ここで、穿通穴が存在するか否かを判定する役割を担う部分は、どこであってもよい。例えば、画像解析部２１２が判定してもよいし、画像解析部２１２により解析された画像を用いて、穿通穴判定部１６１が判定してもよい。
【０１４０】
使用判定部１６２は、穿通穴判定部１６１により穿通穴無しと判定された場合、検査カートリッジ１０は未使用であると判定し、穿通穴判定部１６１により穿通穴有りと判定された場合、検査カートリッジ１０は使用済みであると判定する。
【０１４１】
（効果）
以上のように、実施の形態４では、検査カートリッジ１０を使用した際に生じる穿通穴が存在するか否かを判定することで、検査カートリッジ１０が使用済みか未使用であるか、簡単にかつ確実に判定することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１０、１０´：検査カートリッジ
１８ｂ：第２基準部
２０：プリズム
２１：入射面
２２：成膜面
２３：出射面
３０：金属膜
４０：流路蓋
４１：反応領域
４２：試薬貯留領域
４３：流路溝
４４：第１貫通孔
４５：第２貫通孔
４６ａ：洗浄液用ウェル
４６ｂ：廃液用ウェル
４６ｃ：標識液用ウェル
４６ｄ：反応試薬Ａ用ウェル
４６ｅ：反応試薬Ｂ用ウェル
４６ｆ：反応試薬Ｃ用ウェル
４６ｇ：反応試薬Ｄ用ウェル
４６ｈ：検体用ウェル
６０：流路
６０´：ウェル
７０：注入部
８０：貯留部
１００：ＳＰＦＳ装置
１１０：送液部
１１１：ピペット
１１２：ピペット移動部
１１３：送液ポンプ駆動機構
１１４：シリンジ
１１５：プランジャー
１１６：ピペットノズル
１２０：搬送部
１２１：カートリッジホルダー
１２２：搬送ステージ
１３０：位置情報取得部
１３１：空気圧センサー
１４０：光照射部
１４１：光源ユニット
１４２：角度調整機構
１４３：光源制御部
１５０：光検出部
１５１：受光ユニット
１５２：位置切り替え機構
１５３：センサー制御部
１５４：第１レンズ
１５５：光学フィルター
１５６：第２レンズ
１５７：受光センサー
１６０：制御部
１６１：穿通穴判定部
１６２：使用判定部
１７０：ピペットチップ
１８０ａ：第１基準部
１９０：接触センサー部
１９１：接触センサー
１９２：接触センサー移動部
１９３：センサー接続部
２００：レーザー部
２０１：レーザー光照射部
２０２：レーザー光検出部
２１０：撮影部
２１１：撮影カメラ
２１２：画像解析部
６５０：配置面
α：励起光
β：反射光
γ：プラズモン散乱光
δ：蛍光
【図１】
2019150993.tif 000003
【図２Ａ】
2019150993.tif 000004
【図２Ｂ】
2019150993.tif 000005
【図２Ｃ】
2019150993.tif 000006
【図３】
2019150993.tif 000007
【図４】
2019150993.tif 000008
【図５Ａ】
2019150993.tif 000009
【図５Ｂ】
2019150993.tif 000010
【図５Ｃ】
2019150993.tif 000011
【図６Ａ】
2019150993.tif 000012
【図６Ｂ】
2019150993.tif 000013
【図７Ａ】
2019150993.tif 000014
【図７Ｂ】
2019150993.tif 000015
【図８Ａ】
2019150993.tif 000016
【図８Ｂ】
2019150993.tif 000017
【国際調査報告】
2019150993.tif 000018
2019150993.tif 000019
2019150993.tif 000020
2019150993.tif 000021