JP6829950B2 - 分析方法、分析装置および分析システム - Google Patents

分析方法、分析装置および分析システム Download PDF

Info

Publication number
JP6829950B2
JP6829950B2 JP2016109628A JP2016109628A JP6829950B2 JP 6829950 B2 JP6829950 B2 JP 6829950B2 JP 2016109628 A JP2016109628 A JP 2016109628A JP 2016109628 A JP2016109628 A JP 2016109628A JP 6829950 B2 JP6829950 B2 JP 6829950B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic particles
unit
sample cartridge
magnet
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016109628A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017215217A (ja
Inventor
弘亮 實原
弘亮 實原
建銀 陸
建銀 陸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sysmex Corp
Original Assignee
Sysmex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sysmex Corp filed Critical Sysmex Corp
Priority to JP2016109628A priority Critical patent/JP6829950B2/ja
Priority to CN201710199737.4A priority patent/CN107442187B/zh
Priority to EP17173213.4A priority patent/EP3252475B1/en
Priority to US15/608,358 priority patent/US10605804B2/en
Publication of JP2017215217A publication Critical patent/JP2017215217A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6829950B2 publication Critical patent/JP6829950B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1484—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers microstructural devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N35/00069—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0098—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor involving analyte bound to insoluble magnetic carrier, e.g. using magnetic separation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/025—Align devices or objects to ensure defined positions relative to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0668—Trapping microscopic beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143—Quality control, feedback systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0654—Lenses; Optical fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0883—Serpentine channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B01L2300/168—Specific optical properties, e.g. reflective coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/043—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces
    • G01N15/1433—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6439—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/063—Illuminating optical parts
    • G01N2201/0636—Reflectors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10088—Magnetic resonance imaging [MRI]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30024—Cell structures in vitro; Tissue sections in vitro

Description

磁石により磁性粒子を移動させて検体分析を行う分析装置がある（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１は、磁性粒子をディスク内において移動させる磁石部を備える分析装置を開示する。磁石部は、ディスクを覆うカバーに固定されている。カバーを閉じた状態で、磁石部により磁性粒子がディスク内を移動される。
米国特許出願公開第２０１３／０２０６７０１号明細書
上記特許文献１では、カバーを閉じた状態で、磁石部により磁性粒子がディスク内を移動される。そのため、磁性粒子の移動を確認することが困難である。
この発明は、磁性粒子を磁石部により移動させながら、磁性粒子の移動を確認できるようにすることに向けたものである。
この発明の第１の局面による分析方法は、磁性粒子上に形成された被検物質と被検物質に結合する標識物質とを含む複合体を、流路と検出槽とを含む検体カートリッジの流路中において磁石部により移動させ、磁性粒子の移動の残留状態または磁性粒子を撹拌した場合の撹拌状態を取得するために、流路中の磁性粒子を撮像し、検出槽中の複合体に含まれる標識物質の標識を測定する。
この発明の第２の局面による分析装置は、流路と検出槽とを備える検体カートリッジを用いて検体に含まれる被検物質を分析する分析装置であって、流路中の磁性粒子を移動させる磁石部と、磁性粒子の移動の残留状態または磁性粒子を撹拌した場合の撹拌状態を分析装置の制御部により取得するために、流路中の磁性粒子を撮像する撮像部と、検出槽中の磁性粒子上に形成された被検物質と被検物質に結合する標識物質とを含む複合体に含まれる標識物質の標識を測定する測定部と、を備える。
この発明の第３の局面による分析システムは、流路と検出槽とを含む検体カートリッジと、流路中の磁性粒子を移動させる磁石部と、磁性粒子の移動の残留状態または磁性粒子を撹拌した場合の撹拌状態を制御部により取得するために、流路中の磁性粒子を撮像する撮像部と、検出槽中の磁性粒子上に形成された被検物質と被検物質に結合する標識物質とを含む複合体に含まれる標識物質の標識を測定する測定部と、を備え、検体に含まれる被検物質を分析する。
磁性粒子を磁石部により移動させながら、磁性粒子の移動を確認できる。
磁性粒子を磁石部により移動させる分析装置の概略図である。 検体カートリッジを用いる分析装置の構成例を示した模式図である。 検体カートリッジの構成例を示した平面図である。 分析装置の構成例を示した内部正面図である。 分析装置の構成例を示した内部側面図である。 分析装置の構成例を示した内部平面図である。 分析装置の測定動作を説明するためのフローチャートである。 磁性粒子の残留の画像例を示した図である。 液体収容部内の液体の画像例を示した図である。 ＨＳＬ色空間を説明するための図である。 分析装置の磁性粒子領域検出処理を説明するためのフローチャートである。 分析装置の流路中の気泡検出処理を説明するためのフローチャートである。 分析装置の流路中の磁性粒子の残留検出処理を説明するためのフローチャートである。 分析装置の残留磁性粒子の定量化処理を説明するためのフローチャートである。 磁石部による撹拌動作を説明するための図である。 分析装置の磁性粒子の撹拌効率の定量化処理を説明するためのフローチャートである。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
（分析装置の概要）
図１を参照して、本実施形態による分析装置の概要について説明する。
本実施形態による分析装置１００は、流路と検出槽とを備える検体カートリッジ２００を用いて検体に含まれる被検物質を分析する分析装置である。図１に示すように、分析装置１００は、測定部４０と、撮像部５０と、磁石部８０とを備える。検体カートリッジ２００と分析装置１００とにより、分析システム３００が構成されている。
検体カートリッジ２００には、患者から採取された組織や、患者から採取された体液・血液などの検体が注入される。検体が注入された検体カートリッジ２００が、分析装置１００にセットされる。検体カートリッジ２００に注入された検体は、検体カートリッジ２００が有する機能と分析装置１００が有する機能とに基づいて、所定のアッセイ法によって分析される。
検体カートリッジ２００において、被検物質と磁性粒子とが結合されて複合体２０とされる。複合体２０は、検体カートリッジ２００内において磁石部８０により移動される。つまり、複合体２０の磁性粒子が磁石部８０の磁力により引き付けられる。そして、磁石部８０が検体カートリッジ２００に対して相対移動することにより、複合体２０が検体カートリッジ２００内の通路を移動する。
測定部４０は、検出槽中の磁性粒子上に形成された被検物質と被検物質に結合する標識物質とを含む複合体２０に含まれる標識物質の標識を測定する。たとえば、測定部４０は、複合体２０に含まれる標識と、発光基質とが反応した蛍光物質の発光を測定する。
撮像部５０は、磁性粒子の状態を撮像する。撮像部５０は、検体カートリッジ２００内を移動する磁性粒子を撮像する。撮像部５０は、検体カートリッジの少なくとも流路中の磁性粒子を撮像する。撮像部５０は、検体カートリッジ２００に対して水平方向（Ａ方向）に相対移動可能である。つまり、撮像部５０は、検体カートリッジ２００の平板状の延びる方向と平行な方向において移動可能である。
磁石部８０は、磁性粒子と被検物質とが結合された複合体２０を検体カートリッジ２００内において移動させる。磁石部８０は、検体カートリッジ２００に対して水平方向（Ａ方向）および鉛直方向（Ｚ方向）に相対移動可能である。つまり、磁石部８０は、検体カートリッジ２００の平板状の延びる方向と平行な方向および垂直な方向に移動可能である。磁石部８０は、上下方向（Ｚ方向）に移動して、検体カートリッジ２００内の磁性粒子を上下方向（Ｚ方向）に引き付ける。磁石部８０は、水平方向に移動して、検体カートリッジ２００内の磁性粒子を流路に沿って移動させる。
撮像部５０は、磁石部８０とともに、検体カートリッジ２００に対して相対移動する。たとえば、撮像部５０は、水平方向（Ａ方向）において、磁石部８０とともに、検体カートリッジ２００に対して相対移動する。
図１の構成例によれば、磁石部８０の移動により、磁性粒子を検体カートリッジ２００内において移動させることができる。また、撮像部５０により検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態を撮像することができるので、磁性粒子の移動を確認することができる。これにより、磁性粒子が検体カートリッジ２００内を正常に移動しているか否かを確認することができる。たとえば、検体カートリッジ２００の流路幅は細く、かつ、検体カートリッジ２００内で洗浄、試薬混合、反応等の様々な工程を行う場合がある。このため、検体カートリッジ２００内で反応を進めるために磁性粒子を移動させる際、磁性粒子が残留してしまう場合もあると考えられる。さらに、検体カートリッジ２００では、少量の検体を用いて測定されるため、少しの磁性粒子の残留も測定結果に及ぼす影響は大きくなる。その結果、検体カートリッジ２００内の流路に磁性粒子が残っていないかを撮像することは重要である。また、図１の分析装置１００では、撮像部５０により撮像した画像データに基づいて、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態を取得することができるので、検体カートリッジ２００内を磁性粒子を移動させる毎にセンサにより状態を検出する必要がない。これにより、センサを複数設ける必要がないので、部品点数が増加するのを抑制することができる。また、分析装置１００の構成を簡素化することができるとともに、分析装置１００が大型化するのを抑制することができる。また、複数のセンサをそれぞれメンテナンスする必要がないので、メンテナンスの作業負担を軽減することができる。また、撮像部５０により撮像した画像データを取得することができるので、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態を確認して、詳細に解析するために画像データを用いることができる。
（分析システムの構成例）
図２は、分析装置１００の一構成例を示す外観図である。分析装置１００は、複合体２０に含まれる標識の発光に基づいて、検体中の被検物質の存在の有無や、検体中の被検物質の濃度を決定できる。分析装置１００は、小型であり、たとえば医師が患者を診察する診察室のデスク上に設置可能なサイズである。図２では、分析装置１００のサイズは、たとえば、設置面積で１５０ｃｍ2〜３００ｃｍ2程度である。分析装置１００は、たとえば、検体カートリッジ２００が挿入されるスロットを有し、スロットに挿入された検体カートリッジ２００が装置内の保持部３０にセットされる。分析装置１００は、保持部３０にセットされた検体カートリッジ２００に対して分析処理を行う。
図２の構成例では、分析装置１００は、装置本体を収容する筐体１１０を備える。筐体１１０の側面には、スロットを露出させる開位置と、スロットを覆う閉位置とに開閉可能な蓋部１１１と、表示部１１２と、インジケータ１１３とがある。蓋部１１１を開放してスロット内に検体カートリッジ２００が挿入され、蓋部１１１を閉じた状態で分析処理が実施される。表示部１１２は、たとえば液晶モニタなどにより構成され、分析結果などの所定の情報を表示できる。インジケータ１１３は、発光ダイオードなどのランプにより構成され、点灯状態や色などにより分析装置１００の状態を表すことができる。また、表示部１１２には、エラーが発生した場合にエラー通知を表示することができる。また、インジケータ１１３の点灯、点滅によりエラーを通知してもよい。
分析装置１００は、図示したものに限られず、たとえば筐体１１０の上面に開閉蓋を設けて、蓋を開放した状態で装置内の保持部３０に検体カートリッジ２００などの検出部材が設置され、蓋を閉じた状態で分析処理を行う構成などであってもよい。
（検体カートリッジの構成例）
図３は、本実施形態の検体カートリッジ２００の具体的な構成例を示す。検体カートリッジ２００は、使い捨て可能なカートリッジであってよい。その場合、検体カートリッジ２００はパッケージに収納された状態で保管され、パッケージから取り出されて使用される。検体カートリッジ２００は、平板状に形成されていてる。
検体カートリッジ２００は、検体、試薬、洗浄液などの液体を配置するための複数の液体収容部２１０を有する。ここでは、検体が血液である例を示す。一部の試薬は、被検物質を含む物質と反応する磁性粒子を含む。検体カートリッジ２００は、検出槽２２０と、液体反応部２３０とを有する。検体カートリッジ２００は、磁性粒子と被検物質とが結合された複合体２０が移動する通路を含む。検体カートリッジ２００は、透明または半透明の材料により形成されている。これにより、検体カートリッジ２００内を移動する磁性粒子を撮像部５０により撮像することができる。
検体は、検体カートリッジ２００の血球分離部２４０に注入される。血球分離部２４０が封止された状態の検体カートリッジ２００が、分析装置１００に挿入される。血球分離部２４０は、注入された血液から血球成分を分離する。
図３の構成例では、液体収容部２１０は、８つの液体収容部２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７および２１８を含む。各液体収容部２１１〜２１８、検出槽２２０、液体反応部２３０、および血球分離部２４０は、処理工程に沿った順番で並んでおり、液体または磁性粒子の移送経路に沿って通路部２５０を介して接続されている。
検体カートリッジ２００は、エアチャンバ２６０を有する。図３の構成例では、エアチャンバ２６１、２６２および２６３の３つのエアチャンバ２６０が設けられている。エアチャンバ２６０から送出される空気により、検体カートリッジ２００内の一部の液体が移送される。
（分析装置の構成例）
図４〜図６は、検体カートリッジ２００を用いる分析装置１００の具体的な構成例を示す。
分析装置１００は、保持部３０と、測定部４０と、撮像部５０と、反射部６０と、磁石部８０とを備える。保持部３０と、検出部４０と、撮像部５０と、反射部６０と、磁石部８０とは、筐体１１０内に収納されている。図４〜図６の構成例では、分析装置１００は、さらに、プランジャユニット９０を備える。
保持部３０は、分析装置１００のスロット部分である開口部３１（図４参照）を介して挿入された検体カートリッジ２００を所定位置に保持する。保持部３０は、検体カートリッジ２００を分析装置１００の設置面と略平行な状態で保持する。なお、分析装置１００の設置面は概ね水平に保たれていると見なしてよいので、本明細書では、分析装置１００の設置面と平行な面あるいは方向を、水平面あるいは水平方向と言い換える。以降の説明では、便宜的に、水平面内における分析装置１００の短手方向をＸ方向とし、長手方向をＹ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向と直交する上下方向を、Ｚ方向とする。
図４〜図６の構成例では、保持部３０は、検体が注入されることにより試薬と検体とが混合されて複合体２０が調製される検体カートリッジ２００を着脱可能に保持する。保持部３０は、検体カートリッジ２００における検出槽２２０（図３参照）を測定位置１０１に配置するように構成されている。これにより、検体が注入された検体カートリッジ２００を保持部３０に設置した状態で、複合体２０の調製と、複合体２０に含まれる標識に基づく光の検出とが分析装置１００によって実施できるようになる。そのため、複合体２０を事前に調製する必要がなく、ユーザにとっての利便性が向上する。
保持部３０は、基台１１４上に設置されており、検体カートリッジ２００の周縁部を支持できる。保持部３０は、撮像や光検出のため、検体カートリッジ２００の上面側および下面側の一部を露出させるように形成されている。保持部３０は、検体カートリッジ２００を保持することが可能であれば、どのような構造でもよい。
測定部４０は、検体カートリッジ２００内の測定位置１０１における複合体２０に含まれる標識に基づく信号を測定する。具体的には、測定部４０は、複合体２０に含まれる標識の発光を測定する。たとえば、測定部４０は、公知の光センサにより構成される。光センサは、たとえば、光電子増倍管、光電管、光ダイオードなどである。測定部４０は、測定位置１０１の下方の受光位置１０２に固定的に配置されている。測定部４０は、受光位置１０２を測定位置１０１側である上面側に有している。測定部４０は、保持部３０の下面側に形成された開口を介して、測定位置１０１から受光位置１０２に到達した光を検出する。測定部４０は、ケース４１内に収納されており、受光位置１０２を除いて遮光されている。
図４〜図６の構成例では、反射部６０は、測定位置１０１に対して測定部４０とは反対側の上方位置に配置されたミラー部材である。反射部６０は、測定部４０、検体カートリッジ２００および撮像部５０に対して相対移動する。反射部６０は、測定位置１０１と撮像部５０との間で、かつ、測定位置１０１を介して測定部４０と対向する反射位置において反射状態となるように構成されている。また、反射部６０は、測定位置１０１と撮像部５０との間を遮らない退避位置において開放状態となるように構成されている。
図４〜図６の構成例では、分析装置１００は、測定位置１０１と測定部４０との間に配置された光調整部７０（図４および図５参照）をさらに備える。光調整部７０は、測定位置１０１から測定部４０に向かう光を透過させる光透過状態と、測定位置１０１から測定部４０に向かう光を遮断する光遮断状態と、を切り替え可能に構成されている。これにより、複合体２０からの光を検出する時は、光調整部７０を光透過状態にして光検出を行うことができ、検出時以外で必要に応じて光調整部７０を光遮断状態にして測定部４０への光を遮断できる。そのため、外部からの不必要な光が測定部４０に入射することが抑制できるので、測定部４０の検出感度をより向上させることができる。
撮像部５０は、磁性粒子の状態を撮像する。具体的には、撮像部５０は、検体カートリッジ２００内を移動する磁性粒子を撮像する。これにより、磁性粒子の移動を確認することができる。また、撮像部５０は、検体カートリッジ２００内の流路における液体の移動や、気泡の混入の状態を撮像する。撮像部５０は、たとえば、公知の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。また、撮像部５０は、たとえば、１００度から１３０度程度の視野角を有する。また、撮像部５０は、たとえば、半径２０ｍｍから５０ｍｍ程度の撮像範囲を有する。また、撮像部５０は、動画または静止画を撮像することができる。撮像部５０は、検体カートリッジ２００の一部を撮像可能な視野を有する。これにより、磁性粒子を含む領域の詳細な動画または静止画を取得することができる。撮像部５０は、測定位置１０１の上方に配置されている。図４に示すように、撮像部５０は、保持部３０の上方位置で、撮像方向を下方側に向けて設けられている。撮像部５０は、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に構成されている。なお、検体カートリッジ２００に対して撮像部５０と反対側には、磁性粒子と識別可能な色の背景部１０３が配置されていてもよい。背景部１０３は、検体カートリッジ２００に設けられていてもよいし、分析装置１００の保持部３０に設けられていてもよい。これにより、磁性粒子を撮像部５０により鮮明に撮像することができる。また、磁性粒子が茶色の場合、背景部１０３の色は、白色、灰色、黒色の順で好ましい。
また、撮像部５０は、磁石部８０とともに検体カートリッジ２００に対して相対移動する。これにより、撮像部５０を固定した場合に磁石部８０の移動により死角となる部分が発生するのを抑制することができる。また、磁石部８０により移動される磁性粒子を磁石部８０の移動に沿って、撮像部５０により撮像することができる。撮像部５０は、検体カートリッジ２００の平板形状の延びる方向と平行な方向（ＸＹ方向）において、磁石部８０とともに、検体カートリッジ２００に対して相対移動する。これにより、撮像部５０の移動と磁石部８０の水平方向の移動を共通の移動機構により行うことができるので、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、撮像部５０および磁石部８０の移動機構を簡素化することができる。
撮像のため、分析装置１００は、照明部５１を備えている。照明部５１は、たとえば、発光ダイオードなどにより構成される。照明部５１は、たとえば、保持部３０よりも上方の位置で、保持部３０のＹ方向の両端近傍の位置に対で設けられる。各照明部５１は、たとえば、Ｘ方向の中央付近に配置される。これにより、撮像部５０の撮像視野は、Ｙ方向の両側からの照明光によって照らされる。
図４〜図６の構成例では、磁石部８０は、磁性粒子と被検物質とが結合された複合体２０を検体カートリッジ２００内において移動させる。磁石部８０は、検体カートリッジ２００を挟むように一対の磁石部８１ａおよび８１ｂが設けられている。一方の磁石部８１ａは、検体カートリッジ２００および保持部３０に対して上方（Ｚ１側）に配置され、他方の磁石部８１ｂは、検体カートリッジ２００および保持部３０に対して下方（Ｚ２側）に配置されている。各磁石部８０は、連結部８２により支持されている。具体的には、一対の磁石部８１ａおよび８１ｂは、連結部８２により上下方向に所定の間隔を隔てて保持されている。図５に示すように、磁石部８０は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各方向に移動できる。なお、撮像部５０は、磁石部８１ａと一体的に、Ｘ方向およびＹ方向に移動できる。また、撮像部５０は、磁石部８１ｂと、測定位置１０１の周辺以外では、一体的にＸ方向およびＹ方向に移動できる。磁石部８１ｂは、測定位置１０１の周辺では、測定部４０のケース４１に当接して移動が規制される。磁石部８１ｂは、移動が規制されると、所定の回動軸を中心に回動されて、それ以上は測定位置１０１方向に進まない。磁石部８１ａおよび８１ｂは、撮像部５０とは独立して、Ｚ方向に移動できる。撮像部５０は、Ｚ方向には移動しない。
磁石部８１ａおよび８１ｂは、先細り形状を有し、先端部が着磁部になっている。磁石部８１ａの下方向の移動により磁石部８１ａが検体カートリッジ２００の上面に近付くことにより、磁石部８１ａが上方から検体カートリッジ２００に磁力を作用させる。磁石部８１ｂの上方向の移動により磁石部８１ｂが検体カートリッジ２００の下面に近付くことにより、磁石部８１ｂが下方から検体カートリッジ２００に磁力を作用させる。保持部３０は、少なくとも磁石部８１ａおよび８１ｂが移動する範囲において、検体カートリッジ２００の上面側および下面側を露出させている。
磁石部８１ａまたは８１ｂを検体カートリッジ２００に近づけることにより、検体カートリッジ２００内で磁性粒子が集められる。磁石部８１ａまたは８１ｂを検体カートリッジ２００に近づけた状態で水平移動することにより、集められた磁性粒子が水平方向に移動される。磁石部８１ａおよび８１ｂが検体カートリッジ２００に交互に近付くように上下に往復移動することにより、検体カートリッジ２００内の磁性粒子を上下に移動させることができる。これにより、検体カートリッジ２００内の液体と磁性粒子とが攪拌される。
図５に示すように、プランジャユニット９０は、保持部３０の上面側に配置されている。プランジャユニット９０は、プランジャ９１と、プランジャ９１を作動させる駆動部９２とを含む。プランジャ９１は、保持部３０に保持された検体カートリッジ２００のエアチャンバ２６０（図４参照）に対して上方に配置され、上下に移動できる。プランジャ９１は、たとえばエアチャンバ２６０と同数設けられており、駆動部９２によって、各プランジャ９１が独立または連動して上下移動する。プランジャユニット９０は、プランジャ９１によって、検体カートリッジ２００のエアチャンバ２６０を押し下げる。プランジャ９１の押し下げによってエアチャンバ２６０から空気が送り出され、検体カートリッジ２００内の一部または全部の液体が移送される。保持部３０は、少なくとも磁石部８１ａおよび８１ｂが移動する範囲において、検体カートリッジ２００の上面側および下面側を露出させている。
分析装置１００は、装置の制御を行うための制御部１１５と、測定部４０の出力信号を分析する分析部１１６とを備える。制御部１１５は、測定部４０と、撮像部５０と、反射部６０と、を制御して、撮像動作や光検出動作を制御する。分析部１１６は、測定部４０により検出された光量に基づいて分析を行う。分析装置１００は、たとえば別体で設けられたコンピュータに測定部４０の検出結果を出力して、コンピュータにより分析を行ってもよい。
制御部１１５は、たとえば、演算処理部、記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロ演算処理装置）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、ハードディスクメモリなどにより構成される。記憶部には、異常を検出する場合の閾値、異常を検出した場合の画像を取得したタイミングなどが記憶される。また、記憶部には、撮像部５０に対する磁石部８０の距離が記憶される。また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態を取得する。これにより、制御部１１５により検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態を容易に取得することができるので、エラーの発生を測定途中に速やかにユーザに通知することができる。なお、画像データは、撮像部５０により撮像された画像の各画素におけるＲＧＢの画素値情報を含む。また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データの色情報またはコントラスト情報に基づいて、磁性粒子を検出する。これにより、色情報またはコントラスト情報に基づいて、撮像した画像から磁性粒子を容易に認識することができる。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、流路を検出し、検出した流路内から磁性粒子を検出する。なお、流路は、検体カートリッジ２００内の流体が通る通路であり、液体収容部２１１〜２１８、検出槽２２０、液体反応部２３０、および血球分離部２４０、通路部２５０を含む。これにより、画像データ中の流路外に磁性粒子があるか否かを解析しないので、流路外に磁性粒子を検出するという誤検出を抑制することができる。その結果、精度よく、磁性粒子を検出することができる。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態として、磁性粒子が磁石部８０から所定の距離以上離れた場所に所定量以上残留しているか否か、または、磁性粒子が正常に撹拌されているか否かを取得する。たとえば、制御部１１５は、記憶部に記憶された磁石部８０と、撮像部５０との距離に基づいて、画像データ中の磁石部８０の位置を特定し、特定した磁石部８０の位置と、画像データ中の磁性粒子の位置とに基づいて、磁性粒子と磁石部８０との距離を取得する。また、制御部１１５は、画像データ中の磁石部８０の位置と、画像データ中の磁性粒子の位置とに基づいて、磁性粒子と磁石部８０との距離を取得する。また、磁石部８０の位置は、磁石部８０の先端の位置であってもよい。これにより、磁性粒子の残留の状態、磁性粒子の撹拌の状態を測定途中に検知しながら測定作業を行うことができるので、たとえば、磁性粒子の移動の状態、磁性粒子の残留の状態、磁性粒子の撹拌の状態などが適正でない場合に、動作をやり直すことにより、測定不良が生じるのを抑制することができる。また、たとえば、エラーを検知した場合、測定途中に測定作業を中断させることもできる。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された検出槽２２０の画像データに基づいて、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態として、検出槽２２０へ複合体２０が形成された磁性粒子が正常に移動されているか否かを取得する。これにより、複合体２０が測定位置１０１に正常に移動されたか否かを判断することができるので、複合体２０を精度よく測定することができる。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された検出槽２２０の画像データから、検出槽２２０内の磁性粒子の量を取得し、取得した磁性粒子の量に基づいて、測定部４０による測定結果を補正する。これにより、測定部４０による測定と、撮像部５０の撮像による磁性粒子の量との両方により、精度よく複合体２０の濃度を取得することができる。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データの磁性粒子の量の変化に基づいて、磁石部８０により磁性粒子が正常に撹拌されているか否かを取得する。これにより、撹拌状態が良好であるか否かを測定途中に判断することができる。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態として、磁石部８０から所定の距離以下の距離の磁性粒子の量を測定し、磁性粒子が正常に移動されているか否かを取得する。つまり、制御部１１５は、磁石部８０により移動される磁性粒子の量の増減を測定し、磁性粒子の移動の状態を取得する。
また、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、検体カートリッジ２００の流路または検出槽２２０への気泡の混入を検出する。これにより、流路内に気泡が混入したことを測定途中に判断することができる。
また、制御部１１５は、取得した検体カートリッジ２００内の磁性粒子の状態に基づいて、エラーを通知する。これにより、エラーの発生を測定途中に速やかにユーザに通知することができる。たとえば、制御部１１５は、検体カートリッジ２００内の磁性粒子が磁石部８０から所定の距離以上離れた場所に所定量以上残留している場合に、エラーが発生したとして、表示部１１２にエラー通知を表示する制御を行う。また、制御部１１５は、検体カートリッジ２００内の磁性粒子が正常に撹拌されていない場合に、エラーが発生したとして、表示部１１２にエラー通知を表示する制御を行う。また、制御部１１５は、検出槽２２０へ複合体２０が形成された磁性粒子が正常に移動されていない場合に、エラーが発生したとして、表示部１１２にエラー通知を表示する制御を行う。また、制御部１１５は、検体カートリッジ２００の流路または検出槽２２０に気泡が混入している場合に、エラーが発生したとして、表示部１１２にエラー通知を表示する制御を行う。表示部１１２にエラー通知を表示する以外に、エラー通知は、音により通知してもよいし、音と表示との両方により通知してもよい。また、エラー通知は、外部のモニタなどにより通知してもよい。
なお、制御部１１５は、分析装置１００の外部に設けられていてもよい。たとえば、制御部１１５は、分析装置１００に接続されたコンビュータにより構成されていてもよい。
（撮像部および磁石部の移動機構）
図４〜図６の構成例における撮像部５０および磁石部８０の移動機構について説明する。図４〜図６の構成例では、分析装置１００は、撮像部５０および磁石部８０の両方を水平方向（ＸＹ方向）に移動させる第１移動機構部８３をさらに備える。また、分析装置１００は、磁石部８０を鉛直方向（Ｚ方向）に移動させる第２移動機構部８４をさらに備える。図５に示すように、撮像部５０は、支持部１２０に固定されている。具体的には、撮像部５０は、支持部１２０の上部からＸ方向に延びるアーム１２１（図４参照）の先端部に取り付けられている。磁石部８０は、支持部１２０に対して上下移動可能に取り付けられている。つまり、支持部１２０は、磁石部８０および撮像部５０の両方を平板状の検体カートリッジ２００と平行な方向（ＸＹ方向）に相対移動可能に支持する。これにより、磁石部８０および撮像部５０の両方を、水平方向に容易に移動させることができる。支持部１２０には、第２移動機構部８４として、Ｚ軸モータ１２２と、伝達機構とが設けられている。伝達機構は、図５の構成例では、磁石部８０を移動させるＺ方向のネジ送り機構１２３と、ネジ送り機構１２３にＺ軸モータ１２２の駆動力を伝達するベルト・プーリ機構１２４との組み合わせにより構成されている。Ｚ軸モータ１２２の回転により、磁石部８０が支持部１２０に対してＺ方向に移動する。
支持部１２０は、移動体１２５に、Ｙ方向に移動可能に支持されている。移動体１２５には、第１移動機構部８３として、Ｙ軸モータ１２６と、伝達機構とが設けられている。伝達機構は、図５の構成例では、支持部１２０を移動させるＹ方向のネジ送り機構１２７と、ネジ送り機構１２７にＹ軸モータ１２６の駆動力を伝達するベルト・プーリ機構１２８との組み合わせにより構成されている。Ｙ軸モータ１２６の回転により、撮像部５０および磁石部８０を支持する支持部１２０が、移動体１２５に対してＹ方向に移動する。
移動体１２５は、基台１１４にＸ方向に移動可能に支持されている。基台１１４には、第１移動機構部８３として、Ｘ軸モータ１２９と、ガイド軸１３０(図６参照)と、図示しない伝達機構とがある。ガイド軸１３０は、移動体１２５のＸ方向移動を案内する。Ｘ軸モータ１２９の回転により、移動体１２５と、撮像部５０および磁石部８０を支持する支持部１２０とが、基台１１４に対してＸ方向に移動する。伝達機構およびモータの構成は、図示したものに限られない。
図４〜図６の構成例では、撮像部５０および磁石部８０が移動することにより、撮像部５０および磁石部８０が検体カートリッジ２００に対して相対移動する。撮像部５０および磁石部８０が移動する構成以外に、検体カートリッジ２００が移動することにより、撮像部５０および磁石部８０が検体カートリッジ２００に対して相対移動してもよい。また、撮像部５０および磁石部８０と、検体カートリッジ２００との両方が移動することにより、撮像部５０および磁石部８０が検体カートリッジ２００に対して相対移動してもよい。
（分析装置の動作説明）
図７は、本実施形態の分析装置１００および検体カートリッジ２００を用いて、所定のアッセイ法を実施する場合の動作例を示す。動作説明において、検体カートリッジ２００の構成については図３を参照するものとする。分析装置１００の構成については図４〜図６を参照するものとする。分析装置１００の各部の制御は、制御部１１５が行う。
まず、ユーザにより、検体カートリッジ２００が分析装置１００のスロットに挿入される。検体カートリッジ２００は、パッケージから開封され、患者から採取された検体が注入された後で、分析装置１００のスロットに挿入されることにより、保持部３０に保持される。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よい。
検体カートリッジ２００が保持部３０にセットされると、撮像部５０による検体カートリッジ２００の撮像が可能となる。制御部１１５は、照明部５１をオンにし、測定動作の進行過程を撮像部５０により動画によって撮像する。なお、撮像部５０により静止画を撮像してもよい。
ステップＳ１において、検体が液体反応部２３０に送られる。制御部１１５がプランジャユニット９０を制御して、エアチャンバ２６１を押し下げる。検体は、エアチャンバ２６１から送出された空気により、液体収容部２１１に収容されたＲ１試薬とともに通路部２５０を流れて、液体反応部２３０に押し出される。この際、撮像部５０により、液体反応部２３０および通路部２５０を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて検体およびＲ１試薬が液体反応部２３０に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
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、ビオチン結合抗ＨＢｓモノクローナル抗体である。被検物質とＲ１試薬とは、抗原抗体反応により結合する。
ステップＳ２において、分析装置１００は、液体収容部２１２に収容されたＲ２試薬に含まれる磁性粒子を、液体反応部２３０へ移送する。磁性粒子は、Ｒ２試薬の液体成分中に分散している。制御部１１５は、磁石部８０を移動させて、磁力により、液体収容部２１２中の磁性粒子を集めて、液体反応部２３０へ移動させる。この際、撮像部５０により、液体収容部２１２および液体反応部２３０を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子が液体反応部２３０に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
ステップＳ３において、分析装置１００は、液体反応部２３０内の液体を撹拌する。具体的には、磁石部８０を周期的に上下方向に移動させて、磁性粒子を液体反応部２３０内において移動させる。これにより、液体反応部２３０内の液体が撹拌される。撹拌は、たとえば、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度行われる。つまり、磁石部８０は、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度上下方向に往復移動する。この際、撮像部５０により、液体反応部２３０が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて撹拌が正常に行われたか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１６を参照して後述する磁性粒子の撹拌効率の定量化処理により撹拌が正常に行われたか否かを判断する。また、制御部１１５は、液体反応部２３０に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
液体反応部２３０では、磁性粒子と抗原−抗体反応体との反応により、磁性粒子の結合体が生成される。すなわち、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。磁性粒子は、被検物質の担体となる。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Ｓ４において、分析装置１００は、磁石部８０の磁力によって、磁性粒子の結合体を、Ｒ３試薬が収容された液体収容部２１３に移送する。この際、撮像部５０により、液体反応部２３０および液体収容部２１３を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が液体収容部２１３に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
ステップＳ５において、分析装置１００は、液体収容部２１３内の液体を撹拌する。具体的には、磁石部８０を周期的に上下方向に移動させて、磁性粒子を液体収容部２１３内において移動させる。これにより、液体収容部２１３内の液体が撹拌される。撹拌は、たとえば、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度行われる。つまり、磁石部８０は、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度上下方向に往復移動する。この際、撮像部５０により、液体収容部２１３が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて撹拌が正常に行われたか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１６を参照して後述する磁性粒子の撹拌効率の定量化処理により撹拌が正常に行われたか否かを判断する。また、制御部１１５は、液体反応部２１３に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
Ｒ３試薬は、標識物質を含む。Ｒ３試薬に含まれる標識抗体と磁性粒子の結合体とを反応させる。磁性粒子の結合体と標識抗体との反応により、免疫複合体が生成される。免疫複合体は、被検物質と、捕捉抗体と、標識抗体と、磁性粒子とを含む。
ステップＳ６において、分析装置１００は、磁石部８０の磁力によって、免疫複合体を、液体収容部２１４に移送する。液体収容部２１４は、洗浄液を収容している。液体収容部２１４において、免疫複合体と未反応物質とを分離させる。すなわち、洗浄により未反応物質が除去される。この際、撮像部５０により、液体収容部２１３および液体収容部２１４を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が液体収容部２１４に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
ステップＳ７において、分析装置１００は、液体収容部２１４内の液体を撹拌する。具体的には、磁石部８０を周期的に上下方向に移動させて、磁性粒子を液体収容部２１４内において移動させる。これにより、液体収容部２１４内の液体が撹拌される。撹拌は、たとえば、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度行われる。つまり、磁石部８０は、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度上下方向に往復移動する。この際、撮像部５０により、液体収容部２１４が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて撹拌が正常に行われたか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１６を参照して後述する磁性粒子の撹拌効率の定量化処理により撹拌が正常に行われたか否かを判断する。また、制御部１１５は、液体収容部２１４に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
ステップＳ８において、分析装置１００は、磁石部８０の磁力によって、免疫複合体を、液体収容部２１５に移送する。液体収容部２１５は、洗浄液を収容している。液体収容部２１５において、免疫複合体と未反応物質とを分離させる。すなわち、洗浄により未反応物質が除去される。この際、撮像部５０により、液体収容部２１４および液体収容部２１５を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が液体収容部２１５に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
ステップＳ９において、分析装置１００は、液体収容部２１５内の液体を撹拌する。具体的には、磁石部８０を周期的に上下方向に移動させて、磁性粒子を液体収容部２１５内において移動させる。これにより、液体収容部２１５内の液体が撹拌される。撹拌は、たとえば、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度行われる。つまり、磁石部８０は、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度上下方向に往復移動する。この際、撮像部５０により、液体収容部２１５が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて撹拌が正常に行われたか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１６を参照して後述する磁性粒子の撹拌効率の定量化処理により撹拌が正常に行われたか否かを判断する。また、制御部１１５は、液体収容部２１５に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
ステップＳ１０において、分析装置１００は、磁石部８０の磁力によって、免疫複合体を、液体収容部２１６に移送する。液体収容部２１６は、洗浄液を収容している。液体収容部２１６において、免疫複合体と未反応物質とを分離させる。すなわち、洗浄により未反応物質が除去される。この際、撮像部５０により、液体収容部２１５および液体収容部２１６を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が液体収容部２１６に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
ステップＳ１１において、分析装置１００は、液体収容部２１６内の液体を撹拌する。具体的には、磁石部８０を周期的に上下方向に移動させて、磁性粒子を液体収容部２１６内において移動させる。これにより、液体収容部２１６内の液体が撹拌される。撹拌は、たとえば、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度行われる。つまり、磁石部８０は、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度上下方向に往復移動する。この際、撮像部５０により、液体収容部２１６が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて撹拌が正常に行われたか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１６を参照して後述する磁性粒子の撹拌効率の定量化処理により撹拌が正常に行われたか否かを判断する。また、制御部１１５は、液体収容部２１６に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
ステップＳ１２において、分析装置１００は、磁石部８０の磁力によって、免疫複合体を液体収容部２１７に移送する。この際、撮像部５０により、液体収容部２１６および液体収容部２１７を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が液体収容部２１７に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
液体収容部２１７は、Ｒ４試薬を収容している。Ｒ４試薬は、免疫複合体の発光を促進する組成を有する。Ｒ４試薬は、たとえば、緩衝液である。免疫複合体は、液体収容部２１７で、Ｒ４試薬に含有される緩衝液と反応する。
ステップＳ１３において、分析装置１００は、液体収容部２１７内の液体を撹拌する。具体的には、磁石部８０を周期的に上下方向に移動させて、磁性粒子を液体収容部２１７内において移動させる。これにより、液体収容部２１７内の液体が撹拌される。撹拌は、たとえば、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度行われる。つまり、磁石部８０は、２秒程度の周期で、２００回から３００回程度上下方向に往復移動する。この際、撮像部５０により、液体収容部２１７が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて撹拌が正常に行われたか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１６を参照して後述する磁性粒子の撹拌効率の定量化処理により撹拌が正常に行われたか否かを判断する。また、制御部１１５は、液体収容部２１７に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。
ステップＳ１４において、分析装置１００は、免疫複合体と緩衝液との混合液を検出槽２２０に移送する。制御部１１５が、プランジャユニット９０を制御してエアチャンバ２６２を押し下げ、通路部２５０を介して免疫複合体と緩衝液との混合液を検出槽２２０に押し出す。なお、磁石部８０の磁力によっても、免疫複合体を検出槽２２０に移送してもよい。この際、撮像部５０により、液体収容部２１７および検出槽２２０を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて磁性粒子の結合体が検出槽２２０に到達したか否かを判断する。また、制御部１１５は、流路に磁性粒子が残留しているか否か、および、流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、図１３を参照して後述する磁性粒子の残留検出処理により流路に磁性粒子が残留しているか否かを判断する。
ステップＳ１５において、分析装置１００は、液体収容部２１８に収容されたＲ５試薬を検出槽２２０に移送する。制御部１１５が、プランジャユニット９０を制御してエアチャンバ２６３を押し下げ、液体収容部２１８を介してＲ５試薬を検出槽２２０に押し出す。この際、撮像部５０により、液体収容部２１８および検出槽２２０を含む流路が撮像される。制御部１１５は、撮像画像に基づいて流路に気泡が混入しているか否かを判断する。具体的には、制御部１１５は、図１２を参照して後述する気泡の検出処理により気泡が混入しているか否かを判断する。また、制御部１１５は、撮像画像に基づいてＲ５試薬が検出槽２２０に到達したか否かを判断する。
Ｒ５試薬は、たとえば、免疫複合体と反応して発光を促す基質を含んでいる。Ｒ５試薬は、検出槽２２０において、免疫複合体と緩衝液との混合液に添加される。発光基質と免疫複合体とが反応する。これにより、検出槽２２０において、光を発生する発光試料が調製される。
また、制御部１１５は、撮像部５０により測定位置１０１にある検出槽２２０を撮像する。制御部１１５は、発光試料の撮像画像に基づいて測定部４０を用いた光検出動作を制御する。これにより、撮像画像に基づいて、発光試料が測定位置１０１に存在するか否か、発光試料の状態が適正か否かを判断できる。その結果、検体カートリッジ２００内の発光試料の状態が適正でない場合などに、光検出動作を行うことなく処理を中止して、速やかにユーザに報知したり、発光試料の状態に応じて分析結果を補正したりすることができる。また、制御部１１５は、検出槽２２０に気泡が混入しているか否かを判断する。
撮像画像における発光試料の状態が適正である場合には、制御部１１５は、後続の検出処理動作を実行する。また、たとえば、撮像画像に発光試料が写っていない場合、液体が検出槽２２０に到達していないと考えられるので、制御部１１５は後続の検出処理動作を実行せずに表示部１１２およびインジケータ１１３にエラーを表示する。また、たとえば、撮像画像における発光試料の状態が適正でない場合、制御部１１５は、後続の検出処理動作を実行するが、分析結果とともにエラーの可能性がある旨を表示部１１２に表示する。
ステップＳ１６において、分析装置１００は、光検出処理を実施する。具体的には、免疫複合体の標識抗体と発光基質との反応により発生した光を測定部４０により検出する。その後、測定動作が終了される。
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。例えば、基材としてＦｅ2Ｏ3および／またはＦｅ3Ｏ4、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、被検物質と抗原抗体反応により結合し、測定部４０により測定可能な標識を含有する。標識物質は、免疫測定で用いられる公知の標識を含む抗体であれば、特に限定されない。捕捉物質を用いる場合、標識物質が捕捉物質と結合してもよい。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である。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。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、標識物質の酵素に対する基質は、用いる酵素に応じて適宜公知の基質を選択すればよい。例えば、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。
（磁性粒子検出方法の説明）
撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、磁性粒子を検出する方法について説明する。
磁性粒子を検出する目的として、洗浄を行う液体収容部内における磁性粒子の残留を検出すること、および、洗浄を行う液体収容部の上部における液体の形状の異常を検出することを例に説明する。磁性粒子の検出は、撮像画像から磁性粒子領域を解析的に求めることにより、異常検出を行う。
洗浄を行う液体収容部内における磁性粒子の残留の検出について、図８に示すように、洗浄を行う液体収容部内に磁性粒子が残留している場合、検出槽に到達しない磁性粒子が存在するため、測定値が低下する。また、洗浄を行う液体収容部の上部における液体の形状の異常の検出について、図９（Ａ）に示すように、洗浄を行う液体収容部の上部に形成される液体のの形状が略正円状となった場合が液体収容部の上部における液体の正常な形状であり、洗浄が十分に行われている状態を示す。一方、図９（Ｂ）に示すように、洗浄を行う液体収容部の上部に形成される液体の形状が正円状とならず楕円形状となった場合は、液体収容部の上部における液体の異常な形状であり、洗浄が不十分な状態を示す。
洗浄を行う液体収容部内における磁性粒子の残留を検出する場合、洗浄が終了した液体収容部または磁性粒子の移動後の経路上において、磁性粒子領域を求めることにより残留箇所・残留量の推定を行い、磁性粒子の残留異常が発生したか否かを判定する。
洗浄を行う液体収容部の上部における液体の形状の異常を検出する場合、洗浄中の磁性粒子が液体収容部の上部に集磁されている際に、磁性粒子領域の面積から液体収容部の上部における液体の形状が正常であるか否かを判定する。
磁性粒子領域の検出には、色情報を用いる。また、磁性粒子領域の色は磁性粒子の量によって変化するので、量が大きい領域においては磁性粒子自体の色が支配的であり、量が小さい領域においては、周辺からの散乱・反射光が支配的となる。また、非常に細かな磁性粒子が、一定空間内に存在する量により色が変化するので、色の変化は中間混色であると仮定する。そこで、磁性粒子の量に対する色の変化をＨＳＬ色空間で考えることができる。なお、ＨＳＬ色空間は、色相Ｈと、色彩Ｓと、輝度Ｌとにより色を表す空間である。
ここで、図１０に示すように、中間混色は、背景色（たとえば、白または黒）の成分と磁性粒子色の成分とからなるとする。磁性粒子の量が小さくなるにしたがって、ＨＳＬ色空間上では磁性粒子色を起点とし、背景色（白または黒）に線形に近づいていく。この関係をカラーモデルとして用いる。
磁性粒子のカラーモデルを用いて、撮像した画像の各画素に対して磁性粒子が存在しているか否かの判定を行う。磁性粒子色と背景色（白または黒）との中間混色による色変化は、ＨＳＬ色空間上で混色されている二色間を結ぶ直線上にあるので、この直線上では色相Ｈは変化しない。また、白に近づくにしたがって、輝度Ｌは線形的に増加する。一方、黒に近づくにしたがって、輝度Ｌは線形的に減少する。ここで、磁性粒子が存在する領域を調べるためには、白・黒との混色により変化しない色相Ｈを用いる。解析対象の画素からＲＧＢ値を読み取りＨＳＬ値に変換し、求められた色相Ｈが磁性粒子の色相Ｈと類似していれば、解析対象の画素には磁性粒子が存在すると判定する。
磁性粒子領域検出の手順について図１１を参照して説明する。
ステップＳ２１において、制御部１１５は、撮像された画像から、解析対象の画素を選択する。ステップＳ２２において、制御部１１５は、選択した画素の画素値（ＲＧＢ）をＨＳＬ値に変換する。ステップＳ２３において、制御部１１５は、磁性粒子色の色彩Ｓに基づいて、選択した画素の色彩Ｓが所定値より低いか否かを判断する。選択した画素の色彩Ｓが所定値より低ければ、ステップＳ２７に進み、選択した画素の色彩Ｓが所定値より低くなければ、ステップＳ２４に進む。選択した画素の色彩Ｓが低い場合、色相Ｈの算出誤差は大きくなり、色相Ｈを用いて磁性粒子領域の判定を行うことは困難となる。そのため、選択した画素の色彩Ｓが低い場合は磁性粒子が無いものとして判定を行う。
ステップＳ２４において、制御部１１５は、選択した画素の輝度Ｌが所定の範囲外か否かを判断する。選択した画素の輝度Ｌが所定の範囲外であれば、ステップＳ２７に進み、選択した画素の輝度Ｌが所定の範囲内であればステップＳ２５に進む。選択した画素の輝度Ｌが、所定の範囲よりも低くまたは高くて所定の範囲外である場合、選択した画素の色相Ｈおよび色彩Ｓの算出誤差は大きくなり、色相Ｈを用いて磁性粒子領域の判定を行うことは困難となる。そのため、選択した画素の輝度Ｌが所定の範囲外である場合は磁性粒子が無いものとして判定を行う。
ステップＳ２５において、制御部１１５は、選択した画素の色相Ｈが磁性粒子の色相Ｈと類似しているか否かを判断する。選択した画素の色相Ｈが磁性粒子の色相Ｈと類似していなければ、ステップＳ２７に進み、選択した画素の色相Ｈが磁性粒子の色相Ｈと類似していれば、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、制御部１１５は、選択した画素は、磁性粒子領域であると判断する。一方、ステップＳ２７に進んだ場合、選択した画素は、磁性粒子領域ではないと判断する。
ステップＳ２８において、制御部１１５は、カラーモデル上の最近傍点を算出する。具体的には、色相Ｈについての次元を除外し、色彩Ｓおよび輝度Ｌの直交座標空間を用いて最近傍点が算出される。磁性粒子のカラーモデルである磁性粒子の色と、背景色である白色または黒色とまでを結ぶ直線が求められる。そして、選択した画素の輝度Ｌおよび色彩Ｓから、求めた直線までの直交座標系における距離が最小となる点が求められる。求めた点が、カラーモデルにより推定された磁性粒子領域の色とされる。ここで、カラーモデルは色彩Ｓが変化しないため、色彩Ｓの推定結果は実測の色彩Ｓにかかわらず一定となる。これにより、輝度Ｌの推定結果は実測の輝度Ｌと同値となる。
ステップＳ２９において、制御部１１５は、磁性粒子量を算出する。輝度Ｌは磁性粒子の量に伴い増加または減少するため、この輝度Ｌから磁性粒子の量が推定される。なお、輝度Ｌと磁性粒子の量の関係は非線形であると仮定する。その後、選択した画素についての処理が終了し、次の画素が選択される。画像上の必要な画素の全てにおいて、磁性粒子であるか否か、および、磁性粒子である場合の磁性粒子の量が算出されると、磁性粒子領域の検出が終了される。
検出された画像上の磁性粒子から、磁性粒子の残留が検出される。具体的には、画像中の洗浄を行う液体収容部内に磁性粒子が検出された場合、磁性粒子の残留が検出されるとともに、残留した磁性粒子の領域および磁性粒子の量から残留した磁性粒子の量が算出される。また、測定上問題となる量の磁性粒子が残留した場合に、磁性粒子の残留異常として判定される。
検出された画像上の磁性粒子から、洗浄を行う液体収容部の上部における液体の形状が検出される。具体的には、磁性粒子が液体収容部の上部における液体の上部に集中する時点の画像を取得し、磁性粒子領域が検出される。これにより、液体収容部の上部における液体の形状を明確に検出することができるので、液体収容部の上部における液体の異常の検出を確実に実施することができる。また、正円であるか否かの判定は、磁性粒子領域の面積を求めることにより判定される。
（気泡の検出方法の説明）
図１２を参照して、流路中の気泡の検出処理について説明する。
ステップＳ３１において、制御部１１５は、撮像部５０により撮像された画像中から流路を特定する。具体的には、制御部１１５は、撮像部５０の位置と、検体カートリッジ２００の流路の情報とに基づいて、画像における流路を特定する。ステップＳ３２において、制御部１１５は、特定した流路のエッジを検出する。具体的には、制御部１１５は、撮像された画像中の流路の画素値の変化している部分を検出する。
ステップＳ３３において、制御部１１５は、検出した流路のエッジの長さを算出する。具体的には、制御部１１５は、エッジと特定した画像中の画素数を算出して、エッジの長さを算出する。
ステップＳ３４において、制御部１１５は、流路のエッジの長さは正常範囲以内であるか否かを判断する。正常範囲以内であれば、ステップＳ３５に進み、正常範囲外であれば、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３５において、制御部１１５は、流路に気泡が混入しておらず、正常であると判断する。なお、正常範囲とは、流路と流体との境界の長さに基づいて設定される。つまり、流路と流体との間には、エッジができるため、気泡が混入していない場合、流路と流体との境界の長さ分だけ、エッジが検出される。
ステップＳ３６において、制御部１１５は、エッジ長さが正常範囲よりも長いか否かを判断する。エッジ長さが正常範囲よりも短ければ、ステップＳ３７に進み、エッジ長さが正常範囲よりも長ければ、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３７において、制御部１１５は、流路に気泡が混入していると判断する。つまり、流路と、流体との間以外にエッジが有る場合、エッジ長さは正常範囲よりも長くなる。長い分のエッジは、流路中の液層と気層との境界である。
ステップＳ３８において、制御部１１５は、流路に液体が流れていないとして、液送異常と判断する。つまり、液が送られていない場合、流体の量が少ない分、流路と流体との境界のエッジが短くなる。
（磁性粒子の残留検出方法の説明）
図１３を参照して、流路中の磁性粒子の残留検出処理について説明する。
ステップＳ４１において、制御部１１５は、磁石８０の先端から所定距離以上にある磁性粒子領域を特定する。ステップＳ４２において、制御部１１５は、特定した磁性粒子領域の磁性粒子の量を算出する。具体的には、図１１に示す、磁性粒子領域検出の手順に基づいて、磁性粒子領域の磁性粒子の量が算出される。
ステップＳ４３において、制御部１１５は、磁性粒子の量が所定の値未満であるか否かを判断する。所定の値未満であれば、ステップＳ４４に進み、所定の値以上であれば、ステップＳ４５に進む。ステップＳ４４において、制御部１１５は、磁性粒子の残留が少なく正常であると判断する。ステップＳ４５において、制御部１１５は、磁性粒子の残留が多く異常であると判断する。
（残留磁性粒子の定量化方法の説明）
撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、残留磁性粒子を定量化する方法について説明する。図１４を参照して、残留磁性粒子の定量化について説明する。
ステップＳ５１において、制御部１１５は、撮像された画像の正規化を行う。具体的には、画像のホワイトバランス、露光時間、撮影ブレ、歪曲収差などの正規化が行われる。つまり、撮影条件により変化する因子を補正し正規化を行う。たとえば、動画上では磁石が動き、画像が変化することでホワイトバランスや露光時間が変化する。そこで、動画上で画像が変化しない領域を取得し、この領域の色合いが変化しないように画像全体に補正をかけることで、ホワイトバランスおよび露光時間の正規化を行う。たとえば、領域の各チャネル（ＲＧＢ）の中央値が１２８となるように、画像全体に補正値を乗算する。また、撮像ぶれについては、確立されている手振れ補正の技術を用いてもよい。撮像部５０の歪曲収差については、確立されている歪曲収差の補正の技術を用いてもよい。
ステップＳ５２において、制御部１１５は、磁性粒子領域の検出を行う。たとえば、磁性粒子領域の検出は、図１１に示す磁性粒子領域検出方法を用いてもよい。
ステップＳ５３において、制御部１１５は、画像中の各画素における磁性粒子の量を算出する。たとえば、磁性粒子の量の算出は、図１１に示す磁性粒子の量の検出方法を用いてもよい。
ステップＳ５４において、制御部１１５は、磁性粒子の総量を算出する。具体的には、ステップＳ５３において算出した磁性粒子領域の各画素について磁性粒子の量に基づいて、これらの総和を取得することにより、磁性粒子の総量が算出される。これにより、残留磁性粒子を定量的に算出することができる。
（磁性粒子の撹拌効率の定量化方法の説明）
撮像部５０により撮像された画像データに基づいて、磁性粒子の撹拌効率を定量化する方法について説明する。
図１５に示すように、磁石部８０を検体カートリッジ２００に対して上下に移動させることにより、検体カートリッジ２００内の磁性粒子が、上方向および下方向に交互に引き付けられて、液体収容部が撹拌される。つまり、上側の磁石部８０を検体カートリッジ２００に近づけた場合、磁性粒子は、液体収容部内を上方向に移動する。この場合、下側の磁石部８０は、検体カートリッジ２００から遠ざかる。また、下側の磁石部８０を検体カートリッジ２００に近づけた場合、磁性粒子は、液体収容部内を下方向に移動する。この場合、上側の磁石部８０は、検体カートリッジ２００から遠ざかる。そして、磁性粒子の移動により、液体収容部内の液体が移動されて撹拌される。
図１６を参照して、磁性粒子の撹拌効率の定量化について説明する。
ステップＳ６１において、制御部１１５は、撮像された画像の正規化を行う。具体的には、図１４のステップＳ５１と同様にして撮像された画像の正規化が行われる。
ステップＳ６２において、制御部１１５は、磁性粒子領域の検出を行う。たとえば、磁性粒子領域の検出は、図１１に示す磁性粒子領域検出方法を用いてもよい。
ステップＳ６３において、制御部１１５は、画像中の各画素における磁性粒子の量を算出する。たとえば、磁性粒子の量の算出は、図１１に示す磁性粒子の量の検出方法を用いてもよい。
ステップＳ６４において、制御部１１５は、磁性粒子の総量を算出する。具体的には、ステップＳ６３において算出した磁性粒子領域の各画素について磁性粒子の量に基づいて、これらの総和を取得することにより、磁性粒子の総量を算出する。
ステップＳ６５において、制御部１１５は、動画の最後のフレームであるか否かを判断する。最後のフレームでなければ、ステップＳ６１に戻り、最後のフレームであれば、ステップＳ６６に進む。
ステップＳ６６において、制御部１１５は、時系列情報を各撹拌処理に分割する。具体的には、磁石部８０を一往復させる１撹拌ごとに時系列情報を分割する。ステップＳ６７において、制御部１１５は、１撹拌処理中の磁性粒子の移動量を取得する。具体的には、１撹拌中の磁性粒子量の最大値と最小値との差が算出され、その差が、移動量として取得される。
ステップＳ６８において、制御部１１５は、最後の撹拌処理か否かを判断する。最後の撹拌処理でなければ、ステップＳ６７に戻り、最後の撹拌処理であれば、ステップＳ６９に進む。ステップＳ６９において、制御部１１５は、磁性粒子移動量の統計量を算出する。たとえば、統計量として、磁性粒子移動量の平均値、中央値などが算出される。磁性粒子移動量が大きければ、磁性粒子が多く移動していることを示しており、撹拌が良好に行われている状態を示す。一方、磁性粒子移動量が小さければ、磁性粒子の移動が少ないことを示しており、撹拌が良好ではない状態を示す。
ステップＳ７０において、制御部１１５は、撹拌効率を算出する。具体的には、磁性粒子移動量の統計量に基づいて、撹拌効率が算出される。
なお、時系列情報の解析は、動画のフレーム毎に液体収容部上面の磁性粒子量を計算し、計測時間と結びつけて時系列情報としてもよい。たとえば、正常な場合、上側の磁石部８０を検体カートリッジ２００に近づけた場合に、液体収容部上面の磁性粒子の量が多くなる。一方、下側の磁石部８０を検体カートリッジ２００に近づけた場合に、液体収容部上面の磁性粒子の量が少なくなる。つまり、撹拌が正常である場合、磁石部８０を上下方向に移動させる周期と、検出される磁性粒子の増減の周期とが連動する。これにより、磁石部の移動周期と、検出される磁性粒子の増減の周期とを比較することにより、磁性粒子の撹拌効率を定量化することができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
２０：複合体、４０：測定部、５０：撮像部、８０：磁石部、８１ａ：磁石部、８１ｂ：磁石部、８３：第１移動機構部、８４：第２移動機構部、１００：分析装置、１０３：背景部、１１５：制御部、１２０：支持部、２００：検体カートリッジ、３００：分析システム

Claims (16)

  1. 磁性粒子上に形成された被検物質と前記被検物質に結合する標識物質とを含む複合体を、流路と検出槽とを含む検体カートリッジの前記流路中において磁石部により移動させ、
    前記磁性粒子の移動の残留状態または前記磁性粒子を撹拌した場合の撹拌状態を取得するために、前記流路中の前記磁性粒子を撮像し、
    前記検出槽中の前記複合体に含まれる前記標識物質の標識を測定する、分析方法。
  2. 撮像された画像データに基づいて、前記磁性粒子の残留状態または撹拌状態を取得する、請求項１に記載の分析方法。
  3. 撮像された画像データに基づいて、前記磁性粒子の残留状態として、前記磁性粒子が前記磁石部から所定の距離以上離れた場所に所定量以上残留しているか否か、または、前記磁性粒子の撹拌状態として、前記磁性粒子が正常に撹拌されているか否かを取得する、請求項２に記載の分析方法。
  4. 撮像された画像データの前記磁性粒子の量の変化に基づいて、前記磁石部により前記磁性粒子が正常に撹拌されているか否かを取得する、請求項２または３に記載の分析方法。
  5. 撮像された画像データに基づいて、前記検体カートリッジの前記流路への気泡の混入を検出する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の分析方法。
  6. 撮像された画像データの色情報またはコントラスト情報に基づいて、前記磁性粒子を検出する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の分析方法。
  7. 撮像された画像データに基づいて、前記流路を検出し、検出した前記流路内から前記磁性粒子を検出する、請求項２〜６のいずれか１項に記載の分析方法。
  8. 取得した前記磁性粒子の残留状態または撹拌状態に基づいて、エラーを通知する、請求項２〜７のいずれか１項に記載の分析方法。
  9. 流路と検出槽とを備える検体カートリッジを用いて検体に含まれる被検物質を分析する分析装置であって、
    前記流路中の磁性粒子を移動させる磁石部と、
    前記磁性粒子の移動の残留状態または前記磁性粒子を撹拌した場合の撹拌状態を前記分析装置の制御部により取得するために、前記流路中の前記磁性粒子を撮像する撮像部と、
    前記検出槽中の前記磁性粒子上に形成された前記被検物質と前記被検物質に結合する標識物質とを含む複合体に含まれる前記標識物質の標識を測定する測定部と、を備える、分析装置。
  10. 前記検体カートリッジは平板状に形成されており、
    前記撮像部は、前記検体カートリッジの平板状の延びる方向と平行な方向において、前記磁石部とともに、前記検体カートリッジに対して相対移動する、請求項９に記載の分析装置。
  11. 前記磁石部および前記撮像部の両方を前記検体カートリッジに対して移動させる第１移動機構部をさらに備える、請求項１０に記載の分析装置。
  12. 前記第１移動機構部は、前記磁石部および前記撮像部の両方を前記検体カートリッジの平板状の延びる方向と平行な方向に移動可能に支持する支持部を含む、請求項１１に記載の分析装置。
  13. 前記磁石部を前記検体カートリッジの平板状の延びる方向と交差する方向に相対移動させる第２移動機構部をさらに備える、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の分析装置。
  14. 前記磁石部は、前記検体カートリッジを挟むように一対設けられており、
    前記撮像部は、前記検体カートリッジに対して一方側に配置されており、一対の前記磁石部のうち前記検体カートリッジに対して一方側に配置された前記磁石部とともに、前記検体カートリッジに対して相対移動する、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の分析装置。
  15. 前記検体カートリッジは、透明または半透明の材料により形成されており、
    前記検体カートリッジに対して前記撮像部と反対側には、前記磁性粒子と識別可能な色の背景部が配置されている、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の分析装置。
  16. 流路と検出槽とを含む検体カートリッジと、
    前記流路中の磁性粒子を移動させる磁石部と、
    前記磁性粒子の移動の残留状態または前記磁性粒子を撹拌した場合の撹拌状態を制御部により取得するために、前記流路中の前記磁性粒子を撮像する撮像部と、
    前記検出槽中の前記磁性粒子上に形成された被検物質と前記被検物質に結合する標識物質とを含む複合体に含まれる前記標識物質の標識を測定する測定部と、を備え、
    検体に含まれる前記被検物質を分析する、分析システム。
JP2016109628A 2016-05-31 2016-05-31 分析方法、分析装置および分析システム Active JP6829950B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016109628A JP6829950B2 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 分析方法、分析装置および分析システム
CN201710199737.4A CN107442187B (zh) 2016-05-31 2017-03-30 分析方法、分析装置以及分析系统
EP17173213.4A EP3252475B1 (en) 2016-05-31 2017-05-29 Analysis method
US15/608,358 US10605804B2 (en) 2016-05-31 2017-05-30 Analysis method, analyzer, and analysis system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016109628A JP6829950B2 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 分析方法、分析装置および分析システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017215217A JP2017215217A (ja) 2017-12-07
JP6829950B2 true JP6829950B2 (ja) 2021-02-17

Family

ID=58800715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016109628A Active JP6829950B2 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 分析方法、分析装置および分析システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10605804B2 (ja)
EP (1) EP3252475B1 (ja)
JP (1) JP6829950B2 (ja)
CN (1) CN107442187B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6800223B2 (ja) * 2016-10-28 2020-12-16 ベックマン コールター， インコーポレイテッド 物質調製評価システム
JP2019148556A (ja) * 2018-02-28 2019-09-05 シスメックス株式会社 Ｂｆ分離装置、試料分析装置およびｂｆ分離方法
JP2021525876A (ja) * 2018-06-01 2021-09-27 カナディアン ブラッド サービシーズ 血液製剤を品質評価するための非破壊サンプリングシステムおよび方法、ならびにそのためのサンプリングシステム
JP7147564B2 (ja) * 2019-01-08 2022-10-05 株式会社島津製作所 磁性粒子操作装置
US20220365025A1 (en) * 2019-11-11 2022-11-17 Hitachi High-Tech Corporation Electrophoresis device and foreign matter detection method
CN112129750A (zh) * 2020-08-17 2020-12-25 天津大学 用于对侧流试纸检测的手机拍摄分析装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637469A (en) * 1992-05-01 1997-06-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and apparatus for the detection of an analyte utilizing mesoscale flow systems
EP0739423B1 (en) * 1994-11-14 2002-01-16 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale polynucleotide amplification devices
US8216797B2 (en) * 2001-02-07 2012-07-10 Massachusetts Institute Of Technology Pathogen detection biosensor
JP2005349254A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 National Univ Corp Shizuoka Univ 微小物質の再配置方法
JP2007101318A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Kubota Corp 分析装置
US8492168B2 (en) * 2006-04-18 2013-07-23 Advanced Liquid Logic Inc. Droplet-based affinity assays
DE602006018794D1 (de) * 2006-04-18 2011-01-20 Advanced Liquid Logic Inc Biochemie auf tröpfchenbasis
CN101472940B (zh) * 2006-04-18 2012-11-28 先进液体逻辑公司 基于小滴的生物化学
CN101500694B (zh) * 2006-05-09 2012-07-18 先进液体逻辑公司 液滴操纵系统
WO2007143615A2 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Luminex Corporation Systems and methods for performing measurements of one or more analytes comprising using magnetic particles and applying a magnetic field
US7736891B2 (en) * 2007-09-11 2010-06-15 University Of Washington Microfluidic assay system with dispersion monitoring
CN102066934B (zh) * 2008-06-12 2016-07-06 株式会社日立高新技术 使用磁性粒子的分析装置
US8884617B2 (en) * 2008-06-23 2014-11-11 The Regents Of The University Of California Magnetic particle imaging devices and methods
IT1397120B1 (it) * 2009-02-25 2012-12-28 Alifax Holding S P A Dispositivo integrato per analisi diagnostiche, e relativo procedimento
JP2011013208A (ja) * 2009-06-05 2011-01-20 Advance Co Ltd 生物学的操作システム及び工業的操作システム
EP2581746B1 (en) * 2010-06-09 2023-04-05 Hitachi High-Tech Corporation Sample analysis device and sample analysis method
US20130088221A1 (en) * 2010-06-22 2013-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection of magnetic particles and their clustering
US9523680B2 (en) * 2010-06-30 2016-12-20 Ambergen, Inc. Global Proteomic screening of random bead arrays using mass spectrometry imaging
DE102010041621B4 (de) 2010-09-29 2016-11-03 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Verfahren zum Transport magnetischer Partikel
WO2012048288A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Silicon Biodevices, Inc. Magnetic particle based biosensor
JP5507432B2 (ja) * 2010-12-14 2014-05-28 シスメックス株式会社 分析装置および分析方法
US10240186B2 (en) * 2011-07-14 2019-03-26 Fluxion Biosciences, Inc. Devices, systems, and methods for magnetic separation
JP2013238420A (ja) * 2012-05-11 2013-11-28 Hitachi High-Technologies Corp 試料分析装置及び試料分析方法
JP6207933B2 (ja) * 2012-08-31 2017-10-04 東芝メディカルシステムズ株式会社 検体検査装置
JP6381978B2 (ja) * 2013-07-05 2018-08-29 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 自動分析装置
GB201315327D0 (en) * 2013-08-28 2013-10-09 Anmat Technology Ltd Apparatus for detecting an analyte using a fluid having magnetic particles with a binding ligand for binding the analyte
CN105873680A (zh) * 2013-12-23 2016-08-17 皇家飞利浦有限公司 微流控设备、系统和方法
WO2015139019A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Mei He Non-invasive monitoring cancer using integrated microfluidic profiling of circulating microvesicles
JP6594995B2 (ja) * 2015-03-26 2019-10-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ バイオセンサカートリッジの製造
US20160363550A1 (en) * 2015-05-05 2016-12-15 Maxim Integrated Products, Inc. Mobile sample analysis system, mobile measurement device, and method for providing analysis results
WO2017027549A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 Duke University Magnetic single cell arrays for probing cell-drug and cell-cell communication

Also Published As

Publication number Publication date
EP3252475B1 (en) 2023-07-19
CN107442187B (zh) 2020-01-31
EP3252475A1 (en) 2017-12-06
US10605804B2 (en) 2020-03-31
US20170343542A1 (en) 2017-11-30
JP2017215217A (ja) 2017-12-07
CN107442187A (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6829950B2 (ja) 分析方法、分析装置および分析システム
CN104081207B (zh) 用于光学和电化学测定的检验装置
US7411680B2 (en) Device for counting micro particles
JP4911172B2 (ja) 分析装置及びその利用
KR101553736B1 (ko) 분석 장치 및 분석 방법
JP6336697B2 (ja) 少量のサンプル容積から形成された血液構成成分沈降速度の迅速な測定
CN111183350A (zh) 用于对血细胞成像的单次使用测试设备
JP6490337B2 (ja) 物体の最大解像度カラー撮像
EP2911791A1 (en) Biological particle identification system, cartridge and associated methods
CN103308497A (zh) 用于研究生物细胞或细胞培养物的方法和酶标仪
CN111164412A (zh) 对血细胞成像的方法
US11231373B2 (en) Measurement method and measurement device
US10672121B2 (en) Analysis method and analyzer
US20220168735A1 (en) Point of Care Concentration Analyzer
CN111183349A (zh) 用于对测定珠成像的单次使用测试设备
TW202136747A (zh) 用於執行分析測量的方法和裝置
US11835454B2 (en) Liquid transfer monitoring method and sample measuring device
CN111164411A (zh) 对生物样本中的测定珠成像的方法
US20240125698A1 (en) Gadget for measuring retroreflected signal
WO2022124070A1 (ja) 検査装置、情報処理方法およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190318

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200430

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201130

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20201130

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20201208

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20201215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6829950

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250