JP2021196172A - Specimen inspection device - Google Patents

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Abstract

To improve the accuracy of measurement.SOLUTION: A specimen inspection device according to an embodiment comprises: an optical waveguide; a magnetic field generator; a light source; a photodetector; and a detection unit. The optical waveguide has a sensing area in which a first substance is immobilized which is specifically joined to a measurement target substance. The magnetic field generator generates a magnetic field that moves magnetic fine particles to which a second substance is joined which is specifically joined to the measurement target substance. The light source makes light incident on the optical waveguide. The photodetector detects light emitted from or reflected by the optical waveguide. The detection unit detects a shortage of the magnetic particles based on a light signal detected by the photodetector.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、検体検査装置に関する。 The embodiments disclosed in this specification and drawings relate to a sample testing apparatus.

被検物質を測定する技術が知られている。例えば、上記技術では、被検物質と特異的に結合する抗体等を固定化した磁性粒子と光導波路とを用いて、磁場を印加することにより非特異的に光導波路表面に吸着した粒子を除去する。これにより、被検物質の量として、例えば、抗原濃度等を測定することができる。しかし、上記技術において、磁性粒子の濃度が不足している場合、被検物質の測定に影響を及ぼす可能性がある。例えば、被検物質の測定結果として、誤って陽性の可能性が高いと判定する可能性がある。 Techniques for measuring test substances are known. For example, in the above technique, particles non-specifically adsorbed on the surface of an optical waveguide are removed by applying a magnetic field using magnetic particles and an optical waveguide on which an antibody or the like specifically bound to a test substance is immobilized. do. Thereby, for example, the antigen concentration or the like can be measured as the amount of the test substance. However, in the above technique, if the concentration of the magnetic particles is insufficient, it may affect the measurement of the test substance. For example, as a result of measuring the test substance, it may be erroneously determined that there is a high possibility of being positive.

特開2012−215553号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-215553

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、測定精度を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings is to improve the measurement accuracy. However, the problems solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings are not limited to the above problems. The problem corresponding to each effect by each configuration shown in the embodiment described later can be positioned as another problem.

実施形態に係る検体検査装置は、光導波路と、磁場発生器と、光源と、光検出器と、検出部とを備える。前記光導波路は、測定対象物質と特異的に結合する第1物質が固定化されたセンシングエリアを有する。前記磁場発生器は、前記測定対象物質と特異的に結合する第2物質が結合された磁性微粒子を移動させる磁場を発生する。前記光源は、前記光導波路に光を入射させる。前記光検出器は、前記光導波路から出射または反射される光を検出する。前記検出部は、前記光検出器が検出した光信号に基づいて、前記磁性粒子の不足を検出する。 The sample inspection device according to the embodiment includes an optical waveguide, a magnetic field generator, a light source, a photodetector, and a detection unit. The optical waveguide has a sensing area in which a first substance that specifically binds to the substance to be measured is immobilized. The magnetic field generator generates a magnetic field for moving magnetic fine particles to which a second substance specifically bound to the substance to be measured is bound. The light source causes light to enter the optical waveguide. The photodetector detects light emitted or reflected from the optical waveguide. The detection unit detects the shortage of the magnetic particles based on the optical signal detected by the photodetector.

図1は、本実施形態に係る検体検査装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the sample inspection device according to the present embodiment. 図2は、図1に示す反応ユニットの構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the reaction unit shown in FIG. 図3は、出射光の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of time-series changes in the light intensity of the emitted light. 図4は、混合液が反応容器に正確に注入されていない場合の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram when the mixed solution is not accurately injected into the reaction vessel. 図5は、本実施形態に係る検体検査装置による処理の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of processing by the sample inspection device according to the present embodiment. 図6Aは、本実施形態に係る検体検査装置による処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 6A is a flowchart showing a procedure of processing by the sample inspection device according to the present embodiment. 図6Bは、本実施形態に係る検体検査装置による処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 6B is a flowchart showing a procedure of processing by the sample inspection device according to the present embodiment. 図7は、本実施形態の変形例に係る検体検査装置による処理の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of processing by the sample inspection device according to the modified example of the present embodiment. 図8は、本実施形態の変形例に係る検体検査装置による処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of processing by the sample inspection device according to the modified example of the present embodiment.

以下、添付図面を参照して、検体検査装置の実施形態を詳細に説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。 Hereinafter, embodiments of the sample testing apparatus will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiment is not limited to the following embodiments. Further, in principle, the contents described in one embodiment are similarly applied to other embodiments.

図1は、本実施形態に係る検体検査装置1の構成の一例を示すブロック図である。図2は、図1に示す反応ユニット2の構成の一例を示す図である。図1に示すように、検体検査装置1は、反応ユニット2及び測定システム3を備える。反応ユニット2は、検体検査装置1に対して着脱可能である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the sample inspection device 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the reaction unit 2 shown in FIG. As shown in FIG. 1, the sample inspection device 1 includes a reaction unit 2 and a measurement system 3. The reaction unit 2 is removable from the sample inspection device 1.

まず、図2を用いて、反応ユニット2について説明する。 First, the reaction unit 2 will be described with reference to FIG.

反応ユニット2は、図2に示すように、筐体21、透明基板22、光導波路23及び保護部材24を有する。筐体21の下面の一部は開口しており、その開口部内には、透明基板22上に、光導波路23及び保護部材24を薄膜技術で形成したチップが嵌め込まれる。保護部材24の一部は開口されている(開口端24a)。また、筐体21、光導波路23及び保護部材24等によって反応容器201が形成される。なお、反応ユニット2は、その内部、すなわち反応容器201に、被検対象(被検物質)を含む試料溶液を収容可能に構成される。 As shown in FIG. 2, the reaction unit 2 has a housing 21, a transparent substrate 22, an optical waveguide 23, and a protective member 24. A part of the lower surface of the housing 21 is open, and a chip in which the optical waveguide 23 and the protective member 24 are formed by thin film technology is fitted on the transparent substrate 22 in the opening. A part of the protective member 24 is open (open end 24a). Further, the reaction vessel 201 is formed by the housing 21, the optical waveguide 23, the protective member 24, and the like. The reaction unit 2 is configured to accommodate a sample solution containing a test object (test substance) inside the reaction unit 2, that is, in the reaction vessel 201.

筐体21は、例えば樹脂等で形成される。筐体21の下面には第1の凹部が形成されている。第1の凹部の上面の一部には反応容器201の上面及び側面を構成する第2の凹部が形成されている。そして、第1の凹部には上から順に保護部材24、光導波路23及び透明基板22が配置されている。また、第2の凹部の上面の一端部近傍に筐体21を上方に貫通してその内部の反応容器201に試料溶液及び試薬等を導入するための孔21aが形成され、他端部近傍に筐体21を上方に貫通して反応容器201から空気を逃がすための孔21bが形成されている。なお、孔21a及び孔21bは、それぞれ複数形成されてもよい。 The housing 21 is made of, for example, resin. A first recess is formed on the lower surface of the housing 21. A second recess constituting the upper surface and the side surface of the reaction vessel 201 is formed in a part of the upper surface of the first recess. A protective member 24, an optical waveguide 23, and a transparent substrate 22 are arranged in the first recess in order from the top. Further, a hole 21a for introducing a sample solution, a reagent, etc. is formed in the reaction vessel 201 inside the housing 21 so as to penetrate upward near one end of the upper surface of the second recess, and near the other end. A hole 21b is formed so as to penetrate the housing 21 upward and allow air to escape from the reaction vessel 201. A plurality of holes 21a and 21b may be formed.

透明基板22は、例えば樹脂又は光学ガラス等で形成される。透明基板22は、測定システム3に設けられる光源311から入射された光を光導波路23へ通過させる。また、透明基板22は、光導波路23から入射された光を測定システム3に設けられる光検出器312へ通過させる。 The transparent substrate 22 is made of, for example, resin or optical glass. The transparent substrate 22 allows light incident from the light source 311 provided in the measurement system 3 to pass through the optical waveguide 23. Further, the transparent substrate 22 passes the light incident from the optical waveguide 23 to the photodetector 312 provided in the measurement system 3.

光導波路23は、光が透過する材料、例えば樹脂又は光学ガラス等により形成される。樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂等を用いることができる。光導波路23は、透明基板22から入射して透明基板22へと出射する光の光路となる。すなわち、光導波路23は、光ファイバーにおけるコア(心材)同様の役割機能を果たす。そして、保護部材24及び透明基板22は、光導波路23の素材とは異なった屈折率の素材で形成され、光導波路23との境界面で光を全反射させ、光を光導波路23内に閉じ込めるクラッドとしての機能役割を果たす。また、保護部材24及び透明基板22は、光導波路23を物理的に保護する。 The optical waveguide 23 is formed of a material that allows light to pass through, such as resin or optical glass. As the resin, for example, a phenol resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like can be used. The optical waveguide 23 is an optical path for light incident from the transparent substrate 22 and emitted to the transparent substrate 22. That is, the optical waveguide 23 fulfills the same role and function as the core (core material) in the optical fiber. The protective member 24 and the transparent substrate 22 are formed of a material having a refractive index different from that of the optical waveguide 23, totally reflect light at the interface with the optical waveguide 23, and confine the light in the optical waveguide 23. It functions as a clad. Further, the protective member 24 and the transparent substrate 22 physically protect the optical waveguide 23.

光導波路23は、測定システム3から透明基板22を介して入射された光を伝播させる。光導波路23では、反応容器201に収容された被検物質の濃度、すなわち反応状態により影響を受けた光が伝播される。 The optical waveguide 23 propagates the light incident from the measurement system 3 through the transparent substrate 22. In the optical waveguide 23, light affected by the concentration of the test substance contained in the reaction vessel 201, that is, the reaction state is propagated.

また、光導波路23に光が入射する付近の保護部材24側にはグレーティング23aが配置される。グレーティング23aは、光導波路23に入射される入射光L1を所定の角度で回折させる。グレーティング23aにおいて回折された光は、光導波路23と、透明基板22、保護部材24、又は混合液202により構成される面との界面に対し、臨界角の補角以下の角度で入射する。これにより、入射光L1は、光導波路23の界面において光導波路23内で繰り返し反射しながら伝播(導波)する。 Further, a grating 23a is arranged on the protective member 24 side in the vicinity where light is incident on the optical waveguide 23. The grating 23a diffracts the incident light L1 incident on the optical waveguide 23 at a predetermined angle. The light diffracted in the grating 23a is incident on the interface between the optical waveguide 23 and the surface composed of the transparent substrate 22, the protective member 24, or the mixed solution 202 at an angle equal to or less than the supplementary angle of the critical angle. As a result, the incident light L1 propagates (waveguides) while being repeatedly reflected in the optical waveguide 23 at the interface of the optical waveguide 23.

光導波路23から光が出射する付近の保護部材24側にはグレーティング23bが配置される。グレーティング23bは、光導波路23により光導波された光を所定の角度で回折させる。グレーティング23bにおいて回折された光は、光導波路23から外部へ所定角度を有して出射される。 A grating 23b is arranged on the protective member 24 side in the vicinity where light is emitted from the optical waveguide 23. The grating 23b diffracts the light optical waveguided by the optical waveguide 23 at a predetermined angle. The light diffracted by the grating 23b is emitted from the optical waveguide 23 to the outside at a predetermined angle.

保護部材24は、筐体21の第2の凹部の位置に開口を有する。保護部材24は、光導波路23の上面に密着して配置されている。保護部材24は、光導波路23の上面に密着して配置されることで、平面保護層を構成する。また、保護部材24は、図2に示すように、光導波路23の主面(例えば上面)を露出させるための開口端24aを有する。開口端24aは、保護部材24の内側の開口を形成する鉛直面である。この開口端24aにより、光導波路23の上面が露出される。 The protective member 24 has an opening at the position of the second recess of the housing 21. The protective member 24 is arranged in close contact with the upper surface of the optical waveguide 23. The protective member 24 is arranged in close contact with the upper surface of the optical waveguide 23 to form a planar protective layer. Further, as shown in FIG. 2, the protective member 24 has an open end 24a for exposing the main surface (for example, the upper surface) of the optical waveguide 23. The opening end 24a is a vertical surface that forms an opening inside the protective member 24. The upper surface of the optical waveguide 23 is exposed by the open end 24a.

反応容器201は、上面が筐体21の第2の凹部の上面により構成され、側面が筐体21の第2の凹部の側面及び保護部材24の開口端24aにより構成され、下面が光導波路23の上面により構成される。 The upper surface of the reaction vessel 201 is composed of the upper surface of the second recess of the housing 21, the side surface is composed of the side surface of the second recess of the housing 21 and the open end 24a of the protective member 24, and the lower surface is the optical waveguide 23. It is composed of the upper surface of.

反応容器201は、試料溶液及び試薬を収容し、試料溶液に含まれる被検物質と試薬とを反応させる。反応容器201を形成する面のうちの下面、すなわち光導波路23の上面には、複数の第1抗体211が固定される。第1抗体211は、被検物質に含まれる抗原212と抗原抗体反応により特異的に反応する物質である。第1抗体211は、例えば光導波路23の上面との間に生じる疎水性相互作用又は化学結合等により、光導波路23の上面に固定される。第1抗体211は、「第1物質」の一例である。 The reaction vessel 201 contains the sample solution and the reagent, and reacts the test substance contained in the sample solution with the reagent. A plurality of first antibodies 211 are immobilized on the lower surface of the surface forming the reaction vessel 201, that is, the upper surface of the optical waveguide 23. The first antibody 211 is a substance that specifically reacts with the antigen 212 contained in the test substance by an antigen-antibody reaction. The first antibody 211 is fixed to the upper surface of the optical waveguide 23, for example, by a hydrophobic interaction or a chemical bond that occurs with the upper surface of the optical waveguide 23. The first antibody 211 is an example of the “first substance”.

反応容器201は、例えば、予め空の状態となっている。被検物質の測定時においては、例えば孔21aを介して、外部から反応容器201へ、試料溶液と試薬との混合液202が注入される。試料溶液には、抗原212を含む被検物質が含まれる。試薬には、試薬成分213が含まれる。試薬成分213には、例えば抗原212と抗原抗体反応により特異的に反応する第2抗体214と、第2抗体214が結合された磁性粒子215とが含まれる。磁性粒子215は、少なくとも一部がマグネタイト等の磁性体材料で形成されている。磁性粒子215は、例えば、磁性体材料から形成された粒子の表面が高分子材料で被覆されている。なお、磁性粒子215は、高分子材料で構成された粒子の表面を磁性体材料で被覆するように構成されてもよい。また、磁性粒子215は、混合液202において分散可能に構成されたものであればどのようなもので代替してもよい。第2抗体214は、「第2物質」の一例である。 The reaction vessel 201 is, for example, empty in advance. At the time of measuring the test substance, for example, the mixed solution 202 of the sample solution and the reagent is injected into the reaction vessel 201 from the outside through the hole 21a. The sample solution contains a test substance containing the antigen 212. The reagent contains reagent component 213. The reagent component 213 includes, for example, a second antibody 214 that specifically reacts with the antigen 212 by an antigen-antibody reaction, and magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound. At least a part of the magnetic particles 215 is made of a magnetic material such as magnetite. In the magnetic particles 215, for example, the surface of particles formed of a magnetic material is coated with a polymer material. The magnetic particles 215 may be configured to cover the surface of the particles made of a polymer material with a magnetic material. Further, the magnetic particles 215 may be replaced with any magnetic particles 215 as long as they are configured to be dispersible in the mixed liquid 202. The second antibody 214 is an example of a “second substance”.

混合液202を注入することで、反応容器201には、光導波路23の上面に固定された第1抗体211に加えて、試料溶液中の被検物質に含まれる抗原212及び試薬に含まれる試薬成分213が収容される。反応容器201に混合液202が注入されると、反応容器201内の空気は、孔21bから外部へ排出される。 By injecting the mixed solution 202, the reaction vessel 201 is filled with the antigen 212 contained in the test substance in the sample solution and the reagent contained in the reagent, in addition to the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23. Ingredients 213 are housed. When the mixed solution 202 is injected into the reaction vessel 201, the air in the reaction vessel 201 is discharged to the outside through the hole 21b.

試薬成分213は、反応容器201に満たされた混合液202中を分散可能に移動する。このとき、磁性粒子215は、磁性粒子215に掛かる重力が、この重力と逆向きに掛かる混合液202中における浮力よりも大きくなるように選ばれる。第2抗体214が結合された磁性粒子215は、第2抗体214が、抗原212を介して第1抗体211と結合することで、光導波路23の上面近傍に固定される。なお、第2抗体214は、第1抗体211と同じものであっても、異なるものであってもよい。 The reagent component 213 moves in a dispersible manner in the mixed solution 202 filled in the reaction vessel 201. At this time, the magnetic particles 215 are selected so that the gravity applied to the magnetic particles 215 is larger than the buoyancy in the mixed liquid 202 applied in the direction opposite to the gravity. The magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are fixed near the upper surface of the optical waveguide 23 by binding the second antibody 214 to the first antibody 211 via the antigen 212. The second antibody 214 may be the same as or different from the first antibody 211.

反応ユニット2では、光導波路23の上面に固定された第1抗体211と被検物質に含まれる抗原212が反応することにより、第2抗体214が結合された磁性粒子215が光導波路23の上面近傍に固定される。光導波路23を導波する光は、光導波路23の上面近傍に固定される磁性粒子215により散乱及び吸収等される。この結果、光導波路23を導波する光は、減衰されて光導波路23から出射されることになる。すなわち、入射光L1は、第1抗体211と、磁性粒子215に固定化される第2抗体214とを結びつける抗原212の量に応じて減衰される。換言すると、入射光L1は、反応容器201内に収容された抗原212の量に応じて減衰される。 In the reaction unit 2, the first antibody 211 fixed on the upper surface of the optical waveguide 23 reacts with the antigen 212 contained in the test substance, so that the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are formed on the upper surface of the optical waveguide 23. Fixed in the vicinity. The light guided through the optical waveguide 23 is scattered and absorbed by the magnetic particles 215 fixed in the vicinity of the upper surface of the optical waveguide 23. As a result, the light guided through the optical waveguide 23 is attenuated and emitted from the optical waveguide 23. That is, the incident light L1 is attenuated according to the amount of the antigen 212 that binds the first antibody 211 and the second antibody 214 immobilized on the magnetic particles 215. In other words, the incident light L1 is attenuated according to the amount of the antigen 212 contained in the reaction vessel 201.

以下、反応容器201において、光導波路23の表面から鉛直上方向に距離Lだけ離れた領域、すなわち光導波路23の表面近傍に至る領域をセンシングエリア205と定義する。 Hereinafter, in the reaction vessel 201, a region separated by a distance L in the vertical upward direction from the surface of the optical waveguide 23, that is, a region extending to the vicinity of the surface of the optical waveguide 23 is defined as a sensing area 205.

光が光導波路23内を伝播する場合、光導波路23の上面において近接場光(以下、エバネッセント光と記載する)が発生する。センシングエリア205は、エバネッセント光が発生し得る領域である。センシングエリア205において、光導波路23の上面に固定された第1抗体211は、試料溶液中の被検物質に含まれる抗原212を介し、試薬成分213に含まれる磁性粒子215に固定化された第2抗体214と結合する。これにより、光導波路23の上面の近傍に第2抗体214が結合された磁性粒子215が保持される。 When light propagates in the optical waveguide 23, near-field light (hereinafter referred to as evanescent light) is generated on the upper surface of the optical waveguide 23. The sensing area 205 is an area where evanescent light can be generated. In the sensing area 205, the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 is immobilized on the magnetic particles 215 contained in the reagent component 213 via the antigen 212 contained in the test substance in the sample solution. 2 Binds to antibody 214. As a result, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are held in the vicinity of the upper surface of the optical waveguide 23.

次に、反応容器201内において起こる抗原抗体反応等によって光導波路23を伝播する光が受ける影響ついて説明する。なお、第1抗体211、第2抗体214及び抗原212は、磁性粒子215と比較して、ごく小さい。図2では、結合反応を模式的に示すため、第1抗体211、抗原212、第2抗体214及び磁性粒子215を同様な大きさとして図示する。 Next, the influence of the light propagating on the optical waveguide 23 due to the antigen-antibody reaction or the like occurring in the reaction vessel 201 will be described. The first antibody 211, the second antibody 214, and the antigen 212 are very small as compared with the magnetic particles 215. In FIG. 2, in order to schematically show the binding reaction, the first antibody 211, the antigen 212, the second antibody 214, and the magnetic particles 215 are shown as having the same size.

磁性粒子215がセンシングエリア205内に進入すると、磁性粒子215に固定化される第2抗体214は、抗原212を介して光導波路23の上面に固定された第1抗体211と結合する。これにより、第2抗体214が結合された磁性粒子215は、センシングエリア205に留まる。磁性粒子215がセンシングエリア205に留まった状態で光導波路23の上面においてエバネッセント光が発生すると、センシングエリア205に留まっている磁性粒子215がこのエバネッセント光を散乱及び吸収等し、エバネッセント光を減衰させる。このセンシングエリア205におけるエバネッセント光の散乱及び吸収等は、光導波路23内を伝播する光に対して影響を及ぼす。すなわち、センシングエリア205においてエバネッセント光が減衰されることにより、光導波路23内を光導波する光も減衰される。したがって、センシングエリア205においてエバネッセント光が強く散乱及び吸収等されると、光導波路23内を伝播する光の強度が低下する。換言すると、センシングエリア205内に留まる磁性粒子215の量が多いほど、光導波路23から出力される光の強度が低下する。 When the magnetic particles 215 enter the sensing area 205, the second antibody 214 immobilized on the magnetic particles 215 binds to the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212. As a result, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound remain in the sensing area 205. When evanescent light is generated on the upper surface of the optical waveguide 23 while the magnetic particles 215 remain in the sensing area 205, the magnetic particles 215 remaining in the sensing area 205 scatter and absorb the evanescent light, and attenuate the evanescent light. .. Scattering and absorption of evanescent light in the sensing area 205 affect the light propagating in the optical waveguide 23. That is, as the evanescent light is attenuated in the sensing area 205, the light optical waveguided in the optical waveguide 23 is also attenuated. Therefore, when the evanescent light is strongly scattered and absorbed in the sensing area 205, the intensity of the light propagating in the optical waveguide 23 decreases. In other words, the larger the amount of magnetic particles 215 that stays in the sensing area 205, the lower the intensity of the light output from the optical waveguide 23.

ただし、センシングエリア205内に留まる磁性粒子215は、測定対象である抗原212を介して光導波路23の上面に固定された第1抗体211と、磁性粒子215に固定化される第2抗体214とが結合したものに限られない。このため、被検物質に含まれる抗原212の正確な濃度を測定するためには、測定に関与しない、すなわち抗原212と結合していない第2抗体214が結合された磁性粒子215をセンシングエリア205から遠ざける必要がある。具体的な方法としては、例えば磁場による近接作用により、第2抗体214が抗原212と結合していない磁性粒子215を移動させる方法がある。 However, the magnetic particles 215 that remain in the sensing area 205 include the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212 to be measured, and the second antibody 214 immobilized on the magnetic particles 215. Is not limited to the combined one. Therefore, in order to measure the accurate concentration of the antigen 212 contained in the test substance, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 that is not involved in the measurement, that is, not bound to the antigen 212, is bound is measured in the sensing area 205. You need to stay away from it. As a specific method, for example, there is a method of moving the magnetic particles 215 in which the second antibody 214 is not bound to the antigen 212 by the proximity action by a magnetic field.

これにより、最終的にセンシングエリア205に留まる磁性粒子215は、抗原212を介して光導波路23の上面に固定された第1抗体211と、第2抗体214とが結合されているものとなる。このため、反応ユニット2から出射される光の強度の値及び強度の時系列変化は、センシングエリア205に留まる磁性粒子215の量及び濃度等に対応する。 As a result, the magnetic particles 215 that finally stay in the sensing area 205 are bound to the first antibody 211 fixed on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212 and the second antibody 214. Therefore, the value of the intensity of the light emitted from the reaction unit 2 and the time-series change in the intensity correspond to the amount and concentration of the magnetic particles 215 remaining in the sensing area 205.

なお、反応ユニット2は、同一の測定項目について、同一の被検物質を複数チャンネルで同時に並行測定可能な構成であってもよい。このとき、反応ユニット2は、例えばチャンネル毎に独立した光導波路を有する。 The reaction unit 2 may be configured to be capable of simultaneously measuring the same test substance on a plurality of channels in parallel for the same measurement item. At this time, the reaction unit 2 has, for example, an independent optical waveguide for each channel.

次に、図1を用いて、測定システム3について説明する。 Next, the measurement system 3 will be described with reference to FIG.

測定システム3は、図1に示すように、検知ユニット31、磁場発生器32、出力ユニット33、入力インタフェース回路34、記憶回路35及び処理回路36を有する。 As shown in FIG. 1, the measurement system 3 includes a detection unit 31, a magnetic field generator 32, an output unit 33, an input interface circuit 34, a storage circuit 35, and a processing circuit 36.

検知ユニット31は、光源311及び光検出器312を有する。 The detection unit 31 has a light source 311 and a photodetector 312.

光源311は、例えば、LED(Light Emitting Diode)等のダイオードやキセノンランプ等のランプである。光源311は、グレーティング23aに向けて光導波路23内に光を入射可能な位置に配置される。光源311は、入射光L1を、反応ユニット2の透明基板22を介して光導波路23内に入射する。入射光L1は、光導波路23内に進入し、グレーティング23aにより回折される。グレーティング23aにより回折された入射光L1は、光導波路23内を全反射しながら伝播し、グレーティング23bに到達する。グレーティング23bに到達した光は、グレーティング23bにより回折され、光導波路23から外部へ所定角度を有して出射光L2として出射される。なお、光源311の代わりに、光以外の電磁波等を発生するものを用いてもよい。 The light source 311 is, for example, a diode such as an LED (Light Emitting Diode) or a lamp such as a xenon lamp. The light source 311 is arranged at a position where light can be incident in the optical waveguide 23 toward the grating 23a. The light source 311 incidents the incident light L1 into the optical waveguide 23 via the transparent substrate 22 of the reaction unit 2. The incident light L1 enters the optical waveguide 23 and is diffracted by the grating 23a. The incident light L1 diffracted by the grating 23a propagates while being totally reflected in the optical waveguide 23 and reaches the grating 23b. The light that has reached the grating 23b is diffracted by the grating 23b and is emitted from the optical waveguide 23 to the outside as emitted light L2 at a predetermined angle. Instead of the light source 311, a light source that generates electromagnetic waves other than light may be used.

光検出器312は、混合液202が収容されている反応容器201内の反応状態に基づいた電気信号を出力する。具体的には、光検出器312は、光導波路23の外へ出射される出射光L2を検出し、検出された出射光L2の強度を示す電気信号、すなわち光検出強度に関するデジタルデータを生成する。光検出器312により生成された光検出強度に関するデジタルデータは処理回路36に供給される。 The photodetector 312 outputs an electrical signal based on the reaction state in the reaction vessel 201 containing the mixture 202. Specifically, the photodetector 312 detects the emitted light L2 emitted to the outside of the optical waveguide 23, and generates an electric signal indicating the intensity of the detected emitted light L2, that is, digital data regarding the optical detection intensity. .. Digital data regarding the photodetection intensity generated by the photodetector 312 is supplied to the processing circuit 36.

なお、検知ユニット31は、同一の測定項目について、同一の被検物質を複数チャンネルで同時に並行測定可能な構成であってもよい。このとき、検知ユニット31は、例えばチャンネル毎に光源及び光検出器を有するとしてもよいし、光源及び光検出器を共有することもできる。 The detection unit 31 may be configured to be capable of simultaneously measuring the same test substance on a plurality of channels in parallel for the same measurement item. At this time, the detection unit 31 may have a light source and a photodetector for each channel, for example, or may share the light source and the photodetector.

磁場発生器32は、反応容器201内の反応、すなわち磁性粒子215に固定された第2抗体214と光導波路23の上面に固定された第1抗体211との抗原212を介した結合を促進させるエネルギーを発生する。具体的には、磁場発生器32は、図2に示すように、上磁場発生器32a及び下磁場発生器32bを有する。また、磁場発生器32は、図示しない駆動回路を有する。磁場発生器32は、処理回路36の制御の下、反応容器201に対して磁場を印加する。 The magnetic field generator 32 promotes the reaction in the reaction vessel 201, that is, the binding of the second antibody 214 immobilized on the magnetic particles 215 and the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212. Generates energy. Specifically, the magnetic field generator 32 has an upper magnetic field generator 32a and a lower magnetic field generator 32b, as shown in FIG. Further, the magnetic field generator 32 has a drive circuit (not shown). The magnetic field generator 32 applies a magnetic field to the reaction vessel 201 under the control of the processing circuit 36.

下磁場発生器32bは、例えば永久磁石及び電磁石等で構成される。下磁場発生器32bは、反応ユニット2の下方に設けられる。下磁場発生器32bは、反応容器201内の反応を促進させるエネルギーである鉛直下向きの磁場を水平方向に一様に発生させる。発生された鉛直下向きの磁場により、第2抗体214が結合された磁性粒子215は、鉛直下方向の力を受けて下降する。このとき、下磁場発生器32bは、所定の強さの磁場を発生させることで、第2抗体214が結合された磁性粒子215を光導波路23に近づける。下磁場発生器32bは、「磁場発生器」の一例である。 The lower magnetic field generator 32b is composed of, for example, a permanent magnet, an electromagnet, or the like. The lower magnetic field generator 32b is provided below the reaction unit 2. The lower magnetic field generator 32b uniformly generates a vertically downward magnetic field, which is energy for promoting the reaction in the reaction vessel 201, in the horizontal direction. Due to the generated vertical downward magnetic field, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are lowered by receiving the vertical downward force. At this time, the lower magnetic field generator 32b generates the magnetic field of a predetermined strength to bring the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound closer to the optical waveguide 23. The lower magnetic field generator 32b is an example of a “magnetic field generator”.

上磁場発生器32aは、例えば永久磁石及び電磁石等で構成される。上磁場発生器32aは、図2に示すように、反応ユニット2の上方に設けられる。上磁場発生器32aは、反応容器201において鉛直上向きの磁場を水平方向に一様に発生させる。発生された鉛直上向きの磁場により、第2抗体214が結合された磁性粒子215は、鉛直上方向の力を受けて上昇する。このとき、上磁場発生器32aは、所定の強さの磁場を発生させることで、第2抗体214が結合された磁性粒子215を選択的にセンシングエリア205から遠ざける。すなわち、上磁場発生器32aは、発生させる磁場の強さを調整することで、光導波路23の上面に固定される、第1抗体211と抗原212を介して結合する第2抗体214が結合された磁性粒子215のみをセンシングエリア205に留めることが可能となる。 The upper magnetic field generator 32a is composed of, for example, a permanent magnet, an electromagnet, or the like. The upper magnetic field generator 32a is provided above the reaction unit 2 as shown in FIG. The upper magnetic field generator 32a uniformly generates a vertically upward magnetic field in the reaction vessel 201 in the horizontal direction. Due to the generated vertical upward magnetic field, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound rise under the force of the vertically upward direction. At this time, the upper magnetic field generator 32a selectively moves the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound from the sensing area 205 by generating a magnetic field having a predetermined strength. That is, the upper magnetic field generator 32a binds the first antibody 211, which is fixed to the upper surface of the optical waveguide 23, and the second antibody 214, which binds via the antigen 212, by adjusting the strength of the generated magnetic field. It is possible to keep only the magnetic particles 215 in the sensing area 205.

出力ユニット33は、ディスプレイ331、スピーカ332、及びプリンタ333を有する。 The output unit 33 has a display 331, a speaker 332, and a printer 333.

ディスプレイ331は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ331は、処理回路36によって生成された各種の画像を表示したり、ユーザから各種の操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。例えば、ディスプレイ331は、液晶ディスプレイ、OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等である。ディスプレイ331は、処理回路36の制御に従い、各種操作画面、光検出器312から供給された出射光L2の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び被検物質の測定結果等を表示する。測定結果は、例えば抗原212の濃度、重量又は個数等である。 The display 331 displays various information. For example, the display 331 displays various images generated by the processing circuit 36, and displays a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from the user. For example, the display 331 is a liquid crystal display, an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, or the like. The display 331 is controlled by the processing circuit 36, and has various operation screens, information indicating the light intensity of the emitted light L2 supplied from the photodetector 312, time-series data of information indicating the light intensity, and measurement results of the test substance. Etc. are displayed. The measurement result is, for example, the concentration, weight, number, etc. of the antigen 212.

スピーカ332は、処理回路36の制御の下、被検物質の測定結果等をユーザに報知する。 The speaker 332 notifies the user of the measurement result of the test substance and the like under the control of the processing circuit 36.

プリンタ333は、処理回路36の制御の下、例えばディスプレイ331に表示される各種操作画面、光検出器312から供給された出射光L2の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び被検物質の測定結果等を印刷する。 Under the control of the processing circuit 36, the printer 333 has various operation screens displayed on the display 331, information indicating the light intensity of the emitted light L2 supplied from the photodetector 312, and time-series data of information indicating the light intensity. , And print the measurement results of the test substance.

入力インタフェース回路34は、例えばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路34は、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路36に出力する。なお、本実施形態において入力インタフェース回路はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路36へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路の例に含まれる。 The input interface circuit 34 is realized by, for example, a trackball, a switch button, a mouse, a keyboard, a touch pad for performing an input operation by touching an operation surface, a touch panel display in which a display screen and a touch pad are integrated, and the like. The input interface circuit 34 outputs an operation input signal corresponding to the user's operation to the processing circuit 36. In the present embodiment, the input interface circuit is not limited to the one provided with physical operation parts such as a mouse and a keyboard. For example, an example of an input interface circuit includes an electric signal processing circuit that receives an electric signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs the electric signal to the processing circuit 36. ..

記憶回路35は、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。記憶回路35は、本実施形態に係る検体検査装置1の回路で実行されるプログラムを記憶する。なお、記憶回路35の記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又は全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。 The storage circuit 35 has a recording medium that can be read by a processor, such as a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory. The storage circuit 35 stores a program executed by the circuit of the sample inspection device 1 according to the present embodiment. A part or all of the program and data in the storage medium of the storage circuit 35 may be configured to be downloaded via an electronic network.

記憶回路35は、光検出器312から供給された出射光L2の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び測定対象となる被検物質の測定結果等を記憶する。 The storage circuit 35 stores information indicating the light intensity of the emitted light L2 supplied from the photodetector 312, time-series data of information indicating the light intensity, measurement results of the test substance to be measured, and the like.

記憶回路35は、対象となる被検物質の測定を行うための設定情報を記憶する。設定情報は、例えば測定に必要な所定の処理を実行するタイミングを規定する情報を含む。測定に必要な所定の処理を実行するタイミングとは、例えば下磁場の印加の開始及び停止タイミング、後述する期間の開始及び停止タイミング、上磁場の印加の開始及び停止タイミング、判定処理が実施されるタイミングである。これらのタイミングは、予め経験的、実験的に取得される。 The storage circuit 35 stores the setting information for measuring the target test substance. The setting information includes, for example, information that defines the timing for executing a predetermined process required for measurement. The timing for executing the predetermined process required for the measurement is, for example, the start and stop timing of the application of the lower magnetic field, the start and stop timing of the period described later, the start and stop timing of the application of the upper magnetic field, and the determination process. The timing. These timings are obtained empirically and experimentally in advance.

記憶回路35は、予め設定された閾値ST1、ST2を記憶する。閾値ST1、ST2は、被検物質の濃度に対応する光強度の変動量(以下、変動率の積算値と記載する)についての規定値である。閾値ST1、ST2は、被検物質の測定を継続させるか否かの判定をするために用いられる。閾値ST1、ST2は、それぞれ、後述する期間T、Tに設定されている。閾値ST1は、「第1の閾値」の一例であり、閾値ST2は、「第2の閾値」の一例である。期間Tは、「第1の期間」の一例であり、期間Tは、「第2の期間」の一例である。 The storage circuit 35 stores preset threshold values ST1 and ST2 . Threshold S T1, S T2 is a predetermined value for the amount of change of light intensity corresponding to the concentration of the test substance (hereinafter referred to as an integrated value of the variation rate). The threshold values ST1 and ST2 are used to determine whether or not to continue the measurement of the test substance. Threshold S T1, S T2, respectively, are set in a period T 1, T 2, which will be described later. The threshold value ST1 is an example of the “first threshold value”, and the threshold value ST2 is an example of the “second threshold value”. The period T 1 is an example of the "first period", and the period T 2 is an example of the "second period".

記憶回路35は、予め設定された許容値Iを記憶する。許容値Iは、被検物質の濃度に対応する光強度についての規定値である。許容値Iは、被検物質の測定結果として陽性又は陰性の可能性が高いかどうかの判定処理をするために用いられる。 Storage circuit 35 stores the preset allowable value I A. Tolerance I A is a prescribed value for the light intensity corresponding to the concentration of the analyte. Tolerance I A is used to a process to determine whether there is a high possibility of positive or negative as a result of measurement of the analyte.

処理回路36は、例えば検体検査装置1の各構成回路を制御するプロセッサである。処理回路36は、検体検査装置1の中枢として機能する。処理回路36は、記憶回路35から各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで光源制御機能361、磁場制御機能362、測定機能363、検出機能364、判定機能365及び出力制御機能366を実現する。 The processing circuit 36 is, for example, a processor that controls each constituent circuit of the sample inspection device 1. The processing circuit 36 functions as the center of the sample inspection device 1. The processing circuit 36 calls each operation program from the storage circuit 35 and executes the called program to provide a light source control function 361, a magnetic field control function 362, a measurement function 363, a detection function 364, a determination function 365, and an output control function 366. Realize.

光源制御機能361は、光源311を制御し、所定の条件で光を発生させる機能である。光源制御機能361では、処理回路36は、少なくとも測定開始から測定終了までの間、連続的又は間欠的に光源311から入射光L1を発生させる。 The light source control function 361 is a function of controlling the light source 311 to generate light under predetermined conditions. In the light source control function 361, the processing circuit 36 continuously or intermittently generates incident light L1 from the light source 311 from the start of measurement to the end of measurement.

磁場制御機能362は、記憶回路35に記憶されているタイムスケジュールに従って磁場発生器32を制御し、反応容器201内の反応を促進させるエネルギーの印加状態を切り替える。具体的には、磁場制御機能362は、記憶回路35から設定情報を読出し、読み出した設定情報に基づいて磁場発生器32を制御し、磁場発生器32に磁場を発生させる。磁場制御機能362は、「制御部」の一例である。 The magnetic field control function 362 controls the magnetic field generator 32 according to the time schedule stored in the storage circuit 35, and switches the application state of the energy for promoting the reaction in the reaction vessel 201. Specifically, the magnetic field control function 362 reads setting information from the storage circuit 35, controls the magnetic field generator 32 based on the read setting information, and generates a magnetic field in the magnetic field generator 32. The magnetic field control function 362 is an example of a “control unit”.

測定機能363は、光検出器312により検出された光信号から被検物質の量(例えば、抗原濃度等)又は有無の測定を行う。測定機能363は、「測定部」の一例である。 The measurement function 363 measures the amount (for example, antigen concentration, etc.) or the presence or absence of the test substance from the optical signal detected by the photodetector 312. The measurement function 363 is an example of a “measurement unit”.

検出機能364及び判定機能365の処理については後述する。検出機能364は、「検出部」の一例である。判定機能365は、「判定部」の一例である。 The processing of the detection function 364 and the determination function 365 will be described later. The detection function 364 is an example of a “detection unit”. The determination function 365 is an example of a "determination unit".

出力制御機能366は、出力ユニット33を制御し、ユーザに対して被検物質の量又は有無に関する測定結果を出力する。具体的には、出力制御機能366は、ディスプレイ331又はプリンタ333を制御し、測定結果をユーザに提示する。例えば、測定結果をディスプレイ331に表示したり、プリンタで印刷したりすることにより、ユーザに提示する。出力制御機能366は、スピーカ332を制御し、測定結果をユーザに報知する。例えば、測定結果をスピーカ332から音等で知らせることにより、ユーザに報知する。 The output control function 366 controls the output unit 33 and outputs the measurement result regarding the amount or presence / absence of the test substance to the user. Specifically, the output control function 366 controls the display 331 or the printer 333 and presents the measurement result to the user. For example, the measurement result is presented to the user by displaying it on the display 331 or printing it with a printer. The output control function 366 controls the speaker 332 and notifies the user of the measurement result. For example, the user is notified by notifying the measurement result by sound or the like from the speaker 332.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC))、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサが例えばCPUである場合、プロセッサは記憶回路60に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばASICである場合、記憶回路60にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The word "processor" used in the above description is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC)), or a programmable logic device (for example, simple). It means a circuit such as a programmable logic device (Simple Programmable Logic Device: SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA). When the processor is, for example, a CPU, the processor realizes the function by reading and executing the program stored in the storage circuit 60. On the other hand, when the processor is, for example, an ASIC, the program is directly incorporated in the circuit of the processor instead of storing the program in the storage circuit 60. It should be noted that each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. good. Further, the plurality of components in FIG. 1 may be integrated into one processor to realize the function.

次に、図3を用いて、磁場が印加されるタイミング等を説明する。 Next, the timing at which the magnetic field is applied will be described with reference to FIG.

図3は、出射光L2の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。図3において、横軸は時間t[秒]を示し、縦軸は出射光L2の光信号の強度[%]を示す。ここで、下磁場の印加を開始するタイミング、下磁場の印加を停止するタイミング、上磁場の印加を開始するタイミングなどは予め決められている。例えば、下磁場の印加を開始するタイミングは、時間t=tに設定されている。例えば、下磁場の印加を停止するタイミングは、時間t=tに設定されている。例えば、上磁場の印加を開始するタイミングは、時間t=tに設定されている。なお、時間t=t、t=t、t=tは、予め経験的、実験的に取得される。 FIG. 3 is a graph showing an example of time-series changes in the light intensity of the emitted light L2. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the time t [seconds], and the vertical axis indicates the intensity [%] of the optical signal of the emitted light L2. Here, the timing for starting the application of the lower magnetic field, the timing for stopping the application of the lower magnetic field, the timing for starting the application of the upper magnetic field, and the like are predetermined. For example, the timing for starting the application of the lower magnetic field is set to time t = t 0. For example, the timing for stopping the application of the lower magnetic field is set to time t = t 2. For example, the timing for starting the application of the upper magnetic field is set to time t = t 5. The time t = t 0 , t = t 2 , and t = t 5 are acquired in advance empirically and experimentally.

まず、反応容器201への試料溶液及び試薬から成る混合液202の注入が開始される。反応容器201への混合液202の注入は、自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。 First, the injection of the mixed solution 202 composed of the sample solution and the reagent into the reaction vessel 201 is started. The injection of the mixed solution 202 into the reaction vessel 201 may be performed automatically or manually.

ここで、測定機能363は、被検物質の測定を開始する。具体的には、光源311は、例えば反応容器201に対する混合液202の注入が開始されると、光導波路23に対し、継続的に一定の強度の光を入射する。光導波路23には、光源311から出射された光が透明基板22を介して入射される。光導波路23に入射された光は、光導波路23内を全反射しながら伝播し、透明基板22を介して光検出器312へ出射される。光検出器312は、光導波路23から出射された光を受光し、処理回路36に対して、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。処理回路36の測定機能363は、光検出器312から供給される光強度のデータを収集し、光強度のデータから被検物質の測定を行う。 Here, the measurement function 363 starts measuring the test substance. Specifically, for example, when the injection of the mixed solution 202 into the reaction vessel 201 is started, the light source 311 continuously injects light of a constant intensity into the optical waveguide 23. The light emitted from the light source 311 is incident on the optical waveguide 23 via the transparent substrate 22. The light incident on the optical waveguide 23 propagates while being totally reflected in the optical waveguide 23, and is emitted to the photodetector 312 via the transparent substrate 22. The photodetector 312 receives the light emitted from the optical waveguide 23 and supplies light intensity data to the processing circuit 36 at predetermined time intervals. The measurement function 363 of the processing circuit 36 collects the light intensity data supplied from the photodetector 312, and measures the test substance from the light intensity data.

反応容器201に混合液202の注入が開始され、光の入射が開始された時間t=0からt=tの期間において、光強度は増加する。これは、試料溶液及び試薬で反応容器201が満たされると、保存安定性を高めるために予め光導波路23の上面に付着された糖を含有する水溶性の膜が溶解することによるものである。糖は、例えば二糖類である。 The light intensity increases during the period from t = 0 to t = t 0 when the injection of the mixed solution 202 into the reaction vessel 201 is started and the incident of light is started. This is because when the reaction vessel 201 is filled with the sample solution and the reagent, the sugar-containing water-soluble film previously adhered to the upper surface of the optical waveguide 23 in order to improve the storage stability is dissolved. The sugar is, for example, a disaccharide.

ここで、本実施形態では、時間t=tの光強度の値を、初期値の100[%]として規格化している。例えば、光強度の値は、時間t=0からt=tにおいて大幅に増加し、時間t=tにおいて、初期値として100[%]に達する。なお、光強度の初期値は、被検物質の測定結果として陽性又は陰性の可能性が高いかどうかの判定処理をするときに用いられる。 Here, in the present embodiment, the value of the light intensity at time t = t 0 is standardized as an initial value of 100 [%]. For example, the value of light intensity increases significantly from time t = 0 to t = t 0 , and reaches 100 [%] as an initial value at time t = t 0. The initial value of the light intensity is used when determining whether or not there is a high possibility of being positive or negative as a measurement result of the test substance.

磁場制御機能362は、時間t=tにおいて、下磁場発生器32bを制御して下磁場の印加を開始する。 The magnetic field control function 362 controls the lower magnetic field generator 32b at time t = t 0 to start applying the lower magnetic field.

下磁場の印加が開始された後、光強度の値は、例えば、時間t=tからt=tにおいて大幅に減少する。 After the application of the lower magnetic field is started, the value of the light intensity decreases significantly from time t = t 0 to t = t 1, for example.

このとき、試料溶液で満たされた反応容器201中の第2抗体214が結合された複数の磁性粒子215は、下磁場による鉛直下向きの磁力を受けて、その一部が磁力線に引き寄せられることで磁力線に沿って整列され始める。磁力線に沿って整列された第2抗体214が結合された磁性粒子215は、重力及び磁力に従って徐々に沈降し、センシングエリア205に進入する。センシングエリア205に進入した磁性粒子215に固定された第2抗体214は、抗原212を介して光導波路23の上面に固定された第1抗体211と結合する。 At this time, the plurality of magnetic particles 215 to which the second antibody 214 in the reaction vessel 201 filled with the sample solution is bound receives a vertically downward magnetic force due to a lower magnetic field, and a part of the magnetic particles is attracted to the magnetic force lines. It begins to align along the lines of magnetic force. The magnetic particles 215 to which the second antibody 214 aligned along the magnetic force lines is bound gradually settles according to gravity and magnetic force, and enters the sensing area 205. The second antibody 214 immobilized on the magnetic particles 215 that has entered the sensing area 205 binds to the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212.

一方、磁力線に沿って整列されなかった第2抗体214が結合された磁性粒子215については、重力に従って徐々に沈降し、センシングエリア205に進入する。センシングエリア205に進入した磁性粒子215に固定された第2抗体214は、抗原212を介して光導波路23の上面に固定された第1抗体211と結合する。 On the other hand, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 not aligned along the magnetic force lines is bound gradually settles according to gravity and enters the sensing area 205. The second antibody 214 immobilized on the magnetic particles 215 that has entered the sensing area 205 binds to the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212.

時間t=tからt=tにおいて、センシングエリア205には、第2抗体214が結合された磁性粒子215が次々に進入するので光強度は減少する。光強度は、時間t=tの直後から大きな減少率(傾き)で減少し始める。光強度の減少率は、時間の経過とともに小さくなる。例えば、光強度の値は、時間t=tからt=tにおいて大幅に減少した後、時間t=tからt=tにおいては、やや減少する。ここで、時間t=tは、光強度が一定になり始める時点である。かかる時点において、下磁場の印加による効果が小さくなる時点である。言い換えれば、下磁場の印加を停止してもよい時点である。時間t=tの光強度の値は、基準値であるI[%]として設定され、他の時点の光強度の値は、基準値Iを用いて正規化される。I[%]は、時間t=t0の光強度が時間t=tの時点で光強度の値がどの程度減少するか、経験的、実験的に取得された知見から、設定される相対値である。 From time t = t 0 to t = t 1 , the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound enter the sensing area 205 one after another, so that the light intensity decreases. The light intensity starts to decrease at a large decrease rate (inclination) immediately after the time t = t 0. The rate of decrease in light intensity decreases with the passage of time. For example, the value of light intensity decreases significantly from time t = t 0 to t = t 1 , and then slightly decreases from time t = t 1 to t = t 2. Here, the time t = t 2 is a time point at which the light intensity starts to become constant. At this point, the effect of applying the lower magnetic field becomes smaller. In other words, it is a time when the application of the lower magnetic field may be stopped. The value of the light intensity of the time t = t 2 is set as I s [%] is a reference value, the value of the light intensity of the other time points are normalized using the reference value I s. I s [%] is either the light intensity of the time t = t 0 is reduced how much the value of the light intensity at time t = t 2, empirical, from experimentally obtained knowledge, is set It is a relative value.

このように、センシングエリア205への第2抗体214が結合された磁性粒子215の進入が停止し、光強度の値は、時間t=tにおいて、ある強度まで下がり、値Iとなる。なお、時間t=tからt=tにおいても、反応容器201に収容された抗原212の一部は、第2抗体214に順次結合される。 Thus, ingress stops of the magnetic particles 215 in which the second antibody 214 is coupled to the sensing area 205, the value of the light intensity at time t = t 2, down to a certain intensity, a value I s. Even at time t = t 1 to t = t 2 , a part of the antigen 212 contained in the reaction vessel 201 is sequentially bound to the second antibody 214.

磁場制御機能362は、時間t=tにおいて、下磁場発生器32bを制御して下磁場の印加を停止する。ここで、下磁場の印加が停止されると、第2抗体214が結合された磁性粒子215は、下磁場による束縛から解放されることで自然沈降を開始する。 The magnetic field control function 362 controls the lower magnetic field generator 32b to stop the application of the lower magnetic field at time t = t 2. Here, when the application of the lower magnetic field is stopped, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are released from the binding by the lower magnetic field and start spontaneous sedimentation.

光強度は、図3に示すように、時間t=tからt=tにおいてオーバーシュートOSが発生するため、グラフにおいて、増加から減少に転じるスパイク状の波形を描く。試薬成分213の一部は、センシングエリア205から一瞬離脱して浮き上がった後に沈降するため、図3に示すように、時間t=tからt=tにおいてオーバーシュートOSが生じる。時間t=tは、オーバーシュートOSの発生が収まる時間であり、予め経験的、実験的に取得される。 As shown in FIG. 3, the light intensity draws a spike-like waveform that changes from an increase to a decrease in the graph because an overshoot OS occurs at time t = t 2 to t = t 3. Since a part of the reagent component 213 is momentarily separated from the sensing area 205, floats, and then settles, an overshoot OS occurs at time t = t 2 to t = t 3, as shown in FIG. The time t = t 3 is a time during which the occurrence of the overshoot OS is settled, and is acquired in advance empirically and experimentally.

ここで、オーバーシュートOSにおけるノイズ電流の発生が収まると、光強度の値は、例えば、時間t=tからt=tにおいて大幅に減少する。 Here, when the generation of the noise current in the overshoot OS is settled, the value of the light intensity is significantly reduced , for example, from time t = t 3 to t = t 4.

このとき、磁力線に沿って整列された第2抗体214が結合された磁性粒子215は、下磁場による束縛から解放されることで、整列された状態が崩され、光導波路23の上面に向けて無秩序に沈降する。光強度は、時間t=tからt=tにおいてセンシングエリア205に第2抗体214が結合された磁性粒子215が次々に進入するため、大きな減少率で減少する。光強度の減少率は、時間の経過とともに小さくなる。例えば、光強度の値は、時間t=tからt=tにおいて大幅に減少した後、例えば、時間t=tからt=tにおいては、やや減少する。 At this time, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 aligned along the magnetic force lines is bound are released from the binding by the lower magnetic field, so that the aligned state is broken and the particles are directed toward the upper surface of the optical waveguide 23. It sinks in a disorderly manner. The light intensity decreases at a large reduction rate because the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound enter the sensing area 205 one after another from time t = t 3 to t = t 4. The rate of decrease in light intensity decreases with the passage of time. For example, the value of light intensity decreases significantly from time t = t 3 to t = t 4 , and then slightly decreases, for example, from time t = t 4 to t = t 5.

このように、センシングエリア205への第2抗体214が結合された磁性粒子215の進入が停止し、光強度は、時間t=tにおいて、ある強度まで下がる。このとき、光導波路23の上面に接する第2抗体214が結合された複数の磁性粒子215の一部は、抗原212を介して光導波路23の上面に固定された第1抗体211と特異的に結合する。このような第2抗体214が結合された磁性粒子215は、光導波路23の上面に整列して堆積される。すなわち、センシングエリア205内は、第2抗体214が結合された磁性粒子215によりほぼ隙間なく占められた状態となる。なお、時間t=tの段階で光導波路23の上面に固定された第1抗体211と抗原212を介して結合していなかった第2抗体214が結合された複数の磁性粒子215のうちの一部は、時間t=tからt=tにおいて、光導波路23の上面に固定された第1抗体211と抗原212を介して結合する。 Thus, entry of the magnetic particles 215 in which the second antibody 214 is coupled to the sensing area 205 is stopped, the light intensity at time t = t 5, down to some strength. At this time, a part of the plurality of magnetic particles 215 to which the second antibody 214 in contact with the upper surface of the optical waveguide 23 is bound is specifically the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 via the antigen 212. Join. The magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are aligned and deposited on the upper surface of the optical waveguide 23. That is, the inside of the sensing area 205 is occupied almost without gaps by the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound. Incidentally, of the first antibody 211 and a plurality of magnetic particles 215 in which the second antibody 214 is coupled which has not bound through the antigen 212 that is fixed to the upper surface of the optical waveguide 23 at the stage of time t = t 4 Some bind via antigen 212 to the first antibody 211 immobilized on the upper surface of the optical waveguide 23 at time t = t 4 to t = t 5.

磁場制御機能362は、時間t=tにおいて、上磁場発生器32aを制御して上磁場の印加を開始する。 The magnetic field control function 362 controls the upper magnetic field generator 32a at time t = t 5 to start applying the upper magnetic field.

ここで、第2抗体214が結合された磁性粒子215は、光導波路23の上面に整列して堆積されている。このとき、光導波路23の上面と接する第2抗体214が結合された磁性粒子215の多くが光導波路23の上面に固定された第1抗体211と特異的に結合している。また、試料溶液で満たされた反応容器201中の第2抗体214が結合された磁性粒子215は、上磁場による鉛直上向きの磁力を受けて、センシングエリア205への進入が停止し、光強度の値は、時間t=tからt=tにおいて大幅に増加する。 Here, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound are aligned and deposited on the upper surface of the optical waveguide 23. At this time, most of the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 in contact with the upper surface of the optical waveguide 23 is bound are specifically bound to the first antibody 211 fixed to the upper surface of the optical waveguide 23. Further, the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 in the reaction vessel 201 filled with the sample solution is bound to receive a vertically upward magnetic force due to an upward magnetic field, the entry into the sensing area 205 is stopped, and the light intensity is increased. The value increases significantly from time t = t 5 to t = t 6.

すなわち、光強度の値が大幅に上がると、センシングエリア205には、光導波路23の上面に固定された第1抗体211と特異的に結合した第2抗体214が結合された磁性粒子215のみが存在する状態となる。ここで、上磁場の磁場強度を適切な値とすることで、抗原抗体反応により抗原212を介してセンシングエリア205に結合された磁性粒子215は引き剥がさず、抗原212を介さずにセンシングエリア205に吸着した磁性粒子215を除去することができる。 That is, when the value of the light intensity is significantly increased, only the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 specifically bound to the first antibody 211 fixed on the upper surface of the optical waveguide 23 is bound are in the sensing area 205. It will be in an existing state. Here, by setting the magnetic field strength of the upper magnetic field to an appropriate value, the magnetic particles 215 bound to the sensing area 205 via the antigen 212 by the antigen-antibody reaction are not peeled off, and the sensing area 205 is not mediated by the antigen 212. The magnetic particles 215 adsorbed on the can be removed.

処理回路36の測定機能363は、時間t=tに達したときに、測定機能363は、光検出器312により検出された光信号から被検物質の量又は有無に関する測定結果を導出する。例えば、測定機能363は、時間t=tにおいて収集した光信号の強度の初期値である100[%]と、時間t=tにおいて収集した光信号の強度の値との差分を計測することで、試料溶液中の抗原濃度を測定する。 When the measurement function 363 of the processing circuit 36 reaches the time t = t 6 , the measurement function 363 derives a measurement result regarding the amount or presence / absence of the test substance from the optical signal detected by the photodetector 312. For example, the measurement function 363 measures the difference between the initial value of the intensity of the optical signal collected at time t = t 0 , which is 100 [%], and the value of the intensity of the optical signal collected at time t = t 6. By doing so, the antigen concentration in the sample solution is measured.

また、例えば時間t=tにおいて、測定機能363は、被検物質の測定として、判定処理を行う。例えば、測定機能363は、試料溶液が陽性又は陰性の可能性が高いかどうかを判定する。具体的には、測定機能363は、判定処理として、時間t=tにおいて収集した光信号の強度の初期値である100[%]から、時間t=tにおいて収集した光信号の強度の値を引いた差分値Iを求め、その差分値Iが、記憶回路35に記憶された許容値Iより小さいか否かを判定する。 Further, for example, at time t = t 6 , the measurement function 363 performs a determination process as a measurement of the test substance. For example, the measurement function 363 determines whether the sample solution is likely to be positive or negative. Specifically, the measurement function 363 determines the intensity of the optical signal collected at time t = t 6 from 100 [%], which is the initial value of the intensity of the optical signal collected at time t = t 0. obtaining a difference value I B obtained by subtracting the value, the difference value I B it is determined whether the allowable value I a is smaller than or not stored in the memory circuit 35.

判定処理の一例として、測定機能363は、例えば、差分値Iが許容値I以上である場合、被検物質の測定結果として陽性の可能性が高いと判定する。一方、測定機能363は、例えば、差分値Iが許容値Iより小さい場合、被検物質の測定結果として陰性の可能性が高いと判定する。ここで、図3に示す例では、時間t=tにおける光強度の初期値である100[%]と、時間t=tにおける光強度の値との差分値Iが、許容値Iより小さいものとする。この場合、測定機能363は、被検物質の測定結果として陰性の可能性が高いと判定する。 As an example of the determination processing, measurement function 363 determines, for example, if the difference value I B is the allowable value I A above, and likely positive as a measurement result of a test substance. On the other hand, the measurement function 363 determines, for example, if the difference value I B is less than the allowable value I A, to be likely negative as a measurement result of a test substance. In the example shown in FIG. 3, the difference value I B of 100 [%] is the initial value of the light intensity at time t = t 0, the value of the light intensity at time t = t 6, the allowable value I It shall be smaller than A. In this case, the measurement function 363 determines that the measurement result of the test substance is likely to be negative.

その後、磁場制御機能362は、上磁場発生器32aを制御して上磁場の印加を停止する。 After that, the magnetic field control function 362 controls the upper magnetic field generator 32a to stop the application of the upper magnetic field.

なお、本実施形態では、下磁場の印加を開始するタイミング、下磁場の印加を停止するタイミング、上磁場の印加を開始するタイミングなどは、時間t=t、t=t、t=tとして予め決められているが、これらのタイミングは、リアルタイムで光強度の変化量を計測することで、適宜決定されてもよい。 In the present embodiment, the timing for starting the application of the lower magnetic field, the timing for stopping the application of the lower magnetic field, the timing for starting the application of the upper magnetic field, etc. are the time t = t 0 , t = t 2 , t = t. Although it is predetermined as 5, these timings may be appropriately determined by measuring the amount of change in light intensity in real time.

また、本実施形態では、光強度の値として、規格化された相対値を用いているが、絶対値を用いてもよい。 Further, in the present embodiment, a standardized relative value is used as the value of the light intensity, but an absolute value may be used.

ここで、図3に示す例では、Iを基準値としたときに、時間t=tにおける光強度の値は、初期値の100[%]に近い値であり、時間t=tにおける光強度の値は、100[%]に近い値である。この場合、時間t=tにおける光強度の初期値と、時間t=tにおける光強度の値との差がないため、測定機能363は、被検物質の測定結果として陰性の可能性が高いと判定する。 In the example shown in FIG. 3, when the reference value of I s, the value of the light intensity at time t = t 0 is a value close to 100% of the initial value, the time t = t 6 The value of the light intensity in is close to 100 [%]. In this case, since there is no difference between the initial value of the light intensity at time t = t 0 and the value of the light intensity at time t = t 6 , the measurement function 363 may be negative as the measurement result of the test substance. Judged as high.

ところで、被検物質の測定時において、光強度の値が初期値の100[%]に達するためには、試料溶液と試薬との混合液202が反応容器201に正確に注入されていなければならない。例えば、上述のように、反応容器201は予め空の状態となっていて、被検物質の測定時において、孔21aから反応容器201に混合液202が注入される。ところが、混合液202が反応容器201に正確に注入されなかった場合、反応容器201内において試薬が不足してしまう。 By the way, in order for the light intensity value to reach the initial value of 100 [%] at the time of measuring the test substance, the mixed solution 202 of the sample solution and the reagent must be accurately injected into the reaction vessel 201. .. For example, as described above, the reaction vessel 201 is emptied in advance, and the mixed solution 202 is injected into the reaction vessel 201 from the hole 21a at the time of measuring the test substance. However, if the mixed solution 202 is not accurately injected into the reaction vessel 201, the reagent will be insufficient in the reaction vessel 201.

また、上述のように、混合液202において、試料溶液には、抗原212を含む被検物質が含まれ、試薬には、試薬成分213が含まれる。試薬成分213には、抗原212と抗原抗体反応により特異的に反応する第2抗体214と、第2抗体214が結合された磁性粒子215とが含まれる。例えば、混合液202が反応容器201に正確に注入されていないことにより、反応容器201内において試薬が不足する場合、磁性粒子215も不足する。ここで、磁性粒子215が不足している場合、以下の理由により、被検物質の測定を正確に行うことができない。 Further, as described above, in the mixed solution 202, the sample solution contains the test substance containing the antigen 212, and the reagent contains the reagent component 213. The reagent component 213 includes a second antibody 214 that specifically reacts with the antigen 212 by an antigen-antibody reaction, and magnetic particles 215 to which the second antibody 214 is bound. For example, if the reagent is insufficient in the reaction vessel 201 because the mixed solution 202 is not accurately injected into the reaction vessel 201, the magnetic particles 215 are also insufficient. Here, when the magnetic particles 215 are insufficient, the test substance cannot be accurately measured for the following reasons.

図4は、混合液202が反応容器201に正確に注入されていない場合の説明図であり、出射光L2の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。図4において、横軸は時間t[秒]を示し、縦軸は出射光L2の光信号の強度[%]を示す。図4では、混合液202が反応容器201に正確に注入されていないことにユーザが気付かずに、被検物質の測定が行われた場合を例にしている。 FIG. 4 is an explanatory diagram when the mixed liquid 202 is not accurately injected into the reaction vessel 201, and is a graph showing an example of time-series changes in the light intensity of the emitted light L2. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the time t [seconds], and the vertical axis indicates the intensity [%] of the optical signal of the emitted light L2. FIG. 4 is an example in which the test substance is measured without the user noticing that the mixed solution 202 has not been accurately injected into the reaction vessel 201.

図4に示す例では、混合液202が反応容器201に正確に注入されていないことにより、試薬(主に磁性粒子215)が不足しているため、測定される光強度の値は、あまり増加せず、実際には、時間t=tで初期値の100[%]に達していない状況である。この状況で被検物質の測定が行われた場合でも、上述の規格化により、時間t=tで下磁場の印加が開始され、光強度の値が値I[%]まで減少する時間t=tで下磁場の印加が停止され、時間t=tで上磁場の印加が開始されることになる。また、測定機能363は、実際には時間t=tで初期値の100[%]に達していない状況にも関わらず、規格化された値である100[%]から、時間t=tにおける光強度の値を引いた差分値Iを求める。このため、測定機能363は、例えば実際には試料溶液が陰性であったとしても、差分値Iが許容値I以上であることにより、被検物質の測定結果として陽性と判定される可能性がある。したがって、図4に示す例では、被検物質の測定を正確に行うことができないという問題が生じる。 In the example shown in FIG. 4, the measured light intensity value increases significantly because the reagent (mainly magnetic particles 215) is insufficient because the mixed solution 202 is not accurately injected into the reaction vessel 201. In reality, the initial value of 100 [%] has not been reached at time t = t 0. Even if the measurement of the test substance was carried out in this situation, the normalization described above, is initiated the application of the lower magnetic field at time t = t 0, the time value of the optical intensity to decrease to a value I s [%] The application of the lower magnetic field is stopped at t = t 2 , and the application of the upper magnetic field is started at time t = t 5. Further, the measurement function 363 has a time t = t from the standardized value of 100 [%] even though the initial value of 100 [%] has not been reached at the time t = t 0. obtaining a difference value I B obtained by subtracting the value of the light intensity at 6. Therefore, measurement function 363 is actually even sample solution was negative, for example, by the difference value I B is the allowable value I A above, can be determined to be positive as a measurement result of a test substance There is sex. Therefore, in the example shown in FIG. 4, there arises a problem that the measurement of the test substance cannot be accurately performed.

また、図4に示す例では、光強度の値として、規格化された相対値を用いているが、絶対値を用いた場合でも同様に、被検物質の測定を正確に行うことができないという問題が生じる。例えば、時間t=tの光強度の値と、時間t=tにおける光強度の値との差が充分ではないので、陰性の判定が困難になる、という問題が生じる。また、時間t=tの光強度の値を100[%]として規格化した相対値を用いる場合でも、試薬が不足していると、例えば、時間t=tの光強度の値と、時間t=tにおける光強度の値との差が充分ではないので、陰性の判定が困難になる、という問題が生じる。 Further, in the example shown in FIG. 4, a standardized relative value is used as the value of the light intensity, but even when an absolute value is used, the test substance cannot be measured accurately. Problems arise. For example, since the difference between the light intensity value at time t = t 0 and the light intensity value at time t = t 6 is not sufficient, there arises a problem that a negative determination becomes difficult. Further, even when a relative value standardized with the value of the light intensity at time t = t 0 as 100 [%] is used, if the reagent is insufficient, for example, the value of the light intensity at time t = t 0 and the value of light intensity at time t = t 0. Since the difference from the value of the light intensity at time t = t 6 is not sufficient, there arises a problem that it becomes difficult to determine negative.

そこで、本実施形態に係る検体検査装置1は、測定精度を向上させることができるように、以下の処理を行う。本実施形態に係る検体検査装置1は、光導波路23と、磁場発生器32と、光源311と、光検出器312と、測定機能363と、判定機能365とを備える。光導波路23は、被検物質と特異的に結合する第1物質が固定化されたセンシングエリア205を有する。磁場発生器32は、被検物質と特異的に結合する第2物質が固定化された磁性粒子215を移動させる磁場を発生する。光源311は、光導波路23に光を入射させる。光検出器312は、光導波路23から出射または反射される光を検出する。検出機能364は、光信号に基づいて、磁性粒子215の不足を検出する。 Therefore, the sample inspection device 1 according to the present embodiment performs the following processing so as to improve the measurement accuracy. The sample inspection device 1 according to the present embodiment includes an optical waveguide 23, a magnetic field generator 32, a light source 311, a photodetector 312, a measurement function 363, and a determination function 365. The optical waveguide 23 has a sensing area 205 in which a first substance that specifically binds to the test substance is immobilized. The magnetic field generator 32 generates a magnetic field that moves the magnetic particles 215 on which the second substance specifically bound to the test substance is immobilized. The light source 311 causes light to enter the optical waveguide 23. The photodetector 312 detects the light emitted or reflected from the optical waveguide 23. The detection function 364 detects the shortage of the magnetic particles 215 based on the optical signal.

図5は、本実施形態に係る検体検査装置1による処理の説明図であり、出射光L2の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。図5において、横軸は時間t[秒]を示し、縦軸は出射光L2の光信号の強度[%]を示す。 FIG. 5 is an explanatory diagram of processing by the sample inspection device 1 according to the present embodiment, and is a graph showing an example of time-series changes in the light intensity of the emitted light L2. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the time t [seconds], and the vertical axis indicates the intensity [%] of the optical signal of the emitted light L2.

図5に示すように、本実施形態では、検出機能364は、光信号の時間的な変化量を複数の期間について観測する。例えば、検出機能364は、複数の期間について、光信号の強度の変動率の累積積算を演算し、演算された光強度の変動率の積算値(以下、光信号の時間的な変化量と記載する)に基づいて、磁性粒子215が不足しているか否かを検出する。そして、判定機能365は、検出機能364により検出された結果に基づいて、測定機能363が行う測定を継続させるか否かを判定する。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the detection function 364 observes the amount of change in the optical signal over time for a plurality of periods. For example, the detection function 364 calculates the cumulative integration of the fluctuation rate of the optical signal for a plurality of periods, and describes the integrated value of the calculated fluctuation rate of the optical signal (hereinafter, referred to as the amount of change over time of the optical signal). ), It is detected whether or not the magnetic particles 215 are insufficient. Then, the determination function 365 determines whether or not to continue the measurement performed by the measurement function 363 based on the result detected by the detection function 364.

ここで、現在観測している期間において、光信号の時間的な変化量が、当該期間に設定された閾値以下であるものとする。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表しているため、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を中止させる。一方、現在観測している期間において、光信号の時間的な変化量が、当該期間に設定された閾値より大きいものとする。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していないことを検出し、次の期間について光信号の時間的な変化量を観測する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表していないため、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を継続させる。 Here, it is assumed that the amount of change in the optical signal over time in the currently observed period is equal to or less than the threshold value set in the period. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are insufficient. At this time, since the result detected by the detection function 364 indicates the shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 stops the measurement performed by the measurement function 363. On the other hand, it is assumed that the amount of change in the optical signal over time in the currently observed period is larger than the threshold value set in the period. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are not insufficient, and observes the amount of change in the optical signal over time for the next period. At this time, since the result detected by the detection function 364 does not indicate the shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 continues the measurement performed by the measurement function 363.

具体的には、検出機能364は、まず、期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測する。期間Tは、下磁場の印加の開始後の期間である。例えば、期間Tは、下磁場の印加が開始した時間t=tから、第1の設定時間が経過する時間t=tまでの時間帯に相当する。 Specifically, the detection function 364, first, for the period T 1, observing a temporal change amount S 1 of the optical signal. The period T 1 is a period after the start of application of the lower magnetic field. For example, the period T 1 corresponds to the time zone from the time t = t 0 the applied has started under the magnetic field, until the time t = t 1 a first set time has elapsed.

ここで、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、当該期間Tに設定された閾値ST1以下であるものとする。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表しているため、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を中止させる。一方、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST1より大きいものとする。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していないことを検出し、次の期間について光信号の時間的な変化量を観測する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表していないため、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を継続させる。 Here, the temporal change amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is assumed to be equal to or less than the period T 1 set threshold S T1. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are insufficient. At this time, since the result detected by the detection function 364 indicates the shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 stops the measurement performed by the measurement function 363. On the other hand, it is assumed temporal change amount S 1 of the optical signal is greater than the threshold S T1 in the period T 1. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are not insufficient, and observes the amount of change in the optical signal over time for the next period. At this time, since the result detected by the detection function 364 does not indicate the shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 continues the measurement performed by the measurement function 363.

判定機能365は、次の期間として、期間Tについて、光信号の時間的な変化量を観測する。期間Tは、下磁場の印加の停止時においてオーバーシュートOSが発生した後の期間である。例えば、期間Tは、下磁場の印加の停止時においてオーバーシュートOSが発生した後の時間t=tから、第2の設定時間が経過する時間t=tまでの時間帯に相当する。 Determination function 365, the next period, the period T 2, to observe a temporal change amount of the optical signal. The period T 2 is a period after the overshoot OS occurs when the application of the lower magnetic field is stopped. For example, the period T 2 corresponds to a time zone from the time t = t 3 after the overshoot OS occurs when the application of the lower magnetic field is stopped to the time t = t 4 where the second set time elapses. ..

ここで、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、当該期間Tに設定された閾値ST2以下であるものとする。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表しているため、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を中止させる。一方、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST2より大きいものとする。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していないことを検出する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表していないため、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を継続させる。 Here, the temporal change amount S 2 of the optical signal in the period T 2 is assumed to be equal to or less than the period T 2 set in the threshold S T2. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are insufficient. At this time, since the result detected by the detection function 364 indicates the shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 stops the measurement performed by the measurement function 363. On the other hand, it is assumed that the temporal change amount S 2 of the optical signal in the period T 2 is larger than the threshold value ST 2. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are not insufficient. At this time, since the result detected by the detection function 364 does not indicate the shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 continues the measurement performed by the measurement function 363.

図6A、図6Bは、本実施形態に係る検体検査装置1による処理の手順を示すフローチャートである。 6A and 6B are flowcharts showing a procedure of processing by the sample inspection apparatus 1 according to the present embodiment.

まず、処理回路36において、測定機能363は、被検物質の測定を開始する。具体的には、測定機能363は、光検出器312から供給される光強度のデータを収集し、光強度のデータに基づいて被検物質の測定を行う。 First, in the processing circuit 36, the measurement function 363 starts measuring the test substance. Specifically, the measurement function 363 collects light intensity data supplied from the photodetector 312, and measures the test substance based on the light intensity data.

図6AのステップS101では、磁場制御機能362は、下磁場の印加を開始するタイミングであるか否かを判定する。ここで、下磁場の印加を開始するタイミングではないと磁場制御機能362が判定した場合(ステップS101;No)、再度、ステップS101の処理が行われる。一方、下磁場の印加を開始するタイミングであると磁場制御機能362が判定した場合、(ステップS101;Yes)、ステップS102が実行される。 In step S101 of FIG. 6A, the magnetic field control function 362 determines whether or not it is the timing to start applying the lower magnetic field. Here, when the magnetic field control function 362 determines that it is not the timing to start applying the lower magnetic field (step S101; No), the process of step S101 is performed again. On the other hand, when the magnetic field control function 362 determines that it is the timing to start applying the lower magnetic field (step S101; Yes), step S102 is executed.

図6AのステップS102では、磁場制御機能362は、時間t=tにおいて、下磁場発生器32bを制御して下磁場の印加を開始する。 In step S102 of FIG. 6A, the magnetic field control function 362 controls the lower magnetic field generator 32b at time t = t 0 to start applying the lower magnetic field.

図6AのステップS103では、検出機能364は、時間t=tから時間t=tまでの時間帯である期間Tについて、光信号の時間的な変化量S(光信号の強度の変動率の積算値)を観測する。 In step S103 of FIG. 6A, the detection function 364 determines the amount of change S 1 (of the intensity of the optical signal) of the optical signal over time for the period T 1 which is the time zone from the time t = t 0 to the time t = t 1. Observe the integrated value of the fluctuation rate).

図6AのステップS104では、検出機能364は、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、当該期間Tに設定された閾値ST1より大きいか否かを判定する。また、判定機能365は、検出機能364により検出された結果に基づいて、測定機能363が行っている測定を継続させるか否かを判定する。 In step S104 of FIG. 6A, detection 364 determines the temporal change amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is, whether the period T 1 to greater than the threshold value S T1 that is set. Further, the determination function 365 determines whether or not to continue the measurement performed by the measurement function 363 based on the result detected by the detection function 364.

ここで、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST1以下であると検出機能364が判定した場合(ステップS104;No)、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、ステップS120が実行される。 Here, if the temporal change amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is a detection function 364 is below the threshold value S T1 is determined (Step S104; No), the detection function 364, the magnetic particles 215 is insufficient Detects that. At this time, step S120 is executed.

図6AのステップS120では、判定機能365は、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表しているため、測定機能363が行っている測定を中止させる。このとき、出力制御機能366は、混合液202が反応容器201に正確に注入されていないことにより被検物質の測定を中止したことを表すメッセージをユーザに通知する。例えば、出力制御機能366は、当該メッセージをディスプレイ331に表示することにより、ユーザに通知する。例えば、出力制御機能366は、当該メッセージをスピーカ332から音等で知らせることにより、ユーザに通知する。 In step S120 of FIG. 6A, the determination function 365 stops the measurement performed by the measurement function 363 because the result detected by the detection function 364 indicates a shortage of the magnetic particles 215. At this time, the output control function 366 notifies the user of a message indicating that the measurement of the test substance has been stopped because the mixed liquid 202 has not been accurately injected into the reaction vessel 201. For example, the output control function 366 notifies the user by displaying the message on the display 331. For example, the output control function 366 notifies the user by notifying the message from the speaker 332 by sound or the like.

一方、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST1より大きいと検出機能364が判定した場合(ステップS104;Yes)、検出機能364は、磁性粒子215が不足していないことを検出する。このとき、ステップS105が実行される。 On the other hand, if the temporal change amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is greater than the detection function 364 threshold S T1 is determined (step S104; Yes), the detection function 364, the magnetic particles 215 is not insufficient Detect that. At this time, step S105 is executed.

図6AのステップS105では、磁場制御機能362は、下磁場の印加を停止するタイミングであるか否かを判定する。ここで、下磁場の印加を停止するタイミングではないと磁場制御機能362が判定した場合(ステップS105;No)、再度、ステップS105の処理が行われる。一方、下磁場の印加を停止するタイミングであると磁場制御機能362が判定した場合、(ステップS105;Yes)、ステップS106が実行される。 In step S105 of FIG. 6A, the magnetic field control function 362 determines whether or not it is the timing to stop the application of the lower magnetic field. Here, when the magnetic field control function 362 determines that it is not the timing to stop the application of the lower magnetic field (step S105; No), the process of step S105 is performed again. On the other hand, when the magnetic field control function 362 determines that it is the timing to stop the application of the lower magnetic field (step S105; Yes), step S106 is executed.

図6AのステップS106では、磁場制御機能362は、時間t=tにおいて、下磁場発生器32bを制御して下磁場の印加を停止する。 In step S106 of FIG. 6A, the magnetic field control function 362 controls the lower magnetic field generator 32b at time t = t 2 to stop the application of the lower magnetic field.

図6AのステップS107では、検出機能364は、時間t=tから時間t=tまでの時間帯である期間Tについて、光信号の時間的な変化量S(光信号の強度の変動率の積算値)を観測する。 In step S107, the detection function 364 in FIG. 6A, the period T 2 is a time period from the time t = t 3 to time t = t 4, the strength of the temporal change amount S 2 (optical signal of the optical signal Observe the integrated value of the fluctuation rate).

図6AのステップS108では、検出機能364は、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、当該期間Tに設定された閾値ST2より大きいか否かを判定する。また、判定機能365は、検出機能364により検出された結果に基づいて、測定機能363が行っている測定を継続させるか否かを判定する。 In step S108 of FIG. 6A, detection 364 determines the temporal change amount S 2 of the optical signal in the period T 2 is, whether the period T 2 to or greater than the threshold S T2 that has been set. Further, the determination function 365 determines whether or not to continue the measurement performed by the measurement function 363 based on the result detected by the detection function 364.

ここで、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST2以下であると検出機能364が判定した場合(ステップS108;No)、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、ステップS120が実行される。 Here, if the temporal change amount S 2 of the optical signal in the period T 2 is the detection function 364 is below the threshold value S T2 is determined (step S108; No), the detection function 364, the magnetic particles 215 is insufficient Detects that. At this time, step S120 is executed.

一方、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST2より大きいと検出機能364が判定した場合(ステップS108;Yes)、検出機能364は、磁性粒子215が不足していないことを検出する。このとき、ステップS109が実行される。 On the other hand, if the temporal change amount S 2 of the optical signal in the period T 2 is larger than the detection function 364 threshold S T2 is determined (step S108; Yes), the detection function 364, the magnetic particles 215 is not insufficient Detect that. At this time, step S109 is executed.

図6AのステップS109では、時間t=t以降の測定が継続される。すなわち、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を継続させる。 In step S109 of FIG. 6A, the measurement after the time t = t 4 is continued. That is, the determination function 365 continues the measurement performed by the measurement function 363.

図6BのステップS110では、磁場制御機能362は、上磁場の印加を開始するタイミングであるか否かを判定する。ここで、上磁場を印加するタイミングではないと磁場制御機能362が判定した場合(ステップS110;No)、再度、ステップS109の処理が行われる。一方、上磁場を印加するタイミングであると磁場制御機能362が判定した場合、すなわち、上磁場を印加する時間t=tに達した場合(ステップS110;Yes)、ステップS111が実行される。 In step S110 of FIG. 6B, the magnetic field control function 362 determines whether or not it is the timing to start applying the upper magnetic field. Here, when the magnetic field control function 362 determines that it is not the timing to apply the upper magnetic field (step S110; No), the process of step S109 is performed again. On the other hand, when the magnetic field control function 362 determines that it is the timing to apply the upper magnetic field, that is, when the time t = t 5 for applying the upper magnetic field is reached (step S110; Yes), step S111 is executed.

図6BのステップS111では、磁場制御機能362は、時間t=tにおいて、上磁場発生器32aを制御して上磁場の印加を開始する。 In step S111 of FIG. 6B, the magnetic field control function 362 controls the upper magnetic field generator 32a at time t = t 5 to start applying the upper magnetic field.

図6BのステップS111では、測定機能363は、時間t=tにおいて、被検物質の測定として、判定処理を行う。例えば、測定機能363は、時間t=tにおいて収集した光信号の強度の初期値である100[%]から、時間t=tにおいて収集した光信号の強度の値を引いた差分値Iが、記憶回路35に記憶された許容値Iより小さいか否かを判定することで、試料溶液が陽性又は陰性の可能性が高いかどうかを判定する。例えば、測定機能363は、差分値Iが許容値I以上である場合、被検物質の測定結果として陽性の可能性が高いと判定し、差分値Iが許容値Iより小さい場合、被検物質の測定結果として陰性の可能性が高いと判定する。 In step S111 of FIG. 6B, the measurement function 363 performs a determination process as a measurement of the test substance at time t = t 6. For example, the measurement function 363 has a difference value I obtained by subtracting the value of the intensity of the optical signal collected at time t = t 6 from 100 [%] which is the initial value of the intensity of the optical signal collected at time t = t 0. B is, by determining whether or not stored in the memory circuit 35 is less than the allowable value I a, determines whether the sample solution is likely positive or negative. For example, measurement function 363, if the difference value I B is the allowable value I A above, was determined to be likely positive as a measurement result of a test substance, if the difference value I B is less than the allowable value I A , It is judged that there is a high possibility that the measurement result of the test substance is negative.

図6BのステップS112では、磁場制御機能362は、上磁場発生器32aを制御して上磁場の印加を停止する。 In step S112 of FIG. 6B, the magnetic field control function 362 controls the upper magnetic field generator 32a to stop the application of the upper magnetic field.

これにより、測定機能363は、被検物質の測定を終了する。 As a result, the measurement function 363 ends the measurement of the test substance.

以上の説明により、本実施形態に係る検体検査装置1では、光導波路23は、被検物質と特異的に結合する第1抗体211が固定化されたセンシングエリア205を有する。磁場発生器32は、被検物質と特異的に結合する第2抗体214が結合された磁性粒子215を移動させる磁場を発生する。光源311は、光導波路23に光を入射させる。光検出器312は、光導波路23から出射または反射される光を検出する。測定機能363は、光信号から被検物質の量又は有無の測定を行う。検出機能364は、光信号に基づいて、磁性粒子215の不足を検出する。例えば、検出機能364は、光信号の時間的な変化量に基づいて、磁性粒子215が不足しているか否かを検出し、光信号の時間的な変化量が閾値以下である場合に、磁性粒子215が不足していることを検出し、光信号の時間的な変化量が閾値より大きい場合に、磁性粒子215が不足していないことを検出する。 According to the above description, in the sample inspection device 1 according to the present embodiment, the optical waveguide 23 has a sensing area 205 on which the first antibody 211 that specifically binds to the test substance is immobilized. The magnetic field generator 32 generates a magnetic field that moves the magnetic particles 215 to which the second antibody 214 specifically bound to the test substance is bound. The light source 311 causes light to enter the optical waveguide 23. The photodetector 312 detects the light emitted or reflected from the optical waveguide 23. The measurement function 363 measures the amount or presence / absence of the test substance from the optical signal. The detection function 364 detects the shortage of the magnetic particles 215 based on the optical signal. For example, the detection function 364 detects whether or not the magnetic particles 215 are insufficient based on the amount of change in the optical signal over time, and when the amount of change in the optical signal over time is equal to or less than the threshold value, the detection function 364 is magnetic. It is detected that the particles 215 are deficient, and when the amount of change over time of the optical signal is larger than the threshold value, it is detected that the magnetic particles 215 are not deficient.

具体的には、検出機能364は、磁性粒子215を光導波路23に近づける方向に移動させる下磁場の印加の開始後の期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測する。ここで、混合液202が反応容器201に正確に注入されていないことにより、試薬(主に磁性粒子215)が不足している場合、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、期間Tに設定された閾値ST1以下になる。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表しているため、判定機能365は、測定を中止させる。 Specifically, the detection function 364 for the period T 1 of the after starting the application of the lower magnetic field is moved in a direction closer to the magnetic particles 215 to the optical waveguide 23, to observe the temporal change amount S 1 of the optical signal. Here, by mixing liquid 202 is not accurately injected into the reaction vessel 201, when the reagent (mainly magnetic particles 215) is insufficient, the temporal change amount S 1 of the optical signal in the period T 1 , It becomes equal to or less than the threshold value S T1 set in the period T 1. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are insufficient. At this time, since the result detected by the detection function 364 indicates a shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 stops the measurement.

また、検出機能364は、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST1より大きい場合、下磁場の停止時においてオーバーシュートOSが発生した後の期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測する。ここで、試薬が不足している場合、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、期間Tに設定された閾値ST2以下になる。この場合、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、検出機能364により検出された結果が、磁性粒子215の不足を表しているため、判定機能365は、測定を中止させる。 The detection function 364, when the temporal variation amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is greater than the threshold S T1, the period T 2 of the after overshoot OS has occurred at the time of stop of the lower magnetic field, the optical signal observing a temporal change amount S 2 of. Here, when the reagent is insufficient, the temporal change amount S 2 of the optical signal in the period T 2 is equal to or less than the threshold value S T2 which is set to a period T 2. In this case, the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are insufficient. At this time, since the result detected by the detection function 364 indicates a shortage of the magnetic particles 215, the determination function 365 stops the measurement.

このように、本実施形態に係る検体検査装置1は、上記構成により、下磁場の印加の開始後の期間Tや、下磁場の停止時においてオーバーシュートが発生した後の期間Tについて、光信号の時間的な変化量が閾値以下である場合に、磁性粒子215が不足していることを検出することにより、測定を中止させ、光信号の時間的な変化量が閾値より大きい場合に測定を継続させるため、被検物質の測定を正確に行うことができる。 As described above, according to the above configuration, the sample inspection device 1 according to the present embodiment has a period T 1 after the start of application of the lower magnetic field and a period T 2 after the overshoot occurs when the lower magnetic field is stopped. When the amount of change over time of the optical signal is less than or equal to the threshold value, the measurement is stopped by detecting that the magnetic particles 215 are insufficient, and when the amount of change over time of the optical signal is larger than the threshold value. Since the measurement is continued, the measurement of the test substance can be performed accurately.

(その他の実施形態)
これまで実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Other embodiments)
Although the embodiments have been described so far, various different embodiments may be implemented in addition to the above-described embodiments.

上述した実施形態では、検出機能364は、期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測し、変化量Sが閾値ST1より大きい場合、次の期間として、期間Tについて、光信号の時間的な変化量を観測しているが、本実施形態は、これに限定されるものではない。本実施形態の変形例として、検出機能364は、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST1より大きい場合、更に、オーバーシュートOSが発生する期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測する。期間Tは、「第3の期間」の一例である。 In the above embodiment, detection function 364 for the period T 1, the temporal change amount S 1 of the optical signal observed, when the change amount S 1 is greater than the threshold S T1, the next period, the period T 2 However, the present embodiment is not limited to this, although the amount of change in the optical signal over time is observed. As a modification of the present embodiment, the detection function 364 provides an optical signal for the period T 3 in which the overshoot OS occurs when the temporal change amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is larger than the threshold value S T 1. observing temporal variation S 3 of. The period T 3 is an example of a "third period".

図7は、本実施形態の変形例に係る検体検査装置1による処理の説明図であり、出射光L2の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。図7において、横軸は時間t[秒]を示し、縦軸は出射光L2の光信号の強度[%]を示す。図8は、本実施形態の変形例に係る検体検査装置による処理の手順を示すフローチャートである。図8では、図6Aに対して、ステップS107、S108の処理の一部が異なる。 FIG. 7 is an explanatory diagram of processing by the sample inspection device 1 according to a modified example of the present embodiment, and is a graph showing an example of time-series changes in the light intensity of the emitted light L2. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the time t [seconds], and the vertical axis indicates the intensity [%] of the optical signal of the emitted light L2. FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of processing by the sample inspection device according to the modified example of the present embodiment. In FIG. 8, a part of the processing of steps S107 and S108 is different from that of FIG. 6A.

図8のステップS107において、検出機能364は、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST1より大きい場合、期間T、Tについて、それぞれ、光信号の時間的な変化量S、Sを観測する。図7に示すように、期間Tは、下磁場の印加の停止時においてオーバーシュートOSが発生する期間である。例えば、期間Tは、オーバーシュートOSが発生する時間t=tから時間t=tまでの時間帯に相当する。期間Tは、オーバーシュートOSが発生した後の時間t=tから時間t=tまでの時間帯に相当する。 In step S107 of FIG. 8, the detection function 364, when the temporal variation amount S 1 of the optical signal in the period T 1 is greater than the threshold S T1, the period T 2, T 3, respectively, of the optical signal temporal Observe the changes S 2 and S 3. As shown in FIG. 7, the period T 3 is a period during which the overshoot OS occurs when the application of the lower magnetic field is stopped. For example, the period T 3 corresponds to the time zone from the time t = t 2 to the time t = t 3 when the overshoot OS occurs. The period T 2 corresponds to the time zone from the time t = t 3 to the time t = t 4 after the overshoot OS occurs.

ここで、オーバーシュートOSは瞬時に発生するため、例えば、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sは、光信号の強度の変動率の累積値ではなく、オーバーシュートOSのピーク値POSとする。具体的には、オーバーシュートOSのピーク値POSは、時間t=tにおける光強度の値と時間t=tにおける光強度の値との差分値である。なお、記憶回路35は、更に、予め設定された閾値ST3を記憶する。例えば、閾値ST3は、期間Tに用いられる。閾値ST3は、「第3の閾値」の一例である。 Since overshoot OS is generated instantaneously, for example, the temporal change amount S 3 of the optical signal in the period T 3 is not the cumulative value of the rate of change in intensity of the optical signal, the peak value of the overshoot OS Let it be POS . Specifically, the peak value P OS overshoot OS is the difference between the value of the light intensity in the value of the light intensity and time t = t 3 at time t = t 4. The storage circuit 35 further stores a preset threshold value ST3 . For example, the threshold S T3 is used for the period T 3. The threshold value S T3 is an example of a “third threshold value”.

図8のステップS108では、検出機能364は、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、当該期間Tに設定された閾値ST2より大きいか否かを判定し、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが、当該期間Tに設定された閾値ST3より大きいか否かを判定する。また、判定機能365は、検出機能364により検出された結果に基づいて、測定機能363が行っている測定を継続させるか否かを判定する。 In step S108 of FIG. 8, the detection function 364, a period temporal change amount S 2 of the optical signal in T 2 may determine whether the period T 2 to or greater than the threshold S T2 that is set, the period T temporal variation S 3 of the optical signal in 3 determines whether the period T 3 to greater than the threshold value S T3 that is set. Further, the determination function 365 determines whether or not to continue the measurement performed by the measurement function 363 based on the result detected by the detection function 364.

例えば、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST3より大きく、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST2より大きいと検出機能364が判定した場合(ステップS108;Yes)、検出機能364は、磁性粒子215が不足していないことを検出する。このとき、ステップS109が実行される。すなわち、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を継続させる。 For example, a large temporal change amount S 3 of the optical signal from the threshold S T3 in the period T 3, the temporal change amount S 2 the threshold S T2 is larger than the detection function 364 of the optical signal in the period T 2 is determined In the case (step S108; Yes), the detection function 364 detects that the magnetic particles 215 are not deficient. At this time, step S109 is executed. That is, the determination function 365 continues the measurement performed by the measurement function 363.

一方、例えば、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sが閾値ST2以下であると検出機能364が判定した場合(ステップS108;No)、検出機能364は、磁性粒子215が不足していることを検出する。このとき、期間Tにおける光信号の時間的な変化量Sの大きさに関わらず、ステップS120が実行される。すなわち、判定機能365は、測定機能363が行っている測定を中止させる。このとき、出力制御機能366は、混合液202が反応容器201に正確に注入されていないことにより被検物質の測定を中止したことを表すメッセージをユーザに通知する。 On the other hand, for example, if the detection function 364 temporal change amount S 2 of the optical signal is equal to or less than the threshold value S T2 in the period T 2 is determined (Step S108; No), the detection function 364, insufficient magnetic particles 215 Detect what you are doing. In this case, regardless of the magnitude of temporal variation S 3 of the optical signal in the period T 3, step S120 is executed. That is, the determination function 365 stops the measurement performed by the measurement function 363. At this time, the output control function 366 notifies the user of a message indicating that the measurement of the test substance has been stopped because the mixed liquid 202 has not been accurately injected into the reaction vessel 201.

なお、上述した実施形態では、規格化された光強度を用い、各閾値ST1、ST2、ST3も規格化された相対値を用いているが、絶対値を用いてもよい。光強度の絶対値を用いる場合、例えば、時間t=tにおける光強度の値に応じて、各閾値ST1、ST2、ST3を設定する。 In the embodiment described above, using the normalized light intensity, but also the threshold value S T1, S T2, S T3 is used standardized relative value may be used absolute value. When the absolute value of the light intensity is used, for example, the threshold values ST1 , ST2 , and ST3 are set according to the value of the light intensity at time t = t 0.

また、上述した実施形態では、検出機能364は、磁場の印加中の光信号、及び、磁場の停止後の光信号に基づいて、磁性粒子215の不足を検出している。例えば、検出機能364は、磁場の印加中の期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測し、変化量Sが閾値ST1以下である場合、磁性粒子215の不足を検出する。また、検出機能364は、変化量Sが閾値ST1より大きい場合、磁場の停止後の期間Tについて、光信号の時間的な変化量Sを観測し、変化量Sが閾値ST2以下である場合、磁性粒子215の不足を検出する。しかし、本実施形態は、これに限定されるものではない。 Further, in the above-described embodiment, the detection function 364 detects the shortage of the magnetic particles 215 based on the optical signal during application of the magnetic field and the optical signal after the magnetic field is stopped. For example, the detection function 364 for the period T 1 of the during application of a magnetic field, the temporal change amount S 1 of the optical signal observed, when the change amount S 1 is equal to or less than the threshold value S T1, the lack of magnetic particles 215 To detect. Further, when the change amount S 1 is larger than the threshold value S T1 , the detection function 364 observes the temporal change amount S 2 of the optical signal for the period T 2 after the magnetic field is stopped, and the change amount S 2 is the threshold value S. When it is T2 or less, the shortage of the magnetic particles 215 is detected. However, the present embodiment is not limited to this.

例えば、本実施形態の変形例として、例えば、検出機能364は、磁場の停止後の期間Tのみについて、光信号の時間的な変化量Sを観測し、変化量Sが閾値ST2以下である場合、磁性粒子215の不足を検出してもよい。すなわち、検出機能364は、磁場の印加中の光信号と、磁場の停止後の光信号との少なくとも1つに基づいて、磁性粒子215の不足を検出する。 For example, as a modification of the present embodiment, for example, the detection function 364, for only the period T 2 of the after cessation of the magnetic field, the temporal change amount S 2 of the optical signal observed, the amount of change S 2 the threshold S T2 In the following cases, the shortage of the magnetic particles 215 may be detected. That is, the detection function 364 detects the shortage of the magnetic particles 215 based on at least one of the optical signal during application of the magnetic field and the optical signal after the magnetic field is stopped.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、測定精度を向上させることができる。 According to at least one embodiment described above, the measurement accuracy can be improved.

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

1 検体検査装置
23 光導波路
32 磁場発生器
311 光源
312 光検出器
364 検出機能
1 Specimen inspection device 23 Optical wave guide 32 Magnetic field generator 311 Light source 312 Photodetector 364 Detection function

Claims (8)

被検物質と特異的に結合する第1物質が固定化されたセンシングエリアを有する光導波路と、
前記被検物質と特異的に結合する第2物質が結合された磁性粒子を移動させる磁場を発生する磁場発生器と、
前記光導波路に光を入射させる光源と、
前記光導波路から出射または反射される光を検出する光検出器と、
前記光検出器が検出した光信号に基づいて、前記磁性粒子の不足を検出する検出部と、
を備える検体検査装置。
An optical waveguide having a sensing area in which the first substance that specifically binds to the test substance is immobilized,
A magnetic field generator that generates a magnetic field that moves magnetic particles to which a second substance specifically bound to the test substance is bound,
A light source that causes light to enter the optical waveguide,
A photodetector that detects light emitted or reflected from the optical waveguide,
Based on the optical signal detected by the photodetector, the detector that detects the shortage of the magnetic particles and the detector
Specimen testing device equipped with.
前記検出部は、前記磁場の印加中の前記光信号と、前記磁場の停止後の前記光信号との少なくとも1つに基づいて、前記磁性粒子の不足を検出する、
請求項1に記載の検体検査装置。
The detection unit detects the shortage of the magnetic particles based on at least one of the optical signal during application of the magnetic field and the optical signal after the magnetic field is stopped.
The sample inspection device according to claim 1.
前記検出部は、
前記光信号の時間的な変化量に基づいて、前記磁性粒子が不足しているか否かを検出し、
前記光信号の時間的な変化量が閾値以下である場合に、前記磁性粒子が不足していることを検出し、
前記光信号の時間的な変化量が前記閾値より大きい場合、前記磁性粒子が不足していないことを検出する、
請求項1または2に記載の検体検査装置。
The detection unit
Based on the amount of change in the optical signal over time, it is detected whether or not the magnetic particles are insufficient.
When the amount of change over time of the optical signal is equal to or less than the threshold value, it is detected that the magnetic particles are insufficient, and the magnetic particles are detected.
When the amount of change in the optical signal with time is larger than the threshold value, it is detected that the magnetic particles are not insufficient.
The sample testing apparatus according to claim 1 or 2.
前記検出部は、
前記磁性粒子を前記光導波路に近づける方向に移動させる前記磁場の印加の開始後の第1の期間について、前記光信号の時間的な変化量を観測し、
前記第1の期間における前記光信号の時間的な変化量が、前記第1の期間に設定された第1の閾値以下である場合に、前記磁性粒子が不足していることを検出する、
請求項3に記載の検体検査装置。
The detection unit
The amount of change in the optical signal over time was observed for the first period after the start of application of the magnetic field for moving the magnetic particles in the direction closer to the optical waveguide.
When the amount of change in the optical signal over time in the first period is equal to or less than the first threshold value set in the first period, it is detected that the magnetic particles are deficient.
The sample inspection device according to claim 3.
前記検出部は、
前記第1の期間における前記光信号の時間的な変化量が前記第1の閾値より大きい場合、前記磁場の停止時においてオーバーシュートが発生した後の第2の期間について、前記光信号の時間的な変化量を観測し、
前記第2の期間における前記光信号の時間的な変化量が、前記第2の期間に設定された第2の閾値以下である場合に、前記磁性粒子が不足していることを検出する、
請求項4に記載の検体検査装置。
The detection unit
When the amount of change in the optical signal over time in the first period is larger than the first threshold value, the time of the optical signal is about the second period after the overshoot occurs when the magnetic field is stopped. Observe the amount of change
When the amount of change in the optical signal over time in the second period is equal to or less than the second threshold value set in the second period, it is detected that the magnetic particles are deficient.
The sample inspection device according to claim 4.
前記検出部は、
前記第1の期間における前記光信号の時間的な変化量が前記第1の閾値より大きい場合、更に、前記オーバーシュートが発生する第3の期間について、前記光信号の時間的な変化量を観測し、
前記第3の期間における前記光信号の時間的な変化量が、前記第3の期間に設定された第3の閾値より大きく、前記第2の期間における前記光信号の時間的な変化量が前記第2の閾値より大きい場合、前記磁性粒子が不足していないことを検出する、
請求項5に記載の検体検査装置。
The detection unit
When the amount of change in the optical signal over time in the first period is larger than the first threshold value, the amount of change in the optical signal in time is observed for the third period in which the overshoot occurs. death,
The amount of time change of the optical signal in the third period is larger than the third threshold value set in the third period, and the amount of time change of the optical signal in the second period is said. If it is larger than the second threshold value, it is detected that the magnetic particles are not deficient.
The sample inspection device according to claim 5.
前記光検出器が検出した前記光信号から前記被検物質の量又は有無の測定を行う測定部と、
前記検出部により検出された結果に基づいて、前記測定を継続させるか否かを判定する判定部と、
を更に備える請求項1〜6のいずれか一項に記載の検体検査装置。
A measuring unit that measures the amount or presence / absence of the test substance from the optical signal detected by the photodetector, and
A determination unit that determines whether or not to continue the measurement based on the result detected by the detection unit, and a determination unit.
The sample inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising.
前記判定部は、
前記検出部により検出された結果が、前記磁性粒子が不足していることを表す場合、前記測定を中止させ、
前記検出部により検出された結果が、前記磁性粒子が不足していないことを表す場合、前記測定を継続させる、
請求項7に記載の検体検査装置。
The determination unit
If the result detected by the detection unit indicates that the magnetic particles are insufficient, the measurement is stopped and the measurement is stopped.
If the result detected by the detection unit indicates that the magnetic particles are not insufficient, the measurement is continued.
The sample inspection apparatus according to claim 7.
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