JP3522703B2 - 磁気測定装置及び磁気測定方法 - Google Patents
磁気測定装置及び磁気測定方法Info
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の存在を確
認するため又は被検体の存在量を把握するため、被検体
を移動させることにより生じる磁場変化を測定する磁気
測定装置及び磁気測定方法に関する。
認するため又は被検体の存在量を把握するため、被検体
を移動させることにより生じる磁場変化を測定する磁気
測定装置及び磁気測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０に示すように、従来の磁気測定装
置Ｓは、加振機１により振動が与えられる振動棒２に被
検体Ｔを取付け、被検体Ｔの周囲に励磁用電磁石Ｍ及び
この励磁用電磁石Ｍにより磁化された被検体Ｔが振動し
ているときの誘起電圧を検出する検出コイルＣと、検出
した誘起電圧を増幅する増幅器３と、振動棒２の振幅を
検出する振幅検出器４と、被検体Ｔが振動することによ
り生じる誘起電圧を抽出する位相検波器５とを備えて構
成される。従来の磁気測定装置Ｓによれば、被検体Ｔに
特定の動作を与えることができ、被検体Ｔの動作により
生じた誘起電圧を抽出する。このような振動型の磁気測
定装置Ｓとしては、特開平５−１７２９２２号公報記載
のものが知られている。
置Ｓは、加振機１により振動が与えられる振動棒２に被
検体Ｔを取付け、被検体Ｔの周囲に励磁用電磁石Ｍ及び
この励磁用電磁石Ｍにより磁化された被検体Ｔが振動し
ているときの誘起電圧を検出する検出コイルＣと、検出
した誘起電圧を増幅する増幅器３と、振動棒２の振幅を
検出する振幅検出器４と、被検体Ｔが振動することによ
り生じる誘起電圧を抽出する位相検波器５とを備えて構
成される。従来の磁気測定装置Ｓによれば、被検体Ｔに
特定の動作を与えることができ、被検体Ｔの動作により
生じた誘起電圧を抽出する。このような振動型の磁気測
定装置Ｓとしては、特開平５−１７２９２２号公報記載
のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の磁気
測定装置Ｓにあっては、励磁用電磁石Ｍの検出コイルＣ
が直径数ｍｍ以上であるため、被検体Ｔの大きさが直径
数百ｎｍ〜数十μｍであるとき、検出コイルＣの有効断
面積に対して被検体Ｔの断面積が小さすぎて被検体Ｔに
よる磁場変化を測定することが極めて困難になるという
問題がある。また、被検体Ｔに振動を与える振動棒２の
体積が被検体Ｔの体積に比べ圧倒的に大きく、振動棒２
の振動により生じるノイズが検出した誘起電圧に反映さ
れてしまうという問題がある。この問題は、特に被検体
Ｔが強磁性体以外の微弱な磁性体であるとき顕著にな
る。更に、検出コイルＣの抵抗から生じる熱のノイズが
検出値に加わる。熱のノイズは、一定でないため検出値
は複雑な値となり、そこから目的とする誘起電圧を抽出
することは極めて困難になる。また、従来の振動型の磁
気測定装置Ｓでは、被検体Ｔが液体中に分散している物
質の測定は困難であるという問題がある。液体中に分散
している物質は、与えられた振動とブラウン運動により
液体全体として磁性状態が平均化されてしまい被検体個
々の磁性を区別することが困難であることに因る。
測定装置Ｓにあっては、励磁用電磁石Ｍの検出コイルＣ
が直径数ｍｍ以上であるため、被検体Ｔの大きさが直径
数百ｎｍ〜数十μｍであるとき、検出コイルＣの有効断
面積に対して被検体Ｔの断面積が小さすぎて被検体Ｔに
よる磁場変化を測定することが極めて困難になるという
問題がある。また、被検体Ｔに振動を与える振動棒２の
体積が被検体Ｔの体積に比べ圧倒的に大きく、振動棒２
の振動により生じるノイズが検出した誘起電圧に反映さ
れてしまうという問題がある。この問題は、特に被検体
Ｔが強磁性体以外の微弱な磁性体であるとき顕著にな
る。更に、検出コイルＣの抵抗から生じる熱のノイズが
検出値に加わる。熱のノイズは、一定でないため検出値
は複雑な値となり、そこから目的とする誘起電圧を抽出
することは極めて困難になる。また、従来の振動型の磁
気測定装置Ｓでは、被検体Ｔが液体中に分散している物
質の測定は困難であるという問題がある。液体中に分散
している物質は、与えられた振動とブラウン運動により
液体全体として磁性状態が平均化されてしまい被検体個
々の磁性を区別することが困難であることに因る。
【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、被検体の移動により生じた磁場変化を高精
度に測定する磁気測定装置及び磁気測定方法を提供する
ことを目的とする。
れたもので、被検体の移動により生じた磁場変化を高精
度に測定する磁気測定装置及び磁気測定方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の技術的手段は、被検体を移動させるこ
とにより生じる磁場変化を測定する磁気測定装置におい
て、上記被検体を、該被検体と異なる屈折率の媒体中で
移動可能に保持した状態で該被検体にレーザを照射可能
に支持するステージと、レーザ光源からのレーザを走査
し、上記ステージに支持された被検体にレーザを集光さ
せ該レーザの光放射圧により該被検体を捕捉するととも
に該捕捉した被検体を移動させる捕捉移動手段と、該捕
捉移動手段により上記被検体が移動しているとき生じる
磁場変化をスクイドで検出するスクイド磁場検出手段と
を備えた構成とした。媒体中の被検体にレーザが照射さ
れると、媒体と被検体との屈折率の違いからレーザによ
る被検体の捕捉が可能になる。捕捉された被検体を、捕
捉移動手段でレーザを走査して移動させる。被検体が磁
化されていれば、被検体が移動することにより磁場が変
化し、その変化をスクイドが高精度に検出してスクイド
磁場検出手段が出力する。従って、種々の標識として作
用する磁化物質を被検体として利用すれば、被検体の有
無、存在割合を高精度に測定できる。また、必要に応
じ、上記スクイド磁場検出手段が検出した磁場変化に係
る磁気信号から上記被検体が移動することにより生じた
磁場変化を抽出する磁場変化抽出手段を備えた構成とし
た。磁場変化抽出手段にて、検出した磁場変化の磁気信
号から外部磁場の影響を取り除き被検体の移動により生
じた磁場変化が抽出される。更に、必要に応じ、上記捕
捉移動手段を、レーザ自身の照射位置を２次元移動させ
る２次元移動制御部を備えた構成とした。被検体を捕捉
する際、または捕捉した被検体を移動する際にレーザを
走査し易くする。更にまた、必要に応じ、上記ステージ
を、上記被検体を支持する支持本体と、該支持本体を３
次元移動させる３次元移動制御部とを備えた構成とし
た。レーザの集光位置に応じて、ステージを上下左右に
移動して被検体を捕捉し易い状態にする。
るための本発明の技術的手段は、被検体を移動させるこ
とにより生じる磁場変化を測定する磁気測定装置におい
て、上記被検体を、該被検体と異なる屈折率の媒体中で
移動可能に保持した状態で該被検体にレーザを照射可能
に支持するステージと、レーザ光源からのレーザを走査
し、上記ステージに支持された被検体にレーザを集光さ
せ該レーザの光放射圧により該被検体を捕捉するととも
に該捕捉した被検体を移動させる捕捉移動手段と、該捕
捉移動手段により上記被検体が移動しているとき生じる
磁場変化をスクイドで検出するスクイド磁場検出手段と
を備えた構成とした。媒体中の被検体にレーザが照射さ
れると、媒体と被検体との屈折率の違いからレーザによ
る被検体の捕捉が可能になる。捕捉された被検体を、捕
捉移動手段でレーザを走査して移動させる。被検体が磁
化されていれば、被検体が移動することにより磁場が変
化し、その変化をスクイドが高精度に検出してスクイド
磁場検出手段が出力する。従って、種々の標識として作
用する磁化物質を被検体として利用すれば、被検体の有
無、存在割合を高精度に測定できる。また、必要に応
じ、上記スクイド磁場検出手段が検出した磁場変化に係
る磁気信号から上記被検体が移動することにより生じた
磁場変化を抽出する磁場変化抽出手段を備えた構成とし
た。磁場変化抽出手段にて、検出した磁場変化の磁気信
号から外部磁場の影響を取り除き被検体の移動により生
じた磁場変化が抽出される。更に、必要に応じ、上記捕
捉移動手段を、レーザ自身の照射位置を２次元移動させ
る２次元移動制御部を備えた構成とした。被検体を捕捉
する際、または捕捉した被検体を移動する際にレーザを
走査し易くする。更にまた、必要に応じ、上記ステージ
を、上記被検体を支持する支持本体と、該支持本体を３
次元移動させる３次元移動制御部とを備えた構成とし
た。レーザの集光位置に応じて、ステージを上下左右に
移動して被検体を捕捉し易い状態にする。
【０００６】また、必要に応じ、上記捕捉移動手段を、
レーザをレーザ進行方向に沿って回転させる偏光部を備
えた構成とした。捕捉した被検体は、捕捉するレーザが
偏光すると回転するので磁場変化を誘発させ易い。更
に、必要に応じ、上記偏光部を、レーザをスルー可能に
設けた構成とした。被検体に応じて、レーザを偏光させ
る。特に被検体が異方性体の場合には、回転させること
により３次元配置が変化し磁場変化を誘発させ易い。更
にまた、必要に応じ、上記捕捉移動手段で捕捉された被
検体を映像化する映像化手段を備えた構成とした。被検
体の捕捉状態を観察し、被検体の大きさや移動距離の把
握が可能になる。更に、必要に応じ、上記スクイド磁場
検出手段を、差動型スクイドを備えた構成とした。差動
型スクイドは、磁場変化の測定値から地磁気の影響を払
拭させる。更にまた、必要に応じ、上記ステージを上記
被検体を該被検体と異なる屈折率の媒体中に移動可能に
保持する保持体を支持するよう構成し、該保持体を上記
被検体を含んだ液体をスライドガラスとカバーガラスと
の間に保持するプレパラートで構成した。被検体が指定
領域内に保持されるのでレーザの走査領域が制限され、
被検体の捕捉が容易になる。また、必要に応じ、上記被
検体に磁場を印加する磁場印加手段を設けた構成とし
た。被検体が磁化されていなくても、磁場印加手段で磁
化して磁場変化の測定を可能にする。更に、磁場中で磁
性体を移動させると、スクイドと磁場印加手段との間の
空間の磁気抵抗が変化することから磁気信号が検出さ
れ、被検体の透磁率が測定可能になる。更に、必要に応
じ、少なくとも上記被検体と上記スクイド磁場検出手段
とを外部磁場からシールドする磁気シールドを備えた構
成とした。磁気シールドは、外部磁場から被検体とスク
イド磁場検出手段とを遮蔽し、磁気測定における外部磁
場によるノイズを低減する。
レーザをレーザ進行方向に沿って回転させる偏光部を備
えた構成とした。捕捉した被検体は、捕捉するレーザが
偏光すると回転するので磁場変化を誘発させ易い。更
に、必要に応じ、上記偏光部を、レーザをスルー可能に
設けた構成とした。被検体に応じて、レーザを偏光させ
る。特に被検体が異方性体の場合には、回転させること
により３次元配置が変化し磁場変化を誘発させ易い。更
にまた、必要に応じ、上記捕捉移動手段で捕捉された被
検体を映像化する映像化手段を備えた構成とした。被検
体の捕捉状態を観察し、被検体の大きさや移動距離の把
握が可能になる。更に、必要に応じ、上記スクイド磁場
検出手段を、差動型スクイドを備えた構成とした。差動
型スクイドは、磁場変化の測定値から地磁気の影響を払
拭させる。更にまた、必要に応じ、上記ステージを上記
被検体を該被検体と異なる屈折率の媒体中に移動可能に
保持する保持体を支持するよう構成し、該保持体を上記
被検体を含んだ液体をスライドガラスとカバーガラスと
の間に保持するプレパラートで構成した。被検体が指定
領域内に保持されるのでレーザの走査領域が制限され、
被検体の捕捉が容易になる。また、必要に応じ、上記被
検体に磁場を印加する磁場印加手段を設けた構成とし
た。被検体が磁化されていなくても、磁場印加手段で磁
化して磁場変化の測定を可能にする。更に、磁場中で磁
性体を移動させると、スクイドと磁場印加手段との間の
空間の磁気抵抗が変化することから磁気信号が検出さ
れ、被検体の透磁率が測定可能になる。更に、必要に応
じ、少なくとも上記被検体と上記スクイド磁場検出手段
とを外部磁場からシールドする磁気シールドを備えた構
成とした。磁気シールドは、外部磁場から被検体とスク
イド磁場検出手段とを遮蔽し、磁気測定における外部磁
場によるノイズを低減する。
【０００７】本発明の他の技術的手段は、被検体を移動
させることにより生じる磁場変化を測定する磁気測定方
法において、上記被検体を、該被検体と屈折率の異なる
媒体中で移動可能に保持した状態で該被検体にレーザを
照射可能に支持し、上記レーザを走査し、支持された該
被検体に該レーザを集光させ該レーザの光放射圧により
該被検体を捕捉するとともに捕捉した該被検体を移動さ
せ、上記被検体が移動したときに生じる磁場変化をスク
イドで検出した構成とした。被検体と媒体との屈折率が
異なることから、レーザが照射されると被検体には光放
射圧が作用する。光放射圧により捕捉された被検体は、
レーザが移動すると捕捉された状態でともに移動する。
被検体が移動したときの磁場変化はスクイドにより高い
精度で測定される。また、必要に応じ、上記捕捉を、レ
ーザの焦点位置にて行なうようにした構成とした。媒体
よりも被検体の屈折率が高いとき、被検体には照射され
たレーザの焦点方向に捕捉力が働き捕捉が行なわれる。
更に、必要に応じ、上記被検体に、上記捕捉可能な屈折
材をコーティングした構成とした。被検体の屈折率が媒
体よりも低くても、媒体より屈折率が高い屈折材を被検
体にコーティングすれば、被検体には照射されたレーザ
の焦点方向に捕捉力が働き捕捉が行なわれる。
させることにより生じる磁場変化を測定する磁気測定方
法において、上記被検体を、該被検体と屈折率の異なる
媒体中で移動可能に保持した状態で該被検体にレーザを
照射可能に支持し、上記レーザを走査し、支持された該
被検体に該レーザを集光させ該レーザの光放射圧により
該被検体を捕捉するとともに捕捉した該被検体を移動さ
せ、上記被検体が移動したときに生じる磁場変化をスク
イドで検出した構成とした。被検体と媒体との屈折率が
異なることから、レーザが照射されると被検体には光放
射圧が作用する。光放射圧により捕捉された被検体は、
レーザが移動すると捕捉された状態でともに移動する。
被検体が移動したときの磁場変化はスクイドにより高い
精度で測定される。また、必要に応じ、上記捕捉を、レ
ーザの焦点位置にて行なうようにした構成とした。媒体
よりも被検体の屈折率が高いとき、被検体には照射され
たレーザの焦点方向に捕捉力が働き捕捉が行なわれる。
更に、必要に応じ、上記被検体に、上記捕捉可能な屈折
材をコーティングした構成とした。被検体の屈折率が媒
体よりも低くても、媒体より屈折率が高い屈折材を被検
体にコーティングすれば、被検体には照射されたレーザ
の焦点方向に捕捉力が働き捕捉が行なわれる。
【０００８】更にまた、必要に応じ、上記捕捉を、レー
ザの閉じた軌跡内にて行なうようにした構成とした。媒
体よりも被検体の屈折率が低いとき、被検体には照射さ
れたレーザの焦点から遠ざかる方向に反発力が働くの
で、被検体をレーザの軌跡で閉じ込めるようにレーザを
周回して捕捉が行なわれる。また、必要に応じ、上記被
検体に、上記捕捉可能な反射材をコーティングした構成
とした。意図的に、被検体をレーザの軌跡で閉じ込める
ようにした捕捉が可能になる。更に、必要に応じ、上記
媒体に、粘性の高い液体を用いて捕捉した上記被検体以
外の被検体の動作を抑制した構成とした。捕捉した被検
体以外の動作が抑制されるので、捕捉した被検体が移動
したときの磁場変化には、周囲の物質の移動による影響
が少なくなる。更にまた、必要に応じ、上記捕捉した被
検体を回転させた構成とした。被検体が回転すると磁場
変化を誘発させ易い。また、必要に応じ、スクイドで検
出した磁場変化に係る磁気信号から上記被検体が移動し
たことにより生じた磁場変化を抽出した構成とした。外
部磁場の影響を除去した値を取出した。更に、必要に応
じ、上記捕捉した被検体を映像化した構成とした。被検
体の捕捉状態を観察し、被検体の大きさや移動距離の把
握が可能になる。更にまた、必要に応じ、上記被検体を
抗原に結合する磁性抗体とした構成とした。抗原に結合
している磁性抗体の検出が可能になる。抽出した抗原に
結合している磁性抗体を検出することにより抗原抗体反
応の有無を確認でき、かつ抗原の量も測定できる。ま
た、必要に応じ、上記被検体をＤＮＡに結合する磁性遺
伝子とした構成とした。ＤＮＡに結合している磁性遺伝
子の検出が可能になる。例えば、採取した血液中の所定
の病原性遺伝子に磁性標識を与え、その遺伝子と結合す
るＤＮＡを含むＤＮＡ識別子に血液を接触させて、その
結合の有無を磁気測定で調べればその遺伝子の有無を容
易に確認できる。
ザの閉じた軌跡内にて行なうようにした構成とした。媒
体よりも被検体の屈折率が低いとき、被検体には照射さ
れたレーザの焦点から遠ざかる方向に反発力が働くの
で、被検体をレーザの軌跡で閉じ込めるようにレーザを
周回して捕捉が行なわれる。また、必要に応じ、上記被
検体に、上記捕捉可能な反射材をコーティングした構成
とした。意図的に、被検体をレーザの軌跡で閉じ込める
ようにした捕捉が可能になる。更に、必要に応じ、上記
媒体に、粘性の高い液体を用いて捕捉した上記被検体以
外の被検体の動作を抑制した構成とした。捕捉した被検
体以外の動作が抑制されるので、捕捉した被検体が移動
したときの磁場変化には、周囲の物質の移動による影響
が少なくなる。更にまた、必要に応じ、上記捕捉した被
検体を回転させた構成とした。被検体が回転すると磁場
変化を誘発させ易い。また、必要に応じ、スクイドで検
出した磁場変化に係る磁気信号から上記被検体が移動し
たことにより生じた磁場変化を抽出した構成とした。外
部磁場の影響を除去した値を取出した。更に、必要に応
じ、上記捕捉した被検体を映像化した構成とした。被検
体の捕捉状態を観察し、被検体の大きさや移動距離の把
握が可能になる。更にまた、必要に応じ、上記被検体を
抗原に結合する磁性抗体とした構成とした。抗原に結合
している磁性抗体の検出が可能になる。抽出した抗原に
結合している磁性抗体を検出することにより抗原抗体反
応の有無を確認でき、かつ抗原の量も測定できる。ま
た、必要に応じ、上記被検体をＤＮＡに結合する磁性遺
伝子とした構成とした。ＤＮＡに結合している磁性遺伝
子の検出が可能になる。例えば、採取した血液中の所定
の病原性遺伝子に磁性標識を与え、その遺伝子と結合す
るＤＮＡを含むＤＮＡ識別子に血液を接触させて、その
結合の有無を磁気測定で調べればその遺伝子の有無を容
易に確認できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態に係る磁気測定装置及び磁気測定方法を説
明する。尚、実施の形態に係る磁気測定方法は、実施の
形態に係る磁気測定装置によって実現されるので、本装
置の作用の説明において説明する。尚また、上記と同様
のものには同一の符号を付して説明する。図１に示すよ
うに、磁気測定装置Ｓは、被検体Ｔを、被検体Ｔと屈折
率の異なる媒体ｗ中で移動可能に保持した状態で被検体
Ｔにレーザを照射可能に支持するステージ１０と、レー
ザ光源からのレーザを走査し、ステージ１０に支持され
た被検体Ｔにレーザを集光させレーザの光放射圧により
被検体Ｔを捕捉するとともに捕捉した被検体Ｔを移動さ
せる捕捉移動手段２０と、捕捉移動手段２０により被検
体Ｔが移動しているとき生じる磁場変化をスクイドで検
出するスクイド磁場検出手段３０と、スクイド磁場検出
手段３０が検出した磁場変化に係る磁気信号から被検体
Ｔが移動することにより生じた磁場変化を抽出する磁場
変化抽出手段４０と、被検体Ｔに磁場を印加する磁場印
加手段５０とを備えて構成している。磁気測定の対象で
ある被検体Ｔは、磁化可能なものであればよく、直径数
百ｎｍ〜数十μｍの磁気微粒子でも測定可能である。媒
体ｗは、粘性が低くかつ屈折率が低い水を用いた。媒体
ｗとしては、捕捉している被検体Ｔ以外の被検体（被検
体以外の物質も含む）のブラウン運動等を低減させるた
めに、グリセリンを加えた（１０％〜５０％）水溶液を
使用してもよい。水溶液を適切な濃度に調整することに
よってＳ／Ｎ比が向上する。ステージ１０は、被検体Ｔ
を支持する支持本体１１と、支持本体１１を３次元移動
させる３次元移動制御部１２とを備え、被検体Ｔを被検
体Ｔと屈折率の異なる媒体ｗ中に移動可能に保持する保
持体ｈを支持している。保持体ｈは、被検体Ｔを含んだ
媒体ｗをスライドガラスｇｓとカバーガラスｇｃとの間
に保持するプレパラートとした。保持体ｈは、支持本体
１１に固定している。
の実施の形態に係る磁気測定装置及び磁気測定方法を説
明する。尚、実施の形態に係る磁気測定方法は、実施の
形態に係る磁気測定装置によって実現されるので、本装
置の作用の説明において説明する。尚また、上記と同様
のものには同一の符号を付して説明する。図１に示すよ
うに、磁気測定装置Ｓは、被検体Ｔを、被検体Ｔと屈折
率の異なる媒体ｗ中で移動可能に保持した状態で被検体
Ｔにレーザを照射可能に支持するステージ１０と、レー
ザ光源からのレーザを走査し、ステージ１０に支持され
た被検体Ｔにレーザを集光させレーザの光放射圧により
被検体Ｔを捕捉するとともに捕捉した被検体Ｔを移動さ
せる捕捉移動手段２０と、捕捉移動手段２０により被検
体Ｔが移動しているとき生じる磁場変化をスクイドで検
出するスクイド磁場検出手段３０と、スクイド磁場検出
手段３０が検出した磁場変化に係る磁気信号から被検体
Ｔが移動することにより生じた磁場変化を抽出する磁場
変化抽出手段４０と、被検体Ｔに磁場を印加する磁場印
加手段５０とを備えて構成している。磁気測定の対象で
ある被検体Ｔは、磁化可能なものであればよく、直径数
百ｎｍ〜数十μｍの磁気微粒子でも測定可能である。媒
体ｗは、粘性が低くかつ屈折率が低い水を用いた。媒体
ｗとしては、捕捉している被検体Ｔ以外の被検体（被検
体以外の物質も含む）のブラウン運動等を低減させるた
めに、グリセリンを加えた（１０％〜５０％）水溶液を
使用してもよい。水溶液を適切な濃度に調整することに
よってＳ／Ｎ比が向上する。ステージ１０は、被検体Ｔ
を支持する支持本体１１と、支持本体１１を３次元移動
させる３次元移動制御部１２とを備え、被検体Ｔを被検
体Ｔと屈折率の異なる媒体ｗ中に移動可能に保持する保
持体ｈを支持している。保持体ｈは、被検体Ｔを含んだ
媒体ｗをスライドガラスｇｓとカバーガラスｇｃとの間
に保持するプレパラートとした。保持体ｈは、支持本体
１１に固定している。
【００１０】捕捉移動手段２０は、被検体Ｔの捕捉を行
なう赤外光レーザの赤外光源２１と、赤外光レーザの照
射位置を２次元移動させる２次元移動制御部２２と、赤
外光レーザの光束の巾や焦点位置を調整する際に参照光
として利用できる可視光レーザの可視光源２３と、赤外
光レーザと可視光レーザの出力調整を行なうＮＤフィル
タ２４と、赤外光レーザと可視光レーザとの照射位置を
合わせるビームスプリッタ２５と、照射するレーザ（赤
外光レーザ，可視光レーザ）の光束の巾や焦点位置を調
整するレンズ２６及びアイリス２７と、被検体Ｔと相対
する対物レンズ２８とを備えている。赤外光源２１は、
発する赤外光レーザを被検体Ｔに照射した際に被検体Ｔ
が吸収するエネルギーが小さい波長であるものが好まし
い。具体的にはＣＷ−Ｎｄ：ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ
Ａｌｍｉｎｉｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ（波長λ：１
０６４ｎｍ）を用いた。ＬＤ励起ＹＡＧレーザは、発熱
が少なく取り扱いが容易である。２次元移動制御部２２
は、ガルバノミラー２２ａとガルバノミラー制御部２２
ｂとを備えている。ガルバノミラー２２ａは、Ｘ軸方向
の変位を行なうＸ軸走査用ミラーとＹ軸方向の変位を行
なうＹ軸走査用ミラーとを備えており赤外光レーザの照
射位置を２次元移動させることができる。ガルバノミラ
ー制御部２２ｂは、Ｘ軸走査用ミラーとＹ軸走査用ミラ
ーとを制御し、赤外光レーザの照射動作，走査範囲，照
射回数等をプログラム制御する。また、ガルバノミラー
制御部２２ｂの制御情報は参照信号として磁場変化抽出
手段４０に出力される。また、捕捉移動手段２０は、被
検体Ｔを映像化する映像化手段６０とレーザ光を対物レ
ンズ２８へ伝達するミラーｍ，Ｄを備える。映像化手段
６０は、ＣＣＤカメラであり対物レンズ２８を介して被
検体Ｔを映像化する。ミラーＤはダイクロイックミラー
であり所定の波長を反射または透過する機能を有する。
ここでは、レーザ光源側からのレーザを反射し、被検体
Ｔ側からの反射光を透過している。対物レンズ２８とし
て開口数（ＮＡ）が１．０〜１．４程度の油または水浸
型レンズを用いると捕捉を安定に行なうことができる。
なう赤外光レーザの赤外光源２１と、赤外光レーザの照
射位置を２次元移動させる２次元移動制御部２２と、赤
外光レーザの光束の巾や焦点位置を調整する際に参照光
として利用できる可視光レーザの可視光源２３と、赤外
光レーザと可視光レーザの出力調整を行なうＮＤフィル
タ２４と、赤外光レーザと可視光レーザとの照射位置を
合わせるビームスプリッタ２５と、照射するレーザ（赤
外光レーザ，可視光レーザ）の光束の巾や焦点位置を調
整するレンズ２６及びアイリス２７と、被検体Ｔと相対
する対物レンズ２８とを備えている。赤外光源２１は、
発する赤外光レーザを被検体Ｔに照射した際に被検体Ｔ
が吸収するエネルギーが小さい波長であるものが好まし
い。具体的にはＣＷ−Ｎｄ：ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ
Ａｌｍｉｎｉｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ（波長λ：１
０６４ｎｍ）を用いた。ＬＤ励起ＹＡＧレーザは、発熱
が少なく取り扱いが容易である。２次元移動制御部２２
は、ガルバノミラー２２ａとガルバノミラー制御部２２
ｂとを備えている。ガルバノミラー２２ａは、Ｘ軸方向
の変位を行なうＸ軸走査用ミラーとＹ軸方向の変位を行
なうＹ軸走査用ミラーとを備えており赤外光レーザの照
射位置を２次元移動させることができる。ガルバノミラ
ー制御部２２ｂは、Ｘ軸走査用ミラーとＹ軸走査用ミラ
ーとを制御し、赤外光レーザの照射動作，走査範囲，照
射回数等をプログラム制御する。また、ガルバノミラー
制御部２２ｂの制御情報は参照信号として磁場変化抽出
手段４０に出力される。また、捕捉移動手段２０は、被
検体Ｔを映像化する映像化手段６０とレーザ光を対物レ
ンズ２８へ伝達するミラーｍ，Ｄを備える。映像化手段
６０は、ＣＣＤカメラであり対物レンズ２８を介して被
検体Ｔを映像化する。ミラーＤはダイクロイックミラー
であり所定の波長を反射または透過する機能を有する。
ここでは、レーザ光源側からのレーザを反射し、被検体
Ｔ側からの反射光を透過している。対物レンズ２８とし
て開口数（ＮＡ）が１．０〜１．４程度の油または水浸
型レンズを用いると捕捉を安定に行なうことができる。
【００１１】スクイド磁場検出手段３０は、一定の電流
でバイアスされているスクイドリングと磁束を感知しス
クイドリングに伝達するピックアップコイルとスクイド
リングに一定の電流が流れるように磁束をフィードバッ
クするフィードバックコイルと、これらを低温に保持す
るデュアとを備えたスクイド部３１と、磁束のフィード
バック量を制御して磁気信号として出力する磁束ロック
部３２とを備えている。スクイドを用いた磁場変化の測
定精度は現存する磁気センサーの中で最も感度が高く、
１０ｆＴ程度の微弱な磁場を検出することが可能であ
る。ピックアップコイルが差動型（差動型スクイド）に
なっているグラジオメータを使用すると同一距離とみな
される地磁気等のノイズをキャンセルできるので、高価
な磁気シールドルームが無くても被検体Ｔによる磁場変
化を抽出し易い。また、最近の高温超伝導材料でつくら
れたスクイドを使用すると、液体窒素による冷却が可能
となり、冷却コストが安く手軽である。また、被検体Ｔ
とスクイド磁場検出手段３０とを外部磁場からシールド
する磁気シールドＸが設けられている。磁場変化抽出手
段４０は、参照信号により捕捉した被検体Ｔのプレパラ
ートにおける座標とその座標における磁気信号とを対応
させることにより被検体Ｔが生じさせた磁場変化を抽出
し出力する。磁場印加手段５０は、円筒形の電磁石とコ
イルとで形成され、磁性体である被検体Ｔが磁化されて
いない場合に磁場を形成して被検体Ｔを磁化する。被検
体Ｔは捕捉中磁化されていればよく、被検体Ｔの材質に
応じて捕捉前に磁場を印加する場合（硬磁性物質）と捕
捉中磁場を印加する場合（軟磁性物質）とがある。
でバイアスされているスクイドリングと磁束を感知しス
クイドリングに伝達するピックアップコイルとスクイド
リングに一定の電流が流れるように磁束をフィードバッ
クするフィードバックコイルと、これらを低温に保持す
るデュアとを備えたスクイド部３１と、磁束のフィード
バック量を制御して磁気信号として出力する磁束ロック
部３２とを備えている。スクイドを用いた磁場変化の測
定精度は現存する磁気センサーの中で最も感度が高く、
１０ｆＴ程度の微弱な磁場を検出することが可能であ
る。ピックアップコイルが差動型（差動型スクイド）に
なっているグラジオメータを使用すると同一距離とみな
される地磁気等のノイズをキャンセルできるので、高価
な磁気シールドルームが無くても被検体Ｔによる磁場変
化を抽出し易い。また、最近の高温超伝導材料でつくら
れたスクイドを使用すると、液体窒素による冷却が可能
となり、冷却コストが安く手軽である。また、被検体Ｔ
とスクイド磁場検出手段３０とを外部磁場からシールド
する磁気シールドＸが設けられている。磁場変化抽出手
段４０は、参照信号により捕捉した被検体Ｔのプレパラ
ートにおける座標とその座標における磁気信号とを対応
させることにより被検体Ｔが生じさせた磁場変化を抽出
し出力する。磁場印加手段５０は、円筒形の電磁石とコ
イルとで形成され、磁性体である被検体Ｔが磁化されて
いない場合に磁場を形成して被検体Ｔを磁化する。被検
体Ｔは捕捉中磁化されていればよく、被検体Ｔの材質に
応じて捕捉前に磁場を印加する場合（硬磁性物質）と捕
捉中磁場を印加する場合（軟磁性物質）とがある。
【００１２】従って、この実施の形態に係る磁気測定装
置Ｓによれば、図２に示す工程で被検体Ｔの磁気測定が
行なわれる。 （予備測定）被検体Ｔの測定と同一環境において、基準
物質（予め磁気物性が把握されている物質）を用いたプ
レパレートを作成し、被検体Ｔを用いる際と同じ操作
（同じ捕捉方法及び移動径路）をして磁場変化を測定し
た（図２（０）参照）。基準物質による磁場変化の測定
値は実測定において外部磁場の影響を考慮する際に利用
する。 （ビーム調整）可視光レーザを照射し、実際照射する赤
外光レーザの出力，光束，焦点位置を定めるための照射
調整を行なった（図２（ａ）参照）。赤外光レーザの出
力は赤外光レーザが通過する物体（ＮＤフィルタ２４，
ビームスプリッタ２５，レンズ２６，アイリス２７，対
物レンズ２８）によって減衰されるので所望の減衰比が
生じるように構成され、光束はレンズを介してアイリス
２７に供給されて所定の巾にされ、焦点位置は入射光と
対物レンズ２８の焦点により決められる。赤外光レーザ
はその軌跡を容易に観察することができないので、上記
の如く予め軌跡を目認できる可視光レーザを用いて照射
調整を行なった。可視光レーザは赤外光レーザのビーム
成形の調整にのみ利用した。なお、ＣＣＤカメラは赤外
光レーザを受光する機能を有する。 （プレパレーション）被検体Ｔを液体に入れたプレパラ
ートを作成して台座に設置した（図２（ｂ）参照）。溶
媒をカバーガラスｇｃとスライドガラスｇｓで挟んで被
検体Ｔの移動域が特定されるので、操作が容易になる。
置Ｓによれば、図２に示す工程で被検体Ｔの磁気測定が
行なわれる。 （予備測定）被検体Ｔの測定と同一環境において、基準
物質（予め磁気物性が把握されている物質）を用いたプ
レパレートを作成し、被検体Ｔを用いる際と同じ操作
（同じ捕捉方法及び移動径路）をして磁場変化を測定し
た（図２（０）参照）。基準物質による磁場変化の測定
値は実測定において外部磁場の影響を考慮する際に利用
する。 （ビーム調整）可視光レーザを照射し、実際照射する赤
外光レーザの出力，光束，焦点位置を定めるための照射
調整を行なった（図２（ａ）参照）。赤外光レーザの出
力は赤外光レーザが通過する物体（ＮＤフィルタ２４，
ビームスプリッタ２５，レンズ２６，アイリス２７，対
物レンズ２８）によって減衰されるので所望の減衰比が
生じるように構成され、光束はレンズを介してアイリス
２７に供給されて所定の巾にされ、焦点位置は入射光と
対物レンズ２８の焦点により決められる。赤外光レーザ
はその軌跡を容易に観察することができないので、上記
の如く予め軌跡を目認できる可視光レーザを用いて照射
調整を行なった。可視光レーザは赤外光レーザのビーム
成形の調整にのみ利用した。なお、ＣＣＤカメラは赤外
光レーザを受光する機能を有する。 （プレパレーション）被検体Ｔを液体に入れたプレパラ
ートを作成して台座に設置した（図２（ｂ）参照）。溶
媒をカバーガラスｇｃとスライドガラスｇｓで挟んで被
検体Ｔの移動域が特定されるので、操作が容易になる。
【００１３】（捕捉走査）赤外光レーザを照射し、ガル
バノミラー２２ａでプレパラート上を走査し被検体Ｔの
捕捉を行なった（図２（ｃ）参照）。捕捉方法は以下の
２種類がある。被検体Ｔの屈折率（ｎ０）が媒体ｗの屈
折率（ｎ１）より大きい場合には、走査する赤外光レー
ザのスポットに被検体Ｔが集まり、赤外光レーザの焦点
ｆ（エネルギーの集中箇所）に捕捉が行なわれる（捕捉
Ａ）。捕捉Ａは、図３に示すように、いわゆる光ピンセ
ットといわれる作用であり、赤外光レーザの軌跡は、媒
体ｗより屈折率の大きい物質に入る際、物質の中心方向
に曲げられる。このとき、光子の運動量保存によりレー
ザ光の入点の接線の垂直の方向に力Ｆａ，Ｆｂが作用す
る。同様に、赤外光レーザが物質から媒体ｗに出る際に
も出点の接線の垂直の方向に力Ｆｃ，Ｆｄが作用する。
これらの力の合力Ｆは、赤外光レーザの焦点ｆに向かう
ように作用する。物質は、この合力Ｆの作用により、焦
点ｆ方向に捕捉されることになる。被検体Ｔの屈折率
（ｎ０）が媒体ｗの屈折率（ｎ１）より小さい場合に
は、走査する赤外光レーザのスポットから被検体Ｔが弾
かれるので、捕捉目的とする被検体ＴをＣＣＤカメラで
確認して、被検体Ｔを赤外光レーザで周回しながら軌跡
域を狭めて赤外光レーザの軌跡に閉じ込めることにより
捕捉が行なわれる（捕捉Ｂ）。捕捉Ｂは、図４に示すよ
うに、光ピンセットの反発作用を利用したものであり、
合力Ｆは赤外光レーザの焦点から遠ざかる方向に作用す
るため、その反発力を利用して軌跡内に閉じ込めて捕捉
する。被検体Ｔの屈折率（ｎ０）が不明の場合には、先
ず捕捉Ａの方法により捕捉走査を行なう。赤外光レーザ
の走査によって被検体Ｔの捕捉ができない場合には、捕
捉Ｂの方法により被検体Ｔの捕捉を行なう。
バノミラー２２ａでプレパラート上を走査し被検体Ｔの
捕捉を行なった（図２（ｃ）参照）。捕捉方法は以下の
２種類がある。被検体Ｔの屈折率（ｎ０）が媒体ｗの屈
折率（ｎ１）より大きい場合には、走査する赤外光レー
ザのスポットに被検体Ｔが集まり、赤外光レーザの焦点
ｆ（エネルギーの集中箇所）に捕捉が行なわれる（捕捉
Ａ）。捕捉Ａは、図３に示すように、いわゆる光ピンセ
ットといわれる作用であり、赤外光レーザの軌跡は、媒
体ｗより屈折率の大きい物質に入る際、物質の中心方向
に曲げられる。このとき、光子の運動量保存によりレー
ザ光の入点の接線の垂直の方向に力Ｆａ，Ｆｂが作用す
る。同様に、赤外光レーザが物質から媒体ｗに出る際に
も出点の接線の垂直の方向に力Ｆｃ，Ｆｄが作用する。
これらの力の合力Ｆは、赤外光レーザの焦点ｆに向かう
ように作用する。物質は、この合力Ｆの作用により、焦
点ｆ方向に捕捉されることになる。被検体Ｔの屈折率
（ｎ０）が媒体ｗの屈折率（ｎ１）より小さい場合に
は、走査する赤外光レーザのスポットから被検体Ｔが弾
かれるので、捕捉目的とする被検体ＴをＣＣＤカメラで
確認して、被検体Ｔを赤外光レーザで周回しながら軌跡
域を狭めて赤外光レーザの軌跡に閉じ込めることにより
捕捉が行なわれる（捕捉Ｂ）。捕捉Ｂは、図４に示すよ
うに、光ピンセットの反発作用を利用したものであり、
合力Ｆは赤外光レーザの焦点から遠ざかる方向に作用す
るため、その反発力を利用して軌跡内に閉じ込めて捕捉
する。被検体Ｔの屈折率（ｎ０）が不明の場合には、先
ず捕捉Ａの方法により捕捉走査を行なう。赤外光レーザ
の走査によって被検体Ｔの捕捉ができない場合には、捕
捉Ｂの方法により被検体Ｔの捕捉を行なう。
【００１４】（磁気測定）捕捉（捕捉Ａ，捕捉Ｂ）した
被検体Ｔを移動させることにより生じる磁場変化を測定
した（図２（ｄ）参照）。図５に示すように、赤外光レ
ーザの照射位置を所定の速度で動かせば、被検体Ｔは捕
捉された状態で移動する。磁化されている被検体Ｔが移
動するとピックアップコイルに磁束が鎖交する。磁束が
鎖交するピックアップコイルには鎖交密度に応じて電流
が流れる。ピックアップコイルに流れる電流が発生する
磁束はスクイドにカップリングし、スクイドリングでは
流れる電流が変化する。磁束ロック部３２はスクイドリ
ングに流れる電流を一定にするため磁束制御を行なって
おり、その磁束フィードバック量が磁気信号に変換され
る。 （データの抽出）磁気信号と参照信号とが磁場変化抽出
手段４０に供給され、位相検波法により外部磁場の影響
を除去して被検体Ｔの移動位置と磁気信号とのタイミン
グを合わせて、被検体Ｔの移動によって生じた磁場変化
を抽出した。
被検体Ｔを移動させることにより生じる磁場変化を測定
した（図２（ｄ）参照）。図５に示すように、赤外光レ
ーザの照射位置を所定の速度で動かせば、被検体Ｔは捕
捉された状態で移動する。磁化されている被検体Ｔが移
動するとピックアップコイルに磁束が鎖交する。磁束が
鎖交するピックアップコイルには鎖交密度に応じて電流
が流れる。ピックアップコイルに流れる電流が発生する
磁束はスクイドにカップリングし、スクイドリングでは
流れる電流が変化する。磁束ロック部３２はスクイドリ
ングに流れる電流を一定にするため磁束制御を行なって
おり、その磁束フィードバック量が磁気信号に変換され
る。 （データの抽出）磁気信号と参照信号とが磁場変化抽出
手段４０に供給され、位相検波法により外部磁場の影響
を除去して被検体Ｔの移動位置と磁気信号とのタイミン
グを合わせて、被検体Ｔの移動によって生じた磁場変化
を抽出した。
【００１５】尚、上記実施の形態に係る磁気測定方法に
おいて、予め被検体Ｔの屈折率（ｎ０）が既知の場合に
は、所定の捕捉方法のみを行なえばよい。また、意図的
に被検体Ｔを屈折率のわかっている屈折材でコーティン
グすれば、所定の捕捉方法で被検体を捕捉することがで
きる。具体的には、媒体ｗより屈折率が大きいか小さ
く、吸収による発熱が少ない屈折材が用いられる。ま
た、被検体Ｔを媒体ｗの無い状態、即ち真空に位置させ
るようにプレパレーションしても同様に捕捉走査及び磁
気測定を行なうことができる。
おいて、予め被検体Ｔの屈折率（ｎ０）が既知の場合に
は、所定の捕捉方法のみを行なえばよい。また、意図的
に被検体Ｔを屈折率のわかっている屈折材でコーティン
グすれば、所定の捕捉方法で被検体を捕捉することがで
きる。具体的には、媒体ｗより屈折率が大きいか小さ
く、吸収による発熱が少ない屈折材が用いられる。ま
た、被検体Ｔを媒体ｗの無い状態、即ち真空に位置させ
るようにプレパレーションしても同様に捕捉走査及び磁
気測定を行なうことができる。
【００１６】次に、本発明の他の実施の形態に係る磁気
測定装置及び磁気測定方法を説明する。尚、他の実施の
形態に係る磁気測定方法は、他の実施の形態に係る磁気
測定装置によって実現されるので、本装置の作用の説明
において説明する。尚また、上記と同様のものには同一
の符号を付して説明する。図６に示すように、磁気測定
装置Ｓは、偏光部７０を赤外光レーザ走路のガルバノミ
ラー２２ａの前に設けたこと以外は前述した実施の形態
の磁気測定装置Ｓと同様に構成した。偏光部７０は、レ
ーザの直線偏光をλ／４偏光させて円偏光に変換するフ
ィルタを用いた。偏光部７０は、必要に応じレーザをス
ルーさせることができ赤外光レーザの偏光性を直線偏光
または円偏光に変えることができる。偏光部７０にてレ
ーザ光を回転させれば、図７に示すように、捕捉Ａで捕
捉した被検体Ｔを回転させることができる。このこと
は、被検体Ｔが異方性形状を呈する場合に有効になる。
異方性形状の被検体Ｔは、捕捉状態により回転させれ
ば、位置変化に伴って磁場に与える影響を変化させる。
一方、等方性形状の場合は回転力が発生しない。
測定装置及び磁気測定方法を説明する。尚、他の実施の
形態に係る磁気測定方法は、他の実施の形態に係る磁気
測定装置によって実現されるので、本装置の作用の説明
において説明する。尚また、上記と同様のものには同一
の符号を付して説明する。図６に示すように、磁気測定
装置Ｓは、偏光部７０を赤外光レーザ走路のガルバノミ
ラー２２ａの前に設けたこと以外は前述した実施の形態
の磁気測定装置Ｓと同様に構成した。偏光部７０は、レ
ーザの直線偏光をλ／４偏光させて円偏光に変換するフ
ィルタを用いた。偏光部７０は、必要に応じレーザをス
ルーさせることができ赤外光レーザの偏光性を直線偏光
または円偏光に変えることができる。偏光部７０にてレ
ーザ光を回転させれば、図７に示すように、捕捉Ａで捕
捉した被検体Ｔを回転させることができる。このこと
は、被検体Ｔが異方性形状を呈する場合に有効になる。
異方性形状の被検体Ｔは、捕捉状態により回転させれ
ば、位置変化に伴って磁場に与える影響を変化させる。
一方、等方性形状の場合は回転力が発生しない。
【００１７】従って、この他の実施の形態に係る磁気測
定装置によれば、以下のようにして被検体Ｔの磁気測定
が行なわれる。（予備測定）〜（プレパレーション）ま
での操作は、実施の形態に係る磁気測定装置と同様に行
なった。（捕捉走査）は、被検体Ｔを回転させるため捕
捉Ａの方法にて行なう。そのため、被検体Ｔの屈折率
（ｎ０）に関係することなく被検体Ｔを捕捉できるよう
に被検体Ｔを高屈折率の物質（非磁性体）でコーティン
グした。捕捉走査は、前述した捕捉Ａの方法と同様であ
る。但し、異方性形状の被検体Ｔを回転させることで位
置が変わるように捕捉することが必要である。 （磁気測定）捕捉した被検体Ｔに照射している赤外光レ
ーザを偏光部７０に通して赤外光レーザを回転させた。
捕捉されている被検体Ｔは、赤外光レーザが回転偏光す
ることによりそれと同一の回転方向へ回転運動を行な
う。この回転運動により生じた磁場変化を前述した磁気
測定と同様に抽出した。このとき、位相検波の参照信号
は、ＣＣＤカメラで被検体Ｔの回転速度を求めて位相検
波器から発生させてもよい。
定装置によれば、以下のようにして被検体Ｔの磁気測定
が行なわれる。（予備測定）〜（プレパレーション）ま
での操作は、実施の形態に係る磁気測定装置と同様に行
なった。（捕捉走査）は、被検体Ｔを回転させるため捕
捉Ａの方法にて行なう。そのため、被検体Ｔの屈折率
（ｎ０）に関係することなく被検体Ｔを捕捉できるよう
に被検体Ｔを高屈折率の物質（非磁性体）でコーティン
グした。捕捉走査は、前述した捕捉Ａの方法と同様であ
る。但し、異方性形状の被検体Ｔを回転させることで位
置が変わるように捕捉することが必要である。 （磁気測定）捕捉した被検体Ｔに照射している赤外光レ
ーザを偏光部７０に通して赤外光レーザを回転させた。
捕捉されている被検体Ｔは、赤外光レーザが回転偏光す
ることによりそれと同一の回転方向へ回転運動を行な
う。この回転運動により生じた磁場変化を前述した磁気
測定と同様に抽出した。このとき、位相検波の参照信号
は、ＣＣＤカメラで被検体Ｔの回転速度を求めて位相検
波器から発生させてもよい。
【００１８】尚、上記他の実施の形態に係る磁気測定方
法において、被検体Ｔの捕捉は赤外光レーザを回転させ
ないで行なったが、赤外光レーザを回転させて捕捉して
もよい。
法において、被検体Ｔの捕捉は赤外光レーザを回転させ
ないで行なったが、赤外光レーザを回転させて捕捉して
もよい。
【００１９】図８には、本発明の磁気測定方法による応
用例が示される。この場合は、被検体Ｔを抗原ｘに結合
する磁性抗体としている。磁性抗体は、磁性微粒子に所
定の抗体ｙを修飾させたものである。所定の抗原抗体反
応を施した後、抗原ｘを有する細胞Ｃを抽出して磁気測
定を行なった（図８（ａ）参照）。抗原ｘを有する細胞
Ｃを赤外光レーザで捕捉して細胞Ｃに結合している磁性
抗体の磁気測定をすれば、抗原抗体反応の有無や細胞当
たりの抗原抗体反応の割合を調べることができる（図８
（ｂ）参照）。
用例が示される。この場合は、被検体Ｔを抗原ｘに結合
する磁性抗体としている。磁性抗体は、磁性微粒子に所
定の抗体ｙを修飾させたものである。所定の抗原抗体反
応を施した後、抗原ｘを有する細胞Ｃを抽出して磁気測
定を行なった（図８（ａ）参照）。抗原ｘを有する細胞
Ｃを赤外光レーザで捕捉して細胞Ｃに結合している磁性
抗体の磁気測定をすれば、抗原抗体反応の有無や細胞当
たりの抗原抗体反応の割合を調べることができる（図８
（ｂ）参照）。
【００２０】図９には、本発明の磁気測定方法による他
の応用例が示される。この場合は、被検体ＴをＤＮＡに
結合する磁性遺伝子としている。磁性遺伝子は、所定の
遺伝子ｇに磁性微粒子を修飾させたものである（図９
（ａ）参照）。例えば、採取した血液中の所定の遺伝子
ｇに磁性微粒子を修飾する処理を施し、この血液と所定
の遺伝子ｇを認識するＤＮＡ識別子Ｚとを接触させれば
よい。ＤＮＡ識別子Ｚは、例えばガラスビーズまたはポ
リスチレンを用いた微粒子（パウダ状）であり、所定の
遺伝子ｇが結合する領域を備えている。従って、血液と
ＤＮＡ識別子Ｚとを接触させれば、ＤＮＡ識別子Ｚの所
定域に磁性遺伝子が結合する（図９（ｂ）参照）。この
ＤＮＡ識別子Ｚの磁気測定を行なうことで、磁性遺伝子
の有無を判別することができる。
の応用例が示される。この場合は、被検体ＴをＤＮＡに
結合する磁性遺伝子としている。磁性遺伝子は、所定の
遺伝子ｇに磁性微粒子を修飾させたものである（図９
（ａ）参照）。例えば、採取した血液中の所定の遺伝子
ｇに磁性微粒子を修飾する処理を施し、この血液と所定
の遺伝子ｇを認識するＤＮＡ識別子Ｚとを接触させれば
よい。ＤＮＡ識別子Ｚは、例えばガラスビーズまたはポ
リスチレンを用いた微粒子（パウダ状）であり、所定の
遺伝子ｇが結合する領域を備えている。従って、血液と
ＤＮＡ識別子Ｚとを接触させれば、ＤＮＡ識別子Ｚの所
定域に磁性遺伝子が結合する（図９（ｂ）参照）。この
ＤＮＡ識別子Ｚの磁気測定を行なうことで、磁性遺伝子
の有無を判別することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気測定
装置によれば、被検体を、被検体と異なる屈折率の媒体
中で移動可能に保持した状態で被検体にレーザを照射可
能に支持するステージと、レーザ光源からのレーザを走
査し、ステージに支持された被検体にレーザを集光させ
レーザの光放射圧により被検体を捕捉するとともに捕捉
した被検体を移動させる捕捉移動手段と、捕捉移動手段
により被検体が移動しているとき生じる磁場変化をスク
イドで検出するスクイド磁場検出手段とを備えたので、
光ピンセットによるノイズが抑制された捕捉移動作用と
スクイドによる高い検出精度で特定した被検体が移動し
たとき生じる磁場変化を高い精度で測定することができ
る。また、スクイド磁場検出手段が検出した磁場変化に
係る磁気信号から被検体が移動することにより生じた磁
場変化を抽出する磁場変化抽出手段を備えた場合には、
被検体の移動により生じた磁場変化を抽出することがで
きる。更に、捕捉移動手段を、レーザ自身の照射位置を
２次元移動させる２次元移動制御部を備えて構成した場
合には、捕捉走査及び捕捉した被検体の移動を容易に行
なうことができる。更にまた、ステージを、被検体を支
持する支持本体と、支持本体を３次元移動させる３次元
移動制御部とを備えて構成した場合には、レーザ自身の
照射位置を移動させることなく支持本体を３次元移動さ
せてレーザの照射位置を調整することができる。
装置によれば、被検体を、被検体と異なる屈折率の媒体
中で移動可能に保持した状態で被検体にレーザを照射可
能に支持するステージと、レーザ光源からのレーザを走
査し、ステージに支持された被検体にレーザを集光させ
レーザの光放射圧により被検体を捕捉するとともに捕捉
した被検体を移動させる捕捉移動手段と、捕捉移動手段
により被検体が移動しているとき生じる磁場変化をスク
イドで検出するスクイド磁場検出手段とを備えたので、
光ピンセットによるノイズが抑制された捕捉移動作用と
スクイドによる高い検出精度で特定した被検体が移動し
たとき生じる磁場変化を高い精度で測定することができ
る。また、スクイド磁場検出手段が検出した磁場変化に
係る磁気信号から被検体が移動することにより生じた磁
場変化を抽出する磁場変化抽出手段を備えた場合には、
被検体の移動により生じた磁場変化を抽出することがで
きる。更に、捕捉移動手段を、レーザ自身の照射位置を
２次元移動させる２次元移動制御部を備えて構成した場
合には、捕捉走査及び捕捉した被検体の移動を容易に行
なうことができる。更にまた、ステージを、被検体を支
持する支持本体と、支持本体を３次元移動させる３次元
移動制御部とを備えて構成した場合には、レーザ自身の
照射位置を移動させることなく支持本体を３次元移動さ
せてレーザの照射位置を調整することができる。
【００２２】また、捕捉移動手段を、レーザをレーザ進
行方向に沿って回転させる偏光部を備えて構成した場合
には、捕捉した被検体を回転させることによって生じる
磁場変化を測定することができる。更に、偏光部を、レ
ーザをスルー可能に設けた場合には、レーザの偏光状態
を選択可能にして磁場変化を測定することができる。更
にまた、捕捉移動手段で捕捉された被検体を映像化する
映像化手段を備えた場合には、捕捉対象の確認や捕捉状
態を観察可能にして磁気測定の効率を高めることができ
る。更に、スクイド磁場検出手段を、差動型スクイドを
備えて構成した場合には、地磁気等の定常的な外部磁場
の影響を払拭することができ磁気測定精度を高めること
ができる。更にまた、ステージを被検体を被検体と異な
る屈折率の媒体中に移動可能に保持する保持体を支持す
るよう構成し、保持体を被検体を含んだ液体をスライド
ガラスとカバーガラスとの間に保持するプレパラートで
構成した場合には、被検体の捕捉範囲が限定され捕捉が
容易になり、磁気測定の効率を高めることができる。ま
た、被検体に磁場を印加する磁場印加手段を設けた場合
には、磁化されていない被検体でも測定時に磁化して磁
気測定を可能にすることができる。更に、少なくとも被
検体とスクイド磁場検出手段とを外部磁場からシールド
する磁気シールドを備えた場合には、測定対象とする被
検体の磁気測定を高精度で行なうことができる。
行方向に沿って回転させる偏光部を備えて構成した場合
には、捕捉した被検体を回転させることによって生じる
磁場変化を測定することができる。更に、偏光部を、レ
ーザをスルー可能に設けた場合には、レーザの偏光状態
を選択可能にして磁場変化を測定することができる。更
にまた、捕捉移動手段で捕捉された被検体を映像化する
映像化手段を備えた場合には、捕捉対象の確認や捕捉状
態を観察可能にして磁気測定の効率を高めることができ
る。更に、スクイド磁場検出手段を、差動型スクイドを
備えて構成した場合には、地磁気等の定常的な外部磁場
の影響を払拭することができ磁気測定精度を高めること
ができる。更にまた、ステージを被検体を被検体と異な
る屈折率の媒体中に移動可能に保持する保持体を支持す
るよう構成し、保持体を被検体を含んだ液体をスライド
ガラスとカバーガラスとの間に保持するプレパラートで
構成した場合には、被検体の捕捉範囲が限定され捕捉が
容易になり、磁気測定の効率を高めることができる。ま
た、被検体に磁場を印加する磁場印加手段を設けた場合
には、磁化されていない被検体でも測定時に磁化して磁
気測定を可能にすることができる。更に、少なくとも被
検体とスクイド磁場検出手段とを外部磁場からシールド
する磁気シールドを備えた場合には、測定対象とする被
検体の磁気測定を高精度で行なうことができる。
【００２３】本発明の磁気測定方法によれば、被検体
を、被検体と屈折率の異なる媒体中で移動可能に保持し
た状態で被検体にレーザを照射可能に支持し、レーザ源
からのレーザを走査し、支持された被検体にレーザを集
光させレーザの光放射圧により被検体を捕捉するととも
に捕捉した被検体を移動させ、被検体が移動したときに
生じる磁場変化をスクイドで検出したので、被検体の捕
捉及び移動によるノイズを抑えた状態で磁場変化を高精
度に測定することができる。また、捕捉を、レーザの焦
点位置にて行なうようにした場合には、捕捉を容易に行
なうことができる。更に、被検体に、捕捉可能な屈折材
をコーティングした場合には、レーザの焦点位置での捕
捉をすることができる。
を、被検体と屈折率の異なる媒体中で移動可能に保持し
た状態で被検体にレーザを照射可能に支持し、レーザ源
からのレーザを走査し、支持された被検体にレーザを集
光させレーザの光放射圧により被検体を捕捉するととも
に捕捉した被検体を移動させ、被検体が移動したときに
生じる磁場変化をスクイドで検出したので、被検体の捕
捉及び移動によるノイズを抑えた状態で磁場変化を高精
度に測定することができる。また、捕捉を、レーザの焦
点位置にて行なうようにした場合には、捕捉を容易に行
なうことができる。更に、被検体に、捕捉可能な屈折材
をコーティングした場合には、レーザの焦点位置での捕
捉をすることができる。
【００２４】更にまた、捕捉を、レーザの閉じた軌跡内
にて行なうようにした場合には、レーザの焦点位置で捕
捉できない被検体でも捕捉することができる。また、被
検体に、捕捉可能な反射材をコーティングした場合に
は、被検体にレーザを照射しないで捕捉することができ
る。更に、媒体に、粘性の高い液体を用いて、捕捉した
被検体以外の被検体の動作を抑制した場合には、測定対
象とする被検体の磁気測定を高精度に行なうことができ
る。更にまた、捕捉した被検体を回転させた場合には、
磁場変化が誘発し易くなり磁気測定を容易に行なうこと
ができる。また、スクイドで検出した磁場変化に係る磁
気信号から被検体が移動したことにより生じた磁場変化
を抽出した場合には、外部磁場の影響に依らない被検体
による磁場変化を得ることができる。更に、捕捉された
被検体を映像化した場合には、捕捉した被検体を確認し
ながら磁気測定を行なうことができる。更にまた、被検
体を抗原に結合する磁性抗体とした場合には、抗原抗体
反応の有無を容易に調べることができる。また、被検体
をＤＮＡに結合する磁性遺伝子とした場合には、所定遺
伝子の存在を容易に調べることができる。
にて行なうようにした場合には、レーザの焦点位置で捕
捉できない被検体でも捕捉することができる。また、被
検体に、捕捉可能な反射材をコーティングした場合に
は、被検体にレーザを照射しないで捕捉することができ
る。更に、媒体に、粘性の高い液体を用いて、捕捉した
被検体以外の被検体の動作を抑制した場合には、測定対
象とする被検体の磁気測定を高精度に行なうことができ
る。更にまた、捕捉した被検体を回転させた場合には、
磁場変化が誘発し易くなり磁気測定を容易に行なうこと
ができる。また、スクイドで検出した磁場変化に係る磁
気信号から被検体が移動したことにより生じた磁場変化
を抽出した場合には、外部磁場の影響に依らない被検体
による磁場変化を得ることができる。更に、捕捉された
被検体を映像化した場合には、捕捉した被検体を確認し
ながら磁気測定を行なうことができる。更にまた、被検
体を抗原に結合する磁性抗体とした場合には、抗原抗体
反応の有無を容易に調べることができる。また、被検体
をＤＮＡに結合する磁性遺伝子とした場合には、所定遺
伝子の存在を容易に調べることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気測定装置を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る磁気測定方法の処理
工程を示す説明図である。
工程を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る磁気測定方法による
被検体の捕捉状態を示す説明図である。
被検体の捕捉状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る磁気測定方法による
被検体の他の捕捉状態を示す説明図である。
被検体の他の捕捉状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る磁気測定方法による
捕捉した被検体の移動操作の説明図である。
捕捉した被検体の移動操作の説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る磁気測定装置を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る磁気測定装置に
て捕捉した被検体の回転状態を示す説明図である。
て捕捉した被検体の回転状態を示す説明図である。
【図８】本発明の磁気測定方法における被検体の応用例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図９】本発明の磁気測定方法における被検体の他の応
用例を示す説明図である。
用例を示す説明図である。
【図１０】従来の磁気測定装置を示す説明図である。
Ｓ 磁気測定装置
Ｔ 被検体
ｇｓ スライドガラス
ｇｃ カバーガラス
ｗ 媒体
ｍ ミラー
Ｄ ダイクロイックミラー
１０ ステージ
１１ 支持本体
１２ ３次元移動制御部
２０ 捕捉移動手段
２１ 赤外光源
２２ ２次元移動制御部
２２ａ ガルバノミラー
２２ｂ ガルバノミラー制御部
２３ 可視光源
２４ ＮＤフィルタ
２５ ビームスプリッタ
２６ レンズ
２７ アイリス
２８ 対物レンズ
３０ スクイド磁場検出手段
３１ スクイド部
３２ 磁束ロック部
４０ 磁場変化抽出手段
５０ 磁場印加手段
６０ 映像化手段
７０ 偏光部
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 33/00 - 33/64
G01N 33/53 - 33/577
A61B 5/04 - 5/055
Claims (22)
- 【請求項１】 被検体を移動させることにより生じる磁
場変化を測定する磁気測定装置において、 上記被検体を、該被検体と異なる屈折率の媒体中で移動
可能に保持した状態で該被検体にレーザを照射可能に支
持するステージと、 レーザ光源からのレーザを走査し、上記ステージに支持
された被検体にレーザを集光させ該レーザの光放射圧に
より該被検体を捕捉するとともに該捕捉した被検体を移
動させる捕捉移動手段と、 該捕捉移動手段により上記被検体が移動しているとき生
じる磁場変化をスクイドで検出するスクイド磁場検出手
段とを備えて構成したことを特徴とする磁気測定装置。 - 【請求項２】 上記スクイド磁場検出手段が検出した磁
場変化に係る磁気信号から上記被検体が移動することに
より生じた磁場変化を抽出する磁場変化抽出手段を備え
たことを特徴とする請求項１記載の磁気測定装置。 - 【請求項３】 上記捕捉移動手段を、レーザ自身の照射
位置を２次元移動させる２次元移動制御部を備えて構成
したことを特徴とする請求項１または２記載の磁気測定
装置。 - 【請求項４】 上記ステージを、上記被検体を支持する
支持本体と、該支持本体を３次元移動させる３次元移動
制御部とを備えて構成したことを特徴とする請求項１，
２または３記載の磁気測定装置。 - 【請求項５】 上記捕捉移動手段を、レーザをレーザ進
行方向に沿って回転させる偏光部を備えて構成したこと
を特徴とする請求項１，２，３または４記載の磁気測定
装置。 - 【請求項６】 上記偏光部を、レーザをスルー可能に設
けたことを特徴とする請求項５記載の磁気測定装置。 - 【請求項７】 上記捕捉移動手段で捕捉された被検体を
映像化する映像化手段を備えたことを特徴とする請求項
１，２，３，４，５または６記載の磁気測定装置。 - 【請求項８】 上記スクイド磁場検出手段を、差動型ス
クイドを備えて構成したことを特徴とする請求項１，
２，３，４，５，６または７記載の磁気測定装置。 - 【請求項９】 上記ステージを上記被検体を該被検体と
異なる屈折率の媒体中に移動可能に保持する保持体を支
持するよう構成し、該保持体を上記被検体を含んだ液体
をスライドガラスとカバーガラスとの間に保持するプレ
パラートで構成したことを特徴とする請求項１，２，
３，４，５，６，７または８記載の磁気測定装置。 - 【請求項１０】 上記被検体に磁場を印加する磁場印加
手段を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，
５，６，７，８または９記載の磁気測定装置。 - 【請求項１１】 少なくとも上記被検体と上記スクイド
磁場検出手段とを外部磁場からシールドする磁気シール
ドを備えたことを特徴とする請求項１，２，３，４，
５，６，７，８，９または１０記載の磁気測定装置。 - 【請求項１２】 被検体を移動させることにより生じる
磁場変化を測定する磁気測定方法において、 上記被検体を、該被検体と屈折率の異なる媒体中で移動
可能に保持した状態で該被検体にレーザを照射可能に支
持し、 上記レーザを走査し、支持された該被検体に該レーザを
集光させ該レーザの光放射圧により該被検体を捕捉する
とともに捕捉した該被検体を移動させ、 上記被検体が移動したときに生じる磁場変化をスクイド
で検出したことを特徴とする磁気測定方法。 - 【請求項１３】 上記捕捉を、レーザの焦点位置にて行
なうようにしたことを特徴とする請求項１２記載の磁気
測定方法。 - 【請求項１４】 上記被検体に、上記捕捉可能な屈折材
をコーティングしたことを特徴とする請求項１３記載の
磁気測定方法。 - 【請求項１５】 上記捕捉を、レーザの閉じた軌跡内に
て行なうようにしたことを特徴とする請求項１２記載の
磁気測定方法。 - 【請求項１６】 上記被検体に、上記捕捉可能な反射材
をコーティングしたことを特徴とする請求項１５記載の
磁気測定方法。 - 【請求項１７】 上記媒体に、粘性の高い液体を用いて
捕捉した上記被検体以外の被検体の動作を抑制したこと
を特徴とする請求項１２，１３，１４，１５または１６
記載の磁気測定方法。 - 【請求項１８】 上記捕捉した被検体を回転させたこと
を特徴とする請求項１２，１３，１４，１５，１６また
は１７記載の磁気測定方法。 - 【請求項１９】 スクイドで検出した磁場変化に係る磁
気信号から上記被検体が移動したことにより生じた磁場
変化を抽出したことを特徴とする請求項１２，１３，１
４，１５，１６，１７または１８記載の磁気測定方法。 - 【請求項２０】 上記捕捉した被検体を映像化したこと
を特徴とする請求項１２，１３，１４，１５，１６，１
７，１８または１９記載の磁気測定方法。 - 【請求項２１】 上記被検体を抗原に結合する磁性抗体
としたことを特徴とする請求項１２，１３，１４，１
５，１６，１７，１８，１９または２０記載の磁気測定
方法。 - 【請求項２２】 上記被検体をＤＮＡに結合する磁性遺
伝子としたことを特徴とする請求項１２，１３，１４，
１５，１６，１７，１８，１９または２０記載の磁気測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001050294A JP3522703B2 (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 磁気測定装置及び磁気測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001050294A JP3522703B2 (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 磁気測定装置及び磁気測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002250760A JP2002250760A (ja) | 2002-09-06 |
| JP3522703B2 true JP3522703B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=18911274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001050294A Expired - Fee Related JP3522703B2 (ja) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | 磁気測定装置及び磁気測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522703B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP6681062B2 (ja) * | 2015-08-26 | 2020-04-15 | 国立大学法人 岡山大学 | 微小磁性体を検出する方法及び装置並びに検査装置 |
| CN111983531B (zh) * | 2020-07-09 | 2023-03-10 | 桐庐科邦磁性材料有限公司 | 一种磁铁充磁检测装置及检测方法 |
| CN115445678B (zh) * | 2022-08-23 | 2023-08-01 | 电子科技大学 | 一种驱动磁流体水平运动的方法、装置及应用 |
| CN117706440B (zh) * | 2023-12-14 | 2024-05-03 | 麦格昆磁磁性材料(滁州)有限公司 | 一种磁性检测装置及磁性检测系统 |
-
2001
- 2001-02-26 JP JP2001050294A patent/JP3522703B2/ja not_active Expired - Fee Related
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