JP2013238420A - Sample analysis apparatus and sample analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は試料分析装置及び試料分析方法に係り、特に血清、尿などの生体液由来の分析試料を分析するための試料分析装置及び試料分析方法に係るものである。 The present invention relates to a sample analyzer and a sample analysis method, and more particularly to a sample analyzer and a sample analysis method for analyzing an analysis sample derived from a biological fluid such as serum and urine.
初めに、試料分析の例として、免疫分析について説明する。免疫分析とは、抗原と抗体の特異的な結合を利用して、血清や尿などの生体液由来の分析試料に含まれる抗体や抗原を定量分析することを意味し、免疫分析の結果に基づいて、疾病の診断を行う。 First, immunoassay will be described as an example of sample analysis. Immunoassay refers to the quantitative analysis of antibodies and antigens contained in samples derived from biological fluids such as serum and urine using specific binding between antigens and antibodies. Based on the results of immunoassays To diagnose the disease.
代表的な免疫分析法として、ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay:酵素免疫分析法)がある。ELISAでは、分析対象物質である抗原に対する抗体(第一抗体)をプラスチック製容器の底などに固定化し、この容器に血清などの分析試料を入れ、分析試料に含まれる抗原を第一抗体に結合させる。さらに、標識物質を結合した抗体(第二抗体)を、第一抗体に結合した抗原にさらに結合させ、標識物質が発する信号を検出することにより、抗原を定量分析する。標識物質として、例えば蛍光物質を用いる。この場合、標識物質を結合した第二抗体のうち、抗原に結合したものの濃度に依存して蛍光が増減し、この蛍光を光検出器で検出することにより、分析試料中の抗原を定量することができる。 As a typical immunoassay method, there is ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay). In ELISA, an antibody (first antibody) against the antigen that is the analyte is immobilized on the bottom of a plastic container, and an analytical sample such as serum is placed in this container, and the antigen contained in the analytical sample is bound to the first antibody. Let Further, the antigen (second antibody) bound to the labeling substance is further bound to the antigen bound to the first antibody, and the antigen is quantitatively analyzed by detecting a signal emitted from the labeling substance. As a labeling substance, for example, a fluorescent substance is used. In this case, the fluorescence increases or decreases depending on the concentration of the second antibody bound to the antigen among the second antibodies bound to the labeling substance, and the antigen in the analysis sample is quantified by detecting this fluorescence with a photodetector. Can do.
免疫分析装置の具体的な一例を挙げると、固相として磁性粒子を用い、第一抗体を磁性粒子の表面に固定化する。第二抗体には、標識物質として発光標識物質を結合する。分析試料に含まれる分析対象物質(抗原)と、第一抗体が固定化された磁性粒子とを混合すると、抗原が第一抗体を介して磁性粒子に結合する。さらに、第二抗体を反応させると、発光標識物質が第二抗体、抗原、第一抗体を介して磁性粒子に結合する。磁性粒子に結合する発光標識物質の濃度は、分析試料に含まれる抗原の濃度に依存して増減する。 As a specific example of the immunoassay device, magnetic particles are used as the solid phase, and the first antibody is immobilized on the surface of the magnetic particles. A luminescent labeling substance is bound to the second antibody as a labeling substance. When the analyte (antigen) contained in the analysis sample is mixed with the magnetic particles on which the first antibody is immobilized, the antigen is bound to the magnetic particles via the first antibody. Further, when the second antibody is reacted, the luminescent labeling substance is bound to the magnetic particles via the second antibody, the antigen, and the first antibody. The concentration of the luminescent labeling substance that binds to the magnetic particles increases or decreases depending on the concentration of the antigen contained in the analysis sample.
抗原が結合した磁性粒子を、試料分析装置の所定の位置に磁気吸着したのち、レーザー光等を作用させることにより、磁性粒子に結合した発光標識物質を発光させる。この発光を検出し発光量を測定することにより、分析試料に含まれる抗原を定量分析することができる。 After the magnetic particles bound with the antigen are magnetically adsorbed at a predetermined position of the sample analyzer, the luminescent labeling substance bound to the magnetic particles is caused to emit light by applying a laser beam or the like. By detecting this luminescence and measuring the amount of luminescence, the antigen contained in the analysis sample can be quantitatively analyzed.
感度及び再現性の高い免疫分析を行うためには、分析対象物質である抗原を結合した磁性粒子を、磁石等を用いて所定の位置に磁気吸着して捕捉するとともに、その間に抗原と結合していない第二抗体を含む溶液を交換する。この操作をB/F分離(Bound/Free分離)とよぶ。 In order to perform immunoassay with high sensitivity and reproducibility, magnetic particles bound with the antigen to be analyzed are magnetically adsorbed and captured at a predetermined position using a magnet or the like, and bound to the antigen during that time. Replace the solution containing the second antibody that is not. This operation is called B / F separation (Bound / Free separation).
上記の方法において、1回の分析に用いる磁性粒子の個数についての制約はないが、一般的には分析1回あたり105〜106個の粒子を使用する。しかし、分析コストを低減するためには、より少数の磁性粒子を用いて、より低濃度の分析対象物質を定量分析するための技術が必要である。少数の磁性粒子を用いる試料分析方法として、特許文献1がある。 In the above method, there is no restriction on the number of magnetic particles used for one analysis, but generally 10 5 to 10 6 particles are used per analysis. However, in order to reduce the analysis cost, a technique is required for quantitative analysis of a lower concentration analyte substance using a smaller number of magnetic particles. There is Patent Document 1 as a sample analysis method using a small number of magnetic particles.
特許文献1で開示されている試料分析方法では、検出部として、多数の微小な開口部を有する基板を使用する。分析対象物質を結合した微粒子を、基板上の微小な開口部に充填する。そして、基板上の開口部に1個ずつ充填された微粒子の発光画像を取得する。ここで、特許文献1に開示された検出部を用いて、磁性粒子を検出部の微小な開口部に吸着させる場合、B/F分離時に溶液を交換するときに、開口部内に溶液が残存してしまい、十分なB/F分離が達成できなかった。また、1回の分析サイクルが終了した後、検出部から分析済みのサンプルを排出し、検出部を洗浄するときに、開口部内に磁性粒子及び溶液が残存してしまい、検出部の十分な洗浄が達成できなかった。 In the sample analysis method disclosed in Patent Document 1, a substrate having a large number of minute openings is used as the detection unit. Fine particles combined with the substance to be analyzed are filled in a minute opening on the substrate. Then, a light emission image of the fine particles filled one by one in the opening on the substrate is acquired. Here, when the magnetic particle is adsorbed to the minute opening of the detection unit using the detection unit disclosed in Patent Document 1, the solution remains in the opening when the solution is exchanged during the B / F separation. Thus, sufficient B / F separation could not be achieved. In addition, after one analysis cycle is completed, when the analyzed sample is discharged from the detection unit and the detection unit is cleaned, the magnetic particles and the solution remain in the opening, and the detection unit is sufficiently cleaned. Could not be achieved.
本発明は、感度及び再現性の高い分析を行うことができる試料分析装置及び試料分析方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a sample analyzer and a sample analysis method capable of performing analysis with high sensitivity and reproducibility.
本発明では、粒子捕捉部として平坦な基板を使用し、粒子捕捉部に分析試料を連続的に流すことで、異なる試料に対し同一の粒子捕捉部を繰り返し使用する。より具体的には、磁性粒子を含む試料液を流路中に流し、流路内に設定した粒子捕捉部に近づけた磁石により磁性粒子を捕捉する。従って、微細な開口部を有する基板と比較して、分析サイクル中に十分なB/F分離を行うことができる。また、分析サイクル終了後に、粒子捕捉部を十分に洗浄することができる。 In the present invention, a flat substrate is used as the particle capturing unit, and the analysis sample is continuously flowed to the particle capturing unit, whereby the same particle capturing unit is repeatedly used for different samples. More specifically, a sample solution containing magnetic particles is flowed into the flow channel, and the magnetic particles are captured by a magnet that is close to the particle capturing unit set in the flow channel. Therefore, sufficient B / F separation can be performed during the analysis cycle as compared with a substrate having a fine opening. Moreover, the particle | grain capture | acquisition part can fully be wash | cleaned after completion | finish of an analysis cycle.
一方、粒子捕捉部が平坦な基板であることから、基板上の各磁性粒子の磁気吸着位置はランダムになる。そこで、粒子捕捉部に磁気吸着した少数の磁性粒子の明視野画像を撮像する撮像部、及び当該少量の磁性粒子の発光を検出する光検出部を設置する。少数の磁性粒子の明視野画像から、検出部に磁気吸着した磁性粒子の個数を算出し、この値と、当該少数粒子の発光量を用いて、磁性粒子1個当たりの平均発光量を算出することで定量分析を行う。発光には、蛍光や化学発光を利用することができる。 On the other hand, since the particle trapping part is a flat substrate, the magnetic adsorption position of each magnetic particle on the substrate is random. Therefore, an imaging unit that captures a bright field image of a small number of magnetic particles magnetically adsorbed on the particle trapping unit and a light detection unit that detects light emission of the small amount of magnetic particles are installed. From the bright field image of a small number of magnetic particles, the number of magnetic particles magnetically adsorbed on the detection unit is calculated, and the average light emission amount per magnetic particle is calculated using this value and the light emission amount of the minority particles. Quantitative analysis. Fluorescence or chemiluminescence can be used for light emission.
本発明によると、B/F分離効率の向上、洗浄効率の向上、測定精度の向上、測定結果の再現性の向上、分析感度の向上等を見込むことができる。 According to the present invention, improvement in B / F separation efficiency, improvement in washing efficiency, improvement in measurement accuracy, improvement in reproducibility of measurement results, improvement in analysis sensitivity, and the like can be expected.
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
試料分析装置の一例として、磁性粒子を用いる免疫分析装置について説明する。なお、本発明は、免疫分析装置に限らず、磁性粒子を用いて、磁場強度の切り替えにより磁性粒子を捕捉する原理に基づく試料分析装置であれば適用可能であり、例えばDNAシーケンシング装置、生化学分析装置などに対しても適用可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As an example of the sample analyzer, an immune analyzer using magnetic particles will be described. The present invention is not limited to immunological analyzers, but can be applied to any sample analyzer based on the principle of capturing magnetic particles by switching magnetic field strength using magnetic particles. For example, DNA sequencing devices, It can also be applied to chemical analyzers.
図1は、本発明による試料分析装置の一例を示す概略図である。図1において、流路15は、チューブ21及びチューブ22を通して、シッパーノズル24及びポンプ25と接続される。シッパーノズル24はアーム26により移動可能であり、その移動範囲内に、試料液容器32、洗浄液容器33、緩衝液容器40を設置する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a sample analyzer according to the present invention. In FIG. 1, the
バルブ30を流路15とポンプ25との間のチューブ22に設ける。ポンプ25はコントローラ37で制御し、所定量の溶液の吸引及び吐出が可能である。チューブ22は、さらにチューブ23を介して廃液容器34へと続く。
A
検出部となるフローセルの流路壁14は可視光領域で透明な材料で製作し、その内部には溶液が流通する流路15を形成する。流路壁は可視光を透過するため、流路内の溶液の流動状態を外部から観察することができる。流路壁14の全体を透明な材料で製作する代わりに、光を透過させる部分にのみ、透明な材料を使用してもよい。
The
フローセルの流路壁は、フローセル内の粒子吸着位置に吸着した磁性粒子の表面に結合した発光標識物質が発する光の波長に対して、実質的に透明である材料で製作されるのが好ましく、例えばガラス、石英、プラスチックなどで製作されるのが好ましい。 The flow cell wall is preferably made of a material that is substantially transparent to the wavelength of light emitted by the luminescent labeling substance bound to the surface of the magnetic particles adsorbed at the particle adsorption position in the flow cell. For example, it is preferably made of glass, quartz, plastic or the like.
流路15は、深さ(すなわち厚さ)に対し幅が2〜20倍になるように製作されていることが望ましい。これにより、フローセル内に導入された試料液に含まれる磁性粒子が流路の幅方向に拡がりやすくし、磁性粒子が粒子吸着位置13の面内に均一に吸着しやすくする。
It is desirable that the
流路15の下部周辺には、レーザー光源18、集光レンズ17を設置する。レーザー光源18から照射されたレーザー光は集光レンズ17で集光され、流路15内の粒子吸着位置13に照射される。
A
磁性粒子の磁気吸着のための磁場印加手段として、磁石11を用いる。磁性粒子を粒子吸着位置13に磁気吸着する際には、磁石11を流路15の直下に移動する。例えば、磁石11を、水平方向に自由に移動することが可能なスライド機構16に設置し、磁性粒子を磁気吸着する際には、磁石11を流路15の直下に移動する。流路15内を洗浄する際には、磁性粒子に対する磁場の影響を十分に低減できる位置まで磁石11を移動する。なお、スライド機構16を用いて磁石11を、流路に対して水平方向に移動させる代わりに、流路に対して上下方向に移動させてもよい。
A
フローセルの流路内に設置する粒子吸着位置13は、下側に磁石11を接近し、上側に磁性粒子を磁気吸着することを考慮し、金、白金、炭素など、汚れの付きにくい平坦な表面を形成可能な非磁性材料で製作することが好ましい。
The
コントローラ37は、アーム26、光検出器39、撮像装置41、ミラー駆動機構42、スライド機構16、レーザー光源18、照明45、ポンプ25、バルブ30,31、データ格納部48と信号線38a〜38eによって接続されており、それぞれを制御することができる。
The
磁性粒子10は、磁石11による磁気力によって、流路15内の粒子吸着位置13の表面に磁気吸着される。磁性粒子表面に結合した発光標識物質の発光を測定するときには、スライド機構16により磁石11を流路15から遠ざけ、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10に磁気力が働かないようにする。この際、流路15内の液体の流れを停止し、磁性粒子10を粒子吸着位置13に吸着したまま、流路15内に留める。ここで、流路15の下部に設置されたレーザー光源18からレーザー光を磁性粒子10に照射することにより、磁性粒子表面の発光標識物質を発光させる。この発光標識物質からの発光量を、光検出器39で検出する。
The
磁石11の形状は直方体を基本とするが、円柱、角柱など他の形状でもよい。磁石の配置方法は、N極及びS極を横方向にしてフローセルと略平行に配置する方法、又はN極及びS極を縦方向にしてフローセルと略垂直に配置する方法のいずれかが望ましい。また、磁石は、永久磁石も、電磁石も用いることができる。
The shape of the
流路15内における磁性粒子10の吸着分布は、磁性粒子に働く2種類の力、すなわち、流路15の下側に配置された磁石11の磁場から受ける磁気力、及び、磁性粒子を含む試料液をフローセル内に導入する際の流れ場から受ける抗力により決まる。磁性粒子が流れ場から受ける抗力が、磁場から受ける磁気力よりも大きい場合、磁性粒子は粒子吸着位置13に磁気吸着せずに、試料液と共に流路外に排出されてしまうため、磁場の大きさに応じて、溶液の流速を適正化する必要がある。例えば、流路15内の磁場の大きさは、0.1〜0.5Tが好ましい。また、その際の液体の流速は、0.05〜0.10m/sが好ましい。
The adsorption distribution of the
光検出器39は、磁性粒子表面の発光標識物質が発する光を検出できる装置であればよく、例えば、CCDカメラ、光電子増倍管、フォトマルチプレクサなどを使用することが好ましい。撮像装置41は、対物レンズ44を介して磁性粒子10の明視野画像を取得できる装置であればよく、例えばCCDカメラなどを使用することが好ましい。
The
流路15の上側周辺には、対物レンズ44、ミラー43、及びミラー駆動機構42を設置する。ミラー駆動機構42は、ミラー43の保持角度を調整する機能を有する。ミラー駆動機構42によりミラー43の保持角度を、流路15に対して45度に保持した場合、フローセル内の粒子吸着位置13の磁性粒子10から発した光が対物レンズ44、ミラー43を介して光検出器39に至る光路が設定される。一方、ミラー駆動機構42により、ミラー43の角度を、流路15に対して90度に保持した場合、粒子吸着位置13の磁性粒子10から発した光が対物レンズ44を介して撮像装置41に至る光路が設定される。
An
ミラー駆動機構42は、以上のようにミラー43の保持角度を調整する機能を有するものの他、流路15に対してミラー43を平行移動する機能を有するものでもよい。ミラー43の角度を流路15に対して45度に保持したまま、ミラー駆動機構42によりミラー43を流路15に対して平行移動し、ミラー43を対物レンズ44の上方位置に設置した場合、粒子吸着位置13の磁性粒子10から発した光が対物レンズ44、ミラー43を介して光検出器39に至る光路が設定される。また、ミラー43の角度を流路15に対して45度に保持したまま、ミラー駆動機構42によりミラー43を流路15に対して平行移動し、ミラー43を対物レンズ44から離れた位置に設置した場合、粒子吸着位置13の磁性粒子10からの光が対物レンズ44を介して撮像装置41に至る光路が設定される。
The
なお、光検出器39の設置位置と撮像装置41の設置位置は、交換してもよい。すなわち、図1に示した撮像装置41の位置に光検出器39を配置し、光検出器39の位置に撮像装置41を配置してもよい。
Note that the installation position of the
洗浄液容器33にはチューブ21、流路15、及びチューブ22の内部を洗浄するための洗浄液が収容されている。試料液容器32には、分析試料を磁性粒子溶液及び所定の試薬と混合して、一定温度(例えば37℃)で一定時間反応させた試料液が収容されている。緩衝液容器40には、チューブ21、流路15、及びチューブ22の内部を満たすための緩衝液が収容されている。
A cleaning liquid for cleaning the inside of the
次に、分析試料、磁性粒子、磁性粒子溶液、発光標識物質、及び試料液について説明する。 Next, the analysis sample, magnetic particles, magnetic particle solution, luminescent labeling substance, and sample solution will be described.
分析試料とは、血清、尿などの生体液由来試料である。分析試料が血清の場合、分析対象物質は、腫瘍マーカー、甲状腺関連物質、ホルモン、心筋マーカー、感染症関連物質などである。 An analysis sample is a sample derived from a biological fluid such as serum or urine. When the analysis sample is serum, the substance to be analyzed is a tumor marker, a thyroid-related substance, a hormone, a myocardial marker, an infectious disease-related substance, or the like.
磁性粒子は、例えば、強磁性を示す酸化鉄粒子をポリマーで被覆した粒子である。磁性粒子の粒径は0.01μm(マイクロメートル)〜200μm(マイクロメートル)の範囲が好ましく、1μm〜10μmの範囲がより好ましい。比重は、1.3〜1.5の範囲が好ましい。磁性粒子の表面には、分析対象物質を特異的に結合する性質を持つ物質、例えば抗原に特異的に結合する性質を持つ抗体を結合する。 The magnetic particles are, for example, particles obtained by coating iron oxide particles exhibiting ferromagnetism with a polymer. The particle size of the magnetic particles is preferably in the range of 0.01 μm (micrometer) to 200 μm (micrometer), and more preferably in the range of 1 μm to 10 μm. The specific gravity is preferably in the range of 1.3 to 1.5. A substance having the property of specifically binding the substance to be analyzed, for example, an antibody having a property of specifically binding to an antigen, is bound to the surface of the magnetic particle.
磁性粒子溶液とは、緩衝液中に上記の磁性粒子を均一に分散した溶液である。緩衝液としては、リン酸緩衝液、HEPES緩衝液、PIPES緩衝液、グリシン緩衝液、トリス緩衝液などを使用することができる。 The magnetic particle solution is a solution in which the above magnetic particles are uniformly dispersed in a buffer solution. As the buffer solution, phosphate buffer solution, HEPES buffer solution, PIPES buffer solution, glycine buffer solution, Tris buffer solution and the like can be used.
発光標識物質は、以下のような物質であることが好ましい。
(1)蛍光免疫分析法で使用される標識物質。例えば、フルオレセインイソチオシアネートで標識した抗体など。
(2)化学発光免疫分析法で使用される標識物質。例えば、アクリジニウムエステルで標識した抗体など。
(3)化学発光酵素免疫分析法で使用される標識物質。例えば、ルミノールやアダマンチル誘導体を発光基質とする化学発光酵素で標識した抗体など。
The luminescent labeling substance is preferably the following substance.
(1) A labeling substance used in fluorescence immunoassay. For example, an antibody labeled with fluorescein isothiocyanate.
(2) A labeling substance used in chemiluminescence immunoassay. For example, an antibody labeled with an acridinium ester.
(3) A labeling substance used in chemiluminescent enzyme immunoassay. For example, an antibody labeled with a chemiluminescent enzyme using luminol or an adamantyl derivative as a luminescent substrate.
発光標識物質を、適切な手段により分析対象物質と特異的に結合させ、適切な手段により発光させる。 The luminescent labeling substance is specifically bound to the substance to be analyzed by an appropriate means, and light is emitted by an appropriate means.
試料液とは、分析対象物質を含む分析試料を、磁性粒子溶液、及び発光標識物質と混合して、一定温度で一定時間反応させたものである。 The sample solution is obtained by mixing an analysis sample containing a substance to be analyzed with a magnetic particle solution and a luminescent labeling substance and reacting them at a constant temperature for a fixed time.
次に、本発明で開示する試料分析装置の分析サイクルについて説明する。
分析サイクルの開始前に、予め反応ユニット36内で、分析対象物質を含む分析試料、磁性粒子溶液、及び発光標識物質を混合して、一定温度で一定時間反応させ、試料液を調製しておく。反応ユニット36内で反応させた試料液を収容した試料液容器32を、所定の位置にセットした時点から、分析の1サイクルが開始する。分析の1サイクルは、試料液吸引期間、磁性粒子吸着期間、画像撮像期間、発光検出期間、洗浄期間、リセット期間、及び予備吸引期間から成る。
Next, an analysis cycle of the sample analyzer disclosed in the present invention will be described.
Prior to the start of the analysis cycle, an analysis sample containing the substance to be analyzed, a magnetic particle solution, and a luminescent labeling substance are mixed in advance in the
試料液吸引期間では、コントローラ37の信号によりスライド機構16を稼働させ、磁石11を流路15内の粒子吸着位置13の下部に移動させる。バルブ30は開いた状態、バルブ31は閉じた状態に設定する。アーム26がコントローラ37の信号により動作し、シッパーノズル24を試料液容器32内に挿入する。コントローラ37の信号により、ポンプ25が一定量の吸引動作をする。試料液容器32内の試料液が、チューブ21内にある緩衝液に続いて吸引され、チューブ21内に流入する。この状態でポンプ25を停止し、アーム26を動作してシッパーノズル24を駆動し、洗浄機構35内を通過させる。このとき、シッパーノズル24の先端が洗浄される。
In the sample liquid suction period, the
磁性粒子吸着期間では、コントローラ37からの信号により、ポンプ25を一定速度で吸引する。その間に、チューブ21内にあった試料液は、流路15内を通過する。流路15内の粒子吸着位置13の下部には磁石11が設置されているため、試料液に含まれる磁性粒子10は磁石11の方向に吸引され、流路15内の粒子吸着位置13の表面に磁気吸着される。
In the magnetic particle adsorption period, the
画像撮像期間では、コントローラ37からの信号によりミラー駆動機構42を駆動してミラー43の位置が調整され、粒子吸着位置13から対物レンズ44を介して撮像装置41に至る光路が選択される。照明45を点灯し、照明光を流路15中の粒子吸着位置13に照射する。この状態で、粒子吸着位置13に磁気吸着されている磁性粒子10の画像が、対物レンズを介して、撮像装置41により撮像される。このとき、対物レンズ44の倍率を選択することにより、1枚の画像で撮像される粒子吸着位置13の面積、及び磁性粒子10の個数を調整する。また、対物レンズ44の空間分解能を調整することにより、撮像する画像の空間分解能を調整する。ここで、対物レンズ44の空間分解能を示す値が、磁性粒子の粒径よりも小さい場合、撮像した画像中で、磁性粒子を1個ずつ識別することができる。
In the image capturing period, the
発光検出期間では、スライド機構16を駆動し、磁石11を流路15から遠ざける。ミラー駆動機構42を駆動してミラー43の位置が調整され、粒子吸着位置13から対物レンズ44を介して光検出器39に至る光路が選択される。続いて、コントローラ37からの信号でレーザー光源18からレーザー光を照射し、集光レンズ17を通して、レーザー光を粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10に照射する。このとき、粒子吸着位置13の磁性粒子10の表面に結合した発光標識物質が発光する。この発光を、光学フィルタにより波長選択し、光検出器39により検出する。このとき、光検出器39の受光視野は撮像装置41による撮像視野と同じである。従って、光検出器39は、先の画像撮像期間に撮像装置41によって撮像された磁性粒子群と同じ磁性粒子群から発生された発光強度を一度に検出することになる。所定時間経過後、レーザー光の照射を停止する。発光検出期間中に、アーム26によりシッパーノズル24を移動させ、洗浄機構35内を通過させる。
In the light emission detection period, the
なお、画像撮像期間と発光検出期間の順序を入れ替えて、発光検出期間の後に画像撮像期間がくるように設定してもよい。 Note that the order of the image capturing period and the light emission detection period may be switched so that the image capturing period comes after the light emission detection period.
洗浄期間では、ポンプ25によって洗浄液容器33から洗浄液を吸引し、チューブ21を介して流路15内に洗浄液を通過させる。この際、流路から磁石11を遠ざけているために、磁性粒子10は粒子吸着位置13上に保持されず、洗浄液とともに流路外に排出される。
In the cleaning period, the cleaning liquid is sucked from the cleaning
リセット期間では、バルブ30を閉じ、バルブ31を開いてポンプ25を吐出動作する。ポンプ25内の液は、廃液容器34に排出される。
In the reset period, the
予備吸引期間では、アーム26を駆動して、シッパーノズル24を緩衝液容器40に挿入する。次に、バルブ31を閉じ、バルブ30を開いたのち、ポンプ25を駆動して緩衝液容器40内の緩衝液を吸引し、シッパーノズル24を介して、チューブ21及び流路15内に緩衝液を満たす。予備吸引期間後、次の分析サイクルが実行可能になる。
In the preliminary suction period, the
図2及び図3は、流路内の粒子吸着位置とミラーの位置関係を示す図であり、ミラーの移動による光路切換えの例を説明する図である。 2 and 3 are views showing the positional relationship between the particle adsorption position in the flow path and the mirror, and are diagrams for explaining an example of switching the optical path by moving the mirror.
図2の配置の場合、粒子吸着位置13から対物レンズ44を介して撮像装置41への光路が設定される。ミラー駆動機構42を駆動し、ミラー43を流路15に対して平行に移動し、光路上から外れた位置に設置する。照明45を点灯し、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10に照明光を照射する。この状態で、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10の明視野画像を撮像装置41により撮像することができる。
In the case of the arrangement of FIG. 2, an optical path from the
図3の配置の場合、ミラー駆動機構42を駆動し、ミラー43を粒子吸着位置13及び対物レンズ44の上方に設置する。ミラー43の設置角度は、粒子吸着位置13の面に対して45度が好ましい。このとき、粒子吸着位置13から対物レンズ44及びミラー43を介して光検出器39に至る光路が設定される。照明45を消灯し、所定の方法により、磁性粒子10の表面の発光標識物質を発光させる。この状態で、磁性粒子表面の発光標識物質の発光が、対物レンズ44及びミラー43を介して光検出器39へと導入され、撮像装置41で撮像された明視野画像内の磁性粒子に結合した発光標識物質の発光量の総量を取得することができる。
In the arrangement of FIG. 3, the
図4及び図5は、流路内の粒子吸着位置とミラーの位置関係を示す図であり、ミラーの角度変更による光路切換えの例を説明する図である。 4 and 5 are diagrams showing the positional relationship between the particle adsorption position in the flow path and the mirror, and are diagrams for explaining an example of switching the optical path by changing the angle of the mirror.
図4の配置の場合、粒子吸着位置13から対物レンズ44を介して撮像装置41に至るの光路が設定される。ミラー駆動機構42を駆動し、ミラー43の設置角度を、流路15に対して90度に設定し、ミラー43をこの光路上から外れた位置に設置する。そして、照明45を点灯し、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10に照明光を照射する。この状態で、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10の明視野画像を撮像装置41により撮像することができる。
In the arrangement of FIG. 4, an optical path from the
図5の配置の場合、ミラー駆動機構42を駆動し、ミラー43の設置角度を、粒子吸着位置13の面に対して45度に設定する。このとき、粒子吸着位置13から対物レンズ44及びミラー43を介して光検出器39に至る光路が設定される。照明45を消灯し、所定の方法により、磁性粒子表面の発光標識物質を発光させる。この状態で、磁性粒子表面の発光標識物質の発光が、対物レンズ44及びミラー43を介して光検出器39へと導入され、撮像装置41で撮像された明視野画像内に存在する磁性粒子に結合した発光標識物質の発光量の総量を取得することができる。
In the case of the arrangement of FIG. 5, the
図6は、本発明による試料分析装置の他の実施例を示す概略図である。本実施例の試料分析装置では、レーザー光源を流路に対して光検出器側に配置した。 FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the sample analyzer according to the present invention. In the sample analyzer of this example, the laser light source was arranged on the photodetector side with respect to the flow path.
レーザー光源18からのレーザー光は固定ミラー50で反射され、対物レンズ44によってフローセルの粒子吸着位置13に吸着された磁性粒子10に照射される。磁性粒子10から発生された発光は、対物レンズ44、ミラー43を介して光検出器39で検出される。この配置の場合、照明ユニット47に配置する固定ミラー46,50はいずれもハーフミラーとする必要がある。また、ミラー駆動機構42によって駆動されるミラー43は、例えば、励起光としてのレーザー光を透過し、磁性粒子10から発生される蛍光等の発光を反射するダイクロイックミラーとする。
The laser light from the
図1に示した試料分析装置の場合には、レーザー光源18とフローセルの間に磁石11が介在していた。従って、レーザー光源18からの励起レーザー光で粒子吸着位置13の磁性粒子10を照射する際には、磁石11をレーザー光の光路外に移動する必要があった。図6のようにレーザー光源18からのレーザー光を照明ユニット47からフローセルに照射する構造とすることで、発光量測定時にも磁性粒子10を磁石11によって粒子吸着位置13に固定することができるため、測定の安定度を増すことができる。また、粒子吸着位置13を透明材料で構成する必要もなくなる。
In the case of the sample analyzer shown in FIG. 1, the
なお、図1あるいは図6に示した装置構成において、ミラー43を固定のハーフミラーとし、ミラー駆動機構42を省略することも可能である。
In the apparatus configuration shown in FIG. 1 or FIG. 6, the
以上の実施例では、2つの検出部、すなわち光検出器と撮像装置を用いたが、発光量を取得する機能を有する撮像装置を用いることにより、1つの検出部で光検出器と撮像装置を兼用することも可能である。その場合、ミラー駆動機構を用いて光路の切り替えを行うことなく、磁性粒子の明視野画像及び発光量を取得することができる。ここで、発光量を取得する機能を有する撮像装置とは、例えば、撮像した画像内の全画素(ピクセル)の輝度値を算出し、それらの輝度値の総和を算出する機能を有する撮像装置を指す。 In the above embodiment, the two detectors, that is, the photodetector and the imaging device are used. However, by using the imaging device having a function of acquiring the light emission amount, the photodetector and the imaging device can be combined with one detector. It is also possible to use both. In that case, it is possible to acquire the bright field image and the light emission amount of the magnetic particles without switching the optical path using the mirror drive mechanism. Here, the imaging device having a function of acquiring the light emission amount is, for example, an imaging device having a function of calculating luminance values of all pixels (pixels) in a captured image and calculating a sum of the luminance values. Point to.
図7は、本発明による試料分析装置の他の実施例を示す概略図である。本実施例の試料分析装置は、一台の撮像装置で明視野画像の撮像と発光量の取得を行う。 FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment of the sample analyzer according to the present invention. The sample analyzer of the present embodiment captures a bright-field image and acquires a light emission amount with a single imaging device.
図7に示した装置構成は、図1に示した試料分析装置から光検出器39、ミラー43及びミラー駆動機構42を除去したものに相当する。まず、照明45を点灯し、固定ミラー(ハーフミラー)46及び対物レンズ44を介して、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10に照明光を照射する。この状態で、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10の明視野画像を撮像装置41により撮像する。このとき、粒子には十分な光量の照明光を照射するので、撮像装置41の受光感度は低く設定しておくことが好ましい。次に、照明45を消灯し、所定の方法により、磁性粒子10の表面に結合した発光標識物質を発光させる。この発光が、対物レンズ44を介して撮像装置41へと導入され、発光標識物質の発光量を取得する。このとき、粒子の表面に結合した発光標識物質からの発光は極めて微弱であるから、撮像装置41の受光感度は高く設定しておくことが好ましい。
The apparatus configuration shown in FIG. 7 corresponds to a configuration obtained by removing the
次に、データ処理方法の実施例について、図1を参照して説明する。明視野画像で撮像される粒子吸着位置の面積を予め設定する。例えば、当該面積を100μm□(すなわち、100μm×100 μm)に設定する。撮像装置41にて取得した画像は、データ格納部48に格納される。次に、当該画像を演算処理部49に取り出し、画像処理を施して、当該画像に含まれる磁性粒子の個数を算出する。例えば、撮像された粒子の個数が500個であるとき、吸着粒子密度は500個/100μm□となる。算出された吸着粒子密度は、データ格納部に格納される。このとき算出される磁性粒子の個数は、発光標識物質の結合の有無を問わず、粒子吸着位置に吸着して撮像された全ての磁性粒子の個数である。従って、算出される吸着粒子密度は、発光標識物質が結合していない磁性粒子も含む、撮像された全ての磁性粒子の密度である。
Next, an embodiment of the data processing method will be described with reference to FIG. The area of the particle adsorption position captured by the bright field image is set in advance. For example, the area is set to 100 μm □ (that is, 100 μm × 100 μm). The image acquired by the
次に、ミラー43により光路を切り替えた上で、明視野画像を撮像したときと同じ粒子吸着位置の面積内に含まれる全ての磁性粒子による発光量を取得する。発光量は、例えば光検出器で検出する電流量(単位はカウント)などの値で表し、2,500カウント/100μm□のようになる。検出された発光量は、データ格納部48に格納される。
Next, after the optical path is switched by the
吸着粒子密度及び発光量は、データ格納部48から演算処理部49に取り出され、演算処理部49において、この2つの値から、磁性粒子1個当たりの平均発光量が算出される。上記の例では、2,500カウント/500個=5カウント/個となる。算出した磁性粒子1個当たり平均発光量は、データ格納部48に格納される。
The adsorbed particle density and the light emission amount are extracted from the
免疫分析の分析対象物質は、血清などの生体液中で非常に広範囲な濃度を取り得る。そのため免疫分析装置では、検出のダイナミックレンジが広いこと(例えば、106オーダ)が要求される。本発明では、例えば下記の方法により、検出のダイナミックレンジを広くすることができる。 The substance to be analyzed in the immunoassay can take a very wide range of concentrations in biological fluids such as serum. Therefore, the immunoassay device is required to have a wide detection dynamic range (for example, on the order of 10 6 ). In the present invention, the dynamic range of detection can be widened, for example, by the following method.
磁性粒子の粒径や、撮像する明視野画像の撮像対象領域の面積などを規定することにより、1枚の明視野画像中に撮像される磁性粒子の個数、すなわち吸着粒子密度を調整する。例えば吸着粒子密度を0〜10,000個/100μm□(104オーダ)の範囲に調整する。一方、分析試料に含まれる分析対象物質の濃度の増減に応じて、磁性粒子の表面に結合する発光標識物質の濃度も増減し、この結果、各磁性粒子の発光量も増減する。光検出器の検出感度や露光時間などを規定することにより、1個の磁性粒子の発光量を調整する。例えば1個の磁性粒子の発光量を0〜100カウント/個(102オーダ)の範囲に調整する。以上の調整により本発明では、吸着粒子密度で104オーダ、1個の磁性粒子の発光量で102オーダ、合わせて106オーダにわたる検出のダイナミックレンジを確保することができる。 By defining the particle size of the magnetic particles, the area of the imaging target region of the bright field image to be captured, the number of magnetic particles captured in one bright field image, that is, the density of adsorbed particles is adjusted. For example, the density of adsorbed particles is adjusted to a range of 0 to 10,000 particles / 100 μm □ (10 4 order). On the other hand, the concentration of the luminescent labeling substance that binds to the surface of the magnetic particles is increased or decreased according to the increase or decrease of the concentration of the analysis target substance contained in the analysis sample. As a result, the light emission amount of each magnetic particle is also increased or decreased. The light emission amount of one magnetic particle is adjusted by defining the detection sensitivity of the photodetector and the exposure time. For example, the light emission amount of one magnetic particle is adjusted to a range of 0 to 100 count / piece (10 2 order). With the above adjustment, in the present invention, it is possible to secure a dynamic range of detection over the order of 10 4 on the adsorbed particle density, 10 2 on the light emission amount of one magnetic particle, and 10 6 in total.
ここで、蛍光免疫分析法(レーザー光を粒子吸着位置の下方から照射する場合)、蛍光免疫分析法(対物レンズを通してレーザー光を照射する場合)、化学発光免疫分析法、化学発光酵素免疫分析法の各分析法における分析サイクルの違いについて説明する。 Here, fluorescent immunoassay (when laser light is irradiated from below the particle adsorption position), fluorescent immunoassay (when laser light is irradiated through the objective lens), chemiluminescent immunoassay, chemiluminescent enzyme immunoassay The difference in the analysis cycle in each analysis method will be described.
最初に、蛍光免疫分析法において、レーザー光を粒子吸着位置の下方から照射する場合(第1の蛍光免疫分析法)の分析サイクルについて、図1に示されている装置構成を例に簡単に説明する。 First, in the fluorescence immunoassay method, the analysis cycle in the case of irradiating laser light from below the particle adsorption position (first fluorescence immunoassay method) will be briefly described using the apparatus configuration shown in FIG. 1 as an example. To do.
試料液吸引期間では、磁石11を流路15内の粒子吸着位置13の下部に移動させる。そして、シッパーノズル24を試料液容器32に挿入し、試料液を吸引しチューブ21内に流入させる。続く磁性粒子吸着期間では、試料液を流路15内に通過させる。それによって磁性粒子10が流路15内の粒子吸着位置13に磁気吸着する。この場合、磁性粒子10の表面には、蛍光免疫分析法で使用される標識物質が結合している。次に、画像撮像期間では、ミラー駆動機構42によりミラー43の位置を調整し、粒子吸着位置13から撮像装置41に至る光路を選択する。その後、照明45を点灯し、ミラー46を介して粒子吸着位置13に照明光を照射する。この状態で、撮像装置41により磁性粒子10の明視野画像を撮像する。
In the sample liquid suction period, the
発光検出期間では、磁石11を流路15から遠ざけ、レーザー光の光路を遮らないようにすると共に、ミラー駆動機構42によりミラー43の位置を調整し、粒子吸着位置13から光検出器39に至る光路を選択する。その後、レーザー光源18から磁性粒子10にレーザー光を照射し、磁性粒子表面に結合した標識物質が発する蛍光を光検出器39により検出する。検出終了後、レーザー光の照射を停止する。なお、流路15及び粒子吸着位置13は、レーザー光の波長に対して実質的に透明である材料、例えばガラス、石英、プラスチックなどで製作するのが好ましい。
In the light emission detection period, the
続く洗浄期間では、洗浄液をチューブ21を介して吸引し、流路15内を通過させる。リセット期間において、ポンプ25内の液を、廃液容器34に排出する。そして予備吸引期間において、緩衝液を吸引し、チューブ21及び流路15内を緩衝液で満たす。
In the subsequent cleaning period, the cleaning liquid is sucked through the
次に、蛍光免疫分析法において、対物レンズを通してレーザー光を照射する場合(第2の蛍光免疫分析法)の分析サイクルについて、図6に示した装置構成を例に説明する。この場合、発光検出期間における操作だけが、上記第1の蛍光免疫分析法と異なり、他の期間における操作は上記第1の蛍光免疫分析法と同じである。 Next, in the fluorescence immunoassay method, an analysis cycle in the case of irradiating laser light through the objective lens (second fluorescence immunoassay method) will be described by taking the apparatus configuration shown in FIG. 6 as an example. In this case, only the operation in the luminescence detection period is different from the first fluorescence immunoassay, and the operation in the other period is the same as the first fluorescence immunoassay.
第2の蛍光免疫分析法の発光検出期間には、磁石11の位置は、流路15から遠ざけてもよいし、または、流路15内の粒子吸着位置13の下部に近付けたままでもよい。ミラー駆動機構42によりミラー43の位置を調整して、粒子吸着位置から光検出器39に至る光路を選択する。そして、レーザー光源18から固定ミラー50、対物レンズ44を介して、磁性粒子10にレーザー光を照射し、磁性粒子表面に結合した標識物質が発する蛍光を光検出器39により検出する。検出終了後、レーザー光の照射を停止する。なお、レーザー光源18から照射されるレーザー光は、ミラー43,46を透過するものとする。
During the light emission detection period of the second fluorescence immunoassay, the position of the
化学発光免疫分析法の分析サイクルは、発光検出期間における操作が上記第1の蛍光免疫分析法と異なるが、他の期間における操作は上記第1の蛍光免疫分析法と実質的に同じである。なお、磁性粒子吸着期間において流路15内の粒子吸着位置13に磁気吸着した磁性粒子10の表面には、化学発光免疫分析法で使用される標識物質が結合している。
The analysis cycle of the chemiluminescence immunoassay is different from the first fluorescence immunoassay in the luminescence detection period, but the operation in the other periods is substantially the same as the first fluorescence immunoassay. Note that a labeling substance used in the chemiluminescence immunoassay is bound to the surface of the
化学発光免疫分析法の発光検出期間には、磁石11を、流路15内の粒子吸着位置13の下部に近付けたまま、ミラー駆動機構42によりミラー43の位置を調整して、粒子吸着位置13から光検出器39に至る光路を選択する。その後、発光試薬容器51から発光試薬を吸引し、チューブ21を介して、流路15内に導入する。発光試薬は、標識物質の化学発光を誘起する試薬である。そして、磁性粒子表面に結合した標識物質が発する化学発光を光検出器39により検出する。
During the luminescence detection period of the chemiluminescence immunoassay, the position of the
化学発光酵素免疫分析法の分析サイクルは、発光検出期間における操作が上記第1の蛍光免疫分析法と異なるが、他の期間における操作は上記第1の蛍光免疫分析法と実質的に同じである。なお、磁性粒子吸着期間において流路15内の粒子吸着位置13に磁気吸着した磁性粒子10の表面には、化学発光酵素免疫分析法で使用される標識物質が結合している。
The analysis cycle of the chemiluminescent enzyme immunoassay is different from the first fluorescence immunoassay in the luminescence detection period, but the operation in other periods is substantially the same as the first fluorescence immunoassay. . Note that a labeling substance used in the chemiluminescent enzyme immunoassay is bound to the surface of the
化学発光酵素免疫分析法の発光検出期間には、磁石11を、流路15内の粒子吸着位置13の下部に近付けたまま、ミラー駆動機構42によりミラー43の位置を調整して、粒子吸着位置13から光検出器39に至る光路を選択する。その後、発光試薬容器51から発光試薬を吸引し、チューブ21を介して、流路15内に導入する。発光試薬は、標識物質中の酵素と反応して発光する発光基質である。そして、磁性粒子表面に結合した標識物質中の酵素と反応した発光試薬が発する化学発光を光検出器39により検出する。
During the luminescence detection period of the chemiluminescent enzyme immunoassay, the position of the
次に、本発明の試料分析装置及び試料分析方法の具体的な適用例及びその効果について、説明する。ここでは、図1に示した試料分析装置と、平均粒径2.8μmの磁性粒子を使用した。フローセル中の粒子吸着位置13の、溶液流れ方向の幅は5mmとした。また、溶液流れ方向の磁石の幅は3mmとした。粒子吸着位置13の上流端を原点とする座標をとり、座標2mmから5mmまでの幅3mmの範囲に、フローセル下側から磁石11を設置した。試料液aと試料液bの2種類の試料液を調製した。試料液aと試料液bは、磁性粒子及び分析対象物を含んでいる。試料液aと試料液bは、同じ濃度の磁性粒子を含んでいるが、試料溶液aの分析対象物質の濃度は、試料溶液bのその濃度よりも大きい。
Next, specific application examples and effects of the sample analyzer and sample analysis method of the present invention will be described. Here, the sample analyzer shown in FIG. 1 and magnetic particles having an average particle diameter of 2.8 μm were used. The width of the
最初、ミラー43を図2に示す位置に保持し、粒子吸着位置13から対物レンズ44を経て撮像装置41に至る光路を選択し、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10の明視野画像を撮像した。この画像から、粒子吸着位置13における吸着粒子密度(単位は、個/100μm□)を算出した。次に、ミラー43を図3に示す位置に保持し、粒子吸着位置13から対物レンズ44及びミラー43を経て光検出器39に至る光路を選択し、明視野画像と同じ視野で、粒子吸着位置13に吸着した磁性粒子10の表面の発光標識物質からの発光量(単位は、カウント/100μm□)を測定した。この操作を、磁性粒子の濃度と分析対象物質の濃度とが十分に大きくない試料溶液aと試料溶液bについて、複数回行った。
First, the
図8は、吸着粒子密度と発光量の関係を示す図である。試料液aにおける吸着粒子密度と発光量の関係を示すプロット(図8中の61で示す)は直線となった。この直線61の傾きは、試料液aにおける、磁性粒子1個あたりの平均発光量を示し、本実施例では、5カウント/粒子となった。一方、試料液bで同様の測定を行った結果、吸着粒子密度と発光量の関係を示すプロット(図8中の62で示す)は同じく直線となり、この直線62の傾きは3カウント/粒子となった。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the adsorbed particle density and the amount of luminescence. A plot (indicated by 61 in FIG. 8) showing the relationship between the density of adsorbed particles and the amount of luminescence in the sample liquid a was a straight line. The slope of the straight line 61 indicates the average light emission amount per magnetic particle in the sample liquid a, and in this example, it was 5 counts / particle. On the other hand, as a result of performing the same measurement with the sample liquid b, the plot (indicated by 62 in FIG. 8) showing the relationship between the adsorbed particle density and the light emission amount is also a straight line, and the slope of the
以上の結果から、同一の試料液では、粒子吸着位置内のいずれの位置で測定した場合でも、磁性粒子1個あたりの平均発光量は等しいことがわかる。また、分析対象物質濃度の異なる試料液では、分析対象物質濃度の増減に対応して、磁性粒子1個あたりの平均発光量が増減することがわかる。従って、本実施例で開示した方法によれば、粒子吸着位置に吸着した少数の磁性粒子の明視野画像及び発光量を用いて算出した、磁性粒子1個当たりの平均発光量に基づいて、試料液中の分析対象物質の定量分析を行うことができる。 From the above results, it can be seen that the average amount of luminescence per magnetic particle is the same for the same sample solution, regardless of the position at which the particles are adsorbed. In addition, it can be seen that in the sample solutions having different analysis target substance concentrations, the average light emission amount per magnetic particle increases or decreases in accordance with the increase or decrease of the analysis target substance concentration. Therefore, according to the method disclosed in the present example, based on the average light emission amount per magnetic particle calculated using the bright field image and the light emission amount of a small number of magnetic particles adsorbed at the particle adsorption position, Quantitative analysis of the analyte in the liquid can be performed.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
10 磁性粒子
11 磁石
13 粒子吸着位置
14 流路壁
15 流路
16 スライド機構
17 集光レンズ
18 レーザー光源
21 チューブ
22 チューブ
23 チューブ
24 シッパーノズル
25 ポンプ
26 アーム
30 バルブ
31 バルブ
32 試料液容器
33 洗浄液容器
34 廃液容器
35 洗浄機構
36 反応ユニット
37 コントローラ
38 信号線
39 光検出器
40 緩衝液容器
41 撮像装置
42 ミラー駆動機構
43 ミラー
44 対物レンズ
45 照明
46 固定ミラー
47 照明ユニット
48 データ格納部
49 演算処理部
50 固定ミラー
51 発光試薬容器
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記捕捉部に照明光を照射する照明部と、
前記捕捉部に捕捉され、前記照明光によって照射された粒子を撮像する撮像部と、
前記捕捉部に捕捉された粒子を発光させる発光手段と、
前記撮像部の視野と同じ視野内で、前記発光手段により発光させられた粒子の発光量を検出する光検出部と、
前記撮像部によって撮像された画像中の粒子の個数、面積又は密度を算出し、当該算出した粒子の個数、面積又は密度と、前記光検出手段によって検出された発光量とに基づいて分析を行う演算処理部と、
を備えることを特徴とする試料分析装置。 A capture unit for capturing particles to be measured;
An illumination unit that irradiates the capture unit with illumination light; and
An imaging unit that captures particles captured by the capturing unit and irradiated by the illumination light; and
A light emitting means for emitting particles captured by the capturing unit;
A light detection unit for detecting a light emission amount of the particles emitted by the light emitting means within the same field of view as the imaging unit;
The number, area, or density of particles in the image captured by the imaging unit is calculated, and analysis is performed based on the calculated number, area, or density of the particles and the amount of luminescence detected by the light detection means. An arithmetic processing unit;
A sample analyzer comprising:
前記撮像部は、前記光検出部を兼ねていることを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
The sample analyzer is characterized in that the imaging unit also serves as the light detection unit.
前記捕捉部と前記撮像部を結ぶ光路中、あるいは前記捕捉部と前記光検出部を結ぶ光路中に移動可能あるいは角度調整可能に配置された光路切り換え用のミラーを備えることを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
Sample analysis comprising a mirror for switching an optical path disposed so as to be movable or adjustable in angle in an optical path connecting the capturing unit and the imaging unit or in an optical path connecting the capturing unit and the light detection unit apparatus.
前記捕捉部に捕捉された粒子の画像と発光を前記撮像部と前記光検出部に分割して導くためのハーフミラーを備えたことを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
A sample analyzer comprising a half mirror for dividing and guiding an image and light emission of particles captured by the capturing unit into the imaging unit and the light detection unit.
前記発光手段は、前記粒子に励起光を照射する励起光光源であり、
前記粒子は前記励起光の照射により蛍光を発光することを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
The light emitting means is an excitation light source that irradiates the particles with excitation light,
The sample analyzer according to claim 1, wherein the particles emit fluorescence when irradiated with the excitation light.
前記発光手段は、前記粒子へ添加する化学発光基質であり、
前記粒子は前記化学発光基質により化学発光することを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
The light emitting means is a chemiluminescent substrate added to the particles,
The sample analyzer according to claim 1, wherein the particles are chemiluminescent by the chemiluminescent substrate.
前記撮像部は、前記粒子の明視野画像を撮像することを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
The sample analysis apparatus, wherein the imaging unit captures a bright field image of the particles.
前記粒子は磁性粒子であり、
磁石と、前記磁石を前記捕捉部に近い位置と遠い位置の間に駆動する駆動部を有することを特徴とする試料分析装置。 The sample analyzer according to claim 1,
The particles are magnetic particles;
A sample analyzer comprising: a magnet; and a drive unit that drives the magnet between a position near and far from the capturing unit.
前記捕捉部に捕捉された粒子に照明光を照射する工程と、
前記照明光を照射された粒子の画像を撮像する工程と、
前記捕捉部に捕捉された前記粒子を発光させる工程と、
前記捕捉部に捕捉された、前記画像と同じ視野内に存在する粒子による発光量を検出する工程と、
前記画像中の粒子の個数を算出する工程と、
前記算出された粒子の個数と前記検出された発光量から、粒子1個当たりの平均発光量を算出する工程と、
を有することを特徴とする試料分析方法。 Capturing the particles to be measured in the capturing unit;
Irradiating the particles captured by the capturing unit with illumination light; and
Capturing an image of the particles irradiated with the illumination light;
Emitting the particles captured by the capturing unit; and
Detecting the amount of light emitted by particles captured in the capturing unit and existing in the same field of view as the image;
Calculating the number of particles in the image;
A step of calculating an average light emission amount per particle from the calculated number of particles and the detected light emission amount;
A sample analysis method characterized by comprising:
前記粒子を発光させる工程では、前記粒子に励起光を照射して蛍光を発光させることを特徴とする試料分析方法。 The sample analysis method according to claim 9, wherein
In the step of causing the particles to emit light, the sample analysis method is characterized by emitting fluorescence by irradiating the particles with excitation light.
前記粒子を発光させる工程では、化学発光基質を添加して前記粒子を化学発光させることを特徴とする試料分析方法。 The sample analysis method according to claim 9, wherein
In the step of causing the particles to emit light, a sample analysis method, wherein a chemiluminescent substrate is added to cause the particles to chemiluminescence.
前記粒子は磁性粒子であり、磁力により前記粒子を前記捕捉部に捕捉することを特徴とする試料分析方法。 The sample analysis method according to claim 9, wherein
A sample analysis method, wherein the particles are magnetic particles, and the particles are captured by the capturing unit by a magnetic force.
Priority Applications (1)
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