JP2012198083A - クロマトグラフィー分析装置及びクロマトグラフィー分析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クロマトグラフィー分析装置1は、光源2と、照射光学系3と、ラインセンサ4と、検出光学系5と、試験片9を走査対象物として走査方向に走査させる走査装置6と、各部を制御する制御部7とを備える。試験片9は、テストライン93aとコントロールライン93bとを、走査方向Xと交差する所定方向にそれぞれ延在した状態でシート上に有している。制御部7は、試験片9に対して検体が供給されてコントロールライン93bに色素標識抗体が結合してから、コントロールライン93bの位置を検出する予備走査を走査装置6に行わせ、検出されたコントロールライン93bの位置に基づいてテストライン93aの位置を算出した後、テストライン93aにおける分析対象物の状態を検知する本走査を走査装置6に行わせる。
【選択図】図3
Description
即ち、1つ目の手法は、クロマトグラフィー試験片のケースに位置決め用のマークを設けておき、このマークの位置に基づいてテストラインの位置を算出する手法である。
同様に、2つ目の手法は、クロマトグラフィー試験片のメンブレンシートに位置決め用のマークを設けておき、このマークの位置に基づいてテストラインの位置を算出する手法である。なお、これら1つ目、2つ目のような手法は他の技術分野でも用いられており、例えばDNAチップに対して走査を行う技術分野においては、検査したい位置を検知するための発光点や突起物をチップに設ける技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
そして、3つ目の手法は、テストラインを検出するための走査を行い、検出された時点で走査を終了する手法である。
また、上記2つ目の手法を用いる場合には、位置決め用のマークをメンブレンシートに設けることでメンブレンシート内での毛細管現象や抗原抗体反応が阻害されてしまうという問題がある。
また、上記3つ目の手法を用いる場合には、分析対象物が存在しない場合にはテストラインが呈色しないため、結局メンブレンシートの全面を走査することになってしまう。
検体を供給されたクロマトグラフィー試験片上における分析対象物の状態を検知するクロマトグラフィー分析装置において、
光源と、
前記光源から出射された光を前記クロマトグラフィー試験片に導き、当該クロマトグラフィー試験片に対する照射光を出射する照射光学系と、
光電変換を行う受光センサと、
前記照射光に起因して前記クロマトグラフィー試験片で生じる検出対象光を前記受光センサに導く検出光学系と、
前記照射光学系若しくは前記検出光学系における少なくとも1つの光学素子、または前記クロマトグラフィー試験片を走査対象物として走査方向に走査させる走査手段と、
前記受光センサからの出力信号に基づいて分析対象物の状態を特定するとともに、少なくとも前記走査手段を制御する演算処理部とを備え、
前記クロマトグラフィー試験片は、
分析対象物としての抗原と、色素標識抗体との複合体を結合させる帯状のテストラインと、
前記色素標識抗体を結合させる帯状のコントロールラインとを、
前記走査方向と交差する所定の検知ライン方向にそれぞれ延在した状態でシート上に有しており、
前記演算処理部は、
前記クロマトグラフィー試験片に対して検体が供給されて前記コントロールラインに前記色素標識抗体が結合してから、
前記コントロールラインの位置を検出するために前記走査対象物を走査させる予備走査を前記走査手段に行わせ、
検出されたコントロールラインの位置に基づいて前記テストラインの位置を算出した後、
前記テストラインにおける分析対象物の状態を検知するために前記走査対象物を走査させる本走査を前記走査手段に行わせることを特徴とする。
検体を供給されたクロマトグラフィー試験片上における分析対象物の状態を検知するクロマトグラフィー分析方法において、
クロマトグラフィー分析装置として、
光源と、
前記光源から出射された光を前記クロマトグラフィー試験片に導き、当該クロマトグラフィー試験片に対する照射光を出射する照射光学系と、
光電変換を行う受光センサと、
前記照射光に起因して前記クロマトグラフィー試験片で生じる検出対象光を前記受光センサに導く検出光学系と、
前記照射光学系若しくは前記検出光学系における少なくとも1つの光学素子、または前記クロマトグラフィー試験片を走査対象物として走査方向に走査させる走査手段と、
前記受光センサからの出力信号に基づいて分析対象物の状態を特定する演算処理部とを備えるものを用いるとともに、
前記クロマトグラフィー試験片として、
分析対象物としての抗原と、色素標識抗体との複合体を結合させる帯状のテストラインと、
前記色素標識抗体を結合させる帯状のコントロールラインとを、
前記走査方向と交差する所定の検知ライン方向にそれぞれ延在した状態でシート上に有するものを用い、
前記クロマトグラフィー試験片に対して検体が供給されて前記コントロールラインに前記色素標識抗体が結合してから、
前記コントロールラインの位置を検出するために前記走査対象物を走査させる予備走査を前記走査手段に行わせ、
検出されたコントロールラインの位置に基づいて前記テストラインの位置を算出した後、
前記テストラインにおける分析対象物の状態を検知するために前記走査対象物を走査させる本走査を前記走査手段に行わせることを特徴とする。
始めに、本実施の形態におけるクロマトグラフィー試験片について、図1を用いて説明する。
この試験片9は、図1(b),(c)に示すように、上方に開口したケース(図示せず)内に、シート部95を有している。
このシート部95は、矩形状に形成されており、上面における一端部にはサンプルパッド90が設けられ、他端部には吸収パッド91が設けられている。
このうち、サンプルパッド90は、液状の検体が滴下されて供給される部分である。また、吸収パッド91は、サンプルパッド90に滴下された検体を吸収することにより、当該検体を毛細管現象によって検体移動方向Kに流させる部分である。なお、本実施の形態においては、検体移動方向Kと走査方向Xとは平行となっている。
(2−1.外観構成)
続いて、本発明に係るクロマトグラフィー分析装置の外観構成について、図2を用いて説明する。
ここで、図2はクロマトグラフィー分析装置1の外観構成の一例を示す斜視図である。
続いて、クロマトグラフィー分析装置1の内部構成について、図3を用いて説明する。
ここで、図3はクロマトグラフィー分析装置1の内部構成の一例を示す模式図である。
また、この照射光学系3は、試験片9の照射スポットの短尺方向(本実施の形態においては走査方向X)でのスポットサイズをd(mm)、検出光学系5の横倍率を−M(但し、M>0)、ラインセンサ4の短手方向(本実施の形態においては走査方向X)のサイズをt(mm)とした場合に、照射光Sに以下の(1)式を満足させるようになっている。
(但し、スポットサイズdは照射強度がピーク照射強度の1/e2となるサイズを表す。)
次に、制御部7は、光源2を点灯させて光を照射させた後(ステップU4)、ラインセンサ4から各画素での受光信号のデータを取得して(ステップU5)、光源2を消灯させる(ステップU6)。これにより、走査装置6が本走査を行っている場合には、照射光Sによる試験片9の照射スポットがテストライン93aと、当該テストライン93aの近傍とに位置するタイミングのみで光源2から光が出射される。このように照射光Sによる試験片9の照射スポットがテストライン93aと、当該テストライン93aの近傍とに位置するタイミングのみで光源が光を出射することにより、エネルギーのロスが防止されるとともに、試験片9が過度な光の照射によって退色などの悪影響を受けてしまうのが防止される。
また、40≦dM/tの場合と異なり、試験片9における照明スポットが大きくなり過ぎて分析対象物の状態検知に不要な光が多くなってしまうのを防止することが可能となるため、不要光によるフレアが防止されるとともに、試験片9が不要光の照射によって退色などの悪影響を受けてしまうのを防止することが可能となる。なお、ラインセンサ4における短手方向の画素サイズtをt=0.06mm、光学系の倍率MをM=1、照明スポットの短辺方向のサイズdをd=2.2mmとしたとき、つまりdM/t=36.7としたときには、図9(b)に示すように、ラインセンサ4上の結像スポットでの受光強度分布は均一になるため、ラインセンサ4の光軸アライメントが多少ズレた場合であっても、ラインセンサ4の面内で受光する光量の変化は少ない。
このようにステップS16でラインセンサ4における各画素のうち、検出光学系5を介して検出対象光Tを受光した領域内の画素による出力の和に基づいて分析対象物の濃度を算出することにより、ラインセンサ4の画素ごとに異なる量で発生するノイズの影響を低減し、分析対象物の濃度を正確に算出することができる。また、試験片9上で液状検体が目詰まりを起こして分析対象物が局所的に散在する場合であっても、分析対象物の濃度を確実に算出することができる。なお、ラインセンサ4における各画素のうち、検出対象光Tを受光した領域内の画素としては、例えば所定の閾値を越える出力信号を出力する画素を用いることができる。
また、このステップS16では、例えば複数回の出力信号を合算して分析対象物の状態を特定することが好ましい。この場合には、各走査時での出力信号に含まれるランダムノイズの影響を低減し、いっそう正確な分析を行うことができる。
そして、コントロールライン93bはテストライン93aと共に同一の塗布装置にてメンブレンシート96上に塗布されることで50μm以内の位置精度が確保できるように設けられているため、試験片9のケースに位置決め用のマークを設ける場合と異なり、テストライン93aの位置を正確に算出することができる。そのため、テストライン93aの位置検出ミスが生じることで分析対象物が存在しないと誤認識してしまうのを防止することができる。
また、位置決め用の新たなマークをメンブレンシート96上に設ける必要がないため、メンブレンシート96内での毛細管現象や抗原抗体反応が阻害されてしまうのを防止することができる。
また、検体中に分析対象物が存在しない場合であってもコントロールライン93bの位置からテストライン93aの位置を正確に算出することができるため、テストライン93a以外の余分な範囲を本走査する手間を省き、検出時間を短縮することができる。
また、予備走査の後に行われる本走査でも同様に検体移動方向Kの下流側から上流側に走査を行うので、コントロールライン93bの側からテストライン93aについて本走査を行うことができる。従って、本走査を上流端から下流端に行う場合と比較して、テストライン93aの検出までの時間を短縮することができる。
また、ラインセンサ4の長手方向Yと、検知対象領域93の検知ライン方向Zとは略平行であることとして説明したが、図10に示すように、平行でないこととしても良い。ここで、ラインセンサ4を検知ライン方向Zに対して平行ではなく配設するには他の手法を用いてもよく、例えば図3で示した検出光学系5においてレンズ50とバンドパスフィルター51との間にミラーやダイクロイックミラー、ダイクロイックプリズムなどの光学素子を配置し、この光学素子で検出対象光Tを屈曲させることで、ラインセンサ4の長手方向Yと、検知対象領域93の検知ライン方向Zとを非平行としても良い。なお、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムを配置する場合には、この光学素子によってバンドパスフィルター51の機能を兼ねることができるため、バンドパスフィルター51を省略しても良い。
同様に、本走査においても、試験片9における検体移動方向Kの上流側から下流側に向かって被照射領域が移動するよう試験片9を走査させることとしても良い。この場合には、分析対象物の量が少ない場合、つまり、テストライン93aに分析対象物と色素標識抗体との複合体が十分に供給されず、上流側から下流側に向かって呈色の度合いが小さくなる場合であっても、テストライン93aの上流端、つまり最も明確に呈色する部分を検出することができるため、正確にテストライン93aの位置を検出することができる。
2 光源
3 照射光学系
4 ラインセンサ
5 検出光学系
6 走査手段
7 制御部
93a テストライン
93b コントロールライン
S 照射光
T 検出対象光
Claims (14)
- 検体を供給されたクロマトグラフィー試験片上における分析対象物の状態を検知するクロマトグラフィー分析装置において、
光源と、
前記光源から出射された光を前記クロマトグラフィー試験片に導き、当該クロマトグラフィー試験片に対する照射光を出射する照射光学系と、
光電変換を行う受光センサと、
前記照射光に起因して前記クロマトグラフィー試験片で生じる検出対象光を前記受光センサに導く検出光学系と、
前記照射光学系若しくは前記検出光学系における少なくとも1つの光学素子、または前記クロマトグラフィー試験片を走査対象物として走査方向に走査させる走査手段と、
前記受光センサからの出力信号に基づいて分析対象物の状態を特定するとともに、少なくとも前記走査手段を制御する演算処理部とを備え、
前記クロマトグラフィー試験片は、
分析対象物としての抗原と、色素標識抗体との複合体を結合させる帯状のテストラインと、
前記色素標識抗体を結合させる帯状のコントロールラインとを、
前記走査方向と交差する所定の検知ライン方向にそれぞれ延在した状態でシート上に有しており、
前記演算処理部は、
前記クロマトグラフィー試験片に対して検体が供給されて前記コントロールラインに前記色素標識抗体が結合してから、
前記コントロールラインの位置を検出するために前記走査対象物を走査させる予備走査を前記走査手段に行わせ、
検出されたコントロールラインの位置に基づいて前記テストラインの位置を算出した後、
前記テストラインにおける分析対象物の状態を検知するために前記走査対象物を走査させる本走査を前記走査手段に行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 請求項1記載のクロマトグラフィー分析装置において、
前記クロマトグラフィー試験片は、
前記走査方向に長尺で、一端の側に供給される検体を他端の側に向かって伝わらせるようになっており、かつ、
前記コントロールラインを前記テストラインよりも前記他端の側に有しており、
前記演算処理部は、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記他端から前記一端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記予備走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 請求項1記載のクロマトグラフィー分析装置において、
前記クロマトグラフィー試験片は、
前記走査方向に長尺で、一端の側に供給される検体を他端の側に向かって伝わらせるようになっており、かつ、
前記コントロールラインを前記テストラインよりも前記他端の側に有しており、
前記演算処理部は、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記コントロールラインよりも前記一端の側から前記他端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記予備走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載のクロマトグラフィー分析装置において、
前記演算処理部は、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記一端の側から前記他端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記本走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載のクロマトグラフィー分析装置において、
前記演算処理部は、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記他端の側から前記一端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記本走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載のクロマトグラフィー分析装置において、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片上での照射スポットの前記走査方向でのサイズは、
前記テストラインと、前記コントロールラインとの間隔未満であり、かつ、
これらテストライン及びコントロールラインの前記走査方向の幅の半分よりも大きいことを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 請求項6記載のクロマトグラフィー分析装置において、
前記クロマトグラフィー試験片は、
前記テストラインを複数有しており、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片上での照射スポットの前記走査方向でのサイズは、
前記複数のテストラインの間隔未満であることを特徴とするクロマトグラフィー分析装置。 - 検体を供給されたクロマトグラフィー試験片上における分析対象物の状態を検知するクロマトグラフィー分析方法において、
クロマトグラフィー分析装置として、
光源と、
前記光源から出射された光を前記クロマトグラフィー試験片に導き、当該クロマトグラフィー試験片に対する照射光を出射する照射光学系と、
光電変換を行う受光センサと、
前記照射光に起因して前記クロマトグラフィー試験片で生じる検出対象光を前記受光センサに導く検出光学系と、
前記照射光学系若しくは前記検出光学系における少なくとも1つの光学素子、または前記クロマトグラフィー試験片を走査対象物として走査方向に走査させる走査手段と、
前記受光センサからの出力信号に基づいて分析対象物の状態を特定する演算処理部とを備えるものを用いるとともに、
前記クロマトグラフィー試験片として、
分析対象物としての抗原と、色素標識抗体との複合体を結合させる帯状のテストラインと、
前記色素標識抗体を結合させる帯状のコントロールラインとを、
前記走査方向と交差する所定の検知ライン方向にそれぞれ延在した状態でシート上に有するものを用い、
前記クロマトグラフィー試験片に対して検体が供給されて前記コントロールラインに前記色素標識抗体が結合してから、
前記コントロールラインの位置を検出するために前記走査対象物を走査させる予備走査を前記走査手段に行わせ、
検出されたコントロールラインの位置に基づいて前記テストラインの位置を算出した後、
前記テストラインにおける分析対象物の状態を検知するために前記走査対象物を走査させる本走査を前記走査手段に行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。 - 請求項8記載のクロマトグラフィー分析方法において、
前記クロマトグラフィー試験片として、
前記走査方向に長尺で、一端の側に供給される検体を他端の側に向かって伝わらせるようになっており、かつ、
前記コントロールラインを前記テストラインよりも前記他端の側に有するものを用い、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記他端から前記一端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記予備走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。 - 請求項8記載のクロマトグラフィー分析方法において、
前記クロマトグラフィー試験片として、
前記走査方向に長尺で、一端の側に供給される検体を他端の側に向かって伝わらせるようになっており、かつ、
前記コントロールラインを前記テストラインよりも前記他端の側に有するものを用い、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記コントロールラインよりも前記一端の側から前記他端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記予備走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。 - 請求項8〜10の何れか一項に記載のクロマトグラフィー分析方法において、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記一端の側から前記他端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記本走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。 - 請求項8〜10の何れか一項に記載のクロマトグラフィー分析方法において、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片の被照射領域が当該クロマトグラフィー試験片における前記他端の側から前記一端の側に向かって移動するよう、前記走査手段に前記本走査を行わせることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。 - 請求項8〜12の何れか一項に記載のクロマトグラフィー分析方法において、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片上での照射スポットの前記走査方向でのサイズを、
前記テストラインと、前記コントロールラインとの間隔未満、かつ、
これらテストライン及びコントロールラインの前記走査方向の幅の半分よりも大きくすることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。 - 請求項13記載のクロマトグラフィー分析方法において、
前記クロマトグラフィー試験片として、
前記テストラインを複数有するものを用い、
前記照射光による前記クロマトグラフィー試験片上での照射スポットの前記走査方向でのサイズを、
前記複数のテストラインの間隔未満とすることを特徴とするクロマトグラフィー分析方法。
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