CN105229449B - 自动分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的分析装置具备：流室，在其中，包含标识物被结合的磁性体粒子的流体从流体入口流向流体出口；磁阱单元，对被导入到流室内的流体施加用于捕捉磁性体粒子的磁场；作用电极和对置电极，对由磁阱单元所捕捉的磁性体粒子施加电压而使其发光；光感测元件，检测来自被捕捉到流室内的磁性体粒子上的标识物的发光；以及限制单元，限制光感测元件检测发光的区域，以使得检测来自被磁阱单元所捕捉的磁性粒子之中的一部分磁性粒子上的标识物的发光。

Description

自动分析装置
技术领域
本发明涉及利用抗原（antigen）和抗体（antibody）的反应的免疫分析（immunoassay）用的装置，特别涉及使用磁性体粒子来作为免疫反应用的固相的分析装置。
背景技术
为了鉴定如血清或者尿那样的生物体样品内的抗体或者抗原而使免疫复合体形成的免疫反应被使用。通常，在使固相与液相反应的情况下，将经标识的抗体用作试剂，在反应之后利用感测元件来测定液相是一般的。关于标识，已知产生放射性同位素（radioisotope）、酶、着色后的粒子、荧光物质、发光（luminescence）的物质等。
在现有技术的电化学发光流通池中，为了以高概率使发光试剂与极微量的测定对象物结合，对测定对象物的量添加过量的发光试剂，因此，在溶液中存在很多不与测定对象物结合的发光试剂（自由成分），存在由于由来于自由成分的噪声信号而使SN比下降这样的问题。
作为以往例，在专利文献1中公开了以下那样的技术。即，存在如下的记载：在流通池的壁面的外部配置磁石，通过抗原抗体结合将测定对象物（激素、肿瘤标志物、药物、酶、细胞因子、核酸等）保持于磁性珠，通过磁石将磁性珠保持于作用电极的面，通过水流的力对未保持于作用电极的面的成分即成为噪声的原因的成分进行冲洗，从而提高测定精度。保持于作用电极的面的成分（结合成分（Bind;B））和未保持于作用电极的面的成分（自由成分（Free;F））的分离被称为B/F分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表平4-502207号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的结构中，不能除去由来于使不与测定对象物直接结合的标识物激发的引诱剂（TPA等，在后文中叙述）与作用电极进行电化学反应的无用发光。特别是在作用电极表面的磁性体粒子的密度相对小的区域中，由使标识物激发的引诱剂（TPA等）所产生的无用发光出现的比例相对于来自作为目的的发光标识的发光的比例是大的，而成为SN比局部（相对）低的区域。因此，难以得到高的SN比。
本发明的目的在于，通过减少这样的作用电极表面的磁性体粒子的密度相对小的区域来减少SN比局部（相对）低的区域，从而得到高的SN比。
用于解决课题的方案
用于解决上述课题的本发明的特征如下。
本发明的分析装置的特征在于，具有：包含磁性体粒子的流体流过的流室；具有流室的流通池；设置于流室内的作用电极和对置电极；在包含磁性体粒子的流体被导入到流室内时在流室内施加用于捕捉磁性体粒子的磁场的磁石；以及检测来自留在流室内的磁性体粒子上的标识物的发光的光感测元件，作用电极的在流室内露出的区域的面积比磁石的顶上部的面积小。
发明效果
根据本发明，在利用磁性体粒子的免疫分析用的方法和装置中，通过减少来自作用电极表面的磁性体粒子的密度相对小的区域的测光量，从而能够减少SN比局部（相对）低的区域，得到高的SN比。上述以外的课题、结构以及效果根据以下实施方式的说明变得显而易见。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施例的免疫分析装置的整体的概略结构的图。
图2是示出图1所示的装置中的流通池单元的结构的纵截面图。
图3是图2的流通池单元的III-III线部分放大图。
图4是图3的IV-IV线截面图。
图5是比较例中的流通池的从与图3相同的方向的截面图。
图6是实施例2中的流通池的从与图3相同的方向的截面图。
具体实施方式
在样品为血清的情况下，作为分析对象的成分（分析对象物）为抗原、肽类激素、甾类激素、药剂、病毒抗体、各种肿瘤标志物、抗体、抗体复合物、单一蛋白质等。
作为固相的磁性体粒子的粒径为0.5~10μm，比重为1.2~1.5。该粒子在液体内难以沉淀且容易悬浮。抗体固定于粒子的表面。磁性粒子是例如将铁、氧化铁、镍、钴、氧化铬等磁吸引物质的粉末埋置到基体（matrix）内而形成，该基体本身由包括很多合成和天然的聚合性物质（例如纤维素、聚酯、聚苯乙烯、二氧化硅、葡聚糖、白蛋白等）的广范围的物质构成。
通过免疫反应而包含分析对象物（抗原）和发光标识物的免疫复合体被结合于磁性体粒子上。该免疫复合体与反应混合物中的其他的共存物质一起以悬浮液的形式被导入到流通池（flow-through cell）的流室（flow chamber）。
磁性体粒子在流室内平面地扩展的状态下，被磁力捕捉到规定的位置。在测定发光时磁力被解除，但是，此时流室内的液体的流动停止，因此，磁性体粒子保持被捕捉的状态而留在流室内。
流室形成为宽度相对于深度（即厚度）为2~20倍，使得随着流体的流动而导入的粒子容易在流（flow）的横方向上扩展。磁性体粒子的扩展方式理想地为单一层是优选的，但是，实际上多少会产生粒子彼此的重叠。在本发明中，即使在存在这种重叠的情况下也称为平面的扩展。关于流室内的平面的扩展，除了磁力的强度以外，还被包含反应混合物的悬浮液的导入时的流速所影响。在流速的力大于通过磁力来捕捉粒子的力的情况下，粒子脱离，因此，需要选择适当的流速。
用于对流室施加磁场的磁石的磁通密度（magnetic flux density）优选为0.5~3T。流通池在流室与光检测元件之间具有光透射性的窗。窗是用从玻璃、石英、丙烯酸、聚碳酸酯等光内部透射率90%以上的塑料之中选择的任一个材料来做成的。光感测元件是从光电子倍增管、雪崩光电二极管、光电二极管、条纹管中选择的任一个元件。上述窗也可以为凸透镜的形状。
在流通池中，反应生成物从悬浮液的液相的分离使用磁阱（magnetic trap）单元在置于导管中的规定的位置的流通池内的流室中进行。上述悬浮液通过由沿着导管来吸引或者排出这些悬浮液的单元构成的送液单元而被引向流通池内的流室，当到达由配置在作用电极下或者上的磁石产生的局部磁场的区域时，通过其磁力被捕捉到作用电极上。
将该悬浮液导入到流通池内的流室并使反应生成物捕捉到作用电极上的工序中所要求的条件如下。即，为了使标识物的发光的灵敏度（SN比）更高，使作用电极表面的磁性体粒子的密度相对小的区域减少。在作用电极表面的磁性体粒子的密度相对小的区域中，由激发标识物的引诱剂（attractant）（TPA等）产生的无用发光发生的比例相对于来自作为目的的发光标识的发光的比例而言是大的，为SN比局部（相对）低的区域。因此，难以得到高的SN比，因此，不优选。
流室形状从上方观察为纺锤形，是如下那样的构造：该纺锤形的最大宽度部的宽度相对于入口直径（最小宽度部）为10倍以内，从入口观察向最大宽度部的开口角为30°以内，其厚度为0.2~1.0mm。在不适当的形状的情况下，在室侧面附近容易发生流的剥离、气泡的滞留，引起妨碍悬浮液中的反应生成物向作用电极上的捕捉，并且在对一度捕捉到的反应生成物进行洗涤时洗涤液不会绕入至流室侧面部，因此，发光反应之后的反应生成物的洗涤变得困难。
此外，关于形成流室的构件的材质，为了难以附着由样品中的蛋白成分等产生的污垢和极力防止由洗涤液等引起的劣化，从聚四氟乙烯等氟树脂、丁基橡胶、硅橡胶、玻璃以及丙烯酸树脂等电绝缘性物质中选择。
在磁性体粒子的粒径为0.75~3μm的情况下，在流室内导入包含反应生成物的悬浮液时，将其线速度设为10~100mm/s，由此，能够使流动的状态最佳化，能够在作用电极上以更分散的形式捕捉更多的反应生成物。在此，在线速度10mm/s以下时悬浮液中的反应生成物集中于作用电极上的一点而被捕捉，因此，在进行电化学性发光时难以确保高的发光效率。此外，在线速度100mm/s以上时，反应生成物难以被捕捉到作用电极上，大部分流走，因此，发光量低。
由在上述悬浮液通过流通池内的流室时被捕捉到作用电极上的反应生成物构成的固相能够通过导管使洗涤用液体流到流室内由此进行洗涤。固相保持被捕捉到作用电极上的状态而残留，但是，其反应生成物露出于流动的洗涤液体，由此，进行洗涤。
关于洗涤液体，如果考虑后续工序的发光反应，则包含激发标识物的引诱剂的缓冲液是优选的。其目的在于，从固相去除悬浮液液相的残留痕迹以及将引诱标识物的激发的物质再现性良好地供给到反应生成物的周围。
通过在作用电极被置于流室上表面时被置于作用电极上、或者在其相反的情况下被置于作用电极下的磁石而产生的局部的磁阱来捕捉磁性体粒子。作用电极无论配置在流室上表面或者下表面中的哪一个都可以，但是当考虑捕捉效率和配置的容易度时，配置于下表面是优选的，并且配置于纺锤形的最大宽度部附近是优选的。
在此，优选为“作用电极的在流室内露出的区域的面积”比“磁石的顶上部的面积”小，更优选为“磁石的顶上部的面积”的2/3以下，更优选为“磁石的顶上部的面积”的1/3倍以下，这提高装置的SN比，因此，是优选的。理由如下。即，磁性体粒子的个数密度根据磁石的磁通密度（和流速等）来决定。通常，磁石的磁通密度具有空间分布，因此，磁性体粒子的个数密度不会变为均匀，相对于磁石的大小，大概2/3左右的区域的磁通密度大，而形成磁性体粒子为稍高浓度的区域，进而在1/3左右的区域中，磁通密度特别大，磁性体粒子的个数密度特别高。因而，优选为，如在前述段落中记载的那样决定作用电极的在流室内露出的区域的面积。
另一方面，为了保持对样本浓度检测有效的磁性体粒子数，作用电极的在流室内露出的区域的面积优选为磁石的顶上部的面积的1%以上，更优选为磁石的顶上部的面积的5%以上。
再有，关于磁石的“顶上部”，在与流室对置的磁石的一部分为平坦的情况下，是指顶上部本身，在顶上部不平坦的情况例如具有凹凸、高低平面的差异的情况下，是指从光检测元件侧观察时的磁石的外观的区域。
进而，优选的是，“作用电极的在流室内露出的区域”的重心与磁石的顶上部的重心相比位于流室内的上游侧。这是由于，在流室内流动的磁性体粒子首先在与磁通密度特别大的磁石的边缘部分对应的上游侧被捕捉，因此，通常上游侧与下游侧相比，磁性体粒子的个数密度高。在此，本说明书中的重心意指所指定的区域的二维面内的密度一样时的平均的位置。
关于“作用电极的在流室内露出的区域”的基本形状，配合磁石的形状从圆形、椭圆形、方形中选择。进而，“作用电极的在流室内露出的区域”的形状除了上述基本形状以外还在流室内的下游侧具有下游侧凹部是优选的。这是由于，流室的流路中央部的流速特别大，另一方面，壁面附近的流速小，因此，流路中央部与壁面附近相比，磁性体粒子的个数密度高的区域容易是小的。此时，如果流室的吸引口为一个，那么若在流路中央存在一个下游侧凹部，就充分反映磁性体粒子的个数密度分布，从而能够实现SN比高的发光。另一方面，在流室的吸引口存在两个以上的情况下，可以配合实际的磁性体粒子的浓度分布而设置多个下游侧凹部，优选的是，设置与吸引口的数量相同数量的下游侧凹部。
此外，“作用电极的在上述流室内露出的区域”在流室内的上游侧两端部具有上游侧凹部是优选的。这是由于，在作用电极下配置了磁石的情况下，通常，流室的流路中央部与壁面附近相比，磁通密度稍高，因此，流路中央部与壁面附近相比，磁性体粒子的个数密度高的区域来到流的更上游侧。另一方面，在壁面附近，磁性体粒子的个数密度高的区域来到流的更下游侧。
此时，壁面存在于从流的方向观察左右两处，因此，优选的是，在两侧（“作用电极的在上述流室内露出的区域”的两端部）具有上游侧凹部。
此外，“作用电极的在流室内露出的区域”也可以被分为位于流室内的上游侧的上游侧作用电极露出区域、以及位于流室内的下游侧的下游侧作用电极露出区域。这是由于，由于磁石的边缘附近的磁通密度比其他区域大，而在流的上游侧和下游侧分别形成磁通密度大的区域。因而，首先如上所述，在上游侧（以使得“作用电极的在流室内露出的区域”的重心与“磁石的顶上部”的重心相比位于流室内的上游侧）形成作用电极是优选的。即，上游侧作用电极露出区域的重心与磁石的顶上部的重心相比位于流室内的上游侧是优选的。此外，另一方面，在下游侧也设置作用电极，由此，在该区域中也能够高效率地捕捉磁性体粒子，因此，下游侧作用电极露出区域的重心与磁石的顶上部的重心相比位于流室内的下游侧是优选的。通过做成这样的结构，从而能够在不使SN比较大地降低的情况下提高发光强度。
该作用电极和对置电极的材料从金、白金、钯、钨、铱、镍以及它们的合金中的任一个选择。这是为了极力防止由于电极反应产生的表面的磨损或者由在电极上流动的各试剂造成的腐蚀。
对置电极和作用电极被配置在同一平面上或者彼此在流室内对置的位置。
局部磁阱由隔着作用电极而设置于流通池内流室的相反侧的至少一个磁石生成。优选的是，该磁石能够接近至从作用电极表面上起0.5~3mm并且能够根据需要使磁场从最低值向最高值变更。这在使用永久磁石的情况下通过向作用电极面上在远离的方向上移动磁石或者使磁石接近以使得不产生磁场来实施，而在使用电磁石的情况下通过消磁或者励磁来实施。由此，针对与被捕捉到作用电极上的磁性体粒子结合的反应生成物，在电化学性发光反应结束之后，能够高效率地对残留在作用电极上的反应生成物进行洗涤。此外，使磁石的磁通密度为0.5~3T此外以使与作用电极面的距离接近至0.5~3mm的方式进行配置，由此，能够对通过导管而在流室内流动来的悬浮液中的反应生成物局部地施加最佳的磁场，因此，能够再现性良好、更均匀且以广范围的分布捕捉悬浮液中的更多的反应生成物。
此外，在向作用电极面上捕捉反应生成物之后，在该条件下在流室内进而使缓冲液流动，由此，能够更迅速地且以高效率对未反应的试剂进行冲洗，因此，能够简便地进行使遗留物（carry-over）极少的B/F分离。
被捕捉到作用电极上的反应生成物在由缓冲液进行洗涤并与未反应的液相分离之后，通过在作用电极-对置电极之间施加的按照固定序列的电压，激发缓冲液中包含的标识物的引诱剂被还原，在由该还原的引诱剂所激发的标识物转变为基态时，发出具有规定波长的光。该光入射到隔着流通池内的流室而设置于与作用电极相反侧的透明窗，导入到与该窗相接地（根据情况隔着某一距离）配置的光感测元件的感测部来对其发光强度进行测量。
通过具有以上的构造的流通池，能够更迅速且用简便的方法高灵敏度且再现性良好地对血清、尿等生物体液样品中的特定成分进行分析。
以下，使用附图等来说明本发明的实施方式。以下实施方式示出本申请发明内容的具体例，本申请发明不限定于这些实施方式，在本说明书所公开的技术思想的范围内，能够由本领域技术人员进行各种变更和修正。此外，在用于说明实施方式的全部图中，对具有相同功能的部分附加相同的附图标记，省略其重复的说明。
图1是示出本发明的一个实施例的免疫分析装置的整体的概略结构的图。图2是示出图1所示的装置中的流通池单元的结构的纵截面图。图3是图2的流通池单元的III-III线部分放大图。图4是图3的IV-IV线截面图。图5是比较例中的流通池的从与图3相同的方向的截面图。图6是实施例2中的流通池的从与图3相同的方向的截面图。图7是以比较例1、实施例1以及实施例2来对包含TSH的缓冲液（相当于信号）以及不包含TSH且包含引诱标识物的激发的物质（TPA）的缓冲液（相当于噪声）各自的发光量（任意单位）进行比较的表。接着，利用实施例来具体地说明本发明。
实施例1
以下，使用图1~图4来说明本发明的一个实施例的免疫分析方法和装置。首先，利用图1来说明本实施例的分析装置的系统结构。
在图1中，本实施例的分析装置具备：装入了样品的样品瓶31；装入了包含磁性体粒子的磁珠溶液的磁珠瓶32；装入了使磁性体粒子与样品中的特定成分结合的第一试剂的第一试剂瓶33；装入了对通过电化学性反应而产生发光的标识物加标签并且与样品中的特定成分结合的第二试剂的第二试剂瓶34；装入了包含引诱标识物的电化学发光的物质的缓冲液的缓冲液瓶3；装入了洗涤液的洗涤液瓶4；用于得到包含反应生成物的悬浮液的容器（反应容器）1；在容器1中分注样品、磁珠、第一试剂、第二试剂以及缓冲液的采样探针30；对容器1的悬浮液进行送液的送液探针（shipper probe）2；对送液探针2的顶端部进行洗涤的洗涤槽5；由送液探针2送液的悬浮液被导入的流通池单元10；进行悬浮液、洗涤液、缓冲液的吸引和排出的注射器11；收容废液的废液瓶13；收容蒸馏水的蒸馏水瓶14；以及将蒸馏水瓶14的蒸馏水送液到洗涤槽5的泵12。
采样探针30具有已知的移液（pipetting）机构，经由导管P1与未图示的注射器连接。送液探针2经由导管P2与流通池单元10连接。流通池单元10经由导管P3、第一夹管阀7、导管P4与注射器11连接。此外，导管P4经由导管P5、第二夹管阀8、导管P6与废液瓶13连接。另一方面，蒸馏水瓶14经由导管P9、泵12、导管P10与洗涤槽5连接，洗涤槽5经由导管P11与废液瓶13连接。此外，导管P8从导管P10的中途分支，该导管P8经由第三夹管阀9、导管P7与注射器11连接。
样品瓶31内的样品是由来于包含例如作为特定成分的TSH（甲状腺激素）的血清、尿等生物体液的样品。磁珠瓶32内的磁珠溶液是使将粒子状磁性物质埋置于由聚苯乙烯等构成的基体内的磁珠（Beads）即磁性体粒子（比重1.4、平均粒径2.8μm）分散在缓冲液中的溶液，能够与生物素结合的链霉亲和素被结合于该基体的表面。作为磁性体粒子，也可以使用在基体中包含了多个粒子状磁性物质的磁性体粒子。
第一试剂瓶33内的第一试剂包含对末端进行了生物素处理的TSH抗体。第二试剂瓶34内的第二试剂包含对末端进行了生物素处理并且使通过激发产生化学发光的标识物结合后的TSH抗体。在本实施例中，作为标识物例如使用Ru（bpy）3、即钌（II）三（联吡啶）。Ru（bpy）3在缓冲液中以Ru（bpy）3 2+的形式存在。缓冲液瓶3内的缓冲液是通过电压的施加而被还原并且包含对标识物的激发进行引诱的物质的pH7.4左右的液体。在本实施例中，作为其引诱剂而使用三丙胺（TPA）。
接着，使用图2~图4来说明流通池单元的构造。
流通池单元10具有：池基板（cell substrate）18；收纳了光电子倍增管19的PMT壳体21；以及位于池基板18与PMT壳体21之间的光接收窗22，池基板18与光接收窗22经由间隔件18A而一体化，在其之间形成有包含被导入到流通池单元10内的反应生成物的悬浮液所流过的流室17。再有，在本说明书中，特别是，将由光接收窗22、间隔件18A、池基板18、流室17、片材构件18b、作用电极15、对置电极16a、16b、流路入口35、流路出口36以及接头（nipple）50、51等构成的构件称为流通池6。如图4所示，流室17从上方观察为纺锤形，流路入口35位于纺锤形的一个端部，流路出口36位于另一端部，流路入口35和流路出口36经由安装于池基板18的接头50、51分别与导管P2、P3连接。此外，在流室17的纺锤形的最大宽度部中央下表面配置有作用电极15，在作用电极15两侧的同一平面上以对称的形式配置有一对对置电极16a、16b。作用电极15和对置电极16a、16b安装于在池基板18上设置的片材构件18B上，并且它们的一端延伸至池基板18外，与未图示的电源和控制装置连接。磁石24位于作用电极15的下方，磁石24配置在以能接近作用电极15的方式形成于池基板18的凹处18C内。此外，磁石24安装于磁石保持件25，磁石保持件25安装于控制杆25A的一端。控制杆25A的另一端安装于步进电动机26，能够以支点28为中心进行转动，使步进电动机26工作，由此，磁石24能够在凹处18C内的图示的工作位置与出去到该工作位置外的用两点虚线示出的后退位置之间出入。
光电子倍增管19对在流室17中产生并透射光接收窗22的光进行测量，在此，使用R1878 Hamamatsu Photonics K.K.（浜松ホトニクス社）制。光电子倍增管19为了防止由磁力引起的倍增效率的降低而被屏蔽管20覆盖并收纳于PMT壳体21内。在光电子倍增管19的上方安装有插口（socket）27，光电子倍增管19的检测信号经由该插口27被送至未图示的控制装置，对光强度进行测量。
形成流室17的侧面的间隔件18A以及形成下表面的片材构件18B由聚四氟乙烯构成。此外，关于流室17，纺锤形的两端的最小宽度W1为1mm，中央的最大宽度W2为5mm，流室长度L为33mm，开口角α为16.2゜，厚度t为0.5mm。此外，流室17的流路入口35和流路出口36的直径与最小宽度W1相等，分别为1mm。
作用电极15由白金构成，如图3和图4所示，在流室中露出的区域中，形成上边长度4.1mm、下边长度5mm、高度（宽度）3mm的梯形，面积为约13.6mm2。
对置电极16也与作用电极15同样地由白金构成，与作用电极15空开2mm的间隔地配置。
与流室17对置的磁石24的面为4.6mm×5mm的方形，面积为23mm2。因而，作用电极的在流室内露出的区域的面积比磁石的顶上部面积小，前者相对于后者的比率为13.6/23=59%（2/3以下）。再有，为了使前者相对于后者的比率为1/3以下，例如只要将作用电极在流室中露出的梯形区域的高度（宽度）设为1.5mm即可。并且，作用电极的在流室内露出的区域的重心91与磁石的顶上部的重心92相比位于流的上游侧。再有，当前流从流路入口35流向流路出口36，因此，接近流路入口35的那方相当于上游侧。
此外，磁石为永久磁石，在作用电极15侧使N极磁化，具有磁通密度0.85T。该磁石24在凹处18C内的工作位置被置于相对于作用电极15的表面离开了1mm的距离。光接收窗22由光透射率90%以上的非电导性塑料材料即丙烯酸构成，为厚度4mm、有效直径25mm的圆板状。
接着，说明如上述那样构成的本实施例的免疫分析装置的工作。
将样品瓶31内的由来于包含作为特定成分的TSH（甲状腺刺激激素）的血清、尿等生物体液的样品50μl、磁珠瓶32内的在缓冲液中分散后的磁珠溶液50μl、第一试剂瓶33内的包含对末端进行了生物素处理的TSH抗体的第一试剂50μl、第二试剂瓶34内的包含对末端进行了生物素处理并且使通过激发产生化学发光的上述标识物结合后的TSH抗体的第二试剂50μl、以及缓冲液瓶3内的包含上述引诱剂的pH7.4左右的缓冲液50μl通过采样探针30按照规定的顺序依次分注到容器1内。在此，通过夹层法来进行分析，因此，按照磁珠溶液、第一试剂、样品、第二试剂的顺序进行分注。
此外，在分注工作中，一边使容器1内保持固定温度（在本实施例中37℃）一边通过未图示的振动装置进行搅拌来使反应进行，在分注工作之后使保温和搅拌继续固定时间（在本实施例中15分钟）。由此，包含磁性体粒子、第一试剂、样品中的TSH以及第二试剂结合的反应生成物的悬浮液在容器1内生成。
接着，将容器1内的悬浮液导入到流通池单元10的流室17内。该操作如下那样进行。首先，在图2中，驱动步进电动机26来使磁石24移动至在图2中用实线示出的工作的位置。接着，在图1中，打开第一夹管阀7，关闭第二夹管阀8和第三夹管阀9。在该状态下，首先通过未图示的驱动装置将送液探针2向容器1的上方水平移动，之后使其向下方移动，将其顶端部插入到容器1内的悬浮液内。
接着，通过注射器11将容器1内的包含上述反应生成物的250μl的悬浮液中的200μl的悬浮液吸引至送液探针2内，之后，使送液探针2向上方移动，将其顶端部拿出到悬浮液之外，之后，再次通过注射器11来吸引送液探针2内的悬浮液。通过该吸引，200μl的悬浮液经由导管P2被导入到流通池单元10内，在流室17内流动。此时，控制注射器11的操作，以使得悬浮液以线速度50mm/s从流路入口35在流室17内流动。当悬浮液到达作用电极15上时，通过由磁石24局部形成的磁场，仅仅反应生成物和未反应的磁性体粒子被捕捉到作用电极15上，其他的未反应的第一试剂和第二试剂通过流室17，被吸引向注射器11。这样，200μl的悬浮液所包含的全部的反应生成物被集中在流室17内，进行B/F分离。
接着，将送液探针2向洗涤槽5的上方水平移动，之后，向下方移动，使其顶端部位于洗涤槽5内，在该状态下，驱动泵12，使蒸馏水瓶14内的蒸馏水经由导管P9、泵12、导管P10排出到洗涤槽5内，对所插入的送液探针2的顶端部的外侧进行洗涤。排出到洗涤槽5内的使用完毕的蒸馏水作为废液从洗涤槽5的底部经由导管P11被送液至废液瓶13。
接着，在将送液探针2向上方移动而使顶端部出去到洗涤槽5之外后，使其向缓冲液瓶3的上方水平移动进而将送液探针2向下方移动，将其顶端部插入到缓冲液瓶3内的缓冲液。接着，通过注射器11对缓冲液瓶3内的缓冲液进行吸引，将1000μl的缓冲液导入到流通池单元10内。通过该缓冲液的导入，对在流通池单元10的流室17内残留的未反应的第二试剂进行冲洗，完成B/F分离。此时，用于洗涤的缓冲液和未反应的试剂从流室17通过导管P3、第一夹管阀7以及导管P4被吸入到注射器11内。
通过以上的操作，在流室17内，反应生成物和未反应的第一试剂（磁性体粒子）被捕捉到作用电极15上，它们的周围即流室17整体由包含为了引诱标识物的激发而使用的TPA的缓冲液所填满。另一方面，在关闭了第一夹管阀7之后打开第二夹管阀8，通过注射器11将被吸引到注射器11中的缓冲液和未反应的试剂排出到废液瓶13中。
在上述工序结束之后，在作用电极15与配置于其同一平面上两侧的对置电极16之间施加基于确定的序列的电压，进行以下反应。
光子（620nm）。
即，通过电压的施加，缓冲液中的TPA被还原，反应生成物中的标识物即Ru（bpy）3 2+发光。通过该反应产生的光通过设置于流室17上的透明的光接收窗22被导入到光电子倍增管19的光电面来对其发光量进行测量，与对TSH浓度已知的控制物质进行测定时的发光量进行比较来计算样品中的TSH浓度。
在进行上述反应工序时，以捕捉在作用电极15上与磁性体粒子结合而成的反应生成物为目的而配置的磁石24为了减小磁场对光电子倍增管的增倍效率的影响，而在通过由于电压的施加而进行的电化学性反应来进行发光的稍前、或者如果可能的话则在其稍后驱动步进电动机28来移动至磁场的影响达不到作用电极15面上的后退位置。
在发光反应结束之后，进行流室17内的洗涤。首先，打开第一夹管阀7并关闭第二夹管阀8和第三夹管阀9，与先前说明的情况同样地，将预先通过蒸馏水对前端进行了洗涤的送液探针2向洗涤液瓶4的上方水平移动，之后，向下方移动，将其顶端部插入到洗涤液瓶4内的洗涤液内，在该状态下，用注射器11开始洗涤液瓶4内的洗涤液的吸引。此时，以提高洗涤效率为目的，在通过注射器11来吸引洗涤液的期间，使送液探针2上下地交替地吸引各固定量的洗涤液和空气是优选的。像这样吸引的洗涤液通过导管P2被引向流通池单元10内的流室17内，对在流室17内残留的反应结束后的缓冲液、反应生成物以及未反应的第一试剂（磁性体粒子）进行冲洗。之后，关闭第一夹管阀7并打开第二夹管阀8，按出注射器11，由此，将被吸引到注射器11内的废液和洗涤液排出到废液瓶13内。
在上述工序结束之后，再次关闭第二夹管阀8并打开第一夹管阀7，通过预先利用蒸馏水对前端进行了洗涤的送液探针2，使用注射器11从缓冲液瓶3内吸引1000μl的包含TPA的缓冲液，对在导管P2和流通池单元10的流室17内残留的洗涤液进行冲洗，之后，以缓冲液来替换导管P2和流室17内。通过该操作，完成针对一个样品的TSH的测定。
为了使用上述操作和流通池6来讨论实际的SN比的提高，分别测定了作为相当于信号的缓冲液而包含TSH的缓冲液（浓度：1uIU/ml）、此外作为相当于噪声的缓冲液而不包含TSH并且包含引诱标识物的激发的物质（TPA）的缓冲液，进行了发光量（任意单位）的比较。在表1中示出其结果。
[表1]
表1
信号：TSH浓度=1uIU/ml 噪声：包含TPA的缓冲液，TSH浓度=OuIU/ml 信号/噪声
比较例1 7962 1007 7.9
实施例1 4152 351 11.8
实施例2 6097 421 14.5
在表1中一并记载了使用图5所示的作用电极形状的流通池的情况下的测定结果来作为比较例1。在图5所示的作用电极15-2中，在流室露出的区域的面积与磁石的顶上部大体上一致，为约23.1mm2。除此以外的结构与图4相同。因而，作用电极的在流室内露出的区域的面积比磁石的顶上部的面积稍大，前者相对于后者的比率为23.1/23>100%。进而，作用电极的在流室内露出的区域的重心91与磁石的顶上部的重心92一致。
如根据表1可知的那样，本实施例1与比较例1相比，SN比（表1中的信号/噪声）高。这可考虑是由于，通过在捕捉磁性体粒子的区域中选择性地配置了作用电极，从而相对于来自由来于TSH的作为目的的发光标识的发光的比例，能够提高发光引诱剂的发光的比例。
实施例2
在图6中示出本发明的其他实施方式。
流通池的结构除了作用电极形状以外与在实施例1中制作出的流通池相同。作用电极15-3在流室中露出的区域中分成两支。将处于流室的上游侧的露出区域称为上游侧作用电极露出区域，此外，将处于下游侧的露出区域称为下游侧作用电极露出区域。
上游侧作用电极露出区域在其上游侧两端部具有上游侧凹部94。此外，上游侧作用电极露出区域在其下游侧具有下游侧凹部95。此外，上游侧作用电极露出区域的重心91-3与磁石的顶上部的重心92相比处于上游侧，下游侧作用电极露出区域的重心93与磁石的顶上部的重心92相比处于下游侧。
在图6所示的作用电极15-3中，关于在流室内露出的区域的面积，使上游侧作用电极露出区域和下游侧作用电极露出区域加在一起为14.5mm2。因而，作用电极的在流室内露出的区域的面积比磁石的顶上部的面积小，前者相对于后者的比率为14.5/23=63%（比2/3小）。
如根据表1可知的那样，可知本实施例2与比较例1进而实施例2相比，SN比更高。这可考虑是由于，通过将作用电极形状设为与捕捉磁性体粒子的区域更接近的形状，从而相对于来自由来于TSH的作为目的的发光标识的发光的比例，能够提高发光引诱剂的发光的比例。
实施例3
示出本发明的其他实施例。
在本实施例中，使作用电极的形状与以往相同。关于光接收窗22，光接收窗的一部分被覆盖，以使得从捕捉区域的下游侧产生的发光不会进入到光电子倍增管。由此，来自噪声分量多的区域的发光不会进入到光电子倍增管，因此，导致SN比的提高。此外，通过覆盖光接收窗，从而不需要电极形状的精细加工和控制（可以为与比较例相同的更简便的形状）。因而，能够抑制由于对电极形状进行加工时的电极端部等的加工精度偏差所引起的电化学反应效率的偏差。即，能够在不使流通池或者分析装置具有的精度降低的情况下提高SN比。
附图标记的说明
1 容器
2 送液探针
3 缓冲液瓶
4 洗涤液瓶
5 洗涤槽
6 流通池
7 第一夹管阀
8 第二夹管阀
9 第三夹管阀
10 流通池单元
11 注射器
12 泵
13 废液瓶
14 蒸馏水瓶
15 作用电极
16a、16b 对置电极
17 流室
18 池基板
18a 间隔件
18b 片材构件
18c 凹处
19 光电子倍增管
20 屏蔽管
21 PMT壳体
22 光接收窗
24 磁石
25 磁石保持件
25A 控制杆
26 步进电动机
27 插口
28 支点
30 采样探针
31 样品瓶
32 磁珠瓶
33 第一试剂瓶
34 第二试剂瓶
35 流路入口
36 流路出口
50、51 接头
81 与磁石的顶上部对应的区域
91 作用电极的在流室内露出的区域的重心
91-3 上游侧作用电极露出区域的重心
92 磁石的顶上部的重心
93 下游侧作用电极露出区域的重心
94 上游侧凹部
95 下游侧凹部。

Claims (12)

1.一种分析装置，其特征在于，具备：
流室，在其中，包含标识物被结合的磁性体粒子的流体从流体入口流向流体出口；
磁阱单元，对被导入到所述流室内的流体施加用于捕捉磁性体粒子的磁场；以及
作用电极和对置电极，对由所述磁阱单元所捕捉的磁性体粒子施加电压而使其发光；
光感测元件，检测来自被捕捉到所述流室内的磁性体粒子上的标识物的发光；
其中，所述作用电极形成为在由所述磁阱单元捕捉磁性体粒子的流室内面壁的上游侧的一部分露出。
2.根据权利要求1所述的分析装置，其中所述分析装置的特征在于，
所述作用电极露出的区域的面积等于或小于所述磁阱单元的顶上部的面积的1/3。
3.根据权利要求1或2所述的分析装置，其中所述分析装置的特征在于，
所述作用电极露出的区域的重心与所述磁阱单元的顶上部的重心相比处于所述流室内的上游侧。
4.根据权利要求1所述的分析装置，其中所述分析装置的特征在于，
所述作用电极露出的部分的形状在下游侧形成为凹部。
5.根据权利要求1所述的分析装置，其中所述分析装置的特征在于，
所述作用电极露出的部分的形状在上游流室的侧壁附近形成为凹部。
6.一种分析装置，其特征在于，具备：
流室，在其中，包含标识物被结合的磁性体粒子的流体从流体入口流向流体出口；
磁阱单元，用于捕捉磁性体粒子到被导入到所述流室内的流体，其中所述磁阱单元包括施加磁场的磁体；
作用电极和对置电极，对由所述磁阱单元所捕捉的磁性体粒子施加电压而使其发光；
光感测元件，检测来自被捕捉到所述流室内的磁性体粒子上的标识物的发光；以及
窗，用于使来自标识物的发光通过；
其中，通过所述窗的发光限制为来自由所述磁阱单元捕捉的磁性体粒子当中的上游部分的磁性体粒子上的标识物的发光。
7.一种流通池，具有：
流体入口，导入包含标识物被结合的磁性体粒子的流体；
流体出口，排出所述流体；
捕捉区域，捕捉被导入的磁性体粒子；
作用电极和对置电极，对由所述磁阱单元捕捉的磁性体粒子施加电压而使其发光；以及
窗，与所述捕捉区域对置地设置，使来自标识物的发光通过，
其中，所述作用电极形成为在所述捕捉区域的上游侧的一部分露出。
8.根据权利要求7所述的流通池，其中所述流通池的特征在于，
所述作用电极露出的区域的面积等于或小于所述捕捉区域的面积的1/3。
9.根据权利要求7所述的流通池，其中所述流通池的特征在于，
所述作用电极露出的区域的重心与所述捕捉区域的重心相比处于上游侧。
10.根据权利要求7所述的流通池，其中所述流通池的特征在于，
所述作用电极露出的部分的形状在下游侧形成为凹部。
11.根据权利要求7所述的流通池，其中所述流通池的特征在于，
所述作用电极露出的部分的形状在上游流路侧壁附近形成为凹部。
12.一种流通池，具有：
流体入口，导入包含标识物被结合的磁性体粒子的流体；
流体出口，排出所述流体；
捕捉区域，捕捉被导入的磁性体粒子；
作用电极和对置电极，对由所述磁阱单元捕捉的磁性体粒子施加电压而使其发光；以及
窗，与所述捕捉区域对置地设置，使来自标识物的发光通过，
其中，通过所述窗的发光限制为来自所述捕捉区域的所捕捉的磁性体粒子当中的上游部分的磁性体粒子上的标识物的发光。
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