JP6410422B2 - タンパク質検出装置およびタンパク質検出方法 - Google Patents
タンパク質検出装置およびタンパク質検出方法 Download PDFInfo
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Description
本発明はタンパク質検出装置およびタンパク質検出方法に関する。
生物学的試料に特定蛋白質が存在するか否かを測定する方法として、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay ）法が知られている。
ＥＬＩＳＡ法を実施する装置では、通例、多数（例えば９６個）のウェルを設けたマルチウェルプレートが用いられている。すなわち、各ウェルに固相化されたキャプチャー抗体に、抗原を含む測定試料を加え、固相化されたキャプチャー抗体に抗原が結合するまで所定時間、放置している。
ＥＬＩＳＡ法を実施する装置では、通例、多数（例えば９６個）のウェルを設けたマルチウェルプレートが用いられている。すなわち、各ウェルに固相化されたキャプチャー抗体に、抗原を含む測定試料を加え、固相化されたキャプチャー抗体に抗原が結合するまで所定時間、放置している。
一方、少なくとも１つの凹部に抗原または抗体が結合可能な固相がセットされている試薬カートリッジを用いる検査装置であって、試料ホルダと、試薬カートリッジおよび測定キュベットの固定具と、ピペット装置と、測定キュベット内の光学変化を検出する光学ユニットと、ピペット装置のピペットを洗浄する洗浄ユニット等をレイアウトした検査装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
一般に、抗原抗体反応には長時間（例えば１昼夜）を要する。
そこで、検査装置から取り外したマルチウェルプレート等を、検査装置外の加振装置にセットして加振することより、抗原抗体反応の効率を上げることが考えられる。
しかしながら、マルチウェルプレート等を検査装置から取り外して加振装置にセットし、加振後に加振装置から取り外したマルチウェルプレート等を検査装置に再セットするという面倒な作業が必要であり、検査効率が悪くなる。
そこで、検査装置から取り外したマルチウェルプレート等を、検査装置外の加振装置にセットして加振することより、抗原抗体反応の効率を上げることが考えられる。
しかしながら、マルチウェルプレート等を検査装置から取り外して加振装置にセットし、加振後に加振装置から取り外したマルチウェルプレート等を検査装置に再セットするという面倒な作業が必要であり、検査効率が悪くなる。
仮に、加振装置を検査装置に装備する場合、検査装置が大型化するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、小型で且つ検査効率の高いタンパク質検出装置を提供することであり、また、装置の小型化に寄与でき検査効率の高いタンパク質検出方法を提供することである。
そこで、本発明の目的は、小型で且つ検査効率の高いタンパク質検出装置を提供することであり、また、装置の小型化に寄与でき検査効率の高いタンパク質検出方法を提供することである。
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、透光可能な透過光路（ＴＫ）と前記透過光路が通過する第１部分（７６；７６１）と前記第１部分を取り囲む第２部分（７７；７６２）とを有する反応容器（６１）であって、表面に一次抗体（８１）が固相化された多数の磁性ビーズ（８３）が分散された液が収容される反応容器の、前記透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構（５）と、前記磁性ビーズを磁気吸引することにより、前記磁性ビーズを前記第１部分から退避させて前記第２部分に保持する磁気吸引機構（６）と、前記透過光路に沿って照射光を発する発光部（１４，１８）と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部（１５）と、を含む光学機構（４）と、前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部（５０）と、を備え、前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光（Ｂ）を発する前記発光部としての第１発光素子（１４）と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光（Ｒ）を発する前記発光部としての第２発光素子（１８）と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての検出用受光素子（１５）と、を含み、前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置（１）を提供する。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、前記磁気吸引機構は、オンオフされる電磁コイル（６）を含んでいてもよい。
また、請求項３のように、前記磁気吸引機構は、前記第２部分に対する距離を変更可能な永久磁石（６Ａ）と、前記永久磁石を前記第２部分に対して遠近させる駆動部材（９４）と、を含んでいてもよい。
また、請求項３のように、前記磁気吸引機構は、前記第２部分に対する距離を変更可能な永久磁石（６Ａ）と、前記永久磁石を前記第２部分に対して遠近させる駆動部材（９４）と、を含んでいてもよい。
また、請求項４の発明は、透光可能な反応容器の透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構と、前記透過光路に沿って照射光を発する発光部と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部と、を含む光学機構と、前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部と、を備え、前記反応容器は、底壁（７６；７６Ａ）と、前記底壁を取り囲む円錐テーパ状の周側壁（７７）と、を有し、前記加振機構は、前記透過光路を取り囲む環状をなす加振源としての超音波発振子（２３）と、前記透過光路を取り囲む環状をなし前記超音波発振子からの超音波を伝達する超音波ホーン（２４）と、を含み、前記超音波ホーンは、前記周側壁に沿う円錐テーパ状の伝達面（２４ｂ）を含み、前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光（Ｂ）を発する前記発光部としての第１発光素子（１４）と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光（Ｒ）を発する前記発光部としての第２発光素子（１８）と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての検出用受光素子（１５）と、を含み、前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置（１）を提供する。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
また、請求項５のように、前記反応容器を有するカートリッジ（６０）を取り外し可能に保持する保持部（２）を含む装置本体（３）と、前記装置本体によって支持されて前記加振機構を支持する弾性部材（２５）を備えていてもよい。
また、請求項６の発明は、透光可能な反応容器の透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構と、前記反応容器の前記透過光路に沿って照射光を発光する発光部と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部と、を含む光学機構と、前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部と、前記光学機構および前記加振機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光（Ｂ）を発する前記発光部としての第１発光素子（１４）と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光（Ｒ）を発する前記発光部としての第２発光素子（１８）と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての唯一の検出用受光素子（１５）と、を含み、前記制御部は第１発光素子と第２発光素子とを交互に発光させ、前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置を提供する。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
また、請求項６の発明は、透光可能な反応容器の透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構と、前記反応容器の前記透過光路に沿って照射光を発光する発光部と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部と、を含む光学機構と、前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部と、前記光学機構および前記加振機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光（Ｂ）を発する前記発光部としての第１発光素子（１４）と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光（Ｒ）を発する前記発光部としての第２発光素子（１８）と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての唯一の検出用受光素子（１５）と、を含み、前記制御部は第１発光素子と第２発光素子とを交互に発光させ、前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置を提供する。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
また、請求項７の発明は、発光部からの照射光を透光可能な透過光路と前記透過光路が通過する第１部分と前記第１部分を取り囲む第２部分とを有する反応容器に対して前記透過光路を取り囲む環状をなす加振機構により超音波を伝達して前記反応容器を加振しつつ、前記反応容器内で液中に分散された多数の磁性ビーズの表面に固相化された一次抗体に抗原を結合させる一次抗体結合工程と、前記一次抗体結合工程の後で、前記加振機構により前記反応容器を加振しつつ、前記反応容器内で前記一次抗体に結合された前記抗原に二次抗体を結合させる二次抗体結合工程と、前記二次抗体結合工程の後で、前記加振機構により前記反応容器を加振しつつ、前記抗原に結合された前記二次抗体と発色基質とを反応させる発色工程と、前記発色工程の後で、前記磁性ビーズを磁気吸引することにより、前記磁性ビーズを前記第１部分から退避させた状態で、前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を色変化の程度として検出する色変化検出工程と、を含み、前記色変化検出工程では、前記色変化によって吸光度が変化する第１照射光を前記透過光路に沿って発する前記発光部としての第１発光素子と、前記色変化によって吸光度が変化しない第２照射光を前記透過光路に沿って発する前記発光部としての第２発光素子と、前記透過光路の終端に設けられた受光部としての検出用受光素子とが用いられ、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度が算出されるタンパク質検出方法。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
請求項１の発明によれば、抗原抗体反応の促進や洗浄の促進のために反応容器を超音波で加振することができるので、検査効率が格段に向上する。また、加振機構が、透過光路を取り囲む環状をなして配置されるので、小型化を達成することができる。
また、色変化を検出する段階で、磁気吸引した磁性ビーズを透過光路が通過する第１部分から退避させて第２部分に保持しておくことにより、発光部からの照射光を磁性ビーズに邪魔されることなく受光部で受光して、色変化を精度良く検出することができる。また、洗浄液で反応容器を洗浄をするときに、磁性ビーズを磁気吸引して第２部分に保持しておくことができる。
また、色変化により吸光度が変化する第１照射光の受光量の変化と、色変化により吸光度が変化しない第２照射光の受光量の変化との比較に基づいて、色変化を検出する。したがって、外乱の影響を抑制して、色変化を精度良く検出でき、精度の良い抗原検出が可能となる。
また、色変化を検出する段階で、磁気吸引した磁性ビーズを透過光路が通過する第１部分から退避させて第２部分に保持しておくことにより、発光部からの照射光を磁性ビーズに邪魔されることなく受光部で受光して、色変化を精度良く検出することができる。また、洗浄液で反応容器を洗浄をするときに、磁性ビーズを磁気吸引して第２部分に保持しておくことができる。
また、色変化により吸光度が変化する第１照射光の受光量の変化と、色変化により吸光度が変化しない第２照射光の受光量の変化との比較に基づいて、色変化を検出する。したがって、外乱の影響を抑制して、色変化を精度良く検出でき、精度の良い抗原検出が可能となる。
また、請求項２の発明によれば、電磁コイルのオンオフにより、容易に、磁性ビーズを第１部分から退避させたり、退避を解除したりすることができる。
また、請求項３の発明によれば、第２部分に対して永久磁石による強力な磁場を作用させて、磁性ビーズを確実に第１部分から退避させて第２部分に保持することができる。
また、請求項４の発明によれば、反応容器の円錐テーパ状の周側壁に、超音波ホーンの円錐テーパ状の伝達面を沿わせることで、小型でも広い面積の伝達面を得て強力な加振を行うことができる。
また、請求項３の発明によれば、第２部分に対して永久磁石による強力な磁場を作用させて、磁性ビーズを確実に第１部分から退避させて第２部分に保持することができる。
また、請求項４の発明によれば、反応容器の円錐テーパ状の周側壁に、超音波ホーンの円錐テーパ状の伝達面を沿わせることで、小型でも広い面積の伝達面を得て強力な加振を行うことができる。
また、請求項５の発明によれば、カートリッジを装置本体の保持部に保持したままで、抗原抗体反応の促進や洗浄の促進のために反応容器を加振することができるので、検査効率が格段に向上する。寸法精度のばらつきに拘らず、超音波ホーンの伝達面を反応容器の周側壁に確実に面接触させて十分な加振を行い、確実に反応効率や洗浄効率を向上させて、検査効率を向上することができる。
また、請求項６の発明によれば、第１発光素子と第２発光素子とを交互に発光させて、第１照射光および第２照射光を共通の検出用受光素子で受光するので、構造を簡素化して装置を小型化することができる。
また、色変化により吸光度が変化する第１照射光の受光量の変化と、色変化により吸光度が変化しない第２照射光の受光量の変化との比較に基づいて、色変化を検出する。したがって、外乱の影響を抑制して、色変化を精度良く検出でき、精度の良い抗原検出が可能となる。
また、請求項６の発明によれば、第１発光素子と第２発光素子とを交互に発光させて、第１照射光および第２照射光を共通の検出用受光素子で受光するので、構造を簡素化して装置を小型化することができる。
また、色変化により吸光度が変化する第１照射光の受光量の変化と、色変化により吸光度が変化しない第２照射光の受光量の変化との比較に基づいて、色変化を検出する。したがって、外乱の影響を抑制して、色変化を精度良く検出でき、精度の良い抗原検出が可能となる。
請求項７の発明方法によれば、抗原抗体反応の促進や洗浄の促進のために、透過光路を取り囲む環状をなして配置される加振機構を用いて反応容器を超音波で加振することで、小型のスペースで検査効率を向上することができる。また、色変化検出工程において、磁気吸引した磁性ビーズを透過光路が通過する第１部分から退避させて第２部分に保持しておくことにより、発光部からの照射光を磁性ビーズに邪魔されることなく受光部で受光して、色変化を精度良く検出することができる。また、色変化により吸光度が変化する第１照射光の受光量の変化と、色変化により吸光度が変化しない第２照射光の受光量の変化との比較に基づいて、色変化を検出する。したがって、外乱の影響を抑制して、色変化を精度良く検出でき、精度の良い抗原検出が可能となる。
本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態のタンパク質検出装置１の断面図であり、図２はカートリッジ６０の平面図である。まず、図２を参照して、カートリッジ６０は、抗原抗体反応を行わせるための透光可能な一対の反応容器６１と、各反応容器６１に一次抗体（キャプチャー抗体）を含む一次抗体含有液をそれぞれ供給する一対の一次抗体含有液供給路６２と、各反応容器６１に第１洗浄液をそれぞれ供給する一対の第１洗浄液供路６３と、各反応容器６１に二次抗体（酵素標識抗体）を含む二次抗体含有液をそれぞれ供給する二次抗体含有液供給路６４とを備えている。
図１は本発明の一実施形態のタンパク質検出装置１の断面図であり、図２はカートリッジ６０の平面図である。まず、図２を参照して、カートリッジ６０は、抗原抗体反応を行わせるための透光可能な一対の反応容器６１と、各反応容器６１に一次抗体（キャプチャー抗体）を含む一次抗体含有液をそれぞれ供給する一対の一次抗体含有液供給路６２と、各反応容器６１に第１洗浄液をそれぞれ供給する一対の第１洗浄液供路６３と、各反応容器６１に二次抗体（酵素標識抗体）を含む二次抗体含有液をそれぞれ供給する二次抗体含有液供給路６４とを備えている。
また、カートリッジ６０は、各反応容器６１に第２洗浄液を含む第２洗浄液をそれぞれ供給する第２洗浄液供給路６５と、各反応容器６１に酵素標識抗体の標識酵素の酵素基質である発色基質を含む発色基質含有液をそれぞれ供給する一対の発色基質含有液供給路６６と、各反応容器６１に試料を供給する試料供給路６７とを備えている。
本実施形態では、各反応容器６１に、検出対象タンパク質である抗原を含むであろう各別の試料液を投入した状態で、カートリッジ６０をタンパク質検出装置１にセットする例に則して説明する。したがって、本実施形態では、試料供給路６７は利用されない。
本実施形態では、各反応容器６１に、検出対象タンパク質である抗原を含むであろう各別の試料液を投入した状態で、カートリッジ６０をタンパク質検出装置１にセットする例に則して説明する。したがって、本実施形態では、試料供給路６７は利用されない。
なお、予め、一方の反応容器６１に、検出対象タンパク質である抗原を含む試料液を投入し、他方の反応容器６１には、検出対象タンパク質である抗原を含む試料液しない状態（すなわち、抗原を含まないブランク液を投入した状態）で、カートリッジ６０をタンパク質検出装置１にセットするようにしてもよい。また、カートリッジ６０をタンパク質検出装置１にセットした後で、各試料供給路６７を通して、各別の試料を供給するようにしてもよい。
また、カートリッジ６０は、各反応容器６１からそれぞれ排出路６８を介して排出される廃液を貯蔵する共通の廃液貯蔵部６９を有している。廃液貯蔵部６９の底部には、排気用バルブ（図示せず）に連通する排気口６９ａが設けられている。
図２および図３に示すように、各供給路６２，６３，６４，６５，６６，６７の一端に、それぞれ対応する液体を挿入する液体挿入孔６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａが設けられている。
図２および図３に示すように、各供給路６２，６３，６４，６５，６６，６７の一端に、それぞれ対応する液体を挿入する液体挿入孔６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａが設けられている。
図３に示すように、各液体挿入孔６２ａ〜６７ａは、カートリッジ６０の底面から突出する凸部７０を挿通して、カートリッジ受け板１２を挿通する対応する液路７１および対応するチューブ７２を介して対応するポンプ（第１ポンプ１０１、第２ポンプ１０２、第３ポンプ１０３、第４ポンプ１０４、第５ポンプ１０５、第６ポンプ１０６および第７ポンプ１０７）に接続されている。
各ポンプ（第１ポンプ１０１〜第７ポンプ１０７）は、制御部としてのＥＣＵ４０（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）によって駆動制御される対応するポンプモータ（第１ポンプモータ２０１〜第７ポンプモータ２０７）によって駆動されて、対応する液を収容した対応するタンク（第１タンク３０１〜第６タンク３０７）から、対応する液を吸入し、対応する供給路６２〜６７側へ排出する。
図２に示すように、一方の反応容器６１に通ずる各供給路６２〜６５と、他方の反応容器６１に通ずる対応する供給路６２〜６５とに対しては、共通のタンク３０１〜３０５から共通のポンプ１０１〜１０５から中途で二股に分岐するチューブ７２を介して、共通の液が供給される。
本実施形態では、試料供給路６７を利用しないが、試料供給路６７を利用する場合（カートリッジ６０のセット後に反応容器６１に試料を供給する場合）には、一方の反応容器６１に通ずる試料供給路６７と他方の反応容器６１に通ずる試料供給路６７とは、互いに別のタンク３０６，３０７から各別のポンプ１０６，１０７により各別のチューブ７２を介して各別の試料が供給されることになる。各供給路６２〜６７の他端は、対応する反応容器６１にそれぞれ連通する共通供給路７５に接続している。
本実施形態では、試料供給路６７を利用しないが、試料供給路６７を利用する場合（カートリッジ６０のセット後に反応容器６１に試料を供給する場合）には、一方の反応容器６１に通ずる試料供給路６７と他方の反応容器６１に通ずる試料供給路６７とは、互いに別のタンク３０６，３０７から各別のポンプ１０６，１０７により各別のチューブ７２を介して各別の試料が供給されることになる。各供給路６２〜６７の他端は、対応する反応容器６１にそれぞれ連通する共通供給路７５に接続している。
図３に示すように、凸部７０は、カートリッジ受け板１２の上面１２ａに設けられた凹部７３に嵌合されている。凸部７０の基端の周囲に嵌合されたＯリング等のシール部材７４によって、カートリッジ６０の下面とカートリッジ受け板１２の上面１２ａとの間が封止されている。これにより、各液路７１から対応する液体挿入孔６２ａ〜６７ａに漏れなく、対応する液体を挿入できるようになっている。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、一次抗体（キャプチャー抗体）８１は、反応容器６１内に供給される一次抗体含有液８２中に分散された無数の磁性ビーズ８３の表面に固相化されている。磁性ビーズ８３は、磁性粉を含有する合成樹脂材料により形成されている磁性ビーズ８３の表面８３ａに一次抗体８１が固相化されている。磁性ビーズの直径は、例えば直径０．１〜１０μｍであり、より好ましくは、０．１〜３μｍである。図２を参照して、一次抗体含有液８２は、第１タンク３０１からチューブ７２、一次抗体含有液供給路６２および共通供給路７５を介して、反応容器６１に供給される。
拡大断面図である図４に示すように、反応容器６１は、後述する透過光路ＴＫが通過する第１部分としての底壁７６と、底壁７６を取り囲む第２部分としての円錐テーパ状の周側壁７７とを有している。カートリッジ６０は、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂等の樹脂で全体が透明に形成されている。ただし、反応容器６１のみを透光可能としたり、反応容器６１の一部（例えば図３の底壁７６または底壁７６の中央部）のみを透光可能としてもよい。
図１を参照して、タンパク質検出装置１は、カートリッジ６０を取り外し可能に載置する例えば凹部である保持部２を有する装置本体３と、装置本体３によって支持された光学機構４と、装置本体３によって支持された加振機構５と、装置本体３によって支持された磁気吸引機構としての電磁コイル６と、光学機構４、加振機構５および電磁コイル６の動作を制御する制御部としてのＥＣＵ４０（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）とを備えている。
装置本体３は、ベース７と、ベース７に固定された前後左右の側枠８と、側枠８によって支持された第１支持板９と、第１支持板９の下方に配置されて第１支持板９に対向する第２支持板１０と、第１支持板９上に固定され、上面１２ａにカートリッジ６０を収容保持する凹部からなる保持部２を形成したカートリッジ受け板１２と、保持部２に保持されたカートリッジ６０を押さえるようにカートリッジ受け板１２の上面１２ａに取り外し可能に固定されるカートリッジ押さえ板１３とを備えている。
光学機構４は、カートリッジ受け板１２の保持部２に保持されたカートリッジ６０の反応容器６１を透過する透過光路ＰＬに沿って第１照射光Ｂ（青色光）を発光する第１発光素子としての青色ＬＥＤ１４と、透過光路ＴＫの終端に設けられ第１照射光を受光する唯一の検出用受光素子１５とを含む。
青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）の発する青色光Ｂ（第１照射光）は、後述する酵素反応による発色基質（の反応物）の色変化により吸光度が変化する。
青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）の発する青色光Ｂ（第１照射光）は、後述する酵素反応による発色基質（の反応物）の色変化により吸光度が変化する。
検出用受光素子１５は、カートリッジ押さえ板１３を挿通する挿通孔１６の開口（透過光路ＰＬの終端に相当）を塞ぐようにして、カートリッジ押さえ板１３の上面１３ａの取付凹部１３ｂに固定されている。
また、光学機構４は、ベース７に固定されたアーム３０により支持された光路形成ブロック１７を備えている。アーム３０は、光路形成ブロック１７の下面１７ａとベース７のとの間に介在している。また、光路形成ブロック１７の上面１７ｂは、第２支持板１０の下面１０ａに沿わされている。光路形成ブロック１７内の光路形成孔に、光路形成筒３１が嵌合されている。光路形成ブロック１７の上面１７ｂから、第２支持板１０の挿通孔を挿通して光路形成筒３１の一部が突出している。
また、光学機構４は、ベース７に固定されたアーム３０により支持された光路形成ブロック１７を備えている。アーム３０は、光路形成ブロック１７の下面１７ａとベース７のとの間に介在している。また、光路形成ブロック１７の上面１７ｂは、第２支持板１０の下面１０ａに沿わされている。光路形成ブロック１７内の光路形成孔に、光路形成筒３１が嵌合されている。光路形成ブロック１７の上面１７ｂから、第２支持板１０の挿通孔を挿通して光路形成筒３１の一部が突出している。
第１発光素子としての青色ＬＥＤ１４は、光路形成ブロック１７の下面１７ａに固定されている。また、光路形成ブロック１７の第１側面１７ｃには、後述する酵素反応による発色基質（の反応物）の色変化により吸光度が変化しない赤色光Ｒ（第２照射光）を発する第２発光素子としての赤色ＬＥＤ１８が固定されている。
光路形成ブロック１７には、透過光路ＴＫ上に配置されて、青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）からの青色光Ｂ（第１照射光）を透過させ、且つ赤色ＬＥＤ１８（第２発光素子）から透過光路ＴＫに対して直交する方向から入射する赤色光Ｒ（第２照射光）を透過光路ＴＫの下流側に導くダイクロイックミラー１９が固定されている。
光路形成ブロック１７には、透過光路ＴＫ上に配置されて、青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）からの青色光Ｂ（第１照射光）を透過させ、且つ赤色ＬＥＤ１８（第２発光素子）から透過光路ＴＫに対して直交する方向から入射する赤色光Ｒ（第２照射光）を透過光路ＴＫの下流側に導くダイクロイックミラー１９が固定されている。
また、光路形成ブロック１７の第２側面１７ｄには、唯一の補正用受光素子２０が配置されている。光路形成ブロック１７には、透過光路ＴＫ上でダイクロイックミラー１９よりも下流に配置されたハーフミラー２１が固定されている。ハーフミラー２１は、青色ＬＥＤ１４からの青色光Ｂ（第１照射光）の一部および赤色ＬＥＤ１８からの赤色光Ｒ（第２照射光）の一部を透過光路ＴＫとは別光路である反射光路ＨＫを介して、補正用受光素子２０に導く。
ＥＣＵ４０は、検出用受光素子１５および補正用受光素子２０の検出結果に基づいて、抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する機能を有している。
図４を参照して、加振機構５は、ホルダ２２により保持された加振源としての超音波発振子２３と、超音波発振子２３に固定され超音波発振子２３からの超音波を伝達する超音波ホーン２４とを備えている。超音波ホーン２４は、透過光路ＴＫの一部を通過させる中心孔２４ａを有する筒状部材からなり、透過光路ＴＫの一部を取り囲む環状をなしている。超音波ホーン２４の端部には、カートリッジ６０の反応容器６１の円錐テーパ状の周側壁７７に沿う円錐テーパ状の伝達面２４ｂが形成されている。
図４を参照して、加振機構５は、ホルダ２２により保持された加振源としての超音波発振子２３と、超音波発振子２３に固定され超音波発振子２３からの超音波を伝達する超音波ホーン２４とを備えている。超音波ホーン２４は、透過光路ＴＫの一部を通過させる中心孔２４ａを有する筒状部材からなり、透過光路ＴＫの一部を取り囲む環状をなしている。超音波ホーン２４の端部には、カートリッジ６０の反応容器６１の円錐テーパ状の周側壁７７に沿う円錐テーパ状の伝達面２４ｂが形成されている。
ホルダ２２の上面２２ａには、超音波発振子２３を保持する保持凹部２２ｂが形成されている。ホルダ２２の下面２２ｃとこれに対向する第２支持板１０の上面１０ｂとの間には、ホルダ２２を弾性支持する弾性部材としての圧縮コイルばね２５が介在している。圧縮コイルばね２５は、ホルダ２２を介して加振機構５を弾性支持している。
圧縮コイルばね２５の固定端２５ａは、第２支持板１０の上面１０ｂの例えば凸部からなる係止部に固定されている。圧縮コイルばね２５の可動端２５ｂは、ホルダ２２の下面２２ｃの例えば凹部からなる係止部２７に係止されている。
圧縮コイルばね２５の固定端２５ａは、第２支持板１０の上面１０ｂの例えば凸部からなる係止部に固定されている。圧縮コイルばね２５の可動端２５ｂは、ホルダ２２の下面２２ｃの例えば凹部からなる係止部２７に係止されている。
圧縮コイルばね２５は、透過光路ＴＫを中心とする円周上に等間隔を隔てて複数（本実施形態では３つ）が設けられることが好ましい。圧縮コイルばね２５の伸縮変形および倒れ変形により、各部品の寸法誤差のばらつき等が吸収され、カートリッジ６０の反応容器６１の周側壁７７に、加振機構５の伝達面２４ｂが確実に面接触する。
ホルダ２２の中心孔は、透過光路ＴＫを形成する光路形成筒３１の上端に光路形成筒３１の長手方向に摺動可能に嵌合されている。
ホルダ２２の中心孔は、透過光路ＴＫを形成する光路形成筒３１の上端に光路形成筒３１の長手方向に摺動可能に嵌合されている。
磁気吸引機構としての電磁コイル６は、加振機構５の超音波ホーン２４を取り囲んで環状に配置されており、ＥＣＵ４０によってオンオフ制御される。オンされた電磁コイル６は、反応容器６１内に収容される抗体含有液中に分散した磁性ビーズを磁気吸引することにより、磁性ビーズを底壁７６（第１部分）から退避させて周側壁７７（第２部分）に保持する。これにより、透過光路ＴＫから磁性ビーズを退避させて、光学機構４による検出の精度を向上させる。また、反応容器６１を洗浄液供給路６４から供給された洗浄液で洗浄する段階で、磁性ビーズを周側壁７７（第２部分）に保持する。
図５は、タンパク質検出装置１の電気的構成を示すブロック図である。図５に示すように、ＥＣＵ４０には、検出用受光素子１５および補正用受光素子２０が接続されている。ＥＣＵ４０は、各受光素子１５，２０から入力された検出信号をそれぞれＡＤ変換するＡＤ変換器４１，４２を備えている。また、ＥＣＵ４０には、操作者が手動で操作するＹＥＳスイッチ４４ａ等の操作スイッチを含む操作部４３が接続されている。ＥＣＵ４０には、操作部４３からの操作信号が入力される。
また、ＥＣＵ４０は、加振源としての超音波発振子２３と、磁気吸引機構としての電磁コイル６と、操作者へのメッセージ表示や抗原検出の結果を表示する例えば液晶表示部等の表示部４４と、光学機構４の青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）および赤色ＬＥＤ１８（第２発光素子）と、各ポンプモータ２０１〜２０７とが接続されている。
ＥＣＵ４０は、超音波発振子２３を駆動する駆動部４５と、電磁コイル６を駆動する駆動部４６と、表示部４４を駆動する駆動部４７と、青色ＬＥＤ１４を駆動する駆動部４８と、赤色ＬＥＤ１８を駆動する駆動部４９と、各ポンプモータ２０１〜２０７をそれぞれ駆動する駆動部４０１〜４０７とを備えている。
ＥＣＵ４０は、超音波発振子２３を駆動する駆動部４５と、電磁コイル６を駆動する駆動部４６と、表示部４４を駆動する駆動部４７と、青色ＬＥＤ１４を駆動する駆動部４８と、赤色ＬＥＤ１８を駆動する駆動部４９と、各ポンプモータ２０１〜２０７をそれぞれ駆動する駆動部４０１〜４０７とを備えている。
ＥＣＵ４０は、各工程に応じて対応するポンプモータ２０１〜２０７を駆動する信号を対応する駆動部４０１〜４０７に出力する。また、ＥＣＵ４０は、検出用受光素子１５および補正用受光素子２０からの信号を対応するＡＤ変換器４１，４２を介して入力して、色変化を検出する色変化検出部５０を備えている。
ＥＣＵ４０は、操作部４３からの信号を入力して検査工程を制御する工程制御部５１を備えている。工程制御部５１は、操作部４３からの信号に応じて対応する駆動部４５〜４７を介して超音波発振子２３、電磁コイル６および表示部４４を制御する。また、ＥＣＵ４０は、工程制御部５１からの信号に応じて色変化検出部５０を動作させる。色変化検出部５０は、色変化検出段階において、青色ＬＥＤ１４と赤色ＬＥＤ１８とをそれぞれ駆動するように対応する駆動部４８，４９に駆動信号を出力する。
ＥＣＵ４０は、操作部４３からの信号を入力して検査工程を制御する工程制御部５１を備えている。工程制御部５１は、操作部４３からの信号に応じて対応する駆動部４５〜４７を介して超音波発振子２３、電磁コイル６および表示部４４を制御する。また、ＥＣＵ４０は、工程制御部５１からの信号に応じて色変化検出部５０を動作させる。色変化検出部５０は、色変化検出段階において、青色ＬＥＤ１４と赤色ＬＥＤ１８とをそれぞれ駆動するように対応する駆動部４８，４９に駆動信号を出力する。
次いで、ＥＣＵ４０の動作を示す図６のフローチャートに基づいて、タンパク質検出装置１を用いた検出工程を順次に説明する。本実施形態では、検出工程に用いるＥＬＩＳＡ法が、一次抗体＋抗原＋二次抗体（酵素標識抗体）のサンドイッチ構造を呈する、いわゆるサンドイッチ法である場合に則して説明するが、いわゆる競合法であってもよい。
ステップＳ１では、一方の反応容器６１に抗原（検出対象タンパク質）を含む試料液が投入され、他方の反応容器６１に抗原を含まないブランク液が投入されたカートリッジ６０を装置本体３の保持部２にセットすることを要求する内容のメッセージと、セット後にＹＥＳスイッチ４３ａをオンすることを要求する内容のメッセージとを表示部４４に表示させる。そのメッセージは、例えば、「カートリッジをセットし、セット後、ＹＥＳスイッチを押して下さい。」である。
ステップＳ１では、一方の反応容器６１に抗原（検出対象タンパク質）を含む試料液が投入され、他方の反応容器６１に抗原を含まないブランク液が投入されたカートリッジ６０を装置本体３の保持部２にセットすることを要求する内容のメッセージと、セット後にＹＥＳスイッチ４３ａをオンすることを要求する内容のメッセージとを表示部４４に表示させる。そのメッセージは、例えば、「カートリッジをセットし、セット後、ＹＥＳスイッチを押して下さい。」である。
メッセージに応じて、操作者が、カートリッジ押さえ板１３を取り外した状態で、カートリッジ受け板１２の保持部２に、カートリッジ６０をセットする（カートリッジセット工程に相当）。
ステップＳ２では、操作者によるＹＥＳスイッチ４３ａの押下を待ち、ステップＳ２において、ＹＥＳスイッチ４３ａのオンの入力が確認されると（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。
ステップＳ２では、操作者によるＹＥＳスイッチ４３ａの押下を待ち、ステップＳ２において、ＹＥＳスイッチ４３ａのオンの入力が確認されると（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。
ステップＳ３では、光学機構４が駆動される。具体的には、青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）および赤色ＬＥＤ１８（第２発光素子）を交互に駆動する。このとき、青色ＬＥＤ１４の駆動時には、検出用受光素子１５による青色ＬＥＤ１４からの青色光Ｂの受光量が一定になるようにフィードバック制御が実施される。また、赤色ＬＥＤ１８の駆動時には、補正用受光素子２０による赤色ＬＥＤ１８からの赤色光Ｒの受光量が一定になるようにフィードバック制御が実施される。
青色ＬＥＤ１４の駆動時に、検出用受光素子１５による青色ＬＥＤ１４からの青色光（第１照射光）Ｂの検出受光量が基準値Ｂ０として記憶される。赤色ＬＥＤ１８の駆動時に、補正用受光素子２０による赤色ＬＥＤ１８からの赤色光（第２照射光）Ｒの検出受光量が基準値Ｒ０として記憶される。
ステップＳ４では、第１ポンプ１０１が駆動されて、第１タンク３０１に収容された一次抗体含有液８２が、図７（ａ）に示すように、反応容器６１に供給される（一次抗体供給工程に相当）。一次抗体８１は、一次抗体含有液８２に含まれる多数の磁性ビーズ８３の表面に予め固相化されている。
ステップＳ４では、第１ポンプ１０１が駆動されて、第１タンク３０１に収容された一次抗体含有液８２が、図７（ａ）に示すように、反応容器６１に供給される（一次抗体供給工程に相当）。一次抗体８１は、一次抗体含有液８２に含まれる多数の磁性ビーズ８３の表面に予め固相化されている。
次いで、ステップＳ５では、例えば電磁コイル６をオフした状態（或いは電磁コイル６をオンして磁性ビーズ８３を磁気吸引して図８に示すように周側壁７７に保持した状態でも可）で加振機構５の超音波発振子２３を所定時間だけ駆動し、反応容器６１を加振する。すなわち、加振機構５の超音波発振子２３の超音波振動を超音波ホーン２４を介して反応容器６１に伝搬させて、反応容器６１を加振し、反応容器６１内で抗原が抗体８１に結合する抗原抗体反応を促進する。
次いで、ステップＳ６では、電磁コイル６をオンして磁性ビーズ８３を磁気吸引して図８に示すように周側壁７７に保持した状態で、ステップＳ７において、第２ポンプ１０２（第２ポンプモータ２０２）および加振機構５の超音波発振子２３を駆動し、第１洗浄液を反応容器６１に送給するとともに、反応容器６１を加振する。すなわち、磁気吸引機構としての電磁コイル６をオンして、磁気吸引力により、磁性ビーズを反応容器６１の周側壁７７（第２部分）に保持した状態で、加振機構５の超音波発振子２３の超音波振動を超音波ホーン２４を介して反応容器６１に伝搬させて、反応容器６１を加振し、反応容器６１内の洗浄を促進する（第１洗浄工程に相当）。
前記第１洗浄工程の実施により、磁性ビーズ８３に固相化された一次抗体８１に結合した抗原だけを残す。反応容器６１内の第１洗浄液は、反応しなかった抗原とともに廃液として排出路６８を介して廃液貯蔵部６９に排出される。
次いで、ステップＳ８では、第３ポンプ１０３（第３ポンプモータ２０３）を駆動し、酵素で標識された酵素標識抗体である二次抗体を含む二次抗体含有液を反応容器６１に供給する（二次抗体含有液供給工程に相当）。
次いで、ステップＳ８では、第３ポンプ１０３（第３ポンプモータ２０３）を駆動し、酵素で標識された酵素標識抗体である二次抗体を含む二次抗体含有液を反応容器６１に供給する（二次抗体含有液供給工程に相当）。
次いで、ステップＳ９では、例えば電磁コイル６をオフした状態（オンした状態でも可）で加振機構５の超音波発振子２３を所定時間だけ駆動し、反応容器６１を加振する。
すなわち、加振により、反応容器６１内で二次抗体（酵素標識抗体）が、一次抗体８１（キャプチャー抗体）に結合した抗原を認識し、認識した抗原に結合することが促進される（抗原認識工程に相当）。
すなわち、加振により、反応容器６１内で二次抗体（酵素標識抗体）が、一次抗体８１（キャプチャー抗体）に結合した抗原を認識し、認識した抗原に結合することが促進される（抗原認識工程に相当）。
次いで、ステップＳ１０では、電磁コイル６をオンした状態で、第４ポンプ１０４（第４ポンプモータ２０４）および加振機構５の超音波発振子２３を駆動し、第２洗浄液を反応容器６１に送給するとともに、反応容器６１を加振する。すなわち、磁気吸引機構としての電磁コイル６をオンして、磁気吸引力により、図８に示すように磁性ビーズを反応容器６１の周側壁７７（第２部分）に保持した状態で、加振機構５の超音波発振子２３の超音波振動を超音波ホーン２４を介して反応容器６１に伝搬させて、反応容器６１を加振し、反応容器６１内の洗浄を促進する（第２洗浄工程に相当）。
前記第２洗浄工程の実施により、磁性ビーズ８３に固相化された一次抗体８１に結合した抗原に結合した二次抗体だけを残す。反応容器６１内の第２洗浄液は、抗原に結合しなかった余分な二次抗体とともに廃液として排出路６８を介して廃液貯蔵部６９に排出される。
次いで、ステップＳ１１では、第５ポンプ１０５（第５ポンプモータ２０５）を駆動し、第５タンク３０５から、前記標識酵素の酵素基質である発色基質を含む発色基質含有液を反応容器６１に供給する（発色基質供給工程に相当）。
次いで、ステップＳ１１では、第５ポンプ１０５（第５ポンプモータ２０５）を駆動し、第５タンク３０５から、前記標識酵素の酵素基質である発色基質を含む発色基質含有液を反応容器６１に供給する（発色基質供給工程に相当）。
次いで、ステップＳ１２では、例えば電磁コイル６をオフした状態（オンした状態でも可）で加振機構５の超音波発振子２３を所定時間だけ駆動し、反応容器６１を加振する。前記発色基質を用いて、反応容器６１内で酵素反応を行わせ、加振により酵素反応を促進する。酵素反応による反応物が例えば黄色に発色する。
次いで、ステップＳ１３において、光学機構４を駆動し、発色後の各照射光Ｂ，Ｌの受光量を検出する。具体的には、磁気吸引機構としての電磁コイル６をオンし、磁気吸引力により、図８に示すように、磁性ビーズ８３を反応容器６１の底壁７６（第１部分）から退避させて（すなわち透過光路ＴＫから退避させて）周側壁７７（第２部分）に保持した状態で、光学機構４を駆動する。
次いで、ステップＳ１３において、光学機構４を駆動し、発色後の各照射光Ｂ，Ｌの受光量を検出する。具体的には、磁気吸引機構としての電磁コイル６をオンし、磁気吸引力により、図８に示すように、磁性ビーズ８３を反応容器６１の底壁７６（第１部分）から退避させて（すなわち透過光路ＴＫから退避させて）周側壁７７（第２部分）に保持した状態で、光学機構４を駆動する。
青色ＬＥＤ１４（第１発光素子）と赤色ＬＥＤ１８（第２発光素子）とが、交互に駆動され、各照射光Ｂ，Ｌの受光量が測定する毎に記憶される。そして、測定ｎ( ｎは予め定められる) 回目における検出用受光素子１５による青色ＬＥＤ１４からの青色光（第１照射光）Ｂの検出受光量Ｂｎが記憶される。また、測定ｎ回目における補正用受光素子２０による赤色ＬＥＤ１８からの赤色光（第２照射光）Ｒの検出受光量Ｒｎが記憶される。
なお、青色ＬＥＤ１４の駆動時には、検出用受光素子１５による青色ＬＥＤ１４からの青色光Ｂの受光量が一定になるようにフィードバック制御が実施される。また、赤色ＬＥＤ１８の駆動時には、補正用受光素子２０による赤色ＬＥＤ１８からの赤色光Ｒの受光量が一定になるようにフィードバック制御が実施される。
次いで、ステップＳ１４において、測定ｎ回目における色変化の程度Ａｎ（吸光度の変化に相当）を、下記式（１）に基づいて算出する。
次いで、ステップＳ１４において、測定ｎ回目における色変化の程度Ａｎ（吸光度の変化に相当）を、下記式（１）に基づいて算出する。
Ａｎ＝（Ｂn ／Ｂ０）／（Ｒｎ／Ｒ０） …（１）
次いで、ステップＳ１５において、検出した色変化の程度Ａｎを閾値Ｆ１と比較する。ステップＳ１５において、検出した色変化の程度Ａｎが閾値Ｆ１を以上である（Ａｎ≧Ｆ１）と判断された場合（ステップＳ１５においてＹＥＳの場合）には、ステップＳ１６に進んで、表示部４４に、例えば「抗原が検出されました」等、抗原検出の旨を表示した後、処理を終了する。
次いで、ステップＳ１５において、検出した色変化の程度Ａｎを閾値Ｆ１と比較する。ステップＳ１５において、検出した色変化の程度Ａｎが閾値Ｆ１を以上である（Ａｎ≧Ｆ１）と判断された場合（ステップＳ１５においてＹＥＳの場合）には、ステップＳ１６に進んで、表示部４４に、例えば「抗原が検出されました」等、抗原検出の旨を表示した後、処理を終了する。
ステップＳ１５において、検出した色変化の程度Ａｎが閾値Ｆ１未満である（Ａｎ＜Ｆ１）と判断された場合（ステップＳ１５においてＮＯの場合）には、ステップＳ１７に進んで、表示部４４に、例えば「抗原が検出されませんでした」等、抗原非検出の旨を表示した後、処理を終了する。
本実施形態によれば、カートリッジ６０を装置本体３の保持部２に保持したままで、抗原抗体反応の促進や洗浄の促進のために反応容器６１を加振することができるので、検査効率が格段に向上する。また、加振機構５が、透過光路ＴＫを取り囲む環状をなして配置されるので、小型化を達成することができる。
本実施形態によれば、カートリッジ６０を装置本体３の保持部２に保持したままで、抗原抗体反応の促進や洗浄の促進のために反応容器６１を加振することができるので、検査効率が格段に向上する。また、加振機構５が、透過光路ＴＫを取り囲む環状をなして配置されるので、小型化を達成することができる。
また、色変化を検出する段階で、磁気吸引した磁性ビーズ８３を透過光路ＴＫが通過する第１部分（底壁７６）から退避させて第２部分（周側壁７７）に保持しておくことにより、発光部（第１発光素子としての青色ＬＥＤ１４、第２発光素子としての赤色ＬＥＤ１８）からの照射光を磁性ビーズ８３に邪魔されることなく受光部（検出用受光素子１５）で受光して、色変化を精度良く検出することができる。また、洗浄液で反応容器６１を洗浄をするときに、磁性ビーズ８３を磁気吸引して第２部分（周側壁７７）に保持しておくことができる。
また、磁気吸引機構としての電磁コイル６のオンオフにより、容易に、磁性ビーズ８３を第１部分（底壁７６）から退避させたり、退避を解除したりすることができる。
また、反応容器６１の円錐テーパ状の周側壁７７に、加振機構５の超音波ホーン２４の円錐テーパ状の伝達面２４ｂを沿わせることで、小型でも広い面積の伝達面２４ｂを得て強力な加振を行うことができる。
また、反応容器６１の円錐テーパ状の周側壁７７に、加振機構５の超音波ホーン２４の円錐テーパ状の伝達面２４ｂを沿わせることで、小型でも広い面積の伝達面２４ｂを得て強力な加振を行うことができる。
また、加振機構５を弾性部材（圧縮コイルばね２５）によって弾性支持することより、寸法精度のばらつきに拘らず、超音波ホーン２４の伝達面２４ｂを反応容器６１の周側壁７７に確実に面接触させて十分な加振を行い、確実に反応効率や洗浄効率を向上させて、検査効率を向上することができる。
また、光学機構４において、第１発光素子（青色ＬＥＤ１４）と第２発光素子（赤色ＬＥＤ１８）とを交互に間欠的に発光させて、第１照射光（青色光Ｂ）および第２照射光（赤色光Ｒ）を共通の検出用受光素子１５と共通の補正用受光素子２０とで受光するので、構造を簡素化して装置を小型化することができる。
また、光学機構４において、第１発光素子（青色ＬＥＤ１４）と第２発光素子（赤色ＬＥＤ１８）とを交互に間欠的に発光させて、第１照射光（青色光Ｂ）および第２照射光（赤色光Ｒ）を共通の検出用受光素子１５と共通の補正用受光素子２０とで受光するので、構造を簡素化して装置を小型化することができる。
また、式（１）を用い、色変化により吸光度が変化する第１照射光（青色光Ｂ）の受光量の変化と、色変化により吸光度が変化しない第２照射光（赤色光Ｒ）の受光量の変化との比較に基づいて、色変化を検出する。したがって、外乱の影響を抑制して、色変化を精度良く検出でき、精度の良い抗原検出が可能となる。
次いで、図９および図１０は本発明の別の実施形態を示している。図９および図１０に示す本実施形態が、図４の第１実施形態と主に異なるのは、図４の実施形態では、磁気吸引機構としてオンオフ制御される電磁コイル６を用いるのに対して、本第２実施形態では、図９および図１０に示すように、環状の永久磁石６Ａと永久磁石６Ａを変位させる駆動部材としてのソレノイド９４とを含む磁気吸引機構を用いている点にある。
次いで、図９および図１０は本発明の別の実施形態を示している。図９および図１０に示す本実施形態が、図４の第１実施形態と主に異なるのは、図４の実施形態では、磁気吸引機構としてオンオフ制御される電磁コイル６を用いるのに対して、本第２実施形態では、図９および図１０に示すように、環状の永久磁石６Ａと永久磁石６Ａを変位させる駆動部材としてのソレノイド９４とを含む磁気吸引機構を用いている点にある。
具体的には、底壁７６Ａの中央部７６１が、透過光路ＴＫが通過する第１部分を構成し、底壁７６Ａにおいて中央部７６１を取り囲む環状部７６２が、第２部分を構成している。永久磁石６Ａは、超音波ホーン２４、超音波発振子２３およびホルダ２２を挿通して底壁７６Ａの環状部７６２（第２部分）に対する距離を変更可能である。
また、永久磁石６Ａを図１２に示すように第２部分（環状部７６２）に対して近接する位置と、図９に示すように第２部分（環状部７６２）から離隔させる位置とに移動させせるように、ＥＣＵ４０が、ソレノイド９４を駆動制御する。
また、永久磁石６Ａを図１２に示すように第２部分（環状部７６２）に対して近接する位置と、図９に示すように第２部分（環状部７６２）から離隔させる位置とに移動させせるように、ＥＣＵ４０が、ソレノイド９４を駆動制御する。
ソレノイド９４は伸縮可能な制御棒９５を備えており、制御棒９５は、第１連結アーム９６および第２連結アーム９７を介して永久磁石６Ａを一体移動可能に連結している。第１連結アーム９６は、光路形成筒３１を挿通する長手方向の溝９８を挿通しており、第２連結アーム９７は、光路形成筒３１内およびホルダ２２内に配置されている。
図９および図１０の実施形態の構成要素において、図４の実施形態と同じ構成要素には、図４の実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
図９および図１０の実施形態の構成要素において、図４の実施形態と同じ構成要素には、図４の実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
本実施形態によれば、第２部分（底壁７６Ａの環状部６７２）に対して永久磁石６Ａによる強力な磁場を作用させて、磁性ビーズ８３を確実に第１部分（底壁７６Ａの中央部７６１）から退避させて第２部分（底壁７６Ａの環状部６７２）に保持することができる。 図９、図１０の実施形態の変更例として、図示していないが、駆動部材として、ソレノイドに代えて、ＥＣＵにより駆動制御される電動モータを用いてもよい。この場合、電動モータの回転を直線運動に変換する運動変換機構（例えばボールねじ機構）の出力（直線運動）を永久磁石に伝達する。例えば軸方向移動が規制されたねじ軸を電動モータにより回転駆動することにより、回転が規制され且つ軸方向移動が許容されたボールナットを軸方向に移動させて、ボールナットと軸方向に一体移動可能な永久磁石を変位させる。
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、第１照射光は、色変化により吸光度が変化する照射光であれば青色光以外の色の照射光を用いてもよい。また、第２照射光は、色変化により吸光度が変化しない照射光であれば赤色光以外の色の照射光を用いてもよい。
また、色変化の程度Ａｎ’（吸光度の変化に相当）を常用対数の式である下記式（２）に基づいて算出してもよい。
また、色変化の程度Ａｎ’（吸光度の変化に相当）を常用対数の式である下記式（２）に基づいて算出してもよい。
Ａｎ’＝−ｌｏｇ｛（Ｂn ／Ｂ０）／（Ｒｎ／Ｒ０）｝ …（２）
また、前記実施形態では、各工程が自動で実施されたが、各種の液を供給する工程において、表示部の表示される指示にしたがって、操作者が、手動で液を供給した後、送りスイッチを押下して、次の指示を待つものであってもよい。
また、表示部の少なくとも一部として、抗原が検出された場合に、その旨を点灯により表示するランプを用いてもよい。
また、前記実施形態では、各工程が自動で実施されたが、各種の液を供給する工程において、表示部の表示される指示にしたがって、操作者が、手動で液を供給した後、送りスイッチを押下して、次の指示を待つものであってもよい。
また、表示部の少なくとも一部として、抗原が検出された場合に、その旨を点灯により表示するランプを用いてもよい。
１…タンパク質検出装置、２…保持部、３…装置本体、４…光学機構、５…加振機構、６…電磁コイル（磁気吸引機構）、６Ａ…磁気吸引機構、６Ａ１…永久磁石、６Ａ２…ソノレイド（駆動部材）、７ベース、８…側枠、９…第１支持板、１０…第２支持板、１１…カートリッジ受け板、１２…カートリッジ押さえ板、１４…青色ＬＥＤ（第１発光素子）、１５…検出用受光素子、１６…挿通孔、１７…光形成ブロック、１８…赤色ＬＥＤ（第２発光素子）、１９…ダイクロイックミラー、２０…補正用受光素子、２１…ハーフミラー、２２…ホルダ、２３…超音波発振子、２４…超音波ホーン、２４ａ…中心孔、２４ｂ…伝達面、２５…圧縮コイルばね（惰性部材）、３１…光路形成筒、４０…ＥＣＵ（制御部）、４３…操作部、４３ａ…ＹＥＳスイッチ、４４…表示部、５０…色変化検出部、５１…工程検出部、６０…カートリッジ、６１…反応容器、６２…一次抗体含有液供給路、６３…第１洗浄液供給路、６４…二次抗体含有液供給路、６５…第２洗浄液供給路、６６…発色基質含有液供給路、６７…試料供給路、６２ａ〜６７ａ…液体挿入孔、６８…排出路、６９…廃液貯蔵部、７０…凸部、７１…液路、７２…チューブ、７５…共通供給路、７６…底壁（第１部分）、７７…周側壁（第２部分）、７６Ａ…底壁、７６１…中央部（第１部分）、７６２…環状部（第２部分）、８１…一次抗体、８２…一次抗体含有液、８３…磁性ビーズ、８３ａ…表面、１０１〜１０７…第１〜第７ポンプ、２０１〜２０７…第１〜第７ポンプモータ、３０１，３０７…第１〜第７タンク、Ｂ…青色光（第１照射光）、Ｒ…赤色光（第２照射光）、ＴＫ…透過光路、ＨＫ…反射光路
Claims (7)
- 透光可能な透過光路と前記透過光路が通過する第１部分と前記第１部分を取り囲む第２部分とを有する反応容器であって、表面に一次抗体が固相化された多数の磁性ビーズが分散された液が収容される反応容器の、前記透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構と、
前記磁性ビーズを磁気吸引することにより、前記磁性ビーズを前記第１部分から退避させて前記第２部分に保持する磁気吸引機構と、
前記透過光路に沿って照射光を発する発光部と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部と、を含む光学機構と、
前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部と、を備え、
前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光を発する前記発光部としての第１発光素子と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光を発する前記発光部としての第２発光素子と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての検出用受光素子と、を含み、
前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。 - 請求項１記載のタンパク質検出装置において、前記磁気吸引機構は、オンオフされる電磁コイルを含むタンパク質検出装置。
- 請求項１記載のタンパク質検出装置において、前記磁気吸引機構は、前記第２部分に対する距離を変更可能な永久磁石と、前記永久磁石を前記第２部分に対して遠近させる駆動部材と、を含むタンパク質検出装置。
- 透光可能な反応容器の透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構と、
前記透過光路に沿って照射光を発する発光部と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部と、を含む光学機構と、
前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部と、を備え、
前記反応容器は、底壁と、前記底壁を取り囲む円錐テーパ状の周側壁と、を有し、
前記加振機構は、前記透過光路を取り囲む環状をなす加振源としての超音波発振子と、前記透過光路を取り囲む環状をなし前記超音波発振子からの超音波を伝達する超音波ホーンと、を含み、
前記超音波ホーンは、前記周側壁に沿う円錐テーパ状の伝達面を含み、
前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光を発する前記発光部としての第１発光素子と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光を発する前記発光部としての第２発光素子と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての検出用受光素子と、を含み、
前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。 - 請求項４記載のタンパク質検出装置において、前記反応容器を有するカートリッジを取り外し可能に保持する保持部を含む装置本体と、前記装置本体によって支持されて前記加振機構を支持する弾性部材とを備えるタンパク質検出装置。
- 透光可能な反応容器の透過光路を取り囲む環状をなし前記反応容器に超音波を伝達して前記反応容器を加振する加振機構と、
前記反応容器の前記透過光路に沿って照射光を発光する発光部と、前記透過光路の終端に配置され前記透過光路を介して前記照射光を受光する受光部と、を含む光学機構と、
前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を発色基質による色変化の程度として検出する色変化検出部と、
前記光学機構および前記加振機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記光学機構は、前記色変化により吸光度が変化する第１照射光を発する前記発光部としての第１発光素子と、前記色変化により吸光度が変化しない第２照射光を発する前記発光部としての第２発光素子と、前記透過光路の終端に設けられた前記受光部としての唯一の検出用受光素子と、を含み、
前記制御部は、前記第１発光素子と前記第２発光素子とを交互に発光させ、
前記色変化検出部は、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度を算出するタンパク質検出装置。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。 - 発光部からの照射光を透光可能な透過光路と前記透過光路が通過する第１部分と前記第１部分を取り囲む第２部分とを有する反応容器に対して前記透過光路を取り囲む環状をなす加振機構により超音波を伝達して前記反応容器を加振しつつ、前記反応容器内で液中に分散された多数の磁性ビーズの表面に固相化された一次抗体に抗原を結合させる一次抗体結合工程と、
前記一次抗体結合工程の後で、前記加振機構により前記反応容器を加振しつつ、前記反応容器内で前記一次抗体に結合された前記抗原に二次抗体を結合させる二次抗体結合工程と、
前記二次抗体結合工程の後で、前記加振機構により前記反応容器を加振しつつ、前記抗原に結合された前記二次抗体と発色基質とを反応させる発色工程と、
前記発色工程の後で、前記磁性ビーズを磁気吸引することにより、前記磁性ビーズを前記第１部分から退避させた状態で、前記反応容器内での抗原抗体反応の程度を色変化の程度として検出する色変化検出工程と、を含み、
前記色変化検出工程では、前記色変化によって吸光度が変化する第１照射光を前記透過光路に沿って発する前記発光部としての第１発光素子と、前記色変化によって吸光度が変化しない第２照射光を前記透過光路に沿って発する前記発光部としての第２発光素子と、前記透過光路の終端に設けられた受光部としての検出用受光素子とが用いられ、（Ｂn ／Ｂ０）の値と（Ｒｎ／Ｒ０）の値との比較に基づいて色変化の程度が算出されるタンパク質検出方法。
ただし、Ｂｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量であり、Ｂ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値であり、Ｒｎは、色変化後の前記検出用受光素子による第２照射光の検出受光量であり、Ｒ０は、色変化前の前記検出用受光素子による第１照射光の検出受光量に相当する基準値である。
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