JP2019184567A - 微弱光検出システムおよび微弱光検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によって、目的とする微弱光を高Ｓ／Ｎ比で検出することを可能とする、微弱光検出システム、および微弱光検出方法を提供する。【解決手段】微弱光検出システムの制御部１５は、所定の伝送情報系列に対して誤り訂正符号生成部１５１が符号化方式を適用して生成する誤り訂正符号系列によって励起光照射部１７１が試験片に照射する励起光を変調させる。受光符号系列特定部（Ａ／Ｄ変換器１５３）は、励起光照射パターンによって試験片にて励起された光を受光する受光部１７２における受光強度の変化に基づき受光符号系列を特定する。信号処理部１５４が受光符号系列に誤り訂正符号の復号化方式を適用して復号情報系列を得るとともに、伝送情報系列と復号情報系列とを照合し、伝送情報系列と復号情報系列とが一致する場合に試験片から励起光照射パターンに応じた発光があったと判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、励起光によって励起される微弱な光を検出する微弱光検出システムおよび微弱光検出方法に関する。

病院・診療所・介護施設・在宅医療といった医療現場においては、臨床検査専門家を要せずに患者にできるだけ近い場所で診断するための検査、すなわちＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）の必要性が高まっている。ＰＯＣＴによれば、即座に得られる検査情報に基づいて、迅速かつ的確な治療が可能となるからである。そしてＰＯＣＴ用の検査装置として、イムノクロマト法を原理とするイムノクロマトグラフィー装置が、従来から使用されている。

イムノクロマト法は、採取血液・尿・患部組織などの分析対象物（検体）が毛細管現象により多孔質支持体で構成される試験片に浸透する際、金コロイド、カラーラテックス、蛍光物質等の標識抗体と結合し、さらにこの免疫複合体がメンブレン上にライン状固定された捕捉抗体と結合する。この捕捉抗体に結合した最終的な免疫複合体により、標識が付された被験物質が視認可能または可視化可能な集積として検出される。イムノクロマト法は、判定までに要する時間が短く（２０分以下）、迅速な検査が可能であり、また検体を装置に滴下するという簡単な操作のみで測定可能である。

目視よりも高感度で判定を行うことができる方法として、蛍光標識から発せられる蛍光をいわゆる蛍光イムノクロマトリーダにて検出する方法がある。蛍光イムノクロマトリーダでは、捕捉抗体に結合した免疫複合体を検知する際、励起光を試験片に照射する。このとき検体が捕捉され免疫複合体が形成されている場合には、励起光によって蛍光標識から蛍光が発生し、この蛍光の強度を検出器にて検出する。このような蛍光イムノクロマトリーダでは、励起光の照射に伴い、免疫複合体を形成した蛍光標識からの蛍光だけでなく多孔質支持体の自家蛍光や試験片内で免疫複合体を形成せずに存在している蛍光標識等からの不要な蛍光が生じる。このような免疫複合体以外からの蛍光は、バックグラウンドのノイズとなりＳ／Ｎ比を低下させるため、より微少量の被験物質を検出しようとする際の障害となっている。

Ｓ／Ｎ比を向上する方策としては、例えば、燐光を発する物質を用いた時間分解蛍光測定法や、バンドパスフィルタ等により限定した波長領域の光をカットできるフィルタをセンサの前に置いて、多孔質支持体の自家蛍光を取り除く方法等が提案されている。また、特許文献１では、蛍光検出手段としてカラーセンサを用いる手法が提案されている。

特開２０１６−１９１５６７号公報

このように、自家蛍光、残留蛍光といった検出対象波長と同一の蛍光に対しては対策が取られているが、これらのノイズを減少させたとしても、検出器の内部ノイズ、機器ノイズ、外来ノイズといったノイズが残留し、Ｓ／Ｎ比を向上し微小量の被験物質を検出しようとする際の妨げとなっている。そして、同様の課題は、蛍光物質を標識として利用して検出する他の測定手法（例えば、ＥＬＩＳＡ法、フローサイトメトリー法）においても、Ｓ／Ｎ比を向上し検出限界を改善しようとする場合に共通して生じるものである。また、蛍光に限定されず、例えばラマン散乱光を用いたラマン分光法ように、励起光で励起された光を観測する測定手法においても同様の課題が生じる。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、励起光で励起される微弱な光を高Ｓ／Ｎ比で検出することを可能とする微弱光検出システム、および微弱光検出方法を提供することである。

上記の課題を解決すべく、本発明の実施形態に係る微弱光検出システムは、所定の伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して得られる誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射する励起光照射部と、励起光によって試験片にて励起された光を受光する受光部と、受光部における受光強度の変化に基づき受光符号系列を特定する受光符号系列特定部と、受光符号系列に誤り訂正符号の復号化方式を適用して復号情報系列を得るとともに、伝送情報系列と復号情報系列とを照合し、伝送情報系列と復号情報系列とが一致する場合に試験片から励起光照射パターンに応じた発光があったと判定する信号処理部とを備える。ここで、「励起光によって試験片にて励起された光」は、例えば、蛍光、ラマン散乱光、燐光等を含む。

本発明では、微弱光検出システムは、伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより、誤り訂正符号系列を生成する誤り訂正符号生成部をさらに備えるとよい。

微弱光検出システムは、誤り訂正符号系列を拡散符号により拡散する拡散符号器をさらに備えるとよい。この場合、励起光照射部は、拡散符号器が誤り訂正符号系列を拡散符号により拡散した励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射するとよい。また、拡散符号器は、受光部の出力信号に対し拡散符号による逆拡散を行い、受光符号系列特定部は、拡散符号器にて逆拡散された受光部の出力信号に基づき受光符号系列を特定するとよい。

本発明では、信号処理部が発光があったと判定した場合に、受光部での受光強度に基づいて、試験片に含まれる被験物質又は被励起物質の量を推定する推定部をさらに備えるとよい。

また、本発明の実施形態に係る微弱光検出方法は、所定の伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して得られる誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射する工程と、励起光によって試験片にて励起された光を受光する工程と、受光する工程における受光強度の変化に基づき受光符号系列を特定する工程と、受光符号系列に誤り訂正符号の復号化方式を適用して復号情報系列を得る工程と、伝送情報系列と復号情報系列とを照合し、伝送情報系列と復号情報系列とが一致する場合に試験片から励起光照射パターンに応じた発光があったと判定する工程とを備える。

本発明では、伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより、誤り訂正符号系列を生成する工程をさらに備えるとよい。

また、この微弱光検出方法においては、照射する工程において、誤り訂正符号系列を拡散符号で拡散した励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射するとよい。この場合、受光する工程における受光強度の変化に基づく信号に対し拡散符号による逆拡散を行う工程をさらに備え、受光符号系列を特定する工程において、逆拡散を行う工程にて逆拡散された信号に基づき受光符号系列を特定するとよい。

本発明では、判定する工程において発光があったと判定した場合に、受光する工程における受光強度に基づいて、試験片に含まれる被験物質又は被励起物質の量を推定する工程をさらに備えるとよい。

蛍光検出システム１の外観を示す模式図である。 蛍光検出システム１の機器内部の簡便な構成例を示す図である。 制御部１５の構成を示す機能ブロック図である。 試験片２の構成を示す模式図である。 蛍光検出システム１の動作手順を示すフローチャートである。 実施形態の変形例における制御部１５Ａの構成を示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る蛍光検出システム１を説明する。蛍光検出システム１は、励起光によって励起される蛍光を検出する。本実施形態における蛍光検出システム１は、蛍光物質を標識抗体として使用したイムノクロマト法を原理とする測定機器である、いわゆる蛍光イムノクロマトリーダである。

図１は、蛍光検出システム１の外観を示す模式図である。図１に示されるように、蛍光検出システム１は、表示部１１、操作部１２、挿入部１３、及び印刷部１４を備える。

表示部１１は、制御部１５による制御の下で測定結果等を表示する。表示部１１としては、例えば液晶ディスプレイを用いるとよい。操作部１２は、オペレータが操作するための入力手段である。操作部１２としては、押しボタンスイッチ等の物理的なスイッチを用いてもよいし、表示部１１に重ねて配置されたタッチパネルを用いて表示部１１と協働して実現されるタッチパネルディスプレイとしてもよい。挿入部１３は、試験片２を挿入するための挿入口である。挿入部１３は、例えば、蛍光検出システム１の筐体から着脱可能であり、試験片２の外径に合わせた凹部が設けられたトレイ状に構成され、当該凹部に試験片２を嵌め込んだ状態で挿入部１３を筐体に取り付けることにより、試験片２を蛍光検出システム１の内部の適切な位置に挿入できるように構成するとよい。印刷部１４は、制御部１５による制御の下、測定結果を印刷するプリンタであり、例えば感熱式、インクジェット式等のプリンタを用いるとよい。

図２は蛍光検出システム１の機器内部の簡便な構成例を示す図であり、図３は制御部１５の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように蛍光検出システム１は、制御部１５、光学ユニット保持部１６、光学ユニット１７、及び試験片保持部１８を備える。

光学ユニット保持部１６は、蛍光検出システム１の内部において、光学ユニット１７を保持する。光学ユニット保持部１６は、モータ（不図示）を備え、制御部１５による制御の下で、光学ユニット１７を試験片保持部１８に対して相対的に移動させる。

試験片保持部１８は、蛍光検出システム１の内部において、挿入部１３から挿入された試験片２を、光学ユニット１７と対向する位置に保持する。試験片保持部１８は、モータ（不図示）を備え、制御部１５による制御の下で、試験片２を光学ユニット１７に対して相対的に移動させる。光学ユニット１７と試験片２の位置関係は、光学ユニット保持部１６及び試験片保持部１８が備えるモータによって試験片の長手方向に移動可能とされる。実際に移動するのが光学ユニット１７か試験片か２あるいは両方かは限定されない。

光学ユニット１７は、励起光照射部１７１と蛍光受光部１７２とを備える。励起光照射部１７１は、蛍光標識からの蛍光を励起することのできる波長の励起光を発する光源であり、本実施形態では発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。後述するように、励起光照射部１７１は、制御部１５が備える誤り訂正符号生成部１５１が生成する誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンで励起光を断続的に照射する。励起光照射部１７１として、ＬＥＤ以外の変調されたパターンでの断続的な照射が可能な発光素子（例えばレーザダイオード等）を用いてもよい。また、励起光照射部１７１は、水銀ランプ、ハロゲンランプ及びキセノンランプの断続的な照射が困難な光源に、チョッパ、シャッタ等の照射光を遮断可能な部材を組み合わせて、変調されたパターンで励起光を断続的に照射する構成としてもよい。また、励起光照射部１７１から発せられる光のうち蛍光標識の励起に適した特定の波長成分のみを透過するフィルタを備えていることがより好ましい。

蛍光受光部１７２は、励起された蛍光を受光する受光素子を備える。受光素子としては、例えば光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）、ＭＰＰＣ（Multi-Pixel Photon Counter）等を用いることが好ましい。蛍光受光部１７２として、これらの高感度の受光素子を用いれば、目視では確認できない微弱な蛍光や非可視光の波長の蛍光を検出することができる。また、検出した蛍光の強度を定量的に測定できることから標的物質の定量も可能となる。蛍光受光部１７２は、受光強度を示すアナログ信号を制御部１５のＡ／Ｄ変換器１５３に出力する。

制御部１５は、蛍光検出システム１の各部の制御を司る。図３に示すように、制御部１５は、誤り訂正符号生成部１５１、ＬＥＤドライバ１５２、Ａ／Ｄ変換器１５３、信号処理部１５４、及びモータ駆動部１５５を備える。制御部１５は、これらの他、表示部１１を制御し測定結果や操作インタフェースを表示させる表示制御部１５６、印刷部１４を制御し測定結果を印刷させる印刷制御部１５７、及び操作部１２に対する入力操作を受け付ける操作インタフェース部１５８を備える。

誤り訂正符号生成部１５１は、伝送情報系列に対して所定の誤り訂正符号の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより、誤り訂正符号系列を生成して出力する。誤り訂正符号の符号化方式としては、ターボ符号、リード・ソロモン符号、ハミング符号、ＢＣＨ符号、等のブロック符号、最尤復号法を用いる符号（ビタビ符号）、Ｗｙｎｅｒ−Ａｓｈ符号等の畳み込み符号等の任意の方式を用いることができるが、高い符号化利得を得ることができる符号化方式（例えば、ターボ符号、リード・ソロモン符号、ビタビ符号）を用いることが好ましい。伝送情報系列は固定の情報系列としてもよいし、例えばランダムな情報系列のように動的に変動する情報系列としてもよい。誤り訂正符号生成部１５１は、生成した誤り訂正符号系列をＬＥＤドライバ１５２に与える。また、誤り訂正符号生成部１５１は、符号化前の伝送情報系列を信号処理部１５４に与える。

ＬＥＤドライバ１５２は、励起光照射部１７１を構成するＬＥＤを駆動する。ＬＥＤドライバ１５２は、誤り訂正符号生成部１５１が生成した誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンで励起光照射部１７１のＬＥＤを明滅させる。すなわち、ＬＥＤドライバ１５２は、誤り訂正符号系列の先頭ビットから最終ビットまで、所定の変調周期毎に順番に対象ビットを切り替えつつ、当該対象ビットの値に応じてＬＥＤを点灯又は消灯させることにより、励起光照射部１７１のＬＥＤを明滅させる。ＬＥＤドライバ１５２は、励起光照射部１７１、試験片２内の標識物質、及び蛍光受光部１７２が応答可能なレートで変調を行う。

Ａ／Ｄ変換器１５３は、蛍光受光部１７２から受光強度を示すアナログ信号を受け取り、これをデジタル信号に変換して受信符号系列として信号処理部１５４に供給する。Ａ／Ｄ変換器１５３は、本発明における受光符号系列特定部の一例であり、蛍光の受光強度の変化に基づき受光符号系列を特定する。Ａ／Ｄ変換器１５３は、ＬＥＤドライバ１５２による変調レートと同一またはそれ以上のレートでＡ／Ｄ変換を行う。

信号処理部１５４は、Ａ／Ｄ変換器１５３から受信符号系列を受け取り、受信符号系列に誤り訂正符号の復号化方式を適用して復号処理を行って復号情報系列を生成する。誤り訂正符号系列に対する誤りが受信符号系列に含まれない場合、及び含まれる誤りが訂正可能な範囲内である場合には、復号情報系列は伝送情報系列と一致することになる。信号処理部１５４は、この復号情報系列を誤り訂正符号生成部１５１から受け取った伝送情報系列と照合する。復号情報系列と伝送情報系列とが一致する場合、信号処理部１５４は、励起光に応じた蛍光の発光があった（すなわち被験物質が検体中に含まれていた）という測定結果を示す信号を出力する。信号処理部１５４は、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）により構成されるとよい。

モータ駆動部１５５は、光学ユニット保持部１６及び試験片保持部１８が備えるモータを駆動制御する。

上記のように構成される蛍光検出システム１で測定対象とされる試験片２は、標識物質として蛍光物質とするものであれば、一般的なイムノクロマトグラフィー検査法で用いられるものと同様でよく、特に限定されることはない。また、当該試験片に用いられる各種素材についても一般的な部材であればよい。

例えば、試験片２は、図４に示すように、サンプルパッド２１、コンジュゲートパッド２２、メンブレン２３、吸収パッド２４、および支持体（バッキングシート）２５から構成される。

サンプルパッド２１は、患者等から採取した検体が滴下される部位である。検体は、検体を直接、あるいはスポイトや滴下チューブ等で滴下される。サンプルパッド２１に供給された検体は毛細管現象によりコンジュゲートパッド２２へ移行する。

コンジュゲートパッド２２には標識物質が含浸されており、この標識物質がサンプルパッド２１から移行してきた検体中の被験物質（抗原）と結合しつつ当該パッドを通過してメンブレン２３上へと移行する。標識物質として使用される蛍光物質は、ユウロピウム、テルビウム、フルオレセインなどが挙げられるが、これらに限定されない。

メンブレン２３上には、検体中に含まれる被験物質を抗原抗体反応により捕捉する捕捉抗体が塗布されたサンプルライン２３１と、検体がサンプルライン２３１を越えてメンブレン上を展開したことを確認するためのコントロールライン２３２とが設けられる。吸収パッド２４は、メンブレン２３を通過した検体を吸収し保持するパッドである。支持体２５は、サンプルパッド２１、コンジュゲートパッド２２、メンブレン２３、及び吸収パッド２４を背面側から支持する基材である。

続いて、以上のように構成される蛍光検出システム１の動作及び使用方法について説明する。図５は、蛍光検出システム１を用いた蛍光検出方法の手順を示すフローチャートである。

蛍光検出システム１での測定に先立ち、医師、看護師等のオペレータは、被験者から検体を採取する。そして、被験者から採取した検体を試験片２のサンプルパッド２１に滴下する（ステップＳ０１）。コントロールライン２３２が変色し検体がサンプルライン２３１を超えてメンブレン２３に展開されたことを確認後（ステップＳ０２）、オペレータは試験片２を挿入部１３に挿入する（ステップＳ０３）。そして、操作部１２を操作して測定を開始する（ステップＳ０４）。

測定が開始されると、制御部１５はモータ駆動部１５５によりモータを駆動して、光学ユニット１７と試験片２のサンプルライン２３１が設けられた位置とが対向するよう位置合わせを行う（ステップＳ０５）。

続いて、誤り訂正符号生成部１５１が伝送情報系列に対して所定の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより、誤り訂正符号系列を生成して出力する（ステップＳ０６）。このとき、伝送情報系列は信号処理部１５４に送られ、誤り訂正符号系列はＬＥＤドライバ１５２に送られる。そして、ＬＥＤドライバ１５２が、励起光照射部１７１の光源であるＬＥＤを駆動し、誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンに従って明滅する励起光を試験片２のサンプルライン２３１を含む領域に照射させる。

励起光が照射されると、試験片２のサンプルライン２３１に被験物質が捕捉されていない場合には、励起光の明滅に従って蛍光は発光しないが、サンプルライン２３１に被験物質が捕捉されている場合には、励起光の明滅に従って蛍光が発光する。

蛍光受光部１７２は、励起光の明滅に応じて試験片２から発せられる蛍光を受光し、受光強度に応じたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１５３に出力する（ステップＳ０７）。Ａ／Ｄ変換器１５３は、受光強度に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換して受信符号系列として信号処理部１５４に供給する（ステップＳ０８）。

信号処理部１５４は、受信符号系列に対し復号処理を行って復号情報系列を生成する（ステップＳ０９）。そして、信号処理部１５４は、復号情報系列を誤り訂正符号生成部１５１から受け取った伝送情報系列と照合し（ステップＳ１０）、両者が一致する場合には励起光に応じた蛍光の発光があった（すなわち被験物質が検体中に含まれていた）という測定結果を示す信号を出力する。この測定結果に応じて、表示部１１は測定結果を表示し、印刷部１４は測定結果を印刷する（ステップＳ１１）。

以上で説明した本発明に係る蛍光検出システム１及び蛍光検出方法によれば、信号処理部１５４が復号処理を行って復号情報系列を生成する際に、受信符号系列に含まれる誤りが訂正可能な範囲内であれば、伝送情報系列と一致する復号情報系列が生成される。その結果、試験片２のサンプルライン２３１に捕捉された被験物質が極微量であり、蛍光の強度が微弱であってノイズの影響により受信符号系列に誤りが混入した場合でも、その誤りが訂正可能な範囲内であれば、蛍光の発光があったこと（すなわち被験物質が検体中に含まれていたこと）を検知することができる。

このようにノイズに埋もれてしまうほど微弱が蛍光を検出することができるので、本発明に係る蛍光検出システム１及び蛍光検出方法は、極微量の被験物質を検出することが可能である。したがって、例えば、被験物質が感染後に時間とともに増殖するような性質のものである場合には、感染後の初期段階で被験物質を検出することが可能となる。また、従来と比べて採取する検体の量を少量にすることも可能となる。

このように、本発明に係る蛍光検出システム１及び蛍光検出方法によれば、簡易な構成によって、目的とする蛍光標識を高Ｓ／Ｎ比で検出することが可能となる。

〔実施形態の変形〕
上記の実施形態では、励起光照射部１７１は、誤り訂正符号系列そのもので変調した励起光照射パターンにより励起光を試験片２に照射したが、誤り訂正符号系列を拡散符号により拡散した励起光照射パターンにより励起光を試験片２に照射してもよい。この場合、蛍光受光部１７２の出力信号に対して誤り訂正符号系列に対して適用したものと同じ拡散符号による逆拡散を行い、これをＡ／Ｄ変換器１５３が、デジタル信号に変換して受信符号系列とするとよい。

図６は上述のように拡散／逆拡散を行う場合に制御部１５に代えて設けられる制御部１５Ａの構成例を示している。なお、以下では、制御部１５と同様の構成については説明を省略する。図６に示すように、制御部１５Ａは、制御部１５の構成に加え、拡散符号器１５９を備える。拡散符号器１５９は、誤り訂正符号生成部１５１とＬＥＤドライバ１５２の間、及び蛍光受光部１７２とＡ／Ｄ変換器１５３との間に設けられる。拡散符号器１５９は、拡散符号生成部１５９ａ、発光側乗算器１５９ｂ、移相器１５９ｃ、及び受光側乗算器１５９ｄを備える。拡散符号生成部１５９ａは、拡散／逆拡散に用いる拡散符号で変調された拡散符号系列を、発光側乗算器１５９ｂと移相器１５９ｃに出力する。

発光側乗算器１５９ｂは、誤り訂正符号生成部から出力される誤り訂正系列に、拡散符号系列を乗算することによって拡散し、励起光照射パターンとしてＬＥＤドライバ１５２に供給する。ＬＥＤドライバ１５２はこの励起光照射パターンで励起光照射部１７１のＬＥＤを駆動して、試験片２に励起光を照射させる。

移相器１５９ｃは、拡散符号系列の移送を適宜変化させて受光側乗算器１５９ｄに供給する。受光側乗算器１５９ｄは、移相器１５９ｃから供給された拡散符号系列を、蛍光受光部１７２の出力信号に乗算することにより逆拡散を行い、Ａ／Ｄ変換器１５３に供給する。Ａ／Ｄ変換器１５３は、逆拡散された信号をデジタル信号に変換して受信符号系列とする

なお、上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、本発明の蛍光検出システム及び蛍光検出方法を蛍光イムノクロマトリーダに適用する場合を例に説明したが、本発明の蛍光検出システム及び蛍光検出方法は、蛍光物質を標識として利用して検出する他の測定装置・測定手法（例えば、ＥＬＩＳＡ法、フローサイトメトリー法）にも適用することが可能である。

また、上記の実施形態では、測定結果として励起光に応じた蛍光の発光があったか否かという定性的な判定の結果を出力したが、蛍光の発光があった場合に、その強度についての定量的な情報も測定結果として出力するようにしてもよい。また、復号情報系列と伝送情報系列とが一致したときの蛍光の強度から、蛍光物質の量や検体中の被験物質の濃度を推定して出力するようにしてもよい。なお、蛍光の光量（強度）が十分に大きく連続的に光量が変化するとみなせるアナログ領域では、蛍光物質の量や検体中の被験物質の濃度は蛍光の光量に比例する関係にあり、その比例係数は予め測定等により求めておくことができるところ、蛍光の光量が小さく連続的に光量が変化するとはみなせないパルス領域においても、アナログ領域での比例関係に当て嵌めて光量（強度）から蛍光物質の量や検体中の被験物質の濃度を推定するとよい。このようにすれば、復号情報系列と伝送情報系列とが一致したときの受光強度（正確には蛍光は明滅するため受光強度の最大値、又は平均値）に基づいて、蛍光物質の量や検体中の被験物質の濃度を定量化することが可能となる。このようにして定量化した値に基づき、例えば疾病罹患の陽性／陰性を判定してもよいし、陽性と判定する閾値に満たない要請予備軍を特定してもよい。また、蛍光の強度、蛍光物質の量、検体中の被験物質の濃度等のデータをサーバ等に蓄積してもよい。

また、上記の実施形態では、蛍光検出システムが誤り訂正符号生成部を備え、伝送情報系列に誤り訂正符号の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより誤り訂正符号系列を生成したが、伝送情報系列が固定である場合には誤り訂正符号生成部を設けなくてもよい。この場合、例えば、予め伝送情報系列とそれを符号化した誤り訂正符号系列とを記憶素子等に格納しておき、必要に応じてこれを読み出して使用するようにするとよい。

また、上記の実施形態では、支持体上にサンプルパッド、コンジュゲートパッド、メンブレン、吸収パッド等が設けられた一般的な試験片を用いる場合を例に説明したが、プラズモニックチップのように蛍光を増強させる機能を有するものを試験片として用いてもよい。

また、上記の実施形態では、励起光で励起された光として蛍光を検出する蛍光検出システムを例に説明したが、蛍光に限定されず、本発明は励起光で励起された光を検出する様々な手法に適用することができる。例えば、励起光を照射することにより生じるラマン散乱光を観測するラマン分光法のような、励起光で励起された光を観測する測定手法に本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態では、蛍光検出システム１は、一体の装置として構成されたが、相互に通信可能な複数の装置を組み合わせて実現してもよい。例えば、制御部１５の一部の機能を遠隔のサーバ等により実現してもよい。

また、前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１ 蛍光検出システム
１１ 表示部
１２ 操作部
１３ 挿入部
１４ 印刷部
１５ 制御部
１５１ 誤り訂正符号生成部
１５２ ＬＥＤドライバ
１５３ Ａ／Ｄ変換器
１５４ 信号処理部
１５５ モータ駆動部
１６ 光学ユニット保持部
１７ 光学ユニット
１７１ 励起光照射部
１７２ 蛍光受光部
１８ 試験片保持部
２ 試験片

Claims (10)

1. 所定の伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して得られる誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射する励起光照射部と、
   前記励起光によって前記試験片にて励起された光を受光する受光部と、
   前記受光部における受光強度の変化に基づき受光符号系列を特定する受光符号系列特定部と、
   前記受光符号系列に誤り訂正符号の復号化方式を適用して復号情報系列を得るとともに、前記伝送情報系列と前記復号情報系列とを照合し、前記伝送情報系列と前記復号情報系列とが一致する場合に前記試験片から前記励起光照射パターンに応じた発光があったと判定する信号処理部と
   を備えることを特徴とする微弱光検出システム。
2. 前記伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより、誤り訂正符号系列を生成する誤り訂正符号生成部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の微弱光検出システム。
3. 前記誤り訂正符号系列を拡散符号により拡散する拡散符号器をさらに備え、
   前記励起光照射部は、前記拡散符号器が前記誤り訂正符号系列を前記拡散符号により拡散した励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射することを特徴とする請求項１または２に記載の微弱光検出システム。
4. 前記拡散符号器は、前記受光部の出力信号に対し前記拡散符号による逆拡散を行い、
   前記受光符号系列特定部は、前記拡散符号器にて逆拡散された前記受光部の出力信号に基づき受光符号系列を特定することを特徴とする請求項３に記載の微弱光検出システム。
5. 前記信号処理部が発光があったと判定した場合に、前記受光部での受光強度に基づいて、試験片に含まれる被験物質又は被励起物質の量を推定する推定部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の微弱光検出システム。
6. 所定の伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して得られる誤り訂正符号系列によって変調された励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射する工程と、
   前記励起光によって前記試験片にて励起された光を受光する工程と、
   前記受光する工程における受光強度の変化に基づき受光符号系列を特定する工程と、
   前記受光符号系列に前記誤り訂正符号の復号化方式を適用して復号情報系列を得る工程と、
   前記伝送情報系列と前記復号情報系列とを照合し、前記伝送情報系列と前記復号情報系列とが一致する場合に前記試験片から前記励起光照射パターンに応じた発光があったと判定する工程と
   を備える微弱光検出方法。
7. 前記伝送情報系列に対して誤り訂正符号の符号化方式を適用して冗長ビットを付加することにより、誤り訂正符号系列を生成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の微弱光検出方法。
8. 前記照射する工程において、誤り訂正符号系列を拡散符号で拡散した励起光照射パターンにより励起光を試験片に照射することを特徴とする請求項６に記載の微弱光検出方法。
9. 前記受光する工程における受光強度の変化に基づく信号に対し前記拡散符号による逆拡散を行う工程をさらに備え、
   前記受光符号系列を特定する工程において、前記逆拡散を行う工程にて逆拡散された信号に基づき受光符号系列を特定することを特徴とする請求項８に記載の微弱光検出方法。
10. 前記判定する工程において発光があったと判定した場合に、前記受光する工程における受光強度に基づいて、試験片に含まれる被験物質又は被励起物質の量を推定する工程をさらに備えることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の微弱光検出方法。
    
    

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