JP6434114B1 - 測定方法および測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
検体に含まれる被検出物質と試薬との少なくとも一方を収容可能な複数のチャンバ(310)と、被検出物質を複数のチャンバ(310)間で移送するための通路(330)とが、検体の注入口から被検出物質の測定部位に至る経路を少なくとも構成するように形成されたカートリッジ(300)を用いて被検出物質を測定する方法であって、カートリッジ(300)を回転軸(11)回りに回転させることにより、測定処理の少なくとも一部を実行し、カートリッジ(300)を回転軸(11)回りに回転させることにより測定位置に移動された被検出物質を測定部により測定し、カートリッジ(300)を回転軸(11)回りに回転させることにより、各々のチャンバ(310)および通路(330)のうち複数の監視対象(MT)を、順次、情報取得部の監視位置(91)に移動させ、測定処理中において、監視位置(91)に移動された複数の監視対象(MT)の情報を、それぞれ情報取得部により取得する。
図1を参照して、本実施形態による測定装置の概要について説明する。
上記構成例では、監視対象MTを撮像することによって、監視対象MTの状況を画像22から確認できるようにした例を示したが、撮像以外の手法によって、監視対象MTの状況を表す情報を取得する構成であっても良い。
図3〜図7を参照して、カートリッジ300を用いる測定装置100の具体的な構成例を示す。図3〜図7に示す例では、測定装置100は、抗原抗体反応を利用して検体中の被検出物質を検出し、検出結果に基づいて被検出物質を測定する免疫測定装置である。測定装置100は、ディスク型のカートリッジであるカートリッジ300(図8参照)を用いて測定を行う。
図5を参照して、測定装置100の内部構造について説明する。測定装置100は、カートリッジ300を用いて検体の測定を行うための測定機構110を備える。
次に、カートリッジ300の具体的な構成例を説明する。図8の例では、カートリッジ300は、板状かつ円盤形状の基板301により構成されたディスク型のカートリッジである。カートリッジ300内の各部は、基板301に形成された貫通穴部と、基板301の両面において、貫通穴部を含む全面をそれぞれ覆う図示しないフィルムとが、貼り合わされることにより形成される。基板301に貼り合わされたフィルムは、透光性を有する部材により構成される。基板301は、後述するヒータ113によるカートリッジ300の温度調節が容易となるような厚みを有する。たとえば、基板301の厚みは、数ミリとされ、具体的には約1.2mmとされる。
図8の構成例では、カートリッジ300に識別子400が設けられている。識別子400は、撮像により情報の読み取りが可能な情報記録媒体である。図8では、識別子400は、二次元コードである。識別子400は、二次元コードが印字されたラベルを貼付するか、または、カートリッジ300の表面に二次元コードが直接印刷されることにより、カートリッジ300に設けられる。識別子400はバーコードであってもよい。
図5に示した通り、撮像部20は、カートリッジ300の表面に対して対向する位置に設けられている。そのため、図10に示すように、撮像範囲21は、回転による監視対象MTの円周状の移動経路上に配置されている。これにより、撮像範囲21をカートリッジ300に対して移動させなくても、カートリッジ300を1回転させる間には、確実に監視対象MTを撮像範囲21に位置付けることができる。そして、監視対象MTと向かい合う方向から監視対象MTの画像22を取得できるので、監視対象MTの状況を容易に確認可能な画像22を取得できる。図10の二点鎖線部は、それぞれの監視対象MTを撮像範囲21に移動させた場合の、撮像範囲21と監視対象MTとの相対位置関係を示すために便宜的に設けたものであり、撮像範囲21が移動することを示すものではない。
次に、測定処理における監視対象MTの画像22に基づく画像解析の例を説明する。
次に、図21を参照して、測定装置100の動作について説明する。以下の説明において、測定装置100の構造については図5を参照するものとする。カートリッジ300の構造については図8を参照するものとする。
図23では、解析部142により取得した情報が異常を示す場合に、測定結果を出力することなく測定処理を中止する制御を行う例を示したが、図24の例では、解析部142により取得した情報が異常を示す場合にも測定結果を出力するようにしている。
図6では、測定装置100が画像解析を行う解析部142を備える例を示したが、図25では、測定装置100の外部の解析装置700によって画像解析を行う例を示す。
図10では、1つの撮像部20および1つの撮像範囲21を設けた例を示したが、図26では、複数の撮像部20により複数の撮像範囲21を設ける例を示す。図26では、測定装置100が、2つの撮像部20aおよび20bを備える。2つの撮像部20aおよび20bは、径方向に並んで配置されている。このため、図26では、2つの撮像部20aおよび20bの各々により、2つの撮像範囲21aおよび21bがカートリッジ300の表面上に設定されている。径方向外側の撮像部20aによる撮像範囲21aは、図10に示した例と同様の位置に設定されている。径方向内側の撮像部20bによる撮像範囲21bは、試薬を収容する各収容部341の移動経路を含むように、回転軸11から距離L3以上L4以下(ただし、L4<L1、L3<L4)の範囲R2に設定されている。この場合、監視対象MTは、試薬の収容部341および封止体350を含みうる。
図10では、撮像部20が識別子400を撮像することにより、情報の読み取りを行う例を示したが、別途、識別子400の読み取り専用の読取部を設けてもよい。この場合、識別子400は、カートリッジ300に設けられていてもよいし、カートリッジ300とは別体でカートリッジ300に添付される形態でもよい。
図10では、ディスク型のカートリッジ300を用いる例を示したが、図28では、ディスク型のカートリッジ300に代えて、矩形板状のカートリッジ300aが用いられる。その他の構成については、上記実施形態の具体的構成例と同様である。
Claims (51)
- 検体に含まれる被検出物質と試薬との少なくとも一方を収容可能な複数のチャンバと、前記被検出物質を前記複数のチャンバ間で移送するための通路とが、検体の注入口から前記被検出物質の測定部位に至る経路を少なくとも構成するように形成されたカートリッジを用いて前記被検出物質を測定する方法であって、
前記カートリッジを回転軸回りに回転させることにより、測定位置に各々の前記チャンバおよび前記通路の少なくともいずれか1つを移動させ、
前記測定位置で測定部により前記被検出物質を測定し、
前記カートリッジを回転軸回りに回転させることにより、各々の前記チャンバおよび前記通路のうち複数の監視対象を、順次、撮像部の撮像範囲内に移動させ、
前記撮像範囲で、前記撮像範囲内に移動された複数の前記監視対象の画像をそれぞれ前記撮像部により取得する、測定方法。 - 前記被検出物質の測定において、前記測定位置に移動された前記被検出物質に由来する光を測定する、請求項1に記載の測定方法。
- 前記画像は、前記カートリッジの表面に対して対向する方向から取得され、
前記撮像範囲は、回転による前記監視対象の円周状の移動経路上に配置されている、請求項1または2に記載の測定方法。 - 前記撮像範囲は、前記回転軸からの距離がL1以上L2以下(ただし、L2>L1)の範囲であり、
前記監視対象は、前記カートリッジにおいて、前記回転軸からの距離がL1以上L2以下の範囲内に設けられている、請求項3に記載の測定方法。 - 前記監視対象は、前記カートリッジにおいて、前記回転軸からの距離が略等しい円弧状に複数配置されている、請求項3または4に記載の測定方法。
- 前記撮像範囲は、少なくとも測定処理中は固定されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の測定方法。
- 前記カートリッジを覆う開閉可能な蓋部に固定された前記撮像部により、前記画像を取得する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の測定方法。
- 前記複数のチャンバは、前記被検出物質と試薬とを混合するための第1チャンバと、前記被検出物質の担体が前記第1チャンバから前記通路を介して移送される第2チャンバとを含み、
前記監視対象は、前記第1チャンバおよび前記通路を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の測定方法。 - 前記第1チャンバの画像中における液体の面積に基づいて、前記第1チャンバ内の前記検体の量および前記第1チャンバ内の前記試薬の量の少なくとも一方に関する情報を取得する、請求項8に記載の測定方法。
- 前記カートリッジの回転により前記第1チャンバ内で前記被検出物質と前記試薬とを攪拌し、
前記第1チャンバの前記画像における濃淡に基づいて、前記被検出物質と前記試薬との混合の均一性に関する情報を取得する、請求項8または9に記載の測定方法。 - 前記監視対象は、前記第1チャンバおよび前記第2チャンバを含み、
前記第1チャンバおよび前記第2チャンバの各々の前記画像中における前記被検出物質を担持する担体の濃淡に基づいて、前記第1チャンバから前記第2チャンバに移送された前記担体の量に関する情報を取得する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の測定方法。 - 前記複数のチャンバは、供給された前記検体を収容するための第3チャンバを含み、
前記監視対象は、前記第3チャンバを含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の測定方法。 - 前記カートリッジを回転させることにより、前記第3チャンバ内の前記検体に含まれる液体成分と固体成分とを分離し、
前記第3チャンバの前記画像における前記固体成分の面積に基づいて、分離状態および前記固体成分の量の少なくとも一方に関する情報を取得する、請求項12に記載の測定方法。 - 前記複数のチャンバは、前記第3チャンバ内で一定量を超えた余剰の前記検体を収容するための第4チャンバを含み、
前記監視対象は、前記第4チャンバを含み、
前記第4チャンバの前記画像に基づいて、前記第4チャンバ内の前記検体の有無に関する情報を取得する、請求項12または13に記載の測定方法。 - 取得した情報に基づいて、前記被検出物質の測定によって得られる測定結果の出力を制御する、請求項9、10、11または13に記載の測定方法。
- 前記取得した情報が異常を示す場合に、
測定結果を出力することなく測定処理を中止する、
異常が発生したことを示す情報を付加して測定結果を出力する、
測定結果を補正して出力する、のいずれかを行う、請求項15に記載の測定方法。 - 前記カートリッジは、撮像により情報の読み取りが可能な識別子を含み、
前記カートリッジの回転により、前記識別子を前記撮像範囲に移動させ、
前記識別子の画像を取得することにより、前記識別子に記録された情報を読み取る、請求項1〜16のいずれか1項に記載の測定方法。 - 前記識別子は、前記カートリッジを用いて測定可能な測定項目を特定するための情報、前記カートリッジ内に収容された前記試薬に関する情報、および、前記カートリッジを特定するための情報、の少なくともいずれかを含む、請求項17に記載の測定方法。
- 前記カートリッジを回転させることにより、複数の前記監視対象を同一の前記撮像範囲内に移動させ、
複数の前記監視対象を含む前記画像を取得する、請求項1〜18のいずれか1項に記載の測定方法。 - 前記検体に含まれる前記被検出物質は、磁性粒子との複合体とされる、請求項1〜19のいずれか1項に記載の測定方法。
- 前記撮像範囲と重なる位置に配置された磁石により前記磁性粒子を集め、
前記カートリッジに対して、前記磁石とは反対側から前記監視対象の画像を取得する、請求項20に記載の測定方法。 - 一連の順番で行われる複数の処理を含む測定処理の過程で、前記監視対象における前記処理と、前記監視対象の前記画像の取得とを、同時にまたは交互に行う、請求項1〜21のいずれか1項に記載の測定方法。
- 前記カートリッジは、前記被検出物質に対する1回分の測定が可能な試薬を収容した収容部を備える、請求項1〜22のいずれか1項に記載の測定方法。
- 前記カートリッジを前記回転軸回りに回転させることにより、測定処理の少なくとも一部を実行する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の測定方法。
- 検体に含まれる被検出物質と試薬との少なくとも一方を収容可能な複数のチャンバと、前記被検出物質を前記複数のチャンバ間で移送するための通路とが、検体の注入口から前記被検出物質の測定部位に至る経路を少なくとも構成するように形成されたカートリッジを、回転軸を中心に回転させる回転機構と、
各々の前記チャンバおよび前記通路のいずれか1つに収容され、前記カートリッジの回転により測定位置に移動された前記被検出物質を測定する測定部と、
各々の前記チャンバおよび前記通路のうち複数の監視対象が、前記カートリッジの回転によって、順次、撮像範囲内に移動され、前記撮像範囲内に移動された複数の前記監視対象の画像をそれぞれ取得する撮像部と、を備える、測定装置。 - 前記測定部は、前記測定位置に移動された前記被検出物質に由来する光を測定する光検出器を含む、請求項25に記載の測定装置。
- 前記撮像部は、前記カートリッジの表面に対して対向する位置に設けられ、
前記撮像範囲は、回転による前記監視対象の円周状の移動経路上に配置されている、請求項25または26に記載の測定装置。 - 前記撮像範囲は、前記カートリッジにおいて前記回転軸からの距離がL1以上L2以下(ただし、L2>L1)の範囲内に設けられた前記監視対象を含むように、前記回転軸からの距離がL1以上L2以下の範囲に設定されている、請求項27に記載の測定装置。
- 前記撮像範囲は、前記カートリッジにおいて、前記回転軸からの距離が略等しい円弧状に配置された複数の前記監視対象の移動経路上に配置されている、請求項27または28に記載の測定装置。
- 前記撮像部は、少なくとも測定処理中は固定されている、請求項25〜29のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記撮像部は、前記カートリッジを覆う開閉可能な蓋部に固定されている、請求項25〜30のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記複数のチャンバは、前記被検出物質と試薬とを混合するための第1チャンバと、前記被検出物質が前記第1チャンバから前記通路を介して移送される第2チャンバとを含み、
前記監視対象は、前記第1チャンバおよび前記通路を含む、請求項25〜31のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記複数のチャンバは、供給された前記検体を収容するための第3チャンバを含み、
前記監視対象は、前記第3チャンバを含む、請求項25〜32のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記回転機構は、前記カートリッジの回転により、前記カートリッジに設けられ撮像により情報の読み取りが可能な識別子を前記撮像範囲に移動させ、
前記撮像部は、前記識別子の画像を取得することにより、前記識別子に記録された情報を読み取る、請求項25〜33のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記識別子は、前記カートリッジを用いて測定可能な測定項目を特定するための情報、前記カートリッジ内に収容された前記試薬に関する情報、および、前記カートリッジを特定するための情報、の少なくともいずれかを含む、請求項34に記載の測定装置。
- 前記回転機構は、前記カートリッジを回転させることにより、複数の前記監視対象を同一の前記撮像範囲内に移動させ、
前記撮像部は、複数の前記監視対象を含む前記画像を取得する、請求項25〜35のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記検体に含まれる前記被検出物質は、磁性粒子との複合体とされる、請求項25〜36のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記撮像範囲と重なる位置に配置され、前記磁性粒子を集める磁石をさらに備え、
前記撮像部は、前記カートリッジに対して、前記磁石とは反対側に配置されている、請求項37に記載の測定装置。 - 撮像された前記画像を外部の解析装置に送信し、解析結果を取得する通信部をさらに備える、請求項25〜38のいずれか1項に記載の測定装置。
- 撮像された前記画像を解析する解析部を備える、請求項25〜38のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記監視対象は、前記被検出物質と試薬とを混合するための第1チャンバを含み、
前記解析部は、前記第1チャンバの画像中における液体の面積に基づいて、前記第1チャンバ内の前記検体の量および前記第1チャンバ内の前記試薬の量の少なくとも一方に関する情報を取得する、請求項40に記載の測定装置。 - 前記監視対象は、前記被検出物質と試薬とを混合するための第1チャンバを含み、
前記回転機構は、前記カートリッジの回転により前記第1チャンバ内で前記被検出物質と前記試薬とを攪拌するように構成され、
前記解析部は、前記第1チャンバの前記画像における濃淡に基づいて、前記被検出物質と前記試薬との混合の均一性に関する情報を取得する、請求項40または41に記載の測定装置。 - 前記監視対象は、前記被検出物質と試薬とを混合するための第1チャンバと、前記被検出物質を担持する担体が前記第1チャンバから前記通路を介して移送される第2チャンバとを含み、
前記解析部は、前記第1チャンバおよび前記第2チャンバの各々の前記画像中における前記担体の濃淡に基づいて、前記第1チャンバから前記第2チャンバに移送された前記担体の量に関する情報を取得する、請求項40〜42のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記監視対象は、前記カートリッジに供給された前記検体を収容するための第3チャンバを含み、
前記回転機構は、前記カートリッジを回転させることにより、前記第3チャンバ内の前記検体に含まれる液体成分と固体成分とを分離するように構成され、
前記解析部は、前記第3チャンバの前記画像における前記固体成分の面積に基づいて、分離状態および前記固体成分の量の少なくとも一方に関する情報を取得する、請求項40〜43のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記監視対象は、前記第3チャンバ内で一定量を超えた余剰の前記検体を収容するための第4チャンバを含み、
前記解析部は、前記第4チャンバの前記画像に基づいて、前記第4チャンバ内の前記検体の有無に関する情報を取得する、請求項44に記載の測定装置。 - 前記解析部により取得した情報に基づいて、前記被検出物質の測定によって得られる測定結果の出力を制御する制御部をさらに備える、請求項40〜45のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記制御部は、前記取得した情報が異常を示す場合に、
測定結果を出力することなく測定処理を中止する、
異常が発生したことを示す情報を付加して測定結果を出力する、
測定結果を補正して出力する、のいずれかの制御を行う、請求項46に記載の測定装置。 - 一連の順番で行われる複数の処理を含む測定処理の過程で、前記撮像部は、前記監視対象の前記画像の取得を、前記監視対象における前記処理と同時にまたは交互に行う、請求項25〜47のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記回転機構は、前記カートリッジを、前記回転軸を中心に回転させることにより、測定処理の少なくとも一部を実行するように構成されている、請求項25〜48のいずれか1項に記載の測定装置。
- 検体に含まれる被検出物質と試薬との少なくとも一方を収容可能な複数のチャンバと、前記被検出物質を前記複数のチャンバ間で移送するための通路とが、検体の注入口から前記被検出物質の測定部位に至る経路を少なくとも構成するように形成されたカートリッジを用いて前記被検出物質を測定する方法であって、
前記カートリッジを回転軸回りに回転させることにより、測定処理の少なくとも一部を実行し、
前記カートリッジを前記回転軸回りに回転させることにより測定位置に移動された前記被検出物質を測定部により測定し、
前記カートリッジを前記回転軸回りに回転させることにより、各々の前記チャンバおよび前記通路のうち複数の監視対象を、順次、情報取得部の監視位置に移動させ、
前記測定処理中において、前記監視位置に移動された前記複数の監視対象の情報を、それぞれ前記情報取得部により取得する、測定方法。 - 検体に含まれる被検出物質と試薬との少なくとも一方を収容可能な複数のチャンバと、前記被検出物質を前記複数のチャンバ間で移送するための通路とが、検体の注入口から前記被検出物質の測定部位に至る経路を少なくとも構成するように形成されたカートリッジを、回転軸を中心に回転させることにより、測定処理の少なくとも一部を実行する回転機構と、
各々の前記チャンバおよび前記通路のうちの複数の監視対象の情報を取得する情報取得部と、
前記回転機構による前記カートリッジの回転により測定位置に移動された前記被検出物質を測定する測定部とを備え、
前記情報取得部は、前記測定処理中において、複数の前記監視対象が、前記カートリッジの回転によって、順次、監視位置に移動され、前記監視位置に移動された複数の前記監視対象の情報をそれぞれ取得する、測定装置。
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