JP2019158770A - Detection device and detection system - Google Patents

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新井 竜一
Ryuichi Arai
竜一 新井
小宮 研一
Kenichi Komiya
研一 小宮
石川 大介
Daisuke Ishikawa
大介 石川
小川 雄一
Yuichi Ogawa
雄一 小川
哲仁 鈴木
Akihito Suzuki
哲仁 鈴木
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Abstract

To allow for uniformly capturing a detection target object containing magnetic particles.SOLUTION: A detection device provided herein is configured to detect a detection target object made at least partially of a magnetic material by irradiating the detection target object with an electromagnetic wave and detecting changes in characteristics of the electromagnetic wave. The detection device comprises: a stage configured to have a detection unit positioned thereon, the detection unit having a surface on which the detection target object is placed; and a magnetic force generator configured to generate a magnetic force having a center point corresponding to the largest magnetic force on the surface and a slope representing to a decrease in the magnetic force from the center point toward outer sides.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、検出装置及び検出システムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a detection apparatus and a detection system.

金属微粒子に標的物質を捕捉し、標的物質を光学的に検出する手法が知られている。   A technique is known in which a target substance is captured by metal fine particles and the target substance is optically detected.

特開2008−157923号公報JP 2008-157923 A

被検出物を均一に捕集することができる検出装置及び検出システムを提供する。   Provided are a detection device and a detection system capable of uniformly collecting an object to be detected.

一実施形態は、少なくとも一部が磁性体である被検出物に電磁波が照射され、該電磁波の特性変化が検出されることにより被検出物が検出される検出装置である。検出装置は、前記被検出物が配置される表面を備えた検出部が配置されるように構成されたステージと、前記表面において磁力が最大となる点を中心とし該中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する磁力発生部と、を有する。   One embodiment is a detection device that detects an object to be detected by irradiating an object to be detected, at least a part of which is a magnetic body, with an electromagnetic wave and detecting a characteristic change of the electromagnetic wave. The detection apparatus includes a stage configured to include a detection unit having a surface on which the object to be detected is disposed, and a point where the magnetic force is maximum on the surface, and decreases from the center toward the outside. And a magnetic force generation part for generating a magnetic force having a gradient.

図1は、第1の実施形態に係る検出装置を含む検出システムの一例を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a detection system including a detection device according to the first embodiment. 図2Aは、検出センサの一例を示す断面図である。FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating an example of a detection sensor. 図2Bは、検出センサの一例を示す上面図である。FIG. 2B is a top view illustrating an example of the detection sensor. 図3は、検出システムで検出される電磁波の周波数と反射率との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the frequency of electromagnetic waves detected by the detection system and the reflectance. 図4Aは、検出センサ上に滴下された、被検出物を含む溶液、及び磁力発生部の一例を概略的に示す図である。FIG. 4A is a diagram schematically illustrating an example of a solution including an object to be detected dropped on a detection sensor, and a magnetic force generation unit. 図4Bは、溶液中の被検出物が検出センサ上で磁力勾配に従って凝集していく様子の一例を概略的に示す図である。FIG. 4B is a diagram schematically illustrating an example of a state in which objects to be detected in a solution aggregate on a detection sensor according to a magnetic force gradient. 図4Cは、検出センサ上に凝集及び固定された被検出物を概略的に示す図である。FIG. 4C is a diagram schematically showing an object to be detected aggregated and fixed on the detection sensor. 図5は、磁性粒子と測定対象物からなる被検出物の一例を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of an object to be detected including magnetic particles and a measurement object. 図6は、第2の実施形態による磁力発生部の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a magnetic force generation unit according to the second embodiment. 図7は、第3の実施形態による磁力発生部の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a magnetic force generation unit according to the third embodiment. 図8は、第4の実施形態による磁力発生部の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a magnetic force generation unit according to the fourth embodiment.

本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素に、一つ以上の他の表現の例を付すことがある。しかし、これは、他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。また、各図面は実施形態を概略的に示すものであり、図面に示される各要素の寸法は、実施形態の説明と異なることがある。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that one or more examples of other expressions may be attached to each element capable of a plurality of expressions. However, this does not deny that a different expression is given for an element to which no other expression is attached, and does not restrict other expressions not illustrated. Each drawing schematically shows an embodiment, and the size of each element shown in the drawing may differ from the explanation of the embodiment.

[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る検出装置を含む検出システムは、例えば試料中の菌などの有機物(測定対象物)を含む被検出物を検出する。検出システムは、所定の周波数を有する電磁波を検出センサに照射し、検出センサで反射した電磁波を検出する。検出システムは、試料を添加する前の検出センサの反射率と試料を添加した後の検出センサの反射率とを測定する。検出システムは、試料添加前後の反射率が一致しない場合に、検出センサ上に被検出物が堆積していると判定する。
[First Embodiment]
The detection system including the detection device according to the first embodiment detects an object to be detected including, for example, an organic substance (measurement object) such as bacteria in a sample. The detection system irradiates the detection sensor with an electromagnetic wave having a predetermined frequency, and detects the electromagnetic wave reflected by the detection sensor. The detection system measures the reflectance of the detection sensor before adding the sample and the reflectance of the detection sensor after adding the sample. The detection system determines that an object to be detected is deposited on the detection sensor when the reflectances before and after the sample addition do not match.

図1は、第1の実施形態に係る検出装置10を含む検出システム1の一例を示す図である。検出システム1は、検出装置10と、制御装置20とを有している。検出装置10と制御装置20とは、電気的に接続されている。制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field programmable Gate Array)などのプロセッサを含む。制御装置20は、検出装置10の各種動作の制御及び各種演算を行う。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a detection system 1 including a detection device 10 according to the first embodiment. The detection system 1 includes a detection device 10 and a control device 20. The detection device 10 and the control device 20 are electrically connected. The control device 20 includes a processor such as a central processing unit (CPU), an application specific integrated circuit (ASIC), or a field programmable gate array (FPGA). The control device 20 controls various operations of the detection device 10 and performs various calculations.

検出装置10は、電磁波発生源11と、反射部12と、検出センサ13と、ステージ14と、磁力発生部15と、駆動部16と、試料導入部17と、検出器18とを有している。これらは、検出装置10として1つの筐体内に配置されてよい。   The detection device 10 includes an electromagnetic wave generation source 11, a reflection unit 12, a detection sensor 13, a stage 14, a magnetic force generation unit 15, a drive unit 16, a sample introduction unit 17, and a detector 18. Yes. These may be arranged in one housing as the detection device 10.

電磁波発生源11は、検出センサ13の表面上に電磁波を照射する照射部として、制御装置20からの制御信号に基づいて所定の周波数の電磁波を出力するように構成されている。出力される電磁波の周波数は、検出センサ13の構造に応じて定まる、検出センサ13の周波数特性に応じて決定されてよい。出力される電磁波は、X線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、電波等であってよい。例えば、電磁波発生源11は、紫外線、可視光線、赤外線の波長域の範囲の電磁波を発生する光源であってよい。   The electromagnetic wave generation source 11 is configured to output an electromagnetic wave having a predetermined frequency based on a control signal from the control device 20 as an irradiation unit that irradiates the surface of the detection sensor 13 with an electromagnetic wave. The frequency of the output electromagnetic wave may be determined according to the frequency characteristic of the detection sensor 13 that is determined according to the structure of the detection sensor 13. The output electromagnetic wave may be X-rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, microwaves, radio waves or the like. For example, the electromagnetic wave generation source 11 may be a light source that generates electromagnetic waves in the wavelength range of ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays.

反射部12は、例えばミラーである。反射部12は、例えば、第1の反射面12aと、第2の反射面12bとを有している。反射部12は、検出装置10の内部に、電磁波発生源11、検出位置(例えば、図1に実線で示される検出センサ13の位置)にある検出センサ13及び検出器18に対して所定の角度で配置されている。例えば、第1の反射面12aが、電磁波発生源11から出力された電磁波を検出位置にある検出センサ13に向けて反射するように配置され、第2の反射面12bが、検出センサ13で反射した電磁波を検出器18に向けて反射するように配置されている。すなわち、反射部12は、電磁波発生源11から出力された電磁波の光路(進行方向)を調整する。また、反射部12は、検出センサ13の表面で反射した電磁波の光路(進行方向)を調整する。   The reflection unit 12 is, for example, a mirror. The reflection unit 12 includes, for example, a first reflection surface 12a and a second reflection surface 12b. The reflection unit 12 has a predetermined angle with respect to the electromagnetic wave generation source 11, the detection position at the detection position (for example, the position of the detection sensor 13 indicated by a solid line in FIG. 1), and the detector 18. Is arranged in. For example, the first reflecting surface 12 a is arranged so as to reflect the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11 toward the detection sensor 13 at the detection position, and the second reflecting surface 12 b is reflected by the detection sensor 13. It arrange | positions so that the reflected electromagnetic waves may be reflected toward the detector 18. FIG. That is, the reflection unit 12 adjusts the optical path (traveling direction) of the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11. The reflection unit 12 adjusts the optical path (traveling direction) of the electromagnetic wave reflected by the surface of the detection sensor 13.

検出センサ13は、被検出物が配置される表面を備えた検出部である。検出センサ13は、ステージ14上に配置される。つまり、ステージ14は、その上に検出センサ13を保持する。検出センサ13の下部には、磁力発生部15が配置されている。磁力発生部15は、ステージ14上に配置されてもよいし、ステージ14の内部に組み込まれてもよい。本実施形態における磁力発生部15は、球形磁石151である。球形磁石151は、ステージ14に対してその位置を固定して取り付けられていてよい。磁力発生部15及び球形磁石151の詳細は後述する。   The detection sensor 13 is a detection unit having a surface on which an object to be detected is arranged. The detection sensor 13 is disposed on the stage 14. That is, the stage 14 holds the detection sensor 13 thereon. A magnetic force generator 15 is disposed below the detection sensor 13. The magnetic force generator 15 may be disposed on the stage 14 or may be incorporated inside the stage 14. The magnetic force generator 15 in this embodiment is a spherical magnet 151. The spherical magnet 151 may be attached to the stage 14 with its position fixed. Details of the magnetic force generator 15 and the spherical magnet 151 will be described later.

ステージ14は、図1に示されるX、Y及びZ方向に可動域を有している。ステージ14は、駆動部16により動作される。駆動部16は、図示しないモータ、駆動ベルト等から構成される移動機構であってよい。駆動部16は、制御装置20からの制御信号によりステージ14をX、Y及びZ方向に移動させる。   The stage 14 has a movable range in the X, Y, and Z directions shown in FIG. The stage 14 is operated by the driving unit 16. The driving unit 16 may be a moving mechanism including a motor, a driving belt, and the like (not shown). The drive unit 16 moves the stage 14 in the X, Y, and Z directions according to a control signal from the control device 20.

ステージ14は、反射部12で反射された電磁波を検出センサ13の表面の任意の位置に照射するために、駆動部16によりX方向及びY方向に移動可能である。また、ステージ14は、検出センサ13に照射される電磁波の焦点位置を調整するために、駆動部16によりZ方向に移動可能である。   The stage 14 can be moved in the X direction and the Y direction by the driving unit 16 in order to irradiate the electromagnetic wave reflected by the reflecting unit 12 to an arbitrary position on the surface of the detection sensor 13. In addition, the stage 14 can be moved in the Z direction by the drive unit 16 in order to adjust the focal position of the electromagnetic wave applied to the detection sensor 13.

ステージ14は、X方向の移動により、試料導入部17に導かれる。図1には、試料導入部17と、試料導入部17に位置している検出センサ13、ステージ14及び磁力発生部15(球形磁石151)が破線で示されている。ステージ14(及びその上に配置された検出センサ13とそれに取り付けられた磁力発生部15)は、例えば、図1に実線で示される検出位置と、図1に破線で示される試料導入位置とに移動可能である。   The stage 14 is guided to the sample introduction unit 17 by moving in the X direction. In FIG. 1, the sample introduction unit 17, the detection sensor 13, the stage 14, and the magnetic force generation unit 15 (spherical magnet 151) located in the sample introduction unit 17 are indicated by broken lines. The stage 14 (and the detection sensor 13 disposed thereon and the magnetic force generator 15 attached thereto) are, for example, at a detection position indicated by a solid line in FIG. 1 and a sample introduction position indicated by a broken line in FIG. It is movable.

試料導入部17は、例えば、検出センサ13の表面への試料の導入、ステージ14上への検出センサ13の配置、検出センサ13の取り外し及び交換をするために、装置外部と接続できるようになっている。試料の導入や検出センサ13の配置、取り外し、交換等は、オペレータが手動で行ってよい。   For example, the sample introduction unit 17 can be connected to the outside of the apparatus in order to introduce the sample onto the surface of the detection sensor 13, dispose the detection sensor 13 on the stage 14, and remove and replace the detection sensor 13. ing. The introduction of the sample and the placement, removal, replacement, etc. of the detection sensor 13 may be performed manually by the operator.

検出器18は、検出センサ13からの反射波を検出する。すなわち、検出器18は、電磁波発生源11から出力された電磁波の特性変化を検出する。検出器18は、電磁波をエネルギーなどとしてその強度を検出する。検出器18は、検出した電磁波の強度を示す検出信号を制御装置20に出力するように構成されている。   The detector 18 detects the reflected wave from the detection sensor 13. That is, the detector 18 detects a characteristic change of the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11. The detector 18 detects the intensity of electromagnetic waves as energy. The detector 18 is configured to output a detection signal indicating the intensity of the detected electromagnetic wave to the control device 20.

検出システム1の動作について説明する。
例えば、検出装置10において、制御装置20からの制御信号に基づく駆動部16の動作により、ステージ14が試料導入部17に移動される。試料導入部17では、ステージ14上への検出センサ13の配置、及び検出センサ13の表面への試料の導入が行われる。
The operation of the detection system 1 will be described.
For example, in the detection device 10, the stage 14 is moved to the sample introduction unit 17 by the operation of the drive unit 16 based on the control signal from the control device 20. In the sample introduction unit 17, the arrangement of the detection sensor 13 on the stage 14 and the introduction of the sample onto the surface of the detection sensor 13 are performed.

制御装置20からの制御信号に基づく駆動部16の動作により、ステージ14及びその上の検出センサ13が、反射部12で反射した電磁波が検出センサ13の表面の所望の位置に照射される検出位置に移動される。   By the operation of the drive unit 16 based on the control signal from the control device 20, the detection position where the electromagnetic wave reflected by the reflection unit 12 is irradiated to the desired position on the surface of the detection sensor 13 by the stage 14 and the detection sensor 13 thereon. Moved to.

電磁波発生源11は、制御装置20からの制御信号に基づいて電磁波を出力する。出力された電磁波は、反射部12で反射して、検出センサ13の表面上の被検出物に照射される。照射された電磁波は、検出センサ13で反射して反射部12に戻り、反射部12で再び反射した反射波が検出器18に到達する。検出器18は、反射波の強度を検出して、検出した強度に応じた検出信号を制御装置20に出力する。   The electromagnetic wave generation source 11 outputs an electromagnetic wave based on a control signal from the control device 20. The output electromagnetic wave is reflected by the reflecting section 12 and is irradiated on the object to be detected on the surface of the detection sensor 13. The irradiated electromagnetic wave is reflected by the detection sensor 13 and returned to the reflection unit 12, and the reflected wave reflected again by the reflection unit 12 reaches the detector 18. The detector 18 detects the intensity of the reflected wave and outputs a detection signal corresponding to the detected intensity to the control device 20.

検出装置10は、検出センサ13に試料を導入していないときにも、同様にして検出センサ13に電磁波を照射して反射波の強度を検出し、検出した強度に応じた検出信号を制御装置20に出力する。制御装置20は、検出センサ13に試料を導入していないときの第1の検出信号と導入したときの第2の検出信号とを比較することにより、検出センサ13上に被検出物が堆積しているか否かを判定し、堆積している場合にはその堆積量を算出する。制御装置20は、例えば、比較した2つの検出信号が一致する又は2つの検出信号の差が所定の閾値以下であれば、被検出物がないと判定してよい。制御装置20は、例えば、比較した2つの検出信号の差が所定の閾値よりも大きければ、被検出物を検出したと判定し、さらに、その差に基づいて被検出物の量を算出してよい。検出結果及び算出結果は、制御装置20から表示装置などの外部装置に出力されてよい。   The detection device 10 similarly detects the intensity of the reflected wave by irradiating the detection sensor 13 with an electromagnetic wave even when the sample is not introduced into the detection sensor 13, and outputs a detection signal corresponding to the detected intensity to the control device. 20 is output. The control device 20 compares the first detection signal when the sample is not introduced into the detection sensor 13 and the second detection signal when the sample is introduced, thereby depositing the detection object on the detection sensor 13. If it is deposited, the amount of deposition is calculated. For example, the control device 20 may determine that there is no object to be detected if the two detection signals compared with each other match or the difference between the two detection signals is equal to or smaller than a predetermined threshold value. For example, if the difference between the two detected signals compared is larger than a predetermined threshold, the control device 20 determines that the detected object has been detected, and further calculates the amount of the detected object based on the difference. Good. The detection result and the calculation result may be output from the control device 20 to an external device such as a display device.

検出センサ13の構成及び検出システム1による被検出物の検出原理の一例について、図2A、図2B及び図3を参照して詳述する。   An example of the configuration of the detection sensor 13 and the principle of detection of an object to be detected by the detection system 1 will be described in detail with reference to FIGS. 2A, 2B, and 3. FIG.

図2Aは、検出センサ13の一例を示す断面図である。図2Bは、検出センサ13の一例を示す上面図である。図2Aは、図2Bに示されるIIA−IIA線における断面を示す図である。   FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating an example of the detection sensor 13. FIG. 2B is a top view illustrating an example of the detection sensor 13. 2A is a diagram showing a cross section taken along line IIA-IIA shown in FIG. 2B.

検出センサ13は、第1の膜21と、第2の膜22とを有している。第1の膜21は、例えばシリコン、ポリエチレンなどの有機物で形成されている。第2の膜22は、例えば金で形成されている。金以外の導体、例えば、銀、銅、ニッケル、クロム、ゲルマニウムなどの金属、あるいは半導体を用いてもよい。第2の膜22は、複数の層を備える構造であってもよい。例えば、第2の膜22は、第1の膜21との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。   The detection sensor 13 has a first film 21 and a second film 22. The first film 21 is made of an organic material such as silicon or polyethylene, for example. The second film 22 is made of, for example, gold. A conductor other than gold, for example, a metal such as silver, copper, nickel, chromium, germanium, or a semiconductor may be used. The second film 22 may have a structure including a plurality of layers. For example, the second film 22 may include a layer such as chromium or titanium as an adhesive layer with the first film 21.

検出センサ13では、空隙のない第1の膜21の上に空隙のある第2の膜22が設けられている。図2Bに示されるように、第2の膜22には、例えばC型の空隙が多数並べて形成されている。図2Bに示される例は、メタマテリアル共振器の代表例であり、相補型分割リング共振器と呼ばれている。   In the detection sensor 13, a second film 22 having a gap is provided on the first film 21 having no gap. As shown in FIG. 2B, the second film 22 is formed with a large number of, for example, C-shaped voids. The example shown in FIG. 2B is a representative example of a metamaterial resonator, and is called a complementary split ring resonator.

相補型分割リング共振器は、所定の周波数帯の電磁波が照射されたときに、特徴的な反射特性を示す。すなわち、電磁波が照射されたとき、第2の膜22のC型の空隙がある部分は、電気的にLC回路のように振る舞う。このため、このLC回路の共振周波数の近傍の周波数において、照射された電磁波は、相補型分割リング共振器と強く相互作用し、吸収される。その結果、相補型分割リング共振器は、LC回路の共振周波数の近傍で反射率が低下する反射特性を示す。   The complementary split ring resonator exhibits characteristic reflection characteristics when irradiated with electromagnetic waves in a predetermined frequency band. That is, when the electromagnetic wave is irradiated, the portion of the second film 22 having the C-shaped gap electrically behaves like an LC circuit. Therefore, the irradiated electromagnetic wave strongly interacts with the complementary split ring resonator and is absorbed at a frequency near the resonance frequency of the LC circuit. As a result, the complementary split ring resonator exhibits a reflection characteristic in which the reflectance decreases near the resonance frequency of the LC circuit.

相補型分割リング共振器に被検出物である物質が付着したとき、当該物質がLC回路の主に容量成分を変化させる。その結果、当該LC回路の共振周波数が変化する。図3は、相補型分割リング共振器に電磁波を照射したときの反射率の周波数特性を示す図である。横軸は照射する電磁波の周波数を示し、縦軸は反射率を示す。破線31は、相補型分割リング共振器に被検出物がないときの周波数特性を示し、実線32は、相補型分割リング共振器に被検出物があるときの周波数特性を示す。図3に示されるように、相補型分割リング共振器に被検出物があるか否かに応じて、反射率の周波数特性が変化する。   When a substance that is an object to be detected adheres to the complementary split ring resonator, the substance mainly changes the capacitance component of the LC circuit. As a result, the resonance frequency of the LC circuit changes. FIG. 3 is a diagram showing frequency characteristics of reflectance when an electromagnetic wave is irradiated on a complementary split ring resonator. The horizontal axis indicates the frequency of the electromagnetic wave to be irradiated, and the vertical axis indicates the reflectance. The broken line 31 shows the frequency characteristics when the complementary split ring resonator has no object to be detected, and the solid line 32 shows the frequency characteristics when the complementary split ring resonator has the object to be detected. As shown in FIG. 3, the frequency characteristic of the reflectance changes depending on whether or not there is an object to be detected in the complementary split ring resonator.

この周波数特性の変化を利用することで、相補型分割リング共振器は、検出センサ13として用いられうる。例えば、検出装置10の電磁波発生源11が出力する電磁波の周波数は、LC回路の共振周波数の近傍の周波数に設定される。電磁波発生源11から出力された電磁波は、検出センサ13に照射される。検出器18は、検出センサ13で反射した電磁波を検出する。制御装置20は、検出された電磁波の強度に基づいて、検出センサ13上の物質の有無又は量などを特定する。   By utilizing this change in frequency characteristics, the complementary split ring resonator can be used as the detection sensor 13. For example, the frequency of the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11 of the detection device 10 is set to a frequency near the resonance frequency of the LC circuit. The electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11 is applied to the detection sensor 13. The detector 18 detects the electromagnetic wave reflected by the detection sensor 13. The control device 20 specifies the presence or absence or amount of a substance on the detection sensor 13 based on the intensity of the detected electromagnetic wave.

図3に示される例において、電磁波発生源11が出力する電磁波の周波数を、一点鎖線で示した周波数F1とする。このとき、破線31で示した被検出物が存在しない検出センサ13の反射率は、第1の反射率R1として検出器18で検出される。一方、実線32で示した被検出物が存在する検出センサ13の反射率は、第2の反射率R2として検出器18で検出される。制御装置20は、検出器18で検出したこのような反射率の変化の有無に基づいて、被検出物の有無を特定する。また、制御装置20は、このような反射率の変化量に基づいて、被検出物の量又は特性を特定する。   In the example shown in FIG. 3, the frequency of the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11 is set to a frequency F <b> 1 indicated by a dashed line. At this time, the reflectance of the detection sensor 13 indicated by the broken line 31 and having no object to be detected is detected by the detector 18 as the first reflectance R1. On the other hand, the reflectance of the detection sensor 13 where the object to be detected is indicated by the solid line 32 is detected by the detector 18 as the second reflectance R2. The control device 20 specifies the presence / absence of an object to be detected based on the presence / absence of such a change in reflectance detected by the detector 18. Moreover, the control apparatus 20 specifies the quantity or characteristic of a to-be-detected object based on such variation | change_quantity of a reflectance.

なお、上述の検出センサ13の構成は一例である。検出センサ13の空隙の形状はC型に限定されないし、空隙の配置も図示されるものに限定されない。空隙の形状は他の形状であってよいし、空隙の配置は規則的又は周期的な配置であればよい。   The configuration of the detection sensor 13 described above is an example. The shape of the gap of the detection sensor 13 is not limited to the C type, and the arrangement of the gap is not limited to that illustrated. The shape of the voids may be other shapes, and the voids may be arranged regularly or periodically.

ここまで、反射率の変化を検出することで被検出物を検出する検出装置10の構成及び検出原理を説明してきたが、検出装置はこれに限定されない。電磁波の周波数特性の変化を利用して被検出物を検出する装置が利用されてよい。例えば、検出装置として、検出センサの裏面の反射特性に基づいて被検出物を検出する装置、検出センサの透過特性に基づいて被検出物を検出する装置のような他の装置を用いてよい。   Up to this point, the configuration and detection principle of the detection apparatus 10 that detects the object to be detected by detecting the change in reflectance has been described, but the detection apparatus is not limited to this. An apparatus for detecting an object to be detected using a change in frequency characteristics of electromagnetic waves may be used. For example, as the detection device, another device such as a device that detects the detection object based on the reflection characteristic of the back surface of the detection sensor or a device that detects the detection object based on the transmission characteristic of the detection sensor may be used.

本実施形態では、上述のような検出システム1において、磁力発生部15が、検出センサ13の表面に被検出物を均一に捕集するために用いられる。つまり、検出システム1による上述のような検出動作が行われる前に、検出センサ13上に滴下された試料(被検出物を含む溶液)に磁力発生部15からの磁力勾配をもつ磁力を作用させて、検出センサ13の表面に被検出物を均一に捕集する。そして、均一に捕集された被検出物を含む検出センサ13に対して、上述のような検出動作が行われる。   In the present embodiment, in the detection system 1 as described above, the magnetic force generator 15 is used to uniformly collect the detection object on the surface of the detection sensor 13. That is, before the detection operation as described above by the detection system 1 is performed, a magnetic force having a magnetic force gradient from the magnetic force generation unit 15 is applied to the sample (solution containing the object to be detected) dropped on the detection sensor 13. Thus, the object to be detected is uniformly collected on the surface of the detection sensor 13. Then, the detection operation as described above is performed on the detection sensor 13 including the detected object uniformly collected.

以下、磁力発生部15及びこれに関連する作用について、図4A乃至図4C及び図5を参照して詳述する。図4A乃至図4Cでは、上側に検出センサ13上の溶液41及び被検出物42を上から見た図を示しており、下側に検出センサ13、その上の溶液41及び被検出物42、磁力発生部15(球形磁石151)を横から見た図を示している。   Hereinafter, the magnetic force generation unit 15 and actions related thereto will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4C and FIG. In FIG. 4A to FIG. 4C, the top view of the solution 41 and the detection object 42 on the detection sensor 13 is shown on the upper side, the detection sensor 13 on the lower side, the solution 41 and the detection object 42 thereon, The figure which looked at the magnetic force generation part 15 (spherical magnet 151) from the side is shown.

図4Aには、検出センサ13の表面に滴下された溶液41の一例が示されている。溶液41は、水等の液体中に磁性粒子及び測定対象物を混合することにより作製される。溶液41は、磁性粒子と測定対象物とからなる被検出物42を含む。すなわち、被検出物42は、少なくとも一部が磁性体である。   FIG. 4A shows an example of the solution 41 dropped on the surface of the detection sensor 13. The solution 41 is prepared by mixing magnetic particles and a measurement object in a liquid such as water. The solution 41 includes an object to be detected 42 composed of magnetic particles and a measurement object. That is, at least a part of the detected object 42 is a magnetic body.

被検出物42の一例が図5に示される。被検出物42は、水等の溶媒中に混合された磁性粒子51及び測定対象物52が化学反応等によって結合したものである。磁性粒子51は、磁性ビーズ等の磁性体であってよい。測定対象物52は、細菌であってよい。例えば、磁性粒子51の表面には、測定対象物52が特異的に反応する表面修飾が予め施されている。図5には、測定対象物52に特異的に結合する抗体が磁性粒子51に固定されている例が示される。   An example of the detected object 42 is shown in FIG. The detected object 42 is obtained by combining a magnetic particle 51 and a measurement object 52 mixed in a solvent such as water by a chemical reaction or the like. The magnetic particles 51 may be a magnetic material such as magnetic beads. The measurement object 52 may be a bacterium. For example, the surface of the magnetic particle 51 is previously subjected to surface modification that allows the measurement object 52 to react specifically. FIG. 5 shows an example in which an antibody that specifically binds to the measurement object 52 is fixed to the magnetic particle 51.

図4Aに示されるように、検出センサ13の下部には、磁力発生部15として球形磁石151が設けられている。球形磁石151は、例えば、検出センサ13の底面と接するようにして配置されている。球形磁石151の磁力は、検出センサ13の表面では、球形磁石151が検出センサ13の底面に接している点から検出センサ13の表面に下ろした垂線と検出センサ13の表面との交点Pにおいて最も大きく、その点Pから離れるに従って小さくなっていく。すなわち、球形磁石151は、検出センサ13の表面において磁力が最大となる点Pを中心とし中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する。言い換えれば、検出センサ13の表面には、磁力が最大となる点Pから外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力勾配が形成される。   As shown in FIG. 4A, a spherical magnet 151 is provided as a magnetic force generator 15 below the detection sensor 13. The spherical magnet 151 is disposed so as to be in contact with the bottom surface of the detection sensor 13, for example. On the surface of the detection sensor 13, the magnetic force of the spherical magnet 151 is highest at the intersection point P between the perpendicular line dropped on the surface of the detection sensor 13 from the point where the spherical magnet 151 is in contact with the bottom surface of the detection sensor 13. Larger and smaller as the distance from the point P increases. That is, the spherical magnet 151 generates a magnetic force having a gradient that decreases from the center toward the outside with the point P where the magnetic force is maximum on the surface of the detection sensor 13 as the center. In other words, a magnetic force gradient having a gradient that decreases outward from the point P where the magnetic force is maximum is formed on the surface of the detection sensor 13.

図4Bには、溶液41を検出センサ13の表面に滴下した後、すなわち、図4Aに示される状態の後、球形磁石151の磁力によって被検出物42が凝集される様子の一例が示されている。被検出物42は、被検出物42の一部を形成している磁性粒子51の特性により、磁力によって引き寄せられる。検出センサ13の表面には中心点Pで最大でそこから外側に向かって同心円状に小さくなっていく磁力分布が生じているため、溶液41中の被検出物42が検出センサ13の表面上で中心点Pに向かう方向に均一に凝集されていく。   FIG. 4B shows an example in which the detection object 42 is aggregated by the magnetic force of the spherical magnet 151 after the solution 41 is dropped on the surface of the detection sensor 13, that is, after the state shown in FIG. 4A. Yes. The detected object 42 is attracted by the magnetic force due to the characteristics of the magnetic particles 51 forming a part of the detected object 42. On the surface of the detection sensor 13, there is a magnetic force distribution that becomes maximum concentrically outwardly from the center point P, so that the detected object 42 in the solution 41 is on the surface of the detection sensor 13. Aggregates uniformly in the direction toward the center point P.

被検出物42は、磁力勾配にしたがって、図4Bに示されるように、中心点Pを含む領域43に凝集する。検出センサ13の表面に上述のような磁力勾配が生じているため、凝集領域43では、その中心部においてもそのエッジ44においても被検出物42が均一に凝集されている。すなわち、凝集領域43内における被検出物42の分布に偏りがない。   The detected object 42 aggregates in a region 43 including the center point P as shown in FIG. Since the magnetic force gradient as described above is generated on the surface of the detection sensor 13, in the aggregation region 43, the detected objects 42 are uniformly aggregated both at the center and at the edge 44. That is, the distribution of the detection object 42 in the aggregation region 43 is not biased.

図4Cには、溶液41の溶媒が乾燥して気化し、被検出物42が検出センサ13の表面に固定された状態の一例が示されている。被検出物42は、検出センサ13の表面に、均一に凝集されている。検出センサ13上に均一に凝集された被検出物42を用いて、検出システム1による上述の検出動作が行われる。   FIG. 4C shows an example of a state in which the solvent of the solution 41 is dried and vaporized, and the detection object 42 is fixed to the surface of the detection sensor 13. The detected object 42 is uniformly agglomerated on the surface of the detection sensor 13. The above-described detection operation by the detection system 1 is performed using the detected objects 42 uniformly aggregated on the detection sensor 13.

第1の実施形態によれば、磁力発生部15として球形磁石151を用いることで、磁性粒子51を含む被検出物42が均一に凝集され、凝集領域43内での被検出物42の濃度勾配が非常に小さくなる。つまり、検出システム1での検出に用いる被検出物42が凝集領域43、すなわち検出領域においてムラなく分布している。これにより、被検出物42の濃度勾配の影響なく、高精度な検出が可能となる。   According to the first embodiment, by using the spherical magnet 151 as the magnetic force generation unit 15, the detected object 42 including the magnetic particles 51 is uniformly aggregated, and the concentration gradient of the detected object 42 in the aggregation region 43. Becomes very small. That is, the detected objects 42 used for detection by the detection system 1 are distributed uniformly in the aggregation region 43, that is, the detection region. Thereby, highly accurate detection is possible without the influence of the concentration gradient of the detection object 42.

例えば、磁力発生部15として円柱形磁石を用い、これを検出センサ13の下部に設けることを考える。このとき、円柱形磁石が及ぼす磁力は、検出センサ13の表面では円柱形の横断面の円形に対応する円形領域において勾配をもたず一様となる。このため、円形領域のエッジに多くの被検出物42が捕捉され、円形領域の中心に向かうに従って捕捉される被検出物42が少なくなる。例えば、円形領域よりも外側にあった被検出物42が磁力に引き寄せられて円形領域に向かうが、これらは円形領域のエッジにとどまってしまい、円形領域の中心まで引き寄せられない。それ故、検出領域となる円形領域において被検出物42の濃度勾配が生じてしまう。検出領域における被検出物42の分布にバラつきがあると、検出領域のどこに電磁波が照射されるかによって検出結果が変わってしまい、検出の精度が低下しうる。   For example, consider using a cylindrical magnet as the magnetic force generator 15 and providing it under the detection sensor 13. At this time, the magnetic force exerted by the cylindrical magnet is uniform on the surface of the detection sensor 13 without a gradient in a circular region corresponding to the circular shape of the cylindrical cross section. For this reason, many detection objects 42 are captured at the edge of the circular region, and the detection objects 42 captured are reduced toward the center of the circular region. For example, the detected object 42 outside the circular area is attracted by the magnetic force toward the circular area, but these stay at the edge of the circular area and are not attracted to the center of the circular area. Therefore, a concentration gradient of the detected object 42 occurs in the circular area that is the detection area. If the distribution of the detection object 42 in the detection area varies, the detection result varies depending on where the electromagnetic wave is irradiated in the detection area, and the detection accuracy may be reduced.

これに対して、本実施形態では、球形磁石151を用いて検出センサ13の表面上に中心から外側に向かって減少する磁力勾配を生じさせている。このため、検出領域のエッジ44に被検出物42が凝集せず、検出領域の中心からエッジ44まで被検出物42がムラなく均一に凝集する。すなわち、凝集領域内での被検出物42の濃度勾配が非常に小さくなる。このような均一な凝集により、凝集領域のどこをビームスポットとして電磁波を照射しても誤差の生じにくい高精度な検出を行うことが可能となる。   On the other hand, in this embodiment, a magnetic force gradient that decreases from the center toward the outside is generated on the surface of the detection sensor 13 using the spherical magnet 151. For this reason, the detected object 42 does not aggregate at the edge 44 of the detection region, and the detected object 42 uniformly aggregates from the center of the detection region to the edge 44 without unevenness. That is, the concentration gradient of the detection object 42 in the aggregation region becomes very small. Such uniform agglomeration makes it possible to perform highly accurate detection that is less likely to cause errors regardless of where in the agglomerated region the beam spot is irradiated with electromagnetic waves.

本実施形態では、磁力発生部15として球形磁石151を用いることにより、簡易な構成で適切な磁力勾配を実現することができる。   In the present embodiment, by using the spherical magnet 151 as the magnetic force generator 15, an appropriate magnetic force gradient can be realized with a simple configuration.

以下、第2乃至第4の実施形態について説明する。第2乃至第4の実施形態では、磁力発生部15の構成のみが第1の実施形態と異なっている。つまり、磁力発生部15以外の構成は第1の実施形態と共通しているため、その説明は省略する。   Hereinafter, second to fourth embodiments will be described. In the second to fourth embodiments, only the configuration of the magnetic force generator 15 is different from that of the first embodiment. That is, since the configuration other than the magnetic force generation unit 15 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

[第2の実施形態]
第2の実施形態について、図6を用いて説明する。第2の実施形態では、磁力発生部15は、中心から外側に向かって減少する磁力勾配を形成するように、磁力の大きさが異なる複数の磁石を組み合わせたものである。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the magnetic force generation unit 15 is a combination of a plurality of magnets having different magnitudes of magnetic force so as to form a magnetic force gradient that decreases from the center toward the outside.

磁力発生部15は、第1の磁石61と、第2の磁石62とを有している。第1の磁石61は、中心部に位置する円柱状の磁石である。第2の磁石62は、第1の磁石61の周囲に位置する円筒状の磁石である。例えば、第2の磁石62の中心の貫通孔に第1の磁石61が嵌め込まれている。第1の磁石61の磁力は、第2の磁石62の磁力よりも大きい。すなわち、第1の磁石61は、中心に配置される、磁力の大きい磁石であり、第2の磁石62は、第1の磁石61の周囲に配置される、磁力の小さい磁石である。第1の磁石61は、ネオジム磁石であってよく、第2の磁石62は、フェライト磁石であってよい。図示しないが、第1の磁石61及び第2の磁石62の上面は、検出センサ13の底面に接して配置されてよい。   The magnetic force generator 15 includes a first magnet 61 and a second magnet 62. The first magnet 61 is a columnar magnet located at the center. The second magnet 62 is a cylindrical magnet located around the first magnet 61. For example, the first magnet 61 is fitted in the through hole at the center of the second magnet 62. The magnetic force of the first magnet 61 is larger than the magnetic force of the second magnet 62. That is, the first magnet 61 is a magnet with a large magnetic force disposed at the center, and the second magnet 62 is a magnet with a small magnetic force disposed around the first magnet 61. The first magnet 61 may be a neodymium magnet, and the second magnet 62 may be a ferrite magnet. Although not shown, the top surfaces of the first magnet 61 and the second magnet 62 may be disposed in contact with the bottom surface of the detection sensor 13.

図6では、第1の磁石61及び第2の磁石62の上面は面一である。しかしながら、2つの上面は面一でなくてもよく、例えば、第1の磁石61の上面が検出センサ13の底面に接し、第2の磁石62の上面が検出センサ13の底面に接しない配置であってもよい。   In FIG. 6, the upper surfaces of the first magnet 61 and the second magnet 62 are flush with each other. However, the two upper surfaces do not have to be flush with each other. For example, the upper surface of the first magnet 61 is in contact with the bottom surface of the detection sensor 13 and the upper surface of the second magnet 62 is not in contact with the bottom surface of the detection sensor 13. There may be.

第2の実施形態では、磁力発生部15は、磁力の大きい中心部の第1の磁石61と磁力の小さい外周部の第2の磁石62とを用いることで中心から外側に向かって減少する磁力勾配を発生させることができる。例えば、中心部にネオジム磁石を、外周部にフェライト磁石を用いることで、適切な磁力勾配を形成することができる。   In the second embodiment, the magnetic force generator 15 uses a first magnet 61 in the central part with a large magnetic force and a second magnet 62 in the outer peripheral part with a small magnetic force to reduce the magnetic force from the center toward the outside. A gradient can be generated. For example, an appropriate magnetic force gradient can be formed by using a neodymium magnet at the center and a ferrite magnet at the outer periphery.

[第3の実施形態]
第3の実施形態について、図7を用いて説明する。第3の実施形態では、磁力発生部15は、径の異なる複数の円柱状磁石を積層させたものである。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the magnetic force generator 15 is formed by laminating a plurality of columnar magnets having different diameters.

磁力発生部15は、第3の磁石71と、第4の磁石72と、第5の磁石73とを有している。第3の磁石71、第4の磁石72及び第5の磁石73は、円柱状の磁石であり、同一の材質からなる。第3の磁石71の径は、第4の磁石72の径よりも小さい。第4の磁石72の径は、第5の磁石73の径よりも小さい。第5の磁石73の上面に第4の磁石72が位置しており、第4の磁石72の上面に第3の磁石71が位置している。つまり、第3の磁石71、第4の磁石72及び第5の磁石73が積層されている。図示しないが、例えば、第3の磁石71は、検出センサ13の底面に接するように配置されてよい。   The magnetic force generator 15 includes a third magnet 71, a fourth magnet 72, and a fifth magnet 73. The 3rd magnet 71, the 4th magnet 72, and the 5th magnet 73 are cylindrical magnets, and consist of the same material. The diameter of the third magnet 71 is smaller than the diameter of the fourth magnet 72. The diameter of the fourth magnet 72 is smaller than the diameter of the fifth magnet 73. The fourth magnet 72 is located on the upper surface of the fifth magnet 73, and the third magnet 71 is located on the upper surface of the fourth magnet 72. That is, the third magnet 71, the fourth magnet 72, and the fifth magnet 73 are laminated. Although not shown, for example, the third magnet 71 may be disposed in contact with the bottom surface of the detection sensor 13.

各磁石71、72、73と磁性粒子との距離が大きくなるに従い、検出センサ13の表面上の磁性粒子が磁力発生部15である磁石71、72、73から受ける力は小さくなる。したがって、各磁石71、72、73と検出センサ13の表面との距離が異なるような配置とすることで、磁力が最大となる点を中心として外側に向かって減少する勾配をもつ磁力を発生させることが可能となる。   As the distance between each magnet 71, 72, 73 and the magnetic particle increases, the force that the magnetic particle on the surface of the detection sensor 13 receives from the magnet 71, 72, 73, which is the magnetic force generator 15, decreases. Therefore, by arranging the magnets 71, 72, and 73 so that the distances between the surfaces of the detection sensors 13 are different, a magnetic force having a gradient that decreases outward from the point where the magnetic force is maximized is generated. It becomes possible.

このように、第3の実施形態では、磁力発生部15は、検出センサ13の表面と各磁石71、72、73との距離を変えることで、磁力勾配を形成することができる。すなわち、検出センサ13に最も近い磁石71と中間の磁石72と最も遠い磁石73とを配置することで、検出センサ13の表面上で中心から外側に向かって減少する磁力勾配を発生させることができる。   As described above, in the third embodiment, the magnetic force generation unit 15 can form a magnetic force gradient by changing the distance between the surface of the detection sensor 13 and each of the magnets 71, 72, and 73. That is, by arranging the magnet 71 closest to the detection sensor 13, the intermediate magnet 72, and the furthest magnet 73, a magnetic force gradient that decreases from the center toward the outside can be generated on the surface of the detection sensor 13. .

[第4の実施形態]
第4の実施形態について、図8を用いて説明する。第4の実施形態では、磁力発生部15は、円錐台形磁石81である。磁石81は、上側円形断面82と、下側円形断面83とを有している。上側円形断面82の面積は、下側円形断面83の面積よりも小さい。図示しないが、例えば、上側円形断面82が検出センサ13の底面に接するように配置されてよい。なお、円錐台形磁石を挙げたが、円錐形磁石であってもよい。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the magnetic force generator 15 is a frustoconical magnet 81. The magnet 81 has an upper circular cross section 82 and a lower circular cross section 83. The area of the upper circular section 82 is smaller than the area of the lower circular section 83. Although not shown, for example, the upper circular section 82 may be disposed so as to contact the bottom surface of the detection sensor 13. In addition, although the truncated cone magnet was mentioned, a conical magnet may be used.

第4の実施形態においても、磁力発生部15は、検出センサ13の表面と磁石81との距離を変えることで、検出センサ13の表面上で中心から外側に向かって減少する磁力勾配を形成することができる。   Also in the fourth embodiment, the magnetic force generator 15 changes the distance between the surface of the detection sensor 13 and the magnet 81 to form a magnetic force gradient that decreases from the center toward the outside on the surface of the detection sensor 13. be able to.

本発明の各実施形態によれば、磁性粒子を含む被検出物を磁力によって凝集させる際、検出センサ13の表面上に適切な磁力勾配を形成することで被検出物を均一に凝集させることができ、検出を高精度に行うことが可能な検出装置及び検出システムを提供することができる。また、磁力発生部15として永久磁石を用いることにより、電気的な制御部や配線等を必要としない簡便な構成で適切な磁力勾配を生じさせることが可能となる。   According to each embodiment of the present invention, when an object to be detected including magnetic particles is aggregated by magnetic force, the object to be detected can be uniformly aggregated by forming an appropriate magnetic gradient on the surface of the detection sensor 13. In addition, it is possible to provide a detection device and a detection system capable of performing detection with high accuracy. Further, by using a permanent magnet as the magnetic force generator 15, it is possible to generate an appropriate magnetic force gradient with a simple configuration that does not require an electrical control unit, wiring, or the like.

なお、磁力発生部15は、永久磁石に限定されない。磁力発生部15は、検出センサ13の表面において磁力が最大となる点から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生するものであればよく、電磁石等の一時磁石であってもよい。磁力発生部15として電磁石等を用いても、上述の各実施形態と同様に、被検出物を均一に凝集させることが可能である。   In addition, the magnetic force generation part 15 is not limited to a permanent magnet. The magnetic force generator 15 may be any member that generates a magnetic force having a gradient that decreases outward from the point at which the magnetic force is maximum on the surface of the detection sensor 13, and may be a temporary magnet such as an electromagnet. Even when an electromagnet or the like is used as the magnetic force generation unit 15, the detected objects can be uniformly aggregated as in the above-described embodiments.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…検出システム、10…検出装置、11…電磁波発生源、12…反射部、13…検出センサ、14…ステージ、15…磁力発生部、16…駆動部、17…試料導入部、18…検出器、20…制御装置、41…溶液、42…被検出物、51…磁性粒子、52…測定対象物、151…球形磁石。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection system, 10 ... Detection apparatus, 11 ... Electromagnetic wave generation source, 12 ... Reflection part, 13 ... Detection sensor, 14 ... Stage, 15 ... Magnetic force generation part, 16 ... Drive part, 17 ... Sample introduction part, 18 ... Detection 20 ... control device 41 ... solution 42 ... detected object 51 ... magnetic particle 52 ... measurement object 151 ... spherical magnet

Claims (5)

少なくとも一部が磁性体である被検出物に電磁波が照射され、該電磁波の特性変化が検出されることにより前記被検出物が検出される検出装置であって、
前記被検出物が配置される表面を備えた検出部が配置されるように構成されたステージと、
前記表面において磁力が最大となる点を中心とし該中心から外側へ向かって減少する勾配をもつ磁力を発生する磁力発生部と、
を有する、検出装置。
A detection device that detects an object to be detected by irradiating an object to be detected, at least a part of which is a magnetic body, and detecting a characteristic change of the electromagnetic wave,
A stage configured to arrange a detection unit having a surface on which the detection object is arranged; and
A magnetic force generator that generates a magnetic force with a gradient that decreases from the center to the outside with the point at which the magnetic force is maximum on the surface;
A detection device.
前記磁力発生部は、球形磁石、円錐形磁石及び円錐台形磁石のいずれか1つを含む、請求項1に記載の検出装置。   The detection device according to claim 1, wherein the magnetic force generation unit includes any one of a spherical magnet, a conical magnet, and a frustoconical magnet. 前記磁力発生部は、
中心に配置される、磁力の大きい第1の磁力発生部と、
前記第1の磁力発生部の周囲に配置される、磁力の小さい第2の磁力発生部と、
を含む、請求項1に記載の検出装置。
The magnetic force generator is
A first magnetic force generator disposed at the center and having a large magnetic force;
A second magnetic force generation unit having a small magnetic force, disposed around the first magnetic force generation unit;
The detection device according to claim 1, comprising:
前記ステージを移動させる移動機構を有し、
前記磁力発生部は、前記ステージに、又は前記移動機構の内部に配置されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の検出装置。
A moving mechanism for moving the stage;
The detection device according to claim 1, wherein the magnetic force generation unit is arranged on the stage or inside the moving mechanism.
前記表面上の前記被検出物に電磁波を照射する照射部と、前記電磁波の特性変化を検出する検出器と、を有する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の検出装置と、
前記検出器で検出した前記電磁波の特性変化に基づいて、前記被検出物を検出したか否かを判定する制御部と、
を具備する、検出システム。
The detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: an irradiation unit that irradiates the object to be detected on the surface with an electromagnetic wave; and a detector that detects a change in characteristics of the electromagnetic wave.
A control unit for determining whether or not the detected object is detected based on a change in characteristics of the electromagnetic wave detected by the detector;
A detection system comprising:
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