JP2011179983A - 標準粒子および自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラマン散乱光を生じさせることにより分注装置のノズル詰まりを検知することができる標準粒子およびこの標準粒子を用いた自動分析装置を提供する。
【解決手段】標準粒子５７は、少なくとも一つ以上のラマン活性分子５２と金属粒子５１とが共有結合した第１複合体５３に縮合剤を用いて架橋剤５４を共有結合し、この架橋剤５４を介して表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子５６を共有結合している。ラマン活性分子５２は、４−メルカプト安息香酸または３−メルカプト安息香酸であり、金属粒子５１は、金粒子または銀粒子であり、縮合剤は、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミドであり、架橋剤５４は、エチレンジアミンである。
【選択図】図３

Description

本発明は、反応容器内に検体と磁性物質と標識物質とを分注し、検体内の検出対象物質と磁性粒子と標識物質との複合体を磁性処理によって反応容器内で凝集させ、この凝集体の光学的特性を測定することによって検体を分析する自動分析装置およびこの自動分析装置で用いる標準粒子に関するものである。

従来から、ラマン分光分析は、検体にレーザ光を照射することによって発生するラマン散乱光を検出する分析方法であり、検出対象物の分子構造に関する情報を得ることができるため、ウイルス、蛋白質等の生化学物質や環境化学物質の検出、バイオセンサ等に有効な分析方法として知られている。このラマン分光分析は、ラマン散乱光が極めて微弱である。このように微弱なラマン散乱光を検出するため、例えばラマン散乱光を増強するレセプター分子を検体内の検出対象物に結合させてラマン強度を増強させることによって、検出対象物を分析する分析装置が知られている（特許文献１参照）。

また、ラマン散乱を利用して物質の定量分析に利用する分析装置が知られている。この分析装置ではラマンシフトがそれぞれ異なる参照物質と検体とを反応容器内に分注し、レーザ光の照射によって発生するラマン散乱光に含まれる物質の固有のラマンスペクトルを測定することによって検体を分析している（特許文献２参照）。

ところで、金や銀等の金属表面における吸着種のラマン強度は、比較して１０^２〜１０^６倍増強される場合があることが知られており、この現象は表面増強ラマン散乱（ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｒａｍａｎ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ；ＳＥＲＳ）と呼ばれている。さらに、金属粒子を凝集させることによって、非吸着種と比較してラマン強度を１０^１４倍程度まで増強させることができることが発見された。そこで、近年、原子レベルの表面の粗さを持つ金や銀等の金属粒子を標識物質として用い、さらに、この標識物質と検出対象物との複合体を凝集させてラマン強度を増強させることによって、検出対象物を分析する自動分析装置が注目されている。

具体的には、検体が分注された反応容器内に標識物質を含む試薬に加えて、検体内の検出対象物と結合する磁性粒子を含んだ試薬をさらに分注する自動分析装置が提案されている。このような自動分析装置では、磁性粒子と検体内の検出対象物と標識物質との複合体に対して磁力を与えることによって凝集させた凝集体にレーザ光を照射し、表面増強されたラマン散乱光を測定することによって検体内の検出対象物を分析している。

特表２００３−５１００６５号公報 特表２０００−５１６３４２号公報

ところで、従来のラマン分光分析を用いる自動分析装置は、検体の測定結果をもとに自動分析装置が備える分注装置のノズル詰まりを操作者が判断している。しかしながら、ラマン分光分析に用いる磁性粒子は、単独で標識物質に結合することができず、ラマン散乱光が生じないため、ラマン散乱光によって分注装置のノズル詰まりを検知することができなかった。このため、ラマン散乱光によって分注装置のノズル詰まりを検知することが可能な標準粒子が望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ラマン散乱光を生じさせることにより分注装置のノズル詰まりを検知することができる標準粒子およびこの標準粒子を用いた自動分析装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の標準粒子は、少なくとも一つ以上のラマン活性分子と金属粒子とが共有結合した第１複合体に縮合剤を用いて架橋剤を共有結合し、該架橋剤を介して表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子を共有結合していることを特徴とする。

また、本発明にかかる標準粒子は、上記発明において、前記ラマン活性分子は、４−メルカプト安息香酸または３−メルカプト安息香酸であり、前記金属粒子は、金粒子または銀粒子であり、前記縮合剤は、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド、１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチル、Ｎ’−（エチルカルボンイミドイル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ポロパンジアミン／塩酸、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド、１−エチル−３−ｔｅｒｔ−ブチルカルボジイミド、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミド−ｐ−トルエンスルホナート、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルメタンジイミン、１，３−ビス（ｐ−トリル）カルボジイミドまたはＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドであり、前記架橋剤は、エチレンジアミン、３，３’−ジアミノジプロピルアミン、１，６−ジアミンノヘキサンまたは１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタンであることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の標準粒子は、少なくとも一つ以上のラマン活性分子と金属粒子とが共有結合した第１複合体に、表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子を共有結合していることを特徴とする。

また、本発明にかかる標準粒子は、上記発明において、前記ラマン活性分子は、４−メルカプトアニリンまたは３−アミノベンゼンチオールであり、前記金属粒子は、金粒子または銀粒子であることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置は、反応容器内に検体と磁性粒子試薬と標識試薬とを分注し、前記検体内の測定対象物と前記磁性粒子試薬の磁性粒子と前記標識試薬の標識物質との複合体を集磁処理によって前記反応容器内で凝集させた凝集体のラマン散乱光の強度を測定し、該測定結果をもとに前記検体を分析する自動分析装置であって、上記発明のいずれか一つに記載の標準粒子を含む前記磁性粒子試薬を前記反応容器内に分注する分注手段と、前記分注手段が分注した前記反応容器内の前記標準粒子におけるラマン散乱光の強度を測定する測光手段と、前記測光手段が測定した前記標準粒子のラマン散乱光の強度が、予め定められた閾値未満であるか否かを判定する分注判定手段と、前記分注判定手段が前記閾値未満であると判定した場合、前記分注手段で異常が生じている旨を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる自動分析装置は、上記発明において、前記分注判定手段が前記閾値未満でないと判定した場合、前記測光手段が測定した前記標準粒子のラマン散乱光の強度を、予め設定された前記標準粒子のラマン散乱光の強度で除した補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段が算出した前記補正値と前記凝集体の前記標識試薬におけるラマン散乱の強度とに基づいて、前記凝集体の前記標識試薬におけるラマン散乱光の強度を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、分注装置のノズル詰まりを検知することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置にかかる概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す測光部の構成を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態１かかる標準粒子の生成方法を示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる標準粒子において得られたラマンスペクトル図である。 図５は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置のキャリブレーション処理を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置のキャリブレーション処理を説明する図である。 図７は、図１に示す測光部が測定した標準粒子のラマンスペクトル図である。 図８は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置による検体の分析処理を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置による検体の分析処理を説明する図である。 図１０は、図１に示す測光部が測定する反応容器内の凝集体から散乱されるラマン散乱光の一例を示すラマンスペクトル図である。 図１１は、本発明の実施の形態２にかかる標準粒子の生成方法を示す模式図である。 図１２は、本発明の実施の形態２にかかる標準粒子において得られたラマンスペクトル図である。 図１３は、図１に示す測光部が測定する反応容器内の凝集体から散乱されるラマン散乱光の一例を示すラマンスペクトル図である。

以下、図面を参照して、本発明にかかる自動分析装置および標準粒子について、血液、尿または唾液等の検体に対して表面増強ラマン散乱分光分析法を用いて分析を行う自動分析装置を例に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１は、試薬と検体とを反応させ、この反応液を測定する測定機構２と、測定機構２を含む自動分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構２における測定結果の分析を行う制御機構３と、を備える。自動分析装置１は、これらの二つの機構が連携することによって複数の検体の分析を自動的に行う。

まず、測定機構２について説明する。図１に示すように、測定機構２は、検体移送部１１と、チップ格納部１２と、検体分注部１３と、ＢＦ槽１４と、ＢＦ洗浄部１５と、第１試薬庫１６と、第２試薬庫１７と、第１試薬分注部１８と、第２試薬分注部１９と、反応槽２０と、集磁槽２１と、測光部２２と、第１反応容器移送部２３と、第２反応容器移送部２４と、を備える。

検体移送部１１は、検体を収容した複数の検体容器１１ａを保持した検体ラック１１ｂを図中の矢印方向に順次移送する。検体容器１１ａに収容された検体は、被検者から採取した血液、尿および唾液等である。また、検体内の検出対象物としては、例えば抗体、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、炭水化物、ホルモン、ステロイド、ビタミン、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞に加え、任意の抗原物質、ハプテンおよびこれらの組み合わせ等である。

チップ格納部１２は、複数の分注チップ１２ａを保持する。チップ格納部１２は、分注チップ１２ａをチップ供給位置Ｐ１に供給する。分注チップ１２ａは、感染症等の分析項目を測定する場合、検体のキャリーオーバーを防止するため、検体の分注毎に交換されるディスポーザブル型である。

検体分注部１３は、検体の分注を行う分注チップ１２ａが先端部に取り付けられ、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行うアームを有する。検体分注部１３は、検体移送部１１によって検体吸引位置Ｐ２に移送された検体容器１１ａ内の検体を分注チップ１２ａによって吸引し、アームを旋回させ、ＢＦ槽１４によって検体吐出位置Ｐ３に移送された反応容器２５内に分注する。検体分注部１３は、検体の分注毎に、チップ格納部１２によってチップ供給位置Ｐ１に供給される新しい分注チップ１２ａに交換する。

ＢＦ槽１４は、ＢＦ洗浄液によって検体または試薬における未反応物質を分離するＢＦ（ｂｏｕｎｄ−ｆｒｅｅ）分離を実施するＢＦ洗浄処理を行う。ＢＦ槽１４は、ＢＦ槽１４の中心を通る鉛直線を回転軸として反応ライン毎に回動自在であり、ＢＦ槽１４に収容された所望の反応容器２５を所定位置に移送する。ＢＦ槽１４は、磁性粒子や標準粒子を集磁する集磁部１４ａと、反応容器２５内で分注された磁性粒子や標識物質および検体を分散させて反応を促進させる攪拌部（図示せず）とを有する。

ＢＦ洗浄部１５は、吐出ノズルと吸引ノズルとを複数組有する。吐出ノズルは、洗浄液タンク（図示せず）から供給されるＢＦ洗浄を反応容器２５内に吐出する。吸引ノズルは、反応容器２５内のＢＦ洗浄液および未反応物質を吸引し、吸引したＢＦ洗浄液および未反応物質を排水タンク（図示せず）に排出する。

第１試薬庫１６は、第１試薬を収容した第１試薬容器１６ａを複数収容する。第１試薬庫１６は、第１試薬庫１６の中心を通る鉛直線を回転軸として回動自在であり、所望の第１試薬容器１６ａを第１試薬吸引位置Ｐ４に移送する。ここで、第１試薬とは、分析対象である検体内の検出対象物と特異的に結合（会合）する反応物質を不溶性担体である磁性粒子に固着させた磁性粒子試薬である。さらに、第１試薬には、ラマン散乱光を生じさせることにより、第１試薬分注部１８のノズル詰まりを検知することができる標準粒子が含まれる。磁性粒子および標準粒子は、磁界がおよぶ領域に位置する場合には、この磁界において磁力を有し、磁界発生源に引き寄せられる。

第２試薬庫１７は、第２試薬を収容した第２試薬容器１７ａを複数収容する。第２試薬庫１７は、第２試薬庫１７の中心を通る鉛直線を回転軸として回動自在であり、所望の第２試薬容器１７ａを第２試薬吸引位置Ｐ５または第２試薬吸引位置Ｐ６に移送する。ここで、第２試薬とは、検体内の検出対象物と結合する標識物質を含む標識試薬である。この標識物質は、原子レベルの表面粗さを持つ金、銀、銅または白金を含む粒子（ナノ粒子、ナノコロイド、ナノロッドおよびビーズを含む）であり、その粒子の表面をラマン活性分子で被覆または結合し、さらにその粒子の表面をシリカで被覆または結合してもよい。なお、表面をシリカで被覆または結合する標識物質は、例えば米国特許第７１９２７７８号明細書に開示された方法によって生成される。

第１試薬分注部１８は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸として回転を自在に行うアームを有する。第１試薬分注部１８は、第１試薬庫１６の第１試薬吸引位置Ｐ４で停止した第１試薬容器１６ａ内の第１試薬をノズル（分注プローブ）によって吸引し、アームを旋回させてＢＦ槽１４によって第１試薬吐出位置Ｐ７に移送された反応容器２５内に第１試薬を分注する。

第２試薬分注部１９は、第１試薬分注部１８と同様の構成を有する。第２試薬分注部１９は、第２試薬庫１７の第２試薬吸引位置Ｐ６に停止した第２試薬容器１７ａ内の第２試薬をノズルによって吸引し、アームを旋回させ、ＢＦ槽１４によって第２試薬吐出位置Ｐ９に移送された反応容器２５内に第２試薬を分注する。

反応槽２０は、最も内側を周回し、検体と第１試薬とを反応させる反応用の第１ライン２０ａと、最も外側を周回し、検体を生理食塩水等で希釈する前処理または再検対象の検体を生理食塩水等で希釈する再希釈処理用の第２ライン２０ｂと、第１ライン２０ａと第２ライン２０ｂとの中間を周回し、検体と第１試薬と第２試薬とを反応させる反応用の第３ライン２０ｃとを有する。第１ライン２０ａ、第２ライン２０ｂおよび第３ライン２０ｃには、それぞれ複数の反応容器２５が収容される。第１ライン２０ａ、第２ラインおよび第３ライン２０ｃは、反応槽２０の中心を通る鉛直線を回転軸として回動自在であり、それぞれに配置された反応容器２５を所定位置に移送する。

集磁槽２１は、複数の反応容器２５が周方向に沿って収容される。集磁槽２１は、集磁槽２１の中心を通る鉛直線を回転軸として回動自在であり、所望の反応容器２５を所定の位置に移送する。集磁槽２１には、反応容器２５の収容箇所に集磁部２１ａがそれぞれ設けられる。集磁部２１ａは、収納される反応容器２５の底面に近接または接触するように設けられる。集磁部２１ａは、円錐状に形成され、この円錐の頂点が磁極として機能する。集磁部２１ａは、反応容器２５内に収容された磁性粒子と検体の検出対象物と標識物質との複合体および標準粒子を反応容器２５の底面に凝集させて凝集体を形成する。

測光部２２は、集磁部２１ａの磁性処理によって反応容器２５内で凝集された凝集体の光学的特性を測定する。図２は、図１に示す測光部２２の構成を示す模式図である。図２に示す測光部２２は、レーザ光源２２ａと、レンズ２２ｂ，２２ｄ，２２ｅと、ダイクロイックミラー２２ｃと、ラマン分光計２２ｆとを有する。レーザ光源２２ａから発せられたレーザ光は、光路Ｌ１に示すように、レンズ２２ｂにおいて平行光にされ、ダイクロイックミラー２２ｃで反射した後に、レンズ２２ｄで集光され反応容器２５内の凝集体４０に入射する。その後、凝集体４０で表面増強されたラマン散乱光は、光路Ｌ２に示すように、レンズ２２ｄにおいて平行光にされ、ダイクロイックミラー２２ｃを透過した後、レンズ２２ｅで集光され、ラマン分光計２２ｆに入射する。

第１反応容器移送部２３は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行い、反応容器２５を所定位置に移送するアームを有する。具体的には、第１反応容器移送部２３は、ＢＦ槽１４、反応槽２０、集磁槽２１および反応容器廃棄（図示せず）に反応容器２５を移送する。

第２反応容器移送部２４は、第１反応容器移送部２３と同様の構成を有する。第２反応容器移送部２４は、反応容器２５を所定位置に移送する。具体的には、第２反応容器移送部２４は、集磁槽２１、測光部２２および反応容器廃棄部（図示せず）に反応容器２５を移送する。第２反応容器移送部２４は、複数の反応容器２５を保持する反応容器格納部（図示せず）から第１反応容器移送部２３に反応容器２５を受け渡す。

つぎに、制御機構３について説明する。制御機構３は、制御部３１と、入力部３２と、記憶部３３と、分析処理部３４と、出力部３５と、を備える。

制御部３１は、ＣＰＵ等によって実現され、自動分析装置１の各部の処理および動作を制御する。制御部３１は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。

入力部３２は、キーボード、マウス、入出力機能を備えたタッチパネル等によって実現され、検体の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報等を外部から取得する。また、入力部３２は、検体の分析を開始する前に、第１試薬または第２試薬を用いてキャリブレーション処理の実行を設定する設定手段として機能する。ここで、検体の分析を開始する前とは、電源が投入された状態であって、検体の分析処理が停止されているときをいい、例えば検体の分析処理に伴う前処理における各構成部の状態を起動させて動作の確認やメンテナンスをするときをいう。

記憶部３３は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、自動分析装置１が処理を実行する場合に、この処理にかかる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを用いて実現され、検体の分析結果等を含む諸情報を記憶する。記憶部３３は、標準粒子を含有する第１試薬のラマン強度およびラマンスペクトルを記憶する標準粒子記憶部３３ａを有する。記憶部３３は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＣカード等の記憶媒体に記憶された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。

分析処理部３４は、測光部２２によって測定された測定結果に基づいて検体の成分分析等を行う。分析処理部３４は、分注判定部３４ａと、算出部３４ｂと、補正部３４ｃとを有する。分注判定部３４ａは、測光部２２が測定した標準粒子のラマン強度が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定することによって、第１試薬分注部１８にノズル詰まりが生じているか否かを判定する。算出部３４ｂは、分注判定部３４ａが測光部２２によって測定された標準粒子のラマン散乱光の強度が、予め定められた閾値以上であると判定した場合、測光部２２が測定した標準粒子のラマン散乱光の強度を、予め設定された標準粒子のラマン散乱光の強度で除した補正値を算出する。補正部３４ｃは、算出部３４ｂが算出した補正値と測光部２２が測定した凝集体の標識試薬におけるラマン散乱光の強度とに基づいて、凝集体の標識試薬におけるラマン散乱光の強度を補正する。

出力部３５は、ディスプレイ、プリンタおよびスピーカ等によって実現され、各情報を出力する。出力部３５は、報知部３５ａを有する。報知部３５ａは、分注判定部３４ａが測光部２２によって測定された標準粒子のラマン散乱光の強度が閾値以上でないと判定した場合、第１試薬分注部１８で異常が生じている旨を報知する。

ここで、本発明の実施の形態１にかかる標準粒子の生成方法の概要について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる標準粒子の生成方法を示す模式図である。

まず、図３（ａ）において、金属粒子５１に対し、少なくとも一つのラマン活性分子５２を接触させて反応させる。具体的には、金属粒子５１の表面に、ラマン活性分子５２を吸着させる。これにより、金属粒子５１と少なくとも一つのラマン活性分子５２とが共有結合したＳＥＲＳ粒子である第１複合体５３が生成される（図３（ｂ））。ここで、金属粒子５１は、金粒子、銀粒子、銅粒子または白金粒子であり、表面プラズモン増強を生じさせる粒子である。ラマン活性分子５２は、４−メルカプト安息香酸（ＭＢＡ）または３−メルカプト安息香酸（ＭＢＡ）であり、金属粒子５１に対して特徴的なラマンピークを生じさせる。

次に、第１複合体５３に対し、縮合剤により架橋剤５４を接触させて反応させる（図３（ｃ））。具体的には、縮合剤の存在下でラマン活性分子５２のカルボキシル基に架橋剤５４を共有結合させる。これにより、第１複合体５３に架橋剤５４が共有結合した第２複合体５５が生成される（図３（ｄ））。ここで、縮合剤は、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド（EDC，WSC）、１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチル（EDC ｍｅｔｈｉｏｄｉｄｅ）、Ｎ’−（エチルカルボンイミドイル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ポロパンジアミン／塩酸（ＥＤＣ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ，ＥＤＡＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）、１−エチル−３−ｔｅｒｔ−ブチルカルボジイミド（ＢＥＣ）、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミド−ｐ−トルエンスルホナート（ＣＭＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルメタンジイミン、１，３−ビス（ｐ−トリル）カルボジイミドまたはＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）である。架橋剤５４は、エチレンジアミン、３，３’−ジアミノジプロピルアミン、１，６−ジアミンノヘキサンまたは１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタンである。なお、本発明の実施の形態１では、縮合剤としてＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミドを、架橋剤としてエチレンジアミンを用いて第２複合体５５を生成した。

最後に、第２複合体５５に対し、磁性粒子５６を接触させて反応させる（図３（ｅ））。具体的には、第２複合体５５の架橋剤５４のアミノ基を反応させて、表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子５６を共有結合させる。これにより、第２複合体５５に磁性粒子５６が共有結合した標準粒子５７が生成される（図３（ｆ））。ここで、磁性粒子５６は、核がフェライトであり、この核を樹脂またはシリカで被覆した粒子である。また、磁性粒子５６は、核が樹脂またはシリカであり、この核をフェライトで被覆した粒子でもよい。

図４は、本発明の実施の形態１にかかる標準粒子５７において得られたラマンスペクトル図である。図４において、スペクトル曲線Ｌｗは、標準粒子５７のラマンスペクトルを示す。また、スペクトル曲線Ｌｚは、磁性粒子５６のみのラマンスペクトルを示す。図４では、横軸がラマンシフトである。

図４に示すように、スペクトル曲線Ｌｚは、各ラマンシフトにおいてラマン散乱光の強度にピークが生じないラマンスペクトルとなり、磁性粒子５６を検出することができない。このため、従来の自動分析装置は、磁性粒子５６のラマンスペクトルに基づいて、第１試薬分注部１８のノズル詰まりを検知することができなかった。これに対して、スペクトル曲線Ｌｗは、各ラマンシフトにおいてラマン散乱光の強度にピークが生じるラマンスペクトルとなる。この結果、標準粒子５７は、測光部２２によるレーザ光により金属粒子５１を活性化して表面増強したラマン散乱光を生じる。したがって、測光部２２は、標準粒子５７に共有結合した磁性粒子５６の検出が可能となり、第１試薬分注部１８のノズル詰まりの検知に用いることができる。さらに、標準粒子５７は、図４に示すように、ラマン散乱光に固有のピークが生じるラマンスペクトルとなるため、このラマンスペクトルを用いることでキャリブレーション処理を行うことができる。

次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１によるキャリブレーション処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１によるキャリブレーション処理を示すフローチャートである。図６は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１のキャリブレーション処理を説明する図である。

まず、第１試薬分注部１８は、図６（１）に示すように、第１試薬庫１６によって第１試薬吸引位置Ｐ４に移動された第１試薬容器１６ａ内からＢＦ槽１４内の第１試薬吐出位置Ｐ７に停止する反応容器２５内に第１試薬を分注する（ステップＳ１０１）。これによって、標準粒子５７と分析対象である検体内の検出対象物と特異的に結合する反応物質を固着させた磁性粒子６０とが反応容器２５内に分注される。

その後、ＢＦ槽１４は、図６（２）に示すように、標準粒子５７および磁性粒子６０が分注された反応容器２５をＢＦ洗浄部１５の集磁位置に移送し、集磁部１４ａに反応容器２５内の底面に標準粒子５７と磁性粒子６０とを集磁させる（ステップＳ１０２）。

続いて、ＢＦ洗浄部１５は、図６（３）に示すように、集磁部１４ａによって集磁されなかった物質を除去する洗浄処理を行う（ステップＳ１０３）。

その後、集磁槽２１は、図６（４）に示すように、第１反応容器移送部２３によって移送された洗浄処理後の反応容器２５に対して、集磁部２１ａに集磁させることによって標準粒子５７と磁性粒子６０とが凝集する凝集体７０が生成させる（ステップＳ１０４）。

続いて、測光部２２は、図６（５）に示すように、第２反応容器移送部２４によって移送された集磁処理後の反応容器２５に対して測光処理を行う（ステップＳ１０５）。具体的には、レーザ光源２２ａが反応容器２５内の凝集体７０に向けてレーザ光Ｌ１照射し、ラマン分光計２２ｆが凝集体７０から表面増強したラマン散乱光Ｌ２を測定する。

その後、分注判定部３４ａは、測光部２２が測定した標準粒子５７のラマン散乱光の強度が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。測光部２２が測定した標準粒子５７のラマン散乱光の強度が、予め定められた閾値以上でない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、自動分析装置１はステップＳ１０７に移行する。一方、測光部２２が測定した標準粒子５７のラマン散乱光の強度が、予め定められた閾値以上である場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、自動分析装置１はステップＳ１０８に移行する。

ここで、分注判定部３４ａが判定する判定方法について説明する。図７は、測光部２２が測定した標準粒子５７のラマンスペクトル図である。図７において、スペクトル曲線Ｌｗは、標準粒子５７のラマンスペクトルを示す。点Ｅは、標準粒子５７に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマンピークのラマン強度を示す。図７に示すように、分注判定部３４ａは、測光部２２が測定した標準粒子５７に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマンピークのラマン強度Ｐが予め定められた閾値ＬＴ以上であるか否かを判定することによって、第１試薬分注部１８で異常が生じているか否かを判定する。なお、閾値ＬＴは、第１試薬が規定量で分注された場合の７０％である。

ステップＳ１０７において、報知部３５ａは、第１試薬分注部１８で異常が生じている旨、具体的には第１試薬分注部１８のノズル内に詰まりが生じている旨を報知し、自動分析装置１は本処理を終了する。

ステップＳ１０８において、算出部３４ｂは、測光部２２が測定した標準粒子５７のラマン強度を、予め設定された標準粒子５７のラマン強度で除して補正値を算出し、自動分析装置１は本処理を終了する。

ここで、算出部３４ｂが算出する補正値について説明する。算出部３４ｂは、測光部２２が測定した標準粒子５７のラマン強度Ｉｃと予め設定された標準粒子５７のラマン強度Ｉｃｃとをもとに式（１）で補正値Ｃを算出する。
Ｃ＝Ｉｃ／Ｉｃｃ・・・・・（１）

以上説明したキャリブレーション処理を実行した後に、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１は、検体の分析処理を行う。

次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１による検体の分析処理について説明する。図８は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１による検体の分析処理を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態１にかかる自動分析装置１による検体の分析処理の処理手順を説明する図である。なお、以下では、自動分析装置１が一つの検体を分析する場合に行う分析処理について説明する。

まず、第１試薬分注部１８は、図９（１）に示すように、第１試薬庫１６によって試薬吸引位置Ｐ４に移送された第１試薬容器１６ａからＢＦ槽１４の第１試薬吐出位置Ｐ７に停止する反応容器２５内に標準粒子５７および磁性粒子６０を含む第１試薬を分注する（ステップＳ２０１）。

その後、検体分注部１３は、図９（２）に示すように、検体移送部１１によって検体吸引位置Ｐ２に移送された検体ラック１１ｂ内の検体容器１１ａからＢＦ槽１４の検体吐出位置Ｐ３で停止する反応容器２５内に検体６１を分注する（ステップＳ２０２）。

続いて、第２試薬分注部１９は、図９（３）に示すように、第２試薬庫１７によって第２試薬吸引位置Ｐ６に移送された第２試薬容器１７ａ内からＢＦ槽１４の第２試薬吐出位置Ｐ９で停止する反応容器２５内に標識物質６２を含む標識試薬の第２試薬を分注する（ステップＳ２０３）。

その後、ＢＦ槽１４は、図９（４）に示すように、標準粒子５７と磁性粒子６０と検体６１と標識物質６２とが分注された反応容器２５を攪拌部（図示せず）によって攪拌処理を行わせることによって、磁性粒子６０と検体６１と標識物質６２とを反応した複合体６３が生成される（ステップＳ２０４）。

続いて、ＢＦ槽１４は、図９（５）に示すように、反応容器２５をＢＦ洗浄部１５に移送し、集磁部１４ａによって集磁処理を行いながらＢＦ洗浄部１５が反応容器２５内の未反応物質を除去する洗浄処理を行う（ステップＳ２０５）。

その後、集磁槽２１は、図９（６）に示すように、第１反応容器移送部２３によって移送された洗浄処理後における反応容器２５に対して、集磁部２１ａに集磁処理を行わせることによって、標準粒子５７と複合体６３とが凝集する凝集体７１が生成される（ステップＳ２０６）。

続いて、測光部２２は、図９（７）に示すように、第２反応容器移送部２４によって移送された集磁処理後の反応容器２５の凝集体７１に対して測光処理を行う（ステップＳ２０７）。

ここで、測光部２２が測定する反応容器２５内の凝集体７１から散乱されるラマン散乱光について説明する。図１０は、測光部２２が測定する反応容器２５内の凝集体７１から散乱されるラマン散乱光の一例を示すラマンスペクトル図である。図１０において、スペクトル曲線Ｌｗは、凝集体７１の標準粒子５７から散乱されるラマン散乱光のラマンスペクトルを示し、スペクトル曲線Ｌｋは、凝集体７１の複合体６３から散乱されるラマン散乱光のラマンスペクトルを示す。図１０では、横軸がラマンシフトである。測光部２２は、図１０に示すように、凝集体７１の標準粒子５７から散乱されるスペクトル曲線Ｌｗと、凝集体７１の複合体６３から散乱されるスペクトル曲線Ｌｋとをラマン分光計２２ｆによって分光して測定する。スペクトル曲線Ｌｗおよびスペクトル曲線Ｌｋは、図１０に示すように、ラマン波長が異なって検出される。このため、測光部２２は、標準粒子５７から散乱されるスペクトル曲線Ｌｗと複合体６３から散乱されるスペクトル曲線Ｌｋとが合成されたスペクトルを測定することができる。この合成されたスペクトルは、標準粒子５７と標識物質６２それぞれの基本スペクトルに基づいて、測光部２２が波長分離処理を行うことによって、標準粒子５７と標識物質６２それぞれのラマンスペクトル成分を算出することができる。

その後、分注判定部３４ａは、測光部２２が測定し、波長分離処理によって算出された標準粒子５７のラマンスペクトル成分に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマン強度が予め定められた閾値ＬＴ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。測光部２２が測定し、波長分離処理によって算出された標準粒子５７のラマンスペクトル成分に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマン強度が予め定められた閾値ＬＴ以上でない場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、報知部３５ａは、第１試薬分注部１８で異常が生じている旨を報知する（ステップＳ２０９）。一方、測光部２２が測定し、波長分離処理によって算出された標準粒子５７のラマンスペクトル成分に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマン強度が予め定められた閾値ＬＴ以上である場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、自動分析装置１はステップＳ２１０に移行する。

続いて、補正部３４ｃは、測光部２２が測定し、波長分離処理によって算出された複合体６３のラマンスペクトル成分に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマン強度と算出部３４ｂが算出した補正値Ｃとに基づいて、複合体６３のラマン強度を補正する（ステップＳ２１０）。具体的には、補正部３４ｃは、算出部３４ｂが算出した補正値Ｃと測光部２２が測定した複合体６３のラマン強度Ｉｒとを用いて、補正後の複合体６３のラマン強度Ｉｒｃを式（２）によって算出する。
Ｉｒｃ＝Ｉｒ／Ｃ・・・・・（２）

その後、出力部３５は、補正部３４ｃが補正した複合体６３のラマン強度Ｉｒｃを出力し（ステップＳ２１１）、自動分析装置１は本処理を終了する。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、標準粒子５７が、少なくとも一つ以上のラマン活性分子５２と金属粒子５１とが共有結合した第１複合体５３に縮合剤を用いて架橋剤５４を共有結合し、この架橋剤５４を介して表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子５６を共有結合させることにより、ラマン散乱光を検出することができる。これにより、磁性粒子６０を含む第１試薬に標準粒子５７を含有させ、分注判定部３４ａが測光部２２によって測定された標準粒子５７のラマン強度が、予め定められた閾値ＬＴ以上でないと判定した場合、報知部３５ａが第１試薬分注部１８で異常が生じている旨を報知するようにしているので、第１試薬分注部１８のノズル詰まりを検知することができる。また、補正部３４ｃが、算出部３４ｂが算出した補正値Ｃと測光部２２が測定した凝集体７１における複合体６３のラマン強度とに基づいて、この凝集体７１における複合体６３のラマン強度を補正することによって、より精度の高い分析結果を得ることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１１は、本発明の実施の形態２にかかる標準粒子の生成方法を示す模式図である。

まず、図１１（ａ）において、金属粒子５１に対し、少なくとも一つのラマン活性分子８１を接触させて反応させる。具体的には、金属粒子５１の表面に、ラマン活性分子８１を吸着させる。これにより、金属粒子５１と少なくとも一つのラマン活性分子８１とが共有結合したＳＥＲＳ粒子である第１複合体８２が生成される（図１１（ｂ））。ここで、ラマン活性分子８１は、４−メルカプトアニリン（ＭＡ）または３−アミノベンゼンチオール（ＭＡ）であり、金属粒子５１に対して特徴的なラマンピークを生じさせる。

次に、第１複合体８２に対し、磁性粒子５６を接触させて反応させる（図１１（ｃ））。具体的には、第１複合体８２のラマン活性分子８１のアミノ基を反応させて、表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子５６を共有結合させる。これにより、第１複合体８２に磁性粒子５６が共有結合した標準粒子８３が生成される（図１１（ｄ））。

図１２は、本発明の実施の形態２にかかる標準粒子８３において得られたラマンスペクトル図である。図１２において、スペクトル曲線Ｌｖは、標準粒子８３のラマンスペクトルを示す。また、スペクトル曲線Ｌｚは、磁性粒子５６のラマンスペクトルを示す。図１２では、横軸がラマンシフトである。

図１２に示すように、スペクトル曲線Ｌｚは、各ラマンシフトにおいてラマン散乱光の強度にピークが生じないラマンスペクトルとなり、磁性粒子５６を検出することができない。このため、従来の自動分析装置は、磁性粒子５６のラマンスペクトルに基づいて、第１試薬分注部１８のノズル詰まりを検知することができなかった。これに対して、スペクトル曲線Ｌｖは、各ラマンシフトにおいてラマン散乱光の強度にピークが生じるラマンスペクトルとなる。この結果、標準粒子８３は、測光部２２によるレーザ光により金属粒子５１を活性化して表面増強したラマン散乱光を生じる。したがって、測光部２２は、標準粒子８３に共有結合した磁性粒子５６の検出が可能となり、第１試薬分注部１８のノズル詰まりの検知に用いることができる。さらに、標準粒子８３は、図１２に示すように、ラマン散乱光に固有のピークが生じるラマンスペクトルとなるため、このラマンスペクトルを用いることでキャリブレーション処理を行うことができる。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、標準粒子８３が、少なくとも一つ以上のラマン活性分子８１と金属粒子５１とが共有結合した第１複合体８２に表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子５６を共有結合させることにより、ラマン散乱光を検出することができる。これにより、本発明の実施の形態１と同様に、磁性粒子６０を含む第１試薬に標準粒子８３を含有させることによって、第１試薬分注部１８のノズル詰まりを検知することができる。

なお、本発明の実施の形態１，２においては、標準粒子５７または標準粒子８３を第２試薬内に含有させてもよい。この場合、分注判定部３４ａは、測光部２２が測定した標準粒子５７または標準粒子８３のラマン強度が予め定められた閾値ＬＴ以上であるか否かを判定することによって、第２試薬分注部１９のノズル詰まりを検知するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、標準粒子５７を第１試薬に、標準粒子８３を第２試薬にそれぞれ含有させてもよい。この場合、標準粒子５７と標準粒子８３とのラマンスペクトルが異なり、標準粒子５７と標準粒子８３とのラマンピークもそれぞれ異なる。このため、測光部２２は、標準粒子５７のラマン散乱光の強度と標準粒子８３のラマン散乱光の強度とをそれぞれ測定することができる。具体的には、図１３に示すように、測光部２２は、磁性粒子６０、検体６１、標準粒子５７、標準粒子８３および標識物質６２それぞれから散乱されるスペクトルのスペクトル曲線Ｌｏを測定する。スペクトル曲線Ｌｏは、磁性粒子６０、検体６１、標準粒子５７、標準粒子８３および標識物質６２それぞれから散乱されるスペクトルが合成されたラマンスペクトルである。測光部２２は、スペクトル曲線Ｌｏを波長分離処理することによって、標準粒子５７、標準粒子８３および標識物質６２のラマンスペクトル成分をそれぞれ算出することができる。この結果、分注判定部３４ａは、測光部２２が測定した標準粒子５７のラマンスペクトル成分に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマン強度および標準粒子８３のラマンスペクトル成分に対して予め選択したラマンシフトにおけるラマン強度それぞれが予め定められた閾値ＬＴ以上であるか否かを判定することによって、第１試薬分注部１８のノズル詰まりと、第２試薬分注部１９のノズル詰まりとを検知することができる。

なお、本発明の実施の形態１，２においては、反応容器２５の形状が円柱をなす形状であったが、測光部２２が測光できればよく、例えば四角筒状や多角筒形状であってもよい。さらに、マイクロ流体チップのように板状であってもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、反応容器２５の底面は、平面状に形成されていたが、反応容器２５内に分注される液体を集磁して凝集体を形成することができればよく、丸底状であってもよい。また、反応容器２５の底面に凹部を設けて、この凹部に凝集体を形成するようにしてもよい。さらに、反応容器２５の底面に限らず、反応容器の側面に段差を設けて、この段差部分に凝集体を形成するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、測光部２２が、反応容器２５の底面から測光していたが、反応容器２５内に対して測光することができればよく、例えば反応容器２５の側面、上方および斜めから測光してもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、集磁部１４ａ，２１ａが、反応容器２５の底面に接触するように設けられていたが、反応容器２５が保持する液体に対して集磁して凝集体を生成することができればよく、例えば反応容器２５の側面に接触するように設けてもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、集磁部１４ａ，２１ａが、円錐状に形成されていたが、反応容器２５が保持する液体に対して集磁して凝集体を形成することができればよく、例えば円柱形状の磁石の上面に針状に形成するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、ＢＦ槽１４によって洗浄処理を行っていたが、集磁部１４ａによって集磁することで凝集体を生成できればよく、反応容器２５内の未反応物質を除去する洗浄処理を行わなくてもよい。

また、本発明の実施の形態１，２においては、自動分析装置１が、免疫検査の構成であったが、ラマン散乱光を測定することによって検体を分析するものであれば、生化学検査、輸血検査または遺伝子検査の自動分析装置に適用することができる。

１ 自動分析装置
２ 測定機構
３ 制御機構
１１ 検体移送部
１１ａ 検体容器
１１ｂ 検体ラック
１２ チップ格納部
１２ａ 分注チップ
１３ 検体分注部
１４ ＢＦ槽
１４ａ，２１ａ 集磁部
１５ ＢＦ洗浄部
１６ 第１試薬庫
１６ａ 第１試薬容器
１７ 第２試薬庫
１７ａ 第２試薬容器
１８ 第１試薬分注部
１９ 第２試薬分注部
２０ 反応槽
２０ａ 第１ライン
２０ｂ 第２ライン
２０ｃ 第３ライン
２１ 集磁槽
２２ 測光部
２２ａ レーザ光源
２２ｂ，２２ｄ，２２ｅ レンズ
２２ｃ ダイクロイックミラー
２２ｆ ラマン分光計
２３ 第１反応容器移送部
２４ 第２反応容器移送部
２５ 反応容器
３１ 制御部
３２ 入力部
３３ 記憶部
３３ａ 標準粒子記憶部
３４ 分析処理部
３４ａ 分注判定部
３４ｂ 算出部
３４ｃ 補正部
３５ 出力部
３５ａ 報知部
４０，７０，７１ 凝集体
５１ 金属粒子
５２，８１ ラマン活性分子
５３，８２ 第１複合体
５４ 架橋剤
５５ 第２複合体
５６，６０ 磁性粒子
５７，８３ 標準粒子
６１ 検体
６２ 標識物質
６３ 複合体
Ｌ１，Ｌ２ 光路

Claims (6)

1. 少なくとも一つ以上のラマン活性分子と金属粒子とが共有結合した第１複合体に縮合剤を用いて架橋剤を共有結合し、該架橋剤を介して表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子を共有結合していることを特徴とする標準粒子。
2. 前記ラマン活性分子は、４−メルカプト安息香酸または３−メルカプト安息香酸であり、
   前記金属粒子は、金粒子または銀粒子であり、
   前記縮合剤は、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド、１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチル、Ｎ’−（エチルカルボンイミドイル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ポロパンジアミン／塩酸、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド、１−エチル−３−ｔｅｒｔ−ブチルカルボジイミド、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミド−ｐ−トルエンスルホナート、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルメタンジイミン、１，３−ビス（ｐ−トリル）カルボジイミドまたはＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドであり、
   前記架橋剤は、エチレンジアミン、３，３’−ジアミノジプロピルアミン、１，６−ジアミンノヘキサンまたは１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタンであることを特徴とする請求項１に記載の標準粒子。
3. 少なくとも一つ以上のラマン活性分子と金属粒子とが共有結合した第１複合体に、表面官能基にトシル基を持つ磁性粒子を共有結合していることを特徴とする標準粒子。
4. 前記ラマン活性分子は、４−メルカプトアニリンまたは３−アミノベンゼンチオールであり、
   前記金属粒子は、金粒子または銀粒子であることを特徴とする請求項３に記載の標準粒子。
5. 反応容器内に検体と磁性粒子試薬と標識試薬とを分注し、前記検体内の測定対象物と前記磁性粒子試薬の磁性粒子と前記標識試薬の標識物質との複合体を集磁処理によって前記反応容器内で凝集させた凝集体のラマン散乱光の強度を測定し、該測定結果をもとに前記検体を分析する自動分析装置であって、
   請求項１〜４のいずれか一つに記載の標準粒子を含む前記磁性粒子試薬を前記反応容器内に分注する分注手段と、
   前記分注手段が分注した前記反応容器内の前記標準粒子におけるラマン散乱光の強度を測定する測光手段と、
   前記測光手段が測定した前記標準粒子のラマン散乱光の強度が、予め定められた閾値未満であるか否かを判定する分注判定手段と、
   前記分注判定手段が前記閾値未満であると判定した場合、前記分注手段で異常が生じている旨を報知する報知手段と、
   を備えたことを特徴とする自動分析装置。
6. 前記分注判定手段が前記閾値未満でないと判定した場合、前記測光手段が測定した前記標準粒子のラマン散乱光の強度を、予め設定された前記標準粒子のラマン散乱光の強度で除した補正値を算出する補正値算出手段と、
   前記補正値算出手段が算出した前記補正値と前記凝集体の前記標識試薬におけるラマン散乱の強度とに基づいて、前記凝集体の前記標識試薬におけるラマン散乱光の強度を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項５に記載の自動分析装置。

Images