JP2020173151A - 測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より正確に溶液中における標的物質の濃度を測定する測定方法、および測定装置を提供する。【解決手段】混合溶液２９中における標的物質６１の濃度を測定する測定方法であって、標的物質６１、磁性体６５および標識物質６３を結合させて結合体６０を形成する結合ステップと、混合溶液２９に第１磁場勾配を印加して結合体６０を検出板２１の表面に引き寄せる印加ステップと、混合溶液２９に対して希釈液を加えることにより、標識物質６３の濃度を低下させる希釈ステップと、第１磁場勾配によって検出板２１の表面に引き寄せられた結合体６０が近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより標的物質６１の濃度を測定する測定ステップと、を含む。【選択図】図６Ｂ

Description

本開示は、近接場を利用して、液体中に存在する標的物質の濃度を光学的に測定する測定方法および当該測定方法を実施可能な測定装置に関する。

近年、溶液中に存在する微小な標的物質、特にＤＮＡ、ＲＮＡ等の核酸、またはタンパク質等、ウイルス、細菌等の生体関連物質を検出し、定量する方法が開発されている。当該方法として、特許文献１には、近接場（言い換えると、近接場光）を用いてこれらの標的物質を検出する光学的検出方法が開示されている。特許文献１に開示された光学的検出方法では、検出対象となる標的物質を、標識する標識物質および外力により近接場が照射される範囲に誘導させて検出を行う。

国際公開第２０１７／１８７７４４号

しかしながら、特許文献１に開示された従来の方法においては、標的物質の検出の際に偽陰性または偽陽性が発生し、標的物質の溶液中における濃度の測定の正確さに欠ける場合がある。そこで、本開示は、より正確に溶液中における標的物質の濃度を測定する測定方法、および測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示に係る測定方法の一態様においては、検出板の表面に形成された近接場を用いて、標的物質と磁性体と標識物質とを含む混合溶液中における前記標的物質の濃度を測定する測定方法であって、前記標的物質、前記磁性体および前記標識物質を結合させて結合体を形成する結合ステップと、前記混合溶液に第１磁場勾配を印加して前記結合体を前記検出板の表面に引き寄せる印加ステップと、前記混合溶液に対して希釈液を加えることにより、前記標識物質の濃度を低下させる希釈ステップと、前記第１磁場勾配によって前記検出板の表面に引き寄せられた前記結合体が前記近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより前記標的物質の濃度を測定する測定ステップと、を含む。

また、本開示に係る測定装置の一態様においては、検出板の表面に形成される近接場を用いて、標的物質と磁性体と標識物質とを含む混合溶液中における前記標的物質の濃度を測定する測定装置であって、前記混合溶液を収容し、前記混合溶液中において前記標的物質、前記磁性体および前記標識物質を結合させて結合体を形成するための第１収容部と、前記混合溶液に、前記標識物質の濃度を低下させる希釈液を加える希釈液投入口を有し、前記希釈液が加えられた混合溶液を前記検出板上に収容する第２収容部と、前記第２収容部に収容された前記混合溶液に第１磁場勾配を印加して、前記結合体を前記検出板の表面に引き寄せる印加部と、前記第１磁場勾配によって前記検出板の表面に引き寄せられた前記結合体が前記近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより、前記標的物質の濃度を測定する測定部と、を備える。

本開示に係る測定方法等により溶液中における標的物質の濃度がより正確に測定される。

図１は、実施の形態に係る測定装置の概略構成図である。 図２は、実施の形態に係る測定装置によって検出される結合体について説明する図である。 図３Ａは、実施の形態に係る混合溶液について説明する第１の図である。 図３Ｂは、実施の形態に係る混合溶液について説明する第２の図である。 図３Ｃは、実施の形態に係る混合溶液について説明する第３の図である。 図４は、実施の形態に係る測定方法について説明するフローチャートである。 図５Ａは、実施の形態の変形例１に係る溶液保持部の斜視図である。 図５Ｂは、実施の形態の変形例１に係る溶液保持部の図５Ａのｖ−ｖ線における断面図である。 図６Ａは、実施の形態の変形例２に係る溶液保持部の斜視図である。 図６Ｂは、実施の形態の変形例２に係る溶液保持部の図６Ａのｖｉ−ｖｉ線における断面図である。 図７は、実施例に係る結合体の計数について説明する図である。

（本開示の基礎となった知見）
特許文献１には、近接場を用いて検出板の表面上の標的物質を含む結合体による蛍光または散乱光を光信号として検出する標的物質の光学的検出方法であって、前記結合体は少なくとも前記標的物質と磁性粒子の結合によって形成され、前記結合体を前記表面に平行な方向または前記表面から遠ざける方向に移動させるか或いは前記結合体の姿勢を変化させる第１の磁場を印加する第１の結合体変動工程および前記検出板の裏面側に配される磁場印加部からの第２の磁場の印加により前記結合体を前記表面上に引き寄せるとともに前記第２の磁場を印加した状態で前記磁場印加部を前記検出板の前記表面の面内方向と平行な方向のベクトル成分を持つ方向に移動させ、前記磁場印加部の移動に追従させて前記結合体を移動させるかまたは前記結合体の姿勢を変化させる第２の結合体変動工程のいずれかで実施される結合体変動工程によって生じる前記光信号の低減または変動を計測して、前記標的物質を検出することを特徴とする、光学的検出方法が開示されている。

特許文献１に開示された光学的検出方法では、近接場を用いて検出板の表面上の標的物質を含む結合体（つまり対象物質）による蛍光または散乱光を光信号として検出する、標的物質の光学的検出方法が開示されている。

より具体的には、この光学的検出方法では、結合体は少なくとも標的物質と磁性粒子との結合によって形成されている。また、結合体を検出板の表面に平行な方向もしくは表面から遠ざける方向に移動させるか、または結合体の姿勢を変化させる磁場勾配を印加する第１の結合体変動工程を実施する。または検出板の裏面側に配される磁場印加部からの磁場勾配の印加により結合体を検出板の表面上に引き寄せるとともに、磁場勾配を印加した状態で磁場印加部を検出板の表面の面内方向と平行な方向の移動ベクトル成分を持つ方向に移動させる。このような磁場印加部の移動に追従させて結合体を移動させる、または結合体の姿勢を変化させる第２の結合体変動工程を実施する。

つまり、特許文献１に開示された光学的検出方法は、いずれかの結合体変動工程の実施によって生じる光信号の低減または変動を計測して、標的物質を検出することを特徴とする検出方法である。

特許文献１に開示された従来の光学的検出方法においては、磁性体と標識物質とが標的物質を介して結合した結合体を形成させることが必要となる。このとき、溶液中に存在する標的物質が低濃度であると、結合体の形成反応のための分子衝突が生じにくくなるため、結合体の形成に多大な時間を要する。なお、結合体の形成反応のための反応時間が不十分であると、結合体を形成していない標的物質が残留し、検出されない標的物質が発生する。つまり、偽陰性が発生する。

また、上記従来の方法は、実際に使用される場面として、人または環境中等から取得された検体に対して、病原体の有無および濃度、または感染性物質の有無または濃度等の検出を行うことが想定される。したがって、多数の検体をハイスループットに処理できることが望ましく、結合体の形成反応における反応時間は可能な限り短縮されることが求められる。

溶液中に存在する標的物質が低濃度であっても、磁性体と、標識物質とが高濃度であれば、結合体の形成反応における反応速度を短縮することは可能である。しかしながら、磁性体および標識物質が高濃度に存在する反応系においては、未反応の磁性体および標識物質が多量に残留してしまう。特に、標識物質が多量に存在する系において結合体の検出を試みると、結合体を形成していないにも関わらず、近接場が照射される範囲に存在する標識物質の量が多くなり、標識物質の発する光により背景光の上昇が生じ得る。また、結合体を形成していないにも関わらず、結合体として検出されてしまう誤検出も生じる。つまり、偽陽性が発生する。

以上のような、偽陰性および偽陽性の発生のために、従来の方法における結合体の検出には誤検出が生じる場合があり、溶液中における標的物質の濃度の測定の正確さに欠ける。

本開示は、上記の課題を解決しようとするものであり、結合体の形成反応における反応時間を短縮し、かつ、偽陰性の発生を抑制するとともに、背景光の上昇および偽陽性の発生を抑制できる標的物質の濃度の測定方法、および当該測定方法を実施可能な測定装置を提供することを目的とする。

（本開示の概要）
本開示における測定方法は、上記の目的を達成するために以下の特徴を有する。

（１）検出板の表面に形成された近接場を用いて、標的物質と磁性体と標識物質とを含む混合溶液中における標的物質の濃度を測定する測定方法であって、標的物質、磁性体および標識物質を結合させて結合体を形成する結合ステップと、混合溶液に第１磁場勾配を印加して結合体を検出板の表面に引き寄せる印加ステップと、混合溶液に対して希釈液を加えることにより、標識物質の濃度を低下させる希釈ステップと、第１磁場勾配によって検出板の表面に引き寄せられた結合体が近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより標的物質の濃度を測定する測定ステップと、を含む。

これにより、標的物質と磁性体と標識物質とを結合させて結合体を形成した混合溶液に希釈液を加えてから標的物質の濃度を測定することができる。したがって、結合体の形成の際に磁性体および標識物質の濃度が高い混合溶液が用いられても、標的物質の濃度測定の際に標識物質の濃度が低い混合溶液を用いることができる。その結果、標的物質が低濃度であっても結合体の形成反応における反応速度を改善できるとともに、未反応の標識物質による背景光の上昇、および偽陽性の発生を抑制できる。よって、結合体が発する蛍光または散乱光を高精度に検出でき、溶液中における標的物質の濃度をより正確に測定することができる。

なお、標的物質の濃度の測定は、特許文献１と同様に結合体の計数に基づいて行われる。つまり、標的物質の濃度は、所定の容量の混合溶液中に存在する計数された結合体と等量であるとして計数される標的物質の個数濃度で表される。また、ここでの濃度の測定には、所定の容量の混合溶液中の個数濃度が０個か否かの有無の検出も含まれる。

（２）また、例えば本開示における測定方法では、印加ステップは、希釈ステップの開始よりも前に開始され、希釈ステップは、印加ステップにより第１磁場勾配が印加されている期間中に終了してもよい。

これにより、第１磁場勾配の印加中に混合溶液の希釈を行うことができる。混合溶液の希釈では、混合溶液の体積が増加し、混合溶液に含まれる粒子が拡散される。したがって、希釈液が加えられる前に第１磁場勾配を印加して結合体を移動させ、かつ、希釈液が加えられている間に第１磁場勾配を印加し続けて結合体の拡散を抑制することで、結合体を検出板の表面に引き寄せるために要する時間の増加を抑制することができる。

（３）また、例えば本開示における測定方法は、測定ステップでは、第１磁場勾配が印加される方向と交差する方向の第２磁場勾配を印加し、当該第２磁場勾配によって移動する蛍光または散乱光を検出することにより、結合体の濃度を測定してもよい。

これにより、結合体の検出の際に、第２磁場勾配により移動する蛍光または散乱光を結合体に基づくものとして検出することができる。結合体は、磁性体を含んでいるため第２磁場勾配によって移動し、かつ、標識物質を含んでいるため近接場に応じて蛍光または散乱光を発する。一方で、標識物質のみでは、蛍光または散乱光を発するが、移動しない。また、磁性体は、移動するが蛍光または散乱光を発しない。このような差異に基づき、結合体を効率的に検出することができ、溶液中における標的物質の濃度をより正確に測定することができる。

（４）また、例えば本開示における測定方法では、測定ステップは、希釈ステップが終了した後に開始されてもよい。

これにより、希釈液の添加が終了した後に結合体の発する蛍光または散乱光の検出が行われる。希釈液の添加に伴う対流は結合体の位置を変化させる可能性がある。このような結合体の位置の変化は、結合体の誤検出につながり得る。よって、希釈液の添加が終了し、対流が生じていない希釈液が加えられた混合溶液において、結合体の発する蛍光または散乱光をより正確に検出することができる。つまり、より正確に溶液中における標的物質の濃度を測定することができる。

本開示における測定方法は、上記の目的を達成するために以下の特徴を有する。

（５）検出板の表面に形成される近接場を用いて、標的物質と磁性体と標識物質とを含む混合溶液中における標的物質の濃度を測定する測定装置であって、混合溶液を収容し、混合溶液中において標的物質、磁性体および標識物質を結合させて結合体を形成するための第１収容部と、混合溶液に、標識物質の濃度を低下させる希釈液を加える希釈液投入口を有し、希釈液が加えられた混合溶液を検出板上に収容する第２収容部と、第２収容部に収容された混合溶液に第１磁場勾配を印加して、結合体を検出板の表面に引き寄せる印加部と、第１磁場勾配によって検出板の表面に引き寄せられた結合体が近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより、標的物質の濃度を測定する測定部と、を備える。

これにより、標的物質と磁性体と標識物質とを結合させた結合体を第１収容部内において形成できる。結合体の形成の際に、高濃度の磁性体および標識物質を用いた場合、標的物質が低濃度であっても結合体の形成反応における反応速度を改善できる。さらに、結合体を形成後、未反応の標識物質を含む混合溶液は、希釈液投入口から希釈液が加えられ、第２収容部によって検出板上に収容される。希釈液が加えられた混合溶液では、標識物質の濃度が低下している。したがって、結合体が発する蛍光または散乱光を検出する際に、未反応の標識物質による背景光の上昇、および偽陽性の発生を抑制できる。よって、結合体が発する蛍光または散乱光を高精度に検出でき、より正確に溶液中における標的物質の濃度を測定することができる。

（６）また、例えば本開示における測定装置は、さらに、第１収容部を第２収容部につなぐ管を備えてもよい。

これにより、第１収容部において結合体が形成された混合溶液を、管を介して第２収容部へと送液できる。管を介して送液された混合溶液に対して、希釈液投入口から希釈液が加えられることで、混合溶液に含まれる標識物質の濃度が低下される。したがって、結合体が発する蛍光または散乱光を検出する際に、未反応の標識物質による背景光の上昇、および偽陽性の発生を抑制できる。よって、結合体が発する蛍光または散乱光を高精度に検出でき、より正確に溶液中における標的物質の濃度を測定することができる。

（７）また、例えば本開示における測定装置では、第１収容部は、第２収容部の一部分であってもよい。

これにより、第１収容部と第２収容部とが一体化され、測定装置を小型化できる。

（８）また、例えば本開示における測定装置では、第２収容部は、第１収容部として、有底筒状の下収容部を備え、第２収容部は、さらに、下収容部上に配置され、下収容部の上開口を介して下収容部に接続された筒状の上収容部を備えてもよい。

これにより、下収容部において結合体を形成させた後、希釈液が加えられた混合溶液における希釈液分の水位の上昇を上収容部にて受容することができる。

（９）また、例えば本開示における測定装置では、平面視において、上収容部は、下収容部よりも大きくてもよい。

これにより、下収容部において結合体を形成させた後、希釈液が加えられた混合溶液における希釈液分の水位の上昇を上収容部において受容しつつ、上収容部および下収容部の上下方向における高さを低く抑えることができる。したがって、結合体が発する蛍光または散乱光の伝播が混合溶液中で減衰されることを抑制できる。よって、高感度に結合体の検出を行うことができる。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

（実施の形態）
本開示の実施の形態について以下、図面を用いて詳細に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化して説明する。

また、本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値、および、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差等の差異も含むことを意味する表現である。

はじめに、本開示の実施の形態に係る測定装置の概要について図１および図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る測定装置の概略構成図である。なお、図１において溶液保持部２０は、検出板２１の板面と直交する面で切断した断面を示している。

［測定装置］
図１に示すように、本実施の形態に係る測定装置１０１は、光照射部１０と溶液保持部２０と光検出部３０と磁場印加部４０とを備える。測定装置１０１では、光照射部１０から照射された照射光１５により溶液保持部２０内に近接場を形成し、溶液保持部２０内に保持された混合溶液に含まれる結合体（対象物質）が近接場に照射されることで発する蛍光または散乱光を光検出部３０によって検出することで結合体を検出する。ここで、磁場印加部４０により、溶液保持部２０内における結合体の位置を制御することで、結合体を近接場に照射される位置に誘導する。また、磁場印加部４０は、さらに、結合体を移動させることにより、結合体が発生する蛍光、または散乱光を移動させる。これにより、光検出部３０では、結合体に対応して移動する光点（動光点）が検出される。

［光照射部］
光照射部１０は、光源１１と光導入部１３とを備える。光源１１としては、一例としてレーザ光源を用いることができる。なお、光源１１は、ＬＥＤが用いられてもよく、フィラメント電球または放電現象を利用したランプ等が用いられても良い。光源１１は、標識物質を励起する、または標識物質により散乱される所定の波長の光を含む照射光１５を発する構成であれば、どのような形態で実現されてもよい。また、光源１１は、さらに、所定の波長の光を含む照射光１５を分光により取り出す分光装置を備えてもよい。

光導入部１３は、光源１１が発した照射光１５が入射される光学部材である。光導入部１３は、屈折および／または反射により入射された照射光１５の光路を規定する導光機能を有する。また、光導入部１３は、照射光１５が入射される入射面とは異なる面において、後述する検出板２１の裏面と接合されている。裏面から入射した照射光１５が検出板２１の表面で全反射されるように設計されている。光導入部１３は、例えば、公知のプリズム等により実現される。

［溶液保持部］
溶液保持部２０は、検出板２１と溶液保持槽２３とカバーガラス２５とを備える。検出板２１は、前述したように裏面において光導入部１３に接合されている。また、検出板２１は、光透過性を有する板状部材である。検出板２１の裏面と光導入部１３とは、これらが接合される接合層において照射光１５の損失が極力生じないように密着されていることが望ましい。接合層は、一例として、接着剤を用いて実現され、当該接着材により、光導入部１３と検出板２１とが接着される。なお、接合層は、屈折率マッチングオイル等で実現されてもよく、当該屈折率マッチングオイル等により、光導入部１３と検出板２１とが単に光学的に接触されてもよい。

検出板２１の表面および裏面は、互いに背向し、かつ平行である。光導入部１３から接合層を介して裏面に入射された照射光１５は、検出板２１の内部を通り、前述したように検出板２１の表面で全反射される。この際に、検出板２１の表面における、照射光１５が反射される側と反対側にエバネセント場、または増強電場等の近接場が形成される。近接場は、検出板２１の表面から遠ざかるにつれて急激に減衰する性質を有する。つまり、近接場は、検出板２１の表面近傍にのみ形成される。なお、検出板２１の構成としては、特に制限はなく、検出板２１は、目的に応じて適宜選択されてもよい。したがって、検出板２１は、単層で構成されてもよく、電場増強を目的とした積層体で構成されてもよい。

溶液保持槽２３は、検出板２１に積層される板状の部材であり、例えば樹脂等によって構成される。溶液保持槽２３は、検出板２１と同様の外形を有する。また、溶液保持槽２３は、シートの内部（面内方向における内部）において、シートの両主面を貫通してくりぬかれたくりぬき部を有する。溶液保持槽２３は、検出板２１に積層されることで、検出板２１の表面と、くりぬき部の外周（つまり溶液保持槽２３の内側面）とに囲まれた容器形状を形成する。検出板２１と、溶液保持槽２３とは、これらの境界から液体が漏れ出ないように密着している。本実施の形態において溶液保持槽２３のくりぬき部は、溶液保持槽２３を平面視した場合に円形である。したがって検出板２１と、溶液保持槽２３とによって形成される容器形状は、円柱状の空間２７である。なお、くりぬき部の形状は、円形に限定されず多角形状等のいかなる形状であってもかまわない。くりぬき部の形状等の溶液保持槽２３の構成については、変形例において後述する。

カバーガラス２５は、溶液保持槽２３にさらに積層される板状の部材である。カバーガラス２５は、透光性の材料によって形成されていれば形状に限定はない。カバーガラス２５は、検出板２１と溶液保持槽２３とによって形成された空間２７の蓋の役割を担うため、平面視において前述したくりぬき部を覆うことができる形状、および大きさである。

このようにして、検出板２１、溶液保持槽２３、およびカバーガラス２５によって空間２７は、略密閉可能となる。ここで、空間２７には測定装置１０１によって検出される混合溶液２９が充填される（図３Ａ〜図３Ｃ参照）。つまり、混合溶液２９が溶液保持部２０に充填された状態で、混合溶液２９に含まれ得る結合体の検出が行われる。混合溶液２９は、カバーガラス２５を開くことで空間２７に導入される。つまり、カバーガラス２５は、空間２７にアクセス可能な開口を覆う。当該開口は、結合体を含み得る混合溶液２９が導入される導入部の一例である。なお、空間２７と外部とを連通する細孔を設けてもよく、この場合には、当該細孔が導入部となる。

なお、検出板２１と、溶液保持槽２３と、カバーガラス２５とは、一体化されたデバイスを形成していてもよい。当該デバイスは、使い捨て方式、または洗浄等の工程を経て繰り返し使えるリサイクル方式であってもよい。

［光検出部］
空間２７内で発生した光は、カバーガラス２５を介して外部に透過し、溶液保持部２０に対向して配置された光検出部３０において受光される。光検出部３０は、集光性を有する集光部材３１と一部の波長の光を選択的に透過させるフィルタ３３とイメージセンサ３５とが筐体３７に内蔵された受光装置である。集光部材３１は、例えば屈折式のレンズであり、光検出部３０が受光した光をイメージセンサ３５に集光する。集光部材３１は単一のレンズによって構成されてもよく、複数のレンズを用いて構成されてもよい。

フィルタ３３は、例えば、結合体が発する蛍光または散乱光の主要な波長成分のみを透過させ、その他を吸収または反射する光学特性を有する。これにより、結合体が発した蛍光または散乱光のみを高精度に検出することができる。イメージセンサ３５は、フォトダイオードを用いるもの、および光電子増倍管を組み合わせたもの等の、公知の受光装置であってもかまわない。なお、光検出部３０によって検出される領域が検出板２１の表面の２次元面であるため、イメージセンサ３５としてＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の２次元センサを用いることで、より多くの情報を得ることが可能となり好適である。

また、筐体３７は、金属または樹脂等で構成される。筐体３７には、カバーガラス２５に対向する面に開口を有し、当該開口から受光された光がイメージセンサ３５に入射する。筐体３７には、上記の開口から受光された光の光路に沿って、集光部材３１、フィルタ３３、イメージセンサ３５がこの順に配置され、それぞれの位置関係が一定に保たれるように保持部が形成されている。なお、筐体３７は、集光部材３１に入射する光を除き、その他の外光が筐体３７の内部に入り込まないよう、遮光性を有する材料によって形成されている。

［磁場印加部］
磁場印加部４０は、第１磁場印加部４１と第２磁場印加部４３とを備える。

第１磁場印加部４１は、第１磁場勾配を発生し、光導入部１３および検出板２１を介して空間２７に対して当該第１磁場勾配を印加する。つまり、第１磁場印加部４１は、空間２７に収容された混合溶液２９に対して第１磁場勾配を印加する印加部の一例である。第１磁場印加部４１は、例えばネオジム磁石等の永久磁石によって構成されるが、第１磁場印加部４１の材料に特に限定はない。第１磁場印加部４１は、酸化鉄等を主成分とするフェライト磁石、またはアルミニウム、ニッケル、およびコバルト等を主成分とするアルニコ磁石等で構成されてもよい。

第２磁場印加部４３は、第１磁場勾配が印加される第１方向と交差する第２方向に第２磁場勾配を発生し、溶液保持槽２３を介して空間２７に対して当該第２磁場勾配を印加する。つまり、第２磁場印加部４３は、空間２７に収容された混合溶液２９に対して第２磁場勾配を印加する。第２磁場印加部４３は、例えばネオジム磁石等の永久磁石によって構成されるが、第２磁場印加部４３の材料に特に限定はない。第２磁場印加部４３は、酸化鉄等を主成分とするフェライト磁石、またはアルミニウム、ニッケル、およびコバルト等を主成分とするアルニコ磁石等で構成されてもよい。

第１磁場勾配は、混合溶液２９に印加されると、混合溶液２９内に存在する強磁性体または常磁性体等の磁性体を検出板２１の表面に引き寄せる。また、第１磁場勾配は、検出板２１の表面と交差する方向に印加される。したがって第２磁場勾配は、第１磁場勾配と交差し、検出板２１の表面に沿う方向に印加される。よって、第２磁場勾配は、混合溶液２９に印加されると、混合溶液２９内に存在する強磁性体または常磁性体等の磁性体を検出板２１の表面に沿って移動させる。

ここで、磁性体の移動とは、印加される磁場勾配の方向に沿って磁性体の位置が変化することをいう。また、磁性体を含む結合体も同様に印加される磁場勾配の方向に沿って位置が変化し、このような位置の変化を結合体の移動として説明する。

［結合体］
図２は、実施の形態に係る測定装置によって検出される結合体について説明する図である。

図２に示すように、本実施の形態において、結合体６０は、標的物質６１、磁性体６５、標識物質６３からなる。標的物質６１は、例えば、タンパク質、脂質、糖、核酸等であり、検出したい対象のウイルス粒子、微生物、細菌等の産生する、またはこれらを構成する生体関連物質である。磁性体６５は、常磁性等の磁性を有する粒子である。磁性体６５は、このような磁性を有するため、第１磁場勾配、および第２磁場勾配によって引き寄せられる。

また、磁性体６５は、前述した標的物質６１と結合する性質を有する。これは例えば、磁性体６５の表面に配置された抗体６７によって実現される。なお、標的物質６１と磁性体６５との結合形態は、これに限らず、磁性体６５を第１磁場勾配および第２磁場勾配により引き寄せる際に解離しない結合強度を有する結合形態であればどのような形態であってもよい。結合形態は、標的物質６１に合わせて適宜選択されればよい。

標識物質６３は、結合体６０を標識し、検出可能にする物質であり、例えば光の照射により励起されて蛍光を発する蛍光体により実現される。つまり、標識物質６３によって結合体６０が蛍光を発生する。なお、標識物質６３は、散乱光を発する光散乱性の物質であってもよい。

標識物質６３は、磁性体６５と同様に抗体６７によって標的物質６１に結合する。なお、標的物質６１と磁性体６５とを結合する抗体６７、および標的物質６１と標識物質６３とを結合する抗体６７は、同一の抗体であってもよく、異なる抗体であってもよい。また、標的物質６１と標識物質６３との結合形態は、これに限らず、磁性体６５を第１磁場勾配および第２磁場勾配により引き寄せる際に解離しない結合強度を有する結合形態であればどのような形態であってもよい。結合形態は、標的物質６１に合わせて適宜選択されればよい。

［希釈液の添加］
次に、図３Ａ〜図３Ｃを用いて、本実施の形態における混合溶液２９中における結合体６０の動きについて説明する。図３Ａは、実施の形態に係る混合溶液について説明する第１の図である。図３Ａは、混合溶液２９中において、結合体６０が形成された状態を示している。つまり、空間２７に対して標的物質６１を含み得る試料溶液、標識物質６３、および磁性体６５が加えられた状態である。ここで、本実施の形態においては、試料溶液に含まれ得る標的物質６１に対して、十分高濃度の標識物質６３および磁性体６５が加えられている。したがって、標的物質６１は、標識物質６３および磁性体６５とともに迅速に結合体６０を形成し、遊離状態の（単独で存在する）標的物質６１が存在しないものとして説明する。

図３Ａに示すように、白抜き円形で示した標的物質６１に対して過剰に添加された、抗体６７が結合された標識物質６３は、標的物質６１とは結合していない遊離状態で、混合溶液２９中に白抜き三角形で示す遊離標識物質６９として存在している。なお、標的物質６１に対して過剰に添加された磁性体６５も同様に混合溶液２９中に遊離状態で存在しているが、磁性体６５は、結合体６０の検出に関与しないため図示を省略している。磁性体６５については、後述する図３Ｂおよび図３Ｃにおいても同様に扱う。

図３Ｂは、実施の形態に係る混合溶液について説明する第２の図である。図３Ｂは、図３Ａに示した結合体６０の形成後に、当該結合体の検出のために第１磁場印加部４１を用いて第１磁場勾配を印加している状態を示している。なお、実際には前述した光照射部１０が存在するが、簡略化のために図示を省略している。

図３Ｂに示すように、第１磁場勾配（図中の複数の破線矢印）を混合溶液２９に対して印加すると、混合溶液２９に含まれる結合体６０が検出板２１の表面へと引き寄せられる。一方で、遊離標識物質６９は、第１磁場勾配の印加前後では位置が変化しない。しかしながら、遊離標識物質６９は、混合溶液２９中に多数存在するため、この状態で近接場を用いた結合体６０の検出を試みると検出板２１近傍に存在する遊離標識物質６９からも光が発生し背景光の上昇および偽陽性の発生が起こる。

よって、ここで遊離標識物質６９の濃度を低下させるための希釈を行う。なお、希釈とは、成分濃度の異なる２つの溶液が混合され、当該成分濃度が変化することを指し、さらに、これらの２つの溶液が接触し、微小領域において局所的に成分濃度が変化したのみの状態も含む概念である。

図３Ｃは、実施の形態に係る混合溶液について説明する第３の図である。図３Ｃには、混合溶液２９に対して希釈液が加えられ、混合溶液２９に対して遊離標識物質６９の濃度が低下した希釈混合溶液２９ａが形成される。ここで添加される希釈液は、遊離標識物質６９の濃度を低下させるための溶液である。

つまり、混合溶液２９よりも遊離標識物質６９の濃度が低い溶液であればよい。より好ましくは、遊離標識物質６９が含まれない溶液であり、かつ、結合体６０等のその他の成分を含まない溶液であるとよい。また、希釈液としては、標的物質６１および抗体６７等の生理活性に影響しない溶液が好ましく、一例として、ｐＨ調整された緩衝液等が用いられる。

希釈混合溶液２９ａは、図中に２点鎖線で示す元の水位に対して、白抜き矢印で示す約２倍の水位に上昇しており、混合溶液２９から２倍当量に希釈されたことが示されている。したがって、遊離標識物質６９は、希釈の前後で拡散されて濃度が半分になっている。

さらにここで、希釈液を加える際に、第１磁場印加部４１による第１磁場勾配の印加を維持している。これによれば、検出板２１の表面に引き寄せた結合体６０は、希釈の前後において位置が変化していない。つまり、結合体６０は、第１磁場勾配を印加しておくことにより、希釈の前後で拡散されない。

前述したように、希釈液を加えたことにより液量（つまり体積）が２倍当量に増加している。第１磁場勾配を印加していなかった場合、結合体６０は、拡散され、元の混合溶液２９に比べ、検出のために第１磁場勾配により移動する距離が延びてしまう。つまり、検出板２１の表面までの移動に要する時間が延びてしまう。よって、第１磁場勾配が印加されている期間中に希釈液を加える操作が終了することにより、結合体６０が検出板２１の表面まで移動するために要する時間を短縮することができる。

［動作］
次に、本実施の形態における測定装置１０１を用いた測定方法について図４を用いて説明する。図４は、実施の形態に係る測定方法について説明するフローチャートである。

本実施の形態における測定方法では、はじめに、標的物質６１を含み得る試料溶液に対して、磁性体６５および標識物質６３を導入することで、結合体６０を形成する結合ステップ（Ｓ１０１）が実施される。標的物質６１、磁性体６５、および標識物質６３は、混合溶液２９中にこれらが含まれることにより、磁性体６５および標識物質６３と結合した抗体６７は、抗原である標的物質６１の認識部位に特異的に結合して結合体６０を形成する。

ここで、前述したように、標的物質６１に対して、磁性体６５および標識物質６３を過剰に加えておくことにより、結合体６０の形成反応のための分子衝突を生じやすくすることができ、反応速度を改善できる。したがって、結合体６０の形成が迅速に完了するため、標的物質６１の濃度の測定を高速化できる。また、結合体６０の形成反応の途中で標的物質６１の濃度の測定が開始されてしまう可能性が低下するため、偽陰性の発生が低減される。

結合体６０が形成された後、混合溶液２９に対して第１磁場印加部４１を用いて、第１磁場勾配が印加される印加ステップ（Ｓ１０２）が開始される。混合溶液２９内では、結合体６０、および抗体６７が結合され、標的物質６１とは結合していない磁性体６５の遊離成分は、第１磁場勾配に引き寄せられ検出板２１の表面に集合する。

続いて、混合溶液２９には希釈液が添加される希釈ステップ（Ｓ１０３）が実施され、標識物質６３の濃度が低下される。これにより、結合ステップＳ１０１において標的物質６１に対して、過剰に添加された標識物質６３の濃度が、標的物質６１の測定可能なレベルまで低減される。なお、図３Ｃにおいては、２倍当量に希釈される例を説明したが、希釈倍率は、混合溶液２９に含まれる標識物質６３の濃度に応じて適宜設定してもよい。つまり、希釈ステップＳ１０３においては、結合体６０を計数可能なレベルまで標識物質６３の濃度を低減するための希釈倍率となるよう希釈液が加えられる。

なお、図３Ｃにおいて前述したように、希釈ステップＳ１０３は、印加ステップＳ１０２の開始以降に開始され、当該印加ステップＳ１０２において第１磁場勾配が印加されている期間中に終了する。これによれば、混合溶液２９中において結合体６０を第１磁場勾配によって移動させ、結合体６０を検出板２１の表面近傍の位置に保持したまま混合溶液の希釈を実施できる。結合体６０の移動距離が比較的短くなるため、結合体６０の形成から標的物質６１の濃度の測定までの間の時間を短縮することができる。また、混合溶液の希釈に伴う拡散により、結合体６０が第１磁場勾配の影響範囲外へ離脱することを抑制することができ、偽陰性の発生を低減することができる。

希釈ステップＳ１０３における混合溶液の希釈が完了した後、第１磁場勾配の印加を終了する。

本実施の形態における測定方法では、ここで、検出板２１の表面に近接場を形成させる（Ｓ１０４）。測定装置１０１では、検出板２１において近接場が形成されるよう、あらかじめ光導入部１３等が配置されている。つまり、本ステップＳ１０４においては、光源１１から照射光１５を照射させる。これにより、照射光１５は検出板２１の表面において全反射され、近接場が形成される。

さらに、近接場の形成を継続しながら第２磁場印加部４３を用いて、希釈混合溶液２９ａに対して第２磁場勾配を印加する（Ｓ１０５）。第１磁場勾配が、結合体６０を検出板２１の表面に引き寄せる方向の磁場勾配であったのに対して、第２磁場勾配は、第１磁場勾配の方向に交差する方向の磁場勾配である。第１磁場勾配は、言い換えると検出板２１の表面に交差する方向の磁場勾配である。

また、第２磁場勾配は、一例として、検出板２１の表面に沿う方向の磁場勾配である。希釈混合溶液２９ａに含まれる結合体６０は、第２磁場勾配に沿って検出板２１の表面に沿って移動する。ステップＳ１０４において、検出板２１の表面には近接場が形成されているため、結合体６０は、一例として、移動しながら近接場に応じて蛍光を発する。近接場に応じた蛍光とは、近接場の強度に応じた強度または近接場の有無に応じた発光の有無のいずれであってもよい。また、結合体６０に含まれる標識物質６３が散乱光を発する光散乱性の物質である場合は、上記の「蛍光」を「散乱光」と読み替えた同様の現象が生じる。

測定装置１０１は、光検出部３０を用いて、ステップＳ１０５において結合体が発した蛍光または散乱光を検出する（Ｓ１０６）。検出された蛍光または散乱光は、イメージセンサ３５によって画素ごとの電荷量に変換され、画像データとして取得される。画像データは、第２磁場勾配によって移動する結合体６０の蛍光または散乱光を検出するため、連続的に取得された動画像データとして取得される。なお、露光時間を調整することにより、単独の画像データを用いて移動する結合体６０の蛍光または散乱光を検出してもよい。

測定装置１０１または外部接続されたコンピュータを用いて取得された画像データについて画像解析を行うことで、画像データ内に含まれる移動する結合体６０の蛍光または散乱光に基づく動光点の数が計数される。動光点の数は、結合体６０の数に対応しているため、結合体６０の数に置き換えることができる。また、さらに、結合体６０の数を当該結合体に含まれる標的物質６１の数に置き換えることで、標的物質６１の数を算出することができる。よって、所定の容量の混合溶液２９中に含まれる標的物質６１の数により、標的物質６１の濃度を得ることができる。

［変形例１］
以下では、さらに、実施の形態の変形例１について図５Ａ、および図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、実施の形態の変形例１に係る溶液保持部の斜視図である。また、図５Ｂは、実施の形態の変形例１に係る溶液保持部の図５Ａのｖ−ｖ線における断面図である。

本変形例は、実施の形態に対して溶液保持槽２３の構成が異なる。よって、以下では、溶液保持槽２３について中心に説明し、実施の形態と実質的に同等の箇所については説明を省略または簡略化して説明する。

図５Ａの斜視図においては、簡略化のため、検出板２１ａおよび溶液保持槽２３ａのみを図示し、厚みを省略している。また、図５Ｂの断面図においては、検出板２１ａと溶液保持槽２３ａとカバーガラス２５ａに加え、光検出部３０のブロック図を併せて図示している。

図５Ａに示すように、本変形例における溶液保持槽２３ａは、第１収容部７１および第２収容部７３の２つの収容部を備える。第１収容部７１は、内部に混合溶液２９を収容し、混合溶液２９中において結合体６０を形成させる。第１収容部７１は、一例として円柱形状である。第１収容部７１の円柱における壁部には、混合溶液２９を内部に導入するための開口が設けられている。

例えば、図中に示すように、標的物質６１を含み得る試料溶液を導入するための試料溶液導入口７７と、磁性体６５を導入するための磁性体導入口７９と、標識物質６３を導入するための標識物質導入口８１とがそれぞれ設けられていてもよい。また、試料溶液導入口７７、磁性体導入口７９、および標識物質導入口８１はそれぞれ開口から、放射状に延びる管構造であってもよい。これによれば、試料溶液、磁性体６５、および標識物質６３を導入するための導入装置との接続性を向上できる。

また、第２収容部７３は、混合溶液２９に希釈液を加えるための希釈液投入口８３を有し、希釈液が加えられた混合溶液２９である希釈混合溶液２９ａを検出板２１ａ上に収容する。つまり、第２収容部７３は、検出板２１ａを底板とする容器を形成するための壁部である。当該壁部は、希釈混合溶液２９ａが収容される容器内部を覆うように検出板２１ａの外周に沿って形成されている。また、希釈液投入口８３は、壁部の一部に形成された開口を介して接続された管構造である。なお、希釈液投入口８３は、管構造を備えなくてもよく、単なる開口だけであってもよい。

また、第１収容部７１と、第２収容部７３とは、これらをつなぐ管７５によって収容される混合溶液２９が通流可能に構成される。

試料溶液導入口７７、磁性体導入口７９、および標識物質導入口８１から導入された試料溶液、磁性体６５、および標識物質６３は、第１収容部７１内において結合体６０を形成する。このとき、実施の形態と同様に、磁性体６５および標識物質６３を試料溶液に含まれる標的物質６１に対して過剰に加えることによって迅速に結合体６０が形成される。
結合体６０が形成された混合溶液２９は、管７５を通流して第２収容部へと送液される。このとき、例えば、第１収容部７１が加圧状態にあり、管７５に設けられたソレノイドバルブを開放することによって圧力差で送液されてもよい。また、第１収容部７１に希釈液投入口８３が設けられ、混合溶液２９は、第１収容部７１に追加で投入される希釈液によって、第２収容部７３へと押し出されて送液されてもよい。第２収容部７３は、図５Ｂに示すように検出板２１ａと壁部とカバーガラス２５ａとによって覆われ、カバーガラス２５ａを挟んで検出板２１ａと反対側に設置された光検出部３０において結合体６０の発する蛍光または散乱光が検出される。

なお、図５Ａに示す形状を、実施の形態において説明した溶液保持槽２３のくりぬき部として、切削により実現してもよく、当該形状の空間を形成するよう制御された三次元樹脂印刷を用いて実現してもよい。

［変形例２］
以下では、さらに、実施の形態の変形例２について図６Ａ、および図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、実施の形態の変形例２に係る溶液保持部の斜視図である。また、図６Ｂは、実施の形態の変形例２に係る溶液保持部の図６Ａのｖｉ−ｖｉ線における断面図である。

本変形例は、実施の形態に対して変形例１と同様に溶液保持槽２３の構成が異なる。よって、以下では、溶液保持槽２３について中心に説明し、実施の形態と実質的に同等の箇所については説明を省略または簡略化して説明する。

図６Ａの斜視図においては、簡略化のため、検出板２１ｂおよび溶液保持槽２３ｂのみを図示し、厚みを省略している。また、図６Ｂの断面図においては、検出板２１ｂと溶液保持槽２３ｂとカバーガラス２５ｂに加え、光検出部３０のブロック図を併せて図示している。

図６Ａに示すように、本変形例における溶液保持槽２３ｂは、第１収容部および第２収容部が一体化された１つの収容部を備える。つまり、第１収容部は、第２収容部の一部分であってもよい。図６Ａに示すように、第２収容部は、径が異なる２つの円柱形状が上下に重なる構造である。より詳しくは、第１収容部は、有底筒状の下収容部９１を形成し、第２収容部は、下収容部９１と、当該下収容部９１上に配置され、下収容部９１の上開口９５を介して当該下収容部９１に接続された筒状の上収容部９３を備える。

下収容部９１の底部は、検出板２１ｂによって形成されている。つまり、本変形例においては、溶液保持槽２３ｂの２種の径の円筒が接続された貫通構造の壁部と、底板としての検出板２１ｂとによって容器形状が形成されている。また、下収容部９１の壁部には、試料溶液、磁性体６５、および標識物質６３を導入可能な一体型の共通導入口９７が配置される。一方で、上収容部９３の壁部には、希釈液を加えるための希釈液投入口９９が配置される。

溶液保持槽２３ｂのこのような構造により、当該溶液保持槽２３ｂを小型化できる。また、径の小さい第１収容部において混合溶液２９を収容した際、混合溶液を形成させるために有利な液面の高さを確保できる。加えて、本変形例においては、上収容部９３が大径化されている。言い換えると、平面視において、上収容部９３は下収容部９１よりも大きい。これによれば、希釈液投入口９９から希釈液が投入された際、液面の高さを抑制しながらも、高い希釈率を実現でき、磁性体６５、および標識物質６３の高濃度化を実現できる。液面の高さを抑制することによって、結合体６０が発する蛍光または散乱光の伝播が液中で減衰されることを抑制できる。よって、結合体６０の形成をより迅速に行え、かつ、高感度に結合体６０の検出を行うことができる。

なお、図６Ａに示す形状を、実施の形態において説明した溶液保持槽２３のくりぬき部として、切削により実現してもよく、当該形状の空間を形成するよう制御された三次元樹脂印刷を用いて実現してもよい。

［実施例］
さらに、以下では、本実施の形態における実施例について、図７を用いて説明する。図７は、実施例に係る結合体の計数について説明する図である。

本実施例において、混合溶液２９の作製は以下のように行った。標的物質６１には、インフルエンザウイルスの核タンパク質（ＮＰ：ＮｕｃｌｅｏＰｒｏｔｅｉｎ）を用いた。また、磁性体６５には、磁気応答性ビーズを用いた。なお、磁気応答性ビーズの表面は、抗体６７としてＮＰと結合するラクダ科動物由来のＶＨＨ抗体を修飾した。標識物質６３には、蛍光性ビーズを用い、表面を前述したＶＨＨ抗体とは異なるＮＰのエピトープに結合するＶＨＨ抗体で修飾した。

ＮＰ、磁気応答性ビーズ、および蛍光性ビーズを、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートを含むリン酸緩衝生理食塩水（以下ＰＢＳ−Ｔ）中で所定時間混合して結合体を形成させた。なお、ＰＢＳ−Ｔは、ウシ血清由来アルブミンを添加して調整した。ＮＰ、磁気応答性ビーズ、および蛍光性ビーズを混合後、溶液量が元の１０００倍量となるようにＰＢＳ−Ｔをさらに加えて、本実施例における希釈混合溶液を調製した。つまり、後から加えたＰＢＳ−Ｔは、実施の形態における希釈液である。

実施の形態において説明した測定装置１０１を用いて、希釈混合溶液を空間２７内に配置した後、第１磁場印加部４１を用いて第１磁場勾配を希釈混合溶液に印加した。形成された結合体が検出板２１の表面まで移動可能な十分な時間が経過した後、第１磁場勾配の印加を終了し、さらに、第２磁場印加部４３を用いて第２磁場勾配を印加した。第２磁場勾配の印加を継続しながら、光検出部３０において動画像を取得した。取得した動画像上において、移動する輝点（つまり動光点）の数を計数した。

また、実施例と比較するための比較例として、希釈液であるＰＢＳ−Ｔを加えない希釈混合溶液を調製した。より具体的には、実施例における結合体形成時の混合溶液に用いたＮＰと等濃度のＮＰ、および実施例における結合体形成時の混合溶液に用いた磁気応答性ビーズ、および蛍光性ビーズを１０００分の１の濃度で含むＰＢＳ−Ｔを所定時間混合して結合体を形成させた希釈混合溶液を調整し、実施例と同様の検出を行った。つまり、希釈液を加えるタイミング、およびＮＰの終濃度が実施例と比較して異なっているが、磁気応答性ビーズ、および蛍光性ビーズの終濃度は同等である。

図７に示すように、実施例における希釈混合溶液では、１０５７個の動光点が検出された。また、対照として、ＮＰを含まない他は同様の系において希釈混合溶液の調整を行ったところ、２６個の動光点が検出された。これは、磁気応答性ビーズと、蛍光性ビーズとが、それぞれに修飾されたＶＨＨ抗体を介して、または直接的に結合した非特異的結合体であり、偽陽性の一因と推察される。したがって、検出された１０５７個の動光点の中にも同程度の非特異的結合体が形成されていると考えられるため、差分の１０３１を結合体の計数結果とした。

一方で、比較例における希釈混合溶液では、３３個の動光点が検出された。また、対照として、ＮＰを含まない他は同様の系において希釈混合溶液の調整を行ったところ、３個の動光点が検出された。したがって、検出された３３個の動光点の中にも３個の非特異的結合体が形成されていると考えられるため、差分の３０を結合体の計数結果とした。

１０００倍濃度の磁気応答性ビーズ、および蛍光性ビーズとともに結合体を形成することで、結合体の形成量に３４倍以上の差が開いている。つまり、結合体形成時における磁性体および標識物質の濃度は、所定時間における結合体の形成量（言い換えると結合体の形成速度）に大きく寄与することが示された。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態等について説明したが、本開示は、上記実施の形態等に限定されるものではない。

また、上記実施の形態等において測定装置を構成する構成要素について例示したが、測定装置が備える構成要素の各機能は、測定装置を構成する複数の部分にどのように振り分けられてもよい。

その他、実施の形態等に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態等における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

例えば、上記の実施の形態において、希釈液を加える操作を、マイクロピペッター等の装置を用いて操作者の手によって実施してもよい。

また、例えば、希釈ステップの後に印加ステップを実施して結合体の発する蛍光または散乱光を検出してもよい。

また、例えば、第２磁場勾配を印加せずに結合体の検出を行ってもよい。これは、標識物質の影響が十分に無視できる希釈倍率を適用することによって実現可能である。上記の変形例において２つの収容部を備える構成を説明したが３以上の収容部を備えてもよい。その際、各収容部において、一部の溶液が分取されて次の収容部に送液されることで希釈倍率が向上されてもよい。

また、例えば、希釈ステップにおいて希釈液が加えられている間に測定ステップが開始されてもよい。

また、例えば、希釈ステップを数段階行い、各希釈段階において結合体が発する蛍光または散乱光を検出してもよい。希釈倍率を上げることなく、各希釈段階において得られたデータから理論上の無限希釈時における偽陽性の影響を予測して検出結果の補正を行ってもよい。

本開示は、簡単、高速、かつ正確な標的物質の検出、観察、および制御等を目的とする装置に用いられる。

１０ 光照射部
１１ 光源
１３ 光導入部
１５ 照射光
２０ 溶液保持部
２１、２１ａ、２１ｂ 検出板
２３、２３ａ、２３ｂ 溶液保持槽
２５、２５ａ、２５ｂ カバーガラス
２７ 空間
２９ 混合溶液
２９ａ 希釈混合溶液
３０ 光検出部
３１ 集光部材
３３ フィルタ
３５ イメージセンサ
３７ 筐体
４０ 磁場印加部
４１ 第１磁場印加部
４３ 第２磁場印加部
６０ 結合体
６１ 標的物質
６３ 標識物質
６５ 磁性体
６７ 抗体
６９ 遊離標識物質
７１ 第１収容部
７３ 第２収容部
７５ 管
７７ 試料溶液導入口
７９ 磁性体導入口
８１ 標識物質導入口
８３、９９ 希釈液投入口
９１ 下収容部
９３ 上収容部
９５ 上開口
９７ 共通導入口
１０１ 測定装置

Claims (9)

1. 検出板の表面に形成された近接場を用いて、標的物質と磁性体と標識物質とを含む混合溶液中における前記標的物質の濃度を測定する測定方法であって、
   前記標的物質、前記磁性体および前記標識物質を結合させて結合体を形成する結合ステップと、
   前記混合溶液に第１磁場勾配を印加して前記結合体を前記検出板の表面に引き寄せる印加ステップと、
   前記混合溶液に対して希釈液を加えることにより、前記標識物質の濃度を低下させる希釈ステップと、
   前記第１磁場勾配によって前記検出板の表面に引き寄せられた前記結合体が前記近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより前記標的物質の濃度を測定する測定ステップと、を含む
   測定方法。
2. 前記印加ステップでは、所定の期間にわたって前記第１磁場勾配が印加され、
   前記希釈ステップは、前記所定の期間内に行われる、
   請求項１に記載の測定方法。
3. 前記測定ステップでは、前記第１磁場勾配と交差する方向に第２磁場勾配を印加し、当該第２磁場勾配によって移動する蛍光または散乱光を検出することにより、前記結合体の濃度を測定する
   請求項１又は２のいずれか一項に記載の測定方法。
4. 前記測定ステップは、前記希釈ステップが終了した後に開始される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定方法。
5. 検出板の表面に形成される近接場を用いて、標的物質と磁性体と標識物質とを含む混合溶液中における前記標的物質の濃度を測定する測定装置であって、
   前記混合溶液を収容し、前記混合溶液中において前記標的物質、前記磁性体および前記標識物質を結合させて結合体を形成するための第１収容部と、
   前記混合溶液に、前記標識物質の濃度を低下させる希釈液を加える希釈液投入口を有し、前記希釈液が加えられた混合溶液を前記検出板上に収容する第２収容部と、
   前記第２収容部に収容された前記混合溶液に第１磁場勾配を印加して、前記結合体を前記検出板の表面に引き寄せる印加部と、
   前記第１磁場勾配によって前記検出板の表面に引き寄せられた前記結合体が前記近接場に応じて発する蛍光または散乱光を検出することにより、前記標的物質の濃度を測定する測定部と、を備える、
   測定装置。
6. 前記測定装置は、さらに、
   前記第１収容部を前記第２収容部につなぐ管を備える、
   請求項５に記載の測定装置。
7. 前記第１収容部は、前記第２収容部の一部分である、
   請求項５に記載の測定装置。
8. 前記第２収容部は、前記第１収容部として、有底筒状の下収容部を備え、
   前記第２収容部は、さらに、前記下収容部上に配置され、前記下収容部の上開口を介して前記下収容部に接続された筒状の上収容部を備える、
   請求項７に記載の測定装置。
9. 平面視において、前記上収容部は、前記下収容部よりも大きい、
   請求項８に記載の測定装置。

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