JP6457451B2 - 検出装置および検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検物質の検出を行う検出装置および検出方法に関する。

特許文献１には、ディスクの回転により生じる遠心力と磁力とを利用して、カートリッジの１つのチャンバから隣のチャンバへと磁性粒子を移送する方法が開示されている。

具体的には、図２５（ａ）に示すように、ディスクに例示される回転体は、隣り合う２つのチャンバ６１１、６１２を備えている。チャンバ６１１、６１２は、回転体の内周側に配置された連結部６１３で連結されている。図２５（ａ）に示す状態から回転体が回転されて、図２５（ｂ）に示すように、チャンバ６１１に繋がる連結部６１３の位置に磁石６２０が位置付けられる。磁石６２０は、回転体の上方で固定されている。磁石６２０により、チャンバ６１１に収容された磁性粒子６３０が、チャンバ６１１から連結部６１３へと吸い寄せられる。次に、回転体が低速で回転されて、図２５（ｃ）に示すように、磁石６２０に吸い寄せられた磁性粒子６３０が、チャンバ６１２に対応する連結部６１３の位置へと移動する。その後、回転体が高速で回転されて、図２５（ｄ）に示すように、磁性粒子６３０が、遠心力により連結部６１３からチャンバ６１２へと移動する。

米国特許第８９５１４１７号明細書

上記特許文献１の方法では、チャンバ６１１に収容された磁性粒子６３０を磁石６２０の磁力で連結部６１３へと吸い寄せる構成であるため、一部の磁性粒子６３０が連結部６１３へと移動する途中で、チャンバ６１１に取り残されることが起こり得る。また、磁石６２０から磁性粒子６３０に及ぶ磁力は距離が離れるほど小さくなるため、磁石６２０から距離が離れた位置の磁性粒子６３０は、磁石６２０から十分な磁力が与えられずに、チャンバ６１１内に取り残されることが起こり得る。このように、磁性粒子がチャンバに取り残されると、磁性粒子に結合した被検物質の一部が検出されなくなり、被検物質の検出精度が低下する結果となり得る。

本発明の第１の態様は、複数のチャンバと複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジ内で磁性粒子を複数のチャンバを経由して移送することにより、磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、複合体の標識物質に基づいて被検物質を検出する検出装置に関する。本態様に係る検出装置は、回転軸を中心にカートリッジを回転させるための回転機構と、チャンバ内の磁性粒子を集めるための磁石と、回転軸を中心とする円の円周方向とは異なる方向に、磁石を移動させる移動機構と、被検物質を検出するための検出部と、カートリッジと磁石の相対位置を変化させて磁石により集められた磁性粒子を相対位置の変化に沿って一のチャンバから他のチャンバに移送するように、カートリッジを回転させて前記相対位置を変化させるように回転機構を制御し、磁石を移動させて前記相対位置を変化させるように移動機構を制御する制御部と、を備える。

本態様に係る検出装置において、カートリッジとは、被検物質の検出に必要な機能をまとめた交換可能な部品のことである。チャンバとは、被検物質と所定の試薬により調製された試料を収容するためにカートリッジに設けられた収容部のことである。チャンバ内には常に液体が入っていなくてもよく、チャンバは、液体を収容するために空間的な広がりを有していればよい。チャネルとは、磁性粒子を移送させるためにカートリッジに設けられた通路のことである。回転機構は、たとえば、モータを含み、モータを駆動することにより、カートリッジを回転させる。磁石は、たとえば、永久磁石を含む。移動機構は、たとえば、モータを含み、モータを駆動することにより磁石を移動させる。検出部は、たとえば、光検出器により構成される。制御部は、たとえば、演算処理部と記憶部を含む。回転機構と移動機構のうち、移動機構のみが駆動されれば、円周方向とは異なる方向に、磁石とカートリッジの相対位置が変化する。回転機構と移動機構のうち、回転機構のみが駆動されれば、円周方向に、磁石とカートリッジの相対位置が変化する。

本態様に係る検出装置によれば、移動機構および回転機構を駆動することにより、カートリッジの所定の位置に磁石を位置付けることができる。したがって、磁石が所定のチャンバに位置付けられれば、このチャンバ内のどの位置においても磁性粒子と磁石との距離が縮まるため、このチャンバ内の全ての磁性粒子に十分な磁力を付与できる。よって、チャンバ内の磁性粒子を確実に磁石の位置に集めることができる。また、一のチャンバから他のチャンバへと磁石をカートリッジに対して相対的に移動させることにより、一のチャンバ内で磁石により集められた磁性粒子を、他のチャンバへと移送できる。よって、集められた磁性粒子が一のチャンバに取り残されることを確実に防ぐことができる。

本態様に係る検出装置において、移動機構は、回転軸を中心とする円の径方向に磁石を移動させるよう構成され得る。

本態様に係る検出装置において、複数のチャンバは、第１チャンバと第２チャンバを含み、制御部は、磁石を第１チャンバからチャネルに移動させるように移動機構を制御するよう構成され得る。

この場合に、制御部は、磁石をチャネルに対して相対的に移動させるように回転機構を制御するよう構成され得る。たとえば、磁石自体を周方向に移動させる場合、磁石を周方向に移動させるための構成が別途必要となるため、検出装置が大型化するおそれがある。しかしながら、上記のように磁石をチャネルに対して相対的に移動させるように回転機構を制御すると、検出装置の大型化を回避できる。

また、制御部は、磁石をチャネルから第２チャンバに移動させるように移動機構を制御するよう構成され得る。

また、第１チャンバおよび第２チャンバは、円周方向に並ぶように配置され得る。

また、チャネルは、回転軸を中心とする円の径方向に延び且つ第１チャンバに繋がる第１領域を備え、制御部は、磁石を第１領域に沿って移動させるように移動機構を制御するよう構成され得る。こうすると、第１チャンバ内で磁石により集められた磁性粒子を、第１チャンバからチャネルへと円滑に移送できる。

また、チャネルは、回転軸を中心とする円の径方向に延び且つ第２チャンバに繋がる第２領域を備え、制御部は、磁石を第２領域に沿って移動させるように移動機構を制御するよう構成され得る。こうすると、磁石により集められた磁性粒子を、チャネルから第２チャンバへと円滑に移送できる。

また、チャネルは、回転軸を中心とする円周方向に延びた第３領域を備え、制御部は、磁石を第３領域に沿って相対的に移動させるように回転機構を制御するよう構成され得る。こうすると、磁石により集められた磁性粒子を、チャネルを介して第１チャンバから第２チャンバへと円滑に移送できる。

本態様に係る検出装置において、チャンバは、液体を収容するための液相領域を有し、チャネルは、気体を収容するための気相領域を有し、制御部は、磁性粒子を、チャネルの気相領域を介して一のチャンバから他のチャンバの液相領域に移送するように回転機構および移動機構を制御するよう構成され得る。

本態様に係る検出装置において、制御部は、磁石をチャンバに接近させるように移動機構を制御するよう構成され得る。こうすると、チャンバ内の磁性粒子を円滑かつ確実に磁石の位置に集めることができる。

この場合に、複数のチャンバは、第１チャンバと第２チャンバを含み、制御部は、第１チャンバに磁石を接近させた後、磁石をチャネルに沿って移動させて第２チャンバに磁石を位置づけ、その後、磁石を第２チャンバから離れるように回転機構および移動機構を制御するよう構成され得る。こうすると、第１チャンバ内の磁性粒子を円滑に第２チャンバへと移送できる。

本態様に係る検出装置において、磁石は、カートリッジ側が、カートリッジに近づくに従って断面積が小さくなった先細り形状とされ得る。こうすると、磁石の中心軸からの磁力の変化が大きくなるため、磁石によって磁性粒子を移動させる力を大きくできる。

この場合に、磁石は、カートリッジ側が、円錐形状とされ得る。こうすると、磁石の先細り形状の角度を小さくできる。

また、磁石のカートリッジ側の先端部が、断面積が一定の柱状形状とされ得る。

また、磁石の端縁の幅が、チャネルの最小幅よりも小さくされ得る。こうすると、磁石により集められた磁性粒子を、チャネルに引っかかることなく円滑にチャネル内で移動させることができる。

また、磁石は、永久磁石に磁性体を接合して構成され得る。こうすると、磁石を簡易かつ精度よく形成できる。

本態様に係る検出装置において、複数のチャンバは、第１ないし第４チャンバを含むよう構成され得る。ここで、第１チャンバは、被検物質と磁性粒子とを結合させて複合体を生成するためのチャンバであり、第２チャンバは、第１チャンバで生成された複合体に標識物質を結合させるためのチャンバであり、第３チャンバは、標識物質が結合した複合体と、標識物質が結合した複合体から未反応物質を分離させる洗浄液と、を混合するためのチャンバであり、第４チャンバは、標識物質が結合した複合体と、複合体に結合された標識物質との反応により光を生じる発光試薬と、を混合するためのチャンバである。制御部は、回転機構および移動機構により、磁性粒子を第１チャンバ、第２チャンバ、第３チャンバ、および第４チャンバへと順番に移送するよう構成され得る。このように複数のチャンバを介して複合体が移送されると、複合体が各チャンバにおいて取り残されやすくなる。しかしながら、本態様に係る検出装置によれば、磁石を用いて確実に複合体を移送できるため、複合体の取り残しを確実に防止できる。これにより、複合体に基づく光量の意図しない低下を抑制できるため、高精度な検出を行うことができる。

本態様に係る検出装置は、カートリッジを設置するための支持部材を備えるよう構成され得る。ここで、回転機構は、支持部材を回転軸を中心に回転させることにより、カートリッジを回転させるよう構成され得る。こうすると、カートリッジを円滑に回転させることができる。

この場合に、カートリッジは、封止体を備えた液体収容部を有するよう構成され得る。本態様に係る検出装置は、封止体を押圧する押圧部を備えるよう構成され得る。支持部材は、カートリッジを挟んで押圧部と対向する位置に設けられる。こうすると、液体収容部内の液体が流れ出すよう封止体を開栓する際に、押圧部で封止体を押圧して、カートリッジに押圧力が加えられても、支持部材が土台となってカートリッジを支えるので、開栓時にカートリッジに位置ずれや破損が生じたりすることがなく、カートリッジは所定の位置に適正に支持される。よって、開栓動作によって測定精度が低下することが抑制される。

なお、支持部材は、磁石による磁性粒子の移動に支障がない広さに制限することが好ましい。これにより、開栓時にカートリッジに位置ずれや破損が生じることを抑制しつつ、一のチャンバ内で磁石により集められた磁性粒子を、他のチャンバへと円滑に移送できる。

この場合に、支持部材は、回転軸側から、押圧部と対向する位置まで設けられ得る。

本態様に係る検出装置において、回転機構は、カートリッジの回転速度を変化させるよう構成され得る。このように回転速度を変化させながらカートリッジを回転させると、遠心力およびオイラー力が発生し、チャンバ内の液体を円滑に攪拌できる。なお、このようにカートリッジを回転させてチャンバ内の液体を攪拌すると、チャンバ内の液体が泡立ちやすくなってしまう。しかしながら、カートリッジの回転速度を変化させてチャンバ内の液体を攪拌する場合でも、上述したようにチャンバの形状を設定することにより、チャンバ内の液体が泡立つことを抑制できる。

本発明の第２の態様は、磁性粒子を複数のチャンバを経由して移送することにより、磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、複合体の標識物質に基づいて被検物質を検出する検出方法に関する。本態様に係る検出方法は、複数のチャンバと複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジを、回転軸を中心に回転させて磁石をカートリッジに対して相対的に移動させ、回転軸を中心とする円の円周方向とは異なる方向に、磁石を移動させることにより、磁石の移動により集められた磁性粒子を磁石の移動に沿って一のチャンバから他のチャンバに移送して被検物質を検出する。

本態様に係る検出方法においても、第１の態様と同様の効果が奏され得る。

本発明の第３の態様は、複数のチャンバと複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジ内で磁性粒子を複数のチャンバを経由して移送することにより、磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、複合体の標識物質に基づいて被検物質を検出する検出装置に関する。本態様に係る検出装置は、回転軸を中心にカートリッジを回転させるための回転機構と、チャンバ内の磁性粒子を集めるための磁石と、回転軸を中心とする円の円周方向とは異なる方向に、カートリッジを移動させる移動機構と、被検物質を検出するための検出部と、カートリッジと磁石の相対位置を変化させて磁石により集められた磁性粒子を前記相対位置の変化に沿って磁性粒子を一のチャンバから他のチャンバに移送するように、カートリッジを回転させて前記相対位置を変化させるように回転機構を制御し、カートリッジを移動させて前記相対位置を変化させるように移動機構を制御する制御部と、を備える。

本態様に係る検出装置において、移動機構は、たとえば、モータを含み、モータを駆動することによりカートリッジを移動させる。本態様に係る検出装置においても、第１の態様と同様、移動機構のみが駆動されれば、円周方向とは異なる方向に、磁石とカートリッジの相対位置が変化する。よって、本態様に係る検出装置においても、第１の態様と同様の効果が奏され得る。

本発明によれば、磁性粒子を移送する際に、磁性粒子がチャンバに取り残されることを確実に防ぐことができる。よって、被検物質の検出精度を高く維持できる。

図１（ａ）は、実施形態１の概要に係る検出装置の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、実施形態１の概要に係るカートリッジの構成を示す模式図である。 図２（ａ）は、実施形態１に係る分析装置の外観構成を示す模式図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係るカートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。 図３は、実施形態１に係る設置部材、磁石、移動機構、検出部、および収容体を斜め上から見た場合の構成を示す図である。 図４（ａ）は、実施形態１に係る磁石および移動機構を斜め下から見た場合の構成を示す図である。図４（ｂ）は、実施形態１に係る磁石を側方から見た場合の構成を示す模式図である。 図５（ａ）は、実施形態１に係る検出部を斜め上から見た場合の構成を示す図である。図５（ｂ）は、実施形態１に係る反射部材を斜め上から見た場合の構成を示す図である。図５（ｃ）は、実施形態１に係る反射部材のＹＺ平面による断面を側方から見た場合の模式図である。 図６（ａ）は、実施形態１に係る検出部から部材および反射部材を除いたものを斜め上から見た場合の構成を示す図である。図６（ｂ）は、実施形態１に係るチャンバから生じた光が光検出器により受光される状態を側方から見た場合の模式図である。 図７は、実施形態１に係る収容体にモータ、弾性部材、および蓋部材が取り付けられる状態を斜め下から見た場合の図である。 図８は、実施形態１に係る本体部を斜め上から見た場合の構成を示す図、および、蓋部を斜め下から見た場合の構成を示す図である。 図９は、実施形態１に係る回転軸を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの分析装置の断面を側方から見た場合の模式図である。 図１０（ａ）は、実施形態１に係る押圧部を上から見た場合の構成を示す模式図である。図１０（ｂ）、（ｃ）は、実施形態１に係る押圧部の断面を側方から見た場合の構成を示す模式図である。 図１１（ａ）は、実施形態１に係る支持部材を上から見た場合の構成を示す模式図である。図１１（ｂ）は、実施形態１に係る支持部材の変更例を上から見た場合の構成を示す模式図である。 図１２（ａ）は、実施形態１に係る本体部を下側から見た場合の内部構成を示す図である。図１２（ｂ）は、実施形態１に係る本体部を側方から見た場合の内部構成を示す模式図である。 図１３は、実施形態１に係る分析装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、実施形態１に係る分析装置の動作を示すフローチャートである。 図１５は、実施形態１に係る隣り合うチャンバ間で複合体を移送する場合の分析装置の動作を示すフローチャートである。 図１６（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る隣り合うチャンバ間で複合体を移送することを模式的に示す状態遷移図である。 図１７（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る隣り合うチャンバ間で複合体を移送することを模式的に示す状態遷移図である。 図１８（ａ）は、実施形態１に係る検証例１、２に基づく実験により得られたカウント値を示すグラフである。図１８（ｂ）は、実施形態１に係る検証例１、２における複合体の移送状態を模式的に示す図である。 図１９（ａ）は、実施形態２に係る分析装置の外観構成を示す模式図である。図１９（ｂ）は、実施形態３に係る支持部材およびカートリッジを上から見た場合の構成を模式的に示す図である。 図２０は、実施形態４の概要に係る検出装置の構成を示す模式図である。 図２１（ａ）は、実施形態５に係るカートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。図２１（ｂ）、（ｃ）は、実施形態５に係るカートリッジのチャンバを拡大した模式図である。図２１（ｄ）、（ｅ）は、比較例に係るカートリッジのチャンバを拡大した模式図である。 図２２（ａ）〜（ｃ）は、実施形態５に係るチャンバの変更例を示す模式図である。 図２３（ａ）は、実施形態６に係るカートリッジを上から見た場合の構成を示す模式図である。図２３（ｂ）は、実施形態６に係る押圧部を上から見た場合の構成を示す模式図である。 図２４（ａ）、（ｂ）は、実施形態６に係る押圧部の断面を側方から見た場合の構成を示す模式図である。 図２５は、関連技術に係る構成を説明するための模式図である。

＜実施形態１＞
図１（ａ）、（ｂ）を参照して、実施形態１の検出装置およびカートリッジの概要を説明する。

図１（ａ）に示すように、検出装置１０は、磁性粒子を複数のチャンバに順次移送することにより、磁性粒子に被検物質と標識物質を担持させ、標識物質に基づいて被検物質を検出する検出装置である。検出装置１０は、支持部材３０と、回転機構４０と、磁石５０と、移動機構６０と、制御部７０と、検出部８０と、を備える。図１（ａ）において、ＸＹＺ軸は互いに直交している。Ｘ軸正方向は後方を示し、Ｙ軸正方向は左方向を示し、Ｚ軸正方向は鉛直下方向を示している。

支持部材３０には、カートリッジ２０が設置される。回転機構４０は、モータ４１と回転軸４２を備える。回転軸４２は、鉛直方向に延びている。回転軸４２の上端は、支持部材３０に固定されており、回転軸４２の下端は、モータ４１の駆動軸に固定されている。回転機構４０は、モータ４１を駆動させて、支持部材３０に設置されたカートリッジ２０を、回転軸４２を中心に回転させる。以下、回転軸４２を中心とする円の径方向および周方向を、以下、それぞれ単に「径方向」および「周方向」と称する。

図１（ｂ）に示すように、カートリッジ２０は、被検物質の検出に必要な機能をまとめた交換可能な部品である。カートリッジ２０は、第１チャンバ２２ａと、第２チャンバ２２ｂと、チャネル２３と、を含む。カートリッジ２０は、板状かつ円盤形状の基板２０ａにより構成される。カートリッジ２０は、板状であることに限らず突起部分等を含んでもよく、円盤形状であることに限らず矩形形状など他の形状であってもよい。

基板２０ａには、孔２１と、第１チャンバ２２ａと、第２チャンバ２２ｂと、チャネル２３と、が形成されている。孔２１は、基板２０ａの中心において基板２０ａを貫通している。カートリッジ２０は、孔２１の中心が回転軸４２に一致するように検出装置１０に設置される。

第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂは、被検物質と所定の試薬により調製された試料を収容するためにカートリッジ２０に設けられた収容部である。第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂには常に液体が入っていなくてもよく、第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂは、液体を収容するために空間的な広がりを有していればよい。チャネル２３は、磁性粒子を移送させるためにカートリッジ２０に設けられた通路である。

第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂは、周方向に並ぶように配置されている。第１チャンバ２２ａは、たとえば、被検物質と、磁性粒子と、標識物質とが結合した状態の複合体を収容している。チャネル２３は、回転軸４２側から第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂに繋がっており、第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂとを接続する。

チャネル２３は、第１領域２３ａと、第２領域２３ｂと、第３領域２３ｃと、を備える。第１領域２３ａは、径方向に延び、かつ、第１チャンバ２２ａに繋がっている。第２領域２３ｂは、径方向に延び、かつ、第２チャンバ２２ｂに繋がっている。第３領域２３ｃは、周方向に延びている。第３領域２３ｃの両端は、第１領域２３ａと第２領域２３ｂとに繋がっている。第１領域２３ａと第３領域２３ｃは、接続部２３ｄにおいて繋がっている。第２領域２３ｂと第３領域２３ｃは、接続部２３ｅにおいて繋がっている。図１（ｂ）に示す例では、第１チャンバ２２ａおよび第２チャンバ２２ｂは、液体を収容するための液相領域を有する。チャネル２３は、気体を収容するための気相領域を有する。

第３領域２３ｃの両端は、必ずしも第１領域２３ａと第２領域２３ｂに繋がってなくてもよい。たとえば、第１領域２３ａに繋がる第３領域２３ｃと、第２領域２３ｂに繋がる第３領域２３ｃとが別々に設けられ、その間のチャネルがＵ字状に曲がっていてもよい。Ｕ字状に曲がったチャネルに、液相領域が存在してもよい。第１領域２３ａと第２領域２３ｂは、周方向とは異なる方向であれば、水平面内において径方向からずれた方向に延びてもよい。第１領域２３ａと第２領域２３ｂは省略され、第１チャンバ２２ａと第２チャンバ２２ｂが、直接的に第３領域２３ｃと繋がっていてもよい。

図１（ａ）に戻り、磁石５０は、第１チャンバ２２ａ内に広がる磁性粒子を集める。第１チャンバ２２ａ内の磁性粒子には、上述したように被検物質と標識物質とが結合している。磁石５０は、永久磁石により構成されてもよく、電磁石により構成されてもよい。移動機構６０は、水平面内において、周方向とは異なる方向に磁石５０を移動させる。具体的には、移動機構６０は、径方向に磁石５０を移動させる。また、移動機構６０は、鉛直方向に磁石５０を移動させる。すなわち、移動機構６０は、磁石５０を回転軸４２に対して接近および離間させるとともに、磁石５０をカートリッジ２０に対して接近および離間させる。

なお、第１領域２３ａと第２領域２３ｂとが径方向からずれた方向に延びるよう形成されている場合、移動機構６０は、磁石５０を径方向からずれた方向に移動させる。移動機構６０は、磁石５０をカートリッジ２０に対して接近および離間させる場合に、鉛直方向からずれた方向に磁石５０を移動させてもよい。

移動機構６０は、磁石５０とカートリッジ２０の相対位置を変化させられればよい。たとえば、移動機構６０は、カートリッジ２０を支持する支持部材３０を移動させることによりカートリッジ２０を移動させて、磁石５０がカートリッジ２０に対して相対的に移動されるようにしてもよい。ただし、支持部材３０を移動させる場合、支持部材３０を移動させるための構成が別途必要となるため、検出装置１０が大型化するおそれがある。したがって、支持部材３０は移動されず、磁石５０がカートリッジ２０に対して移動されるのが望ましい。

制御部７０は、回転機構４０および移動機構６０を制御する。制御部７０は、移動機構６０を駆動して、第１チャンバ２２ａに対向する位置において磁石５０をカートリッジ２０に接近させ、磁石５０の磁力により複合体の磁性粒子を集める。その後、制御部７０は、磁性粒子を第２チャンバ２２ｂに移動させるまで、磁石５０がカートリッジ２０に接近した状態を維持する。

制御部７０は、第１チャンバ２２ａに対向する位置から磁石５０を径方向に移動させることにより、第１チャンバ２２ａ内で磁石５０により集められた磁性粒子を、第１チャンバ２２ａからチャネル２３へと移動させる。続いて、制御部７０は、カートリッジ２０を回転させることにより、磁石５０により集められた磁性粒子を、チャネル２３内で移動させる。続いて、制御部７０は、チャネル２３に対向する位置から磁石５０を径方向に移動させることにより、磁石５０により集められた磁性粒子を、チャネル２３から第２チャンバ２２ｂへと移動させる。なお、磁性粒子が第１チャンバ２２ａから第２チャンバ２２ｂへ移送される際には、磁性粒子は、第１チャンバ２２ａの液相領域から、チャネル２３の気相領域を経由して、第２チャンバ２２ｂの液相領域へと移送される。

具体的には、制御部７０は、移動機構６０を駆動して回転軸４２に近付く方向に磁石５０を移動させることにより、第１チャンバ２２ａ内の磁性粒子を、第１領域２３ａを通って接続部２３ｄに移動させる。続いて、制御部７０は、回転機構４０を駆動してカートリッジ２０を回転させることにより、接続部２３ｄに位置付けられた磁性粒子を、第３領域２３ｃを通って接続部２３ｅに移動させる。さらに、制御部７０は、移動機構６０を駆動して回転軸４２から離れる方向に磁石５０を移動させることにより、接続部２３ｅに位置付けられた磁性粒子を、第２領域２３ｂを通って第２チャンバ２２ｂへと移動させる。

なお、接続部２３ｄに位置付けられた磁性粒子を接続部２３ｅに移動する際に、回転機構４０は、磁石５０をカートリッジ２０に対して相対的に移動できればよい。たとえば、回転機構４０は、磁石５０を周方向に移動させてもよい。ただし、磁石５０を周方向に移動させる場合、磁石５０を周方向に移動させるための構成が別途必要となるため、検出装置１０が大型化するおそれがある。したがって、磁石５０は移動されず、カートリッジ２０が周方向に回転させられるのが望ましい。カートリッジ２０が３つ以上のチャンバを含む場合も、制御部７０は、上記のようにして磁性粒子を複数のチャンバに順次移送する。

検出部８０は、第２チャンバ２２ｂにおける反応過程で生じた光を検出する。制御部７０は、検出部８０により検出された光に基づいて被検物質の分析を行う。

上記のような検出装置１０によれば、第１チャンバ２２ａに対向する位置において磁石５０がカートリッジ２０に接近させられると、第１チャンバ２２ａ内のどの位置においても磁性粒子と磁石５０の距離が縮まる。このため、第１チャンバ２２ａ内の全ての磁性粒子に十分な磁力を付与することができ、第１チャンバ２２ａ内の磁性粒子を確実に磁石５０の位置に集めることができる。また、第１チャンバ２２ａにおいて集められた磁性粒子が、磁石５０の移動に伴ってチャネル２３を経由して第２チャンバ２２ｂへと移動させられる。このため、集められた磁性粒子を第１チャンバ２２ａに取り残すことなく、確実にチャネル２３へと移動させることができる。

＜具体的構成例＞
以下、実施形態１の分析装置およびカートリッジの具体的な構成を説明する。

分析装置１００は、図１（ａ）の検出装置１０に対応する。支持部材１７７は、図１（ａ）の支持部材３０に対応する。回転軸３１１と、モータ１７１と、固定部材３１２とからなる回転機構は、図１（ａ）の回転機構４０に対応する。モータ１７１は、図１（ａ）のモータ４１に対応する。回転軸３１１は、図１（ａ）の回転軸４２に対応する。磁石１２０は、図１（ａ）の磁石５０に対応する。移動機構１３０は、図１（ａ）の移動機構６０に対応する。制御部３０１は、図１（ａ）の制御部７０に対応する。検出部１４０は、図１（ａ）の検出部８０に対応する。カートリッジ２００は、図１（ｂ）のカートリッジ２０に対応する。

図２（ａ）に示すように、分析装置１００は、抗原抗体反応を利用して検体中の被検物質を検出し、検出結果に基づいて被検物質を分析する免疫分析装置である。分析装置１００は、本体部１０１と蓋部１０２を備える。本体部１０１において、蓋部１０２に対向する部分以外は筐体１０１ａに覆われている。蓋部１０２において、本体部１０１に対向する部分以外は筐体１０２ａに覆われている。本体部１０１は、蓋部１０２を開閉可能に支持している。カートリッジ２００の着脱の際には、蓋部１０２が図２（ａ）に示すように開けられる。本体部１０１の上部には、カートリッジ２００が設置される。

図２（ｂ）に示すように、カートリッジ２００は、板状かつ円盤形状の基板２００ａにより構成される。カートリッジ２００内の各部は、基板２００ａに形成された凹部と、基板２００ａの全面を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２００ａと、基板２００ａに貼り合わされたフィルムとは、透光性を有する部材により構成される。基板２００ａは、後述するヒータ３２１、３２２によるカートリッジ２００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２００ａの厚みは、数ミリとされ、具体的には１．２ｍｍとされる。

基板２００ａには、孔２０１と、チャンバ２１１〜２１６と、チャネル２２０と、６つの液体収容部２３１と、液体収容部２３２と、開口２４１と、分離部２４２と、チャネル２４３と、を備える。孔２０１は、基板２００ａの中心において基板２００ａを貫通している。カートリッジ２００は、孔２０１の中心が、後述する回転軸３１１に一致するように分析装置１００に設置される。以下、回転軸３１１を中心とする円の径方向および周方向を、以下、それぞれ単に「径方向」および「周方向」と称する。チャンバ２１１〜２１６は、基板２００ａの外周付近において周方向に並んでいる。

チャネル２２０は、周方向に延びた円弧状の領域２２１と、径方向に延びた６つの領域２２２と、を備える。領域２２１は、６つの領域２２２と繋がっている。６つの領域２２２は、それぞれチャンバ２１１〜２１６に繋がっている。６つの液体収容部２３１は、流路を介してチャネル２２０に繋がっており、それぞれチャンバ２１１〜２１６に繋がる領域２２２の延長線上にある。液体収容部２３２は、流路を介して、チャンバ２１６に繋がる領域２２２と、チャンバ２１６に繋がる領域２２２の延長線上にある液体収容部２３１と、を繋ぐ流路に繋がっている。

液体収容部２３１は、試薬を収容し、径方向の内側の上面に封止体２３１ａを備える。封止体２３１ａは、後述する押圧部１９５によって上から押圧されることにより開栓可能に構成される。封止体２３１ａが開栓される前は、液体収容部２３１内の試薬はチャネル２２０に流れず、封止体２３１ａが開栓されると、液体収容部２３１内がチャネル２２０に連通し、液体収容部２３１内の試薬がチャネル２２０に流れ出るようになる。具体的には、封止体２３１ａが開栓されると、液体収容部２３１の内部が、封止体２３１ａの位置においてカートリッジ２００の外部と繋がる。

同様に、液体収容部２３２も、試薬を収容し、径方向の内側の上面に封止体２３２ａを備える。封止体２３２ａは、押圧部１９５によって上から押圧されることにより開栓可能に構成される。封止体２３２ａが開栓される前は、液体収容部２３２内の試薬はチャネル２２０に流れず、封止体２３２ａが開栓されると、液体収容部２３２内がチャネル２２０に連通し、液体収容部２３２内の試薬がチャネル２２０に流れ出るようになる。具体的には、封止体２３２ａが開栓されると、液体収容部２３２の内部が、封止体２３２ａの位置においてカートリッジ２００の外部と繋がる。

封止体２３１ａ、２３２ａは、基板２００ａに一体形成されてもよく、基板２００ａに形成された開口に貼り合わされたフィルムなどによって形成されてもよい。

被検者から採取された全血の血液検体は、開口２４１を介して分離部２４２に注入される。分離部２４２は、注入された血液検体を血球と血漿に分離する。分離部２４２で分離された血漿は、チャネル２４３に移動する。チャネル２４３の径方向の内側の上面には、孔２４３ａが設けられている。チャネル２４３内の領域２４３ｂに位置付けられた血漿は、カートリッジ２００が回転されると遠心力によりチャンバ２１１に移動する。これにより、所定量の血漿がチャンバ２１１に移送される。

なお、基板２００ａの各構成は、図２（ｂ）に示すように、基板２００ａの３分の１の領域にのみ形成されている。しかしながら、これに限らず、これら一群の構成が残りの３分の２の領域に形成され、基板２００ａに一群の構成が３つ設けられてもよい。

続いて、図３〜図１２（ｂ）を参照して、分析装置１００の内部構成について説明する。

設置部材１１０には、孔１１１〜１１４が形成されている。孔１１１〜１１４は、設置部材１１０を貫通している。孔１１１には、後述する回転軸３１１が位置付けられる。孔１１２は、径方向に長い形状を有する。移動機構１３０は、部材１３１を介して設置部材１１０の下面に設置される。水平面内において、部材１３１の孔１３１ａは、設置部材１１０の孔１１２と同じ位置に位置付けられる。検出部１４０は、部材１４１を介して設置部材１１０の下面に設置される。水平面内において、検出部１４０の反射部材１４２は、設置部材１１０の孔１１３と同じ位置に位置付けられる。孔１１４には、後述する温度センサ１７８が設置される。設置部材１１０の上面には、閉ループの突部１１５、１１６が形成されている。突部１１５、１１６は、周方向に沿って上方向に突出している。

収容体１５０は、上面１５１と、収容部１５２、１５３と、外側面１５４と、を備える。上面１５１の中心には、上面１５１から外側面１５４までを上下方向に貫通する孔１５５が形成されている。孔１５５は、後述する回転軸３１１を通すために設けられている。収容部１５２、１５３は、上面１５１から下方向に窪んだ凹部により構成される。移動機構１３０と検出部１４０とが設置された設置部材１１０が、収容体１５０に設置される。設置部材１１０が収容体１５０に設置される際には、設置部材１１０の外周下面と収容体１５０の外周上面とが接合される。設置部材１１０が収容体１５０に設置されると、移動機構１３０が収容部１５２に収容され、検出部１４０が収容部１５３に収容される。

設置部材１１０と収容体１５０は、遮光性の樹脂で形成されており、設置部材１１０と収容体１５０の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。また、設置部材１１０の外周下面と、収容体１５０の外周上面との間には、図示しない所定の弾性部材が設置される。所定の弾性部材は、たとえば遮光性のクロロプレンゴムおよびポリウレタン樹脂で構成されており、所定の弾性部材の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。

図４（ａ）に示すように、移動機構１３０は、部材１３１と、２本の支軸１３２と、ギア部１３３と、支持部１３４と、モータ１３５と、伝達ギア１３５ａと、モータ１３６と、伝達ギア１３６ａ〜１３６ｃと、ネジ１３７と、支持部１３８と、を備える。２本の支軸１３２は、部材１３１の下面に設置されている。ギア部１３３は、部材１３１の側面に設置されており、平板形状を有する。支持部１３４は、２本の支軸１３２に対して移動可能に支持されている。２本の支軸１３２は、径方向に延びている。支持部１３４の上面には、孔１３４ａが形成されている。孔１３４ａは、水平面において部材１３１の孔１３１ａと同じ位置に位置付けられる。

支持部１３４は、モータ１３５、１３６と、伝達ギア１３６ｂと、ネジ１３７と、を支持している。モータ１３５、１３６は、ステッピングモータにより構成される。モータ１３５の駆動軸が回転すると、駆動軸に設置された伝達ギア１３５ａが回転し、駆動力がギア部１３３に伝達される。これにより、支持部１３４が、２本の支軸１３２に支持されながら、径方向に移動する。

モータ１３６の駆動軸が回転すると、駆動軸に設置された伝達ギア１３６ａが回転する。伝達ギア１３６ａ、１３６ｂは互いに噛み合っており、伝達ギア１３６ｂ、１３６ｃは互いに噛み合っている。伝達ギア１３６ｂは、支持部１３４に回転可能に設置されており、伝達ギア１３６ｃは、ネジ１３７に設置されている。ネジ１３７は、支持部１３４に回転可能に支持されている。支持部１３８は、ネジ１３７の回転に応じて上下に移動するようネジ１３７に支持されている。磁石１２０は、支持部１３８に設置されている。したがって、モータ１３６の駆動軸が回転すると、駆動力が伝達ギア１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃと、ネジ１３７とに伝達される。これにより、支持部１３８が、上下方向に移動する。

このように移動機構１３０が構成されると、モータ１３５の駆動に応じて、磁石１２０が径方向に移動可能となり、モータ１３６の駆動に応じて、磁石１２０が上下方向に移動可能となる。また、磁石１２０が径方向内側へ移動されることにより、磁石１２０の上端がカートリッジ２００の径方向内側へ移動し、磁石１２０が径方向外側へ移動されることにより、磁石１２０の上端がカートリッジ２００の径方向外側へ移動する。磁石１２０が上に移動されることにより、磁石１２０の上端が、孔１３１ａ、１３４ａの上に突出し、カートリッジ２００に接近する。磁石１２０が下に移動されることにより、磁石１２０の上端が、カートリッジ２００から離間する。

なお、カートリッジ２００に対する磁石１２０の位置を変化させる構成として、上記以外の構成が用いられてもよい。たとえば、磁石１２０を上下方向に移動させるために、磁石１２０を伸縮させてもよく、磁石１２０を水平方向に平行な方向を回転の中心として回転させてもよい。

図４（ｂ）に示すように、磁石１２０は、永久磁石１２１と磁性体１２２を備える。磁性体１２２は、常磁性体と強磁性体のいずれであってもよく、その組合せであってもよい。永久磁石１２１は、円柱形状であり、磁性体１２２は、円錐形状である。磁性体１２２は、永久磁石１２１の上面に接合されている。磁性体１２２の上端には、先端部１２２ａが形成されている。先端部１２２ａは、水平面で切断したときの断面積が一定の柱状形状となっている。具体的には、先端部１２２ａは円柱形状である。なお、磁石１２０は、カートリッジ２００側が、カートリッジ２００に近付くに従って断面積が小さくなった先細り形状となっていればよい。

磁石１２０によりカートリッジ２００内の磁性粒子にかかる磁力は、永久磁石１２１が大きいほど、言い換えれば永久磁石１２１の水平面の断面積が大きいほど強くなる。また、磁石１２０の中心軸１２０ａからの磁力の変化は、磁石１２０の先細り形状の角度θが小さいほど大きくなる。そして、角度θが小さいほど、カートリッジ２００内の磁性粒子を移動させる力が大きくなる。ただし、永久磁石１２１の水平面の断面積を一定とする場合、角度θが小さいほど、先端部１２２ａから永久磁石１２１の上面までの距離が長くなるため、磁石１２０によりカートリッジ２００にかかる磁力は小さくなる。したがって、磁性粒子にかかる磁力と磁性粒子を移動させる力の両方をバランスよく大きくするために、実施形態１の角度θは、たとえば６０°に設定される。

磁性粒子にかかる磁力と磁性粒子を移動させる力とが大きいと、磁石１２０によりカートリッジ２００内で磁性粒子を移動させる際に、磁性粒子の取り残しを防止できる。したがって、図４（ｂ）に示すように磁石１２０が構成されれば、磁性粒子にかかる磁力と磁性粒子を移動させる力の両方をバランスよく大きくできるため、磁性粒子の取り残しを防いで、検出部１４０により検出される光量の意図しない低下を抑制できる。よって、意図しない光量の低下による偽陰性を抑制できるため、高精度な検出を行うことができる。

また、磁石１２０のカートリッジ２００側の端縁の幅、すなわち先端部１２２ａの幅は、少なくともチャネル２２０内の各領域の最小幅よりも小さくなっている。これにより、磁石１２０で集められた複合体を、チャネル２２０に引っかかることなく円滑にチャネル２２０内で移動させることができる。

磁石１２０は、永久磁石のみにより構成されてもよい。すなわち、磁石１２０は、上記のような永久磁石１２１と磁性体１２２とを合わせた形状を有する永久磁石により構成されてもよい。ただし、永久磁石１２１と磁性体１２２とにより磁石１２０を形成する方が、磁石１２０を簡易かつ精度よく形成できる。

図５（ａ）に示すように、検出部１４０は、部材１４１と、反射部材１４２と、支持部１４３と、光検出ユニット１４４と、光調整部１６０と、を備える。部材１４１には、部材１４１を上下方向に貫通する孔１４１ａが形成されている。反射部材１４２は、部材１４１に形成された孔１４１ａに嵌め込まれて設置される。支持部１４３は、部材１４１の下面に設置されている。光検出ユニット１４４と光調整部１６０は、支持部１４３に設置されている。

図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、反射部材１４２は、上部に透明板１４２ａが設置されている。透明板１４２ａは、後述する光検出器１４４ａを保護するための部材である。透明板１４２ａによる光学作用は略無視できるため、以下に示す図では、便宜上、透明板１４２ａの図示は省略する。反射部材１４２には、中央に上下方向に貫通する孔１４２ｂが形成されている。孔１４２ｂの水平面内における径は、鉛直下方向に進むにつれて小さくなる。反射部材１４２は、複合体がチャンバ２１６内の中央および端部の何れに位置している場合でも、チャンバ２１６内から生じた光を同程度だけ光検出器１４４ａへと導くことができる。

図６（ａ）は、図５（ａ）に示す検出部１４０から部材１４１および反射部材１４２の図示を省略した状態を示している。

図６（ａ）に示すように、光調整部１６０は、モータ１６１と板状部材１６２を備える。モータ１６１は、ステッピングモータにより構成される。板状部材１６２は、モータ１６１の駆動軸１６１ａに設置されており、孔１６２ａ、１６２ｂを備える。孔１６２ａ、１６２ｂは、板状部材１６２を上下方向に貫通している。孔１６２ｂには、フィルタ部材１６２ｃが設置されている。フィルタ部材１６２ｃは、ＮＤフィルタである。

モータ１６１が駆動されると、板状部材１６２が駆動軸１６１ａを中心として回転する。これにより、光検出ユニット１４４の光検出器１４４ａの真上に、孔１６２ａと、フィルタ部材１６２ｃと、板状部材１６２の孔１６２ａ、１６２ｂ以外の領域１６２ｄとが、それぞれ位置付けられる。所定の測定項目では、チャンバ２１６において高強度の光が生じる。この場合に、光検出ユニット１４４の光検出器１４４ａの真上にフィルタ部材１６２ｃが位置付けられ、光検出器１４４ａに入射する光が減じられる。これにより、光検出器１４４ａの出力信号が飽和することが抑制される。

光検出ユニット１４４は、上面に光検出器１４４ａを備える。光検出器１４４ａの検出面１４４ｂは、板状部材１６２に対向する。光検出器１４４ａは、チャンバ２１６に収容された被検物質を光学的に検出する。光検出器１４４ａは、たとえば光電子増倍管、光電管、光ダイオードなどにより構成される。光検出器１４４ａが光電子増倍管で構成される場合、光子すなわちフォトンの受光に応じたパルス波形が光検出器１４４ａから出力される。光検出ユニット１４４は、内部に回路を備えており、光検出器１４４ａの出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。

図６（ｂ）に示すように、カートリッジ２００のチャンバ２１６から生じた光は、カートリッジ２００の上側と下側に広がる。カートリッジ２００の下側に広がった光は、反射部材１４２の孔１４２ｂを通り、光調整部１６０の孔１６２ａまたはフィルタ部材１６２ｃを通り、光検出器１４４ａにより受光される。カートリッジ２００の上側に広がった光は、後述する蓋部１０２の板部材１９１により反射されてチャンバ２１６に戻り、同様に光検出器１４４ａにより受光される。蓋部１０２の板部材１９１にミラーを設置して、カートリッジ２００の上側に広がった光を反射させてもよい。

図７に示すように、収容体１５０の外側面１５４は、収容体１５０の下側に位置し、水平面内において収容体１５０の中央に位置する。外側面１５４は、水平面に平行な面である。外側面１５４の中心には、上面１５１から外側面１５４までを上下方向に貫通する孔１５５の出口が形成されている。外側面１５４には、孔１５５の出口の周辺に凹部１５４ａが形成されている。凹部１５４ａは、鉛直上方向に見てリング状の外形を有する。また、孔１５５には、孔１５５の側方から外部へと通じる孔１５６が形成されている。

モータ１７１は、ステッピングモータにより構成される。エンコーダ１７２は、モータ１７１の下面に設置されており、モータ１７１の回転軸の回転を検出する。弾性部材１７３は、たとえば遮光性のポリウレタン樹脂で形成されており、弾性部材１７３の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。弾性部材１７３は、外側面１５４の凹部１５４ａに嵌り込むリング状の外形を有する。モータ１７１は、孔１５５を塞ぐように外側面１５４に設置される。具体的には、外側面１５４に対向するモータ１７１の上面と外側面１５４との間に、孔１５５を囲むようにして、弾性部材１７３が凹部１５４ａに配置される。そして、モータ１７１の上面が弾性部材１７３に押し付けられるようにして、モータ１７１が外側面１５４に装着される。これにより、孔１５５の下方が、弾性部材１７３とモータ１７１の上面とにより塞がれる。

モータ１７１が外側面１５４に装着されると、続いて、孔１５６を介して、孔１５５の内部における機構の接続等が行われる。機構の接続等が終わると、孔１５６の出口の周囲に弾性部材１７４が設置され、蓋部材１７５により孔１５６が塞がれる。弾性部材１７４と蓋部材１７５は、遮光性を有するよう構成される。

図８に示すように、設置部材１１０の突部１１５の内側に、板部材１７６と支持部材１７７が設置される。板部材１７６は、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材１７６の下面には、後述するヒータ３２１が設置されている。板部材１７６とヒータ３２１には、図３に示す設置部材１１０の孔１１１〜１１４に対応する位置に孔が設けられている。これらの孔を介して、図８に示すように移動機構１３０と、検出部１４０と、温度センサ１７８とが、カートリッジ２００の下面に直接的に対向する。温度センサ１７８は、設置部材１１０の下面側に設置されている。温度センサ１７８は、赤外線によりカートリッジ２００の温度を検出する。

支持部材１７７は、後述する設置部材３１０を介して、設置部材１１０の中心に設置される。支持部材１７７は、たとえば、ターンテーブルにより構成される。突部１１５と突部１１６との間には、弾性部材１１７が設置される。弾性部材１１７は、たとえば遮光性のポリウレタン樹脂で形成されており、弾性部材１１７の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。弾性部材１１７は、閉ループに構成されている。弾性部材１１７の上面は、弾性変形可能な接合面である。こうして組み立てられた設置部材１１０と収容体１５０が、筐体１０１ａに設置され、本体部１０１が完成する。

図８には、蓋部１０２を下側から見た状態が示されている。蓋部１０２は、設置部材１８０と、板部材１９１と、クランパ１９２と、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５と、を備える。

設置部材１８０は、遮光性の樹脂で形成されており、設置部材１８０の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。設置部材１８０の突部１８１の内側に、板部材１９１とクランパ１９２が設置される。板部材１９１は、板部材１７６と同様、熱伝導性の高い金属により構成される。板部材１９１の上面には、後述するヒータ３２２が設置されている。設置部材１８０の下面と、板部材１９１と、ヒータ３２２には、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５に対応する位置に孔が設けられている。これらの孔を介して、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５とが、カートリッジ２００の上面に直接的に対向する。撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５は、設置部材１８０の上面に設置される。

撮像部１９３は、カートリッジ２００内の状態を撮像する。撮像部１９３は、小型カメラにより構成される。小型カメラは、たとえば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどを含む。照明部１９４は、撮像部１９３による撮影が行われる際に、カートリッジ２００を照らす。照明部１９４は、たとえば発光ダイオードにより構成される。押圧部１９５は、封止体２３１ａ、２３２ａを押圧することで、封止体２３１ａ、２３２ａを開栓させる。押圧部１９５については、追って図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

クランパ１９２は、設置部材１８０の中心に設置される。設置部材１８０の下面には、閉ループの突部１８１が形成されている。突部１８１は、周方向に沿って下方向に突出している。設置部材１８０の下面には、突部１８１の外側に凹部が形成されており、この凹部に弾性部材１８２が設置される。弾性部材１８２は、たとえば遮光性のポリウレタン樹脂で形成されており、弾性部材１８２の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。弾性部材１８２は、閉ループに構成されている。弾性部材１８２の下面は、弾性変形可能な接合面である。

組み立ての際には、蓋部１０２が、本体部１０１の設置部材１１０に対して開閉可能となるように設置されることにより、蓋部１０２が本体部１０１に設置される。なお、本体部１０１の筐体１０１ａには、後述する換気部３５０が設置されている。換気部３５０については、追って図１２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図９は、回転軸３１１を通るＹＺ平面に平行な平面で切断したときの、分析装置１００の断面を示す模式図である。図９は、分析装置１００に対してカートリッジ２００が設置され、蓋部１０２が閉じられた状態を示している。上述したように、設置部材１１０の下面には、磁石１２０を保持する移動機構１３０と、検出部１４０とが設置されており、設置部材１８０の上面には、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５とが設置されている。図９には、これら各部の配置位置に相当する位置が、破線で示されている。

図９に示すように、モータ１７１の駆動軸１７１ａは、モータ１７１が外側面１５４に設置されることにより、孔１５５の内部に延びている。孔１５５の上部には、設置部材３１０が設置されている。設置部材３１０は、上下方向に延びる回転軸３１１を回転可能に支持している。回転軸３１１は、孔１５５の内部において、固定部材３１２によりモータ１７１の駆動軸１７１ａに対して固定されている。

回転軸３１１の上部には、所定の部材を介して、カートリッジ２００の下面を支持するための支持部材１７７が固定されている。モータ１７１が駆動され駆動軸１７１ａが回転すると、回転駆動力は、回転軸３１１を介して支持部材１７７に伝達される。これにより、支持部材１７７に設置されたカートリッジ２００が、回転軸３１１および駆動軸１７１ａを中心として回転する。クランパ１９２は、支持部材１７７にカートリッジ２００が設置され、蓋部１０２が閉じられると、カートリッジ２００の上面の内周部分を回転可能な状態で押さえ付ける。

板部材１７６の下面には、ヒータ３２１が設置されており、板部材１９１の上面には、ヒータ３２２が設置されている。ヒータ３２１、３２２は、発熱面が平面であり、発熱面がカートリッジ２００に対して平行となるように配置されている。これにより、カートリッジ２００を効率よく加温できる。板部材１７６、１９１には、それぞれ、図１３に示す温度センサ３３１、３３２が設置されている。温度センサ３３１、３３２は、それぞれ、板部材１７６、１９１の温度を検出する。

ここで、後述する制御部３０１は、分析の際に、温度センサ３３１が検出する板部材１７６の温度と、温度センサ３３２が検出する板部材１９１の温度とが、所定の温度になるよう、ヒータ３２１、３２２を駆動する。制御部３０１は、温度センサ３３１、３３２の検出温度に基づいて、たとえばＰ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御といった制御方法により、ヒータ３２１、３２２を駆動する。これにより、カートリッジ２００の温度が、所定の温度に維持される。実施形態１の所定の温度は、カートリッジ２００内で反応が適正に進むよう、４２℃とされる。このようにカートリッジ２００の温度を一定に保つことは、免疫測定においては特に重要である。なお、制御部３０１は、温度センサ１７８の検出温度に基づいてヒータ３２１、３２２を駆動してもよい。

移動機構１３０と検出部１４０は、図９中に点線矢印で示すように、カートリッジ２００に磁力を与え、カートリッジ２００側から生じた光を受光する。したがって、カートリッジ２００の下側において、設置部材１１０は、上下方向に光を容易に通す状態となっている。しかしながら、設置部材１１０の下方には収容体１５０が位置付けられているため、カートリッジ２００の下方の空間と外部との間で、光の通過が防止される。

蓋部１０２の設置部材１８０の上部には、筐体１０２ａの内面との間に、遮光部材１９６が設置されている。遮光部材１９６は、遮光性の樹脂で形成されており、遮光部材１９６の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。遮光部材１９６の外周下面と、設置部材１８０の外周上面との間には、図示しない所定の弾性部材が設置される。所定の弾性部材は、たとえば遮光性のクロロプレンゴムおよびポリウレタン樹脂で構成されており、所定の弾性部材の色は、遮光性を高めるために黒色に設定されている。

撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５の設置位置において、設置部材１８０には孔が設けられているため、これらの部材の設置位置において上下方向に光が漏れ込む。したがって、カートリッジ２００の上側において、設置部材１８０は、上下方向に光を通す状態となっている。しかしながら、設置部材１８０の上方には遮光部材１９６が位置付けられているため、カートリッジ２００の上方の空間と外部との間で、光の通過が防止される。

蓋部１０２が閉じられると、設置部材１１０の突部１１６が、設置部材１８０の弾性部材１８２の下面に押し付けられて密着する。設置部材１８０の突部１８１が、設置部材１１０の弾性部材１１７の上面に押し付けられて密着する。また、設置部材１８０の外周付近の下面には、面１８３が形成されており、蓋部１０２の内部の側方は、筐体１０２ａで覆われている。これにより、カートリッジ２００の側方の空間と外部との間で、光の通過が防止される。

こうして、図９の点線に示す暗室３４０が、遮光部により形成される。本体部１０１側の遮光部は、設置部材１１０の突部１１６、弾性部材１１７、設置部材１１０の外周部分、収容体１５０、モータ１７１の上面、弾性部材１７３、蓋部材１７５、および弾性部材１７４により構成される。蓋部１０２側の遮光部は、筐体１０２ａ、遮光部材１９６、設置部材１８０の面１８３、設置部材１８０の突部１８１、および弾性部材１８２により構成される。蓋部１０２が閉じられると、本体部１０１側の遮光部と、蓋部１０２側の遮光部が、カートリッジ２００の側方において接合し、暗室３４０が遮光部により取り囲まれる。こうして、遮光部の内部に光が漏れ込むことが防止される。上記遮光部の構成は一例であり、遮光部を構成する部材等は上記に限らない。

なお、図３に示したように、収容体１５０の上面１５１および収容部１５２、１５３には、ケーブルを通すための孔が設けられている。これらの孔は、暗室３４０に開けられた孔となり得る。したがって、暗室３４０の内部と暗室３４０の外部との間で信号のやり取りを行うためのケーブル等を通すための孔は、暗室３４０を形成するために遮光部材により全て塞がれる。たとえば、孔の出口においてケーブルと孔との間の隙間を遮光するために、遮光テープ、遮光布地、熱収縮チューブ、グロメット、コーキング材などを用いることができる。これらの遮光部材の色は、遮光性を高めるために黒色に設定される。

上記のように暗室３４０が形成されると、カートリッジ２００を支持する支持部材１７７と、カートリッジ２００と、光検出器１４４ａの検出面１４４ｂが、暗室３４０内に配置されることになる。実施形態１では、磁石１２０と、移動機構１３０と、検出部１４０とが暗室３４０内に配置されている。これにより、チャンバ２１６における反応過程で生じる光が極めて微弱であっても、外部から暗室３４０内に光が入らなくなるため、反応で生じる光を光検出器１４４ａにより精度よく検出できるようになる。よって、被検物質の分析精度を高めることができる。

また、上記のように、モータ１７１は、暗室３４０の外部に配置されている。ここで、モータ１７１は、カートリッジ２００を回転させる際に励磁され、熱を発する。しかしながら、上記のように、熱源であるモータ１７１が密閉空間である暗室３４０の外部に配置されると、モータ１７１の熱によって暗室３４０の内部の温度が不安定になることを抑止できる。これにより、カートリッジ２００の温度を所望の温度に維持できる。よって、カートリッジ２００内の検体と試薬とを安定的に反応させることができる。

図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、押圧部１９５は、設置部材３６１と、モータ３６２と、伝達ギア３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃと、ネジ３６４と、移動部材３６５と、ピン部材３６６と、ローラ３６７と、バネ３６８と、を備える。図１０（ａ）〜（ｃ）において、Ｄ１方向は、Ｘ軸正方向をＺ軸を中心として時計回りに４５°回転させた方向である。Ｄ２方向は、Ｙ軸正方向をＺ軸を中心として反時計回りに４５°回転させた方向である。Ｄ３方向は、Ｘ軸正方向をＺ軸を中心として反時計回りに４５°回転させた方向である。Ｄ３方向は、径方向において外側に向かう方向である。図１０（ｂ）、（ｃ）は、図１０（ａ）に示す断面Ｃ１−Ｃ２をＤ３方向に見た側面図である。

図１０（ｂ）に示すように、設置部材３６１は、蓋部１０２の設置部材１８０の上面に設置されている。図１０（ａ）に示すように、モータ３６２は、設置部材３６１に設置されている。モータ３６２は、ステッピングモータにより構成される。伝達ギア３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃとネジ３６４は、Ｄ１、Ｄ２方向を回転の中心として回転可能となるよう、設置部材３６１に支持されている。伝達ギア３６３ａ、３６３ｂは、互いに噛み合っており、伝達ギア３６３ｂ、３６３ｃは、互いに噛み合っている。モータ３６２の駆動軸３６２ａは、伝達ギア３６３ａに接続されており、ネジ３６４は、伝達ギア３６３ｃに接続されている。移動部材３６５は、ネジ３６４の回転に応じて、Ｄ１、Ｄ２方向に移動するようネジ３６４に支持されている。図１０（ｂ）に示すように、移動部材３６５の下面側には、水平面に対して傾斜した平面からなるカム部３６５ａが形成されている。

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、設置部材３６１には、円柱形状の孔３６１ａが形成されている。図１０（ｂ）に示すように、ピン部材３６６は、胴部３６６ａと、胴部３６６ａの上端に形成された鍔部３６６ｂと、胴部３６６ａの下端に形成された先端部３６６ｃと、を備える。胴部３６６ａの形状は、Ｚ軸方向に延びた円柱形状である。鍔部３６６ｂの形状は、胴部３６６ａよりも径が大きく、孔３６１ａの径とほぼ同じ円柱形状である。先端部３６６ｃの形状は、胴部３６６ａよりも径が小さい円柱形状である。胴部３６６ａは、孔３６１ａの底面に設けられた孔と、この孔に対応するよう設けられた設置部材１８０、ヒータ３２２、および板部材１９１を貫通する孔とに通されている。

ローラ３６７は、ピン部材３６６の上部に回転可能となるよう設置されている。ローラ３６７の形状は、円柱形状である。バネ３６８は、鍔部３６６ｂの下面と、孔３６１ａの底面との間に設置されており、ピン部材３６６を鉛直上方向に押し上げる。

このように押圧部１９５が構成されると、モータ３６２の駆動に応じて、駆動力が伝達ギア３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃとネジ３６４に伝達される。これにより、移動部材３６５が、Ｄ１、Ｄ２方向に移動する。図１０（ｂ）の状態から、移動部材３６５がＤ１方向に移動されると、カム部３６５ａが、ローラ３６７に接触し、ローラ３６７を下方向に押し下げる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、ピン部材３６６が下方向に移動する。図１０（ｃ）の状態から、移動部材３６５がＤ２方向に移動されると、カム部３６５ａがローラ３６７から離れ、バネ３６８がピン部材３６６を上方向に押し上げる。これにより、ピン部材３６６の位置が、図１０（ｂ）に示す状態に戻される。

封止体２３１ａを開栓する場合には、図１０（ｂ）に示すようにピン部材３６６が上方に位置付けられた状態で、支持部材１７７によりカートリッジ２００が回転され、封止体２３１ａが、先端部３６６ｃの真下に位置付けられる。先端部３６６ｃの真下は、押圧部１９５が封止体２３１ａを開栓する位置である。そして、モータ３６２が駆動され、図１０（ｃ）に示すようにピン部材３６６が下方向に移動される。これにより、先端部３６６ｃの真下に位置付けられた封止体２３１ａが、先端部３６６ｃにより上から押圧され、封止体２３１ａが開栓される。封止体２３２ａを開栓する場合も、封止体２３２ａが先端部３６６ｃの真下に位置付けられ、封止体２３１ａと同様、押圧部１９５による開栓の処理が行われる。

このように、押圧部１９５による封止体２３１ａ、２３２ａの開栓処理は、封止体２３１ａ、２３２ａが先端部３６６ｃにより押圧されることにより行われる。開栓処理の際、封止体２３１ａ、２３２ａは、先端部３６６ｃにより、たとえば１０Ｎの力で上から押圧される。このように強い力がカートリッジ２００に加えられると、カートリッジ２００の位置ずれや意図しない撓みなどが生じるおそれがある。したがって、位置ずれや撓みを抑制するために、図１１（ａ）に示すように、カートリッジ２００は、封止体２３１ａの位置において支持部材１７７により下方から支持される。

図１１（ａ）は、支持部材１７７を上側から見た図である。図１１（ａ）には、支持部材１７７に設置されたカートリッジ２００が、便宜上、破線で示されている。また、図８に示す板部材１７６に設けられた孔を介して、カートリッジ２００の下面に直接的に対向する移動機構１３０と検出部１４０の部分が、便宜上、破線で示されている。また、回転軸３１１と、ピン部材３６６の先端部３６６ｃとが、便宜上、破線で示されている。

図１１（ａ）に示すように、回転軸３１１から先端部３６６ｃまでの水平面内における距離は、ｒ１である。言い換えれば、ｒ１は、回転軸３１１から、カートリッジ２００が押圧部１９５から押圧される位置まで至る距離である。支持部材１７７は、カートリッジ２００を挟んで押圧部１９５と対向する位置に設けられている。具体的には、支持部材１７７は、少なくとも距離ｒ１より大きい半径ｒ２を有するターンテーブルであり、回転軸３１１側から、押圧部１９５と対向する位置まで設けられている。

これにより、封止体２３１ａ、２３２ａが開栓される際に、押圧部１９５が封止体２３１ａ、２３２ａを押圧し、カートリッジ２００に押圧力が加えられても、支持部材１７７が土台となってカートリッジ２００を支えることになる。したがって、開栓時にカートリッジ２００に位置ずれや破損が生じたりすることがなく、カートリッジ２００は所定の位置に適正に支持される。よって、開栓動作によって測定精度が低下することが抑制される。

なお、図１１（ａ）に示すように、支持部材１７７の半径ｒ２は、上側から見て、支持部材１７７が、カートリッジ２００の下面に直接的に対向する移動機構１３０と検出部１４０の部分に重ならないように設定される。これにより、カートリッジ２００が支持部材１７７に設置された状態で、カートリッジ２００に磁石１２０がアクセス可能になるため、一のチャンバ内で磁石１２０により集められた磁性粒子を、他のチャンバへと円滑に移送できる。また、カートリッジ２００からの光が支持部材１７７により妨げられることがないため、検出部１４０による検出を適切に行うことができる。

支持部材１７７の半径ｒ２は、カートリッジ２００の下面に対向する移動機構１３０と検出部１４０の部分に重ならない範囲で大きい値に設定されると、より安定的にカートリッジ２００を支持できる。ただし、支持部材１７７の半径ｒ２が大きくなると、支持部材１７７を回転させるモータ１７１の負荷が大きくなる。この場合、モータ１７１の回転時間を長くしたり、回転速度を頻繁に切り替えたりすると、モータ１７１が故障したり、モータ１７１の発熱量が増大したりするおそれがある。したがって、支持部材１７７の半径ｒ２は、支持部材１７７が押圧部１９５からの押圧力を受ける位置をカバーする範囲で、なるべく小さい値に設定されるのが望ましい。

なお、このように、支持部材１７７の半径ｒ２がなるべく小さい値に設定されたとしても、支持部材が単にカートリッジ２００を支持するだけの場合に比べて、支持部材１７７の面積と重量が増加する。この場合、支持部材１７７を駆動するモータ１７１が大型化し、モータ１７１の発熱量が増加する。しかしながら、上述したようにモータ１７１は暗室３４０の外部に配置されるため、モータ１７１の発熱が増大する場合でも、暗室３４０内部の温度が不安定になることを抑制でき、測定を適切に進めることができる。

図１１（ｂ）に示すように、支持部材１７７の最外周部分の半径が、カートリッジ２００の半径とほぼ同じ値に設定されてもよい。この場合、支持部材１７７には、たとえば、Ｚ軸方向に支持部材１７７を貫通する３つの孔１７７ａが設けられる。３つの孔１７７ａの内側方向には、図１１（ａ）と同様、半径ｒ２の内周部１７７ｂが設けられる。隣り合う２つの孔１７７ａの間には、径方向に接続部１７７ｃが設けられる。３つの接続部１７７ｃにより、支持部材１７７の最外周に位置する外周部１７７ｄが支持される。

ここで、上方に開放された移動機構１３０と検出部１４０の部分が、孔１７７ａを介してカートリッジ２００の下面に直接的に対向できるよう、孔１７７ａの大きさが設定される。また、カートリッジ２００が支持部材１７７に設置される際に、チャンバ２１１〜２１６とチャネル２２０が支持部材１７７に重ならないように、孔１７７ａの大きさが設定される。

図１１（ｂ）に示すように支持部材１７７が構成されると、図１１（ａ）の場合と同様、内周部１７７ｂにより封止体２３１ａ、２３２ａの下方に位置するカートリッジ２００の下面を支持できる。また、図１１（ｂ）の場合、カートリッジ２００の外周付近が外周部１７７ｄにより支持されるため、図１１（ａ）と比較して、安定的にカートリッジ２００を支持できる。

なお、カートリッジ２００が支持部材１７７上の決められた位置に設置される場合には、図１１（ａ）に示す支持部材１７７の形状や、図１１（ｂ）に示す内周部１７７ｂと外周部１７７ｄの形状は、必ずしも円形状でなくてもよい。

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本体部１０１の筐体１０１ａの背面には、換気部３５０が設置されている。換気部３５０は、ファンにより構成される。換気部３５０は、収容体１５０の外側面１５４に設置されたモータ１７１により生じた熱を分析装置１００の外部に放出させる。本体部１０１の筐体１０１ａの底面は、足部により所定の間隔だけ設置面から離れている。筐体１０１ａの前方の底面には、換気口１０１ｂが設けられている。換気部３５０が駆動されることにより、白抜きの矢印に示すように、換気口１０１ｂから取り込まれた空気が、モータ１７１を通り分析装置１００の後方に排出される。なお、白抜きの矢印とは逆の方向に、換気部３５０の位置で外側から取り込まれた空気が、モータ１７１を通り換気口１０１ｂから排出されてもよい。

平面視において、すなわち鉛直方向に見て、本体部１０１の輪郭は矩形形状であり、モータ１７１の輪郭も矩形形状である。そして、モータ１７１の角と、本体部１０１の角とが、平面視において互いにずれるように、モータ１７１が本体部１０１内に配置されている。また、平面視において、モータ１７１と本体部１０１の角との間の隙間に、光検出器１４４ａを含む検出部１４０が配置されている。同様に、平面視において、モータ１７１と本体部１０１の他の角との間の隙間に、磁石１２０および移動機構１３０が配置されている。これにより、平面視における本体部１０１の形状をコンパクトにできるため、分析装置１００を小型化できる。

収容体１５０には、暗室３４０内に配置される部材を収容するための収容部１５２、１５３が形成されている。収容部１５２、１５３は、モータ１７１側の外側面を突出させた形状を有している。モータ１７１は、収容部１５２との間に隙間を空けて収容部１５２の側方に配置されており、収容部１５３との間に隙間を空けて収容部１５３の側方に配置されている。すなわち、モータ１７１は、外側面１５４に配置されている。このように収容部１５２、１５３の側方にモータ１７１を配置することで、分析装置１００が高さ方向に大きくなることを回避できる。また、収容部１５２とモータ１７１との間に隙間があり、収容部１５３とモータ１７１との間に隙間があるため、この隙間において、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように空気を対流させることができる。よって、モータ１７１の熱を効果的に除去できる。

収容部１５２、１５３が、互いに隙間を空けて収容体１５０に形成されている。モータ１７１は、収容部１５２と収容部１５３に挟まれるように配置されている。そして、換気部３５０は、収容部１５２、１５３の間の隙間に対向するように配置されている。これにより、収容部１５２、１５３の隙間を介して、モータ１７１の周囲に空気が通りやすくなるため、モータ１７１の熱を効果的に除去できる。

換気部３５０は、モータ１７１と同じ高さの位置に、モータ１７１に対向するように配置されている。これにより、モータ１７１の周囲の空気を、分析装置１００の外部に導きやすくなるため、モータ１７１で生じた熱を効率的に排熱できる。また、上述したようにモータ１７１が暗室３４０の外部に配置され、換気部３５０も暗室３４０の外部に配置されている。これにより、暗室３４０を形成する遮光部による遮光性を阻害することなく、暗室３４０内の温度の上昇を効果的に抑制できる。

また、実施形態１では、後述する制御部３０１は、分析の開始指示を受け付けると、ヒータ３２１、３２２を駆動してカートリッジ２００の温度を上昇させる。このとき、制御部３０１は、温度センサ１７８が検出したカートリッジ２００の温度に基づいて、換気部３５０の動作を制御する。たとえば、制御部３０１は、カートリッジ２００の温度が４０℃に満たない場合には、換気部３５０を停止状態とし、カートリッジ２００の温度が４０℃を越えると、換気部３５０を駆動させる。こうすると、分析の開始指示が受け付けられた直後から換気部３５０が駆動される場合に比べて、カートリッジ２００の温度が４２℃に収束するまでの時間を短くでき、換気部３５０およびヒータ３２１、３２２の消費電力を抑制できる。

図１３に示すように、分析装置１００は、上述したように、モータ１３５、１３６、１６１、１７１と、エンコーダ１７２と、ヒータ３２１、３２２と、温度センサ３３１、３３２、１７８と、光検出ユニット１４４と、換気部３５０と、撮像部１９３と、照明部１９４と、押圧部１９５と、を備える。また、分析装置１００は、制御部３０１と、表示部３０２と、入力部３０３と、駆動部３０４と、センサ部３０５と、を備える。

制御部３０１は、たとえば、演算処理部と記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵなどにより構成される。記憶部は、たとえば、フラッシュメモリ、ハードディスクなどにより構成される。制御部３０１は、分析装置１００の各部から信号を受信し、分析装置１００の各部を制御する。表示部３０２と入力部３０３は、たとえば、本体部１０１の側面部分や、蓋部１０２の上面部分などに設けられる。表示部３０２は、たとえば、液晶パネルなどにより構成される。入力部３０３は、たとえば、ボタンやタッチパネルなどにより構成される。駆動部３０４は、分析装置１００内に配された他の機構を含む。センサ部３０５は、回転するカートリッジ２００の所定の部位を検出するためのセンサと、モータ１３５、１３６、１６１によって原点位置に移動された機構を検出するためのセンサと、分析装置１００内に配された他のセンサを含む。

次に、図１４を参照して、分析装置１００の動作について説明する。

まず、オペレータは、被検者から採取された血液検体を開口２４１から注入し、カートリッジ２００を支持部材１７７に設置する。血液検体中の被検物質は、たとえば、抗原を含む。一例として、抗原は、Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）である。被検物質は、抗原、抗体、または、タンパク質のうち、１または複数であってもよい。

カートリッジ２００の液体収容部２３１、２３２およびチャンバ２１１には、あらかじめ所定の試薬が収容されている。具体的には、チャンバ２１１の径方向に位置する液体収容部２３１には、Ｒ１試薬が収容されている。チャンバ２１１には、Ｒ２試薬が収容されている。チャンバ２１２の径方向に位置する液体収容部２３１には、Ｒ３試薬が収容されている。チャンバ２１３〜２１５の径方向に位置する液体収容部２３１には、洗浄液が収容されている。チャンバ２１６の径方向に位置する液体収容部２３１には、Ｒ４試薬が収容されている。液体収容部２３２には、Ｒ５試薬が収容されている。

以下の制御において、制御部３０１は、モータ１７１に接続されたエンコーダ１７２の出力信号に基づいて、モータ１７１の駆動軸１７１ａの回転位置を取得する。制御部３０１は、回転するカートリッジ２００の所定の部位をセンサにより検出することで、カートリッジ２００の周方向の位置を取得する。あるいは、支持部材１７７に対して、カートリッジ２００が決められた位置に設置されてもよい。これにより、制御部３０１は、カートリッジ２００の各部を周方向の所定の位置に位置付けることが可能となる。

また、制御部３０１は、モータ１３５、１３６、１６１によって原点位置に移動された機構を検出するためのセンサの出力信号に基づいて、モータ１３５、１３６、１６１によって移動される各機構の位置を取得する。これにより、制御部３０１は、モータ１３５、１３６、１６１によって移動される機構、すなわち磁石１２０と板状部材１６２を、所定の位置に位置付けることが可能となる。

ステップＳ１１において、制御部３０１は、入力部３０３を介してオペレータによる開始指示を受け付け、ステップＳ１２以降の処理を開始させる。

ステップＳ１２において、制御部３０１は、血漿と試薬をチャンバに移送する。具体的には、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、押圧部１９５を駆動して、押圧部１９５に対向する位置に位置付けられた６つの封止体２３１ａを押し下げる。そして、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、領域２４３ｂに位置付けられた血漿をチャンバ２１１に移送し、６つの液体収容部２３１に収容された試薬をチャンバ２１１〜２１６に移送する。これにより、チャンバ２１１において、血漿と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合される。チャンバ２１２には、Ｒ３試薬が移送され、チャンバ２１３〜３１５には、洗浄液が移送され、チャンバ２１６には、Ｒ４試薬が移送される。

さらに、ステップＳ１２において、血漿と試薬の移送が終わると、制御部３０１は、攪拌処理を行う。具体的には、制御部３０１は、所定の方向に回転させながら、異なる２つの回転速度を所定の時間間隔で切り替えるよう、モータ１７１を駆動する。たとえば、制御部３０１は、モータ１７１に印加する電流を所定の時間間隔で切り替えることにより、または、モータ１７１の駆動を所定の時間間隔でオンとオフに切り替えることにより、攪拌処理を行う。これにより、周方向に発生するオイラー力が所定の時間間隔で変化することで、チャンバ２１１〜２１６内の液体が攪拌される。このような攪拌処理は、ステップＳ１２だけでなく、ステップＳ１３〜Ｓ１８においても移送処理後に同様に行われる。

なお、制御部３０１は、所定の時間間隔でモータ１７１の回転方向を切り替えることにより、攪拌処理を行ってもよい。ただし、このようにモータ１７１が駆動されると、モータ１７１の負荷が大きくなる。したがって、上記のように、所定の方向に回転させながら、２つの回転速度を切り替えるようモータ１７１が駆動されるのが望ましい。

ここで、Ｒ１試薬は、被検物質と結合する捕捉物質を含む。捕捉物質は、たとえば、被検物質と結合する抗体を含む。抗体は、たとえば、ビオチン結合ＨＢｓモノクローナル抗体である。Ｒ２試薬は、磁性粒子を液体成分中に含む。磁性粒子は、たとえば、表面がアビジンでコーティングされたストレプトアビジン結合磁性粒子である。ステップＳ１２において、血漿と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、被検物質とＲ１試薬は、抗原抗体反応により結合する。そして、抗原−抗体反応体と磁性粒子との反応により、Ｒ１試薬の捕捉物質と結合した被検物質が、捕捉物質を介して磁性粒子と結合する。こうして、被検物質と磁性粒子とが結合した状態の複合体が生成される。

次に、ステップＳ１３において、制御部３０１は、チャンバ２１１内の複合体を、チャンバ２１１からチャンバ２１２へ移送する。これにより、チャンバ２１２において、チャンバ２１１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合される。ここで、Ｒ３試薬は、標識物質を含む。標識物質は、被検物質と特異的に結合する捕捉物質と、標識とを含む。たとえば、標識物質は、捕捉物質として抗体が用いられた標識抗体である。ステップＳ１３において、チャンバ２１１で生成された複合体と、Ｒ３試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ２１１で生成された複合体と、Ｒ３試薬に含まれる標識抗体とが反応する。これにより、被検物質と、捕捉抗体と、磁性粒子と、標識抗体とが結合した複合体が生成される。

ここで、ステップＳ１３の処理について、図１５を参照して詳細に説明する。図１５のフローチャートは、図１４のステップＳ１３を詳細に示すフローチャートである。以下の説明では、図１５を主として参照し、図１６（ａ）〜図１７（ｃ）の状態遷移図を適宜参照する。

ステップＳ１２の処理が終わった時点では、図１６（ａ）に示すように、チャンバ２１１内で複合体が広がっている。ステップＳ１０１において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、磁石１２０をカートリッジ２００に近付けて、図１６（ｂ）に示すように、チャンバ２１１内に広がる複合体を集める。このとき、制御部３０１は、水平面内において、磁石１２０の先端部１２２ａを、チャンバ２１１の周方向の中央、かつ、チャンバ２１１の径方向の外側寄りの領域に接近させる。

実施形態１では、チャンバ２１１に収容される複合体を含む混合液は、チャンバ２１１の全容量に満たない量である。チャンバ２１１に収容される混合液が全容量に満たないと、チャンバ２１１内において混合液の存在する領域にバラつきが生じることが想定される。しかしながら、上述したように、チャンバ２１１において、被検物質と、Ｒ１試薬と、Ｒ２試薬とが混合された後、攪拌処理によりチャンバ２１１に遠心力が付与されると、混合液は、チャンバ２１１内において常に外側に偏った状態とされる。したがって、チャンバ２１１内の複合体を磁石１２０で集める場合に、磁石１２０の先端部１２２ａを、チャンバ２１１内で偏った混合液の収容領域、すなわちチャンバ２１１の外側寄りの領域に位置付ければ、チャンバ２１１内の混合液中の複合体を確実に磁石１２０の位置に集めることができる。

なお、チャンバ２１２〜２１５に収容される複合体を含む混合液も、それぞれ、チャンバ２１２〜２１５の全容量に満たない量である。したがって、チャンバ２１１の場合と同様に、磁石１２０を外側よりの領域に位置付ければ、チャンバ２１２〜２１５内の混合液中の複合体を確実に磁石１２０の位置に集めることができる。

ステップＳ１０２において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、回転軸３１１に近付く方向に磁石１２０を移動させて、図１６（ｃ）に示すように、チャンバ２１１に繋がる領域２２２と、領域２２１との接続部へ複合体を移送する。ステップＳ１０２において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度は、複合体がチャンバ２１１に取り残されないよう、１０ｍｍ／秒以下とするのが望ましい。具体的には、たとえば０．５ｍｍ／秒とされる。移動機構１３０による磁石１２０の移動は、上記のような複合体の移動速度を実現できるように行われる。

ステップＳ１０３において、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させて、図１７（ａ）に示すように、チャンバ２１２に繋がる領域２２２と、領域２２１との接続部へ複合体を移送する。ステップＳ１０３において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度も、ステップＳ１０２の場合と同様に設定される。モータ１７１によるカートリッジ２００の回転は、上記のような複合体の移動速度を実現できるように行われる。

ステップＳ１０４において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、回転軸３１１から離れる方向に磁石１２０を移動させて、図１７（ｂ）に示すように、チャンバ２１２へ複合体を移送する。ステップＳ１０４において複合体をカートリッジ２００に対して移動させる速度は、ステップＳ１０２と同様に設定される。ステップＳ１０５において、制御部３０１は、移動機構１３０を駆動して、磁石１２０をカートリッジ２００から遠ざけて、図１７（ｃ）に示すように、チャンバ２１２内に複合体を広がらせる。

以上のように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５において、制御部３０１は、チャンバ２１１に対向する位置において磁石１２０をカートリッジ２００に接近させた後、磁石１２０をカートリッジ２００に接近させたまま、磁石１２０をチャネル２２０に沿って移動させて、チャンバ２１２に対向する位置に磁石１２０を位置付ける。その後、制御部３０１は、磁石１２０をカートリッジ２００から離間させて、磁石１２０による複合体の集磁を解除する。これにより、複合体がチャンバ２１１とチャネル２２０に取り残されることを、確実に防ぐことができる。

ステップＳ１０６において、制御部３０１は、上述した攪拌処理を行う。このとき、攪拌処理の前に複合体の集磁が解除され、複合体がチャンバ２１２内で広がっているため、チャンバ２１２内の液体の攪拌が確実に行われる。

以上のようにして、図１４のステップＳ１３の処理が行われる。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６に示す移送処理および攪拌処理は、後述するステップＳ１４〜Ｓ１７においても、同様に行われる。

図１４に戻り、ステップＳ１４において、制御部３０１は、チャンバ２１２内の複合体を、チャンバ２１２からチャンバ２１３へ移送する。これにより、チャンバ２１３において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。ステップＳ１４において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ２１３内で複合体と未反応物質とが分離される。すなわち、チャンバ２１３では、洗浄により未反応物質が除去される。

ステップＳ１５において、制御部３０１は、チャンバ２１３内の複合体を、チャンバ２１３からチャンバ２１４へ移送する。これにより、チャンバ２１４において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。チャンバ２１４においても、洗浄により未反応物質が除去される。

ステップＳ１６において、制御部３０１は、チャンバ２１４内の複合体を、チャンバ２１４からチャンバ２１５へ移送する。これにより、チャンバ２１５において、チャンバ２１２で生成された複合体と、洗浄液とが混合される。チャンバ２１５においても、洗浄により未反応物質が除去される。

ステップＳ１７において、制御部３０１は、チャンバ２１５内の複合体を、チャンバ２１５からチャンバ２１６へ移送する。これにより、チャンバ２１６において、チャンバ２１２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合される。ここで、Ｒ４試薬は、チャンバ２１２で生成された複合体を分散させるための試薬である。Ｒ４試薬は、たとえば緩衝液である。ステップＳ１７において、チャンバ２１２で生成された複合体と、Ｒ４試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、チャンバ２１２で生成された複合体が分散される。

ステップＳ１８において、制御部３０１は、Ｒ５試薬をチャンバ２１６に移送する。具体的には、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、押圧部１９５を駆動して、押圧部１９５に対向する位置に位置付けられた封止体２３２ａを押し下げる。そして、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、液体収容部２３２に収容されたＲ５試薬をチャンバ２１６に移送する。これにより、チャンバ２１６において、ステップＳ１７で生成された混合液に、さらにＲ５試薬が混合される。

ここで、Ｒ５試薬は、複合体に結合された標識抗体との反応により光を生じる発光基質を含む発光試薬である。ステップＳ１８において、ステップＳ１７で生成された混合液と、Ｒ５試薬とが混合され、攪拌処理が行われると、試料が調製される。この試料は、複合体に結合された標識物質と、発光基質とが反応することにより、化学発光する。

ステップＳ１９において、制御部３０１は、モータ１７１を駆動して、チャンバ２１６を光検出器１４４ａの真上に位置付け、チャンバ２１６から生じる光を、光検出器１４４ａにより検出する。ステップＳ２０において、制御部３０１は、光検出器１４４ａにより検出した光に基づいて、免疫に関する分析処理を行う。光検出器１４４ａが光電子増倍管で構成される場合、光子の受光に応じたパルス波形が光検出器１４４ａから出力される。光検出ユニット１４４は、光検出器１４４ａの出力信号に基づいて、一定間隔でフォトンを計数し、カウント値を出力する。制御部３０１は、光検出ユニット１４４から出力されたカウント値に基づいて、被検物質の有無および量などを分析し、分析結果を表示部３０２に表示させる。

以上のように、複合体は、チャンバ２１１〜２１６において順番に移送される。このように複数のチャンバを介して複合体が移送されると、複合体がチャンバ２１１〜２１５およびチャネル２２０において取り残されやすくなる。しかしながら、上記のように磁石１２０を用いて確実に複合体が移送されると、複合体の取り残しを確実に防止できる。これにより、光検出器１４４ａにより検出される光量の意図しない低下を抑制できる。よって、意図しない光量の低下による偽陰性を抑制できるため、高精度な検出を行うことができる。

なお、化学発光とは、化学反応によるエネルギーを利用して発せられる光であり、たとえば、化学反応により分子が励起されて励起状態になり、そこから基底状態に戻る時放出される光である。化学発光は、たとえば、酵素と基質との反応により生じさせたり、電気化学的刺激を標識物質に与えることにより生じさせたり、ＬＯＣＩ法（Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay）に基づいて生じさせたり、生物発光に基づいて生じさせたりすることができる。実施形態１では、いずれの化学発光が行われてもよい。

所定波長の光が照射されると蛍光が励起される物質と被検物質とが結合して複合体が構成されてもよい。この場合、チャンバ２１６に光を照射するための光源が配置される。光検出器１４４ａは、光源からの光によって複合体に結合した物質から励起された蛍光を検出する。

なお、磁性粒子としては、磁性を有する材料を基材として含み、通常の免疫測定に用いられる粒子であればよい。たとえば、基材としてＦｅ_２Ｏ_３および／またはＦｅ_３Ｏ_４、コバルト、ニッケル、フィライト、マグネタイトなどを用いた磁性粒子が利用できる。磁性粒子は、被検物質と結合するための結合物質がコーティングされていてもよいし、磁性粒子と被検物質とを結合させるための捕捉物質を介して被検物質と結合してもよい。捕捉物質は、磁性粒子および被検物質と相互に結合する抗原または抗体などである。

また、標識物質は、たとえば、被検物質と特異的に結合する捕捉物質と、化学発光のための標識とを含む。捕捉物質は、被検物質と特異的に結合すれば特に限定されない。実施形態１では、捕捉物質は、被検物質と抗原抗体反応により結合する。より具体的に、実施形態１では、捕捉物質は抗体であるが、被検物質が抗体である場合、捕捉物質は、その抗体の抗原であってもよい。また、被検物質が核酸である場合、捕捉物質は、被検物質と相補的な核酸であってもよい。標識物質に含まれる標識としては、たとえば、酵素、蛍光物質、放射性同位元素などが挙げられる。酵素としては、アルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）、ペルオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、チロシナーゼ、酸性ホスファターゼなどが挙げられる。化学発光として、電気化学発光をする場合、標識としては、電気化学的刺激により発光する物質であれば特に限定されないが、たとえばルテニウム錯体が挙げられる。蛍光物質としては、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、グリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、ルシフェリンなどが利用できる。放射性同位元素としては、１２５Ｉ、１４Ｃ、３２Ｐなどが利用できる。

また、標識が酵素である場合、酵素に対する発光基質は、用いる酵素に応じて適宜公知の発光基質を選択すればよい。たとえば、酵素としてアルカリホスファターゼを用いる場合の発光基質としては、ＣＤＰ−Ｓｔａｒ（登録商標）、（４−クロロ−３−（メトキシスピロ[１，２−ジオキセタン−３，２’−（５’−クロロ）トリクシロ［３．３．１．１３，７］デカン]−４−イル）フェニルリン酸２ナトリウム）、ＣＳＰＤ（登録商標）（３−（４−メトキシスピロ[１，２−ジオキセタン−３，２−（５’−クロロ）トリシクロ［３．３．１．１３，７］デカン]−４−イル）フェニルリン酸２ナトリウム）などの化学発光基質；ｐ−ニトロフェニルホスフェート、５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリルリン酸（ＢＣＩＰ）、４−ニトロブルーテトラゾリウムクロリド（ＮＢＴ）、ヨードニトロテトラゾリウム（ＩＮＴ）などの発光基質；４−メチルウムベリフェニル・ホスフェート（４ＭＵＰ）などの蛍光基質；５−ブロモ−４−クロロ−３−インドリルリン酸（ＢＣＩＰ）、５−ブロモ−６−クロロ−インドリルリン酸２ナトリウム、ｐ−ニトロフェニルリンなどの発色基質などが利用できる。

次に、発明者らは、複合体を移動させる際に、上記のように全ての移動動作において磁石１２０を用いた場合の検証例１と、一部の移動動作において磁石１２０を用いなかった場合の検証例２と、について実験を行った。

検証例１では、実施形態１と同様、制御部３０１は、カートリッジ２００に磁石１２０を接近させて磁石１２０により複合体を集め、磁石１２０を移動させることにより複合体をチャンバ２１１〜２１６まで移動させ、光検出器１４４ａによりチャンバ２１６から生じる光を検出した。検証例２では、制御部３０１は、チャンバ２１２に繋がる領域２２２と、領域２２１との接続部に複合体を位置付けたあと、磁石１２０をカートリッジ２００から離間させ、モータ１７１を駆動して生じる遠心力により、複合体をチャンバ２１２へ移送した。検証例２では、チャンバ２１１から上記接合点までの移送手順およびチャンバ２１２〜２１６までの移送手順は、検証例１と全く同じである。そして、検証例２においても、制御部３０１は、光検出器１４４ａによりチャンバ２１６から生じる光を検出した。

発明者らは、検証例１、２で取得された光検出器１４４ａの検出に基づくカウント値を、それぞれ取得した。なお、検証例１、２では、シスメックス社製のキャリブレータである「HISCL TSH C1」を用いて測定を行った。すなわち、このキャリブレータを、上述した実施形態１の分析手順における血漿に置き換えて、チャンバ２１１に移送させ、以降の複合体の移送および発光の検出を行った。

図１８（ａ）に示すように、検証例１のカウント値は、２０００００程度になったが、検証例２のカウント値は、８００００程度と低い値になった。検証例１、２における手順の違いから、検証例２では、複合体を移動させる際に、一部の移動動作において磁石１２０を用いなかったために経路上で複合体が取り残され、大幅にカウント値が減少したと考えられる。

発明者らは、複合体が移送されるときの写真を撮像し、実際に複合体が取り残されたことを確認した。図１８（ｂ）は、実際に発明者らが撮像した写真を概念的に示す図である。

図１８（ｂ）の上図に示すように、検証例１、２の何れにおいても、全く同様に、チャンバ２１２に繋がる領域２２２と、領域２２１との接続部に複合体が位置付けられた。検証例１の場合、図１８（ａ）の上図の状態から、図１８（ｂ）の左下の図に示すように、複合体は、磁石１２０によって接続部からチャンバ２１２へ移送された。しかしながら、検証例２の場合、図１８（ａ）の上図の状態から、遠心力によって複合体が移送されたため、図１８（ｂ）の右下の図に示すように、複合体が、接続部からチャンバ２１２の間において取り残された。このように、複合体が取り残されると、最終的にチャンバ２１６に到達する複合体の量が減少する。また、複合体が取り残されると、所望の複合体の量に基づく反応がチャンバで生じなくなる。したがって、最終的にチャンバ２１６内の反応で生じる光の量が少なくなってしまう。

以上の実験から、複合体の移送の際には、磁石１２０をカートリッジ２００に対して相対的に移動させ、磁石１２０の磁力により複合体を移送するのが望ましいことが分かる。また、このことから、接続部からチャンバへの移送に限らず、チャンバから接続部への移送、および、一方の接続部から他方の接続部への移送においても同様に、磁石１２０の磁力により複合体を移送するのが望ましいことが分かる。よって、磁石１２０により複合体の移送を行えば、複合体の移送をより確実に行うことができ、光検出器１４４ａの検出に基づくカウント値が意図せず低下することを防止できる。よって、分析装置１００による被検物質の分析精度を高く維持できる。

＜実施形態２＞
実施形態１では、図２（ａ）を参照して説明したように、蓋部１０２が開けられることにより、カートリッジ２００が分析装置１００に設置された。実施形態２では、図１９（ａ）に示すように、分析装置４００の筐体４０１の前面に設けられた孔４０１ａを介して外部に移動するトレイ４０２により、カートリッジ２００が分析装置４００の内部に設置される。

トレイ４０２の前端には、遮光部材４０３が設置されている。遮光部材４０３の外形は、孔４０１ａよりも一回り大きい。孔４０１ａの出口の周辺には、遮光性を有する弾性部材４０４が設置される。トレイ４０２が内部に移動すると、遮光部材４０３と弾性部材４０４が孔４０１ａを塞ぐ。分析装置４００の他の構成については、実施形態１の分析装置１００の具体的構成例と略同様である。

実施形態２においても、実施形態１と同様、複合体の移送を確実に行うことができるため、分析装置４００による被検物質の分析精度を高く維持できる。また、分析装置４００内に外部から光が入らない暗室を形成できるため、被検物質の検出精度を高めることができる。

＜実施形態３＞
実施形態３では、図１９（ｂ）に示すように、支持部材１７７に代えて、支持部材５１０が配置され、カートリッジ２００に代えて、カートリッジ５２０が用いられる。その他の構成については、実施形態１の具体的構成例と同様である。

支持部材５１０は、孔５１１と、３つの設置部５１２と、を備える。孔５１１は、支持部材５１０の中心に設けられている。支持部材５１０は、所定の部材を介して回転軸３１１に設置される。これにより、支持部材５１０は、回転軸３１１を中心として回転可能となる。設置部５１２は、周方向に３つ設けられている。設置部５１２は、面５１２ａと孔５１２ｂを備える。面５１２ａは、支持部材５１０の上面よりも一段低い面である。孔５１２ｂは、面５１２ａの中央に形成されており、支持部材５１０を上下方向に貫通する。カートリッジ５２０は、矩形形状であり、カートリッジ２００と同様の構成を有する。

分析を開始する場合、オペレータは、カートリッジ２００の場合と同様に、血液検体をカートリッジ５２０に注入し、カートリッジ５２０を設置部５１２に設置する。そして、実施形態１と同様、制御部３０１は、モータ１７１と、移動機構１３０と、検出部１４０とを駆動する。これにより、実施形態１と同様に、カートリッジ５２０内の複合体の移送が磁石１２０により確実に行われる。よって、実施形態１と同様に、分析装置１００による被検物質の分析精度を高く維持できる。また、実施形態３では、３つの設置部５１２に、それぞれカートリッジ５２０を設置できるため、３つのカートリッジ５２０に対して同時に分析を行うことができる。

＜実施形態４＞
実施形態１では、図１（ａ）に示すように、径方向においてカートリッジ２０と磁石５０の相対位置を変化させるために、移動機構６０が磁石５０を径方向に移動させた。これに対し、実施形態４では、移動機構９０がカートリッジ２０を移動させる。

図２０に示すように、実施形態４では、図１（ａ）の構成と比較して、移動機構６０に代えて移動機構９０が追加されている。また、磁石５０は、検出装置１０の内部において固定されている。その他の構成については、実施形態１の概要構成と同様である。

移動機構９０は、回転機構４０を支持しており、回転機構４０を移動可能に構成されている。移動機構９０は、支持部９１と、レール９２と、ベルト９３と、モータ９４と、を備える。支持部９１は、回転機構４０を下側から支持する。レール９２は、水平面内において磁石５０の位置と回転軸４２の位置とを繋ぐ直線に平行に延びており、支持部９１を案内する。ベルト９３は、モータ９４の駆動軸とプーリに架けられており、レール９２に平行に配置されている。ベルト９３には、支持部９１の下端が接続されている。モータ９４は、ステッピングモータにより構成される。モータ９４は、駆動軸を回転することにより、ベルト９３を介して支持部９１をレール９２に沿って移動させる。したがって、モータ９４の駆動により、支持部９１と、回転機構４０と、支持部材３０とを介して、カートリッジ２０が移動する。

実施形態４によれば、カートリッジ２０がレール９２に平行に移動するため、磁石５０に位置付けられるカートリッジ２０の位置が径方向に移動することになる。また、実施形態４では、実施形態１と同様、回転機構４０が、カートリッジ２０を周方向に回転させる。したがって、実施形態４においても、実施形態１と同様、磁石５０により磁性粒子を径方向および周方向に移動させることができるため、磁性粒子を確実に移送できる。

なお、径方向においてカートリッジ２０と磁石５０の相対位置を変化させるために、磁石５０とカートリッジ２０の両方を移動させてもよい。ただし両方を移動させる場合、検出装置１０の構成が複雑になるため、いずれか一方のみを動かすことが望ましい。さらに検出装置１０を簡素に構成するためには、実施形態１のように磁石５０のみを動かすことが望ましい。

＜実施形態５＞
実施形態１では、図２（ｂ）に示すように、チャンバ２１１〜２１６の形状は、円形状とされた。これに対し、実施形態５では、チャンバ２１１〜２１６の形状は、図２１（ａ）に示す形状とされる。その他の構成については、実施形態１の具体的構成例と同様である。

図２１（ｂ）、（ｃ）は、図２１（ａ）に示すチャンバ２１３を拡大した図である。図２１（ａ）〜（ｃ）において、チャンバ２１３のＸ軸正側に、カートリッジ２００の孔２０１が位置する。すなわち、チャンバ２１３のＸ軸正側に、回転軸３１１が位置する。なお、チャンバ２１１、２１２、２１４〜２１６の構成は、チャンバ２１３と同様であるため、ここではチャンバ２１３の構成および効果のみを説明する。

図２１（ｂ）に示すように、チャンバ２１３は、回転軸３１１の径の延長線に対して対称な形状である。チャンバ２１３は、回転軸３１１側においてチャネル２２０に連結されている。また、チャンバ２１３は、チャネル２２０との連結位置２１３ａを挟む両側に、回転軸３１１側に突出した突部２１３ｂを備える。言い換えれば、チャンバ２１３は、連結位置２１３ａのＹ軸正側とＹ軸負側に、それぞれＸ軸方向に突出した突部２１３ｂを備える。突部２１３ｂは、回転軸３１１側に突出した曲面である。突部２１３ｂの連結位置２１３ａ側の端部の延長線と、連結位置２１３ａの中心を通る回転軸３１１の径の延長線とのなす角αは、９０°より小さい。

また、チャンバ２１３は、連結位置２１３ａを挟む両側に、突部２１３ｂに接続された平面状の壁面２１３ｃをそれぞれ備える。壁面２１３ｃは、突部２１３ｂの連結位置２１３ａと反対側の端部に繋がっている。具体的には、壁面２１３ｃは、Ｚ軸方向に見て径方向すなわちＸ軸方向に延びている。また、チャンバ２１３は、２つの突部２１３ｂの間に、回転軸３１１側に突出した突部２１３ｄを備える。チャネル２２０は、突部２１３ｄに連結されている。また、チャンバ２１３は、径方向において回転軸３１１から離れる方向に位置する内壁２１３ｅを備える。内壁２１３ｅは、Ｚ軸方向に見て円弧形状である。

上記のようにチャンバ２１３が構成されると、以下のような効果が奏される。

上述したようにカートリッジ２００を回転させて、遠心力およびオイラー力を利用してチャンバ２１３内の液体を攪拌させた場合でも、２つの突部２１３ｂが障壁となって、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０との連結位置２１３ａに進むことを抑止できる。すなわち、攪拌により液体がチャンバ２１３内で移動しても、図２１（ｃ）に示すように、チャンバ２１３内の液体の端部が、突部２１３ｂによりチャンバ２１３内に留められる。これにより、攪拌時に、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０へと進入することを抑止できる。

これにより、チャンバ２１３からチャネル２２０へと流れ出た液体が他のチャンバに入り、他のチャンバで不所望な反応が起こることを抑止できる。また、チャンバ２１３からチャネル２２０へと流れ出た夾雑物を含む洗浄後の液体等が検出のためのチャンバ２１６に入り、チャンバ２１６で適正な検出が行えなくなることを抑止できる。また、このように、攪拌時にチャネル２２０への液体の流入が抑制されると、チャンバ２１３内の磁性粒子を、取り残しなく次のチャンバへと移動させることができるため、適正な検出を行うことができる。

また、攪拌時にチャンバ２１３内の液体が大きく揺動された場合でも、図２１（ｃ）に示すように、チャンバ２１３内の液体が突部２１３ｂにより受け止められ、さらにチャンバ２１３の内壁に沿って液体が移動することが抑制される。ここで、図２１（ｄ）に示すように、チャンバ２１３に突部２１３ｂが設けられていない場合、チャンバ２１３内の液体が内壁に沿って移動し、液体の流れ方向の先端部が、点線矢印で示すように、遠心力によりＸ軸負方向に折れ曲がって、液体の他の部分に衝突してしまう。この場合、液体の衝突により液体が泡立ってしまう。しかしながら、チャンバ２１３に突部２１３ｂが形成されると、図２１（ｃ）に示すように、チャンバ２１３内の液体が内壁に沿って進むことが抑制されるため、攪拌時におけるチャンバ２１３内の泡立ちを抑制できる。

また、攪拌時にチャネル２２０への液体の流入および泡立ちが抑制されると、攪拌時のカートリッジ２００の回転速度を高めることができ、回転速度の切り替えの自由度を高めることができる。一方、このように回転速度を制御した場合は、モータ１７１からの発熱が増加することになる。しかしながら、モータ１７１は、上述したように暗室３４０の外部に配置されるため、モータ１７１の発熱が増加する場合でも、暗室３４０内の温度が不安定になることを抑制でき、測定を適切に進めることができる。

チャンバ２１３には平面状の壁面２１３ｃが設けられている。これにより、攪拌時に液体が壁面２１３ｃに掛かる際に、壁面が曲面状に形成される場合に比べて液体の流れを変化させることができるため、チャンバ２１３内の液体を効果的に攪拌できる。また、図２１（ｄ）に示すように、壁面が曲面状に形成される場合、液体の流れ方向の先端部が折れ曲がって、液体の他の部分に衝突しやすくなる。しかしながら、壁面２１３ｃは平面状に形成されているため、図２１（ｄ）に示すような事態を抑制できる。よって、攪拌時にチャンバ２１３内の液体が泡立つことを抑制できる。

なお、壁面２１３ｃは、径方向に延びるように形成されたが、径方向から傾いた方向に延びるように形成されてもよい。ただし、Ｘ軸正側の端部が互いに近づくように２つの壁面２１３ｃが径方向から傾けられた場合、チャンバ２１３内の液体をさらに効果的に攪拌できるが、図２１（ｄ）に示す場合と同様、液体の衝突が起こりやすくなる。また、Ｘ軸正側の端部が互いに離れるように２つの壁面２１３ｃが径方向から傾けられた場合、液体の衝突が起こりにくくなるが、チャンバ２１３内の液体の攪拌効果が低下する。したがって、図２１（ｂ）に示すように、２つの壁面２１３ｃは、径方向に延びるように形成されるのが望ましい。

攪拌時にチャンバ２１３内の液体が大きく揺動して突部２１３ｂを乗り越えた場合も、乗り越えた液体は、突部２１３ｄに受け入れられるため、チャネル２２０へと進入しにくくなる。ここで、図２１（ｅ）に示すように、チャンバ２１３に突部２１３ｄが設けられていない場合、大きく揺動した液体は、点線矢印で示すように、チャネル２２０へと進入してしまう。しかしながら、チャンバ２１３に突部２１３ｄが設けられると、攪拌時にチャンバ２１３内の液体がチャネル２２０に進入することを確実に抑制できる。

突部２１３ｂは、回転軸３１１側に突出した曲面であるため、攪拌時に突部２１３ｂに磁性粒子が残ることを抑制できる。これにより、チャンバ２１３内の磁性粒子を、取り残しなく次のチャンバへと移動できる。チャンバ２１３は、回転軸３１１の径に対して対称な形状であるため、Ｙ軸正方向およびＹ軸負方向の何れの方向においても、チャネル２２０への液体の流入および泡立ちを抑制できる。図２１（ｂ）に示す角度αが９０°より小さいため、突部２１３ｂの連結位置２１３ａ側の端部が障壁となって、攪拌時にチャネル２２０への液体の流入および泡立ちが確実に抑制される。

チャンバ２１３の形状は、図２１（ｂ）に示した形状に限らず、他の形状であってもよく、たとえば、図２２（ａ）〜（ｃ）に示す形状であってもよい。

図２２（ａ）に示すチャンバ２１３には、図２１（ｂ）と比較して、突部２１３ｂと突部２１３ｄとの間に直線部２１３ｆが設けられている。この場合、突部２１３ｂに受け止められた液体が、表面張力により直線部２１３ｆを伝って突部２１３ｄへと進みやすくなる。したがって、図２１（ｂ）のように、突部２１３ｂと突部２１３ｄとが、連続的に設けられるのが望ましい。

図２２（ｂ）に示すチャンバ２１３には、図２１（ｂ）と比較して、突部２１３ｂと壁面２１３ｃが省略されている。この場合、チャンバ２１３内の液体が揺動されると、図２１（ｂ）に比べて、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０に進入しやすくなる。しかしながら、図２１（ｅ）と比較して、突部２１３ｄが設けられていることにより、チャンバ２１３内の液体がチャネル２２０に進入しにくくなる。

図２２（ｃ）に示すチャンバ２１３には、図２１（ｂ）と比較して、Ｙ軸正側の突部２１３ｂと突部２１３ｄとの間に、さらに突部２１３ｇが設けられている。突部２１３ｇは、たとえば、空気を通すための流路やチャネル２２０以外の流路に連結される。図２２（ｃ）に示す構成がチャンバ２１１に適用される場合、突部２１３ｄは、チャネル２２０に連結され、突部２１３ｇは、領域２４３ｂに連結される。

なお、図２１（ｂ）に示すチャンバ２１３において、突部２１３ｄに、空気を通すための流路やチャネル２２０以外の流路が連結されてもよい。他の流路を突部２１３ｄに連結させる場合、他の流路をチャネル２２０の領域２２２に連結させる場合に比べて、カートリッジ２００の成形が容易になる。

＜実施形態６＞
実施形態１では、液体収容部２３１、２３２に対して、径方向の１つの位置にのみ封止体が設けられた。これに対し、実施形態６では、液体収容部２３１、２３２に対して、径方向の異なる２つの位置に封止体が設けられる。具体的には、図２３（ａ）に示すように、液体収容部２３１の径方向の内側と外側の上面に、それぞれ封止体２３１ａ、２３１ｂが設けられ、液体収容部２３２の径方向の内側と外側の上面には、それぞれ、封止体２３２ａ、２３２ｂが設けられる。また、実施形態６の押圧部１９５は、図２３（ｂ）〜図２４（ｂ）に示すように構成される。実施形態６のその他の構成については、実施形態１の具体的構成例と同様である。

実施形態６では、液体収容部２３１に収容された試薬を、この液体収容部２３１の外側に位置するチャンバに移送する際、制御部３０１は、まずモータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、液体収容部２３１内の試薬を液体収容部２３１内において外周側に位置付ける。続いて、制御部３０１は、押圧部１９５を駆動して、液体収容部２３１の外側に位置する封止体２３１ｂを開栓する。これにより、液体収容部２３１の内部とチャネル２２０とが連結される。続いて、制御部３０１は、押圧部１９５を駆動して、液体収容部２３１の内側に位置する封止体２３１ａを開栓する。これにより、液体収容部２３１の内周側がカートリッジ２００の外部と連結される。そして、制御部３０１は、モータ１７１を駆動してカートリッジ２００を回転させ、遠心力により、液体収容部２３１内の試薬を、この液体収容部２３１の外側に位置するチャンバに移送する。

液体収容部２３２に収容された試薬をチャンバ２１６に移送する際も、制御部３０１は、上記と同様に処理を行う。すなわち、制御部３０１は、カートリッジ２００の回転、封止体２３２ｂの開栓、封止体２３２ａの開栓、およびカートリッジ２００の回転を、この順に行う。

実施形態６では、液体収容部２３１内の試薬が封止体２３１ａ、２３１ｂにより液体収容部２３１内に密封され、液体収容部２３２内の試薬が封止体２３２ａ、２３２ｂにより液体収容部２３２内に密封されている。これにより、液体収容部２３１、２３２内の試薬が、カートリッジ２００の使用前にチャネル２２０やチャンバ２１１〜２１６に流れることを抑止できる。また、液体収容部２３１、２３２内の試薬をチャンバに移送する際に、液体収容部２３１、２３２の内側と外側が開栓されるため、実施形態１に比べて、液体収容部２３１、２３２内の試薬を円滑にチャンバへと移送できる。

また、封止体の開栓前に、あらかじめ液体収容部２３１、２３２内の試薬が外周側に位置付けられる。これにより、封止体の開栓後に、液体収容部２３１、２３２内の試薬を外側に位置するチャンバに円滑に移送できる。また、外側の封止体２３１ｂ、２３２ｂを開栓した後、内側の封止体２３１ａ、２３２ａが開栓される。これにより、液体収容部２３１、２３２内の試薬が内側に戻ることなく、液体収容部２３１、２３２内の試薬を外側に位置するチャンバに円滑に移送できる。

次に、実施形態６の押圧部１９５について説明する。

実施形態６の押圧部１９５は、移動部材３６５と、移動部材３６５に配置され各封止体をそれぞれ開栓するピン部材３６６を押圧方向に移動させる複数のカム部と、を備える。カム部は、所定の順序で各ピン部材３６６を駆動するよう、移動部材３６５の移動方向に異なる位置に配置されている。具体的には、押圧部１９５は、図２３（ｂ）〜図２４（ｂ）に示すように構成される。

図２３（ｂ）に示すように、実施形態６では、実施形態１と比較して、径方向に２つのピン部材３６６が配置されている。具体的には、設置部材３６１に２つの孔３６１ａが設けられており、２つの孔３６１ａの位置に、それぞれピン部材３６６およびローラ３６７が設置されている。図２４（ａ）は、図２３（ｂ）に示す断面Ｃ１−Ｃ２をＤ３方向に見た図である。図２４（ｂ）は、図２３（ｂ）に示す断面Ｃ３−Ｃ４をＤ３方向に見た図である。図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの孔３６１ａの位置に、それぞれピン部材３６６が設置されている。

図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、移動部材３６５の下面側には、水平面に対して傾斜した平面からなるカム部３６５ｂ、３６５ｃが形成されている。カム部３６５ｂは、Ｄ３方向側のローラ３６７に対応する位置に形成されている。カム部３６５ｃは、Ｄ３方向と反対方向側のローラ３６７に対応する位置に形成されている。カム部３６５ｂ、３６５ｃの位置は、Ｄ１、Ｄ２方向において互いに異なっている。具体的には、カム部３６５ｂは、カム部３６５ｃに比べて、Ｄ１方向に位置している。

液体収容部２３１の封止体２３１ａ、２３１ｂを開栓する際には、制御部３０１は、カートリッジ２００を回転させて、液体収容部２３１内の試薬を外側に寄せた後、封止体２３１ａ、２３１ｂを、それぞれ、Ｄ３方向と反対側のピン部材３６６の真下と、Ｄ３方向側のピン部材３６６の真下に位置付ける。

そして、制御部３０１は、モータ３６２を駆動して、移動部材３６５をＤ１方向へ移動させる。このとき、図２４（ａ）、（ｂ）に示す状態から移動部材３６５がＤ１方向に移動されると、カム部３６５ｂがカム部３６５ｃよりも先にローラ３６７に接触し、その後、カム部３６５ｃがローラ３６７に接触する。したがって、Ｄ３方向側のピン部材３６６が、Ｄ３方向と反対方向側のピン部材３６６よりも先に、下方向に移動する。これにより、上述したように、外側の封止体２３１ｂが先に開栓され、その後、内側の封止体２３１ａが開栓されることになる。

このように移動部材３６５の下面に異なるカム部３６５ｂ、３６５ｃが設けられ、カム部３６５ｂ、３６５ｃに対応するようにピン部材３６６が設けられると、移動部材３６５をＤ１方向に移動させるだけで、封止体２３１ｂ、２３１ａをこの順に開栓できる。なお、液体収容部２３２の封止体２３２ａ、２３２ｂについても、同様に開栓処理が行われる。この場合も、移動部材３６５をＤ１方向に移動させるだけで、封止体２３２ｂ、２３２ａをこの順に開栓できる。

１０ 検出装置
２０ カートリッジ
２２ａ 第１チャンバ
２２ｂ 第２チャンバ
２３ チャネル
２３ａ 第１領域
２３ｂ 第２領域
２３ｃ 第３領域
３０ 支持部材
４０ 回転機構
４２ 回転軸
５０ 磁石
６０、９０ 移動機構
７０ 制御部
８０ 検出部
１００ 分析装置
１２０ 磁石
１２２ 磁性体
１２２ａ 先端部
１３０ 移動機構
１４０ 検出部
１７７ 支持部材
１９５ 押圧部
２００ カートリッジ
２１１〜２１６ チャンバ
２１３ａ 連結位置
２１３ｂ 突部
２１３ｃ 壁面
２１３ｄ 突部
２２０ チャネル
２２１、２２２ 領域
２３１、２３２ 液体収容部
２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂ 封止体
３０１ 制御部
３１１ 回転軸
４００ 分析装置
５１０ 支持部材
５２０ カートリッジ

Claims (24)

1. 複数のチャンバと前記複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジ内で磁性粒子を前記複数のチャンバを経由して移送することにより、前記磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、前記複合体の前記標識物質に基づいて前記被検物質を検出する検出装置であって、
   回転軸を中心に前記カートリッジを回転させるための回転機構と、
   前記チャンバ内の磁性粒子を集めるための磁石と、
   前記回転軸を中心とする円の円周方向とは異なる方向に、前記磁石を移動させる移動機構と、
   前記被検物質を検出するための検出部と、
   前記カートリッジと前記磁石の相対位置を変化させて前記磁石により集められた前記磁性粒子を前記相対位置の変化に沿って一の前記チャンバから他の前記チャンバに移送するように、前記カートリッジを回転させて前記相対位置を変化させるように前記回転機構を制御し、前記磁石を移動させて前記相対位置を変化させるように前記移動機構を制御する制御部と、を備える検出装置。
2. 前記移動機構は、前記回転軸を中心とする円の径方向に前記磁石を移動させる、請求項１に記載の検出装置。
3. 前記複数のチャンバは、第１チャンバと第２チャンバを含み、
   前記制御部は、前記磁石を前記第１チャンバから前記チャネルに移動させるように前記移動機構を制御する、請求項１または２に記載の検出装置。
4. 前記制御部は、前記磁石を前記チャネルに対して相対的に移動させるように前記回転機構を制御する、請求項３に記載の検出装置。
5. 前記制御部は、前記磁石を前記チャネルから前記第２チャンバに移動させるように前記移動機構を制御する、請求項３または４に記載の検出装置。
6. 前記第１チャンバおよび前記第２チャンバは、前記円周方向に並ぶように配置されている、請求項３ないし５の何れか一項に記載の検出装置。
7. 前記チャネルは、前記回転軸を中心とする円の径方向に延び且つ前記第１チャンバに繋がる第１領域を備え、
   前記制御部は、前記磁石を前記第１領域に沿って移動させるように前記移動機構を制御する、請求項３ないし６の何れか一項に記載の検出装置。
8. 前記チャネルは、前記回転軸を中心とする円の径方向に延び且つ前記第２チャンバに繋がる第２領域を備え、
   前記制御部は、前記磁石を前記第２領域に沿って移動させるように前記移動機構を制御する、請求項３ないし７の何れか一項に記載の検出装置。
9. 前記チャネルは、前記回転軸を中心とする前記円周方向に延びた第３領域を備え、
   前記制御部は、前記磁石を前記第３領域に沿って相対的に移動させるように前記回転機構を制御する、請求項３ないし８の何れか一項に記載の検出装置。
10. 前記チャンバは、液体を収容するための液相領域を有し、
    前記チャネルは、気体を収容するための気相領域を有し、
    前記制御部は、前記磁性粒子を、前記チャネルの前記気相領域を介して一の前記チャンバから他の前記チャンバの前記液相領域に移送するように前記回転機構および前記移動機構を制御する、請求項１ないし９の何れか一項に記載の検出装置。
11. 前記制御部は、前記磁石を前記チャンバに接近させるように前記移動機構を制御する、請求項１ないし１０の何れか一項に記載の検出装置。
12. 前記複数のチャンバは、第１チャンバと第２チャンバを含み、
    前記制御部は、前記第１チャンバに前記磁石を接近させた後、前記磁石を前記チャネルに沿って移動させて前記第２チャンバに前記磁石を位置づけ、その後、前記磁石を前記第２チャンバから離れるように前記回転機構および前記移動機構を制御する、請求項１１に記載の検出装置。
13. 前記磁石は、前記カートリッジ側が、前記カートリッジに近づくに従って断面積が小さくなった先細り形状となっている、請求項１ないし１２に記載の検出装置。
14. 前記磁石は、前記カートリッジ側が、円錐形状となっている、請求項１３に記載の検出装置。
15. 前記磁石の前記カートリッジ側の先端部が、断面積が一定の柱状形状となっている、請求項１３または１４に記載の検出装置。
16. 前記磁石の端縁の幅が、前記チャネルの最小幅よりも小さくなっている、請求項１３ないし１５の何れか一項に記載の検出装置。
17. 前記磁石は、永久磁石に磁性体を接合して構成されている、請求項１３ないし１６の何れか一項に記載の検出装置。
18. 前記複数のチャンバは、第１ないし第４チャンバを含み、
    前記第１チャンバは、前記被検物質と前記磁性粒子とを結合させて複合体を生成するためのチャンバであり、
    前記第２チャンバは、前記第１チャンバで生成された前記複合体に標識物質を結合させるためのチャンバであり、
    前記第３チャンバは、標識物質が結合した前記複合体と、前記標識物質が結合した前記複合体から未反応物質を分離させる洗浄液と、を混合するためのチャンバであり、
    前記第４チャンバは、前記標識物質が結合した前記複合体と、前記複合体に結合された標識物質との反応により光を生じる発光試薬と、を混合するためのチャンバであり、
    前記制御部は、前記回転機構および前記移動機構により、前記磁性粒子を前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、前記第３チャンバ、および前記第４チャンバへと順番に移送する、請求項１ないし１７の何れか一項に記載の検出装置。
19. 前記カートリッジを設置するための支持部材を備え、
    前記回転機構は、前記支持部材を前記回転軸を中心に回転させることにより、前記カートリッジを回転させる、請求項１ないし１８の何れか一項に記載の検出装置。
20. 前記カートリッジは、封止体を備えた液体収容部を有しており、
    前記封止体を押圧する押圧部を備え、
    前記支持部材は、前記カートリッジを挟んで前記押圧部と対向する位置に設けられている、請求項１９に記載の検出装置。
21. 前記支持部材は、前記回転軸側から、前記押圧部と対向する位置まで設けられている、請求項２０に記載の検出装置。
22. 前記回転機構は、前記カートリッジの回転速度を変化させる、請求項１ないし２１の何れか一項に記載の検出装置。
23. 磁性粒子を複数のチャンバを経由して移送することにより、前記磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、前記複合体の前記標識物質に基づいて前記被検物質を検出する検出方法であって、
    前記複数のチャンバと前記複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジを、回転軸を中心に回転させて磁石を前記カートリッジに対して相対的に移動させ、前記回転軸を中心とする円の円周方向とは異なる方向に、前記磁石を移動させることにより、前記磁石の移動により集められた前記磁性粒子を前記磁石の移動に沿って一の前記チャンバから他の前記チャンバに移送して前記被検物質を検出する、検出方法。
24. 複数のチャンバと前記複数のチャンバを接続するチャネルとを含むカートリッジ内で磁性粒子を前記複数のチャンバを経由して移送することにより、前記磁性粒子に被検物質と標識物質との複合体を担持させ、前記複合体の前記標識物質に基づいて前記被検物質を検出する検出装置であって、
    回転軸を中心に前記カートリッジを回転させるための回転機構と、
    前記チャンバ内の磁性粒子を集めるための磁石と、
    前記回転軸を中心とする円の円周方向とは異なる方向に、前記カートリッジを移動させる移動機構と、
    前記被検物質を検出するための検出部と、
    前記カートリッジと前記磁石の相対位置を変化させて前記磁石により集められた前記磁性粒子を前記相対位置の変化に沿って一の前記チャンバから他の前記チャンバに移送するように、前記カートリッジを回転させて前記相対位置を変化させるように前記回転機構を制御し、前記カートリッジを移動させて前記相対位置を変化させるように前記移動機構を制御する制御部と、を備える検出装置。

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