JP6470238B2 - 測定装置および測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジを用いて被検物質の測定を行う測定装置および測定方法に関する。

特許文献１には、図３６に示すように、ディスク状のカートリッジ６１０を用いて血液等の検体を測定する測定装置が記載されている。この測定装置では、測定試料を収容するためのチャンバ６２０が形成されたカートリッジ６１０が用いられている。また、測定装置には、カートリッジ６１０を支持して回転させる回転器６３０と、チャンバ６２０内の測定試料に光を照射する発光器６４０と、測定試料を透過した光を検出する光検出器６５０と、が設けられている。この測定装置では光検出器６５０としてカメラが用いられており、チャンバ６２０内の測定試料の透過光をカメラによって撮像し、撮像した画像の色の変化や密度に基づいて測定試料の分析を行っている。

米国特許出願公開第２０１３／０１６４１７５号明細書

上記のような測定装置において、カートリッジに複数のチャンバを設け、このチャンバ間で測定試料を移送しながら検体および試薬の反応を進める場合、チャンバ内に移送された測定試料の位置が必ずしも一定になるとは限らない。この場合、たとえば、測定試料がチャンバの中心に位置する場合や端部に位置する場合が生じる虞がある。このように、チャンバ内における測定試料の位置ずれが生じると、光検出器に対する測定試料の位置にもばらつきが生じる虞がある。

発明者らは、被検物質の測定に、たとえば被検物質を化学発光物質で標識して検出する化学発光法を適用する等、より高感度に測定を行う場合には、上述のような光検出器に対する測定試料の位置のばらつきが、測定結果に対して大きな影響を与えてしまうことを新たに見出した。

本発明は、カートリッジを用いて被検物質の測定を行う測定装置において、被検物質の測定精度を高めることに向けたものである。

本発明の第１の態様は、測定装置に関する。本態様に係る測定装置は、被検物質の量に応じて異なる強度の光を生じる測定試料を収容するためのチャンバが形成されたカートリッジを支持するための支持機構と、チャンバ内の測定試料から生じた光を検出するための光検出器と、支持機構に支持されたカートリッジおよび光検出器の間に設けられ、チャンバ内の測定試料から生じた光を、内側面で反射させて光検出器に導く筒状の反射部材と、を備える。反射部材は、支持機構に支持されたカートリッジ側から光検出器側に向かって内側面に囲まれる面積が小さくなるように構成され、前記反射部材の内側面に囲まれた領域の端付近に前記測定試料が位置付けられた場合に比べて、前記反射部材の内側面に囲まれた領域の中心付近に前記測定試料が位置付けられた場合に、前記反射部材に取り込まれた光に対して多くの量の光を、前記光検出器に受光されない方向に反射させる。

本態様に係る測定装置において、カートリッジとは、測定試料から生じた光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測定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。

本態様に係る測定装置によれば、チャンバ内で生じた光の一部が、反射部材の内側面の入口から反射部材内に取り込まれる。反射部材内に取り込まれる光の光量は、チャンバ内の発光領域が内側面の入口の中央にある場合に比べて、発光領域が内側面の入口の端付近にある場合の方が少なくなる。他方、反射部材内の内側面は、光検出器に向かうに従って先細りとなるように傾斜しているため、取り込まれた光の一部は、内側面で反射することにより、内側面の入口に向かう方向に指向されて、内側面の入口から外部へと導かれる。これにより、発光領域が内側面の入口の端付近にある場合に外部へと導かれる光の光量を、発光領域が内側面の入口の中央にある場合に比べて減少させることができる。これにより、チャンバにおける発光領域が内側面の入口の中心からずれた場合に光検出器へと到達する光の光量と、発光領域が内側面の入口の中心位置にある場合に光検出器へと到達する光の光量との差を抑制でき、発光領域の位置ずれに基づく検出光量の変動を抑制できる。

この場合に、反射部材には、チャンバ側に位置する第１開口と、光検出器側に位置する第２開口とが形成され、第１開口と第２開口とが、内側面によって接続された構成とされ得る。

本態様に係る測定装置において、支持機構は、カートリッジを支持する支持部材と、回転軸を中心に支持部材を回転させるモータとを備えるよう構成され得る。本態様に係る測定装置は、支持部材に支持されたカートリッジを回転させて、チャンバを第１開口に対向する検出位置に位置付けるよう構成され得る。こうすると、モータの制動誤差等によってチャンバが検出位置からずれた場合も、チャンバ内の発光領域が検出位置に位置付けられた場合と同様の検出感度を得ることができる。

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。本態様に係る測定装置は、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。

また、このように開栓時にカートリッジに位置ずれが生じることが抑制されるため、カートリッジと反射部材との間の隙間を適正に保ち得る。よって、発光領域の位置ずれに基づく検出光量の変動を確実に抑制できる。なお、支持部材は、反射部材による光の取り込み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、検出光量の変動を確実に抑制できる。

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。

本態様に係る測定装置において、第１開口は、カートリッジを支持する支持機構の支持面を含む平面から離れた位置に配置され得る。こうすると、第１開口とカートリッジとの間に隙間が生じるため、反射部材に接触することなくカートリッジを移動させ得る。

この場合、支持機構に支持されたカートリッジのチャンバの底面と第１開口との距離は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。こうすると、実施形態において図２７（ａ）〜図２８（ｃ）を参照して説明するように、反射部材の内側面の傾斜角度に誤差が生じても、光検出器における受光感度を安定させ得る。

本態様に係る測定装置において、第１開口は、光検出器側から見た場合に、第１開口に対向する検出位置に位置付けられたチャンバを含む大きさであるよう構成され得る。こうすると、チャンバ内で生じた光をより多く、反射部材内に取り込むことができ、光検出器の出力を高めることができる。

本態様に係る測定装置において、内側面は、第１開口の中心と第２開口の中心とを結ぶ軸に沿った断面において、直線状であるよう構成され得る。こうすると、簡易な加工で、発光領域の位置ずれに基づく受光光量のばらつきを効果的に抑制し得る。

この場合、軸に対する内側面の傾斜角は、５°以上２０°以下であることが好ましい。こうすると、実施形態において図２６（ｂ）を参照して説明するように、受光光量を略一定にでき、且つ、受光光量を高く維持できる。

本態様に係る測定装置において、内側面は、第１開口の中心と第２開口の中心とを結ぶ軸に沿った断面において、軸とは反対側に凸の曲線部分を含むよう構成され得る。こうすると、第１開口から取り込まれた光のうち内側面で反射されて第１開口から外部に導かれる光の光量を、より精緻に調整できる。よって、チャンバの発光領域が、光検出器に対向する検出位置からずれた場合の受光光量のばらつきを、より確実に抑制できる。

本態様に係る測定装置において、内側面は、第１開口の中心と第２開口の中心とを結ぶ軸に沿った断面において、軸側に凸の曲線部分を含むよう構成され得る。こうすると、第１開口から取り込まれた光のうち内側面で反射されて第１開口から外部に導かれる光の光量を、より精緻に調整できる。よって、チャンバの発光領域が、光検出器に対向する検出位置からずれた場合の受光光量のばらつきを、より確実に抑制できる。

本態様に係る測定装置において、第１開口および第２開口は、何れも円形に構成され得る。こうすると、第１開口の中心軸に対するチャンバの発光領域の位置ずれの方向に関係なく、略同様の検出感度が得られ得る。

この場合、第１開口の直径は、１０．９ｍｍ以上１６．６ｍｍ以下であり、第２開口の直径は、第１開口の直径の６７％以上８８％以下であることが好ましい。こうすると、実施形態において説明するように、光検出器に対向する位置から発光領域に位置ずれが生じても、受光光量が略一定となり、且つ、受光光量を高く維持できる。

本態様に係る測定装置において、チャンバ内の測定試料が第１開口の端方向にずれた位置にある場合に光検出器によって受光される受光光量が、チャンバ内の測定試料が第１開口の中央位置にある場合に光検出器によって受光される受光光量の９０〜１１０％になるように、第１開口、第２開口および内側面が設定され得る。これにより、発光領域の位置ずれに基づく検出光量の変動を抑制でき、被検物質の分析精度を高めることができる。

本態様に係る測定装置において、内側面は、軸対称な形状とされ得る。こうすると、第１開口の中心軸に対してどの方向にチャンバの発光領域がずれても、反射部材によって同様の光学作用が発光領域から生じる光に与えられる。よって、位置ずれの方向に関係なく略同様の検出感度が得られ得る。

本態様に係る測定装置において、たとえば、カートリッジには、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、が形成されており、被検物質がチャネルを介して複数のチャンバに順次移送されることにより、測定試料が調製される。

本態様に係る測定装置において、支持機構は、カートリッジを回転させることが可能に構成され得る。本態様に係る測定装置は、光検出器によりチャンバで生じた光を検出する前に、支持機構によってカートリッジを回転させて、チャンバに収容された測定試料を攪拌する動作を実行するよう構成され得る。このように測定試料が攪拌されて、チャンバ内における測定試料の収容領域すなわち発光領域が無作為に変化しても、略同様の検出感度が得られ得る。

本発明の第２の態様は、被検物質の量に応じて異なる強度の光を生じる測定試料を収容するためのチャンバが形成されたカートリッジを用いて被検物質を測定する測定方法に関する。本態様に係る測定方法は、チャンバ内の測定試料から生じた光を筒状の反射部材の内側面で反射させて光検出器に導く際に、反射部材に取り込んだ光の一部を、光検出器により受光されない方向に反射させて、光検出器に受光される光量を減少させ、反射部材の内側面に囲まれた領域の端付近に測定試料が位置付けられた場合に比べて、反射部材の内側面に囲まれた領域の中心付近に測定試料が位置付けられた場合に、反射部材に取り込まれた光に対して多くの量の光を、光検出器に受光されない方向に反射させる。

本態様に係る測定方法によれば、第１の態様と同様の効果が奏され得る。

本発明によれば、上記のように、測定試料の位置ずれによる検出光量の変動を抑制できるため、被検物質の測定精度を高めることができる。

図１（ａ）は、実施形態１の概要に係る測定装置の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、実施形態１の概要に係る反射部材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に係る検証で用いた反射部材付近の構成を側方から透視した図である。図１８（ｂ）は、実施形態１に係る検証で用いた反射部材を上方から見た図である。 図１９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る検証で用いた反射部材の内側面よる作用を示す図である。 図２０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る検証で用いた反射部材の内側面よる作用を示す図である。 図２１は、実施形態１に係る検証の検証結果を示す図である。 図２２（ａ）は、実施形態１に係る他の検証で用いた反射部材付近の構成を側方から透視した図である。図２２（ｂ）は、実施形態１に係る他の検証におけるチャンバの位置ずれ状態を示す模式図である。 図２３（ａ）は、実施形態１に係る内側面の傾斜角のシミュレーションにおける反射部材付近の各部の設計条件を示す図である。図２３（ｂ）は、実施形態１に係る内側面の傾斜角のシミュレーションにおける傾斜角の設定方法を示す図である。 図２４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る内側面の傾斜角を変化させた場合の発光点の位置と受光光量との関係を求めたシミュレーション結果を示す図である。 図２５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る内側面の傾斜角を変化させた場合の発光点の位置と受光光量との関係を求めたシミュレーション結果を示す図である。 図２６（ａ）は、実施形態１に係る内側面の傾斜角を変化させた場合の発光点の位置と受光光量との関係を求めたシミュレーション結果を示す図である。図２６（ｂ）は、実施形態１に係る内側面の傾斜角を変化させた場合の受光光量が変化する発光点の変位位置と発光点の変位ないときの受光光量とを併せたシミュレーション結果を示す図である。 図２７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施形態１に係る内側面の傾斜角を変化させた場合の受光光量が変化する発光点の変位位置と発光点の変位ないときの受光光量とを併せたシミュレーション結果を、第１開口に対する発光点のシフト量ごとに示す図である。 図２８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施形態１に係る内側面の傾斜角を変化させた場合の受光光量が変化する発光点の変位位置と発光点の変位ないときの受光光量とを併せたシミュレーション結果を、第１開口に対する発光点のシフト量ごとに示す図である。 図２９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る反射部材の構成を示す模式図である。 図３０（ａ）は、実施形態３に係る分析装置の外観構成を示す模式図である。図３０（ｂ）は、実施形態４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３１（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３１（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３１（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３２（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３３（ａ）、（ｂ）は、実施形態５に係るチャンバにおいて試料の収容領域が偏っている状態を示す模式図である。図３３（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、図３３（ａ）、（ｂ）に示す実施形態５に係るチャンバ内の試料の発光領域を示す模式図である。 図３４（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３４（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３５（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３６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の測定装置およびカートリッジの概要を説明する。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。

図１（ａ）に示すように、測定装置１０は、カートリッジ２０を用いて検体に含まれる被検物質を測定する測定装置である。測定装置１０は、支持機構３０と、検出部４０と、を備える。

支持機構３０は、カートリッジ２０を支持して、チャンバ２１を検出部４０に対向する位置に位置付ける。支持機構３０は、モータ３１と支持部材３２とを備える。支持機構３０は、モータ３１を駆動させて、回転軸３３を中心に、カートリッジ２０を回転させる。

支持機構３０は、必ずしもカートリッジ２０を回転させる構成を含まなくともよい。たとえば、支持機構３０は、カートリッジ２０を直線的に移動させる構成であってもよい。この場合、支持機構３０に支持されたカートリッジ２０を直線的に移動させることにより、チャンバ２１が検出部４０に対向する検出位置に位置付けられる。また、支持機構３０は、単にカートリッジ２０を支持する構成であってもよい。この場合、カートリッジ２０が支持機構３０に設置されると、チャンバ２１が検出位置に位置付けられる。

カートリッジ２０は、たとえば、板状の円盤である。カートリッジ２０は、円盤以外の形状であってもよい。チャンバ２１は、検体に含まれる被検物質と光を発する物質とが結合した複合体を収容する。たとえば、この物質と反応して光を生じる試薬がチャンバ２１に収容される。検出部４０は、反応過程においてチャンバ２１内で生じた光を検出する。

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２１に光を照射するための光源が配置される。検出部４０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。

検出部４０は、反射部材４１と光検出器４２とを備える。図１（ｂ）に示すように、反射部材４１は、チャンバ２１側に位置する第１開口４１ａと、光検出器４２の検出面４２ａ側に位置し第１開口４１ａよりも面積が小さい第２開口４１ｂと、第１開口４１ａと第２開口４１ｂとを繋ぐ筒状の内側面４１ｃとを備える。第１開口４１ａは、カートリッジ２０を支持する支持機構３０の支持面を含む平面、すなわち、支持部材３２の上面を含む平面からＺ軸正方向に離れた位置にある。

第１開口４１ａおよび第２開口４１ｂは円形であり、内側面４１ｃは円錐形状である。第１開口４１ａおよび第２開口４１ｂは、同軸に配置されている。第１開口４１ａは、光検出器４２側から見た場合に、検出位置に位置付けられたチャンバ２１を含む大きさである。第１開口４１ａは、カートリッジ２０を支持する支持機構３０の支持面すなわち支持部材３２の上面を含む平面から離れた位置にある。内側面４１ｃは、軸対称な形状である。内側面４１ｃは、たとえば、光を略１００％反射する鏡面からなっている。内側面４１ｃは、第１開口４１ａの中心Ｃ１と第２開口４１ｂの中心Ｃ２とを結ぶ軸Ｌ０に沿った断面において、直線状である。

第１開口４１ａおよび第２開口４１ｂの形状は、円形以外であってもよい。たとえば、チャンバ２１の形状が楕円である場合、第１開口４１ａの形状は楕円であってもよい。第１開口４１ａおよび第２開口４１ｂは、平面視において中心が互いにずれるように配置されてもよい。内側面４１ｃは、軸対称な形状でなくてもよい。内側面４１ｃは、第１開口４１ａの中心Ｃ１と第２開口４１ｂの中心Ｃ２とを結ぶ軸Ｌ０に沿った断面において、軸Ｌ０とは反対側に凸の曲線部分を含んでもよく、あるいは、軸Ｌ０側に凸の曲線部分を含んでもよい。

反射部材４１は、チャンバ２１で生じた光を取り込んで、取り込んだ光を内側面４１ｃで反射させて、光検出器４２の検出面４２ａに導く。このとき、上記構成の測定装置１０では、たとえば、モータ３１の制動誤差等によって、チャンバ２１が、第１開口４１ａに対向する検出位置からずれることが起こり得る。これにより、チャンバ２１に収容された試薬の領域、すなわち発光領域が、第１開口４１ａの中心Ｃ１からずれることが起こり得る。また、上記のようにチャンバ２１の全容量に満たない量の試薬がチャンバに収容される場合には、チャンバ２１内における試薬の収容位置が検出ごとに変わり得る。このように、試薬の収容位置が変位することによっても、発光領域が第１開口４１ａの中心Ｃ１からずれることが起こり得る。

このように、発光領域が第１開口４１ａの中心Ｃ１からずれると、反射部材４１内に取り込まれる光が減少する。しかし、その一方、チャンバ２１から反射部材４１内に取り込まれた光の一部は、内側面４１ｃで１回または複数回反射することにより、光検出器４２に到達する前に、第１開口４１ａに向かう方向に指向されて、第１開口４１ａから外部へと導かれる。内側面４１ｃの傾斜を調整することにより、試料すなわち発光領域が第１開口４１ａの端付近にある場合に外部へと導かれる光の光量を、試料が第１開口４１ａの中心にある場合に比べて、減少させ得る。

したがって、チャンバ２１で生じた光を反射部材４１で光検出器４２の検出面４２ａに導くことにより、チャンバ２１に収容された試料が第１開口４１ａの中心Ｃ１からずれた場合に光検出器４２の検出面４２ａへと到達する光の光量と、試料が第１開口４１ａの中心位置にある場合に光検出器４２の検出面４２ａへと到達する光の光量との差を抑制できる。これにより、試料の位置ずれに基づく検出光量の変動を抑制でき、分析精度を高く維持できる。この効果は、追って、図１８（ａ）〜図２８（ｃ）を参照して説明する。

＜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）の測定装置１０に対応する。モータ１７１、支持部材１７７、回転軸３１１および固定部材３１２からなる機構が、図１（ａ）の支持機構３０に対応する。モータ１７１、支持部材１７７および回転軸３１１は、それぞれ、図１（ａ）のモータ３１、支持部材３２および回転軸３３に対応する。検出部１４０は、図１（ａ）の検出部４０に対応する。反射部材１４２および光検出器１４４ａは、それぞれ、図１（ａ）の反射部材４１および光検出器４２に対応する。第１開口１４２ｃ、第２開口１４２ｄおよび内側面１４２ｆは、それぞれ、図１（ｂ）の第１開口４１ａ、第２開口４１ｂおよび内側面４１ｃ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。チャンバ２１６は、図１（ａ）のチャンバ２１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測定し、測定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、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。

チャンバ２１１〜２１６は、被検物質と所定の試薬により調製された測定試料を収容するためにカートリッジ２００に設けられた収容部である。チャンバ２１１〜２１６には常に液体が入っていなくてもよく、チャンバ２１１〜２１６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２２０は、磁性粒子を移送させるためにカートリッジ２００に設けられた通路である。

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、その他のタンパク質のうち、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。

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。

＜反射部材に関する検討＞
発明者らは、反射部材１４２の作用効果ならびに好ましい設計条件について、種々の検討を行った。

まず、図１８（ａ）、（ｂ）に示す構成の反射部材１４２について、チャンバ２１６における試料の収容位置が変化した場合の、試料から生じる光の検出感度を検証した。図１８（ａ）には、反射部材１４２付近を側面から透視した構成が示され、図１８（ｂ）には、反射部材１４２を上方から見た構成が示されている。図１８（ａ）、（ｂ）には、反射部材１４２の孔１４２ｂの部分のみが示されている。

図１８（ａ）、（ｂ）において、Ｄ１は、チャンバ２１６の底面からカートリッジ２００の下面までの距離である。Ｄ２は、カートリッジ２００の下面から反射部材１４２の上面、すなわち反射部材１４２の第１開口１４２ｃまでの距離である。Ｄ３は、第１開口１４２ｃから第２開口１４２ｄまでの距離である。φ１は、第１開口１４２ｃの直径、φ２は、第２開口１４２ｄの直径である。距離Ｄ２の隙間は、ＮＤフィルタを挟むためのものである。この検証では、ＮＤフィルタが、第１開口１４２ｃのカートリッジ２００側において挿脱される。

第１開口１４２ｃは、カートリッジ２００を支持する支持部材１７７の支持面を含む平面から離れた位置にある。これにより、距離Ｄ２の隙間が生じている。このように隙間を設けることにより、反射部材１４２に接触することなくカートリッジ２００を回転させ得る。

図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、本検証で用いた反射部材１４２は、共に円形の第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄを円錐形状の内側面１４２ｆで繋いだ構成である。第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄは、互いに同軸に配置されている。内側面１４２ｆは、軸対称な形状である。第２開口１４２ｄと光検出器１４４ａの検出面Ｓ１との間には、隙間がない。

本検証は、以下の設計条件で行った。

Ｄ１＝１．８９ｍｍ
Ｄ２＝０．７ｍｍ
Ｄ３＝１５．２ｍｍ
φ１＝１６．２ｍｍ
φ２＝９．０ｍｍ

この設計条件では、第１開口１４２ｃの中心と第２開口１４２ｄの中心とを結ぶ軸Ｌ０に対する内側面１４２ｆの傾斜角は、１３．３°である。

チャンバ２１６は、平面視において円形であった。チャンバ２１６の直径は９．３ｍｍであった。チャンバ２１６の中心と軸Ｌ０とが一致するようにカートリッジ２００を配置した。

光検出器１４４ａとして、光電子増倍管を用いた。光検出器１４４ａの検出面Ｓ１は、平面視において円形であった。検出面Ｓ１の直径は８．０ｍｍであった。検出面Ｓ１の中心と軸Ｌ０とが一致するように光検出器１４４ａを配置した。

図１９（ａ）に示すように、被検物質を含む試料Ｓ０がチャンバ２１６の中心に位置付けられている場合、放射角Ａ０の範囲の光が、反射部材１４２内に取り込まれる。この場合、取り込まれた光の一部は、図１９（ｂ）に示すように、直接または内側面１４２ｆで反射された後に、検出面Ｓ１に到達する。また、取り込まれた光の一部は、内側面１４２ｆで１回または複数回反射することにより、検出面Ｓ１に到達する前に、第１開口１４２ｃに向かう方向に指向されて、第１開口１４２ｃから外部へと導かれる。たとえば、位置Ｐ１で反射された光は検出面Ｓ１に到達し、位置Ｐ２、Ｐ３で反射された光は、検出面Ｓ１に到達せずに、第１開口１４２ｃから外部へと導かれる。

図２０（ａ）に示すように、被検物質を含む試料Ｓ０がチャンバ２１６の端に位置付けられている場合、放射角Ａ１の範囲の光が、反射部材１４２内に取り込まれる。放射角Ａ１は、図１９（ａ）の場合の放射角Ａ０よりも小さくなる。このため、試料Ｓ０がチャンバ２１６の端に位置付けられている場合は、反射部材１４２に取り込まれる光の光量が、試料Ｓ０がチャンバ２１６の中央に位置付けられている場合に比べて減少する。

この場合、取り込まれた光の一部は、図２０（ｂ）に示すように、直接または内側面１４２ｆで反射された後に、検出面Ｓ１に到達する。また、取り込まれた光の一部は、内側面１４２ｆで１回または複数回反射することにより、検出面Ｓ１に到達する前に、第１開口１４２ｃに向かう方向に指向されて、第１開口１４２ｃから外部へと導かれる。

この場合、位置Ｐ１で反射された光は、図１９（ｂ）の場合と同様に、検出面Ｓ１に到達する。また、位置Ｐ２で反射された光は、図１９（ｂ）の場合と同様、検出面Ｓ１に到達せずに、第１開口１４２ｃから外部へと導かれる。しかし、位置Ｐ３で反射された光は、図１９（ｂ）の場合と異なり、検出面Ｓ１に到達する。このように、試料Ｓ０がチャンバ２１６の端に位置付けられている場合は、試料Ｓ０がチャンバ２１６の中央に位置する場合に比べて、反射部材１４２に取り込まれる光の光量が減少するものの、第１開口１４２ｃから外部に導かれる光の光量が減少する。これにより、試料Ｓ０がチャンバ２１６の中央に位置する場合とチャンバ２１６の端に位置する場合とで、検出面Ｓ１に到達する光の光量の差が抑制される。

上記の設計条件は、試料がチャンバ２１６内のどの位置に位置付けられても、検出面Ｓ１に到達する光の光量が略同様となるように調整されている。

本検証では、上記設計条件に基づいて、チャンバ２１６、反射部材１４２および検出面Ｓ１を調整した上で、実際にチャンバ２１６内で被検物質の複合体に対する化学発光反応を生じさせ、光検出器１４４ａからの出力に基づき検出面Ｓ１に到達した光子の数を測定した。

図２１に測定結果を示す。左側の列は、図１８（ａ）の距離Ｄ２の隙間にＮＤフィルタを挟まなかった場合の測定結果を示し、中央の列と右側の列は、それぞれ、図１８（ａ）の距離Ｄ２の隙間に、透過率１０％のＮＤフィルタと透過率１％のＮＤフィルタを挟んだ場合の測定結果を示している。

各写真は、測定時のチャンバ２１６の状態を撮像したものである。チャンバ２１６の全容量に満たない試薬がチャンバ２１６に収容されている。このため、チャンバ２１６には空気が含まれる。左側の列の各写真に付記された矢印は、空気の領域を指し示している。各写真の下に付記された数字は、一定時間内に光検出器１４４ａからの出力に基づいて計数された光子の数を示している。同じ列に含まれる測定結果は、同じ試料について得られたものである。

図２１に示すように、各列の測定結果は、空気の位置、すなわち、チャンバ２１６における試料の位置に拘わらず、略同様の値となっている。この測定結果から、上記のように設計条件を設定することにより、チャンバ２１６において試料の位置が種々変化し、発光領域の位置が変化しても、光検出器１４４ａに入射する光の光量すなわち光子の数を略均等にでき、光検出器１４４ａにおける検出感度を略一定にできることが確認できた。

次に、上記設計条件に従う反射部材１４２を用いて測定を行った場合と、チャンバ２１６から生じた光をレンズで光検出器１４４ａの検出面Ｓ１に集光させて測定を行った場合とで、測定結果がどのように変化するかを検証した。ここでは、直径が６ｍｍのチャンバ２１６が形成されたカートリッジ２００と、直径が１０ｍｍのチャンバ２１６が形成されたカートリッジ２００の２種類のカートリッジを用いた。２種類のチャンバ２１６は、何れも５０μＬの液量を収容するように深さを調整した。レンズの有効径は１６．０ｍｍ、チャンバ２１６底面とレンズとの距離は１４．７３ｍｍであった。

各カートリッジを用いて、同一検体について、各チャンバ内で被検物質の複合体と試薬を混合して化学発光反応を生じさせた。各チャンバ２１６に収容する液量は何れも５０μＬとした。各チャンバ２１６において生じた光を、各測定系でそれぞれ３回ずつ、一定期間に検出面Ｓ１で受光した光子の数を計数した。

測定結果は、下表のとおりであった。

表２に示すように、レンズを用いた場合は、チャンバ２１６の径に応じて測定結果が異なっている。このため、レンズを用いた場合には、測定の際に試料の領域が変位すると、光検出器１４４ａにおける検出感度が変化することが起こり得る。これに対し、反射部材１４２を用いた場合は、表１に示すように、チャンバ２１６の径が変化しても測定結果が略同じとなっている。このため、チャンバ２１６を用いた場合には、測定の際に試料の領域が変位しても、光検出器１４４ａにおける検出感度を略一定にできることが確認できた。

次に、図２２（ａ）に示す構成の反射部材１４２について、チャンバ２１６が所定の検出位置からずれた場合の、試料から生じる光の検出感度を検証した。

図２２（ａ）において、Ｄ４は、チャンバ２１６の底面から反射部材１４２の上面、すなわち反射部材１４２の第１開口１４２ｃまでの距離である。Ｄ５は、第１開口１４２ｃから第２開口１４２ｄまでの距離である。Ｄ６は、第２開口１４２ｄと光検出器１４４ａの検出面Ｓ１との間の距離である。距離Ｄ６の隙間は、ＮＤフィルタを挟むためのものである。この検証では、ＮＤフィルタが、第２開口１４２ｄの光検出器１４４ａ側において挿脱されることが想定されている。なお、検証は、距離Ｄ６の隙間にＮＤフィルタを挟まない状態で行った。

本検証で用いた反射部材１４２は、上記検証と同様、共に円形の第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄを円錐形状の内側面１４２ｆで繋いだ構成である。第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄは、互いに同軸に配置されている。内側面１４２ｆは、軸対称な形状である。

本検証は、以下の設計条件で行った。

Ｄ４＝４．５ｍｍ
Ｄ５＝７．５ｍｍ
Ｄ６＝２．８ｍｍ
φ１＝１１．８６ｍｍ
φ２＝９．８４ｍｍ

φ１は、第１開口１４２ｃの直径、φ２は、第２開口１４２ｄの直径である。この設計条件では、第１開口１４２ｃの中心と第２開口１４２ｄの中心とを結ぶ軸Ｌ０に対する内側面１４２ｆの傾斜角は、７．７４°である。

チャンバ２１６は、平面視において円形であった。チャンバ２１６の直径は７．６ｍｍであった。チャンバ２１６の中心と軸Ｌ０とが一致するようにカートリッジ２００を配置した。

光検出器１４４ａとして、光電子増倍管を用いた。光検出器１４４ａの検出面Ｓ１は、平面視において円形であった。検出面Ｓ１の直径は８．０ｍｍであった。検出面Ｓ１の中心と軸Ｌ０とが一致するように光検出器１４４ａを配置した。

本検証では、カートリッジ２００を回転させてチャンバ２１６を光検出器１４４ａに対向する検出位置に位置付けた。図２２（ｂ）に模式的に示すように、モータ１７１の制動誤差によって、チャンバ２１６の停止位置に距離Ｄ８のギャップが生じた。距離Ｄ８は、１．０２ｍｍであった。回転位置Ａ、Ｂに位置付けられたチャンバ２１６に対して、それぞれ２回ずつ、一定期間に光検出面Ｓ１で受光した光子の数を計数した。測定結果は、下表のとおりであった。

表３に示すように、測定結果は、回転位置に拘わらず、略同様の値となっている。この測定結果から、上記のように設計条件を設定することにより、モータ１７１の制動誤差によりチャンバ２１６の位置が種々変化しても、光検出器１４４ａに入射する光の光量すなわち光子の数を略均等にでき、光検出器１４４ａにおける検出感度を略一定にできることが確認できた。

以上の検証により、実施形態１の構成によれば、内側面１４２ｆの傾斜を調整することにより、被検物質の複合体に基づくチャンバ２１６内の発光領域が、光検出器１４４ａの検出面Ｓ１に対向する検出位置がずれた場合も、発光領域が検出位置に位置付けられた場合と同様の検出感度を得られることが確認できた。

実施形態１では、モータ１７１および支持部材１７７を含む回転機構によって、カートリッジ２００が回転されて、チャンバ２１６が、第１開口１４２ｃに対向する検出位置に位置付けられる。このため、モータ１７１の制動誤差等によって、チャンバ２１６が検出位置からずれることが起こり得る。上記表３の検証結果で示したように、このようにモータ１７１の制動誤差等によってチャンバ２１６が検出位置からずれた場合も、発光領域が検出位置に位置付けられた場合と同様の検出感度を得られることが確認できた。

実施形態１では、チャンバ２１６の全容量に満たない量の試料が収容されて、被検物質に結合した標識物質と発光基質との間で化学発光反応が生じる。このように、チャンバ２１６に収容される試料の液量が少ないため、チャンバ２１６における試料の収容領域すなわち発光領域が、図２１に示すように様々に変化し得る。特に、実施形態１では、測定の前にカートリッジ２００を回転させて、チャンバ２１６内の試料を攪拌させる工程が行われる。このため、チャンバ２１６における試料の収容領域すなわち発光領域が無作為に変化しやすい。実施形態１の構成によれば、図２１の検証結果で示したように、このようにチャンバ２１６における試料の収容領域すなわち発光領域が様々な位置に変化した場合も、略同様の検出感度を得られることが確認できた。

実施形態１では、第１開口１４２ｃおよび第２開口１４２ｄが共に円形であり、内側面１４２ｆが軸対称な円錐形状であるため、第１開口１４２ｃの中心軸に対してどの方向に試料すなわち発光領域がずれても、反射部材１４２によって同様の光学作用が発光領域から生じる光に与えられる。よって、位置ずれの方向に関係なく略同様の検出感度が得られ得る。

上記各検証で示したとおり、第１開口１４２ｃは、光検出器１４４ａ側から見た場合に、検出位置に位置付けられたチャンバ２１６を含む大きさとなっている。このため、チャンバ２１６内で生じた光をより多く、反射部材１４２内に取り込むことができ、光検出器１４４ａの出力を高めることができる。

次に、試料の位置に拘わらず検出感度を略一定に維持し得る設計条件について検討した。

この検討においても、反射部材１４２は、共に円形の第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄを円錐形状の内側面１４２ｆで繋いだ構成が想定されている。また、第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄは、互いに同軸に配置されている。内側面１４２ｆは、軸対称な形状である。

図２３（ａ）に示すようにｘ軸、ｙ軸を設定して、発光点Ｒ１から生じた放射角±α°の範囲の光のうち検出面Ｓ１で受光される光の光量をシミュレーションにより求めた。シミュレーションでは、ｘ＝−４の位置において、発光点Ｒ１を原点位置からｙ軸正方向に変位させて、各変位位置における検出面Ｓ１の受光光量を２次元解析により求めた。ｙ軸正方向における発光点Ｒ１の最大変位量は５ｍｍとした。

さらに、内側面１４２ｆの傾斜角βを変化させて、発光点Ｒ１を各変位位置に位置付けたときの、放射角±α°の範囲の光の検出面Ｓ１における受光光量を２次元解析により求めた。図２３（ｂ）に示すように、内側面１４２ｆを支点Ｂ１の位置で振ることによって、傾斜角βを変化させた。このため、傾斜角の変化に伴い、第１開口１４２ｃと第２開口１４２ｄの直径も変化した。支点Ｂ１は、検出面Ｓ１のｙ軸正側の座標位置（１０．３，４．５２９３３）に設定した。

本検証において、αは、８９．５°とした。検出面Ｓ１の直径は、上記と同様、８ｍｍとした。検出面Ｓ１と第２開口１４２ｄとの間には、ＮＤフィルタを挿脱するための隙間を設けた。このため、内側面１４２ｆを通り抜けた光の一部は、検出面Ｓ１に到達せずに、検出面Ｓ１と第２開口１４２ｄとの間の隙間から外部に導かれる。シミュレーションでは、この点も考慮して、検出面Ｓ１の受光光量を求めた。

図２４（ａ）〜図２５（ｂ）に測定結果を示す。各図において、横軸は発光点Ｒ１のｙ座標であり、縦軸は受光光量である。縦軸は任意単位で示されている。また、各図には、内側面１４２ｆの傾斜角βごとに、受光光量のシミュレーション結果がグラフで示されている。

図２４（ａ）に示すように、傾斜角βが０°〜３°の場合、発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量は高いものの、発光点Ｒ１の変位に応じて受光光量が低下している。傾斜角βが５°、６°の場合、発光点Ｒ１の変位量が３ｍｍを過ぎる辺りまでは、受光光量が略一定に維持されている。図２４（ｂ）に示すように、傾斜角βが７°〜１４°の場合は、発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量はやや低下するものの、発光点Ｒ１が原点から４ｍｍ程度の範囲でずれても受光光量は略一定に維持されている。また、図２５（ａ）に示すように、傾斜角βが１６°〜２８°の場合は、発光点Ｒ１が原点からずれても受光光量は略一定に維持されるものの、傾斜角βの増加に伴い、発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量が低下している。さらに、図２５（ｂ）に示すように、傾斜角βが３０°〜６０°の場合は、発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量がより一層低下する。なお、図２５（ｂ）では、複数の傾斜角に対する測定結果が互いに重なり合っているため、３つの傾斜角の測定結果のみが見える状態となっている。

図２６（ａ）は、全ての傾斜角のグラフを統合したものであり、図２６（ｂ）は、原点に対する発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量と、受光光量が低下し始める発光点Ｒ１の原点に対するｙ軸正方向の変位位置とを、傾斜角ごとに示したグラフである。

図２６（ｂ）において、横軸は、内側面１４２ｆの傾斜角であり、右側の縦軸は、原点に対する発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量であり、左側の縦軸は、受光光量が低下し始める発光点Ｒ１の原点に対するｙ軸正方向の変位位置である。太線のグラフが、受光光量が低下し始める発光点Ｒ１の原点に対するｙ軸正方向の変位位置を示し、細線のグラフが、原点に対する発光点Ｒ１の変位量が０であるときの受光光量を示している。発光点Ｒ１の最大変位量が５ｍｍであるため、太線のグラフの最大値は、５ｍｍで飽和している。

カートリッジ２００に配置された円形のチャンバ２１６が直径８ｍｍである場合、チャンバ２１６における試料の収容位置は、チャンバ２１６の中央位置から最大４ｍｍ変位し得る。このため、このようなチャンバ２１６を備えたカートリッジ２００を用いて測定を行う場合は、原点に対する発光点Ｒ１のずれ量が４ｍｍの範囲内において、光検出器１４４ａの受光光量が略一定であり、且つ、受光光量が高く維持されるように、内側面１４２ｆの傾斜角を設定することが好ましい。

図２６（ｂ）の検証結果によれば、傾斜角の範囲がＷ１の範囲において、原点に対する発光点Ｒ１のずれ量が略４ｍｍの範囲内において受光光量が略一定であり、且つ、受光光量８０a.u.以上に高く維持される。よって、この検証結果から、内側面１４２ｆの傾斜角βは、５°〜２０°程度に設定することが好ましく、７°〜１８°程度に設定することがさらに好ましいと言える。

なお、このように内側面１４２ｆの傾斜角βを設定すると、図２４（ａ）、（ｂ）を参照して分かるとおり、発光点Ｒ１がチャンバ２１６の端の位置すなわち原点から４ｍｍ変位した位置にある場合に検出面Ｓ１によって受光される受光光量が、発光点Ｒ１がチャンバ２１６の中央位置すなわち原点位置にある場合に検出面Ｓ１によって受光される受光光量の９０〜１００％に維持される。したがって、このように内側面１４２ｆの傾斜角βを設定すれば、複合体に基づく発光領域が第１開口１４２ｃの端方向にずれた位置にある場合に検出面Ｓ１によって受光される受光光量が、複合体に基づく発光領域が第１開口１４２ｃの中央位置にある場合に検出面Ｓ１によって受光される受光光量の９０〜１１０％程度に維持される。よって、発光領域の位置ずれに基づく検出光量の変動を抑制でき、被検物質の分析精度を高めることができる。

また、内側面１４２ｆの傾斜角βが上記のように５°〜２０°または７°〜１８°の場合、図２３（ｂ）に示した傾斜角βの設定方法によると、第１開口１４２ｃの直径は１０．９〜１６．６ｍｍまたは１１．６〜１５．８ｍｍとなり、第２開口１４２ｄの直径は９．６〜１１．１ｍｍまたは９．８〜９．９ｍｍとなる。この場合、第２開口１４２ｄの直径は、第１開口１４２ｃの直径の６７〜８８％または６３〜８５％である。よって、発光点Ｒ１に位置ずれが生じても受光光量が略一定となり、且つ、受光光量を高く維持するためには、第１開口１４２ｃの直径は１０．９〜１６．６ｍｍであり、且つ、第１開口１４２ｃに対する第２開口１４２ｄの比率は６７〜８８％であることが好ましく、第１開口１４２ｃの直径は１１．６〜１５．８ｍｍであり、且つ、第１開口１４２ｃに対する第２開口１４２ｄの比率は６３〜８５％であることがさらに好ましいと言える。

次に、第１開口１４２ｃから離れる方向に発光点Ｒ１をシフトさせた場合の光検出器１４４ａにおける受光量の変化について検討した。設計条件は、図２３（ａ）〜図２６（ｂ）のシミュレーションの場合と同様とした。図２３（ａ）の設計条件において、第１開口１４２ｃに対する発光点Ｒ１のｘ軸負方向のシフト量を変化させて、図２６（ｂ）に示された各値をシミュレーションにより求めた。

シミュレーション結果を図２７（ａ）〜図２８（ｃ）に示す。

図２７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、シフト量が−１ｍｍ、−４ｍｍ、−８ｍｍである場合のシミュレーション結果を示す図である。図２８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、シフト量が−１５ｍｍ、−２０ｍｍ、−２５ｍｍである場合のシミュレーション結果を示す図である。

図２８（ｃ）を参照すると、受光光量が低下する発光点の位置が、内側面１４２ｆの傾斜角βの変化に伴って、大きく変化している。このことから、第１開口１４２ｃに対する発光点のシフト量が−２５ｍｍである場合は、傾斜角βの僅かな変化によって内側面１４２ｆの光学作用が大きく変化し、光検出器１４４ａにおける受光感度が不安定になると考えられる。

図２７（ａ）〜図２８（ｂ）を参照すると、第１開口１４２ｃに対する発光点のシフト量が−１ｍｍ、−４ｍｍ、−８ｍｍ、−１５ｍｍ、−２０ｍｍである場合は、内側面１４２ｆの傾斜角βが変化しても、受光光量が低下する発光点の位置は、それほど変化することなく比較的安定している。このため、発光点のシフト量が−１ｍｍ、−４ｍｍ、−８ｍｍ、−１５ｍｍ、−２０ｍｍである場合は、傾斜角βが設定値からやや変化しても、内側面１４２ｆの光学作用は略変化せず、光検出器１４４ａにおける受光感度を安定させ得るものと考えられる。また、発光点のシフト量が−１ｍｍ、−４ｍｍ、−８ｍｍ、−１５ｍｍ、−２０ｍｍである場合は、比較的高い受光光量を確保することもできる。

このことから、第１開口１４２ｃに対する発光点Ｒ１のシフト量は、１〜２０ｍｍの範囲であることが好ましい。よって、チャンバ２１６の底面と第１開口１４２ｃとの間の距離は、１〜２０ｍｍの範囲であることが好ましい。

＜実施形態２＞
実施形態２では、反射部材１４２に形成された内側面１４２ｆの形状が実施形態１と相違している。図２９（ａ）に示すように、実施形態２では、内側面１４２ｆの形状が、第１開口１４２ｃの中心と第２開口１４２ｄの中心とを結ぶ軸Ｌ０に沿った断面において、軸Ｌ０とは反対側に凸の曲線部分を含んでいる。あるいは、図２９（ｂ）に示すように、内側面１４２ｆの形状が、第１開口１４２ｃの中心と第２開口１４２ｄの中心とを結ぶ軸Ｌ０に沿った断面において、軸Ｌ０側に凸の曲線部分を含んでいてもよい。

このように内側面１４２ｆの形状を曲線状に傾斜させて設計することにより、第１開口１４２ｃから取り込まれた光のうち内側面１４２ｆで反射されて第１開口１４２ｃから外部に導かれる光の光量を、より精緻に調整できる。よって、被検物質の複合体に基づくチャンバ２１６の発光領域が、光検出器１４４ａの検出面Ｓ１に対向する検出位置から検出面Ｓ１に平行な方向にずれた場合の受光光量のばらつきを、より確実に抑制できると推定され得る。また、光検出器１４４ａの検出面Ｓ１に導かれる光の光量を高め得ると推定され得る。

その反面、実施形態２では、内側面１４２ｆの加工が複雑となる。よって、簡易な加工で、発光領域の位置ずれに基づく受光光量のばらつきを効果的に抑制するためには、実施形態１のように、反射部材１４２に形成された内側面１４２ｆを、第１開口１４２ｃの中心と第２開口１４２ｄの中心とを結ぶ軸Ｌ０に沿った断面において、直線状に形成することが好ましい。

＜実施形態３＞
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３では、図３０（ａ）に示すように、筐体４０１の側面に設けられた孔を介して外部に移動するトレイ４０２にカートリッジ２００が設置され、トレイ４０２が内部に移動することにより、分析装置４００に対するカートリッジ２００の設置が行われる。

トレイ４０２は、カートリッジ２００の外側の端縁のみを支持する。トレイ４０２は、筐体４０１に引き込まれた後、Ｚ軸負側に移動される。これにより、カートリッジ２００が支持部材１７７に設置される。筐体４０１内部を暗室にするために、筐体４０１前面に設けられたトレイ４０２を挿脱させるための孔を筐体内部から塞ぐ構成が別途設けられる。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。

＜実施形態４＞
実施形態４では、図３０（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３１（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３１（ｂ）、（ｃ）は、図３１（ａ）に示すチャンバ２１３を拡大した図である。図３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３１（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３２（ａ）〜（ｃ）に示す形状であってもよい。

図３２（ａ）に示すチャンバ２１３には、図３１（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３１（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３２（ｂ）に示すチャンバ２１３には、図３１（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３１（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３１（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３２（ｃ）に示すチャンバ２１３には、図３１（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３２（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３１（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。

上述したように、チャンバ２１６の構成も、チャンバ２１３と同様である。したがって、図３３（ａ）、（ｂ）に示すように、チャンバ２１６は、図３１（ｂ）に示すチャンバ２１３と同様、突部２１６ｂと、壁面２１３ｃと、突部２１６ｄ、内壁２１６ｅと、を備える。突部２１６ｂは、チャネル２２０との連結位置２１６ａを挟む両側に設けられている。

ここで、チャンバ２１６の形状は、図２（ｂ）に示す場合とは異なり、複雑な形状であるため、攪拌後にチャンバ２１６内の試料Ｓ０から生じる光を光検出器１４４ａによって検出する際に、たとえば、図３３（ａ）、（ｂ）に示すように、試料Ｓ０の収容領域がチャンバ２１６内で偏ることがある。図３３（ａ）の場合、チャンバ２１６内の試料Ｓ０は、Ｙ軸正側の突部２１６ｂに引っかかり、チャンバ２１６内でＹ軸正側に偏っている。図３３（ｂ）の場合、チャンバ２１６内の試料Ｓ０は、２つの突部２１６ｂに引っかかり、チャンバ２１６内で２つに分かれている。

図３３（ａ）、（ｂ）に示すように、試料Ｓ０の位置が変化すると、それぞれ、図３３（ｃ）、（ｄ）に示すように、試料Ｓ０の発光領域の位置も変化する。しかしながら、図３３（ｃ）、（ｄ）に示すように、試料Ｓ０の発光領域の位置が変化する場合でも、上述したように、反射部材１４２がチャンバ２１６と光検出器１４４ａに配置されているため、光検出器１４４ａにおける検出光量の変動を抑制できる。また、図３３（ｃ）の場合に光検出器１４４ａに導かれる光量と、図３３（ｄ）の場合に光検出器１４４ａに導かれる光量とを、同レベルとすることができる。よって、チャンバ２１６の形状が複雑に構成されたことに起因して試料Ｓ０に様々な分布形態が生じる場合でも、検出光量の変動を抑制できるため、被検物質の測定精度を高めることができる。

また、チャンバ２１３と同様、チャンバ２１６内の測定試料の泡立ちも抑制されるため、チャンバ２１６内の測定試料から生じた光が散乱することを抑制できる。これにより、検出の際に、光検出器１４４ａへ到達する光の光量を高めることができる。

なお、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したように、押圧部１９５によりカートリッジ２００の封止体２３１ａ、２３２ａに押圧されると、カートリッジ２００の位置ずれが起こり、発光領域の位置ずれが起こり得る。しかしながら、図１１（ａ）を参照して説明したように、押圧部１９５が封止体２３１ａ、２３２を押圧しても、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、カートリッジ２００の位置ずれが抑制されるため、カートリッジ２００と反射部材１４２との間の隙間を適正に保つことができる。よって、発光領域の位置ずれに基づく検出光量の変動を確実に抑制できる。

＜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３４（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３４（ｂ）〜図３５（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３４（ｂ）〜図３５（ｂ）に示すように構成される。

図３４（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３５（ａ）は、図３４（ｂ）に示す断面Ｃ１−Ｃ２をＤ３方向に見た図である。図３５（ｂ）は、図３４（ｂ）に示す断面Ｃ３−Ｃ４をＤ３方向に見た図である。図３５（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３５（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３５（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 測定装置
２０ カートリッジ
２１ チャンバ
３０ 支持機構
３１ モータ
３２ 支持部材
３３ 回転軸
４０ 検出部
４１ 反射部材
４１ａ 第１開口
４１ｂ 第２開口
４１ｃ 内側面
４２ 光検出器
４２ａ 検出面
１００ 分析装置
１４０ 検出部
１４２ 反射部材
１４２ｃ 第１開口
１４２ｄ 第２開口
１４２ｆ 内側面
１４４ａ 光検出器
１７１ モータ
１７７ 支持部材
１９５ 押圧部
２００ カートリッジ
２１１〜２１６ チャンバ
２１３ａ、２１６ａ 連結位置
２１３ｂ、２１６ｂ 突部
２１３ｃ、２１６ｃ 壁面
２１３ｄ、２１６ｄ 突部
２２０ チャネル
２３１、２３２ 液体収容部
２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂ 封止体
３１１ 回転軸
４００ 分析装置
５１０ 支持部材
５２０ カートリッジ
Ｓ１ 検出面
Ｃ１、Ｃ２ 中心
Ｌ０ 軸

Claims (19)

1. 被検物質の量に応じて異なる強度の光を生じる測定試料を収容するためのチャンバが形成されたカートリッジを支持するための支持機構と、
   前記チャンバ内の前記測定試料から生じた光を検出するための光検出器と、
   前記支持機構に支持された前記カートリッジおよび前記光検出器の間に設けられ、前記チャンバ内の前記測定試料から生じた光を、内側面で反射させて前記光検出器に導く筒状の反射部材と、を備え、
   前記反射部材は、前記支持機構に支持されたカートリッジ側から前記光検出器側に向かって内側面に囲まれる面積が小さくなるように構成され、前記反射部材の内側面に囲まれた領域の端付近に前記測定試料が位置付けられた場合に比べて、前記反射部材の内側面に囲まれた領域の中心付近に前記測定試料が位置付けられた場合に、前記反射部材に取り込まれた光に対して多くの量の光を、前記光検出器に受光されない方向に反射させる、測定装置。
2. 前記反射部材には、前記チャンバ側に位置する第１開口と、前記光検出器側に位置する第２開口とが形成され、
   前記第１開口と前記第２開口とが、前記内側面によって接続されている、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記支持機構は、前記カートリッジを支持する支持部材と、回転軸を中心に前記支持部材を回転させるモータとを備え、前記支持部材に支持された前記カートリッジを回転させて、前記チャンバを前記第１開口に対向する検出位置に位置付ける、請求項２に記載の測定装置。
4. 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３に記載の測定装置。
5. 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４に記載の測定装置。
6. 前記第１開口は、前記カートリッジを支持する前記支持機構の支持面を含む平面から離れた位置にある、請求項２ないし５の何れか一項に記載の測定装置。
7. 前記支持機構に支持されたカートリッジのチャンバの底面と前記第１開口との距離は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項６に記載の測定装置。
8. 前記第１開口は、前記光検出器側から見た場合に、前記第１開口に対向する検出位置に位置付けられた前記チャンバを含む大きさである、請求項２ないし７の何れか一項に記載の測定装置。
9. 前記内側面は、前記第１開口の中心と前記第２開口の中心とを結ぶ軸に沿った断面において、直線状である、請求項２ないし８の何れか一項に記載の測定装置。
10. 前記軸に対する前記内側面の傾斜角は、５°以上２０°以下である、請求項９に記載の測定装置。
11. 前記内側面は、前記第１開口の中心と前記第２開口の中心とを結ぶ軸に沿った断面において、前記軸とは反対側に凸の曲線部分を含む、請求項２ないし８の何れか一項に記載の測定装置。
12. 前記内側面は、前記第１開口の中心と前記第２開口の中心とを結ぶ軸に沿った断面において、前記軸側に凸の曲線部分を含む、請求項２ないし８の何れか一項に記載の測定装置。
13. 前記第１開口および前記第２開口は、何れも円形である、請求項２ないし１２の何れか一項に記載の測定装置。
14. 前記第１開口の直径は、１０．９ｍｍ以上１６．６ｍｍ以下であり、
    前記第２開口の直径は、前記第１開口の直径の６７％以上８８％以下である、請求項１３に記載の測定装置。
15. 前記反射部材は、前記チャンバ内の前記測定試料が前記第１開口の端方向にずれた位置にある場合に前記光検出器によって受光される受光光量が、前記チャンバ内の前記測定試料が前記第１開口の中央位置にある場合に前記光検出器によって受光される受光光量の９０〜１１０％になるように、前記第１開口、前記第２開口および前記内側面が設定されている、請求項２ないし１４の何れか一項に記載の測定装置。
16. 前記内側面は、軸対称な形状である、請求項２ないし１５の何れか一項に記載の測定装置。
17. 前記カートリッジには、複数の前記チャンバと、前記複数のチャンバを接続するチャネルと、が形成されており、
    前記被検物質が前記チャネルを介して前記複数のチャンバに順次移送されることにより、前記測定試料が調製される、請求項１ないし１６の何れか一項に記載の測定装置。
18. 前記支持機構は、前記カートリッジを回転させることが可能に構成され、
    前記光検出器により前記チャンバで生じた光を検出する前に、前記支持機構によって前記カートリッジを回転させて、前記チャンバに収容された前記測定試料を攪拌する動作を実行する、請求項１ないし１７の何れか一項に記載の測定装置。
19. 被検物質の量に応じて異なる強度の光を生じる測定試料を収容するためのチャンバが形成されたカートリッジを用いて前記被検物質を測定する測定方法であって、
    前記チャンバ内の前記測定試料から生じた光を筒状の反射部材の内側面で反射させて光検出器に導く際に、前記反射部材に取り込んだ前記光の一部を、前記光検出器により受光されない方向に反射させて、前記光検出器に受光される光量を減少させ、
    前記反射部材の内側面に囲まれた領域の端付近に前記測定試料が位置付けられた場合に比べて、前記反射部材の内側面に囲まれた領域の中心付近に前記測定試料が位置付けられた場合に、前記反射部材に取り込まれた光に対して多くの量の光を、前記光検出器に受光されない方向に反射させる、測定方法。