JP5560334B2 - 磁場計測装置 - Google Patents
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Description
近年、極微な抗原抗体反応を高感度・高速に検出するニーズが高まっているにも関わらず、BF(Bound/Free)分離と呼ばれる洗浄工程として固相法を用いているため限界が生じている。固相法では抗体(固定抗体)を付加した基板が入った検査容器にマーカーで標識された抗体(検出抗体)を入れると、マーカーの一部は固定抗体と検出抗体で抗原を挟んだ結合状態(結合マーカー)になり、残りのマーカーは未結合状態(未結合マーカー)のままとなる。この未結合マーカーが検査容器内に存在すると、光計測による免疫検査では結合した抗原を識別できない。そのため、検査容器内の未結合マーカーをBF分離によって洗い流すことが必要となる。このBF分離は手間と時間がかかるため、検査の迅速化を妨げる大きな要因となっている。
直流磁界で磁化した磁気マーカーが入った検査試料が超電導体SQUID磁束計を通過する際に、当該検査試料からの磁気信号を当該超電導体SQUID磁束計で検出する(例えば、特許文献1、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3を参照)。その際に、当該直流磁界の印可方向と当該超電導体SQUID磁束計の検出方向は直交する配置である。また、検査試料を磁化するために交流磁界を使用する場合もある(例えば、特許文献2、非特許文献4を参照)。
磁気マーカーが入った検査試料を超電導体SQUID磁束計の検出位置に固定し、当該検査試料に1mTのパルス磁界を印可する。その際に、当該直流磁界の印可方向と当該超電導体SQUID磁束計の検出方向は直交する配置である。パルス磁界印可直後から1秒間の当該試料からの磁気信号の緩和を当該超電導体SQUID磁束計で検出する。パルス磁界印可によって当該磁気マーカーが磁化し、磁界印可直後に当該磁気マーカーに残留磁気が生じる。当該残留磁気は熱雑音によって時間とともに減少する。磁気緩和測定では、当該試料中の抗原に結合した磁気マーカー(結合マーカー)と未結合の磁気マーカー(未結合マーカー)の緩和時間の違いを利用し、結合マーカーからの残留磁気の緩和によって免疫検査を行う(例えば、非特許文献1、非特許文献5、非特許文献6、非特許文献7を参照)。
磁気マーカーのサイズが大きくなると、当該磁気マーカーを磁化した場合の残留磁気は緩和しなくなる。残留磁気測定では、超電導体SQUID磁束計から離れた位置で磁気マーカーが入った検査試料を0.1T程度の磁界を印可することで、当該磁気マーカーに残留磁気を生じさせる。その後で、当該検査試料が入った検査容器を移動させ、残留磁気を当該超電導体SQUID磁束計で検出する(例えば、非特許文献1、非特許文献8、非特許文献9)。
本発明の磁気的免疫検査装置は、磁気マーカーが入った検査試料を磁化するための励磁コイル101と当該励磁コイル101の信号源となる交流信号発生器107を有し、当該励磁コイル101からは交流磁気を発生する。当該検査試料は、円盤型の非磁性プレート103の円周上に設置される。当該非磁性プレート103は、DCモータ105から構成される駆動部によって回転移動する。なお、当該非磁性プレート103の回転速度を自由に変えられるように、当該駆動部のモータドライバ110には回転速度の調整機能を有する。
Claims (11)
- 磁性粒子から構成される標識としての磁気マーカーを用いて抗原抗体反応により検査試料中の抗原の状態を測定する磁場計測装置であって、
前記磁気マーカーおよび前記検査試料を収納するための検査試料容器と、
前記検査試料容器中に収納された検査試料に交流磁場を印加する励磁コイルと、
交流磁場が印加された前記検査試料から放出される磁気信号を計測するための磁気センサと、
前記磁気センサに内蔵された小型コイルと、を有し、
前記小型コイルは、前記励磁コイルから前記磁気センサに漏洩して入力された交流磁場漏洩成分をキャンセルする逆位相磁場を出力し、
前記磁気センサは、前記励磁コイルと一体の構造体からなり、装置振動に起因したシステムノイズを低減することを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項1に記載の磁場計測装置において、
前記励磁コイルは、対向する1対の励磁コイルから構成され、前記磁気センサは、該1対の励磁コイルの一方に対向して配置され、該磁気センサが少なくとも一方の該励磁コイルと一体となるように配置されていることを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項1または2に記載の磁場計測装置において、
前記検査試料容器を搭載した非磁性プレートと、
該非磁性プレートを直線移動、もしくは回転移動させるためのモータを具備してなる駆動系と、をさらに有し、
該非磁性プレートが回転させながら、前記励磁コイルを用いて前記検査試料に交流磁場を印加することを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項3に記載の磁場計測装置において、
前記磁気センサで検出した該検査試料からの磁気信号の位相変化を検出するためのロックインアンプを有することを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項3に記載の磁場計測装置において、
前記非磁性プレートを直線移動させる場合には、前記磁気センサの磁気測定方向は該非磁性プレートの移動方向と平行であり、
前記非磁性プレートを回転移動させる場合には、回転円周における接線方向と前記磁気センサの磁気測定方向が平行であることを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項3に記載の磁場計測装置において、
前記励磁コイルの中心付近から発生する磁力線が、前記非磁性プレートの主表面に対して交わる方向になるように前記励磁コイルが配置されていることを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項3に記載の磁場計測装置において、
前記励磁コイルの中心付近から発生する磁力線が、前記非磁性プレートの主表面に対してほぼ平行になるように前記励磁コイルが配置されていることを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項4に記載の磁場計測装置において、
前記磁気センサを2つ有し、
前記励磁コイルは、対向する1対の励磁コイルから構成され、
前記磁気センサのそれぞれが、前記1対の励磁コイルのそれぞれに一体となるように配置され、
前記2つの磁気センサ間に前記検査試料容器を通過させ、
印加された前記交流磁場で磁化された前記検査試料から放出される磁気信号を前記2つの磁気センサで検出し、該2つの磁気センサ間の出力の差分信号を取り、該差分信号を前記ロックインアンプの入力部に入力することを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項3に記載の磁場計測装置において、
前記非磁性プレートに備えた前記検査試料容器と前記磁気センサ間の距離を計測する変位センサを有し、
前記検査試料から放出される磁気信号と前記距離のそれぞれを同時に計測し、前記変位センサで得られた距離情報を用いて前記磁気信号の補正を行うことを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項4に記載の磁場計測装置において、
前記駆動系から発生する磁気シールドがなされない状態であって、磁気雑音を生じるモータを使用する際に、
前記モータの回転速度を1〜10rpmの範囲に設定し、前記ロックインアンプの検出帯域幅を5〜15Hzの範囲に設定することで、安定した磁気計測を実現することを特徴とする磁場計測装置。 - 請求項4に記載の磁場計測装置において、
磁気雑音を生じるモータを使用する際に、モータの本体のみを高透磁率の磁性体で覆い、
前記モータの回転速度を1〜10rpmの範囲に設定し、前記ロックインアンプの検出帯域幅を5〜15Hzの範囲に設定することで、安定した磁気計測を実現することを特徴とする磁場計測装置。
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