JP2021032757A - Concentration measuring method and concentration measuring device - Google Patents

Concentration measuring method and concentration measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2021032757A
JP2021032757A JP2019154279A JP2019154279A JP2021032757A JP 2021032757 A JP2021032757 A JP 2021032757A JP 2019154279 A JP2019154279 A JP 2019154279A JP 2019154279 A JP2019154279 A JP 2019154279A JP 2021032757 A JP2021032757 A JP 2021032757A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
light
light spot
substance
field gradient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019154279A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
河村 達朗
Tatsuro Kawamura
達朗 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2019154279A priority Critical patent/JP2021032757A/en
Publication of JP2021032757A publication Critical patent/JP2021032757A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

To provide a concentration measuring method with which it is possible to realize improvement on the accuracy of quantifying a detection object substance.SOLUTION: The concentration measuring method includes: arranging a liquid 61 on a substrate 11, the liquid including a composite 6 of a first substance 3 having a magnetic particle 2 fixed thereto, a second substance 5 having a phosphor fixed thereto and a detection object substance 1; irradiating the substrate 11 with excitation light; applying a first magnetic field gradient that attracts the composite 6 in a first direction toward an irradiation area on the substrate 11; applying a second magnetic field gradient that moves the composite 6 in a second direction after stopping the application of the first magnetic field gradient and observing the fluorescence emanated by the phosphor in the composite 6 as the light spot of a two-dimensional image; and counting the number of light spots the positions of which change in the second direction in the two-dimensional image and measuring the concentration of the detection object substance 1. In a fluorescence observation, the first magnetic field gradient is applied again when it is detected that the first light spot the position of which changes in the second direction in the two-dimensional image became extinct; in a concentration measurement, a first light spot is counted as one light spot when it is detected that the first light spot reappeared after the second application of the first magnetic field gradient.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、濃度計測方法及び濃度計測装置に関する。 The present disclosure relates to a concentration measuring method and a concentration measuring device.

近年、近接場を用いて、微小な標的物質(以下、検出対象物質ともいう)を高感度に検出する光学的検出方法等が提供されている。例えば、特許文献1では、近接場が形成された検出板の表面と平行な方向に磁性粒子を移動させる磁場の印加により、検出対象物質と磁性粒子と蛍光粒子との結合によって形成された複合体の光信号の低減(消滅を含む)又は変動(複合体の移動に伴う光信号の移動を含む)などを計測することで検出対象物質の濃度を定量する。 In recent years, an optical detection method or the like for detecting a minute target substance (hereinafter, also referred to as a detection target substance) with high sensitivity by using a proximity field has been provided. For example, in Patent Document 1, a complex formed by bonding a substance to be detected, magnetic particles, and fluorescent particles by applying a magnetic field that moves magnetic particles in a direction parallel to the surface of a detection plate on which a proximity field is formed. The concentration of the substance to be detected is quantified by measuring the reduction (including disappearance) or fluctuation (including the movement of the optical signal due to the movement of the complex) of the optical signal.

国際公開第2017/187744号International Publication No. 2017/187744

しかしながら、特許文献1では、複合体を近接場が形成された検出板の表面と平行な方向に移動させる間に、複合体を含む溶液の対流、又は、複合体自身のブラウン運動などにより、近接場内に位置する複合体が近接場の外に移動し、再び近接場内に戻る場合がある。その結果、複合体を検出板の表面と平行な方向に移動させる間に、蛍光を発していた複合体中の蛍光粒子が蛍光を発しなくなる(言い換えると、蛍光が消滅する)、又は、消滅した後に再び蛍光を発する(言い換えると、蛍光が明滅する)現象が生じる。したがって、複合体が発する光信号の低減又は変動などを正確に計測できないため、検出対象物質の濃度を正確に定量することができないという問題がある。 However, in Patent Document 1, while the complex is moved in a direction parallel to the surface of the detection plate on which the proximity field is formed, the complex is brought close to each other by convection of a solution containing the complex or Brownian motion of the complex itself. Complexes located in the field may move out of the proximity field and return to the proximity field again. As a result, while the composite was moved in the direction parallel to the surface of the detection plate, the fluorescent particles in the fluorescent composite stopped emitting fluorescence (in other words, the fluorescence disappeared) or disappeared. Later, a phenomenon occurs in which fluorescence is emitted again (in other words, the fluorescence blinks). Therefore, there is a problem that the concentration of the substance to be detected cannot be accurately quantified because the reduction or fluctuation of the optical signal emitted by the complex cannot be accurately measured.

そこで、本開示は、検出対象物質の定量精度の向上を実現できる検出対象物質の濃度計測方法等を提供する。 Therefore, the present disclosure provides a method for measuring the concentration of a substance to be detected, which can improve the accuracy of quantification of the substance to be detected.

本開示の一態様に係る濃度計測方法は、検出対象物質と特異的に結合する第1物質であって磁性粒子が固定された第1物質と、前記検出対象物質と特異的に結合する第2物質であって蛍光体又は散乱体が固定された第2物質と、前記検出対象物質とを結合することにより形成された複合体を含む液体を基板上に配置し、前記蛍光体が蛍光を発生する波長又は前記散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を前記基板に照射し、前記基板上の照射領域に向かう第1方向に前記複合体を誘引する第1磁場勾配を印加し、前記第1磁場勾配の印加を停止した後に、前記複合体を前記第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加すると共に、前記複合体中の前記蛍光体が発生する蛍光又は前記散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、前記2次元画像上で前記第2方向に位置変化する光点の数を計数することで前記検出対象物質の濃度を計測し、前記蛍光又は前記散乱光の観測では、前記2次元画像内において、前記第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、前記第1磁場勾配を再印加し、前記濃度の計測では、前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出された場合に、前記第1光点を1つの光点として計数する。 The concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure is a first substance that specifically binds to the detection target substance, that is, a first substance to which magnetic particles are fixed, and a second substance that specifically binds to the detection target substance. A liquid containing a complex formed by binding a second substance, which is a substance to which a phosphor or a scatterer is fixed, and the substance to be detected is arranged on a substrate, and the phosphor generates fluorescence. The substrate is irradiated with excitation light having a wavelength at which the scattering light is generated or a wavelength at which the scattering body generates scattered light, and a first magnetic field gradient that attracts the complex is applied in a first direction toward an irradiation region on the substrate. After stopping the application of the first magnetic field gradient, a second magnetic field gradient that moves the complex in a second direction different from the first direction is applied, and fluorescence generated by the phosphor in the complex or fluorescence or The concentration of the substance to be detected is measured by observing the scattered light generated by the scattering body as a light spot of a two-dimensional image and counting the number of light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image. Then, in the observation of the fluorescence or the scattered light, when the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image, the first magnetic field gradient is reapplied. In the measurement of the concentration, when the reproduction of the first light spot is detected after the first magnetic field gradient is reapplied, the first light spot is counted as one light spot.

また、本開示の一態様に係る濃度計測装置は、検出対象物質と特異的に結合する第1物質であって磁性粒子が固定された第1物質と、前記検出対象物質と特異的に結合する第2物質であって蛍光体又は散乱体が固定された第2物質と、前記検出対象物質とを結合することにより形成された複合体を含む液体を基板上に保持する保持部と、前記蛍光体が蛍光を発生する波長又は前記散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を前記基板に照射する光源と、前記基板上の照射領域に向かう第1方向に前記複合体を誘引する第1磁場勾配を印加する第1磁場印加部と、前記複合体を前記第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加する第2磁場印加部と、前記複合体中の前記蛍光体が発生する蛍光又は前記散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測する観測部と、前記2次元画像上で前記第2方向に位置変化する光点の数を計数することで前記検出対象物質の濃度を計測する計測部と、を備え、前記第2磁場印加部は、前記第1磁場勾配の印加を停止した後に、前記第2磁場勾配を印加し、前記第1磁場印加部は、前記2次元画像内において、前記第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、前記第1磁場勾配を再印加し、前記計測部は、前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出された場合に、前記第1光点を1つの光点として計数する。 Further, the concentration measuring device according to one aspect of the present disclosure specifically binds to the first substance to which the magnetic particles are fixed, which is the first substance that specifically binds to the detection target substance, and the detection target substance. A holding portion that holds a liquid containing a complex formed by binding a second substance, which is a second substance to which a phosphor or a scatterer is fixed, and the substance to be detected on a substrate, and the fluorescence. A light source that irradiates the substrate with excitation light having a wavelength at which the body emits fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light, and a first direction that attracts the complex toward an irradiation region on the substrate. A first magnetic field application unit that applies one magnetic field gradient, a second magnetic field application unit that applies a second magnetic field gradient that moves the complex in a second direction different from the first direction, and the fluorescence in the composite. Counting the number of observation units that observe the fluorescence generated by the body or the scattered light generated by the scatterer as the light spots of the two-dimensional image and the number of light spots that change position in the second direction on the two-dimensional image. The second magnetic field applying unit is provided with a measuring unit for measuring the concentration of the substance to be detected, and after stopping the application of the first magnetic field gradient, the second magnetic field gradient is applied and the first magnetic field is applied. When the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image, the application unit reapplies the first magnetic field gradient, and the measurement unit reapplies the first magnetic field gradient. When the reproduction of the first light spot is detected after reapplying the magnetic field gradient, the first light spot is counted as one light spot.

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータで読み取り可能なCD−ROMなど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及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that these comprehensive or specific embodiments may be realized in a system, method, integrated circuit, computer program or recording medium such as a computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer. It may be realized by any combination of a program and a recording medium.

本開示によれば、検出対象物質の定量精度を向上させることができる。 According to the present disclosure, the quantification accuracy of the substance to be detected can be improved.

図1は、実施の形態における複合体の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a complex in the embodiment. 図2は、実施の形態に係る濃度計測装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the concentration measuring device according to the embodiment. 図3は、基板表面の電磁場の分布と複合体の動きとを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the distribution of the electromagnetic field on the surface of the substrate and the movement of the complex. 図4は、基板表面の電磁場強度と基板表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the electromagnetic field strength of the substrate surface and the distance from the substrate surface. 図5は、実施の形態に係る濃度計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the concentration measuring device according to the embodiment. 図6は、図5のステップS5006の詳細な処理を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the detailed processing of step S5006 of FIG. 図7は、図6の処理を模式的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing the process of FIG.

(本開示の基礎となった知見)
近年、近接場を用いて、微小な検出対象物質、特にウイルスなどの病原体を検出又は定量する光学的検出方法等が開発されている。
(Knowledge on which this disclosure was based)
In recent years, optical detection methods for detecting or quantifying minute substances to be detected, particularly pathogens such as viruses, have been developed using a proximity field.

例えば、特許文献1に記載の光学的検出方法では、まず、検出対象物質(例えば、ウイルスなどの抗原)と特異的に結合する2種類の抗体を準備する。一方の抗体は、磁性を有する磁性粒子に固定され、もう一方の抗体は、標識粒子(散乱粒子又は蛍光粒子)で標識される。これらの2種類の抗体を、検出対象物質を含む被検溶液と混合して混合溶液を調製する。この混合溶液中で抗原抗体反応が進行して、2種類の抗体は、検出対象物質を挟んで特異結合(サンドイッチ結合)し、磁性粒子−検出対象物質−標識粒子の抗原抗体複合体(以下、単に複合体という)が形成される。混合溶液は、裏面から光を照射すると表面に近接場を発生する検出板の表面に保持される。検出板の垂直方向に磁場勾配を印加して検出板の表面付近に混合溶液中の複合体を誘引する。ここで、複合体に近接場を照射し、表面側から混合溶液の2次元画像を取得すると、複合体は光信号(散乱光又は蛍光)を放射する光点として2次元画像上に現れる。そして、検出板の表面と平行な方向に磁場勾配が印加されると、2次元画像上の光点は磁場勾配の方向に動く。この動く光点(動光点)を計数することで検出対象物質の濃度を定量する。 For example, in the optical detection method described in Patent Document 1, first, two types of antibodies that specifically bind to a substance to be detected (for example, an antigen such as a virus) are prepared. One antibody is immobilized on magnetic particles having magnetism, and the other antibody is labeled with labeled particles (scattered particles or fluorescent particles). These two types of antibodies are mixed with a test solution containing a substance to be detected to prepare a mixed solution. The antigen-antibody reaction proceeds in this mixed solution, and the two types of antibodies are specifically bound (sandwiched) with the substance to be detected sandwiched between them, and an antigen-antibody complex of magnetic particles-substance to be detected-labeled particles (hereinafter, referred to as (Simply called a complex) is formed. The mixed solution is retained on the surface of the detection plate, which generates a near field on the surface when irradiated with light from the back surface. A magnetic field gradient is applied in the direction perpendicular to the detection plate to attract the complex in the mixed solution near the surface of the detection plate. Here, when the complex is irradiated with a near field and a two-dimensional image of the mixed solution is acquired from the surface side, the complex appears on the two-dimensional image as a light spot that emits an optical signal (scattered light or fluorescence). Then, when the magnetic field gradient is applied in the direction parallel to the surface of the detection plate, the light spot on the two-dimensional image moves in the direction of the magnetic field gradient. The concentration of the substance to be detected is quantified by counting the moving light spots (moving light spots).

しかしながら、上述した方法では、以下のような問題がある。 However, the above-mentioned method has the following problems.

複合体を基板の表面と平行な方向に移動させる間に、複合体を含む混合溶液の対流、複合体自身のブラウン運動などにより、近接場内に位置する複合体が近接場の外に移動し(言い換えると、近接場領域から離脱し)、再び近接場内に戻る(言い換えると、近接場領域に侵入する)場合がある。その結果、複合体を検出板の表面と平行な方向に移動させる間に、蛍光を発していた複合体中の蛍光粒子が蛍光を発しなくなり(つまり、蛍光が消滅し)、再び蛍光を発する(つまり、蛍光が明滅する)現象が生じる。この現象により、移動している途中に明滅する動光点が現れる。 While moving the complex in a direction parallel to the surface of the substrate, the complex located in the proximity field moves out of the proximity field due to convection of the mixed solution containing the complex, Brownian motion of the complex itself, etc. In other words, it may leave the proximity field area) and return to the proximity field again (in other words, invade the proximity field area). As a result, while the complex is moved in the direction parallel to the surface of the detection plate, the fluorescent particles in the fluorescent complex do not fluoresce (that is, the fluorescence disappears) and fluoresce again (that is, the fluorescence disappears). That is, the phenomenon that the fluorescence blinks) occurs. Due to this phenomenon, a blinking moving light spot appears while moving.

ここで、明滅する1つの動光点を複数の動光点として計数すると、本来の動光点よりも多く計数するため、検出対象物質の濃度は、実際の濃度よりも高く算出される。これを回避するために、消滅するまでの期間が短い動光点を計数しなければ、当該動光点が消滅後に再び蛍光を発しても動光点として計数されないため、検出対象物質の濃度は、実際の濃度よりも低く算出される。 Here, when one blinking moving light spot is counted as a plurality of moving light spots, it counts more than the original moving light spot, so that the concentration of the substance to be detected is calculated to be higher than the actual concentration. In order to avoid this, unless the moving light spots with a short period until extinction are counted, even if the moving light spots fluoresce again after disappearing, they are not counted as the moving light spots, so that the concentration of the substance to be detected is , Calculated lower than the actual concentration.

したがって、上述した方法では、複合体の動光点を正確に計数することができないため、検出対象物質の定量精度が低下するという問題がある。 Therefore, in the above-mentioned method, since the moving light spot of the complex cannot be accurately counted, there is a problem that the quantification accuracy of the substance to be detected is lowered.

(本開示の概要)
そこで、本開示の一態様に係る濃度計測方法は、検出対象物質と特異的に結合する第1物質であって磁性粒子が固定された第1物質と、前記検出対象物質と特異的に結合する第2物質であって蛍光体又は散乱体が固定された第2物質と、前記検出対象物質とを結合することにより形成された複合体を含む液体を基板上に配置し、前記蛍光体が蛍光を発生する波長又は前記散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を前記基板に照射し、前記基板上の照射領域に向かう第1方向に前記複合体を誘引する第1磁場勾配を印加し、前記第1磁場勾配の印加を停止した後に、前記複合体を前記第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加すると共に、前記複合体中の前記蛍光体が発生する蛍光又は前記散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、前記2次元画像上で前記第2方向に位置変化する光点の数を計数することで前記検出対象物質の濃度を計測し、前記蛍光又は前記散乱光の観測では、前記2次元画像内において、前記第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、前記第1磁場勾配を再印加し、前記濃度の計測では、前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出された場合に、前記第1光点を1つの光点として計数する。
(Summary of this disclosure)
Therefore, in the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, the first substance that specifically binds to the detection target substance and the magnetic particles are fixed is specifically bound to the detection target substance. A liquid containing a complex formed by binding the second substance, which is a second substance to which a phosphor or a scatterer is fixed, and the detection target substance is placed on a substrate, and the phosphor fluoresces. The substrate is irradiated with excitation light having a wavelength at which the scattering light is generated or a wavelength at which the scattering body generates scattered light, and a first magnetic field gradient that attracts the complex is applied in the first direction toward the irradiation region on the substrate. Then, after stopping the application of the first magnetic field gradient, a second magnetic field gradient that moves the complex in a second direction different from the first direction is applied, and the phosphor in the complex is generated. The concentration of the substance to be detected is detected by observing the scattered light generated by fluorescence or the scattering body as a light spot of a two-dimensional image and counting the number of light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image. When the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image in the observation of the fluorescence or the scattered light, the first magnetic field gradient is reapplied. Then, in the measurement of the concentration, when the reproduction of the first light spot is detected after the first magnetic field gradient is reapplied, the first light spot is counted as one light spot.

これにより、基板上の照射領域に位置する複合体が第2方向に誘引されて移動する間に、液体の対流又は複合体自身のブラウン運動などにより、複合体が照射領域の外に移動しても、第1磁場勾配を再印加することにより、複合体を照明領域に引き戻すことができる。これに伴って消滅及び再現した動光点を1つの動光点として計数するため、動光点の重複計数の可能性が低減される。したがって、本開示の一態様に係る濃度計測方法によれば、複合体の計数精度が向上するため、検出対象物質の定量精度が向上する。 As a result, while the complex located in the irradiation area on the substrate is attracted and moves in the second direction, the complex moves out of the irradiation area due to convection of the liquid or Brownian motion of the complex itself. Also, the complex can be pulled back into the illuminated area by reapplying the first magnetic field gradient. Along with this, the disappeared and reproduced moving light points are counted as one moving light point, so that the possibility of overlapping counting of the moving light points is reduced. Therefore, according to the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, the counting accuracy of the complex is improved, so that the quantification accuracy of the substance to be detected is improved.

例えば、本開示の一態様に係る濃度計測方法は、前記濃度の計測では、前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出されなかった場合、前記第1光点を計数しなくてもよい。 For example, in the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, when the reproduction of the first light spot is not detected after reapplying the first magnetic field gradient in the concentration measurement, the first light spot is used. You don't have to count.

これにより、磁場勾配によらずに移動する標識粒子に対応する動光点が計数されないため、複合体に対応する動光点を正確に計数することができる。例えば、第2磁場勾配により第2方向に誘引されて磁性粒子(検出対象物質と未結合の磁性粒子を指す)又は複合体が移動することによりそれらの近傍の標識粒子(蛍光体又は散乱体)が液体のわずかな流動の影響を受けた場合に、標識粒子が複合体として計数される可能性を低減することができる。したがって、本開示の一態様に係るに係る濃度計測方法によれば、複合体の計数精度が向上するため、検出対象物質の定量精度が向上する。 As a result, the moving light spots corresponding to the labeled particles that move regardless of the magnetic field gradient are not counted, so that the moving light points corresponding to the complex can be accurately counted. For example, labeled particles (phosphor or scatterer) in the vicinity of magnetic particles (pointing to magnetic particles that are unbonded to the substance to be detected) or composites that are attracted in the second direction by the second magnetic field gradient move. Can reduce the likelihood that labeled particles will be counted as a complex if they are affected by a slight flow of liquid. Therefore, according to the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, the counting accuracy of the complex is improved, so that the quantification accuracy of the substance to be detected is improved.

例えば、本開示の一態様に係る濃度計測方法は、前記蛍光又は前記散乱光の観測では、前記第1光点の消滅が検出されたときに、前記第2磁場勾配の印加を停止してから前記第1磁場勾配を再印加してもよい。 For example, in the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, when the disappearance of the first light spot is detected in the observation of the fluorescence or the scattered light, the application of the second magnetic field gradient is stopped. The first magnetic field gradient may be reapplied.

これにより、第1光点が消滅した位置(その近傍の位置を含む)に光点が再現した場合に、当該再現した光点を第1光点として計数することができる。そのため、同一の光点であるか否かの判定が容易になるため、処理量が低減される。したがって、本開示の一態様に係る濃度計測方法によれば、処理効率が向上される。 Thereby, when the light spot is reproduced at the position where the first light spot disappears (including the position in the vicinity thereof), the reproduced light spot can be counted as the first light spot. Therefore, it becomes easy to determine whether or not the light spots are the same, and the processing amount is reduced. Therefore, according to the concentration measuring method according to one aspect of the present disclosure, the processing efficiency is improved.

例えば、本開示の一態様に係る濃度計測方法では、前記基板は、前記励起光が照射されることにより前記基板の表面に前記励起光の近接場を形成してもよい。 For example, in the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, the substrate may form a near field of the excitation light on the surface of the substrate by being irradiated with the excitation light.

これにより、標識粒子(検出対象物質と未結合の標識粒子を指す)が発した光(蛍光又は散乱光)を複合体中の標識粒子が発した光として検出すること(偽陽性)を低減することができる。近接場は、基板の表面近傍(例えば、数百nm〜1μm)に形成されるため、基板上に配置された液体のうち、基板の表面近傍に位置する標識粒子のみが励起光で励起される。しかしながら、標識粒子は第2磁場勾配が印加されても第2方向に誘引されないため、第2方向に誘引されて移動する複合体と異なり、基本的に動かない光点として検出される。したがって、本開示の一態様に係る濃度計測方法によれば、偽陽性を低減することができるため、検出対象物質の定量精度が向上する。 This reduces the detection (false positive) of the light (fluorescent or scattered light) emitted by the labeled particles (pointing to the labeled particles unbonded to the substance to be detected) as the light emitted by the labeled particles in the complex. be able to. Since the proximity field is formed near the surface of the substrate (for example, several hundred nm to 1 μm), only the labeled particles located near the surface of the substrate are excited by the excitation light among the liquids arranged on the substrate. .. However, since the labeled particles are not attracted in the second direction even when the second magnetic field gradient is applied, they are basically detected as light spots that do not move, unlike the complex that is attracted and moves in the second direction. Therefore, according to the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, false positives can be reduced, and the quantification accuracy of the substance to be detected is improved.

例えば、本開示の一態様に係る濃度計測方法では、前記2次元画像は、時間経過に伴って得られる第1画像、第2画像及び第3画像を含み、前記蛍光又は前記散乱光の観測では、さらに、前記第1画像及び前記第2画像から前記第1光点の動きベクトルを導出し、導出した前記動きベクトルを用いて、前記第3画像における前記第1光点の位置を予測し、前記第3画像において予測された前記第1光点の位置における光点の有無に基づいて、前記第1光点の消滅を検出してもよい。 For example, in the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, the two-dimensional image includes a first image, a second image, and a third image obtained with the passage of time, and in the observation of the fluorescence or the scattered light. Further, the motion vector of the first light spot is derived from the first image and the second image, and the position of the first light spot in the third image is predicted by using the derived motion vector. The disappearance of the first light spot may be detected based on the presence or absence of the light spot at the position of the first light spot predicted in the third image.

これにより、移動している第1光点を経時的に識別することができるため、誤って他の動光点として計数する可能性を低減することができる。そのため、動光点の計測精度が向上される。また、予測画像と実際に撮像された画像とを用いて第1光点の消滅を検出するため、検出対象物質の濃度計測を連続的に実施することができる。そのため、検出対象物質の濃度を効率的に計測することができる。したがって、本開示の一態様に係る濃度計測方法によれば、検出対象物質の定量精度及び定量効率が向上される。 As a result, the moving first light spot can be identified over time, so that the possibility of erroneously counting as another moving light spot can be reduced. Therefore, the measurement accuracy of the moving light point is improved. Further, since the disappearance of the first light spot is detected by using the predicted image and the actually captured image, the concentration measurement of the substance to be detected can be continuously performed. Therefore, the concentration of the substance to be detected can be efficiently measured. Therefore, according to the concentration measurement method according to one aspect of the present disclosure, the quantification accuracy and quantification efficiency of the substance to be detected are improved.

また、本開示の一態様に係る濃度計測装置は、検出対象物質と特異的に結合する第1物質であって磁性粒子が固定された第1物質と、前記検出対象物質と特異的に結合する第2物質であって蛍光体又は散乱体が固定された第2物質と、前記検出対象物質とを結合することにより形成された複合体を含む液体を基板上に保持する保持部と、前記蛍光体が蛍光を発生する波長又は前記散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を前記基板に照射する光源と、前記基板上の照射領域に向かう第1方向に前記複合体を誘引する第1磁場勾配を印加する第1磁場印加部と、前記複合体を前記第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加する第2磁場印加部と、前記複合体中の前記蛍光体が発生する蛍光又は前記散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、前記2次元画像上で前記第2方向に位置変化する光点の数を計数することで前記検出対象物質の濃度を計測する計測部と、を備え、前記第2磁場印加部は、前記第1磁場勾配の印加を停止した後に、前記第2磁場勾配を印加し、前記第1磁場印加部は、前記2次元画像内において、前記第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、前記第1磁場勾配を再印加し、前記計測部は、前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出された場合に、前記第1光点を1つの光点として計数する。 Further, the concentration measuring device according to one aspect of the present disclosure specifically binds to the first substance to which the magnetic particles are fixed, which is the first substance that specifically binds to the detection target substance, and to the detection target substance. A holding portion that holds a liquid containing a complex formed by binding a second substance, which is a second substance to which a phosphor or a scatterer is fixed, and the detection target substance on a substrate, and the fluorescence. A light source that irradiates the substrate with excitation light having a wavelength at which the body generates fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light, and a first direction that attracts the complex toward an irradiation region on the substrate. A first magnetic field application unit that applies one magnetic field gradient, a second magnetic field application unit that applies a second magnetic field gradient that moves the complex in a second direction different from the first direction, and the fluorescence in the composite. The detection is performed by observing the fluorescence generated by the body or the scattered light generated by the scatterer as the light spots of the two-dimensional image and counting the number of light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image. A measuring unit for measuring the concentration of the target substance is provided, the second magnetic field applying unit applies the second magnetic field gradient after stopping the application of the first magnetic field gradient, and the first magnetic field applying unit applies the second magnetic field gradient. When the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image, the first magnetic field gradient is reapplied, and the measuring unit applies the first magnetic field gradient. When the reproduction of the first light spot is detected after reapplication, the first light spot is counted as one light spot.

これにより、基板上の照射領域に位置する複合体が第2方向に誘引されて移動する間に、液体の対流又は複合体自身のブラウン運動などにより、複合体が照射領域の外に移動しても、第1磁場勾配を再印加することにより、複合体を照明領域に引き戻すことができる。これに伴って消滅及び再現した動光点を1つの動光点として計数するため、動光点の重複計数の可能性が低減される。動光点を1つの動光点として計数するため、重複計測の可能性が低減される。したがって、本実施の形態に係る濃度計測装置によれば、複合体の計数精度が向上するため、検出対象物質の定量精度が向上する。 As a result, while the complex located in the irradiation area on the substrate is attracted and moves in the second direction, the complex moves out of the irradiation area due to convection of the liquid or Brownian motion of the complex itself. Also, the complex can be pulled back into the illuminated area by reapplying the first magnetic field gradient. Along with this, the disappeared and reproduced moving light points are counted as one moving light point, so that the possibility of overlapping counting of the moving light points is reduced. Since the moving light points are counted as one moving light point, the possibility of duplicate measurement is reduced. Therefore, according to the concentration measuring device according to the present embodiment, the counting accuracy of the complex is improved, so that the quantification accuracy of the substance to be detected is improved.

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータで読み取り可能なCD−ROMなど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及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that these comprehensive or specific embodiments may be realized in a system, method, integrated circuit, computer program or recording medium such as a computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer. It may be realized by any combination of a program and a recording medium.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示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。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that all of the embodiments described below show comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept are described as arbitrary components.

また、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又は簡略化される場合がある。 Moreover, each figure is not necessarily exactly illustrated. In each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified.

また、以下において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、円筒形状などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳密な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば、検出対象物質の量(例えば、数又は濃度等)又はその範囲を計測することなどを含む。 In addition, in the following, terms indicating relationships between elements such as parallel and vertical, terms indicating the shape of elements such as a cylindrical shape, and numerical ranges do not only represent strict meanings but are substantial. Including measuring a range equivalent to, for example, the amount (eg, number or concentration, etc.) of the substance to be detected or the range thereof.

また、各図において、それぞれ互いに直交するX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向を適宜用いて説明する。特に、Z軸方向のプラス側を上側、マイナス側を下側として説明する場合がある。 Further, in each figure, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, which are orthogonal to each other, will be described as appropriate. In particular, the positive side in the Z-axis direction may be described as the upper side, and the negative side may be described as the lower side.

(実施の形態)
以下、実施の形態について図1〜図7を用いて説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

[複合体]
まず、複合体について図1を参照しながら説明する。図1は、実施の形態における複合体6の一例を示す図である。
[Complex]
First, the complex will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of the complex 6 in the embodiment.

複合体6は、磁性粒子2が固定された第1物質3と、標識粒子4が固定された第2物質5と、検出対象物質1とが結合することにより形成される。より具体的には、磁性粒子2が固定された第1物質3と、蛍光体が固定された第2物質5とは、検出対象物質1の異なる部位に結合し、検出対象物質1を挟んで結合する(つまり、サンドイッチ結合する)ことにより、複合体6を形成する。 The complex 6 is formed by binding the first substance 3 to which the magnetic particles 2 are fixed, the second substance 5 to which the labeled particles 4 are fixed, and the detection target substance 1. More specifically, the first substance 3 to which the magnetic particles 2 are fixed and the second substance 5 to which the phosphor is fixed are bound to different sites of the detection target substance 1 and sandwich the detection target substance 1. By binding (ie, sandwich binding), the complex 6 is formed.

検出対象物質1は、検出の対象となる分子であり、例えば、タンパク質、脂質、糖、核酸等である。 The substance to be detected 1 is a molecule to be detected, for example, a protein, a lipid, a sugar, a nucleic acid, or the like.

第1物質3は、検出対象物質1と特異的に結合する性質を有し、磁性粒子2が固定されている。検出対象物質1に対する第1物質3の組み合わせは、例えば、抗原に対する抗体、基質又は補酵素に対する酵素、ホルモンに対するレセプタ、抗体に対するプロテインA又はプロテインG、ビオチンに対するアビジン類、カルシウムに対するカルモジュリン、糖に対するレクチン等が挙げられる。 The first substance 3 has a property of specifically binding to the substance to be detected 1, and the magnetic particles 2 are fixed. The combination of the first substance 3 with respect to the substance 1 to be detected includes, for example, an antibody against an antigen, an enzyme against a substrate or a coenzyme, a receptacle against a hormone, a protein A or protein G against an antibody, avidins against biotin, calmodulin against calcium, and a lectin against sugar. And so on.

第2物質5は、検出対象物質1と特異的に結合する性質を有し、標識粒子4が固定されている。検出対象物質1に対する第2物質5の組み合わせは、第1物質3と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、第1物質3と第2物質5とは同じ種類の物質であってもよく、異なる種類の物質であってもよい。第1物質3と第2物質5とが同じ種類の物質である場合、これらの物質は、例えば、検出対象物質1(例えばウイルス)と特異的に結合する抗体である。このとき、これらの物質はそれぞれ検出対象物質1の異なる結合部位に結合するとよい。つまり、これらの物質は、競合性が低いとよい。 The second substance 5 has a property of specifically binding to the substance to be detected 1, and the labeled particles 4 are fixed. Since the combination of the second substance 5 with respect to the detection target substance 1 is the same as that of the first substance 3, the description thereof is omitted here. The first substance 3 and the second substance 5 may be the same type of substance or may be different types of substances. When the first substance 3 and the second substance 5 are substances of the same type, these substances are, for example, antibodies that specifically bind to the substance to be detected 1 (for example, a virus). At this time, each of these substances may be bound to a different binding site of the substance to be detected 1. That is, these substances should be less competitive.

磁性粒子2は、常磁性又は強磁性を有する粒子である。常磁性とは、外部磁場が無いときには磁化を持たず、磁場勾配を印加するとその磁場勾配の方向に弱く磁化する磁性を意味する。強磁性とは、外部磁場が無くても自発磁化を持つことができる磁性を意味する。つまり、磁性粒子2は、磁場勾配の印加によって磁場勾配の方向に移動する。なお、磁性粒子2は、シェル構造を有してもよい。例えば、磁性粒子2は、常磁性又は強磁性を有する粒子を内核とし、樹脂、ガラス又は貴金属などで内核を被覆してもよい。これにより、内核を酸化から保護することができる。 The magnetic particle 2 is a particle having paramagnetism or ferromagnetism. Paramagnetism means magnetism that has no magnetization when there is no external magnetic field and is weakly magnetized in the direction of the magnetic field gradient when a magnetic field gradient is applied. Ferromagnetism means magnetism that can have spontaneous magnetization without an external magnetic field. That is, the magnetic particles 2 move in the direction of the magnetic field gradient by applying the magnetic field gradient. The magnetic particles 2 may have a shell structure. For example, the magnetic particles 2 may have paramagnetic or ferromagnetic particles as the inner core, and the inner core may be coated with a resin, glass, a noble metal, or the like. This can protect the inner core from oxidation.

標識粒子4は、検出対象物質1を他の物質と識別することを可能とする物質(標識物質)を含む粒子である。標識粒子4は、例えば、蛍光体又は散乱体である。 The labeled particle 4 is a particle containing a substance (labeled substance) that makes it possible to distinguish the substance 1 to be detected from another substance. The labeled particle 4 is, for example, a phosphor or a scatterer.

蛍光体は、所定の波長を有する励起光の照射によって蛍光を放射する。蛍光体は、例えば、有機分子又は量子ドット等であってもよく、有機蛍光分子、無機蛍光体、又は、量子ドットなどを組み込んだ樹脂(例えば、ポリスチレン又はアクリルなど)又はガラスから構成される蛍光粒子であってもよい。蛍光粒子の粒径は、数十nmから数百nmである。蛍光粒子は、樹脂又はガラスに蛍光の失活防止剤を含ませることにより、蛍光の退色が低減される。また、蛍光粒子は、アミノ基及びカルボキシ基を初めとする多様な表面修飾を施すことにより、検出対象物質1との結合性が向上される。また、蛍光粒子は、樹脂又はガラスを含むことにより、水中での分散性が向上される。 The phosphor radiates fluorescence by irradiation with excitation light having a predetermined wavelength. The phosphor may be, for example, an organic molecule or a quantum dot, and is a fluorescence composed of an organic fluorescent molecule, an inorganic phosphor, a resin (for example, polystyrene or acrylic) or glass incorporating the quantum dot or the like. It may be a particle. The particle size of the fluorescent particles is from several tens of nm to several hundreds of nm. For fluorescent particles, the fading of fluorescence is reduced by impregnating the resin or glass with a fluorescent deactivation inhibitor. Further, the fluorescent particles are subjected to various surface modifications such as an amino group and a carboxy group to improve the bondability with the detection target substance 1. Further, the fluorescent particles contain resin or glass to improve the dispersibility in water.

散乱体は、所定の波長を有する光の照射によって散乱光を放射する。散乱体は、例えば、磁場勾配を印加しても、その磁場勾配に影響されにくい材料で構成される。このような材料としては、例えば、金、銀、アルミニウム、マンガン、クロム、白金、銅、亜鉛、鉛、又は、マンガンなどの非磁性の金属、これらの金属の合金、金属酸化物もしくは金属窒化物であってもよく、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、エポキシ樹脂、又は、ABS樹脂などの樹脂であってもよい。また、散乱体は、例えば断面の形状が矩形、矩形に近い楕円、正弦形、又は、台形である粒子であってもよく、粒子の表面に凹凸を有してもよい。散乱体の粒径は、長径(例えば、外接円の直径)で、30nm以上であってもよく、50nmであってもよく、300nm以下であってもよく、200nmであってもよい。 The scatterer emits scattered light by irradiating light having a predetermined wavelength. The scatterer is composed of, for example, a material that is not easily affected by the magnetic field gradient even if a magnetic field gradient is applied. Such materials include, for example, non-magnetic metals such as gold, silver, aluminum, manganese, chromium, platinum, copper, zinc, lead, or manganese, alloys of these metals, metal oxides or metal nitrides. It may be a resin such as polycarbonate, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, epoxy resin, or ABS resin. Further, the scatterer may be, for example, a particle having a rectangular cross-sectional shape, an ellipse close to a rectangle, a sine shape, or a trapezoidal shape, and the surface of the particle may have irregularities. The particle size of the scatterer has a major axis (for example, the diameter of the circumscribed circle) and may be 30 nm or more, 50 nm or less, 300 nm or less, or 200 nm.

なお、図1では、複数の第1物質3が磁性粒子2に固定されているが、これに限定されない。例えば、1つの第1物質3のみが磁性粒子2に固定されてもよい。また、図1では、複数の第2物質5が標識粒子4に固定されているが、これに限定されない。例えば、1つの第2物質5のみが標識粒子4に固定されてもよい。 In FIG. 1, a plurality of first substances 3 are fixed to the magnetic particles 2, but the present invention is not limited to this. For example, only one first substance 3 may be fixed to the magnetic particles 2. Further, in FIG. 1, a plurality of second substances 5 are fixed to the labeled particles 4, but the present invention is not limited to this. For example, only one second substance 5 may be immobilized on the labeled particles 4.

なお、図1に示される複合体6の構成は一例であり、これに限定されない。例えば、複合体6に含まれる磁性粒子2の数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、例えば、複合体6に含まれる検出対象物質1の数は、2つ以上であってもよい。 The configuration of the complex 6 shown in FIG. 1 is an example, and is not limited thereto. For example, the number of magnetic particles 2 contained in the composite 6 may be one or three or more. Further, for example, the number of the detection target substances 1 contained in the complex 6 may be two or more.

[濃度計測装置の概要]
続いて、本実施の形態に係る濃度計測装置について図2を参照しながら説明する。図2は、実施の形態に係る濃度計測装置100の一例を示す概略構成図である。なお、図2において、保持部10は、基板11の主面(XY平面)と直交する面(XZ平面)で切断した断面を示している。
[Overview of concentration measuring device]
Subsequently, the concentration measuring device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the concentration measuring device 100 according to the embodiment. In FIG. 2, the holding portion 10 shows a cross section cut on a plane (XZ plane) orthogonal to the main plane (XY plane) of the substrate 11.

濃度計測装置100は、液体61中の微量な検出対象物質1の濃度を光学的に測定する。より具体的には、濃度計測装置100は、液体61中の複合体6を第1磁場勾配により基板11上の照射領域に収集し、第2磁場勾配により基板11の表面11aと平行な方向に複合体6を移動させる。そして、濃度計測装置100は、移動する複合体6中の蛍光体が発する蛍光又は散乱体が発する散乱光を2次元画像の動光点として観測する。このとき、2次元画像内の動光点が明滅する場合がある。この現象について、図3及び図4を参照しながら説明する。 The concentration measuring device 100 optically measures the concentration of a trace amount of the substance 1 to be detected in the liquid 61. More specifically, the concentration measuring device 100 collects the complex 6 in the liquid 61 in the irradiation region on the substrate 11 by the first magnetic field gradient, and in the direction parallel to the surface 11a of the substrate 11 by the second magnetic field gradient. Move the complex 6. Then, the concentration measuring device 100 observes the fluorescence emitted by the phosphor in the moving complex 6 or the scattered light emitted by the scatterer as a moving light point of the two-dimensional image. At this time, the moving light spot in the two-dimensional image may blink. This phenomenon will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3は、基板11の表面11aの電磁場(いわゆる、近接場)の分布と複合体6の動きとを示す図である。図4は、基板11の表面11aの電磁場強度と基板11の表面11aからの距離との関係を示すグラフである。本実施の形態では、励起光21の照射により近接場が形成された領域を照射領域と呼ぶ。 FIG. 3 is a diagram showing the distribution of the electromagnetic field (so-called proximity field) on the surface 11a of the substrate 11 and the movement of the complex 6. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the electromagnetic field strength of the surface 11a of the substrate 11 and the distance from the surface 11a of the substrate 11. In the present embodiment, the region in which the proximity field is formed by the irradiation of the excitation light 21 is referred to as an irradiation region.

図3及び図4に示されるように、近接場は、基板11の表面11aから0.75μmまで距離に形成される。近接場は、基板11の裏面11bから照射された励起光21が基板11と液体61との界面で全反射することにより形成される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the proximity field is formed at a distance of 0.75 μm from the surface 11a of the substrate 11. The proximity field is formed by total reflection of the excitation light 21 emitted from the back surface 11b of the substrate 11 at the interface between the substrate 11 and the liquid 61.

複合体6が第1磁場勾配により基板11の表面11a近傍(例えば、0.5μm以内)に収集されると、複合体6中の蛍光体又は散乱体は、近接場内で励起される。しかしながら、複合体6を基板11の表面と平行な方向に移動させる間に、液体61の対流又は複合体6自身のブラウン運動などにより、複合体6は、基板11の表面の照射領域から離れる方向に移動し、近接場の外に出る場合がある。このとき、2次元画像内の動光点は消滅する。また、図3に示されるように、近接場の外に出た複合体6が液体61の対流又は複合体6自身のブラウン運動などにより近接場内に戻る場合がある。このとき、2次元画像内の消滅した動光点は、再現する。 When the complex 6 is collected in the vicinity of the surface 11a (for example, within 0.5 μm) of the substrate 11 by the first magnetic field gradient, the phosphor or the scatterer in the complex 6 is excited in the proximity field. However, while moving the composite 6 in a direction parallel to the surface of the substrate 11, the composite 6 moves away from the irradiation region on the surface of the substrate 11 due to convection of the liquid 61 or Brownian motion of the composite 6 itself. May move to and out of proximity. At this time, the moving light spots in the two-dimensional image disappear. Further, as shown in FIG. 3, the complex 6 that has gone out of the proximity field may return to the proximity field due to convection of the liquid 61 or Brownian motion of the complex 6 itself. At this time, the disappeared moving light spots in the two-dimensional image are reproduced.

本実施の形態に係る濃度計測装置100は、2次元画像内の動光点が消滅したことを検出すると、照射領域に向かって複合体6を誘引する第1磁場勾配を印加する。そして、濃度計測装置100は、2次元画像内の動光点が再び現れたことを検出すると、この消滅して再現した動光点を1つの光点として計数する。これにより、明滅する1つの動光点を2以上の動光点として重複して計数することが低減される。 When the density measuring device 100 according to the present embodiment detects that the moving light spot in the two-dimensional image has disappeared, it applies a first magnetic field gradient that attracts the complex 6 toward the irradiation region. Then, when the density measuring device 100 detects that the moving light spots in the two-dimensional image have reappeared, the disappearing and reproduced moving light spots are counted as one light spot. As a result, it is possible to reduce the duplication of counting one blinking moving light spot as two or more moving light spots.

[濃度計測装置の構成]
図2に示されるように、濃度計測装置100は、保持部10と、光源20と、第1磁場印加部31と、第2磁場印加部32と、計測部50と、を備える。以下、濃度計測装置100の各構成要素について順に説明する。
[Concentration measuring device configuration]
As shown in FIG. 2, the concentration measuring device 100 includes a holding unit 10, a light source 20, a first magnetic field applying unit 31, a second magnetic field applying unit 32, and a measuring unit 50. Hereinafter, each component of the concentration measuring device 100 will be described in order.

保持部10は、複合体6と、磁性粒子2が固定された第1物質3と、標識粒子4(蛍光体又は散乱体)が固定された第2物質5とを液体61を基板11上に保持する。液体61は、予め調製されてもよく、保持部10の空間15内で調製されてもよい。本実施の形態では、保持部10は、励起光の照射により近接場を形成可能な基板11及びプリズム12を備える。具体的には、基板11は、プリズム12の表面上に配置され、基板11の裏面11bは、プリズム12の表面に光学的に貼り合せられる。これにより、基板11は、表面11aに近接場を形成可能な基板として機能する。 The holding portion 10 puts the complex 6, the first substance 3 on which the magnetic particles 2 are fixed, and the second substance 5 on which the labeled particles 4 (fluorescent or scatterer) are fixed, and the liquid 61 on the substrate 11. Hold. The liquid 61 may be prepared in advance or may be prepared in the space 15 of the holding portion 10. In the present embodiment, the holding portion 10 includes a substrate 11 and a prism 12 capable of forming a close field by irradiation with excitation light. Specifically, the substrate 11 is arranged on the front surface of the prism 12, and the back surface 11b of the substrate 11 is optically bonded to the surface of the prism 12. As a result, the substrate 11 functions as a substrate capable of forming a close field on the surface 11a.

近接場とは、高屈折率側の媒体から臨界角以上で入射された光が界面で全反射する際、低屈折率側の媒体に染み出した光(エバネセント光)の層である。ここでは、基板11の裏面11bから照射された光21が基板11と液体61との界面で全反射することにより、当該界面において、基板11(例えば、ガラス)よりも屈折率の小さい液体61(例えば、水)側に光21が染み出し、光21の近接場が形成される。本実施の形態では、近接場は、基板11の表面11a近傍に形成される。 The near field is a layer of light (evanescent light) that exudes to the medium on the low refractive index side when the light incident on the medium on the high refractive index side at a critical angle or higher is totally reflected at the interface. Here, the light 21 emitted from the back surface 11b of the substrate 11 is totally reflected at the interface between the substrate 11 and the liquid 61, so that the liquid 61 (for example, glass) having a refractive index smaller than that of the substrate 11 (for example, glass) is totally reflected at the interface. For example, the light 21 exudes to the water) side, and a near field of the light 21 is formed. In the present embodiment, the proximity field is formed in the vicinity of the surface 11a of the substrate 11.

保持部10は、さらに、液体61を覆う透明なカバーガラス13を備える。液体61は、基板11とカバーガラス13との間に保持される。なお、保持部10は、液体61を囲うスペーサ14を備えてもよい。スペーサ14は、基板11上に配置され、基板11からカバーガラス13に向かって延びる。 The holding portion 10 further includes a transparent cover glass 13 that covers the liquid 61. The liquid 61 is held between the substrate 11 and the cover glass 13. The holding portion 10 may include a spacer 14 that surrounds the liquid 61. The spacer 14 is arranged on the substrate 11 and extends from the substrate 11 toward the cover glass 13.

光源20は、蛍光体が蛍光を発生する波長又は散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光21を基板11に照射する。本実施の形態では、光源20は、プリズム12を介して基板11の裏面11bに励起光21を照射する。光源20としては、公知の技術を特に限定することなく利用することができる。例えば、半導体レーザ又はガスレーザ等のレーザを光源20として用いることができる。なお、光源20から照射される励起光の波長としては、ウイルスなどの検出対象物質1に含まれる物質と相互作用が小さい波長であってもよい。例えば、励起光21の波長は、400nm以上2000nm以下の範囲の波長であってもよく、水又はウイルスの構成物質と相互作用が小さい波長であってもよい。さらには、励起光21の波長は、半導体レーザが使用できる波長である600nm以上850nm以下の範囲の波長であってもよい。 The light source 20 irradiates the substrate 11 with excitation light 21 having a wavelength at which the phosphor emits fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light. In the present embodiment, the light source 20 irradiates the back surface 11b of the substrate 11 with the excitation light 21 via the prism 12. As the light source 20, known techniques can be used without particular limitation. For example, a laser such as a semiconductor laser or a gas laser can be used as the light source 20. The wavelength of the excitation light emitted from the light source 20 may be a wavelength that has a small interaction with the substance contained in the detection target substance 1 such as a virus. For example, the wavelength of the excitation light 21 may be in the range of 400 nm or more and 2000 nm or less, or may be a wavelength having a small interaction with the constituent substances of water or virus. Further, the wavelength of the excitation light 21 may be a wavelength in the range of 600 nm or more and 850 nm or less, which is a wavelength that can be used by the semiconductor laser.

上述したように、本実施の形態では、励起光21は、液体61と基板11との界面において全反射する。その結果、基板11の表面11aに近接場が形成される。近接場は、表面11a近傍の領域のみに形成され、基板11の表面11aから遠ざかるにつれて急激に減衰する。多くの場合、近接場が及ぶ距離は励起光21の波長程度である。したがって、励起光21の近接場は、基板11の表面11a近傍の領域に存在する液体61にのみ照射される。つまり、本実施の形態では、基板11の表面11a近傍の領域が、励起光21が照射される照射領域に相当する。 As described above, in the present embodiment, the excitation light 21 is totally reflected at the interface between the liquid 61 and the substrate 11. As a result, a proximity field is formed on the surface 11a of the substrate 11. The proximity field is formed only in the region near the surface 11a, and rapidly attenuates as the distance from the surface 11a of the substrate 11 increases. In many cases, the distance covered by the near field is about the wavelength of the excitation light 21. Therefore, the proximity field of the excitation light 21 is applied only to the liquid 61 existing in the region near the surface 11a of the substrate 11. That is, in the present embodiment, the region near the surface 11a of the substrate 11 corresponds to the irradiation region to which the excitation light 21 is irradiated.

なお、基板11の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、基板11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。 The configuration of the substrate 11 is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the substrate 11 may be composed of a single layer or a laminated body for the purpose of enhancing the electric field.

第1磁場印加部31は、基板11上の照射領域に向かう第1方向(図2ではZ軸マイナス方向)に第1磁場勾配を印加する。この第1磁場勾配により、液体61中の磁性粒子2が第1方向に移動する。その結果、液体61中に存在する複合体6及び第1物質3は、励起光の照射領域に集められる。なお、第1磁場印加部31の動作の詳細については、後述する。 The first magnetic field application unit 31 applies the first magnetic field gradient in the first direction (Z-axis minus direction in FIG. 2) toward the irradiation region on the substrate 11. Due to this first magnetic field gradient, the magnetic particles 2 in the liquid 61 move in the first direction. As a result, the complex 6 and the first substance 3 existing in the liquid 61 are collected in the irradiation region of the excitation light. The details of the operation of the first magnetic field application unit 31 will be described later.

第2磁場印加部32は、液体61中に第1方向と異なるに第2勾配を印加する。液体61中に複合体6を第1方向と異なる第2方向(図2では、X軸マイナス方向)に移動させる第2磁場勾配を印加する。この第2磁場勾配により、液体61中の磁性粒子2は第2方向に移動する。その結果、液体61中に存在する複合体6及び第1物質3は、光の照射領域を第2方向に移動する。なお、第2磁場印加部32の動作の詳細については、後述する。 The second magnetic field application unit 32 applies a second gradient to the liquid 61 differently from the first direction. A second magnetic field gradient is applied into the liquid 61 to move the complex 6 in a second direction (X-axis minus direction in FIG. 2) different from the first direction. Due to this second magnetic field gradient, the magnetic particles 2 in the liquid 61 move in the second direction. As a result, the complex 6 and the first substance 3 existing in the liquid 61 move in the light irradiation region in the second direction. The details of the operation of the second magnetic field application unit 32 will be described later.

第1磁場印加部31及び第2磁場印加部32は、電磁石又は永久磁石等を用いることができる。電磁石が用いられる場合、制御部(不図示)は、第1磁場印加部31及び第2磁場印加部32のそれぞれヘの電流の供給を制御することによって、磁場勾配の印加及び非印加を切り替えることができる。また、永久磁石が用いられる場合、制御部は、第1磁場印加部31及び第2磁場印加部32のそれぞれを移動させることによって磁場勾配の印加及び非印加を切り替えることができる。 An electromagnet, a permanent magnet, or the like can be used as the first magnetic field application unit 31 and the second magnetic field application unit 32. When an electromagnet is used, the control unit (not shown) switches between application and non-application of the magnetic field gradient by controlling the supply of current to each of the first magnetic field application unit 31 and the second magnetic field application unit 32. Can be done. When a permanent magnet is used, the control unit can switch between application and non-application of the magnetic field gradient by moving each of the first magnetic field application unit 31 and the second magnetic field application unit 32.

計測部50は、複合体6中の蛍光体が発生する蛍光又は散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点の数を計数することで検出対象物質1の濃度を計測する。計測部50は、光検出部40と処理部45とを含む。 The measuring unit 50 observes the fluorescence generated by the phosphor in the composite 6 or the scattered light generated by the scatterer as the light spot of the two-dimensional image, and the position of the light spot that changes its position in the second direction on the two-dimensional image. The concentration of the detection target substance 1 is measured by counting the number. The measuring unit 50 includes a light detecting unit 40 and a processing unit 45.

光検出部40は、励起光の照射領域において蛍光体から放射された蛍光又は散乱体から放射された散乱光を光学系を介して受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。光検出部40は、集光性を有する集光部材41と、一部の波長の光を選択的に透過させるフィルタ42と、イメージセンサ43とを備える。 The light detection unit 40 receives the fluorescence emitted from the phosphor or the scattered light emitted from the scatterer in the irradiation region of the excitation light via the optical system, and outputs an electric signal according to the intensity of the received light. .. The photodetector 40 includes a light-collecting member 41 having a light-collecting property, a filter 42 that selectively transmits light of a part of wavelengths, and an image sensor 43.

集光部材41は、例えば、屈折式のレンズであり、受光した光をイメージセンサ43に集光する。集光部材41は、単一のレンズで構成されてもよく、複数のレンズで構成されてもよい。 The condensing member 41 is, for example, a refraction type lens, and condenses the received light on the image sensor 43. The condensing member 41 may be composed of a single lens or may be composed of a plurality of lenses.

フィルタ42は、例えば、複合体6が発する蛍光又は散乱光の主要な波長成分のみを透過させ、その他を吸収又は反射する光学特性を有する。 The filter 42 has, for example, an optical property of transmitting only the main wavelength component of the fluorescence or scattered light emitted by the complex 6 and absorbing or reflecting the others.

イメージセンサ43は、例えば、2次元イメージセンサであり、集光部材41で集光された光を受光面に結像させ、その像の光による明暗を電荷の量に光電変換し、それを読み出して電気信号に変換する。 The image sensor 43 is, for example, a two-dimensional image sensor, which forms an image of the light collected by the condensing member 41 on a light receiving surface, photoelectrically converts the light and darkness of the image into the amount of electric charge, and reads it out. To convert it into an electric signal.

処理部45は、光検出部40の出力信号の変化量(つまり、蛍光又は散乱光の強度の変化量)に基づいて検出対象物質1を検出する。例えば、処理部45は、イメージセンサ43からの電気信号を2次元画像データに変換する。2次元画像は、時間経過に伴って得られる第1画像、第2画像及び第3画像を含む。処理部45は、複合体6中の蛍光体が発生する蛍光又は散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測する。このとき、2次元画像には、第2物質5に固定された蛍光体が発する蛍光又は散乱体が発する散乱光も光点として観察される。処理部45は、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点を複合体6中の蛍光体が発する蛍光又は散乱体が発生する散乱光を示す光点(つまり、第1光点)として識別する。処理部45は、蛍光又は散乱光の観測では、さらに、第1画像及び第2画像から第1光点の動きベクトルを導出し、導出した動きベクトルを用いて、第3画像における第1光点の位置を予測し、第3画像において予測された第1光点の位置における光点の有無に基づいて、第1光点の消滅を検出する。このとき、第1磁場印加部31が第1磁場勾配を再印加する。計測部50は、第1磁場勾配を再印加した後に第1光点の再現が検出された場合に、第1光点を1つの光点として計数する。計測部50は、濃度の計測では、第1磁場勾配を再印加した後に第1光点の再現が検出されなかった場合、第1光点を計数しない。なお、これらの動作の詳細については、後述する。 The processing unit 45 detects the substance 1 to be detected based on the amount of change in the output signal of the photodetector 40 (that is, the amount of change in the intensity of fluorescence or scattered light). For example, the processing unit 45 converts the electric signal from the image sensor 43 into two-dimensional image data. The two-dimensional image includes a first image, a second image, and a third image obtained over time. The processing unit 45 observes the fluorescence generated by the phosphor in the composite 6 or the scattered light generated by the scatterer as a light spot of the two-dimensional image. At this time, in the two-dimensional image, the fluorescence emitted by the phosphor fixed to the second substance 5 or the scattered light emitted by the scatterer is also observed as a light spot. The processing unit 45 indicates a light spot that changes its position in the second direction on the two-dimensional image and indicates fluorescence emitted by the phosphor in the composite 6 or scattered light generated by the scatterer (that is, the first light spot). Identify as. In the observation of fluorescence or scattered light, the processing unit 45 further derives a motion vector of the first light spot from the first image and the second image, and uses the derived motion vector to obtain the first light spot in the third image. Is predicted, and the disappearance of the first light spot is detected based on the presence or absence of the light spot at the position of the first light spot predicted in the third image. At this time, the first magnetic field application unit 31 reapplies the first magnetic field gradient. When the reproduction of the first light spot is detected after the first magnetic field gradient is reapplied, the measuring unit 50 counts the first light spot as one light spot. In the density measurement, the measuring unit 50 does not count the first light spot if the reproduction of the first light spot is not detected after the first magnetic field gradient is reapplied. The details of these operations will be described later.

[濃度計測装置の動作]
以上のように構成された濃度計測装置100の動作について図5を参照しながら説明する。図5は、実施の形態に係る濃度計測装置100の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図2も参照しながら説明する。
[Operation of concentration measuring device]
The operation of the concentration measuring device 100 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the concentration measuring device 100 according to the embodiment. Here, the description will be given with reference to FIG.

まず、導入部(不図示)は、予め調製された液体61を基板11上に配置する(S5001)。例えば、液体61は、カバーガラス13とスペーサ14との間に設けられた導入孔(不図示)から空間15内に導入されてもよい。空間15は、液体61を密封可能な空間である。これにより、保持部10は、液体61を基板11上に保持する。なお、液体61の調製は、検出対象物質1を含む溶液、磁性粒子2が固定された第1物質3を含む溶液、及び、標識粒子4(ここでは、蛍光体)が固定された第2物質5を含む溶液の順不同な混合により行われる。 First, in the introduction section (not shown), the liquid 61 prepared in advance is arranged on the substrate 11 (S5001). For example, the liquid 61 may be introduced into the space 15 through an introduction hole (not shown) provided between the cover glass 13 and the spacer 14. The space 15 is a space in which the liquid 61 can be sealed. As a result, the holding unit 10 holds the liquid 61 on the substrate 11. The liquid 61 is prepared by preparing a solution containing the substance 1 to be detected, a solution containing the first substance 3 on which the magnetic particles 2 are fixed, and a second substance on which the labeled particles 4 (here, a phosphor) are fixed. This is done by mixing the solutions containing 5 in no particular order.

次に、光源20は、基板11に励起光21を照射する(S5002)。これにより、液体61の一部に励起光21が照射される。本実施の形態では、光源20は、プリズム12を介して基板11の裏面11bに励起光21を照射する。これにより、基板11の表面11aに近接場が形成される。ここでは、近接場が形成された領域を照射領域と呼ぶ。なお、励起光21の照射は、濃度計測処理が終了するまで継続的に行われる。 Next, the light source 20 irradiates the substrate 11 with the excitation light 21 (S5002). As a result, a part of the liquid 61 is irradiated with the excitation light 21. In the present embodiment, the light source 20 irradiates the back surface 11b of the substrate 11 with the excitation light 21 via the prism 12. As a result, a proximity field is formed on the surface 11a of the substrate 11. Here, the region where the proximity field is formed is referred to as an irradiation region. The irradiation of the excitation light 21 is continuously performed until the concentration measurement process is completed.

第1磁場印加部31は、液体61に対して第1方向(図2では、下向き)に第1磁場勾配を印加する(S5003)。この第1磁場勾配により、液体61中の磁性粒子2が第1方向に移動する。その結果、液体61中に存在する複合体6及び第1物質3は、励起光の照射領域に集められる。なお、第1磁場勾配の印加は所定の期間行われる。所定の期間とは、液体61中に分散した複合体6が照射領域内に移動するために十分な長さを有する期間である。所定の期間の長さは、液体61中の粒子の分散性及び磁性の度合い、第1磁場勾配の強度に応じて設定される。 The first magnetic field application unit 31 applies the first magnetic field gradient to the liquid 61 in the first direction (downward in FIG. 2) (S5003). Due to this first magnetic field gradient, the magnetic particles 2 in the liquid 61 move in the first direction. As a result, the complex 6 and the first substance 3 existing in the liquid 61 are collected in the irradiation region of the excitation light. The application of the first magnetic field gradient is performed for a predetermined period. The predetermined period is a period in which the complex 6 dispersed in the liquid 61 has a sufficient length to move into the irradiation region. The length of the predetermined period is set according to the degree of dispersibility and magnetism of the particles in the liquid 61 and the strength of the first magnetic field gradient.

次に、計測部50は、蛍光の検出を開始する(不図示)。続いて、第1磁場印加部31は、第1磁場勾配の印加を停止する(S5004)。 Next, the measuring unit 50 starts detecting fluorescence (not shown). Subsequently, the first magnetic field application unit 31 stops the application of the first magnetic field gradient (S5004).

次に、第2磁場印加部32は、液体61に対して第1方向とは異なる第2方向(図2では、左向き)に第2磁場勾配を印加する(S5005)。これにより、液体61中の複合体6は、第2方向に移動する。その結果、複合体6は、励起光21の照射領域内を第2方向に移動する。 Next, the second magnetic field application unit 32 applies the second magnetic field gradient to the liquid 61 in a second direction (leftward in FIG. 2) different from the first direction (S5005). As a result, the complex 6 in the liquid 61 moves in the second direction. As a result, the complex 6 moves in the second direction in the irradiation region of the excitation light 21.

次に、計測部50は、複合体6中の蛍光体が発する蛍光を2次元画像の光点として観察し、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点を計数する(S5006)。計測部50は、蛍光の検出を終了する(不図示)。 Next, the measuring unit 50 observes the fluorescence emitted by the phosphor in the composite 6 as the light spot of the two-dimensional image, and counts the light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image (S5006). The measuring unit 50 ends the fluorescence detection (not shown).

続いて、ステップS5006の詳細な処理について図6及び図7を参照しながら説明する。図6は、図5のステップS5006の詳細な処理を示すフローチャートである。図7は、図6の処理を模式的に示す図である。 Subsequently, the detailed processing of step S5006 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a flowchart showing the detailed processing of step S5006 of FIG. FIG. 7 is a diagram schematically showing the process of FIG.

まず、光検出部40は、第1画像及び第2画像を撮像する(S6001)。図7の(a)及び(b)に示されるように、第1画像は第2画像よりも前に撮像された2次元画像である。光検出部40は、第1画像及び第2画像のそれぞれを処理部45に出力する。 First, the photodetector 40 captures the first image and the second image (S6001). As shown in FIGS. 7A and 7B, the first image is a two-dimensional image captured before the second image. The light detection unit 40 outputs each of the first image and the second image to the processing unit 45.

次に、処理部45は、光検出部40から出力された第1画像及び第2画像を取得し、第1画像中の光点と第2画像中の光点とを検出する(図6にて不図示)。処理部45は、第1画像及び第2画像中に光点(例えば、第1光点7、第2光点8、及び、第3光点9)を検出する(図7参照)。続いて、処理部45は、第1画像及び第2画像上で第2方向に位置変化する光点(動光点)を抽出する。この例では、動光点は、第1光点7と第2光点8である。図6では、第1光点7に関する処理について説明する。 Next, the processing unit 45 acquires the first image and the second image output from the light detection unit 40, and detects the light spot in the first image and the light spot in the second image (FIG. 6). Not shown). The processing unit 45 detects light spots (for example, first light spot 7, second light spot 8, and third light spot 9) in the first image and the second image (see FIG. 7). Subsequently, the processing unit 45 extracts a light spot (moving light spot) whose position changes in the second direction on the first image and the second image. In this example, the moving light spots are the first light spot 7 and the second light spot 8. FIG. 6 describes the process related to the first light spot 7.

処理部45は、第1画像及び第2画像から第1光点7の動きベクトル7a(図7の(c)参照)を導出する(S6002)。なお、第2光点8に関しては、動きベクトル8aが導出される。 The processing unit 45 derives the motion vector 7a of the first light spot 7 (see (c) of FIG. 7) from the first image and the second image (S6002). A motion vector 8a is derived for the second light spot 8.

次に、処理部45は、導出した動きベクトル7aを用いて、所定時間後に撮像される第3画像における第1光点7の位置を予測する(S6003)。 Next, the processing unit 45 uses the derived motion vector 7a to predict the position of the first light spot 7 in the third image captured after a predetermined time (S6003).

次に、光検出部40は、第3画像を撮像し(S6004)、処理部45に第3画像を出力する。 Next, the light detection unit 40 captures a third image (S6004) and outputs the third image to the processing unit 45.

処理部45は、第3画像を取得すると、第3画像中に、予測された第1光点7の位置に光点が検出されるか否かを判定する(S6005)。処理部45は、第3画像中に、予測された第1光点7の位置に光点が検出されたと判定した場合(S6005でYes)、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点を計数する(S6006)。 When the third image is acquired, the processing unit 45 determines whether or not a light spot is detected at the predicted position of the first light spot 7 in the third image (S6005). When the processing unit 45 determines that a light spot is detected at the predicted position of the first light spot 7 in the third image (Yes in S6005), the light whose position changes in the second direction on the two-dimensional image. Count the points (S6006).

一方、処理部45は、第3画像中に、予測された第1光点7の位置に光点が検出されないと判定した場合(S6005でNo)、つまり、第1光点7の消滅が検出された場合、第1磁場印加部31は、第2磁場勾配の印加が停止された後(S6007)、第1磁場勾配を再印加する(S6008)。 On the other hand, when the processing unit 45 determines that the light spot is not detected at the predicted position of the first light spot 7 in the third image (No in S6005), that is, the disappearance of the first light spot 7 is detected. If so, the first magnetic field application unit 31 reapplies the first magnetic field gradient (S6008) after the application of the second magnetic field gradient is stopped (S6007).

次に、処理部45は、消滅した第1光点7が再現するか否かを判定する(S6009)。処理部45は、第3画像中で第1光点7が消滅した位置に光点が検出されたと判定した場合、つまり、消滅した第1光点7が再現したと判定した場合(S6009でYes)、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点に、再現した光点を含めて計数する(S6010)。 Next, the processing unit 45 determines whether or not the extinguished first light spot 7 is reproduced (S6009). When the processing unit 45 determines that the light spot is detected at the position where the first light spot 7 disappears in the third image, that is, when it determines that the disappeared first light spot 7 is reproduced (Yes in S6009). ), The reproduced light spots are included in the light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image and counted (S6010).

一方、処理部45は、第3画像中で第1光点7が消滅した位置に光点が検出されなかったと判定した場合、つまり、消滅した第1光点7が再現しないと判定した場合(S6009でNo)、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点に、消滅した光点を含めずに計数する(S6011)。 On the other hand, when the processing unit 45 determines that the light spot is not detected at the position where the first light spot 7 disappears in the third image, that is, when it determines that the disappeared first light spot 7 is not reproduced ( No in S6009), the light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image are counted without including the extinguished light spots (S6011).

なお、図5及び図6に示すステップの順番は、例示であり、これに限定されない。例えば、図5のステップS5002における近接場の形成は、ステップS5003における第1磁場勾配の印加の後に開始されてもよく、ステップS5001における液体61の基板11上への配置の前に開始されてもよい。また、図6のステップS6007における第2磁場勾配の印加の停止は、ステップS6009における消滅した第1光点7が再現したか否かの判定の後に実行されてもよい。この場合、第1光点7は、動きベクトル7aを用いて予測された位置に再現するか否かを判定される。 The order of the steps shown in FIGS. 5 and 6 is an example and is not limited thereto. For example, the formation of the proximity field in step S5002 of FIG. 5 may be started after the application of the first magnetic field gradient in step S5003 or before the placement of the liquid 61 on the substrate 11 in step S5001. Good. Further, the stop of the application of the second magnetic field gradient in step S6007 of FIG. 6 may be executed after determining whether or not the extinguished first light spot 7 in step S6009 is reproduced. In this case, it is determined whether or not the first light spot 7 is reproduced at the position predicted by using the motion vector 7a.

[効果等]
以上のように、本実施の形態によれば、複合体6を基板11の表面11aと平行な方向に移動させる間に、複合体6を含む液体61の対流、複合体6自身のブラウン運動などにより、近接場内に位置する複合体6が近接場の外に移動し(つまり、近接場領域から離脱し)、再び近接場内に戻る(つまり、近接場領域に侵入する)。その結果、複合体6からの蛍光の消滅が低減される。これにより、検出対象物質1の計測精度が向上される。また、本実施の形態では、複合体6が近接場の外に出たこと(動光点の消滅)を検出したときに、基板11の表面11aに垂直方向(下方向)に磁場勾配を印加するため、一時的な印加である。一方、基板11の表面11aに垂直な方向に磁場勾配を常時印加すると、複合体6が基板11の表面11aに吸着しやすくなり、基板11の表面11aと平行な方向に移動する複合体6を精度良く計測できない。本実施の形態によれば、必要なときに一時的に下方向の磁場勾配を印加するため、複合体6が基板11の表面11aに吸着する可能性を低減することができる。
[Effects, etc.]
As described above, according to the present embodiment, while the complex 6 is moved in the direction parallel to the surface 11a of the substrate 11, the convection of the liquid 61 containing the complex 6 and the Brownian motion of the complex 6 itself are performed. As a result, the complex 6 located in the proximity field moves out of the proximity field (that is, leaves the proximity field area) and returns to the proximity field again (that is, invades the proximity field area). As a result, the disappearance of fluorescence from the complex 6 is reduced. As a result, the measurement accuracy of the substance 1 to be detected is improved. Further, in the present embodiment, when it is detected that the composite 6 has gone out of the proximity field (disappearance of the moving light spot), a magnetic field gradient is applied in the direction perpendicular to the surface 11a of the substrate 11 (downward). Therefore, it is a temporary application. On the other hand, when a magnetic field gradient is constantly applied in a direction perpendicular to the surface 11a of the substrate 11, the composite 6 is easily attracted to the surface 11a of the substrate 11, and the composite 6 moves in a direction parallel to the surface 11a of the substrate 11. Cannot measure accurately. According to the present embodiment, since the downward magnetic field gradient is temporarily applied when necessary, the possibility that the composite 6 is adsorbed on the surface 11a of the substrate 11 can be reduced.

本実施の形態に係る濃度計測方法は、検出対象物質1と特異的に結合する第1物質3であって磁性粒子2が固定された第1物質3と、検出対象物質1と特異的に結合する第2物質5であって標識粒子4(例えば、蛍光体又は散乱体)が固定された第2物質5と、検出対象物質1とを結合することにより形成された複合体6を含む液体61を基板11上に配置し、蛍光体が蛍光を発生する波長又は散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を基板11に照射し、基板11上の照射領域に向かう第1方向に複合体6を誘引する第1磁場勾配を印加し、第1磁場勾配の印加を停止した後に、複合体6を第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加すると共に、複合体6中の蛍光体が発生する蛍光又は散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点の数を計数することで検出対象物質1の濃度を計測し、蛍光又は散乱光の観測では、2次元画像内において、第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、第1磁場勾配を再印加し、濃度の計測では、第1磁場勾配を再印加した後に第1光点の再現が検出された場合に、第1光点を1つの光点として計数する。 In the concentration measurement method according to the present embodiment, the first substance 3 which is the first substance 3 which specifically binds to the detection target substance 1 and the magnetic particles 2 are fixed is specifically bound to the detection target substance 1. A liquid 61 containing a complex 6 formed by binding the second substance 5 to be detected and the second substance 5 to which the labeled particles 4 (for example, a phosphor or a scatterer) are fixed and the detection target substance 1. Is arranged on the substrate 11, and the substrate 11 is irradiated with excitation light having a wavelength at which the phosphor emits fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light, and is compounded in the first direction toward the irradiation region on the substrate 11. A first magnetic field gradient that attracts the body 6 is applied, the application of the first magnetic field gradient is stopped, and then a second magnetic field gradient that moves the complex 6 in a second direction different from the first direction is applied, and the complex Detected by observing the fluorescence generated by the phosphor in 6 or the scattered light generated by the scatterer as the light spots of the two-dimensional image and counting the number of light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image. When the concentration of the target substance 1 is measured and the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image in the observation of fluorescence or scattered light, the first magnetic field gradient is reapplied. However, in the measurement of the density, when the reproduction of the first light spot is detected after the first magnetic field gradient is reapplied, the first light spot is counted as one light spot.

これにより、基板11上の照射領域に位置する複合体6が第2方向に誘引されて移動する間に、液体61の対流又は複合体6自身のブラウン運動などにより、複合体6が照射領域の外に移動しても、第1磁場勾配を再印加することにより、複合体6を照明領域に引き戻すことができる。これに伴って消滅及び再現した動光点を1つの動光点として計数するため、動光点の重複計数の可能性が低減される。動光点を1つの動光点として計数するため、重複計測の可能性が低減される。したがって、本実施の形態に係る濃度計測方法によれば、複合体6の計数精度が向上するため、検出対象物質1の定量精度が向上する。 As a result, while the complex 6 located in the irradiation region on the substrate 11 is attracted and moves in the second direction, the complex 6 becomes the irradiation region due to the convection of the liquid 61 or the Brownian motion of the complex 6 itself. Even if it moves to the outside, the complex 6 can be pulled back to the illumination region by reapplying the first magnetic field gradient. Along with this, the disappeared and reproduced moving light points are counted as one moving light point, so that the possibility of overlapping counting of the moving light points is reduced. Since the moving light points are counted as one moving light point, the possibility of duplicate measurement is reduced. Therefore, according to the concentration measurement method according to the present embodiment, the counting accuracy of the complex 6 is improved, so that the quantification accuracy of the substance 1 to be detected is improved.

例えば、本実施の形態に係る濃度計測方法は、濃度の計測では、第1磁場勾配を再印加した後に第1光点の再現が検出されなかった場合、第1光点を計数しなくてもよい。 For example, in the concentration measurement method according to the present embodiment, when the reproduction of the first light spot is not detected after reapplying the first magnetic field gradient in the concentration measurement, the first light spot is not counted. Good.

これにより、磁場勾配によらずに移動する標識粒子4に対応する動光点が計数されないため、複合体6に対応する動光点を正確に計数することができる。例えば、第2磁場勾配により第2方向に誘引されて磁性粒子2(検出対象物質1と未結合の磁性粒子2を指す)又は複合体6が移動することによりそれらの近傍の標識粒子4(蛍光体又は散乱体)が液体61のわずかな流動の影響を受けた場合に、標識粒子4が複合体6として計数される可能性を低減することができる。したがって、本実施の形態に係る濃度計測方法によれば、複合体6の計数精度が向上するため、検出対象物質1の定量精度が向上する。 As a result, the moving light spots corresponding to the labeled particles 4 that move regardless of the magnetic field gradient are not counted, so that the moving light points corresponding to the composite 6 can be accurately counted. For example, the magnetic particles 2 (pointing to the magnetic particles 2 unbonded to the substance to be detected 1) or the composite 6 are attracted in the second direction by the second magnetic field gradient and move to the labeled particles 4 (fluorescence) in the vicinity thereof. It is possible to reduce the possibility that the labeled particles 4 will be counted as the complex 6 when the body or scatterer) is affected by the slight flow of the liquid 61. Therefore, according to the concentration measurement method according to the present embodiment, the counting accuracy of the complex 6 is improved, so that the quantification accuracy of the substance 1 to be detected is improved.

例えば、本実施の形態に係る濃度計測方法は、蛍光又は散乱光の観測では、第1光点の消滅が検出されたときに、第2磁場勾配の印加を停止してから第1磁場勾配を再印加してもよい。 For example, in the concentration measurement method according to the present embodiment, when the disappearance of the first light spot is detected in the observation of fluorescence or scattered light, the application of the second magnetic field gradient is stopped and then the first magnetic field gradient is applied. It may be reapplied.

これにより、第1光点が消滅した位置(その近傍の位置を含む)に光点が再現した場合に、当該再現した光点を第1光点として計数することができる。そのため、同一の光点であるか否かの判定が容易になるため、処理量が低減される。したがって、本実施の形態に係る濃度計測方法によれば、処理効率が向上される。 Thereby, when the light spot is reproduced at the position where the first light spot disappears (including the position in the vicinity thereof), the reproduced light spot can be counted as the first light spot. Therefore, it becomes easy to determine whether or not the light spots are the same, and the processing amount is reduced. Therefore, according to the concentration measurement method according to the present embodiment, the processing efficiency is improved.

例えば、本実施の形態に係る濃度計測方法では、基板11は、励起光が照射されることにより基板11の表面に励起光の近接場を形成してもよい。 For example, in the concentration measurement method according to the present embodiment, the substrate 11 may form a close field of the excitation light on the surface of the substrate 11 by being irradiated with the excitation light.

これにより、標識粒子4(検出対象物質1と未結合の標識粒子4を指す)が発した光(蛍光又は散乱光)を複合体6中の標識粒子4が発した光として検出すること(偽陽性)を低減することができる。近接場は、基板11の表面近傍(例えば、数百nm〜1μm)に形成されるため、基板11上に配置された液体61のうち、基板11の表面近傍に位置する標識粒子4のみが励起光で励起される。しかしながら、標識粒子4は第2磁場勾配が印加されても第2方向に誘引されないため、第2方向に誘引されて移動する複合体6と異なり、基本的に動かない光点として検出される。したがって、本実施の形態に係る濃度計測方法によれば、偽陽性を低減することができるため、検出対象物質1の定量精度が向上する。 As a result, the light (fluorescence or scattered light) emitted by the labeled particles 4 (pointing to the labeled particles 4 unbonded to the detection target substance 1) is detected as the light emitted by the labeled particles 4 in the complex 6 (pseudo). Positive) can be reduced. Since the proximity field is formed near the surface of the substrate 11 (for example, several hundred nm to 1 μm), only the labeled particles 4 located near the surface of the substrate 11 are excited among the liquids 61 arranged on the substrate 11. Excited by light. However, since the labeled particles 4 are not attracted in the second direction even when the second magnetic field gradient is applied, they are basically detected as light spots that do not move, unlike the complex 6 that is attracted and moves in the second direction. Therefore, according to the concentration measurement method according to the present embodiment, false positives can be reduced, and the quantification accuracy of the substance 1 to be detected is improved.

例えば、本実施の形態に係る濃度計測方法では、2次元画像は、時間経過に伴って得られる第1画像、第2画像及び第3画像を含み、蛍光又は散乱光の観測では、さらに、第1画像及び第2画像から第1光点の動きベクトルを導出し、導出した動きベクトルを用いて、第3画像における第1光点の位置を予測し、第3画像において予測された第1光点の位置における光点の有無に基づいて、第1光点の消滅を検出してもよい。 For example, in the density measurement method according to the present embodiment, the two-dimensional image includes the first image, the second image, and the third image obtained with the passage of time, and in the observation of fluorescence or scattered light, the second image is further increased. The motion vector of the first light spot is derived from the first image and the second image, the position of the first light spot in the third image is predicted using the derived motion vector, and the predicted first light in the third image. The disappearance of the first light spot may be detected based on the presence or absence of the light spot at the position of the spot.

これにより、移動している第1光点を経時的に識別することができるため、誤まって他の動光点として計数する可能性を低減することができる。そのため、動光点の計測精度が向上される。また、予測画像と実際に撮像された画像とを用いて第1光点の消滅を検出するため、検出対象物質1の濃度計測を連続的に実施することができる。そのため、検出対象物質1の濃度を効率的に計測することができる。したがって、本実施の形態に係る濃度計測方法によれば、検出対象物質1の定量精度及び定量効率が向上される。 As a result, the moving first light spot can be identified over time, so that the possibility of erroneously counting as another moving light spot can be reduced. Therefore, the measurement accuracy of the moving light point is improved. Further, since the disappearance of the first light spot is detected by using the predicted image and the actually captured image, the concentration measurement of the substance 1 to be detected can be continuously performed. Therefore, the concentration of the substance 1 to be detected can be efficiently measured. Therefore, according to the concentration measurement method according to the present embodiment, the quantification accuracy and quantification efficiency of the substance 1 to be detected are improved.

また、本実施の形態に係る濃度計測装置は、検出対象物質1と特異的に結合する第1物質3であって磁性粒子2が固定された第1物質3と、検出対象物質1と特異的に結合する第2物質5であって標識粒子4(蛍光体又は散乱体)が固定された第2物質5と、検出対象物質1とを結合することにより形成された複合体6を含む液体61を基板11上に保持する保持部10と、蛍光体が蛍光を発生する波長又は散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を基板11に照射する光源20と、基板11上の照射領域に向かう第1方向に複合体6を誘引する第1磁場勾配を印加する第1磁場印加部31と、複合体6を第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加する第2磁場印加部32と、複合体6中の蛍光体が発生する蛍光又は散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、2次元画像上で第2方向に位置変化する光点の数を計数することで検出対象物質1の濃度を計測する計測部50と、を備え、第2磁場印加部32は、第1磁場勾配の印加を停止した後に、第2磁場勾配を印加し、第1磁場印加部31は、2次元画像内において、第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、第1磁場勾配を再印加し、計測部50は、第1磁場勾配を再印加した後に第1光点の再現が検出された場合に、第1光点を1つの光点として計数する。 Further, the concentration measuring device according to the present embodiment is the first substance 3 that specifically binds to the detection target substance 1 and has the magnetic particles 2 fixed thereto, and is specific to the detection target substance 1. Liquid 61 containing the complex 6 formed by binding the second substance 5 which is the second substance 5 to be bound to the substance 5 and the labeled particles 4 (fluorescent substance or scatterer) are fixed and the substance 1 to be detected. A holding unit 10 that holds the substrate 11 on the substrate 11, a light source 20 that irradiates the substrate 11 with excitation light having a wavelength at which the phosphor emits fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light, and an irradiation region on the substrate 11. A first magnetic field application unit 31 that applies a first magnetic field gradient that attracts the complex 6 in the first direction toward the first direction, and a second magnetic field gradient that moves the complex 6 in a second direction different from the first direction. The light that changes its position in the second direction on the two-dimensional image by observing the fluorescence applied by the two magnetic field application unit 32 and the fluorescence generated by the phosphor in the composite 6 or the scattered light generated by the scatterer as the light spots of the two-dimensional image. A measurement unit 50 for measuring the concentration of the substance 1 to be detected by counting the number of points is provided, and the second magnetic field application unit 32 applies the second magnetic field gradient after stopping the application of the first magnetic field gradient. Then, when the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image, the first magnetic field application unit 31 reapplies the first magnetic field gradient, and the measurement unit 50 receives the measurement unit 50. When the reproduction of the first light spot is detected after reapplying the first magnetic field gradient, the first light spot is counted as one light spot.

これにより、基板11上の照射領域に位置する複合体6が第2方向に誘引されて移動する間に、液体61の対流又は複合体6自身のブラウン運動などにより、複合体6が照射領域の外に移動しても、第1磁場勾配を再印加することにより、複合体6を照明領域に引き戻すことができる。これに伴って消滅及び再現した動光点を1つの動光点として計数するため、動光点の重複計数の可能性が低減される。動光点を1つの動光点として計数するため、重複計測の可能性が低減される。したがって、本実施の形態に係る濃度計測装置によれば、複合体6の計数精度が向上するため、検出対象物質1の定量精度が向上する。 As a result, while the complex 6 located in the irradiation region on the substrate 11 is attracted and moves in the second direction, the complex 6 becomes the irradiation region due to the convection of the liquid 61 or the Brownian motion of the complex 6 itself. Even if it moves to the outside, the complex 6 can be pulled back to the illumination region by reapplying the first magnetic field gradient. Along with this, the disappeared and reproduced moving light points are counted as one moving light point, so that the possibility of overlapping counting of the moving light points is reduced. Since the moving light points are counted as one moving light point, the possibility of duplicate measurement is reduced. Therefore, according to the concentration measuring device according to the present embodiment, the counting accuracy of the complex 6 is improved, so that the quantification accuracy of the substance 1 to be detected is improved.

(他の実施の形態)
以上、本開示の1つ又は複数の態様に係る濃度計測装置及び濃度計測方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の1つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
(Other embodiments)
Although the concentration measuring device and the concentration measuring method according to one or more aspects of the present disclosure have been described above based on the embodiment, the present disclosure is not limited to this embodiment. As long as it does not deviate from the gist of the present disclosure, one or more of the present embodiments may be modified by those skilled in the art, or may be constructed by combining components in different embodiments. It may be included within the scope of the embodiment.

また、本開示の一態様は、濃度計測方法に含まれる特徴的な各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであってもよい。また、本開示の一態様は、そのようなコンピュータプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体であってもよい。 Further, one aspect of the present disclosure may be a computer program that causes a computer to execute each characteristic step included in the concentration measurement method. Further, one aspect of the present disclosure may be a non-temporary recording medium that can be read by a computer on which such a computer program is recorded.

本開示は、簡単、高速、高精度に検出対象物質を検出するセンサデバイスに用いられる。 The present disclosure is used for a sensor device that detects a substance to be detected easily, at high speed, and with high accuracy.

1 検出対象物質
2 磁性粒子
3 第1物質
4 標識粒子
5 第2物質
6 複合体
7 第1光点
7a 動きベクトル
8 第2光点
8a 動きベクトル
9 第3光点
10 保持部
11 基板
11a 表面
11b 裏面
12 プリズム
13 カバーガラス
14 スペーサ
15 空間
20 光源
21 励起光
31 第1磁場印加部
32 第2磁場印加部
40 光検出部
41 集光部材
42 フィルタ
43 イメージセンサ
45 処理部
50 計測部
61 液体
100 濃度計測装置
1 Substance to be detected 2 Magnetic particles 3 1st substance 4 Labeled particles 5 2nd substance 6 Complex 7 1st light spot 7a Motion vector 8 2nd light spot 8a Motion vector 9 3rd light spot 10 Holding part 11 Substrate 11a Surface 11b Back side 12 Prism 13 Cover glass 14 Spacer 15 Space 20 Light source 21 Excitation light 31 First magnetic field application part 32 Second magnetic field application part 40 Light detection part 41 Condensing member 42 Filter 43 Image sensor 45 Processing part 50 Measuring part 61 Liquid 100 Concentration Measuring device

Claims (6)

検出対象物質と特異的に結合する第1物質であって磁性粒子が固定された第1物質と、前記検出対象物質と特異的に結合する第2物質であって蛍光体又は散乱体が固定された第2物質と、前記検出対象物とを結合することにより形成された複合体を含む液体を基板上に配置し、
前記蛍光体が蛍光を発生する波長又は前記散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を前記基板に照射し、
前記基板上の照射領域に向かう第1方向に前記複合体を誘引する第1磁場勾配を印加し、
前記第1磁場勾配の印加を停止した後に、前記複合体を前記第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加すると共に、前記複合体中の前記蛍光体が発生する蛍光又は前記散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、前記2次元画像上で前記第2方向に位置変化する光点の数を計数することで前記検出対象物の濃度を計測し、
前記蛍光又は前記散乱光の観測では、
前記2次元画像内において、前記第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、前記第1磁場勾配を再印加し、
前記濃度の計測では、
前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出された場合に、前記第1光点を1つの光点として計数する、
濃度計測方法。
The first substance that specifically binds to the substance to be detected and the magnetic particles are fixed, and the second substance that specifically binds to the substance to be detected and the phosphor or scatterer is fixed. A liquid containing a complex formed by binding the second substance and the detection target is placed on the substrate.
The substrate is irradiated with excitation light having a wavelength at which the phosphor emits fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light.
A first magnetic field gradient that attracts the complex is applied in the first direction towards the irradiation region on the substrate.
After stopping the application of the first magnetic field gradient, a second magnetic field gradient that moves the complex in a second direction different from the first direction is applied, and fluorescence generated by the phosphor in the complex or fluorescence or The concentration of the detection object is measured by observing the scattered light generated by the scatterer as a light spot of a two-dimensional image and counting the number of light spots whose position changes in the second direction on the two-dimensional image. And
In the observation of the fluorescence or the scattered light,
When the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image, the first magnetic field gradient is reapplied.
In the measurement of the concentration,
When the reproduction of the first light spot is detected after reapplying the first magnetic field gradient, the first light spot is counted as one light spot.
Concentration measurement method.
前記濃度の計測では、
前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出されなかった場合、前記第1光点を計数しない、
請求項1に記載の濃度計測方法。
In the measurement of the concentration,
If the reproduction of the first light spot is not detected after reapplying the first magnetic field gradient, the first light spot is not counted.
The concentration measuring method according to claim 1.
前記蛍光又は前記散乱光の観測では、
前記第1光点の消滅が検出されたときに、前記第2磁場勾配の印加を停止してから前記第1磁場勾配を再印加する、
請求項1又は2に記載の濃度計測方法。
In the observation of the fluorescence or the scattered light,
When the disappearance of the first light spot is detected, the application of the second magnetic field gradient is stopped and then the first magnetic field gradient is reapplied.
The concentration measuring method according to claim 1 or 2.
前記基板は、前記励起光が照射されることにより前記基板の表面に前記励起光の近接場を形成する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の濃度計測方法。
When the substrate is irradiated with the excitation light, a near field of the excitation light is formed on the surface of the substrate.
The concentration measuring method according to any one of claims 1 to 3.
前記2次元画像は、時間経過に伴って得られる第1画像、第2画像及び第3画像を含み、
前記蛍光又は前記散乱光の観測では、さらに、
前記第1画像及び前記第2画像から前記第1光点の動きベクトルを導出し、
導出した前記動きベクトルを用いて、前記第3画像における前記第1光点の位置を予測し、
前記第3画像において予測された前記第1光点の位置における光点の有無に基づいて、前記第1光点の消滅を検出する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の濃度計測方法。
The two-dimensional image includes a first image, a second image, and a third image obtained with the passage of time.
In the observation of the fluorescence or the scattered light, further
The motion vector of the first light spot is derived from the first image and the second image, and the motion vector is derived.
Using the derived motion vector, the position of the first light spot in the third image is predicted.
The disappearance of the first light spot is detected based on the presence or absence of the light spot at the position of the first light spot predicted in the third image.
The concentration measuring method according to any one of claims 1 to 4.
検出対象物と特異的に結合する第1物質であって磁性粒子が固定された第1物質と、前記検出対象物と特異的に結合する第2物質であって蛍光体又は散乱体が固定された第2物質と、前記検出対象物とを結合することにより形成された複合体を含む液体を基板上に保持する保持部と、
前記蛍光体が蛍光を発生する波長又は前記散乱体が散乱光を発生する波長を有する励起光を前記基板に照射する光源と、
前記基板上の照射領域に向かう第1方向に前記複合体を誘引する第1磁場勾配を印加する第1磁場印加部と、
前記複合体を前記第1方向と異なる第2方向に移動させる第2磁場勾配を印加する第2磁場印加部と、
前記複合体中の前記蛍光体が発生する蛍光又は前記散乱体が発生する散乱光を2次元画像の光点として観測し、前記2次元画像上で前記第2方向に位置変化する光点の数を計数することで前記検出対象物質の濃度を計測する計測部と、
を備え、
前記第2磁場印加部は、前記第1磁場勾配の印加を停止した後に、前記第2磁場勾配を印加し、
前記第1磁場印加部は、前記2次元画像内において、前記第2方向に位置変化する第1光点の消滅が検出されたときに、前記第1磁場勾配を再印加し、
前記計測部は、前記第1磁場勾配を再印加した後に前記第1光点の再現が検出された場合に、前記第1光点を1つの光点として計数する、
濃度計測装置。
The first substance that specifically binds to the detection target and the magnetic particles are fixed, and the second substance that specifically binds to the detection target and the phosphor or scatterer is fixed. A holding portion for holding the liquid containing the complex formed by binding the second substance and the detection target on the substrate, and
A light source that irradiates the substrate with excitation light having a wavelength at which the phosphor emits fluorescence or a wavelength at which the scatterer generates scattered light.
A first magnetic field application unit that applies a first magnetic field gradient that attracts the complex in the first direction toward the irradiation region on the substrate.
A second magnetic field application unit that applies a second magnetic field gradient that moves the complex in a second direction different from the first direction,
The number of light spots in which the fluorescence generated by the phosphor or the scattered light generated by the scatterer in the complex is observed as the light spots of the two-dimensional image and the position changes in the second direction on the two-dimensional image. And a measuring unit that measures the concentration of the substance to be detected by counting
With
The second magnetic field application unit applies the second magnetic field gradient after stopping the application of the first magnetic field gradient.
When the disappearance of the first light spot whose position changes in the second direction is detected in the two-dimensional image, the first magnetic field application unit reapplies the first magnetic field gradient.
When the reproduction of the first light spot is detected after the first magnetic field gradient is reapplied, the measuring unit counts the first light spot as one light spot.
Concentration measuring device.
JP2019154279A 2019-08-27 2019-08-27 Concentration measuring method and concentration measuring device Pending JP2021032757A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019154279A JP2021032757A (en) 2019-08-27 2019-08-27 Concentration measuring method and concentration measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019154279A JP2021032757A (en) 2019-08-27 2019-08-27 Concentration measuring method and concentration measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021032757A true JP2021032757A (en) 2021-03-01

Family

ID=74675943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019154279A Pending JP2021032757A (en) 2019-08-27 2019-08-27 Concentration measuring method and concentration measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021032757A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116924596A (en) * 2023-05-30 2023-10-24 深圳市新西林园林景观有限公司 Electrochemical device for sponge urban sewage treatment and treatment method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116924596A (en) * 2023-05-30 2023-10-24 深圳市新西林园林景观有限公司 Electrochemical device for sponge urban sewage treatment and treatment method thereof
CN116924596B (en) * 2023-05-30 2024-06-07 深圳市新西林园林景观有限公司 Electrochemical device for sponge urban sewage treatment and treatment method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6205041B2 (en) Microelectronic sensor device, reading apparatus and detection method
JP5451236B2 (en) Detection method and magnetic substance-containing dielectric particles used in the detection method
CN109154561B (en) Optical detection method and optical detection device
JP5643825B2 (en) Substance determination device
WO2012105182A1 (en) Detection method and magnetic body-containing dielectric particle to be used in detection method
US20190025210A1 (en) Optical detection of a substance in fluid
KR20210146345A (en) Bead-Based Analysis of Samples
CN115552225B (en) Ball-based analysis of samples
US11719700B2 (en) Upconversion for microscopy
JP2012510628A (en) Sensor device for detecting target particles by attenuated total reflection
JP2021032757A (en) Concentration measuring method and concentration measuring device
EP2726848B1 (en) Detection of clusters of magnetic particles
US20210404960A1 (en) Detection method and detection device
KR101405053B1 (en) Apparatus and method for detecting target material using quantum dot
US20230273196A1 (en) Target substance detection device and target substance detection method using magnetic field and gravity
JP2020193868A (en) Detection method and detection device
JP5812469B2 (en) Cell separation chip
JP7486205B2 (en) Detection device and detection method
JP2021025844A (en) Concentration measurement method and concentration measurement device
JP2020190428A (en) Counting method of target substance and counting device
JP2020071136A (en) Measuring device and measuring method
KR101519872B1 (en) Immunoassay Device and Method
JP2023025766A (en) Detection method for target and detection kit for target
JP5950278B2 (en) Cell separation chip manufacturing method and cell separation chip
WO2012101539A1 (en) Localization of detection spots