JPWO2017056526A1 - 分析装置及び分析方法 - Google Patents

Abstract

分析装置（１）は基板（６０）が保持されるターンテーブル（１０）、ターンテーブル（１０）の回転軸（Ｃ１０）の直交方向に駆動され、反応領域（６５）にレーザ光（２０ａ）を照射してその反射光を受光する光ピックアップ（２０）、光ピックアップ駆動回路（８）、及び制御部（９）を備える。複数の反応領域（６５）は基板（６０）の中心（Ｃａ）から異なる位置に形成されている。基板６０の中心（Ｃａ）はターンテーブル（１０）の回転軸（Ｃ１０）上に位置する。光ピックアップ（２０）は反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号（ＫＳ）を生成する。制御部（９）は、ターンテーブル駆動回路（４）を制御して基板（６０）を回転させ、光ピックアップ駆動回路（８）を制御して光ピックアップ（２０）を駆動させ、位置情報信号（ＰＳ）及び受光レベル信号（ＫＳ）から反応領域（６５）を特定する。

Description

本開示は、抗原、抗体等の生体物質を分析するための分析装置及び分析方法に関する。

疾病に関連付けられた特定の抗原または抗体をバイオマーカー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。

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し、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分析装置が記載されている。

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。

特表２００２−５２１６６６号公報 特開２００６−３２２８１９号公報

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。

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。

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。

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分析することができる分析装置及び分析方法を提供することを目的とする。

実施形態の第１の態様によれば、分析対象である微粒子を捕捉するための複数の反応領域を有する基板が保持されるターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるターンテーブル駆動部と、前記ターンテーブル駆動部を制御するターンテーブル駆動回路と、前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向に沿って駆動され、前記反応領域にレーザ光を照射して前記反応領域からの反射光を受光する光ピックアップと、前記光ピックアップの駆動を制御する光ピックアップ駆動回路と、前記ターンテーブル駆動回路、及び、前記光ピックアップ駆動回路を制御する制御部と、を備え、前記複数の反応領域は、前記基板の中心から異なる位置に形成されており、前記基板は、前記基板の中心が前記ターンテーブルの回転軸上に位置するように前記ターンテーブルに保持され、前記光ピックアップ駆動回路は、前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向における位置を検出して位置情報信号を生成し、前記光ピックアップは、前記反応領域からの反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号を生成し、前記制御部は、前記ターンテーブル駆動回路を制御して前記基板を回転させ、前記光ピックアップ駆動回路を制御して前記光ピックアップを前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向に沿って駆動させ、前記位置情報信号及び前記受光レベル信号に基づいて前記反応領域を特定することを特徴とする分析装置が提供される。

実施形態の第２の態様によれば、分析対象である微粒子を捕捉するための複数の反応領域が中心から異なる位置に形成されている基板を、前記基板の中心が前記基板の回転軸となるように回転させ、前記基板の回転軸に直交する方向における所定の位置から、前記反応領域にレーザ光を照射して前記反応領域からの反射光を受光し、前記所定の位置の位置情報及び前記反射光の受光レベルに基づいて前記反応領域を特定することを特徴とする分析方法が提供される。

実施形態の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分析することが可能になる。

図１は、第１実施形態の抗原捕捉ユニットの概念図である。 図２は、図１（ａ）のＢ−Ｂで切断したウェル、及び、図１９のＤ−Ｄで切断したウェルの部分拡大斜視図である。 図３は、トラック領域の凹部において抗原が微粒子と抗体とでサンドイッチ捕獲されている状態を模式的に示す拡大断面図である。 図４は、トラック領域の凹部に微粒子が捕獲されている状態を拡大して示す模式図である。 図５は、第１実施形態の抗原捕捉ユニットを用いて形成された反応領域を有する基板の模式的な上面図である。 図６は、第１実施形態の分析装置を示す構成図である。 図７は、第１実施形態の反応領域と光ピックアップの検出位置との位置関係、及び、ＦＧ素子とターンテーブル回転検出センサの検出位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図８Ａは、第１実施形態の分析方法を説明するためのフローチャートである。 図８Ｂは、第１実施形態の分析方法を説明するためのフローチャートである。 図９は、光ピックアップの検出位置に対応する半径位置と反応領域との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図１０は、受光レベル信号ＫＳの一例を示す図である。 図１１は、各反応領域と各半径位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図１２は、微粒子パルス信号群と包絡線と包絡線パルス信号と測定ゲート信号との関係を説明するための概念図である。 図１３は、光ピックアップが半径位置Ｐ０へ移動したときの反応領域と光ピックアップの検出位置との位置関係、及び、ＦＧ素子とターンテーブル回転検出センサの検出位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図１４は、包絡線パルス信号とＦＧパルス信号と同期信号と測定ゲート信号の関係を示すタイムチャートである。 図１５は、半径位置と各反応領域における微粒子パルス信号群の時間幅との関係を説明するための概念図である。 図１６は、光ピックアップが半径位置Ｐｍへ移動したときの反応領域と光ピックアップの検出位置との位置関係、及び、ＦＧ素子とターンテーブル回転検出センサの検出位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図１７は、包絡線パルス信号とＦＧパルス信号と同期信号と測定ゲート信号の関係を示すタイムチャートである。 図１８は、反応領域における微粒子の総数の補完方法を説明するための概念図である。 図１９は、第２実施形態の抗原捕捉ユニットの概念図である。 図２０は、第２実施形態の抗原捕捉ユニットを用いて形成された反応領域を有する基板の模式的な上面図である。 図２１Ａは、第２実施形態の分析方法を説明するためのフローチャートである。 図２１Ｂは、第２実施形態の分析方法を説明するためのフローチャートである。 図２２は、光ピックアップの検出位置に対応する半径位置と反応領域との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図２３は、各反応領域と各半径位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図２４は、光ピックアップが半径位置ＰＰ０へ移動したときの反応領域と光ピックアップの検出位置との位置関係、及び、ＦＧ素子とターンテーブル回転検出センサの検出位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図２５は、包絡線パルス信号とＦＧパルス信号と同期信号と測定ゲート信号の関係を示すタイムチャートである。 図２６は、半径位置と各反応領域における微粒子パルス信号群の時間幅との関係を説明するための概念図である。 図２７は、光ピックアップが半径位置Ｐｍへ移動したときの反応領域と光ピックアップの検出位置との位置関係、及び、ＦＧ素子とターンテーブル回転検出センサの検出位置との位置関係を説明するための模式的な上面図である。 図２８は、包絡線パルス信号とＦＧパルス信号と同期信号と測定ゲート信号の関係を示すタイムチャートである。

［第１実施形態］
図１〜図１８を用いて、第１実施形態の分析装置及び分析方法を説明する。

［基板の反応領域］
図１〜図５を用いて、基板の反応領域を説明する。

図１（ａ）は基板６０に反応領域６５（図１（ｃ）に図示）を形成するための抗原捕捉ユニット５０の模式的な上面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａにおける模式的な断面図である。図１（ｃ）はカートリッジ７０が基板６０に対して着脱可能であることを説明するための模式的な断面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）に対応している。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、抗原捕捉ユニット５０は、基板６０とカートリッジ７０とを有して構成されている。

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の中心部には位置決め孔６１が形成されている。

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樹脂材料で形成されている。なお、基板６０は、上記の光ディスクに限定されるものではなく、他の形態や所定の規格に準拠した光ディスクを用いることもできる。

図２は図１（ａ）のＢ−Ｂで切断した部分拡大斜視図である。図３はトラック領域６４の凹部６３において抗原８０が微粒子８２と抗体８１とでサンドイッチ捕獲されている状態を模式的に示す拡大断面図である。図４はトラック領域６４の凹部６３に微粒子８２が捕獲されている状態を拡大して示す模式図である。

図２に示すように、基板６０の表面には、凸部６２と凹部６３とが半径方向に交互に配置されたトラック領域６４が形成されている。凸部６２及び凹部６３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６２は光ディスクのランドに相当する。凹部６３は光ディスクのグルーブに相当する。図４に示す、凹部６３（凸部６２）の半径方向のピッチであるトラックピッチＷ６４は例えば３２０ｎｍである。

図１（ａ）に示すように、カートリッジ７０はリング形状を有する。カートリッジ７０には、周方向に複数の円筒状の貫通孔７１が形成されている。

複数の貫通孔７１は、基板６０の中心Ｃａから所定の距離Ｌｘだけ離れた位置を中心Ｃｂとする同一円周７２上に貫通孔７１の中心がそれぞれ位置するように等間隔に形成されている。

図１（ｂ）及び図２に示すように、抗原捕捉ユニット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６４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６４はウェル５１の底面を構成している。ウェル５１は試料液や緩衝溶液等を溜めるための容器である。

なお、図１（ａ）では、一例として８つのウェル５１を示しているが、ウェル５１の数はこれに限定されるものではない。

図３に示すように、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を含む緩衝溶液がウェル５１に注入されると、抗体８１はトラック領域６４に固相抗体として固定される。以下、抗体８１を固相抗体８１と称す。

抗原８０を含む試料液がウェル５１に注入されると、抗原８０は固相抗体８１と特異的に結合してトラック領域６４、詳しくは凹部６３に捕捉される。

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を含む緩衝溶液がウェル５１に注入されると、分析対象である微粒子８２は、トラック領域６４の凹部６３に捕捉されている抗原８０と特異的に結合して凹部６３に標識抗体として捕捉される。従って、抗原８０は、固相抗体８１と標識抗体である微粒子８２とによってトラック領域６４の凹部６３にサンドイッチ捕獲される。

抗原８０が固相抗体８１と微粒子８２とによってトラック領域６４の凹部６３にサンドイッチ捕獲されている状態を図４に示す。球状の粒子が微粒子８２である。微粒子８２は凹部６３に捕獲されている。

図１（ｃ）に示すように、カートリッジ７０は基板６０に対して着脱可能である。微粒子８２の検出は、カートリッジ７０を基板６０から取り外し、基板６０単体で行われる。

図５は、抗原捕捉ユニット５０を用いて形成された反応領域６５を有する基板６０の模式図である。

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６４は、抗原抗体反応によって抗原８０及び微粒子８２が捕獲されている反応領域６５である。即ち、基板６０には、複数のウェル５１にそれぞれ対応して、分析対象である微粒子を捕捉するための複数の反応領域６５が形成されている。

複数の反応領域６５は、ウェル５１と同様に、基板６０の中心Ｃａから所定の距離Ｌｘだけ離れた位置を中心Ｃｂとする同一円周７２上に各反応領域６５の中心がそれぞれ位置するように等間隔に形成されている。

なお、図５では８つのウェル５１に対応して形成された８つの反応領域６５を示しているが、ウェル５１と同様に反応領域６５の数はこれに限定されるものではない。

［分析装置］
図６は実施形態の分析装置１を示す構成図である。図７は反応領域６５と光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵとの位置関係、及び、ＦＧ（Frequency Generator）素子１１とターンテーブル回転検出センサ５の検出位置ＰＦＧとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。

図６に示すように、分析装置１は、ターンテーブル１０、クランパ２、ターンテーブル駆動部３、ターンテーブル駆動回路４、ターンテーブル回転検出センサ５、分周回路６、ガイド軸７、光ピックアップ２０、光ピックアップ駆動回路８、及び、制御部９を備えている。

ターンテーブル１０上には、基板６０が、反応領域６５が下向きになるように載置される。

ターンテーブル１０は、基板６０が載置される側とは反対側（図６における下側）に固定されている複数のＦＧ素子１１を有している。

図７に示すように、複数のＦＧ素子１１は、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０上に中心Ｃｇを有する円周１１ｇ上に、等間隔に配置されている。

なお、図７では、一例として６つのＦＧ素子１１を示しているが、ＦＧ素子１１の数はこれに限定されるものではない。

クランパ２は、ターンテーブル１０に対して離隔する方向及び接近する方向、即ち、図６の上方向及び下方向に駆動される。基板６０は、クランパ２が下方向に駆動されると、クランパ２とターンテーブル１０とによって、ターンテーブル１０上に保持される。

具体的には、基板６０は、その中心Ｃａがターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０上に位置するように保持される。また、基板６０は、反応領域６５が、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０から所定の距離Ｌｘだけ離れた位置を中心Ｃｂとする円周７２上に各反応領域６５の中心がそれぞれ等間隔に位置するように保持される。

ターンテーブル駆動部３は、ターンテーブル１０を基板６０及びクランパ２と共に、回転軸Ｃ１０にて回転駆動させる。ターンテーブル駆動部３として、例えばスピンドルモータを用いることができる。

ターンテーブル駆動回路４はターンテーブル駆動部３を制御する。例えば、ターンテーブル駆動回路４は、ターンテーブル１０が基板６０及びクランパ２と共に一定の線速度Ｌｖで回転するようにターンテーブル駆動部３を制御する。

ターンテーブル回転検出センサ５は、ＦＧ素子１１と対向するようにターンテーブル１０の近傍に配置されている。

図７に示すように、ターンテーブル回転検出センサ５（図６参照）は、複数のＦＧ素子１１が等間隔に配置されている円周１１ｇ上の検出位置ＰＦＧに配置されている。ターンテーブル回転検出センサ５は、ＦＧ素子１１が発生する磁界を検出する磁気センサである。従って、ＦＧ素子１１は検出位置ＰＦＧで検出される。

ターンテーブル１０を回転させると、ＦＧ素子１１はターンテーブル回転検出センサ５の近傍を通過する。ターンテーブル回転検出センサ５は近傍を通過するＦＧ素子１１の磁界を検出してＦＧパルス信号ＦＳを生成し、分周回路６及び制御部９へ出力する。

ＦＧパルス信号ＦＳはターンテーブル１０の回転速度（線速度）に比例した周波数で出力される。即ち、ＦＧパルス信号ＦＳはターンテーブル１０の回転を検出するためのターンテーブル回転検出信号である。

分周回路６は、入力されたＦＧパルス信号ＦＳに対して分周処理を行う。分周比は、ターンテーブル１０に配置されているＦＧ素子１１の数と同じに設定されている。例えば６個のＦＧ素子１１がターンテーブル１０に配置されている場合は、分周比は６に設定される。なお、分周回路６を設けずに、制御部９のソフトウェアで分周処理を行うようにしてもよい。

ガイド軸７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。即ち、ガイド軸７は、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０に直交する方向に沿って配置されている。

光ピックアップ２０はガイド軸７に支持されている。光ピックアップ２０は、ガイド軸７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。即ち、光ピックアップ２０は、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０に直交する方向に沿って駆動される。

光ピックアップ２０は対物レンズ２１を備えている。対物レンズ２１はサスペンションワイヤ２２に支持されている。対物レンズ２１は、基板６０に対して接近する方向及び離隔する方向、即ち、図６の上方向及び下方向に駆動される。

光ピックアップ２０は基板６０に向けてレーザ光２０ａを照射する。レーザ光２０ａは対物レンズ２１によって基板６０の反応領域６５が形成されている側の面（図６では基板６０の下側の面）に集光される。

光ピックアップ２０は基板６０からの反射光を受光する。光ピックアップ２０は反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＫＳを生成し、制御部９へ出力する。

図７に示す検出位置ＰＰＵはガイド軸７の軸線に相当する。光ピックアップ２０はガイド軸７の軸線上を基板６０の内周部から外周部へ移動していく。従って、反応領域６５は検出位置ＰＰＵで光ピックアップ２０によって検出される。

光ピックアップ駆動回路８は光ピックアップ２０の駆動を制御する。例えば光ピックアップ駆動回路８は、光ピックアップ２０をガイド軸７に沿って移動させたり、光ピックアップ２０の対物レンズ２１を上下方向に移動させたりする。

光ピックアップ駆動回路８は基板６０の半径方向における位置を検出して位置情報信号ＰＳを生成し、制御部９へ出力する。

制御部９は、ターンテーブル駆動回路４、分周回路６、及び、光ピックアップ駆動回路８を制御する。制御部９として、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。

制御部９は、ターンテーブル回転検出センサ５から出力されたＦＧパルス信号ＦＳに基づいて、ターンテーブル駆動回路４を介してターンテーブル１０の回転、即ち、基板６０の回転を制御する。

制御部９は、光ピックアップ駆動回路８から出力された位置情報信号ＰＳに基づいて、光ピックアップ２０の駆動を制御する。

制御部９は、光ピックアップ２０から出力された受光レベル信号ＫＳを解析し、分析対象である微粒子８２の検出を行う。

［分析方法］
図８Ａ及び図８Ｂは、分析装置１による微粒子８２の分析方法を説明するためのフローチャートである。図９は、光ピックアップ２０の受光レベル検出位置に対応する半径位置Ｐｎと反応領域６５ａ〜６５ｈとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。

なお、図９では、説明をわかりやすくするために、複数の反応領域６５（図７参照）を、第１の反応領域６５ａ、第２の反応領域６５ｂ、第３の反応領域６５ｃ、第４の反応領域６５ｄ、第５の反応領域６５ｅ、第６の反応領域６５ｆ、第７の反応領域６５ｇ、及び、第８の反応領域６５ｈとする。

ここで、基板６０の中心Ｃａから、第１の反応領域６５ａにおける中心Ｃａ側の端部の半径位置Ｐｒ（ｎ＝ｒ）までの距離をＬａとする。同様に、第２の反応領域６５ｂの半径位置Ｐｓ（ｎ＝ｓ）までの距離をＬｂとする。第３の反応領域６５ｃの半径位置Ｐｔ（ｎ＝ｔ）までの距離をＬｃとする。第４の反応領域６５ｄの半径位置Ｐｕ（ｎ＝ｕ）までの距離をＬｄとする。第５の反応領域６５ｅの半径位置Ｐｖ（ｎ＝ｖ）までの距離をＬｅとする。第６の反応領域６５ｆの半径位置Ｐｗ（ｎ＝ｗ）までの距離をＬｆとする。第７の反応領域６５ｇの半径位置Ｐｘ（ｎ＝ｘ）までの距離をＬｇとする。第８の反応領域６５ｈの半径位置Ｐｙ（ｎ＝ｙ）までの距離をＬｈとする。

半径位置Ｐｎは、反応領域６５ａ〜６５ｈを検出するための光ピックアップ２０の検出位置に対応する。具体的には、半径位置Ｐｎは、光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵ上において、光ピックアップ２０からレーザ光２０ａが基板６０に向けて照射され、基板６０からの反射光を受光する受光レベル検出位置である。また、半径位置Ｐｎは、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０に直交する方向において、回転軸Ｃ１０を基準とする相対位置である。なお、ｎはトラック領域６４におけるトラック数に相当する。

制御部９は、光ピックアップ駆動回路８から出力される位置情報信号ＰＳから、半径位置Ｐｎを検出することができる。

各反応領域６５ａ〜６５ｈの距離Ｌａ〜Ｌｈは、Ｌａ＜Ｌｂ、Ｌｂ＜Ｌｃ、Ｌｃ＜Ｌｄ、Ｌｄ＜Ｌｅ、Ｌｂ＝Ｌｈ、Ｌｃ＝Ｌｇ、Ｌｄ＝Ｌｆの各関係式で表すことができる。

また、図９では、説明をわかりやすくするために、複数のＦＧ素子１１（図７参照）を、第１のＦＧ素子１１ａ、第２のＦＧ素子１１ｂ、第３のＦＧ素子１１ｃ、第４のＦＧ素子１１ｄ、第５のＦＧ素子１１ｅ、第６のＦＧ素子１１ｆとする。

制御部９は、図８ＡのステップＳ１にて、基板６０が一定の線速度Ｌｖで回転するようにターンテーブル駆動回路４を制御し、ターンテーブル駆動部３にターンテーブル１０を回転駆動させる。

制御部９は、ステップＳ２にて、光ピックアップ２０から基板６０に向けてレーザ光２０ａを照射させ、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０を、基板６０の中心Ｃａからの距離がＬ０（Ｌａ＝Ｌ０＜Ｌｂ）である半径位置Ｐ０（ｎ＝０）へ移動させる。距離Ｌ０は例えば２４ｍｍである。

光ピックアップ２０は、ステップＳ３にて、基板６０からの反射光を受光する。光ピックアップ２０は反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＫＳを生成し、制御部９へ出力する。

図１０（ａ）は受光レベル信号ＫＳの一例を示す図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ１の部分拡大図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、縦軸は信号レベルであり、横軸は時間軸である。なお、信号レベルは光ピックアップ２０の受光レベルに相当する。

ところで、図３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２０を半径位置Ｐ０へ移動させると、レーザ光２０ａは半径位置Ｐ０における凹部６３に沿って走査される。

微粒子８２からの反射光の光量は、凹部６３からの反射光の光量よりも小さいので、レーザ光２０ａが微粒子８２上を走査されると光ピックアップ２０の受光レベルは低下する。

従って、図１０（ａ）のＡ１の領域は、微粒子８２が捕捉されている反応領域６５における受光レベル信号ＫＳである。

図１１は各反応領域６５ａ〜６５ｈと各半径位置Ｐａ〜Ｐｇとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。図１１の破線ＬＳａ〜ＬＳｇは各半径位置Ｐａ〜Ｐｇにおいてレーザ光２０ａが走査される軌跡を模式的に示している。図１１の半径位置Ｐａは半径位置Ｐ０に相当する。

基板６０が回転している状態で光ピックアップ２０を半径位置Ｐ０へ移動させると、レーザ光２０ａは半径位置Ｐ０を通る円周上を走査される。反応領域６５ａは他の反応領域６５ｂ〜６５ｈよりも中心Ｃａに近い位置に配置されているため、半径位置Ｐ０では、レーザ光２０ａは反応領域６５ａ上のみを走査される。

従って、半径位置Ｐ０では、レーザ光２０ａが反応領域６５ａ上を走査されたときに、図１０（ｂ）に示すような受光レベル信号ＫＳが光ピックアップ２０から制御部９へ出力される。

図１２（ａ）は微粒子パルス信号群を示す概念図である。図１２（ｂ）は包絡線を示す概念図である。図１２（ｃ）は包絡線と閾値との関係を示す概念図である。図１２（ｄ）は包絡線パルス信号を示す概念図である。図１２（ｅ）は測定ゲート信号を示す概念図である。

制御部９は、ステップＳ４にて、図１２（ａ）に示すように、受光レベル信号ＫＳに対してフィルタ処理を行い、微粒子パルス信号群ＭＳを抽出する。

制御部９は、ステップＳ５にて、図１２（ｂ）に示すように、微粒子パルス信号群ＭＳに対して包絡線処理を行い、包絡線ＥＶを生成する。

制御部９は、ステップＳ６にて、図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）に示すように、包絡線ＥＶと予め設定されている閾値Ｖｔｈとから、包絡線パルス信号ＥＳを生成する。

制御部９は、ステップＳ７にて、反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎを計測する。包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ及びパルス幅ＷＥａ＿ｎのａは反応領域６５ａのａに対応する。ｎはトラック数（ｎ＝０，１，２，…）に相当する。

制御部９は、ステップＳ８にて、パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上か否かを判定する。

パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上ではない（ＮＯ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ８１にて、基板６０が１回転した次のトラック（ｎ＝ｎ＋１）における反応領域６５ａの包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎを計測する。

パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上である（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上であると判定された半径位置Ｐｓ（ｎ＝ｓ）を特定する。制御部９は、図８ＢのステップＳ９にて、分周回路６をリセットする。

図１３は、光ピックアップ２０が半径位置Ｐ０へ移動したときの反応領域６５ａ〜６５ｈと光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵとの位置関係、及び、ＦＧ素子１１ａ〜１１ｆとターンテーブル回転検出センサ５の検出位置ＰＦＧとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。

図１３は、光ピックアップ２０が半径位置Ｐ０へ移動し、反応領域６５ａが検出位置ＰＰＵに移動した状態を示している。

図１４は、包絡線パルス信号ＥＳとＦＧパルス信号ＦＳと同期信号ＳＳと測定ゲート信号ＧＳの関係を示すタイムチャートである。

図１３に示す状態において、ステップＳ８にて、図１４に示す包絡線パルス信号ＥＳａ＿０（ｎ＝０）のパルス幅ＷＥａ＿０（ｎ＝０）が所定のパルス幅Ｗｔｈ以上である（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ９にて、判定された包絡線パルス信号ＥＳａ＿０が、反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号であると判定する。

即ち、制御部９は、ステップＳ９にて、半径位置Ｐ０と包絡線パルス信号ＥＳａ＿０とから、反応領域６５ａを特定する。他の反応領域６５ｂ〜６５ｈについても反応領域６５ａとの位置関係から特定される。

制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿０の中心位置を測定基準と定め、包絡線パルス信号ＥＳａ＿０の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿０（ｎ＝０）で、分周回路６をリセットする。

包絡線パルス信号ＥＳａ＿０のパルス幅ＷＥａ＿０が所定のパルス幅Ｗｔｈ以上であるか否かの判定は、例えば図１０（ａ）のＢ１で示す領域のノイズを検出対象から排除するために行われる。

通常、ノイズから生成された包絡線パルス信号のパルス幅は、微粒子パルス信号群ＭＳから生成された包絡線パルス信号のパルス幅よりも狭い。従って、包絡線パルス信号のパルス幅を判定することによってノイズを検出対象から排除し、検出対象の包絡線パルス信号のみを抽出することができる。

分周回路６は、ステップＳ１０にて、図１４に示すように、リセットされてから最初に入力されたＦＧパルス信号ＦＳａ０（ｎ＝０）の立ち上がり（時刻ｔｆ＿０）に同期して立ち上がる同期信号ＳＳ０（ｎ＝０）を生成する。分周回路６は、同期信号ＳＳ０を生成した後も、基板６０が回転している期間は、同期信号ＳＳｎ（ｎ＝１，２，…）を生成する。

同期信号ＳＳｎはＦＧパルス信号ＦＳが分周回路６によって分周された信号である。同期信号ＳＳｎの周期は基板６０の回転周期と一致している。即ち、図１３に示すようにＦＧ素子１１の数が６の場合には、分周回路６は、ＦＧパルス信号ＦＳが６分周処理された同期信号ＳＳｎを生成する。

制御部９は、ステップＳ１１にて、包絡線パルス信号ＥＳａ＿０の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿０から同期信号ＳＳ０の立ち上がりの時刻ｔｓ＿０ａ（ｎ＝０）までの期間ＴＷａ＿０（ｎ＝０）を計測する。

制御部９は、ステップＳ１２にて、反応領域６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントするための測定ゲート信号ＧＳａ＿１（ｎ＝１）を生成する。測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎは、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、及び、図１２（ｅ）に示す測定ゲート信号ＧＳに相当する。

上述したように、トラックピッチＷ６４は例えば３２０ｎｍである。基板６０の中心Ｃａから半径位置Ｐ０までの距離Ｌ０は例えば２４ｍｍである。トラックピッチＷ６４は距離Ｌ０に対して０．００１３％と小さい。従って、半径位置Ｐ０で反応領域６５ａを検出してから基板６０が１回転して再び反応領域６５ａを検出するまでの同期信号ＳＳｎの周期を、２×π×Ｌ０／Ｌｖ（ｎ＝０）と見なすことができる。なお、Ｌｖは基板６０の回転速度（線速度）である。

半径位置Ｐ０から基板６０が１回転した半径位置Ｐ１で反応領域６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントするための測定ゲート信号ＧＳａ＿１を立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳ０の立ち下り（時刻ｔｓ＿０ｂ）を起点として、式（１）から算出される期間ＴＳａ＿０後の時刻ｔｇａ＿１に設定される。なお、ＷＧａ＿１（ｎ＝１）は、半径位置Ｐ１における測定ゲート信号ＧＳａ＿１のパルス幅である。ＷＧａ＿ｎは、半径位置Ｐｎと関係付けられて予め設定されている。

半径位置Ｐ１から基板６０が１回転した半径位置Ｐ２での測定ゲート信号ＧＳａ＿２を立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳ１（ｎ＝１）の立ち下り（時刻ｔｓ＿１ｂ）を起点として、期間ＴＳａ＿１後の時刻ｔｇａ＿２に設定される。期間ＴＳａ＿１は、式（１）と同様の式により、パルス幅ＷＥａ＿１（ｎ＝１）、期間ＴＷａ＿１、及び、パルス幅ＷＧａ＿２（ｎ＝２）から算出される。

パルス幅ＷＥａ＿１は半径位置Ｐ１で測定ゲート信号ＧＳａ＿１により検出された反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿１（ｎ＝１）のパルス幅である。期間ＴＷａ＿１は包絡線パルス信号ＥＳａ＿１の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿１から同期信号ＳＳ１の立ち上がりの時刻ｔｓ＿１ａまでの期間である。パルス幅ＷＧａ＿２（ｎ＝２）は半径位置Ｐ２における測定ゲート信号ＧＳａ＿２（ｎ＝２）のパルス幅である。

従って、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎを立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳｎ−１の立ち下り（時刻ｔｓ＿ｎ−１ｂ）を起点として、式（２）から算出される期間ＴＳａ＿ｎ−１後の時刻ｔｇａ＿ｎに設定される。

なお、Ｌｎ−１は基板６０の中心Ｃａから半径位置Ｐｎ−１までの距離である。ＷＥａ＿ｎ−１は半径位置Ｐｎ−１で測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ−１により検出された反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ−１のパルス幅である。ＴＷａ＿ｎ−１は包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ−１の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿ｎ−１から同期信号ＳＳｎ−１の立ち上がりの時刻ｔｓ＿ｎ−１ａまでの期間である。ＷＧａ＿ｎは、半径位置Ｐｎにおける測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎのパルス幅である。

即ち、制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎと同期する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎを生成する。

制御部９は、ステップＳ１３にて、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎによって規制された所定期間（パルス幅ＷＧａ＿ｎ）内で検出された受光レベル信号ＫＳから、反応領域６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算する。

反応領域６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算することにより、反応領域６５ａにおける微粒子８２の総数を計測することができる。微粒子８２の数を計測することで、疾病に関連付けられた特定の抗原８０を間接的に計測することができる。

図１５は、半径位置Ｐａ〜Ｐｇと各反応領域６５ａ〜６５ｈにおける微粒子パルス信号群ＭＳの時間幅との関係を説明するための概念図である。ハッチング領域は微粒子パルス信号群ＭＳを模式的に示すものである。

図１５に示すように、微粒子パルス信号群の幅は、同じ反応領域であっても半径位置によって異なる。微粒子パルス信号群の幅は、同じ半径位置であっても反応領域によって異なる。

そのため、制御部９は、レーザ光２０ａが走査される半径位置と各反応領域６５ａ〜６５ｈとを関連付けて、各反応領域６５ａ〜６５ｈの微粒子パルス信号群ＭＳ（図１２（ａ）参照）よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｎ〜ＷＧｈ＿ｎ（図１２（ｅ）参照）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎを適宜、生成する。

具体的には、図１１に示すように、半径位置Ｐａ（ｎ＝ａ）では、レーザ光２０ａは反応領域６５ａのみを走査される軌跡ＬＳａとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ａにおける微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ａ（ｎ＝ａ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ａ（ｎ＝ａ）を生成する。なお、半径位置Ｐａは半径位置Ｐ０に相当する。

半径位置Ｐｂ（ｎ＝ｂ）では、レーザ光２０ａは３つの反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｈを走査される軌跡ＬＳｂとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｂ，ＷＧｂ＿ｂ，ＷＧｈ＿ｂ（ｎ＝ｂ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｂ，ＧＳｂ＿ｂ，ＧＳｈ＿ｂ（ｎ＝ｂ）を生成する。

半径位置Ｐｃ（ｎ＝ｃ）では、レーザ光２０ａは５つの反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｇ，６５ｈを走査される軌跡ＬＳｃとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｇ，６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｃ，ＷＧｂ＿ｃ，ＷＧｃ＿ｃ，ＷＧｇ＿ｃ，ＷＧｈ＿ｃ（ｎ＝ｃ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｃ，ＧＳｂ＿ｃ，ＧＳｃ＿ｃ，ＧＳｇ＿ｃ，ＧＳｈ＿ｃ（ｎ＝ｃ）を生成する。

半径位置Ｐｄ（ｎ＝ｄ）では、レーザ光２０ａは７つの反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｆ，６５ｇ，６５ｈを走査される軌跡ＬＳｄとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｆ，６５ｇ，６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｄ，ＷＧｂ＿ｄ，ＷＧｃ＿ｄ，ＷＧｄ＿ｄ，ＷＧｆ＿ｄ，ＷＧｇ＿ｄ，ＷＧｈ＿ｄ（ｎ＝ｄ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｄ，ＧＳｂ＿ｄ，ＧＳｃ＿ｄ，ＧＳｄ＿ｄ，ＧＳｆ＿ｄ，ＧＳｇ＿ｄ，ＧＳｈ＿ｄ（ｎ＝ｄ）を生成する。

半径位置Ｐｅ（ｎ＝ｅ）及び半径位置Ｐｆ（ｎ＝ｆ）では、レーザ光２０ａは全ての反応領域６５ａ〜６５ｈを走査される軌跡ＬＳｅとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ａ〜６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広の、パルス幅ＷＧａ＿ｅ〜ＷＧｈ＿ｅ（ｎ＝ｅ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｅ〜ＧＳｈ＿ｅ（ｎ＝ｅ）、及び、パルス幅ＷＧａ＿ｆ〜ＷＧｈ＿ｆ（ｎ＝ｆ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｆ〜ＧＳｈ＿ｅ（ｎ＝ｆ）を生成する。

半径位置Ｐｇ（ｎ＝ｇ）では、レーザ光２０ａは反応領域６５ｅのみを走査される軌跡ＬＳｆとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ｅにおける微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧｅ＿ｇ（ｎ＝ｇ）を有する測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｇ（ｎ＝ｇ）を生成する。

よって、制御部９は、ステップＳ１３にて、レーザ光２０ａが走査される半径位置と各反応領域６５ａ〜６５ｈとを関連付けて、各反応領域６５ａ〜６５ｈの微粒子パルス信号群ＭＳよりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｎ〜ＷＧｈ＿ｎを有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎを適宜生成する。制御部９は、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎ毎に各微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算する。

各測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎのパルス幅ＷＧａ＿ｎ〜ＷＧｈ＿ｎは反応領域６５ａ〜６５ｈ毎に半径位置Ｐｎに関係付けられて制御部９に予め記憶されている。

各反応領域６５ａ〜６５ｈにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算することにより、反応領域６５ａ〜６５ｈ毎に微粒子８２の総数を計測することができる。微粒子８２の数を計測することで、疾病に関連付けられた特定の抗原８０を間接的に計測することができる。

ところで、基板６０を回転させた状態で、光ピックアップ２０を基板６０の内周部から外周部に向けて移動させていくと、例えば図１１の半径位置Ｐｆではレーザ光２０ａが走査される軌跡ＬＳｆが反応領域６５ａから外れてしまう。そのため、反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎを基準とした測定を継続させることができない。

そこで、制御部９は、ステップＳ１４にて、レーザ光２０ａが走査される軌跡が反応領域６５ａから外れる前の半径位置Ｐｍ（図１１の半径位置Ｐｅに相当する）に光ピックアップ２０が移動したときに、基板６０の中心Ｃａから最も離れた位置に形成されている反応領域６５ｅに測定基準を切り替える。

図１６（ａ）は、光ピックアップ２０が半径位置Ｐｍへ移動し、反応領域６５ａが検出位置ＰＰＵに移動した状態を示している。図１６（ｂ）は図１６（ａ）の状態から基板６０が回転し、半径位置Ｐｍにおいて反応領域６５ｅが検出位置ＰＰＵに移動した状態を示している。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は図１１に対応する。

図１７は、包絡線パルス信号ＥＳとＦＧパルス信号ＦＳと同期信号ＳＳと測定ゲート信号ＧＳの関係を示すタイムチャートである。図１７は図１４に対応する。

制御部９は、ステップＳ１４にて、光ピックアップ駆動回路８から出力される位置情報信号ＰＳ（図６参照）から、光ピックアップ２０が半径位置Ｐｍ（ｎ＝ｍ）へ移動したことを認識し、各反応領域６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ，６５ｅ，６５ｆ，６５ｇ，６５ｈに対応する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ，ＧＳｂ＿ｍ，ＧＳｃ＿ｍ，ＧＳｄ＿ｍ，ＧＳｅ＿ｍ，ＧＳｆ＿ｍ，ＧＳｇ＿ｍ，ＧＳｈ＿ｍを生成する。半径位置Ｐｍでは、全ての反応領域６５ａ〜６５ｈが走査されるため、各反応領域６５ａ〜６５ｈに対応する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ〜ＧＳｈ＿ｍが生成される。

図１７に示すように、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ（ｎ＝ｍ）〜ＧＳｄ＿ｍ（ｎ＝ｍ）は、これまでと同様に、基板６０が１回転する前の反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｍ−１（ｎ＝ｍ−１）を基準にして生成される。

具体的には、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ（ｎ＝ｍ）を立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳｍ−１の立ち下り（時刻ｔｓ＿ｍ−１ｂ）を起点として、式（２）から算出される期間ＴＳａ＿ｍ−１後の時刻ｔｇａ＿ｍに設定される。測定ゲート信号ＧＳｂ＿ｍ（ｎ＝ｍ）〜ＧＳｄ＿ｍ（ｎ＝ｍ）も同様である。

それに対して、測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｍ（ｎ＝ｍ）は、基板６０が１回転する前の反応領域６５ｅにおける包絡線パルス信号ＥＳｅ＿ｍ−１（ｎ＝ｍ−１）を基準にして生成される。

具体的には、測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｍを立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳｍの立ち上がり（時刻ｔｓ＿ｍａ）を起点として、式（３）から算出される期間ＴＳｅ＿ｍ−１後の時刻ｔｇｅ＿ｍに設定される。測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｍ以降の測定ゲート信号ＧＳ＿ｎも同様である。

なお、Ｌｍ（ｎ＝ｍ）は基板６０の中心Ｃａから半径位置Ｐｍ（図１１の半径位置Ｐｅに相当する）までの距離である。ＷＥｅ＿ｍ−１は半径位置Ｐｍ−１で測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｍ−１により検出された反応領域６５ｅにおける包絡線パルス信号ＥＳｅ＿ｍ−１のパルス幅である。ＴＷｅ＿ｍ−１は包絡線パルス信号ＥＳｅ＿ｍ−１の立ち上がりの時刻ｔｅｅ＿ｍ−１から同期信号ＳＳｍ−１の立ち下がりの時刻ｔｓ＿ｍ−１ｂまでの期間である。ＷＧｅ＿ｍは、半径位置Ｐｍにおける測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｍのパルス幅である。

即ち、制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ〜ＥＳｈ＿ｎとそれぞれ同期する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎを生成する。

従って、レーザ光２０ａが走査される半径位置Ｐｎに応じて、基準となる反応領域を切り替えることにより、測定を継続させることができる。

制御部９は、基準となる反応領域が反応領域６５ａから反応領域６５ｅに切り替えられた後も、各反応領域６５ａ〜６５ｈにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎に加算する。

制御部９は、ステップＳ１５にて、光ピックアップ駆動回路８から出力される位置情報信号ＰＳから、各反応領域６５ａ〜６５ｈにおける測定が完了したことを確認する。

制御部９は、ステップＳ１６にて、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０を初期位置へ移動させ、レーザ光２０ａの照射を停止させる。制御部９は、ターンテーブル駆動回路４を制御して、ターンテーブル１０の回転を停止させる。

図１８は、反応領域６５ａにおける微粒子８２（パルス）の総数の補完方法を説明するための概念図である。

図１８は、レーザ光２０ａが、図１８の右側から左側へ、トラックＴＲ１〜ＴＲ６毎に走査された状態を示している。ステップＳ７にて、反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上であるか否かを判断される。図１８は、トラックＴＲ１〜ＴＲ５では否（ＮＯ）と判断され、レーザ光２０ａがトラックＴＲ６を走査されたときに所定のパルス幅Ｗｔｈ以上である（ＹＥＳ）と判断された場合を示している。

この場合、トラックＴＲ６以降では微粒子８２（パルス）をカウントすることができるものの、トラックＴＲ１〜ＴＲ５についてはカウントされない。

そこで、微粒子８２（パルス）がカウントされなかったトラックＴＲ１〜ＴＲ５の微粒子８２の数を補完し、反応領域６５ａにおける微粒子８２の総数を正規化する。

具体的には、反応領域６５ａにおいて、微粒子８２（パルス）がカウントされなかったトラックＴＲ１〜ＴＲ５の領域と、カウントされたトラックＴＲ６以降の領域との面積比により、トラックＴＲ１〜ＴＲ５における微粒子８２の数を補完して、反応領域６５ａにおける微粒子８２の総数を正規化する。なお、光ピックアップ駆動回路８から出力された位置情報信号ＰＳから半径位置Ｐｓ（ｎ＝ｓ）を特定することで、カウントが開始されたトラックを特定することができる。

例えば、反応領域６５ａの半径ｒ６４ａを３ｍｍ、トラックピッチＷ６４を３２０ｎｍとすると、反応領域６５ａの中心Ｃ６４ａからトラックＴＲ５までの距離Ｌ６４ａは２．９９８４ｍｍとなる。微粒子８２（パルス）がカウントされた面積は２８．２７４１２５ｍｍ^２となり、カウントされた面積に対する反応領域６５ａの全面積（２８．２７４３３４）の補完比率は１．０００００７４となる。

従って、トラックＴＲ６以降にカウントされた微粒子８２の総数に、上記の補完比率を乗算することにより、反応領域６５ａにおける微粒子８２の総数を正規化することができる。

そこで、制御部９は、ステップＳ１７にて、ステップＳ８で特定された半径位置Ｐｓ（ｎ＝ｓ）から、反応領域６５ａにおいて、微粒子８２（パルス）がカウントされなかった領域のカウント数を補完し、反応領域６５ａにおける微粒子８２の総数を正規化する。

なお、微粒子８２の総数を正規化は、他の反応領域６５ｂ〜６５ｈに対しても適用可能である。

各反応領域６５ｂ〜６５ｈにおける微粒子８２の数は、分析装置１に記憶されたり、分析装置１から外部に出力されたりする。

第１実施形態の分析装置１及び分析方法では、基板６０が、複数の反応領域６５がターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０とは異なる位置（所定の距離Ｌｘだけ離れた位置）を中心Ｃｂとする円周７２上に位置するように保持される。従って、複数の反応領域６５は時間差で検出されるので、最初に検出される反応領域を特定することで他の反応領域も特定することができる。

よって、第１実施形態の分析装置１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、抗体、抗原等の生体物質を分析することが可能になる。

また、第１実施形態の分析装置１及び分析方法では、ターンテーブル回転検出センサから出力されるターンテーブル回転検出信号、ターンテーブル回転検出信号が分周された同期信号、及び、光ピックアップから出力される受光レベル信号から生成される包絡線パルス信号に基づいて、光ピックアップの検出位置に応じて反応領域毎に、受光レベル信号から微粒子パルス信号群を抽出するための測定ゲート信号を生成する。

これにより、ノイズを排除して検出対象の微粒子パルス信号群を抽出することができるので、分析対象である微粒子の検出精度を向上させることができる。

［第２実施形態］
図１９〜図２８を用いて、第２実施形態の分析装置及び分析方法を説明する。なお、説明をわかりやすくするために、第１実施形態と同じ構成部には同じ符号を付す。

［基板の反応領域］
図１９及び図２０を用いて、基板の反応領域を説明する。図１９（ａ）は基板６０に反応領域１６５（図１９（ｃ）に図示）を形成するための抗原捕捉ユニット１５０の模式的な上面図である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＣ−Ｃにおける模式的な断面図である。図１９（ｃ）はカートリッジ１７０が基板６０に対して着脱可能であることを説明するための模式的な断面図である。図１９（ｃ）は図１９（ｂ）に対応している。

第２実施形態の抗原捕捉ユニット１５０は、第１実施形態の抗原捕捉ユニット５０と比較して、カートリッジの貫通孔の位置が相違する。そのため、抗原捕捉ユニットにより形成される反応領域の位置が相違する。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、抗原捕捉ユニット１５０は、基板６０とカートリッジ１７０とを有して構成されている。第２実施形態の基板６０は第１実施形態の基板６０と共通の基板である。従って、図２に示すように、基板６０の表面には、凸部６２と凹部６３とが半径方向に交互に配置されたトラック領域６４が形成されている。凸部６２及び凹部６３は、基板６０の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。

図１９（ａ）に示すように、カートリッジ１７０はリング形状を有する。カートリッジ１７０には、複数の円筒状の貫通孔１７１が、凸部６２及び凹部６３が形成するスパイラルと同一回転方向となるようにスパイラル状に形成されている。なお、説明をわかりやすくするために、複数の貫通孔１７１を、基板６０の内周部から外周部に向かってスパイラル方向に、第１の貫通孔１７１ａ、第２の貫通孔１７１ｂ、第３の貫通孔１７１ｃ、第４の貫通孔１７１ｄ、第５の貫通孔１７１ｅ、第６の貫通孔１７１ｆ、第７の貫通孔１７１ｇ、及び、第８の貫通孔１７１ｈと末尾にａ〜ｈの符号を付す。従って、複数の貫通孔１７１ａ〜１７１ｈは、貫通孔１７１ａを起点にして右回りに、貫通孔１７１ｂ、貫通孔１７１ｃ、貫通孔１７１ｄ、貫通孔１７１ｅ、貫通孔１７１ｆ、貫通孔１７１ｇ、及び、貫通孔１７１ｈの順番で徐々に基板６０の外周に近づく位置に形成されている。

図１９（ｂ）及び図２に示すように、抗原捕捉ユニット１５０は、カートリッジ１７０の貫通孔１７１と基板６０のトラック領域６４とによって形成される複数のウェル１５１を有している。即ち、貫通孔１７１の内周面はウェル１５１の内周面を構成し、基板６０のトラック領域６４はウェル１５１の底面を構成している。ウェル１５１は試料液や緩衝溶液等を溜めるための容器である。

複数のウェル１５１は複数の貫通孔１７１にそれぞれ対応している。即ち、複数のウェル１５１は、凸部６２及び凹部６３が形成するスパイラルと同一回転方向となるようにスパイラル状に形成されている。なお、説明をわかりやすくするために、複数のウェル１５１を、複数の貫通孔１７１ａ〜１７１ｈにそれぞれ対応させて、基板６０の内周部から外周部に向かってスパイラル方向に、第１のウェル１５１ａ、第２のウェル１５１ｂ、第３のウェル１５１ｃ、第４のウェル１５１ｄ、第５のウェル１５１ｅ、第６のウェル１５１ｆ、第７のウェル１５１ｇ、及び、第８のウェル１５１ｈと末尾にａ〜ｈの符号を付す。従って、複数のウェル１５１ａ〜１５１ｈは、ウェル１５１ａを起点にして右回りに、ウェル１５１ｂ、ウェル１５１ｃ、ウェル１５１ｄ、ウェル１５１ｅ、ウェル１５１ｆ、ウェル１５１ｇ、及び、ウェル１５１ｈの順番で徐々に基板６０の外周に近づく位置に形成されている。

なお、図１９（ａ）では、一例として８つのウェル１５１を示しているが、ウェル１５１の数はこれに限定されるものではない。

図３に示すように、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を含む緩衝溶液がウェル５１に注入されると、抗体８１はトラック領域６４に固相抗体として固定される。以下、抗体８１を固相抗体８１と称す。

抗原８０を含む試料液がウェル１５１に注入されると、抗原８０は固相抗体８１と特異的に結合してトラック領域６４、詳しくは凹部６３に捕捉される。

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を含む緩衝溶液がウェル１５１に注入されると、分析対象である微粒子８２は、トラック領域６４の凹部６３に捕捉されている抗原８０と特異的に結合して凹部６３に標識抗体として捕捉される。従って、抗原８０は、固相抗体８１と標識抗体である微粒子８２とによってトラック領域６４の凹部６３にサンドイッチ捕獲される。

図１９（ｃ）に示すように、カートリッジ１７０は基板６０に対して着脱可能である。微粒子８２の検出は、カートリッジ１７０を基板６０から取り外し、基板６０単体で行われる。

図２０は、抗原捕捉ユニット１５０を用いて形成された反応領域１６５を有する基板６０の模式図である。

基板６０における、ウェル１５１の底面に対応するトラック領域６４は、抗原抗体反応によって抗原８０及び微粒子８２が捕獲されている反応領域１６５である。即ち、基板６０には、複数のウェル１５１にそれぞれ対応して、分析対象である微粒子を捕捉するための複数の反応領域１６５が形成されている。即ち、複数の反応領域１６５は、凸部６２及び凹部６３が形成するスパイラルと同一回転方向となるようにスパイラル状に形成されている。

なお、説明をわかりやすくするために、複数の反応領域１６５を、複数のウェル１５１ａ〜１５１ｈにそれぞれ対応させて、基板６０の内周部から外周部に向かってスパイラル方向に、第１の反応領域１６５ａ、第２の反応領域１６５ｂ、第３の反応領域１６５ｃ、第４の反応領域１６５ｄ、第５の反応領域１６５ｅ、第６の反応領域１６５ｆ、第７の反応領域１６５ｇ、及び、第８の反応領域１６５ｈと末尾にａ〜ｈの符号を付す。

従って、複数の反応領域１６５ａ〜１６５ｈは、反応領域１６５ａを起点にして右回りに、反応領域１６５ｂ、反応領域１６５ｃ、反応領域１６５ｄ、反応領域１６５ｅ、反応領域１６５ｆ、反応領域１６５ｇ、及び、反応領域１６５ｈの順番で徐々に基板６０の外周に近づく位置に形成されている。

なお、図２０では８つのウェル１５１に対応して形成された８つの反応領域１６５を示しているが、ウェル１５１と同様に反応領域１６５の数はこれに限定されるものではない。

［分析装置］
第２実施形態の分析装置は第１実施形態の分析装置１と共通である。第２実施形態では、基板６０は、その中心Ｃａがターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０上に位置するように、クランパ２とターンテーブル１０とによってターンテーブル１０上に保持される。

［分析方法］
第２実施形態の分析方法は、第１実施形態の分析方法と比較して、基本的な手順は共通であり、反応領域の位置が異なることに起因して処理内容が相違する。

図２１Ａ及び図２１Ｂは、分析装置１による微粒子８２の分析方法を説明するためのフローチャートである。図２２は、光ピックアップ２０の受光レベル検出位置に対応する半径位置ＰＰｎと反応領域１６５ａ〜１６５ｈとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。図２０では基板６０を反応領域１６５が形成されている面側から見た状態を示しているのに対し、図２２では基板６０を反応領域１６５が形成されている面とは反対の面側から見た状態、即ち、基板６０をクランパ２側から見た状態を示している。後述する図２３、図２４、及び、図２７についても同様である。

ここで、基板６０の中心Ｃａから、第１の反応領域１６５ａにおける中心Ｃａ側の端部の半径位置ＰＰｒ（ｎ＝ｒ）までの距離をＬＬａとする。同様に、第２の反応領域１６５ｂの半径位置ＰＰｓ（ｎ＝ｓ）までの距離をＬＬｂとする。第３の反応領域１６５ｃの半径位置ＰＰｔ（ｎ＝ｔ）までの距離をＬＬｃとする。第４の反応領域１６５ｄの半径位置ＰＰｕ（ｎ＝ｕ）までの距離をＬＬｄとする。第５の反応領域１６５ｅの半径位置ＰＰｖ（ｎ＝ｖ）までの距離をＬＬｅとする。第６の反応領域１６５ｆの半径位置ＰＰｗ（ｎ＝ｗ）までの距離をＬＬｆとする。第７の反応領域１６５ｇの半径位置ＰＰｘ（ｎ＝ｘ）までの距離をＬＬｇとする。第８の反応領域１６５ｈの半径位置ＰＰｙ（ｎ＝ｙ）までの距離をＬＬｈとする。

半径位置ＰＰｎは、反応領域１６５ａ〜１６５ｈを検出するための光ピックアップ２０の検出位置に対応する。具体的には、半径位置ＰＰｎは、光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵ上において、光ピックアップ２０からレーザ光２０ａが基板６０に向けて照射され、基板６０からの反射光を受光する受光レベル検出位置である。また、半径位置ＰＰｎは、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０に直交する方向において、回転軸Ｃ１０を基準とする相対位置である。なお、ｎはトラック領域６４におけるトラック数に相当する。

制御部９は、光ピックアップ駆動回路８から出力される位置情報信号ＰＳから、半径位置ＰＰｎを検出することができる。

各反応領域１６５ａ〜１６５ｈの距離ＬＬａ〜ＬＬｈは、ＬＬａ＜ＬＬｂ＜ＬＬｃ＜ＬＬｄ＜ＬＬｅ＜ＬＬｆ＜ＬＬｇ＜ＬＬｈの関係式で表すことができる。

制御部９は、図２１ＡのステップＳ１０１にて、基板６０が一定の線速度Ｌｖで回転するようにターンテーブル駆動回路４を制御し、ターンテーブル駆動部３にターンテーブル１０を回転駆動させる。

制御部９は、ステップＳ１０２にて、光ピックアップ２０から基板６０に向けてレーザ光２０ａを照射させ、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０を、基板６０の中心Ｃａからの距離がＬＬ０（ＬＬａ＝ＬＬ０＜ＬＬｂ）である半径位置ＰＰ０（ｎ＝０）へ移動させる。距離ＬＬ０は例えば２４ｍｍである。

光ピックアップ２０は、ステップＳ１０３にて、基板６０からの反射光を受光する。光ピックアップ２０は反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＫＳを生成し、制御部９へ出力する。

図２３は各反応領域１６５ａ〜１６５ｈと各半径位置ＰＰａ〜ＰＰｆとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。図２３の破線ＬＬＳａ〜ＬＬＳｆは各半径位置ＰＰａ〜ＰＰｆにおいてレーザ光２０ａが走査される軌跡を模式的に示している。図２３の半径位置ＰＰａは半径位置ＰＰ０に相当する。

基板６０が回転している状態で光ピックアップ２０を半径位置ＰＰ０へ移動させると、レーザ光２０ａは半径位置ＰＰ０を通る円周上を走査される。反応領域１６５ａは他の反応領域１６５ｂ〜１６５ｈよりも中心Ｃａに近い位置に配置されているため、半径位置ＰＰ０では、レーザ光２０ａは反応領域１６５ａ上のみを走査される。

従って、半径位置ＰＰ０では、レーザ光２０ａが反応領域１６５ａ上を走査されたときに、受光レベル信号ＫＳが光ピックアップ２０から制御部９へ出力される。

制御部９は、ステップＳ１０４にて、図１２（ａ）に示すように、受光レベル信号ＫＳに対してフィルタ処理を行い、微粒子パルス信号群ＭＳを抽出する。

制御部９は、ステップＳ１０５にて、図１２（ｂ）に示すように、微粒子パルス信号群ＭＳに対して包絡線処理を行い、包絡線ＥＶを生成する。

制御部９は、ステップＳ１０６にて、図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）に示すように、包絡線ＥＶと予め設定されている閾値Ｖｔｈとから、包絡線パルス信号ＥＳを生成する。

制御部９は、ステップＳ１０７にて、反応領域１６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎを計測する。包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ及びパルス幅ＷＥａ＿ｎのａは反応領域１６５ａのａに対応する。ｎはトラック数（ｎ＝０，１，２，…）に相当する。

制御部９は、ステップＳ１０８にて、パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上か否かを判定する。

パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上ではない（ＮＯ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ１８１にて、基板６０が１回転した次のトラック（ｎ＝ｎ＋１）における反応領域１６５ａの包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎを計測する。

パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上である（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、パルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上であると判定された半径位置ＰＰｓ（ｎ＝ｓ）を特定する。制御部９は、図２１ＢのステップＳ１０９にて、分周回路６をリセットする。

図２４は、光ピックアップ２０が半径位置ＰＰ０へ移動したときの反応領域１６５ａ〜1６５ｈと光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵとの位置関係、及び、ＦＧ素子１１ａ〜１１ｆとターンテーブル回転検出センサ５の検出位置ＰＦＧとの位置関係を説明するための模式的な上面図である。

図２４は、光ピックアップ２０が半径位置ＰＰ０へ移動し、反応領域１６５ａが検出位置ＰＰＵに移動した状態を示している。

図２５は、包絡線パルス信号ＥＳとＦＧパルス信号ＦＳと同期信号ＳＳと測定ゲート信号ＧＳの関係を示すタイムチャートである。

図２４に示す状態において、ステップＳ１０８にて、図２５に示す包絡線パルス信号ＥＥＳａ＿０（ｎ＝０）のパルス幅ＷＥａ＿０（ｎ＝０）が所定のパルス幅Ｗｔｈ以上である（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ１０９にて、判定された包絡線パルス信号ＥＳａ＿０が、反応領域１６５ａにおける包絡線パルス信号であると判定する。

即ち、制御部９は、ステップＳ１０９にて、半径位置ＰＰ０と包絡線パルス信号ＥＳａ＿０とから、反応領域１６５ａを特定する。他の反応領域１６５ｂ〜１６５ｈについても反応領域１６５ａとの位置関係から特定される。

制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿０の中心位置を測定基準と定め、包絡線パルス信号ＥＳａ＿０の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿０（ｎ＝０）で、分周回路６をリセットする。

包絡線パルス信号ＥＳａ＿０のパルス幅ＷＥａ＿０が所定のパルス幅Ｗｔｈ以上であるか否かの判定は、例えば図１０（ａ）のＢ１で示す領域のノイズを検出対象から排除するために行われる。

通常、ノイズから生成された包絡線パルス信号のパルス幅は、微粒子パルス信号群ＭＳから生成された包絡線パルス信号のパルス幅よりも狭い。従って、包絡線パルス信号のパルス幅を判定することによってノイズを検出対象から排除し、検出対象の包絡線パルス信号のみを抽出することができる。

分周回路６は、ステップＳ１１０にて、図２５に示すように、リセットされてから最初に入力されたＦＧパルス信号ＦＳａ０（ｎ＝０）の立ち上がり（時刻ｔｆ＿０）に同期して立ち上がる同期信号ＳＳ０（ｎ＝０）を生成する。分周回路６は、同期信号ＳＳ０を生成した後も、基板６０が回転している期間は、同期信号ＳＳｎ（ｎ＝１，２，…）を生成する。

同期信号ＳＳｎはＦＧパルス信号ＦＳが分周回路６によって分周された信号である。同期信号ＳＳｎの周期は基板６０の回転周期と一致している。即ち、図２４に示すようにＦＧ素子１１の数が６の場合には、分周回路６は、ＦＧパルス信号ＦＳが６分周処理された同期信号ＳＳｎを生成する。

制御部９は、ステップＳ１１１にて、包絡線パルス信号ＥＳａ＿０の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿０から同期信号ＳＳ０の立ち上がりの時刻ｔｓ＿０ａ（ｎ＝０）までの期間ＴＷａ＿０（ｎ＝０）を計測する。

制御部９は、ステップＳ１１２にて、反応領域１６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントするための測定ゲート信号ＧＳａ＿１（ｎ＝１）を生成する。測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎは、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、及び、図１２（ｅ）に示す測定ゲート信号ＧＳに相当する。

トラックピッチＷ６４は例えば３２０ｎｍである。基板６０の中心Ｃａから半径位置Ｐ０までの距離Ｌ０は例えば２４ｍｍである。トラックピッチＷ６４は距離Ｌ０に対して０．００１３％と小さい。従って、半径位置Ｐ０で反応領域１６５ａを検出してから基板６０が１回転して再び反応領域１６５ａを検出するまでの同期信号ＳＳｎの周期を、２×π×Ｌ０／Ｌｖ（ｎ＝０）と見なすことができる。なお、Ｌｖは基板６０の回転速度（線速度）である。

半径位置ＰＰ０から基板６０が１回転した半径位置ＰＰ１で反応領域１６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントするための測定ゲート信号ＧＳａ＿１を立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳ０の立ち下り（時刻ｔｓ＿０ｂ）を起点として、式（１）から算出される期間ＴＳａ＿０後の時刻ｔｇａ＿１に設定される。なお、ＷＧａ＿１（ｎ＝１）は、半径位置ＰＰ１における測定ゲート信号ＧＳａ＿１のパルス幅である。ＷＧａ＿ｎは、半径位置ＰＰｎと関係付けられて予め設定されている。

半径位置ＰＰ１から基板６０が１回転した半径位置ＰＰ２での測定ゲート信号ＧＳａ＿２を立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳ１（ｎ＝１）の立ち下り（時刻ｔｓ＿１ｂ）を起点として、期間ＴＳａ＿１後の時刻ｔｇａ＿２に設定される。期間ＴＳａ＿１は、式（１）と同様の式により、パルス幅ＷＥａ＿１（ｎ＝１）、期間ＴＷａ＿１、及び、パルス幅ＷＧａ＿２（ｎ＝２）から算出される。

パルス幅ＷＥａ＿１は半径位置ＰＰ１で測定ゲート信号ＧＳａ＿１により検出された反応領域１６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿１（ｎ＝１）のパルス幅である。期間ＴＷａ＿１は包絡線パルス信号ＥＳａ＿１の立ち上がりの時刻ｔｅａ＿１から同期信号ＳＳ１の立ち上がりの時刻ｔｓ＿１ａまでの期間である。パルス幅ＷＧａ＿２（ｎ＝２）は半径位置ＰＰ２における測定ゲート信号ＧＳａ＿２（ｎ＝２）のパルス幅である。

従って、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎを立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳｎ−１の立ち下り（時刻ｔｓ＿ｎ−１ｂ）を起点として、式（２）から算出される期間ＴＳａ＿ｎ−１後の時刻ｔｇａ＿ｎに設定される。

即ち、制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎと同期する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎを生成する。

制御部９は、ステップＳ１１３にて、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎによって規制された所定期間（パルス幅ＷＧａ＿ｎ）内で検出された受光レベル信号ＫＳから、反応領域１６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算する。

反応領域１６５ａにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算することにより、反応領域１６５ａにおける微粒子８２の総数を計測することができる。微粒子８２の数を計測することで、疾病に関連付けられた特定の抗原８０を間接的に計測することができる。

図２６は、半径位置ＰＰａ〜ＰＰｆと各反応領域１６５ａ〜１６５ｈにおける微粒子パルス信号群ＭＳの時間幅との関係を説明するための概念図である。ハッチング領域は微粒子パルス信号群ＭＳを模式的に示すものである。

図２６に示すように、微粒子パルス信号群の幅は、同じ反応領域であっても半径位置によって異なる。微粒子パルス信号群の幅は、同じ半径位置であっても反応領域によって異なる。

そのため、制御部９は、レーザ光２０ａが走査される半径位置と各反応領域１６５ａ〜１６５ｈとを関連付けて、各反応領域１６５ａ〜１６５ｈの微粒子パルス信号群ＭＳ（図１２（ａ）参照）よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｎ〜ＷＧｈ＿ｎ（図１２（ｅ）参照）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎを適宜、生成する。

具体的には、図２３に示すように、半径位置ＰＰａ（ｎ＝ａ）では、レーザ光２０ａは反応領域１６５ａのみを走査される軌跡ＬＬＳａとなる。そのため、制御部９は、図２６に示す反応領域１６５ａにおける微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ａ（ｎ＝ａ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ａ（ｎ＝ａ）を生成する。なお、半径位置ＰＰａは半径位置ＰＰ０に相当する。

半径位置ＰＰｂ（ｎ＝ｂ）では、レーザ光２０ａは２つの反応領域１６５ａ，１６５ｂを走査される軌跡ＬＬＳｂとなる。そのため、制御部９は、図２６に示す反応領域１６５ａ，１６５ｂの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｂ，ＷＧｂ＿ｂ（ｎ＝ｂ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｂ，ＧＳｂ＿ｂ（ｎ＝ｂ）を生成する。

半径位置ＰＰｃ（ｎ＝ｃ）では、レーザ光２０ａは５つの反応領域１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ，１６５ｄ，１６５ｅを走査される軌跡ＬＬＳｃとなる。そのため、制御部９は、図２６に示す反応領域１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ，１６５ｄ，１６５ｅの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｃ，ＷＧｂ＿ｃ，ＷＧｃ＿ｃ，ＷＧｄ＿ｃ，ＷＧｅ＿ｃ（ｎ＝ｃ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｃ，ＧＳｂ＿ｃ，ＧＳｃ＿ｃ，ＧＳｄ＿ｃ，ＧＳｅ＿ｃ（ｎ＝ｃ）を生成する。

半径位置ＰＰｄ（ｎ＝ｄ）では、レーザ光２０ａは全ての反応領域１６５ａ〜１６５ｈを走査される軌跡ＬＬＳｄとなる。そのため、制御部９は、図２６に示す反応領域１６５ａ〜１６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広の、パルス幅ＷＧａ＿ｄ〜ＷＧｈ＿ｄ（ｎ＝ｄ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｄ〜ＧＳｈ＿ｄ（ｎ＝ｄ）を生成する。

半径位置ＰＰｅ（ｎ＝ｅ）では、レーザ光２０ａは４つの反応領域１６５ｅ，１６５ｆ，１６５ｇ，１６５ｈを走査される軌跡ＬＬＳｅとなる。そのため、制御部９は、図２６に示す反応領域１６５ｅ，１６５ｆ，１６５ｇ，１６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧｅ＿ｅ，ＷＧｆ＿ｅ，ＷＧｇ＿ｅ，ＷＧｈ＿ｅ（ｎ＝ｅ）を有する測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｅ，ＧＳｆ＿ｅ，ＧＳｇ＿ｅ，ＧＳｈ＿ｅ（ｎ＝ｅ）を生成する。

半径位置ＰＰｆ（ｎ＝ｆ）では、レーザ光２０ａは反応領域１６５ｈのみを走査される軌跡ＬＬＳｆとなる。そのため、制御部９は、図２６に示す反応領域１６５ｈにおける微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧｈ＿ｆ（ｎ＝ｆ）を有する測定ゲート信号ＧＳｈ＿ｆ（ｎ＝ｆ）を生成する。

よって、制御部９は、ステップＳ１１３にて、レーザ光２０ａが走査される半径位置と各反応領域１６５ａ〜１６５ｈとを関連付けて、各反応領域１６５ａ〜１６５ｈの微粒子パルス信号群ＭＳよりも若干幅広のパルス幅ＷＧａ＿ｎ〜ＷＧｈ＿ｎを有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎを適宜生成する。制御部９は、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎ毎に各微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算する。

各測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎのパルス幅ＷＧａ＿ｎ〜ＷＧｈ＿ｎは反応領域１６５ａ〜１６５ｈ毎に半径位置ＰＰｎに関係付けられて制御部９に予め記憶されている。

各反応領域１６５ａ〜１６５ｈにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎（ｎ＝０，１，２，…）に加算することにより、反応領域１６５ａ〜１６５ｈ毎に微粒子８２の総数を計測することができる。微粒子８２の数を計測することで、疾病に関連付けられた特定の抗原８０を間接的に計測することができる。

ところで、基板６０を回転させた状態で、光ピックアップ２０を基板６０の内周部から外周部に向けて移動させていくと、例えば図２３の半径位置ＰＰｅではレーザ光２０ａが走査される軌跡ＬＬＳｅが反応領域１６５ａから外れてしまう。そのため、反応領域１６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎを基準とした測定を継続させることができない。

そこで、制御部９は、ステップＳ１１４にて、レーザ光２０ａが走査される軌跡が反応領域６５ａから外れる前の半径位置ＰＰｍ（図２３の半径位置ＰＰｄに相当する）に光ピックアップ２０が移動したときに、基板６０の中心Ｃａから最も離れた位置に形成されている反応領域１６５ｈに測定基準を切り替える。

図２７（ａ）は、光ピックアップ２０が半径位置ＰＰｍへ移動し、反応領域１６５ａが検出位置ＰＰＵに移動した状態を示している。図２７（ｂ）は図２７（ａ）の状態から基板６０が回転し、半径位置ＰＰｍにおいて反応領域１６５ｈが検出位置ＰＰＵに移動した状態を示している。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）は図２３に対応する。

図２８は、包絡線パルス信号ＥＳとＦＧパルス信号ＦＳと同期信号ＳＳと測定ゲート信号ＧＳの関係を示すタイムチャートである。図２８は図２５に対応する。

制御部９は、ステップＳ１１４にて、光ピックアップ駆動回路８から出力される位置情報信号ＰＳ（図６参照）から、光ピックアップ２０が半径位置ＰＰｍ（ｎ＝ｍ）へ移動したことを認識し、各反応領域１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ，１６５ｄ，１６５ｅ，１６５ｆ，１６５ｇ，１６５ｈに対応する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ，ＧＳｂ＿ｍ，ＧＳｃ＿ｍ，ＧＳｄ＿ｍ，ＧＳｅ＿ｍ，ＧＳｆ＿ｍ，ＧＳｇ＿ｍ，ＧＳｈ＿ｍを生成する。半径位置ＰＰｍでは、全ての反応領域１６５ａ〜１６５ｈが走査されるため、各反応領域１６５ａ〜１６５ｈに対応する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ〜ＧＳｈ＿ｍが生成される。

図２８に示すように、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ（ｎ＝ｍ）〜ＧＳｇ＿ｍ（ｎ＝ｍ）は、これまでと同様に、基板６０が１回転する前の反応領域１６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｍ−１（ｎ＝ｍ−１）を基準にして生成される。

具体的には、測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ（ｎ＝ｍ）を立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳｍ−１の立ち下り（時刻ｔｓ＿ｍ−１ｂ）を起点として、式（２）から算出される期間ＴＳａ＿ｍ−１後の時刻ｔｇａ＿ｍに設定される。測定ゲート信号ＧＳｂ＿ｍ（ｎ＝ｍ）〜ＧＳｇ＿ｍ（ｎ＝ｍ）も同様である。

それに対して、測定ゲート信号ＧＳｈ＿ｍ（ｎ＝ｍ）は、基板６０が１回転する前の反応領域１６５ｈにおける包絡線パルス信号ＥＳｈ＿ｍ−１（ｎ＝ｍ−１）を基準にして生成される。

具体的には、測定ゲート信号ＧＳｈ＿ｍを立ち上げるタイミングは、同期信号ＳＳｍの立ち下がり（時刻ｔｓ＿ｍｂ）を起点として、式（４）から算出される期間ＴＳｈ＿ｍ−１後の時刻ｔｇｈ＿ｍに設定される。測定ゲート信号ＧＳｈ＿ｍ以降の測定ゲート信号ＧＳ＿ｎも同様である。

なお、Ｌｍ（ｎ＝ｍ）は基板６０の中心Ｃａから半径位置ＰＰｍ（図２３の半径位置ＰＰｄに相当する）までの距離である。ＷＥｈ＿ｍ−１は半径位置ＰＰｍ−１で測定ゲート信号ＧＳｈ＿ｍ−１により検出された反応領域１６５ｈにおける包絡線パルス信号ＥＳｈ＿ｍ−１のパルス幅である。ＴＷｈ＿ｍ−１は包絡線パルス信号ＥＳｈ＿ｍ−１の立ち上がりの時刻ｔｅｈ＿ｍ−１から同期信号ＳＳｍの立ち上がりの時刻ｔｓ＿ｍａまでの期間である。ＷＧｈ＿ｍは、半径位置ＰＰｍにおける測定ゲート信号ＧＳｈ＿ｍのパルス幅である。

即ち、制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ〜ＥＳｈ＿ｎとそれぞれ同期する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｎ〜ＧＳｈ＿ｎを生成する。

従って、レーザ光２０ａが走査される半径位置ＰＰｎに応じて、基準となる反応領域を切り替えることにより、測定を継続させることができる。

制御部９は、基準となる反応領域が反応領域１６５ａから反応領域１６５ｈに切り替えられた後も、各反応領域１６５ａ〜１６５ｈにおける微粒子パルス信号群ＭＳのパルス数をカウントし、トラック毎に加算する。

制御部９は、ステップＳ１１５にて、光ピックアップ駆動回路８から出力される位置情報信号ＰＳから、各反応領域１６５ａ〜１６５ｈにおける測定が完了したことを確認する。

制御部９は、ステップＳ１１６にて、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０を初期位置へ移動させ、レーザ光２０ａの照射を停止させる。制御部９は、ターンテーブル駆動回路４を制御して、ターンテーブル１０の回転を停止させる。

制御部９は、ステップＳ１１７にて、第１実施形態と同様の微粒子８２（パルス）の総数の補完方法により、各反応領域１６５ａ〜１６５ｈにおける微粒子８２の総数を正規化することが可能である。

第２実施形態の分析装置１及び分析方法では、複数の反応領域１６５が凸部６２及び凹部６３が形成するスパイラルと同一回転方向となるスパイラル状に形成されている。従って、複数の反応領域１６５は時間差で検出されるので、最初に検出される反応領域を特定することで他の反応領域も特定することができる。

よって、第２実施形態の分析装置１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、抗体、抗原等の生体物質を分析することが可能になる。

また、第２実施形態の分析装置１及び分析方法では、ターンテーブル回転検出センサから出力されるターンテーブル回転検出信号、ターンテーブル回転検出信号が分周された同期信号、及び、光ピックアップから出力される受光レベル信号から生成される包絡線パルス信号に基づいて、光ピックアップの検出位置に応じて反応領域毎に、受光レベル信号から微粒子パルス信号群を抽出するための測定ゲート信号を生成する。

これにより、ノイズを排除して検出対象の微粒子パルス信号群を抽出することができるので、分析対象である微粒子の検出精度を向上させることができる。

なお、本発明に係る実施形態は、上述した構成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。

例えば、第１及び第２実施形態の分析装置１では、基板６０の回転を、ＦＧ素子１１を用いて磁気的に検出したが、光センサ等を用いて光学的に検出するようにしてもよい。

また、第１及び第２実施形態の分析装置１では、反応領域６５及び反応領域１６５が下向きになるように基板６０をターンテーブル１０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６５及び反応領域１６５が上向きになるように構成してもよい。

本発明は、抗原、抗体等の生体物質を分析する際に利用できる。

半径位置Ｐｎは、反応領域６５ａ〜６５ｈを検出するための光ピックアップ２０の検出位置に対応する。具体的には、半径位置Ｐｎは、光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵ上において、光ピックアップ２０からレーザ光２０ａが基板６０に向けて照射され、基板６０からの反射光を受光する受光レベル検出位置である。また、半径位置Ｐｎは、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０に直交する方向において、回転軸Ｃ１０を基準とする相対位置である。なお、ｎはトラック領域６４におけるトラック番号に相当する。

制御部９は、ステップＳ７にて、反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎを計測する。包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ及びパルス幅ＷＥａ＿ｎのａは反応領域６５ａのａに対応する。ｎはトラック番号（ｎ＝０，１，２，…）に相当する。

図１５に示すように、微粒子パルス信号群ＭＳの幅は、同じ反応領域であっても半径位置によって異なる。微粒子パルス信号群ＭＳの幅は、同じ半径位置であっても反応領域によって異なる。

半径位置Ｐｅ（ｎ＝ｅ）及び半径位置Ｐｆ（ｎ＝ｆ）では、レーザ光２０ａは全ての反応領域６５ａ〜６５ｈを走査される軌跡ＬＳｅ及びＬＳｆとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ａ〜６５ｈの微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広の、パルス幅ＷＧａ＿ｅ〜ＷＧｈ＿ｅ（ｎ＝ｅ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｅ〜ＧＳｈ＿ｅ（ｎ＝ｅ）、及び、パルス幅ＷＧａ＿ｆ〜ＷＧｈ＿ｆ（ｎ＝ｆ）を有する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｆ〜ＧＳｈ＿ｆ（ｎ＝ｆ）を生成する。

半径位置Ｐｇ（ｎ＝ｇ）では、レーザ光２０ａは反応領域６５ｅのみを走査される軌跡ＬＳｇとなる。そのため、制御部９は、図１５に示す反応領域６５ｅにおける微粒子パルス信号群の時間幅よりも若干幅広のパルス幅ＷＧｅ＿ｇ（ｎ＝ｇ）を有する測定ゲート信号ＧＳｅ＿ｇ（ｎ＝ｇ）を生成する。

即ち、制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｍ〜ＥＳｈ＿ｍとそれぞれ同期する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ〜ＧＳｈ＿ｍを生成する。

従って、レーザ光２０ａが走査される半径位置Ｐｍに応じて、基準となる反応領域を切り替えることにより、測定を継続させることができる。

図１８は、レーザ光２０ａが、図１８の右側から左側へ、トラックＴＲ１〜ＴＲ６毎に走査された状態を示している。ステップＳ８にて、反応領域６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎが所定のパルス幅Ｗｔｈ以上であるか否かを判断される。図１８は、トラックＴＲ１〜ＴＲ５では否（ＮＯ）と判断され、レーザ光２０ａがトラックＴＲ６を走査されたときに所定のパルス幅Ｗｔｈ以上である（ＹＥＳ）と判断された場合を示している。

図３に示すように、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を含む緩衝溶液がウェル１５１に注入されると、抗体８１はトラック領域６４に固相抗体として固定される。以下、抗体８１を固相抗体８１と称す。

半径位置ＰＰｎは、反応領域１６５ａ〜１６５ｈを検出するための光ピックアップ２０の検出位置に対応する。具体的には、半径位置ＰＰｎは、光ピックアップ２０の検出位置ＰＰＵ上において、光ピックアップ２０からレーザ光２０ａが基板６０に向けて照射され、基板６０からの反射光を受光する受光レベル検出位置である。また、半径位置ＰＰｎは、ターンテーブル１０の回転軸Ｃ１０に直交する方向において、回転軸Ｃ１０を基準とする相対位置である。なお、ｎはトラック領域６４におけるトラック番号に相当する。

制御部９は、ステップＳ１０７にて、反応領域１６５ａにおける包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎのパルス幅ＷＥａ＿ｎを計測する。包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｎ及びパルス幅ＷＥａ＿ｎのａは反応領域１６５ａのａに対応する。ｎはトラック番号（ｎ＝０，１，２，…）に相当する。

トラックピッチＷ６４は例えば３２０ｎｍである。基板６０の中心Ｃａから半径位置ＰＰ０までの距離ＬＬ０は例えば２４ｍｍである。トラックピッチＷ６４は距離ＬＬ０に対して０．００１３％と小さい。従って、半径位置ＰＰ０で反応領域１６５ａを検出してから基板６０が１回転して再び反応領域１６５ａを検出するまでの同期信号ＳＳｎの周期を、２×π×ＬＬ０／Ｌｖ（ｎ＝０）と見なすことができる。なお、Ｌｖは基板６０の回転速度（線速度）である。

図２６に示すように、微粒子パルス信号群ＭＳの幅は、同じ反応領域であっても半径位置によって異なる。微粒子パルス信号群ＭＳの幅は、同じ半径位置であっても反応領域によって異なる。

即ち、制御部９は、包絡線パルス信号ＥＳａ＿ｍ〜ＥＳｈ＿ｍとそれぞれ同期する測定ゲート信号ＧＳａ＿ｍ〜ＧＳｈ＿ｍを生成する。

従って、レーザ光２０ａが走査される半径位置ＰＰｍに応じて、基準となる反応領域を切り替えることにより、測定を継続させることができる。

Claims (7)

1. 分析対象である微粒子を捕捉するための複数の反応領域を有する基板が保持されるターンテーブルと、
   前記ターンテーブルを回転させるターンテーブル駆動部と、
   前記ターンテーブル駆動部を制御するターンテーブル駆動回路と、
   前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向に沿って駆動され、前記反応領域にレーザ光を照射して前記反応領域からの反射光を受光する光ピックアップと、
   前記光ピックアップの駆動を制御する光ピックアップ駆動回路と、
   前記ターンテーブル駆動回路、及び、前記光ピックアップ駆動回路を制御する制御部と、
   を備え、
   前記複数の反応領域は、前記基板の中心から異なる位置に形成されており、
   前記基板は、前記基板の中心が前記ターンテーブルの回転軸上に位置するように前記ターンテーブルに保持され、
   前記光ピックアップ駆動回路は、前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向における位置を検出して位置情報信号を生成し、
   前記光ピックアップは、前記反応領域からの反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号を生成し、
   前記制御部は、前記ターンテーブル駆動回路を制御して前記基板を回転させ、前記光ピックアップ駆動回路を制御して前記光ピックアップを前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向に沿って駆動させ、前記位置情報信号及び前記受光レベル信号に基づいて前記反応領域を特定する、
   ことを特徴とする分析装置。
2. 前記基板は、前記複数の反応領域が同一円周上に配置され、前記円周の中心が前記ターンテーブルの回転軸とは異なる位置になるように前記ターンテーブルに保持されることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
3. 前記複数の反応領域は、前記基板の内周部から外周部に向かってスパイラル状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
4. 前記制御部は、前記受光レベル信号から微粒子パルス信号群を抽出し、前記微粒子パルス信号群から前記微粒子を検出することを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
5. 前記ターンテーブルの回転を検出してターンテーブル回転検出信号を生成するターンテーブル回転検出センサと、
   前記ターンテーブル回転検出信号を分周させて前記基板の回転周期に同期する同期信号を生成する分周回路と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記微粒子パルス信号群から包絡線パルス信号を生成し、前記包絡線パルス信号、前記ターンテーブル回転検出信号、及び前記同期信号から、前記包絡線パルス信号と同期する測定ゲート信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の分析装置。
6. 前記制御部は、前記光ピックアップの受光レベル検出位置に応じて前記反応領域毎に、前記受光レベル信号から前記測定ゲート信号により前記微粒子パルス信号群を抽出することを特徴とする請求項５に記載の分析装置。
7. 分析対象である微粒子を捕捉するための複数の反応領域が中心から異なる位置に形成されている基板を、前記基板の中心が前記基板の回転軸となるように回転させ、
   前記基板の回転軸に直交する方向における所定の位置から、前記反応領域にレーザ光を照射して前記反応領域からの反射光を受光し、
   前記所定の位置の位置情報及び前記反射光の受光レベルに基づいて前記反応領域を特定する、
   ことを特徴とする分析方法。

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