JP2020118693A - 試料分析用ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】微粒子が捕捉されている反応領域がずれた位置に形成されても微粒子の検出精度の悪化を抑制できる試料分析用ディスクを提供する。【解決手段】 外周部に形成された基準位置識別部７２と、凸部と凹部とが半径方向に交互に配置されたトラック領域７５と、トラック領域７５に微粒子６４を計数する領域である反応領域６６をそれぞれ備えた複数の公差領域６７と、を有する試料分析用ディスク７０であって、微粒子６４が捕捉された試料分析用ディスク７０に対し、公差領域６７にレーザ光２０ａを照射された際の反射光から生成された受光レベル信号ＪＳと、基準位置識別部７２に基づいて生成された複数の計測ゲート信号ＧＳとを用いて反応領域６６の凹部に捕捉された微粒子６４が計数されることを特徴とする試料分析用ディスク７０を提供する。【選択図】図６

Description

本発明は、抗原、抗体等の生体物質を分析するための試料分析用ディスクに関する。

疾病に関連付けられた特定の抗原または抗体をバイオマーカーとして検出することで、疾病の発見や治療の効果等を定量的に分析する免疫検定法（immunoassay）が知られている。

特許文献１には、試料分析用ディスク上の反応領域に固定された抗体と試料中の抗原とを結合させ、抗体を有する微粒子によって抗原を標識し、光ピックアップから照射されるレーザ光を走査することにより、反応領域に捕捉された微粒子を検出する分析装置が記載されている。特許文献１に記載されている分析装置は、光ディスク装置を検体検出用に利用したものである。

特開２０１５−１２７６９１号公報

特許文献１に記載されているような従来の分析装置では、試料分析用ディスクにカートリッジを装着してウェルを形成する。ウェルに試料液や緩衝液を注入し、抗原抗体反応を進行させることにより反応領域を形成する。即ち、ウェルは試料液や緩衝液を溜めるための容器として機能する。試料分析用ディスクとカートリッジとの間にシリコーンゴム等の弾性変形部材で作製したパッキンを配置することにより、溶液の漏れる可能性を低減することができる。

しかしながら、カートリッジを試料分析用ディスクにパッキンを介して装着する場合、パッキンは弾性変形部材であるため、変形して固定されてしまうことがある。そのため、カートリッジと試料分析用ディスクとの位置合わせ公差、及び、パッキンの変形による位置ずれにより、反応領域が試料分析用ディスク上の設定された位置からずれた位置に形成されてしまう場合がある。

反応領域がずれた位置に形成されると、反応領域の微粒子を検出する期間のみオン状態になる計測ゲート信号と、実際に反応領域で検出される微粒子パルス信号とのタイミングが合わなくなってしまう。そのため、微粒子の検出精度を悪化させる要因となる。

本発明は、検出対象物質と結合する微粒子が捕捉されている反応領域が、設定された位置からずれた位置に形成されていても、微粒子の検出精度の悪化を抑制することができる試料分析用ディスクを提供することを目的とする。

本発明は、検出対象物質分析用の微粒子を計数するための試料分析用ディスクであって、外周部に形成された基準位置識別部と、凸部と凹部とが半径方向に交互に配置されたトラック領域と、前記トラック領域に形成され、前記微粒子を計数する領域である反応領域をそれぞれ備えた複数の公差領域と、を有し、前記凹部に前記微粒子が捕捉された前記試料分析用ディスクに対し、前記公差領域にレーザ光を照射された際の反射光から生成された受光レベル信号と、前記基準位置識別部に基づいて生成された複数の計測ゲート信号とを用いて前記反応領域の前記凹部に捕捉された微粒子が計数されることを特徴とする試料分析用ディスクを提供する。

本発明の試料分析用ディスクによれば、検出対象物質と結合する微粒子が捕捉されている反応領域が、設定された位置からずれた位置に形成されていても、微粒子の検出精度の悪化を抑制することができる。

一実施形態の検出対象物質捕捉ユニットを示す平面図である。 図１（ａ）の検出対象物質捕捉ユニットのＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図１（ａ）のウェルをＢ−Ｂで切断した状態を示す拡大斜視図である。 検出対象物質が抗体と微粒子とによってトラック領域の凹部にサンドイッチ捕獲されている状態を示す模式的な断面図である。 微粒子が検出対象物質と結合した状態でトラック領域の凹部に捕捉されている状態を示す模式的な平面図である。 一実施形態の分析装置を示す構成図である。 基準位置検出センサ及び光ピックアップの検出位置と試料分析用ディスクの切欠き部及び反応領域との位置関係を説明するための平面図である。 設定された位置に形成されている反応領域と計測ゲート信号との関係を示すタイムチャートである。 反応領域が設定された位置からずれた位置に形成されている試料分析用ディスクを示す平面図である。 一実施形態の分析装置による微粒子の分析方法を説明するためのフローチャートである。 一実施形態の分析装置による微粒子の分析方法を説明するためのフローチャートである。 一実施形態の分析装置による微粒子の分析方法を説明するためのフローチャートである。 設定された位置に形成されている反応領域の微粒子パルス信号群と計測ゲート区間と基準位置検出信号ＫＳとの関係を示すタイムチャートである。 設定された位置からずれた位置に形成されている反応領域と計測ゲート信号との関係を示すタイムチャートである。 設定された位置からずれた位置に形成されている反応領域の微粒子パルス信号群と計測ゲート区間と基準位置検出信号ＫＳとの関係を示すタイムチャートである。

［検出対象物質捕捉ユニット］
図１〜図３を用いて、一実施形態の検出対象物質捕捉ユニットを説明する。

図１（ａ）は一実施形態の検出対象物質捕捉ユニットをカートリッジ側から見た状態を示している。図１（ｂ）は検出対象物質捕捉ユニットを試料分析用ディスク側から見た状態を示している。図２（ａ）は図１（ａ）の検出対象物質捕捉ユニットのＡ−Ａ断面を示している。図２（ｂ）はカートリッジが試料分析用ディスクに対して取り外しできることを示している。図３は図１（ａ）のウェルをＢ−Ｂで切断した状態を部分的に拡大して示している。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、検出対象物質捕捉ユニット６０は、試料分析用ディスク７０、カートリッジ８０、及びシール部材９０を備える。

試料分析用ディスク７０は、例えば、ブルーレイディスク（ＢＤ）、ＤＶＤ、コンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスクと同等の円板形状を有する。試料分析用ディスク７０は、例えば、一般的に光ディスクに用いられるポリカーボネート樹脂やシクロオレフィンポリマー等の樹脂材料で形成されている。なお、試料分析用ディスク７０は、上記の光ディスクに限定されるものではなく、他の形態や所定の規格に準拠した光ディスクを用いることもできる。

試料分析用ディスク７０は、中心部に形成された中心孔７１と、外周部に形成された切欠き部７２とを有する。切欠き部７２は試料分析用ディスク７０の基準位置を識別するための基準位置識別部である。

図３に示すように、試料分析用ディスク７０の表面には、凸部７３と凹部７４とが半径方向に交互に配置されたトラック領域７５が形成されている。凸部７３及び凹部７４は、内周部から外周部に向かってスパイラル状に形成されている。凸部７３は光ディスクのランドに相当する。凹部７４は光ディスクのグルーブに相当する。凹部７４の半径方向のピッチに相当するトラックピッチは例えば３２０ｎｍである。

図１（ａ）に示すように、カートリッジ８０は、周方向に形成された複数の円筒状の貫通孔８１を有する。複数の貫通孔８１は、それぞれの中心が同一円周上に位置するように等間隔に形成されている。

図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２（ｂ）に示すように、カートリッジ８０は、中心部に形成された凸部（第１凸部）８２と、外周部に形成された凸部（第２凸部）８３とを有する。

図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、カートリッジ８０を試料分析用ディスク７０に取り付ける場合に、凸部８２を試料分析用ディスク７０の中心孔７１に挿入し、凸部８３を切欠き部７２に挿入することにより、カートリッジ８０と試料分析用ディスク７０とを位置決めすることができる。

図２（ａ）に示すように、シール部材９０はカートリッジ８０と試料分析用ディスク７０との間に配置されている。シール部材９０は例えばシリコーンゴム等の弾性変形部材で作製したリング状のパッキンである。シール部材９０は複数の貫通孔８１の周囲にそれぞれ配置されている。カートリッジ８０を試料分析用ディスク７０に取り付けると、シール部材９０は、トラック領域７５の凹部７４を埋めるように弾性変形する。なお、図３はシール部材９０が弾性変形する前の状態を示している。

図２（ａ）及び図３に示すように、検出対象物質捕捉ユニット６０は、カートリッジ８０の貫通孔８１とシール部材９０と試料分析用ディスク７０のトラック領域７５とによって形成される複数のウェル６１を有する。貫通孔８１及びシール部材９０の内周面はウェル６１の内周面を構成し、試料分析用ディスク７０のトラック領域７５はウェル６１の底面を構成している。ウェル６１は試料液や緩衝液等の溶液を溜めるための容器である。シール部材９０により、ウェル６１から溶液が漏れる可能性を低減することができる。

なお、図１（ａ）では、一例として８つのウェル６１を示しているが、ウェル６１の数はこれに限定されるものではない。

図２（ｂ）に示すように、カートリッジ８０と試料分析用ディスク７０とを分離することができる。検出対象物質を標識する微粒子の検出及び計測は、カートリッジ８０が分離された試料分析用ディスク７０単体で行われる。
［反応領域の形成］
図４及び図５を用いて、検出対象物質捕捉ユニット６０の試料分析用ディスク７０上に反応領域を形成する方法を説明する。

抗体（第１の結合物質）６２を含む緩衝液を、検出対象物質捕捉ユニット６０のウェル６１に注入してインキュベートさせる。これにより、図４に示すように、抗体６２は、ウェル６１の底面を構成する試料分析用ディスク７０のトラック領域７５上に固定される。

緩衝液を排出してウェル６１内を洗浄した後、抗原である検出対象物質（エクソソーム）６３を含む試料液を、ウェル６１に注入してインキュベートさせる。検出対象物質６３は、抗体６２と抗原抗体反応によって特異的に結合する。その結果、検出対象物質６３はトラック領域７５、具体的にはトラック領域７５の凹部７４に捕捉される。検出対象物質６３であるエクソソームの大きさは１００ｎｍ程度である。

試料液を排出してウェル６１内を洗浄した後、標識となる微粒子６４を含む緩衝液を、ウェル６１に注入してインキュベートさせる。微粒子６４の表面には検出対象物質６３と抗原抗体反応によって特異的に結合する抗体（第２の結合物質）６５が固定されている。微粒子６４の大きさは２００ｎｍ程度である。

微粒子６４は、検出対象物質６３と結合した状態でトラック領域７５の凹部７４に捕捉される。即ち、検出対象物質６３は、抗体６２と微粒子６４とによってトラック領域７５の凹部７４にサンドイッチ捕獲される。図５は、微粒子６４が検出対象物質６３と結合した状態でトラック領域７５の凹部７４に捕捉されている状態の一例を示している。

図２（ｂ）に示すように、カートリッジ８０及びシール部材９０を試料分析用ディスク７０から取り外す。試料分析用ディスク７０における、ウェル６１の底面に対応するトラック領域７５は、抗原抗体反応によって検出対象物質６３及び微粒子６４が捕獲されている反応領域６６である。即ち、試料分析用ディスク７０には、複数のウェル６１にそれぞれ対応して、標識である微粒子６４が捕捉された複数の反応領域６６が形成されている。
［分析装置］
図６を用いて、一実施形態の分析装置を説明する。

検出対象物質６３であるエクソソームの大きさは１００ｎｍ程度と小さいため、光学的に直接検出することは難しい。分析装置１は反応領域６６に捕捉されている微粒子６４を検出し、計測することにより、微粒子６４と特異的に結合する検出対象物質６３を間接的に検出し、計測する。

分析装置１は、ターンテーブル２、クランパ３、ターンテーブル駆動部４、ターンテーブル駆動回路５、基準位置検出センサ６、ガイド軸７、光ピックアップ２０、光ピックアップ駆動回路８、制御部９、記憶部１０、及び表示部１１を備える。なお、分析装置１は表示部１１を備えていなくてもよく、外部の表示部を用いてもよい。

ターンテーブル２上には、試料分析用ディスク７０が、反応領域６６が下向きになるように載置される。

クランパ３は、ターンテーブル２に対して離隔する方向及び接近する方向、即ち、図６の上方向及び下方向に駆動される。試料分析用ディスク７０は、クランパ３が下方向に駆動されると、クランパ３とターンテーブル２とによって保持される。

ターンテーブル駆動部４は、ターンテーブル２を試料分析用ディスク７０及びクランパ３と共に、回転軸Ｃ２回りに回転駆動させる。ターンテーブル駆動部４としてスピンドルモータを用いてもよい。

ターンテーブル駆動回路５はターンテーブル駆動部４を制御する。例えば、ターンテーブル駆動回路５は、ターンテーブル２が試料分析用ディスク７０及びクランパ３と共に一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動部４を制御する。

基準位置検出センサ６は試料分析用ディスク７０の外周部近傍に配置されている。基準位置検出センサ６は、例えばフォトリフレクタ等の光センサである。

基準位置検出センサ６は、試料分析用ディスク７０が回転している状態で試料分析用ディスク７０の外周部に検出光６ａを照射し、試料分析用ディスク７０からの反射光を受光する。

基準位置検出センサ６は試料分析用ディスク７０の切欠き部７２を検出して基準位置検出信号ＫＳを生成し、制御部９へ出力する。基準位置検出信号ＫＳは、切欠き部７２が基準位置検出センサ６の検出位置、即ち検出光６ａが照射される位置に到達すると立ち上がってオン状態となり、通過すると立ち下がってオフ状態となるパルス信号である。

即ち、基準位置検出センサ６は、試料分析用ディスク７０の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。基準位置検出センサ６として透過型の光センサを用いてもよい。この場合、基準位置検出センサ６は、試料分析用ディスク７０に検出光６ａを照射し、切欠き部７２を通過する検出光６ａを受光することにより、試料分析用ディスク７０の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。

ガイド軸７は、試料分析用ディスク７０と並行に、かつ、試料分析用ディスク７０の半径方向に沿って配置されている。

光ピックアップ２０はガイド軸７に支持されている。光ピックアップ２０は、ガイド軸７に沿って、ターンテーブル２の回転軸Ｃ２に直交する方向であり、試料分析用ディスク７０の半径方向に、かつ、試料分析用ディスク７０と並行に駆動される。

光ピックアップ２０は対物レンズ２１を備えている。光ピックアップ２０は試料分析用ディスク７０に向けてレーザ光２０ａを照射する。レーザ光２０ａは対物レンズ２１によって試料分析用ディスク７０の反応領域６６が形成されているトラック領域７５に集光される。試料分析用ディスク７０を回転させた状態で光ピックアップ２０を試料分析用ディスク７０の半径方向に駆動させることにより、図４に示すように、レーザ光２０ａはトラックに相当する凹部７４に沿って走査される。

光ピックアップ２０は試料分析用ディスク７０からの反射光を受光する。光ピックアップ２０は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳを生成し、制御部９へ出力する。

光ピックアップ駆動回路８は光ピックアップ２０の駆動を制御する。例えば光ピックアップ駆動回路８は、光ピックアップ２０をガイド軸７に沿って移動させたり、光ピックアップ２０の対物レンズ２１を上下方向に移動させたりする。

制御部９は、ターンテーブル駆動回路５及び光ピックアップ駆動回路８を制御する。制御部９として、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてもよい。

制御部９は、ターンテーブル駆動回路５を制御して、ターンテーブル２を例えば一定の線速度で回転させたり停止させたりする。制御部９は、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０を試料分析用ディスク７０の半径方向の目標位置まで移動させたり、レーザ光２０ａがトラック領域７５に集光されるように対物レンズ２１の上下位置を調整したりする。

制御部９は、基準位置検出センサ６から出力された基準位置検出信号ＫＳに基づいて試料分析用ディスク７０の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。制御部９は、検出された基準位置に基づいて反応領域６６を特定する。

記憶部１０にはトラック毎に計測パラメータＳＰが記憶されている。計測パラメータＳＰは、反応領域６６の数、基準位置識別部である切欠き部７２から各反応領域６６までの距離に相当する時間、及び各トラックにおける計測ゲート信号のタイミング等の計測情報を含んでいる。

制御部９は、記憶部１０から計測パラメータＳＰを読み出し、計測パラメータＳＰに基づいて、反応領域６６に対して複数の計測ゲート信号ＧＳを連続して生成する。制御部９は、光ピックアップ２０から出力された受光レベル信号ＪＳから、計測ゲート信号ＧＳ毎に微粒子パルス信号ＢＳを抽出する。

制御部９は、抽出された微粒子パルス信号ＢＳから、検出対象物質６３を標識する微粒子６４の数を計測する。制御部９は、各反応領域６６の微粒子６４の数をトラック毎に加算し、記憶部１０に記憶させる。制御部９は、反応領域６６毎に微粒子６４の数を合算し、表示部１１に表示させる。なお、表示される微粒子６４の数は検出対象物質６３の数に相当する。
［分析方法］
図７〜図１３を用いて、分析装置１による検出対象物質６３の分析方法、具体的には検出対象物質６３を標識する微粒子６４の分析方法を説明する。

図７は、基準位置検出センサ６及び光ピックアップ２０の検出位置と試料分析用ディスク７０の切欠き部７２及び反応領域６６との位置関係を模式的に示している。図７中の符号６ｂは基準位置検出センサ６の検出位置を示している。軸線ＪＬはガイド軸７に相当する。光ピックアップ２０は軸線ＪＬに沿って試料分析用ディスク７０の半径方向に移動する。図７中の符号２０ｂは光ピックアップ２０の検出位置を示している。

図７は、反応領域６６が設定された位置に形成された試料分析用ディスク７０ａを示している。複数の反応領域６６は、それぞれの中心が試料分析用ディスク７０の中心に対して同一円周上に等間隔になるように形成される。即ち、複数の反応領域６６は、試料分析用ディスク７０上のそれぞれ設定された位置、即ち、理想的な位置に形成される。

図７は、光ピックアップ２０の検出位置２０ｂが、反応領域６６の中心が位置する同一円周上に配置されている状態を示している。なお、図７では、基準位置検出センサ６の検出位置６ｂは軸線ＪＬ上に位置しているが、これに限定されるものではない。検出位置６ｂは切欠き部７２を検出できる位置であれば試料分析用ディスク７０の外周部の任意の位置とすることができる。

反応領域６６を形成する過程において、ウェル６１には試料液や緩衝液等の溶液が注入されてインキュベートされる。通常、ウェル６１の底面の外周部には注入された溶液が滞留しやすい。そのため、ウェル６１の底面の外周部に溶液の滞留による不純物が残渣として残ってしまう場合がある。

反応領域６６の外周部はウェル６１の底面の外周部に相当する。不純物が残渣として残っている可能性が高い反応領域６６の外周部を計測することは分析精度を悪化させる要因となる。そこで、反応領域６６の外周部を分析対象から除く分析対象外反応領域６６ｂとし、外周部以外の領域を分析対象とする分析対象反応領域６６ａとする。分析対象反応領域６６ａのみに捕捉されている微粒子６４を分析対象とすることにより、分析精度を向上させることができる。

図８に示すタイムチャートを用いて、設定された位置に形成されている反応領域６６と計測ゲート信号との関係を説明する。図８は反応領域６６が設定された位置（理想的な位置）に形成されている状態を示している。図８中の符号６７は公差領域を示している。公差領域６７については後述する。

カートリッジ８０と試料分析用ディスク７０との位置合わせ公差、及び、シール部材９０の変形による位置ずれにより、反応領域６６は、試料分析用ディスク７０上のそれぞれ設定された位置からずれた位置に形成される場合がある。図９は、反応領域６６が設定された位置からずれた位置に形成された試料分析用ディスク７０ｂを示している。反応領域６６のずれる方向やずれる量は反応領域６６毎に異なる場合がある。

公差領域６７は、反応領域６６が設定された位置からずれた位置に形成された場合を考慮して設定された範囲である。従って、反応領域６６は公差領域６７内の任意の位置に形成される。

図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃのフローチャートを用いて、分析装置１による微粒子６４の具体的な分析方法を説明する。

制御部９は、図１０ＡのステップＳ１にて、試料分析用ディスク７０が一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動回路５を制御し、ターンテーブル駆動部４にターンテーブル２を回転駆動させる。

制御部９は、ステップＳ２にて、基準位置検出センサ６から試料分析用ディスク７０に向けて検出光６ａを照射させる。

制御部９は、ステップＳ３にて、光ピックアップ２０から試料分析用ディスク７０に向けてレーザ光２０ａを照射させる。制御部９は、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０を公差領域６７よりも外側のトラックＴＲｉ−１へ移動させる。図８に示すように、公差領域６７は複数のトラックＴＲｉ〜ＴＲｐに亘って設定されている。トラックＴＲｉ−１は、公差領域６７における一端側のトラックＴＲｉよりも１つ手前（図９における上側）に位置する。トラックＴＲｐは公差領域６７における他端側のトラックである。トラックＴＲｉ〜ＴＲｐ及びトラックＴＲｉ−１の末尾のｉ〜ｐ及びｉ−１はトラック番号を示している。

なお、ステップＳ２の後にステップＳ３を実行させてもよいし、ステップＳ３の後にステップＳ２を実行させてもよいし、ステップＳ２及びステップＳ３を同時に実行させてもよい。

制御部９は、ステップＳ４にて、反応領域番号ｗをリセットする（ｗ＝１）。例えばｗ＝１は切欠き部７２を基準位置として最初に検出される反応領域６６を示す。ｗ＝ｍは切欠き部７２を基準位置として最後に検出される反応領域６６を示す。本実施形態では反応領域６６の数は８であるので、ｍ＝８となる。

制御部９は、図１０ＢのステップＳ５にて、基準位置検出センサ６から、切欠き部７２を検出することにより生成された基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出してトラック番号を更新する（ｉ＝ｉ＋１）。制御部９は、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０をトラックＴＲｉ−１から１つ隣りのトラックＴＲｉへ移動させる。これにより、公差領域６７は光ピックアップ２０の検出位置を通過することになる。

制御部９は、ステップＳ６にて、記憶部１０からトラックＴＲｉの計測パラメータＳＰｉｗを読み出す。計測パラメータＳＰｉｗはトラックＴＲｉにおける反応領域６６ｗ（ｗ＝１〜ｍ）の計測パラメータである。

計測パラメータＳＰｉｗは、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりから最初の計測ゲート信号ＧＳｉ０（ｓ＝０）の立ち上がりまでの時間ＴＤｉｗ、及び、計測ゲート信号ＧＳｉｓを生成する時間等の計測情報を含んでいる。計測ゲート信号ＧＳｉｓの末尾のｓは変数であり、計測ゲート信号番号を示している。時間ＴＤｉｗは切欠き部７２と公差領域６７ｗとの位置関係と試料分析用ディスク７０の回転速度とによりトラック毎に決定される。

制御部９は、ステップＳ７にて、計測パラメータＳＰｉｗに基づいて、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出した時刻から時間ＴＤｉｗが経過した時刻に、計測ゲート信号番号ｓをリセットする（ｓ＝０）。

制御部９は、ステップＳ８にて、計測パラメータＳＰｉｗに基づいて、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出した時刻から時間ＴＤｉｗが経過した時刻に立ち上がるように、パルス幅Ｔｐの計測ゲート信号ＧＳｉｓを生成する。パルス幅Ｔｐは分析装置１に要求される分析精度により決定される。パルス幅Ｔｐを狭くすることにより計測位置精度を向上させることができる。

制御部９は、ステップＳ９にて、計測ゲート信号ＧＳｉｓがオン状態の期間（パルス幅Ｔｐに相当する）に、光ピックアップ２０から出力された受光レベル信号ＪＳから微粒子パルス信号ＢＳを検出し、微粒子６４の数を計測する。なお、受光レベル信号ＪＳには微粒子パルス信号ＢＳ以外にノイズが含まれている場合がある。そのため、制御部９は、受光レベル信号ＪＳに含まれているパルス信号と閾値Ｖｐとを比較し、閾値Ｖｐ以下のパルス信号を微粒子パルス信号ＢＳと判定する。制御部９は、計測した微粒子６４の数を、トラック番号及び反応領域番号ｗと関連付けて記憶部１０に記憶させる。

制御部９は、ステップＳ１０にて、計測ゲート信号ＧＳｉｎ（ｓ＝ｎ）を生成したか否かを判定する。計測ゲート信号ＧＳｉｎはトラックＴＲｉにおいて最後に生成される計測ゲート信号である。計測ゲート信号ＧＳｉｎは記憶部１０から読み出した計測パラメータＳＰｉｗに基づいて決定される。

ステップＳ１０で計測ゲート信号ＧＳｉｎを生成していない（ＮＯ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ１１にて、計測ゲート信号番号を更新（ｓ＝ｓ＋１）し、ステップＳ８にて、次の計測ゲート信号ＧＳｉｓ＋１を生成する。計測ゲート信号ＧＳｉｓ＋１は、計測ゲート信号ＧＳｉｓ＋１の立ち上がりの時刻が計測ゲート信号ＧＳｉｓの立ち下がりの時刻と一致するように生成される。

ステップＳ１０で計測ゲート信号ＧＳｉｎを生成した（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ１２にて、反応領域６６ｍ（ｗ＝ｍ）を計測したか否かを判定する。

ステップＳ１２で反応領域６６ｍを計測していない（ＮＯ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ１３にて、反応領域番号を更新（ｗ＝ｗ＋１）し、ステップＳ７にて、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出した時刻から時間ＴＤｉｗ＋１が経過した時刻に、計測ゲート信号番号ｓをリセットする（ｓ＝０）。

ステップＳ１２で反応領域６６ｍを計測した（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、ステップＳ１４にて、公差領域６７における最後のトラックであるトラックＴＲｐを計測したか否かを判定する。

ステップＳ１４でトラックＴＲｐを計測していない（ＮＯ）と判定された場合、制御部
９は、ステップＳ５にて、基準位置検出センサ６から、切欠き部７２を検出することにより生成された基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出してトラック番号を更新する（ｉ＝ｉ＋１）。制御部９は、光ピックアップ駆動回路８を制御して、光ピックアップ２０をトラックＴＲｉから１つ隣りのトラックＴＲｉ＋１へ移動させる。

ステップＳ１４でトラックＴＲｐを計測した（ＹＥＳ）と判定された場合、制御部９は、図１０ＣのステップＳ１５にて、ターンテーブル駆動回路５を制御して試料分析用ディスク７０の回転を停止させる。

制御部９は、ステップＳ１６にて、基準位置検出センサ６による検出光６ａの照射、及び、光ピックアップ２０によるレーザ光２０ａの照射を停止させる。制御部９は、ステップＳ１７にて、記憶部１０からトラックＴＲｉにおける反応領域６６ｗの各計測ゲート信号ＧＳｉｓによる計測結果を読み出す。

制御部９は、ステップＳ１８にて、各計測ゲート信号ＧＳｉｓによる計測結果からトラックＴＲｉにおける反応領域６６ｗの通過長Ｌｉｗを算出する。制御部９は、ステップＳ１９にて、記憶部１０に予め記憶されているテーブルリストを参照し、通過長Ｌｉｗから分析対象反応領域６６ｗａに該当する計測ゲート区間Ｔｉｗａを特定する。

制御部９は、ステップＳ２０にて、分析対象反応領域６６ｗａの計測ゲート区間Ｔｉｗａにおける微粒子６４の数を計測ゲート信号ＧＳｉｓ毎に加算する。制御部９は、合算された微粒子６４の数を計測結果Ｒｗに加算し、記憶部１０に記憶させる。

制御部９は、ステップＳ２１にて、分析対象反応領域６６ｍａ（ｗ＝ｍ）の計測ゲート区間Ｔｉｗａにおける微粒子６４の数を計測ゲート信号ＧＳｉｓ毎に加算し、合算された微粒子６４の数を計測結果Ｒｍ（ｗ＝ｍ）に加算し、記憶部１０に記憶したか否かを判定する。

ステップＳ２１でＮＯと判定された場合、制御部９は、ステップＳ２２にて、反応領域番号を更新（ｗ＝ｗ＋１）し、ステップＳ１７にて、記憶部１０からトラックＴＲｉにおける反応領域６６ｗ＋１の各計測ゲート信号ＧＳｉｓよる計測結果を読み出す。

ステップＳ２１でＹＥＳと判定された場合、制御部９は、ステップＳ２３にて、トラックＴＲｐ（ｉ＝ｐ）における分析対象反応領域６６ｗａの計測ゲート区間Ｔｉｗａにおける微粒子６４の数を計測結果Ｒｗに加算し、記憶部１０に記憶させたか否かを判定する。

ステップＳ２３でＮＯと判定された場合、制御部９は、ステップＳ２４にて、トラック番号を更新（ｉ＝ｉ＋１）し、ステップＳ１７にて、記憶部１０からトラックＴＲｉ＋１における反応領域６６ｗの各計測ゲート信号ＧＳｉｓよる計測結果を読み出す。

ステップＳ２３でＹＥＳと判定された場合、制御部９は、ステップＳ２５にて、各分析対象反応領域６６ｗａの計測結果を表示部１１に表示する。
［分析対象反応領域の特定方法］
図８、図１１〜図１３を用いて、分析対象反応領域６６ｗａの特定方法を説明する。

図８及び図１１を用いて、反応領域６６ｗが設定された位置に形成されている場合について説明する。

図８に示すように、トラックＴＲｋ（ｉ＝ｋ（ｉ＜ｋ＜ｐ））では、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出した時刻から時間ＴＤｋｗが経過した時刻に立ち上がるように、パルス幅Ｔｐの計測ゲート信号ＧＳｋ０（ｓ＝０）が生成される。さらに連続してパルス幅Ｔｐの計測ゲート信号ＧＳｋ１（ｓ＝１）〜ＧＳｋｎ（ｓ＝ｎ）が生成される。

計測ゲート信号ＧＳｋ０〜ＧＳｋ４がオン状態の期間では、反応領域６６ｗが光ピックアップ２０の検出位置に到達してないため、微粒子パルス信号ＢＳは検出されない。

計測ゲート信号ＧＳｋ５〜ＧＳｋｎ−５がオン状態の期間Ｔｋｗ（ｉ＝ｋ）では、反応領域６６ｗが光ピックアップ２０の検出位置を通過するため、微粒子パルス信号ＢＳが検出される。なお、計測ゲート信号ＧＳｋ５がオン状態の期間、及び計測ゲート信号ＧＳｋｎ−５がオン状態の期間に検出される微粒子パルス信号ＢＳは、分析対象外反応領域６６ｗｂの微粒子パルス信号である。

制御部９は、期間ＴｋｗにトラックＴＲｋにおける試料分析用ディスク７０の回転速度を乗算することにより、反応領域６６ｗの通過長Ｌｋｗ（ｉ＝ｋ）を算出することができる。制御部９は、記憶部１０のテーブルリストを参照して、トラックＴＲｋ（ｉ＝ｋ）における反応領域６６ｗの通過長Ｌｋｗに対応する分析対象反応領域６６ｗａの通過長Ｌｋｗａ（ｉ＝ｋ）を読み出し、通過長Ｌｋｗａに該当する計測ゲート区間Ｔｋｗａ（ｉ＝ｋ）を特定する。トラックＴＲｋにおいては計測ゲート信号ＧＳｋ６〜ＧＳｋｎ−６がオン状態の期間が計測ゲート区間Ｔｋｗａと特定される。

図１１（ａ）は、反応領域６６ｗが設定された位置に形成されている試料分析用ディスク７０ａ（図７参照）から検出された、トラックＴＲｋ（ｉ＝ｋ）における微粒子パルス信号ＢＳ群の一例を示している。図１１（ｂ）は計測ゲート区間Ｔｋｗａを示している。図１１（ｃ）は基準位置検出信号ＫＳを示している。

本実施形態の分析装置及び分析方法では、反応領域６６ｗ毎にトラックＴＲｉにおける反応領域６６ｗの通過長Ｌｉｗを算出し、計測ゲート区間Ｔｉｗａを特定する。これにより、分析対象反応領域６６ｗａのみの微粒子６４を計測することができるので、反応領域６６ｗ全体の微粒子６４を計測する場合と比較して、分析精度を向上させることができる。

図１２及び図１３を用いて、反応領域６６ｗが設定された位置からずれた位置に形成されている場合について説明する。

トラックＴＲｋでは、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がりを検出した時刻から時間ＴＤｋｗが経過した時刻に立ち上がるように、パルス幅Ｔｐの計測ゲート信号ＧＳｋ０（ｓ＝０）が生成される。さらに連続してパルス幅Ｔｐの計測ゲート信号ＧＳｋ１（ｓ＝１）〜ＧＳｋｎ（ｓ＝ｎ）が生成される。

計測ゲート信号ＧＳｋ０〜ＧＳｋ７がオン状態の期間では、反応領域６６ｗが光ピックアップ２０の検出位置に到達してないため、微粒子パルス信号ＢＳは検出されない。

計測ゲート信号ＧＳｋ８〜ＧＳｋｎ−２がオン状態の期間Ｔｋｗ（ｉ＝ｋ）では、反応領域６６ｗが光ピックアップ２０の検出位置を通過するため、微粒子パルス信号ＢＳが検出される。なお、計測ゲート信号ＧＳｋ８，ＧＳｋ９がオン状態の期間、及び計測ゲート信号ＧＳｋｎ−３，ＧＳｋｎ−２がオン状態の期間に検出される微粒子パルス信号ＢＳは、分析対象外反応領域６６ｗｂの微粒子パルス信号を含んでいる。

制御部９は、期間ＴｋｗにトラックＴＲｋにおける試料分析用ディスク７０の回転速度を乗算することにより、反応領域６６ｗの通過長Ｌｋｗ（ｉ＝ｋ）を算出することができる。制御部９は、記憶部１０のテーブルリストを参照して、トラックＴＲｋ（ｉ＝ｋ）における反応領域６６ｗの通過長Ｌｋｗに対応する分析対象反応領域６６ｗａの通過長Ｌｋｗａ（ｉ＝ｋ）を読み出し、通過長Ｌｋｗａに該当する計測ゲート区間Ｔｋｗａ（ｉ＝ｋ）を特定する。トラックＴＲｋにおいては計測ゲート信号ＧＳｋ１０〜ＧＳｋｎ−４がオン状態の期間が計測ゲート区間Ｔｋｗａと特定される。

図１３（ａ）は、反応領域６６ｗが設定された位置からずれた位置に形成されている試料分析用ディスク７０ｂ（図９参照）から検出された、トラックＴＲｋ（ｉ＝ｋ）における微粒子パルス信号ＢＳ群の一例を示している。図１３（ｂ）は計測ゲート区間Ｔｋｗａを示している。図１３（ｃ）は基準位置検出信号ＫＳを示している。

本実施形態の分析装置及び分析方法では、反応領域６６ｗ毎にトラックＴＲｉにおける反応領域６６ｗの通過長Ｌｉｗを算出して計測ゲート区間Ｔｉｗａを特定する。これにより、反応領域６６ｗが設定された位置からずれた位置に形成されている場合においても、分析対象反応領域６６ｗａのみの微粒子６４を計測することができる。

従って、本実施形態の分析装置及び分析方法によれば、反応領域６６ｗが設定された位置からずれた位置に形成されている試料分析用ディスク７０ｂに対しても微粒子６４の検出精度の悪化を抑制することができる。

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変更可能である。

例えば、本実施形態の分析装置１では、反応領域６６が下向きになるように試料分析用ディスク７０をターンテーブル２上に載置する構成としたが、これに限定されるものではなく、反応領域６６が上向きになる構成としてもよい。

１ 分析装置
２ ターンテーブル
４ ターンテーブル駆動部
５ ターンテーブル駆動回路
８ 光ピックアップ駆動回路
９ 制御部
２０ 光ピックアップ
２０ａ レーザ光
６３ 検出対象物質
６４ 微粒子
６６ 反応領域
７０ 試料分析用ディスク
Ｃ２ 回転軸
ＪＳ 受光レベル信号
ＧＳ 計測ゲート信号
Ｔｉｗａ 計測ゲート区間

Claims (1)

1. 検出対象物質分析用の微粒子を計数するための試料分析用ディスクであって、
   外周部に形成された基準位置識別部と、
   凸部と凹部とが半径方向に交互に配置されたトラック領域と、
   前記トラック領域に形成され、前記微粒子を計数する領域である反応領域をそれぞれ備えた複数の公差領域と、
   を有し、
   前記凹部に前記微粒子が捕捉された前記試料分析用ディスクに対し、
   前記公差領域にレーザ光を照射された際の反射光から生成された受光レベル信号と、前記基準位置識別部に基づいて生成された複数の計測ゲート信号とを用いて前記反応領域の前記凹部に捕捉された微粒子が計数されること
   を特徴とする試料分析用ディスク。

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