JP2018105693A - 測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】測定精度を向上させる。【解決手段】本開示の測定装置1は、試験片2と、試験片に対向した光学センサーと、を備え、光学センサーは、第1波長および第2波長の光を発し、一列に配された複数の第1発光素子5と、複数の第1発光素子の光を受光する受光素子6と、を備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、測定装置に関する。
従来、試験片の測定装置が知られている。例えば、特許文献1には、測定装置が、照射光学系と検出光学系とを備え、照射光学系と検出光学系とが所定の走査方向に移動することが記載されている。
このような装置では、測定精度を向上させることが求められている。
本開示の測定装置は、試験片と、前記試験片に対向した光学センサーと、を備え、前記光学センサーは、第1波長および第2波長の光を発し、一列に配された複数の第1発光素子と、前記複数の第1発光素子の光を受光する受光素子と、を備えている。
本開示の測定装置は、測定精度を向上させることができる。
以下に、本開示の測定装置について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、便宜的に直交座標系(X,Y,Z)を定義し、Z軸方向の正側を上方とする。
(第1実施形態)
図1に、本発明の一実施形態に係る測定装置の一部の一例を示す。図2は、本発明の一実施形態に係る測定装置の一部の一例を示す。図3は、本発明の一実施形態に係る測定装置の一部を示す平面図である。図4は、本発明の一実施形態に係る測定装置の操作方法を説明する図である。
図1に、本発明の一実施形態に係る測定装置の一部の一例を示す。図2は、本発明の一実施形態に係る測定装置の一部の一例を示す。図3は、本発明の一実施形態に係る測定装置の一部を示す平面図である。図4は、本発明の一実施形態に係る測定装置の操作方法を説明する図である。
本開示の測定装置1は、図1に示すように、試験片2と光学センサー3とを備える。試験片2は、検体中に含まれる特定の抗原または抗体に反応して呈色することができる。光学センサー3は、試験片2が呈色しているかどうかを判定することができる。したがって、光学センサー3は、試験片2に対向しており、試験片2に光を照射し、試験片2での反射光を受光することができる。測定装置1は、例えば、インフルエンザの検査などに使用することができる。
なお、図1は、本開示の測定装置1のうち、試験片2と光学センサー3のみの構成を断面図で用いて模式的に示している。
<試験片>
試験片2は、図2に示すように、検出部2aおよび点着部2bを有している。検体は、点着部2bに滴下され、検出部2aにて特定の抗原または抗体を含んでいるか否かを判定される。試験片2は、例えば帯状であればよい。言い換えれば、試験片2は、第1方向(D1)に長辺を有する長方形である。点着部2bは試験片2の一端部(本開示の試験片2では、第1方向の正側の端部)に位置しており、検出部2aは点着部2bから試験片2の他端部(本開示の試験片2では、第1方向の負側の端部)にわたって位置している。
試験片2は、図2に示すように、検出部2aおよび点着部2bを有している。検体は、点着部2bに滴下され、検出部2aにて特定の抗原または抗体を含んでいるか否かを判定される。試験片2は、例えば帯状であればよい。言い換えれば、試験片2は、第1方向(D1)に長辺を有する長方形である。点着部2bは試験片2の一端部(本開示の試験片2では、第1方向の正側の端部)に位置しており、検出部2aは点着部2bから試験片2の他端部(本開示の試験片2では、第1方向の負側の端部)にわたって位置している。
試験片2は、例えばクロマトグラフィーを利用したものであればよい。より具体的には、例えば免疫クロマト法を利用した、免疫クロマト試験片であってもよい。
なお、図2は、図1に示した試験片2をZ軸の負側から見たときの図である。
試験片2の材料は、例えばニトロセルロースメンブレンまたはろ紙などであればよい。なお、試験片2は、従来周知の方法によって作製することができる。
検出部2aは、検体中の抗原または抗体に反応して呈色することができる。すなわち、検出部2aは、呈色部2cを有している。検出部2aの呈色部2cには、検体中の抗原(または抗体)に反応する抗体(または抗原)が塗布されて、固定化されている。
本開示の呈色部2cは、第1呈色ラインL1、第2呈色ラインL2および第3呈色ラインL3を有している。第1呈色ラインL1は例えば赤色に呈色し、第2呈色ラインL2は例えば青色に呈色し、第3呈色ラインL3は例えば紫色に呈色するものであればよい。なお、検出部2aの呈色部2cを除く部分は、非呈色部2dである。また、本開示の第1呈色ラインL1と第2呈色ラインL2は、例えばインフルエンザの種類によって呈色の有無が代わる。例えば、A型インフルエンザの場合は第1呈色ラインL1が呈色し、B型インフルエンザの場合は第2呈色ラインL2が呈色するようにしてもよい。また、第3呈色ラインL3は、例えば、測定が完了したときに呈色するようにすればよい。その結果、第3呈色ラインL3の呈色によって、測定の完了を知ることができる。
検体は、試験片2の点着部2bに滴下される。検体中の抗原(または抗体)は標識色素と結合し、検体中の抗原(または抗体)と標識色素との結合体や未反応の標識色素は試験片2の長辺方向(検出部2aに向かって)に移動する。このとき、検体中に抗原が含まれていれば、抗原が検出部2bとそれぞれ抗原抗体反応するものとする。検体の移動に伴って、検体中の抗原と検出部1bに固定されている抗体とが特異的に反応し、反応した検出部1bには標識色素により呈色したライン状のパターンが形成される。その結果、検体中の抗原の有無などを測定することができる。
試験片2は、図2に示すように、第1筐体4内に配されている。第1筐体4は、試験片2を保持することができる。第1筐体4は、内部に空間を有しており、その空間内に試験片2が保持される。点着ウィンドウ4aおよび観測用ウィンドウ4bを有している。第1筐体4は、例えば、従来周知の方法によって、樹脂などで作製されていればよい。
点着ウィンドウ4aは、検体を滴下される箇所である。具体的には、点着ウィンドウ4aは、第1筐体4の外部から内部まで貫通する貫通孔によって形成されており、点着ウィンドウ4aからは試験片2の点着部2bが露出している。その結果、検体を試験片2に滴下することができる。
観測用ウィンドウ4bは、検出部2aの呈色部を視認するためのものである。観測用ウィンドウ4bは、第1筐体4の外部から内部まで貫通する貫通領域によって形成されており、観測用ウィンドウ4bからは試験片2の検出部2aを視認することができる。言い換えれば、観測用ウィンドウ4bから視認可能な領域が試験片2の検出部2aと解釈してもよい。なお、本開示の乾燥用ウィンドウ4bには、貫通領域に透明部材がはめ込まれている。
<光学センサー>
光学センサー2は、図1,3に示すように、複数の第1発光素子5および受光素子6を有している。複数の第1発光素子5は、試験片2の検出部2bに光を照射することができる。受光素子6は、検出部2bで反射した光を受光することができる。なお、光学センサー2は、従来周知の方法によって作製することができる。
光学センサー2は、図1,3に示すように、複数の第1発光素子5および受光素子6を有している。複数の第1発光素子5は、試験片2の検出部2bに光を照射することができる。受光素子6は、検出部2bで反射した光を受光することができる。なお、光学センサー2は、従来周知の方法によって作製することができる。
なお、図3は、図1に示した光学センサー2をZ軸の正側から見たときの図である。
複数の第1発光素子5は、例えばLEDまたはレーザであればよい。本開示の複数の第1発光素子5は、LEDである。また、受光素子6は、例えばPDであればよい。図3に示すように、複数の第1発光素子5のぞれぞれは、第1配線基板7上に実装されており、第1ハウジング9内に配されている。受光素子6は、第2配線基板8上に実装されており、第2ハウジング10内に配されている。そして、第1,2ハウジング9,10は、光路を確保した状態で、第2筐体11内に搭載されている。
光学センサー2は、複数のレンズ12をさらに有している。複数のレンズ12は、複数の第1レンズ12aおよび第2レンズ12bを有している。複数の第1レンズ12aは、複数の発光素子の光を集光することができる。第2レンズ12bは、試験片2からの反射光を集光することができる。本開示の複数の第1レンズ12aのそれぞれは、複数の発光素子から光を集光するように配置されている。すなわち、複数の発光素子で1つの照射領域(スポット)を形成している。なお、複数の第1レンズ12aは、例えばロッドレンズなどであればよい。また、第2レンズ12bは、例えばシリンドリカルレンズであればよい。なお、複数のレンズ12は、第1,第2ハウジング9,10内に配されていればよい。
複数の第1発光素子5は、試験片2の検出部2a(第1筐体4の観測用ウィンドウ4b)に対向している。図3に示すように、複数の第1発光素子5は、第1方向D1に沿って一列に並んでいる。複数の第1発光素子5の列は、検出部2a(観測用ウィンドウ4b)の長辺よりも長くてもよい。また、両者の位置関係を比較したときに、複数の第1発光素子5の列の両端は、検出部2a(観測用ウィンドウ4b)よりも外側に位置していてもよい。言い換えれば、複数の第1発光素子5のうち、両端に位置する2つの第1発光素子5は、検出部2aに対して外側に位置していてもよい。
ここで、従来の測定装置では、試験片に対して光学系を移動させながら、測定していた。そのため、移動に起因した振動などによって、受光素子での出力が変動し、検出部の呈色の強度が小さいときに、移動の影響によるピークなのか、呈色によるピークなのか、判定が困難な場合があった。
そのため、本開示の測定装置1では、光学センサー2の複数の第1発光素子5を一列に並べることによって、複数の第1発光素子5を発光させることによって、光学センサー2を移動させることなく、免疫マイクロ試験片2を判定することを可能にした。したがって、光学センサー2の移動によるノイズを除去することができ、測定精度(読取精度)を向上させることができる。
複数の第1発光素子5は、少なくとも第1波長および第2波長の光を照射することができる。第1波長は、第1呈色ラインL1の色に対応した波長であればよい。第2波長は、第2呈色ラインL2の色に対応した波長であればよい。また、第1波長および第2波長は、第3呈色ラインL3の色に対応した波長であればよい。また、第1波長は、第3呈色ラインL3よりも第1呈色ラインL1に反応する波長であればよい。第2波長は、第3呈色ラインL3よりも第2呈色ラインL2に反応する波長であればよい。その結果、1種類の発光素子によって、第1〜3呈色ラインL1〜L3を測定可能であることから、発光素子の数を減らすことができ、測定装置1の小型化をすることができる。
なお、第1波長は、第2波長よりも大きくても良い。また、複数の第1発光素子5は、例えば、第1波長が600nm以上650nm以下であればよい。また、例えば、第2波長が450nm以上500nm以下であればよい。
また、光学センサー2は、複数の受光素子6を有していてもよいし、1つの受光素子6を有していてもよい。複数の受光素子6がある場合には、例えば、複数の受光素子6を複数の第1発光素子5に対応して配置することによって、複数の第1発光素子5を同時に駆動させて測定することが可能になる。一方、1つの受光素子6の場合には、受光素子6を駆動させるための配線を少なくすることができ、第2筐体11内に複数の発光素子などを高密度に配置することができる。本開示の光学センサー2は、1つの受光素子6を有している構造である。1つの受光素子6は、例えば帯状であればよい。
光学センサー2は、複数の第2発光素子13を有していてもよい。複数の第2発光素子13は、複数の第1発光素子5に沿って一列に配されている。すなわち、複数の第2発光素子13も、複数の第1発光素子5の列の隣に、第1方向D1に沿って一列に並んでいる。そして、複数の第2発光素子13は、前記複数の第1発光素子5に対して、複数の第1,2の発光素子5,13の配列方向(第1方向D1)にずれて配されている。その結果、例えば、2つの第1発光素子5を同時に発光させる場合に、第2発光素子13も発光させることで、光の照射領域内の暗部を低減することができる。
図3に示すように、本開示の光学センサー2では、複数の第2発光素子13のそれぞれは、複数の第1発光素子5同士の間の第1領域R1に位置している。なお、本開示の光学センサー2では、複数の第1発光素子5の数と複数の第2発光素子13と数とが同じであるため、複数の第2発光素子13の列の端に位置する第2発光素子13の一方(第2発光素子13a)は、第1領域R1には配されていない。なお、第1領域R1とは、複数の第1発光素子5同士の間の領域を、第1方向D1に直交する方向(第2方向D2)に延ばした領域を指す。
また、複数の第2発光素子13のそれぞれは、前記第1,2発光素子5,13の配列方向(第1方向D1)に直交する方向(第2方向D2)において、複数の第1発光素子5と重なる領域(第2領域R2)を有していてもよい。その結果、例えば、2つの第1発光素子5および1つ第2発光素子を同時に点灯させる場合に、照射領域の暗部を低減することができる。
なお、本開示の光学センサー2は、複数の第1発光素子5の数が、複数の第2発光素子13の数と同じであるため、複数の第2発光素子13の列の端に位置する第2発光素子13の一方(第2発光素子13a)は、1つの第1発光素子5のみと重なっている。
また、複数の第2発光素子13は、例えばLEDまたはレーザであればよい。本開示の第2発光素子13は、LEDである。また、本開示の複数の第2発光素子13は、複数の第2発光素子13は、複数の第1発光素子5とともに、第1配線基板7上に実装されており、第1ハウジング9内に配されている。
ここで、本開示の光学センサー2の操作方法を、図4を用いて、説明する。なお、図4中のハッチングは、発光素子が発光していることを示している。
本開示の光学センサー2は、複数の第1発光素子5と複数の第2発光素子13とを順次点灯させることによって、検出部2aの呈色を測定する。具体的には、まず、図4(a)に示すように、第1ステップとして、本開示の光学センサー2を、複数の第1,2発光素子5,13の一端側(本開示の光学センサー2では、第1方向の負側の端部)から、2つの第1発光素子5と1つの第2発光素子13とを発光させる。このとき、複数の第1,2発光素子5,13は、第1波長の光を発している。
次に、図4(b)に示すように、第2ステップとして、1つの第1発光素子5と2つの第2発光素子13とを発光させる。そして、複数の第1,2発光素子5,13を第1方向に向かって順次発光させることによって、第1波長での測定を完了する。なお、それぞれのステップにおいて3つの発光素子が発光することになるが、あるステップとその次のステップにおいて、発光する3つの発光素子のうち2つの発光素子は両方のステップで発光するように発光させる。
次に、上記と同様の手順によって、複数の第1,2発光素子5,13を第2波長で順次発光させながら測定を行ない、1回の測定を完了する。
なお、本開示の操作方法では、第1発光素子5と第2発光素子13を同時に発光させるため、複数の第1レンズ12aのそれぞれは、2つの第1発光素子5および1つの第2発光素子13、または1つの第1発光素子5および2つの第2発光素子13の光を集光することになる。
測定結果の一例を図5に模式的に示す。なお、図5は、仮に第1〜3呈色ラインL1〜3の全てが呈色している場合を示している(実際の測定時には、第1〜3呈色ラインL1〜3の全てが呈色するとは限らない。)。また、図5の横軸は時間であり、縦軸は反射光の強度を示す。
図5では、第1波長で測定した際に、2つのピークが出ている。これは、第1呈色ラインL1および第3呈色ラインL3が呈色していることを示している。また、第1波長は、第3呈色ラインL3よりも第1呈色ラインL1に反応することから、強度が大きい方が第1呈色ラインL1を示している。
また、図5では、第2波長で測定した際にも、2つのピークが出ている。これは、第2呈色ラインL2および第3呈色ラインL3が呈色していることを示している。また、第2波長は、第3呈色ラインL3よりも第2呈色ラインL2に反応することから、強度が大きい方が第2呈色ラインL2を示している。
以上のように、本開示の測定装置1では、測定することができる。
また、複数の第1発光素子5は、試験片2の検出部2aの呈色部2cおよび非呈色部2dに対向していてもよい。言い換えれば、検出部2aにおける複数の照射領域は、呈色部2cおよび非呈色部2dも含まれていてもよい。その結果、受光素子6の出力として、呈色部2cでの光強度と非呈色部2dの光強度が異なることから、検量線などに基づかなくても、呈色部2cが呈色したか否かを測定することができる。
また、本開示の受光素子6は、散乱光を受光する。そのため、第1波長は、第2波長に比較して波長が大きいことから、散乱光としての強度が低減しやすい。そのため、例えば測定装置1に増幅回路を設け、複数の第1,2発光素子5,13を発光させる際に、第1波長での発光時の増幅率を、第2波長での発光時の増幅率よりも大きくしてもよい。
なお、本発明は上述した実施形態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の変更、改良などが可能である。
上述した実施形態では、複数の第1,2発光素子5,13同士が隣接している例を説明したが、図6に示すように、複数の第1,2発光素子5,13同士の間に受光素子6が配されていてもよい。
1 測定装置
2 試験片
2a 検出部
2b 点着部
2c 呈色部
2d 非呈色部
3 光学センサー
4 第1筐体
4a 点着ウィンドウ
4b 観測用ウィンドウ
5 第1発光素子
6 受光素子
7 第1配線基板
8 第2配線基板
9 第1ハウジング
10 第2ハウジング
11 第2筐体
12 レンズ12
12a 第1レンズ
12b 第2レンズ
13 第2発光素子
D1 第1方向
D2 第2方向
L1 第1呈色ライン
L2 第2呈色ライン
L3 第3呈色ライン
R1 第1領域
R2 第2領域
2 試験片
2a 検出部
2b 点着部
2c 呈色部
2d 非呈色部
3 光学センサー
4 第1筐体
4a 点着ウィンドウ
4b 観測用ウィンドウ
5 第1発光素子
6 受光素子
7 第1配線基板
8 第2配線基板
9 第1ハウジング
10 第2ハウジング
11 第2筐体
12 レンズ12
12a 第1レンズ
12b 第2レンズ
13 第2発光素子
D1 第1方向
D2 第2方向
L1 第1呈色ライン
L2 第2呈色ライン
L3 第3呈色ライン
R1 第1領域
R2 第2領域
Claims (5)
- 試験片と、
前記試験片に対向した光学センサーと、を備え、
前記光学センサーは、第1波長および第2波長の光を発し、一列に配された複数の第1発光素子と、前記複数の第1発光素子の光を受光する受光素子と、を備えた、測定装置。 - 前記光学センサーは、前記第1、第2波長の光を発し、前記複数の第1発光素子に沿って一列に配された複数の第2発光素子をさらに有しており、
前記複数の第2発光素子は、前記複数の第1発光素子に対して、前記複数の第1、第2発光素子の配列方向にずれて配されている、請求項1に記載の測定装置。 - 前記複数の第2発光素子のそれぞれは、前記第1、第2発光素子の配列方向に直交する方向において、前記複数の第1発光素子と重なる領域に配されている、請求項2に記載の測定装置。
- 前記複数の第1発光素子の数は、前記複数の第2発光素子の数と同じである、請求項2または3に記載の測定装置。
- 前記試験片は、複数の呈色部と複数の非呈色部を有しており、
前記光学センサーの前記複数の第1発光素子は、前記複数の呈色部および非呈色部に対向している、請求項1〜4のいずれかに記載の測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016251329A JP2018105693A (ja) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016251329A JP2018105693A (ja) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 測定装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018105693A true JP2018105693A (ja) | 2018-07-05 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016251329A Pending JP2018105693A (ja) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 測定装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7461796B2 (ja) | 2020-05-28 | 2024-04-04 | テラメックス株式会社 | 検査ユニットおよび検体分析装置 |
-
2016
- 2016-12-26 JP JP2016251329A patent/JP2018105693A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7461796B2 (ja) | 2020-05-28 | 2024-04-04 | テラメックス株式会社 | 検査ユニットおよび検体分析装置 |
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