JP6958166B2 - Analytical equipment and analytical method - Google Patents
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Description
本発明は、抗原、抗体等の生体物質を分析するための分析装置及び分析方法に関する。 The present invention relates to an analyzer and an analytical method for analyzing biological substances such as antigens and antibodies.
疾病に関連付けられた特定の抗原または抗体をバイオマーカーとして検出することで、疾病の発見及び治療の効果等を定量的に分析する免疫検定法(immunoassay)が知られている。 An immunoassay (immunoassay) is known in which a specific antigen or antibody associated with a disease is detected as a biomarker to quantitatively analyze the effects of detection and treatment of the disease.
特許文献1には、試料分析用ディスク上の反応領域に固定された抗体と試料中の抗原とを結合させ、抗体を有する微粒子によって抗原を標識し、光ピックアップから照射されるレーザ光を走査することにより、反応領域に捕捉された微粒子を検出する分析装置が記載されている。特許文献1に記載されている分析装置は、光ディスク装置を検体検出用に利用したものである。
In
特許文献1に記載されているような従来の分析装置では、試料分析用ディスクにカートリッジを装着してウェルを形成する。ウェルに試料液及び緩衝液を注入し、抗原抗体反応を進行させることにより反応領域を形成する。即ち、ウェルは試料液及び緩衝液を溜めるための容器として機能する。
In a conventional analyzer as described in
しかしながら、試料液及び緩衝液を注入したときにウェルの底面に気泡が付着する場合がある。気泡がウェルの底面を構成する試料分析用ディスクの表面に付着すると、気泡が付着している領域(以下、気泡領域と称す)では抗原抗体反応が進行しない。そのため、試料分析用ディスクには気泡領域を含む反応領域が形成される。従って、気泡領域を含む反応領域では、その反応領域における微粒子を正確に計測することが困難である。 However, air bubbles may adhere to the bottom surface of the well when the sample solution and the buffer solution are injected. When bubbles adhere to the surface of the sample analysis disk constituting the bottom surface of the well, the antigen-antibody reaction does not proceed in the region to which the bubbles adhere (hereinafter referred to as the bubble region). Therefore, a reaction region including a bubble region is formed on the sample analysis disc. Therefore, in the reaction region including the bubble region, it is difficult to accurately measure the fine particles in the reaction region.
本発明は、反応領域に含まれる気泡領域を特定し、気泡領域における微粒子の計測結果を補正することができる分析装置及び分析方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an analyzer and an analysis method capable of identifying a bubble region included in a reaction region and correcting the measurement result of fine particles in the bubble region.
本発明は、検出対象物質と結合する微粒子がトラック毎に捕捉されている反応領域を有する試料分析用ディスクが保持されるターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるターンテーブル駆動部と、前記ターンテーブル駆動部を制御するターンテーブル駆動回路と、前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向に沿って駆動され、前記反応領域にレーザ光を照射し、前記反応領域からの反射光を受光して受光レベル信号を生成する光ピックアップと、前記光ピックアップの駆動を制御する光ピックアップ駆動回路と、前記ターンテーブル駆動回路及び前記光ピックアップ駆動回路を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記反応領域に捕捉されている前記微粒子の数を計測するための複数の計測ゲート信号をトラック毎に連続して生成し、前記受光レベル信号から前記計測ゲート信号毎に前記微粒子の数を計測し、前記反応領域の中心を通る分割線に対して対称の位置関係にある前記計測ゲート信号毎に計測されたそれぞれの前記微粒子の数を比較し、前記微粒子の数を補正するための計測結果補正対象領域を特定する分析装置を提供する。 The present invention includes a turntable for holding a sample analysis disk having a reaction region in which fine particles bound to a substance to be detected are captured for each track, a turntable drive unit for rotating the turntable, and the turntable. The turntable drive circuit that controls the drive unit and the turntable are driven along the direction orthogonal to the rotation axis of the turntable, irradiate the reaction region with laser light, receive the reflected light from the reaction region, and receive the light receiving level. An optical pickup that generates a signal, an optical pickup drive circuit that controls the drive of the optical pickup, and a control unit that controls the turntable drive circuit and the optical pickup drive circuit are provided, and the control unit is the reaction region. A plurality of measurement gate signals for measuring the number of the fine particles captured in the light signal are continuously generated for each track, the number of the fine particles is measured for each measurement gate signal from the light receiving level signal, and the reaction is performed. comparing the number of each of the particles measured before each Symbol measurement gate signal which is in a symmetrical position relationship with respect to the dividing line that passes through the center of the area, the measurement result correction target region for correcting the number of the fine particles providing analysis device that identifies the.
また、本発明は、検出対象物質と結合する微粒子がトラック毎に捕捉されている反応領域を有する試料分析用ディスクを回転させ、前記反応領域にレーザ光をトラック毎に照射し、前記反応領域からの反射光を受光して受光レベル信号を生成し、前記反応領域に捕捉されている前記微粒子の数を計測するための複数の計測ゲート信号をトラック毎に連続して生成し、前記受光レベル信号から前記計測ゲート信号毎に前記微粒子の数を計測し、前記反応領域の中心を通る分割線に対して対称の位置関係にある前記計測ゲート信号毎に計測されたそれぞれの前記微粒子の数を比較し、前記微粒子の数を補正するための計測結果補正対象領域を特定する分析方法を提供する。 Further, in the present invention, a sample analysis disk having a reaction region in which fine particles bound to a substance to be detected are captured for each track is rotated, the reaction region is irradiated with laser light for each track, and the reaction region is radiated from the reaction region. A light receiving level signal is generated by receiving the reflected light of the above, and a plurality of measurement gate signals for measuring the number of the fine particles captured in the reaction region are continuously generated for each track, and the light receiving level signal is generated. the number of the fine particles for each of the measurement gate signal measured from, comparing the number of each of the fine particles of the measured in each measurement gate signal which is in a symmetrical position relationship with respect to the dividing line passing through the center of the reaction region and to provide a minute析方method that identifies the measurement result correction target region for correcting the number of the fine particles.
本発明の分析装置及び分析方法によれば、反応領域に含まれる気泡領域を特定し、気泡領域における微粒子の計測結果を補正することができる。 According to the analyzer and the analysis method of the present invention, the bubble region included in the reaction region can be specified, and the measurement result of the fine particles in the bubble region can be corrected.
[検出対象物質捕捉ユニット]
図1〜図3を用いて、検出対象物質捕捉ユニットの一例を説明する。図1は検出対象物質捕捉ユニットをカートリッジ側から見た状態を示している。図2Aは図1のA−Aで切断した検出対象物質捕捉ユニットの断面を示している。図2Bはカートリッジを試料分析用ディスクより取り外した状態を示している。図3は図1のウェルをB−Bで切断した状態を部分的に拡大して示している。
[Detection target substance capture unit]
An example of the substance capture unit to be detected will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 shows a state in which the substance capture unit to be detected is viewed from the cartridge side. FIG. 2A shows a cross section of the substance capture unit to be detected cut in AA of FIG. FIG. 2B shows a state in which the cartridge is removed from the sample analysis disc. FIG. 3 shows a partially enlarged state in which the well of FIG. 1 is cut by BB.
図1に示すように、検出対象物質捕捉ユニット100は、試料分析用ディスク200とカートリッジ300とを備える。試料分析用ディスク200は、例えば、ブルーレイディスク(BD)、DVD、コンパクトディスク(CD)等の光ディスクと同等の円板形状を有する。試料分析用ディスク200は、例えば、一般的に光ディスクに用いられるポリカーボネート樹脂またはシクロオレフィンポリマー等の樹脂材料で形成されている。なお、試料分析用ディスク200は、上記の光ディスクに限定されるものではなく、他の形態または所定の規格に準拠した光ディスクを用いることもできる。
As shown in FIG. 1, the
図1、図2A、または図2Bに示すように、試料分析用ディスク200は、中心部に形成された中心孔201と、外周部に形成された切欠き部202とを有する。切欠き部202は試料分析用ディスク200の基準位置を識別するための基準位置識別部である。
As shown in FIG. 1, FIG. 2A, or FIG. 2B, the
図3に示すように、試料分析用ディスク200の表面には、凸部203と凹部204とが半径方向に交互に配置されたトラック領域205が形成されている。凸部203及び凹部204は、内周部から外周部に向かってスパイラル状に形成されている。凸部203は光ディスクのランドに相当する。凹部204は光ディスクのグルーブに相当する。凹部204の半径方向のピッチに相当するトラックピッチは例えば320nmである。
As shown in FIG. 3, on the surface of the
図1、図2A、または図2Bに示すように、カートリッジ300は、周方向に複数の円筒状の貫通孔301が形成されている。複数の貫通孔301は、それぞれの中心が同一円周上に位置するように等間隔に形成されている。カートリッジ300は、中心部に形成された凸部302と、外周部に形成された凸部303とを有する。
As shown in FIGS. 1, 2A, or 2B, the
カートリッジ300を試料分析用ディスク200に取り付ける場合に、凸部302を試料分析用ディスク200の中心孔201に挿入し、凸部303を切欠き部202に挿入することにより、カートリッジ300と試料分析用ディスク200とを位置決めすることができる。
When the
図2A及び図3に示すように、検出対象物質捕捉ユニット100は、カートリッジ300の貫通孔301と試料分析用ディスク200のトラック領域205とによって形成される複数のウェル101を有する。貫通孔301の内周面はウェル101の内周面を構成し、試料分析用ディスク200のトラック領域205はウェル101の底面を構成している。ウェル101は試料液及び緩衝液等の溶液を溜めるための容器である。なお、図1では、一例として8つのウェル101を示しているが、ウェル101の数はこれに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 2A and 3, the
図2Bに示すように、カートリッジ300を試料分析用ディスク200から分離することができる。検出対象物質を標識する微粒子の検出及び計測は、カートリッジ300が分離された試料分析用ディスク200単体で行われる。
As shown in FIG. 2B, the
[反応領域の形成]
図4のフローチャート、図5A、図5B、図5C、図6、及び図7を用いて、検出対象物質捕捉ユニット100の試料分析用ディスク200上に反応領域を形成する方法の一例を説明する。
[Formation of reaction region]
An example of a method of forming a reaction region on the
オペレータは、ステップS101にて、図5Aに示すように、抗体111を含む緩衝液112を、検出対象物質捕捉ユニット100のウェル101に注入する。オペレータは、検出対象物質捕捉ユニット100を、適切な時間、適切な温度でインキュベートさせる。これにより、抗体111は、ウェル101の底面を構成する試料分析用ディスク200のトラック領域205上に固定される。
In step S101, the operator injects the
緩衝液112を注入したときに、ウェル101の底面を構成する試料分析用ディスク200のトラック領域205上に気泡113が付着する場合がある。気泡113は、ウェル101の内周面と底面との境界部、即ち、カートリッジ300の貫通孔301の内周面と試料分析用ディスク200のトラック領域205との境界部に付着しやすい。気泡113がトラック領域205上に付着すると、気泡113が付着している気泡領域では、抗体111はトラック領域205上に固定されない。
When the
オペレータは、ウェル101から緩衝液112を排出し、ウェル101を別の緩衝液で洗浄する。トラック領域205に固定されなかった抗体111はこの洗浄によって除去される。
The operator drains the
オペレータは、ステップS102にて、図5Bに示すように、検出対象物質121を含む試料液122をウェル101に注入する。検出対象物質121は、例えばエクソソームである。なお、試料液122には検出対象物質121が含まれていない場合もある。説明をわかりやすくするために、試料液122に検出対象物質121が含まれている場合について説明する。
In step S102, the operator injects the
オペレータは、検出対象物質捕捉ユニット100を、適切な時間、適切な温度でインキュベートさせる。これにより、検出対象物質121は、トラック領域205上に固定されている抗体111と抗原抗体反応により特異的に結合する。その結果、検出対象物質121は、トラック領域205に捕捉される。
The operator incubates the
試料液122を注入したときに、ウェル101の底面を構成する試料分析用ディスク200のトラック領域205上に気泡123が付着する場合がある。同様に、気泡123は、ウェル101の内側面と底面との境界部、即ち、カートリッジ300の貫通孔301の内周面と試料分析用ディスク200のトラック領域205との境界部に付着しやすい。
When the
気泡123がトラック領域205上に付着すると、気泡123が付着している気泡領域では、検出対象物質121は、トラック領域205上に固定される抗体111と結合することができない。そのため、気泡領域では、検出対象物質121はトラック領域205上に捕捉されない。
When the
なお、ステップS101でトラック領域205に気泡領域が形成された場合、気泡領域では検出対象物質121と結合する抗体111がトラック領域205上に固定されていない。そのため、試料液122を注入したときにトラック領域205上に気泡123が付着しなかった場合でも、ステップS101で形成された気泡領域では、検出対象物質121はトラック領域205上に捕捉されない。
When the bubble region is formed in the
オペレータは、ウェル101から試料液122を排出し、ウェル101を緩衝液で洗浄する。なお、抗体111と結合しないで試料液122中に分散している検出対象物質121、及び、抗原抗体反応ではない非特異吸着によってトラック領域205上に付着している検出対象物質121は、この洗浄によって除去される。
The operator drains the
オペレータは、ステップS103にて、図5Cに示すように、標識となる微粒子131を含む緩衝液132をウェル101に注入する。微粒子131の表面には検出対象物質121と抗原抗体反応により特異的に結合する抗体が形成されている。
In step S103, the operator injects the
オペレータは、検出対象物質捕捉ユニット100を、適切な時間、適切な温度でインキュベートさせる。これにより、微粒子131は、トラック領域205上に捕捉されている検出対象物質121と抗原抗体反応により特異的に結合する。その結果、微粒子131は、トラック領域205、具体的にはトラック領域205の凹部204に、検出対象物質121と結合した状態で捕捉される。
The operator incubates the
緩衝液132を注入したときに、ウェル101の底面を構成する試料分析用ディスク200のトラック領域205上に気泡133が付着する場合がある。同様に、気泡133は、ウェル101の内側面と底面との境界部、即ち、カートリッジ300の貫通孔301の内周面と試料分析用ディスク200のトラック領域205との境界部に付着しやすい。気泡133がトラック領域205上に付着すると、気泡133が付着している気泡領域では、微粒子131は、トラック領域205上に捕捉されている検出対象物質121と結合することができない。そのため、気泡領域では、微粒子131はトラック領域205上に捕捉されない。
When the
なお、ステップS101またはステップS102でトラック領域205に気泡領域が形成された場合、気泡領域では、微粒子131と結合する検出対象物質121がトラック領域205上に固定されていない。そのため、緩衝液132を注入したときにトラック領域205上に気泡133が付着しなかった場合でも、ステップS101またはステップS102で形成された気泡領域では、微粒子131はトラック領域205上に固定されない。
When the bubble region is formed in the
オペレータは、ウェル101から緩衝液132を排出し、ウェル101を別の緩衝液で洗浄し、乾燥させる。なお、検出対象物質121と結合しないで緩衝液132中に分散している微粒子131は洗浄により除去される。
The operator drains the
オペレータは、ステップS104にて、図2Bに示すように、検出対象物質捕捉ユニット100のカートリッジ300と試料分析用ディスク200とを分離する。試料分析用ディスク200には、複数のウェル101に対応して複数の円形の反応領域210が形成されている。
In step S104, the operator separates the
図6に示すように、反応領域210では、微粒子131が検出対象物質121と結合した状態でトラック領域205の凹部204に捕捉されている。即ち、検出対象物質121は、抗体111と微粒子131とによってトラック領域205の凹部204にサンドイッチ捕獲されている。図7は、微粒子131が検出対象物質121と結合した状態でトラック領域205の凹部204に捕捉されている状態の一例を示している。
As shown in FIG. 6, in the
[第1実施形態]
図8〜図13を用いて、第1実施形態の分析装置及び分析方法を説明する。図8を用いて、第1実施形態の分析装置を説明する。検出対象物質121がエクソソームである場合、エクソソームの大きさは100nm程度と小さいため、光学的に直接検出することは難しい。第1実施形態の分析装置1は、反応領域210に捕捉されている微粒子131を検出し、計測することにより、微粒子131と特異的に結合している検出対象物質121を間接的に検出し、計測する。
[First Embodiment]
The analyzer and the analysis method of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 13. The analyzer of the first embodiment will be described with reference to FIG. When the
分析装置1は、ターンテーブル2と、クランパ3と、ターンテーブル駆動部4と、ターンテーブル駆動回路5と、基準位置検出センサ6とを備える。また、分析装置1は、ガイド軸7と、光ピックアップ20と、光ピックアップ駆動回路8と、制御部9と、記憶部10と、表示部11とを備える。なお、分析装置1は表示部11を備えていなくてもよく、外部の表示部を用いてもよい。
The
ターンテーブル2上には、試料分析用ディスク200が、反応領域210が下向きになるように載置される。クランパ3は、ターンテーブル2に対して離隔する方向及び接近する方向、即ち、図8の上方向及び下方向に駆動される。試料分析用ディスク200は、クランパ3が下方向に駆動されると、クランパ3とターンテーブル2とによって保持される。
A
ターンテーブル駆動部4は、ターンテーブル2を試料分析用ディスク200及びクランパ3と共に、回転軸C2回りに回転駆動させる。ターンテーブル駆動部4としてスピンドルモータを用いてもよい。ターンテーブル駆動回路5はターンテーブル駆動部4を制御する。例えば、ターンテーブル駆動回路5は、ターンテーブル2が試料分析用ディスク200及びクランパ3と共に一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動部4を制御する。
The turntable drive unit 4 rotationally drives the turntable 2 together with the
基準位置検出センサ6は、試料分析用ディスク200の外周部近傍に配置されている。基準位置検出センサ6は、例えばフォトリフレクタ等の光センサである。基準位置検出センサ6は、試料分析用ディスク200が回転している状態で、試料分析用ディスク200の外周部に検出光6aを照射し、試料分析用ディスク200からの反射光を受光する。
The reference
基準位置検出センサ6は、試料分析用ディスク200の切欠き部202を検出して基準位置検出信号KSを生成し、制御部9へ出力する。基準位置検出信号KSは、切欠き部202が基準位置検出センサ6の検出位置、即ち検出光6aが照射される位置に到達すると立ち上がってオン状態となり、通過すると立ち下がってオフ状態となるパルス信号である。
The reference
即ち、基準位置検出センサ6は、試料分析用ディスク200の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。基準位置検出センサ6として透過型の光センサを用いてもよい。この場合、基準位置検出センサ6は、試料分析用ディスク200に検出光6aを照射し、切欠き部202を通過する検出光6aを受光することにより、試料分析用ディスク200の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。
That is, the reference
ガイド軸7は、試料分析用ディスク200と平行に、かつ、試料分析用ディスク200の半径方向に沿って配置されている。光ピックアップ20は、ガイド軸7に支持されている。光ピックアップ20は、ガイド軸7に沿って、ターンテーブル2の回転軸C2に直交する方向であり、試料分析用ディスク200の半径方向に、かつ、試料分析用ディスク200と平行に駆動される。
The guide shaft 7 is arranged parallel to the
光ピックアップ20は、対物レンズ21を備えている。光ピックアップ20は、試料分析用ディスク200に向けてレーザ光20aを照射する。レーザ光20aは、対物レンズ21によって試料分析用ディスク200の反応領域210が形成されているトラック領域205に集光される。
The
試料分析用ディスク200を回転させた状態で、光ピックアップ20を試料分析用ディスク200の半径方向に駆動させる。これにより、図6に示すように、レーザ光20aは、トラックに相当する凹部204に沿って走査される。光ピックアップ20は、試料分析用ディスク200からの反射光を受光する。光ピックアップ20は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号JSを生成し、制御部9へ出力する。
With the
光ピックアップ駆動回路8は、光ピックアップ20の駆動を制御する。光ピックアップ駆動回路8は、光ピックアップ20をガイド軸7に沿って移動させたり、光ピックアップ20の対物レンズ21を上下方向に移動させたりする。
The optical
制御部9は、ターンテーブル駆動回路5及び光ピックアップ駆動回路8を制御する。制御部9は、ターンテーブル駆動回路5を制御して、ターンテーブル2を例えば一定の線速度で回転させたり、停止させたりする。制御部9は、光ピックアップ駆動回路8を制御して、光ピックアップ20を試料分析用ディスク200の半径方向の目標位置まで移動させたり、レーザ光20aがトラック領域205に集光されるように対物レンズ21の上下位置を調整したりする。制御部9として、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いてもよい。
The control unit 9 controls the
制御部9は、基準位置検出センサ6から出力された基準位置検出信号KSに基づいて試料分析用ディスク200の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。制御部9は、検出された基準位置に基づいて反応領域210を特定する。
The control unit 9 detects the reference position for each rotation cycle and track of the
記憶部10には、各反応領域210に対してトラック毎に計測パラメータSP1が記憶されている。計測パラメータSP1は、反応領域210の数、基準位置識別部である切欠き部202から各反応領域210までの距離に相当する時間、及び各トラックにおける計測ゲート信号のタイミング等の計測情報を含んでいる。
The storage unit 10 stores the measurement parameter SP1 for each track in each
制御部9は、記憶部10から計測パラメータSP1を読み出し、計測パラメータSP1に基づいて、各反応領域210に対してトラック毎に複数の計測ゲート信号GS1を連続して生成する。制御部9は、光ピックアップ20から出力された受光レベル信号JSから、計測ゲート信号GS1毎に微粒子パルス信号BSを抽出する。なお、計測ゲート信号GS1の生成方法及び微粒子パルス信号BSの抽出方法については後述する。
The control unit 9 reads the measurement parameter SP1 from the storage unit 10, and continuously generates a plurality of measurement gate signals GS1 for each track for each
制御部9は、抽出された微粒子パルス信号BSから、検出対象物質121を標識する微粒子131の数を計測する。制御部9は、各反応領域210の微粒子131の数を計測ゲート信号GS1毎に記憶部10に記憶させる。制御部9は、反応領域210毎に微粒子131の数を合算し、表示部11に表示させる。表示される微粒子131の数は検出対象物質121の数に相当する。なお、反応領域210に含まれる気泡領域を特定し、気泡領域における微粒子131の計測結果を補正する補正方法については後述する。
The control unit 9 measures the number of
図9〜図13を用いて、分析装置1による検出対象物質121の分析方法、具体的には検出対象物質121を標識する微粒子131の分析方法を説明する。
9 to 13, a method of analyzing the
図9は、基準位置検出センサ6及び光ピックアップ20の検出位置と、試料分析用ディスク200の切欠き部202及び反応領域210との位置関係を模式的に示している。図9中の矢印は試料分析用ディスク200の回転方向を示している。符号6bは基準位置検出センサ6の検出位置を示している。軸線JLはガイド軸7に相当する。
FIG. 9 schematically shows the positional relationship between the detection positions of the reference
図9では、基準位置検出センサ6の検出位置6bは軸線JL上に位置しているが、これに限定されるものではない。検出位置6bは、切欠き部202を検出できる位置であれば試料分析用ディスク200の外周部の任意の位置とすることができる。光ピックアップ20は軸線JLに沿って試料分析用ディスク200の半径方向に移動する。図9中の符号20bは光ピックアップ20の検出位置を示している。
In FIG. 9, the
図10に示すフローチャートにおいて、制御部9は、ステップS1にて、試料分析用ディスク200が一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動回路5を制御し、ターンテーブル駆動部4にターンテーブル2を回転駆動させる。
In the flowchart shown in FIG. 10, the control unit 9 controls the
制御部9は、ステップS2にて、基準位置検出センサ6から試料分析用ディスク200に向けて検出光6aを照射させる。制御部9は、ステップS3にて、光ピックアップ20から試料分析用ディスク200に向けてレーザ光20aを照射させる。なお、ステップS2の後にステップS3を実行させてもよいし、ステップS3の後にステップS2を実行させてもよいし、ステップS2とステップS3とを同時に実行させてもよい。
In step S2, the control unit 9 irradiates the
図9に示すように、複数の反応領域210は、それぞれの中心が試料分析用ディスク200の中心C200に対して同一円周上に等間隔になるように形成されている。複数の反応領域210を区別するために、基準位置検出センサ6が切欠き部202を検出光6aにより検出した後、最初にレーザ光20aが照射される反応領域の符号を211とし、レーザ光20aが順次照射される反応領域の符号を212,213,214,215,216,217,218とする。
As shown in FIG. 9, the plurality of
図11には、基準位置検出センサ6が切欠き部202を検出した後に、最初にレーザ光20aが照射される反応領域211を示している。反応領域211〜218には、試料分析用ディスク200の内周側に位置するトラックTRsから外周側に位置するトラックTReに向かってトラック毎にレーザ光20aが照射される。
FIG. 11 shows a
図11では、トラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1に亘って気泡領域221が反応領域211に形成されている状態を示している。気泡領域221は、図4に示すステップS101、ステップS102、またはステップS103で、試料分析用ディスク200のトラック領域205上に気泡113、気泡123、または気泡133が付着することにより形成される。なお、図11では、説明をわかりやすくするために、トラックTRs,TRi−1,TRi,TRi+1,TRj−1,TRj,TRj+1,TReを直線で示している。
FIG. 11 shows a state in which the
以下に、レーザ光20aが、気泡領域221を含む反応領域211におけるトラックTRi上を走査される場合について説明する。
The case where the
制御部9は、ステップS4にて、光ピックアップ駆動回路8を制御し、試料分析用ディスク200のトラックTRiにレーザ光20aが照射されるように光ピックアップ20を移動させる。基準位置検出センサ6は、ステップS5にて、切欠き部202を検出することにより基準位置検出信号KSを生成し、制御部9へ出力する。
In step S4, the control unit 9 controls the optical
光ピックアップ20は、ステップS6にて、試料分析用ディスク200からの反射光を受光する。光ピックアップ20は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号JSを生成し、制御部9へ出力する。
The
各トラックTRにおける基準位置検出信号KSを区別するために、例えばトラックTRiにおける基準位置検出信号をKSiとし、トラックTRjにおける基準位置検出信号をKSjとする。また、各反応領域210の各トラックTRにおける計測パラメータSP1を区別するために、例えば反応領域211では、トラックTRiにおける計測パラメータをSP11_iとし、トラックTRjにおける計測パラメータをSP11_jとする。
In order to distinguish the reference position detection signal KS in each track TR, for example, the reference position detection signal in the track TRi is KSi, and the reference position detection signal in the track TRj is KSj. Further, in order to distinguish the measurement parameter SP1 in each track TR of each
制御部9は、ステップS7にて、基準位置検出信号KSiを検出し、記憶部10から反応領域211におけるトラックTRiの計測パラメータSP11_iを読み出す。
In step S7, the control unit 9 detects the reference position detection signal KSi and reads out the measurement parameter SP11_i of the track TRi in the
制御部9は、ステップS8にて、計測パラメータSP11_iに基づいて、反応領域211におけるトラックTRiの微粒子131を区間毎に計測するためのパルス信号である計測ゲート信号GS11_i_1,GS11_i_2,GS11_i_3,GS11_i_4,GS11_i_5,GS11_i_6,GS11_i_7,GS11_i_8,GS11_i_9,GS11_i_10を生成する。
In step S8, the control unit 9 measures the measurement gate signal GS11_i_1, GS11_i_2, GS11_i_3, GS11_i_4, GS11_i_5, which is a pulse signal for measuring the
計測パラメータSP11_iは、反応領域211のトラックTRiにおける計測ゲート信号GS1の数、基準位置検出信号KSiの立ち下がりから最初の計測ゲート信号GS11_i_1の立ち上がりまでの時間TD11_i、及び、計測ゲート信号GS11_i_1〜GS11_i_10の各パルス幅等の計測情報を含んでいる。制御部9は、基準位置検出信号KSiの立ち下がりから時間TD11_iが経過した時点で立ち上がる計測ゲート信号GS11_i_1を生成し、さらに計測ゲート信号GS11_i_2〜GS11_i_10を連続して生成する。
The measurement parameter SP11_i is the number of measurement gate signals GS1 in the track TRi of the
計測ゲート信号GS11_i_1〜GS11_i_10は、反応領域211の中心C211を中心点とするn個(n=4の場合)の同心円2111,2112,2113,2114と、試料分析用ディスク200の中心C200及び反応領域211の中心C211を通る分割線SL211とによって、トラックTRiにおける反応領域211を{(2×n)+2}個に分割するタイミングで生成される。例えば、図11に示すように、同心円2111,2112,2113,2114の直径をR1,R2,R3,R4とし、反応領域210の直径をR5とすると、R1<R2<R3<R4<R5の関係を有する。
The measurement gate signals GS11_i_1 to GS11_i_10 are n
図4に示すステップS101、ステップS102、またはステップS103では、上記のように、気泡113、気泡123、または気泡133は、ウェル101の内側面と底面との境界部、即ち、カートリッジ300の貫通孔301の内周面と試料分析用ディスク200のトラック領域205との境界部に付着しやすい。従って、気泡領域は、反応領域210の外周部に形成されやすい。そのため、同心円2111,2112,2113,2114が反応領域210の外周側に位置するように、計測パラメータSP1を設定することが好ましい。
In step S101, step S102, or step S103 shown in FIG. 4, as described above, the
なお、計測パラメータSP11_iは、n=4の場合、トラックTRi〜トラックTRjでは10個の計測ゲート信号GS1が生成され、トラックTRi−1及びトラックTRj+1では8個の計測ゲート信号GS1が生成され、トラックTRs及びトラックTReでは2個の計測ゲート信号GS1が生成されるように設定されている。
When the measurement parameter SP11_i is n = 4, 10 measurement gate signals GS1 are generated in the track TRi to TRj, and 8 measurement gate signals GS1 are generated in the track TRi-1 and the
制御部9は、ステップS9にて、計測ゲート信号GS11_i_1の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間(パルス幅に相当する)に、光ピックアップ20から出力された受光レベル信号JSから微粒子パルス信号BSを検出し、微粒子131の数を計測して記憶部10に記憶させる。制御部9は、計測ゲート信号GS11_i_2〜GS11_i_10の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの各期間に、光ピックアップ20から出力された受光レベル信号JSから微粒子パルス信号BSを検出し、微粒子131の数を計測し、微粒子131の計測結果を記憶部10に記憶させる。
In step S9, the control unit 9 outputs the fine particle pulse signal BS from the light receiving level signal JS output from the
なお、受光レベル信号JSには微粒子パルス信号BS以外にノイズが含まれている場合がある。そのため、制御部9は、受光レベル信号JSに含まれているパルス信号と閾値Vpとを比較し、閾値Vp以下のパルス信号を微粒子パルス信号BSと判定する。 The light receiving level signal JS may contain noise in addition to the fine particle pulse signal BS. Therefore, the control unit 9 compares the pulse signal included in the light receiving level signal JS with the threshold value Vp, and determines that the pulse signal equal to or less than the threshold value Vp is the fine particle pulse signal BS.
制御部9は、反応領域211〜218が形成されているトラックTRsからトラックTReまでの全てのトラックTRに対して、反応領域210毎に各計測ゲート信号GS1に対する微粒子131の数を計測し、微粒子131の計測結果を記憶部10に記憶させる。
The control unit 9 measures the number of
制御部9は、ステップS10にて、ターンテーブル駆動回路5を制御して試料分析用ディスク200の回転を停止させる。制御部9は、基準位置検出センサ6及び光ピックアップ20を制御して検出光6a及びレーザ光20aの照射を停止させる。
In step S10, the control unit 9 controls the
次に、図11〜図13を用いて、分析装置1による気泡領域221の特定方法、及び気泡領域221における微粒子131の計測結果の補正方法を説明する。
Next, with reference to FIGS. 11 to 13, a method of specifying the
図11に示すように、反応領域211に、トラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1に亘って気泡領域221が形成されている場合の分析装置1による気泡領域221の特定方法、及び気泡領域221における微粒子131の計測結果の補正方法を説明する。
As shown in FIG. 11, a method for identifying the
気泡領域221では、微粒子131がトラック領域205上に捕捉されないため、微粒子パルス信号BSが検出されない。例えば、トラックTRiでは、気泡領域221の計測位置に対応する計測ゲート信号GS11_i_1の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間では、微粒子パルス信号BSが検出されない。
In the
図12に示すフローチャートにおいて、制御部9は、ステップS11にて、反応領域210毎に各計測ゲート信号GS1に対する計測結果を記憶部10から読み出す。制御部9は、例えば反応領域211における各計測ゲート信号GS1に対する微粒子131の計測結果を記憶部10から読み出す。
In the flowchart shown in FIG. 12, in step S11, the control unit 9 reads out the measurement result for each measurement gate signal GS1 from the storage unit 10 for each
制御部9は、ステップS12にて、反応領域210において対称の位置関係にある計測結果を比較する。以下に、反応領域211において、トラックTRiにおける計測ゲート信号GS11_i_1による計測結果と、計測ゲート信号GS11_i_1の計測位置と対称の位置関係にある計測位置の計測ゲート信号GS1による計測結果とを比較する場合について説明する。
In step S12, the control unit 9 compares the measurement results having a symmetrical positional relationship in the
計測ゲート信号GS11_i_1(第1の計測ゲート信号)と計測ゲート信号GS11_i_10(第2の計測ゲート信号)とは、計測位置が分割線SL211に対して対称の位置関係にあり、同じパルス幅を有する。また、計測ゲート信号GS11_i_1と計測ゲート信号GS11_i_10とは、計測位置が反応領域211の中心C211からの距離が同じである。従って、計測ゲート信号GS11_i_1により得られた計測結果と、計測ゲート信号GS11_i_10により得られた計測結果とは、分割線SL211に対して対称の位置関係にある。
The measurement gate signal GS11_i_1 (first measurement gate signal) and the measurement gate signal GS11_i_10 (second measurement gate signal) have a symmetrical positional relationship with respect to the dividing line SL211 and have the same pulse width. Further, the measurement gate signal GS11_i_1 and the measurement gate signal GS11_i_1 have the same measurement position from the center C211 of the
トラックTRiとトラックTRjとは、反応領域211の中心C211を通り、分割線SL211と直交する対称軸AS211に対して対称の位置関係にある。制御部9は、計測パラメータSP11_jに基づいて、反応領域211におけるトラックTRjの微粒子131を区間毎に計測するためのパルス信号である計測ゲート信号GS11_j_1,GS11_j_2,GS11_j_3,GS11_j_4,GS11_j_5,GS11_j_6,GS11_j_7,GS11_j_8,GS11_j_9,GS11_j_10を生成する。制御部9は、基準位置検出信号KSjの立ち下がりから時間TD11_jが経過した時点で立ち上がる計測ゲート信号GS11_j_1を生成し、さらに計測ゲート信号GS11_j_2〜GS11_j_10を連続して生成する。
The track TRi and the track TRj are in a symmetrical positional relationship with respect to the axis of symmetry AS211 which passes through the center C211 of the
計測ゲート信号GS11_i_1と計測ゲート信号GS11_j_1(第3の計測ゲート信号)とは、計測位置が対称軸AS211に対して対称の位置関係にあり、同じパルス幅を有する。また、計測ゲート信号GS11_i_1と計測ゲート信号GS11_j_1とは、計測位置が反応領域211の中心C211からの距離が同じである。従って、計測ゲート信号GS11_i_1により得られた計測結果と、計測ゲート信号GS11_j_1により得られた計測結果とは、対称軸AS211に対して対称の位置関係にある。
The measurement gate signal GS11_i_1 and the measurement gate signal GS11_j_1 (third measurement gate signal) have a symmetrical positional relationship with respect to the axis of symmetry AS211 and have the same pulse width. Further, the measurement gate signal GS11_i_1 and the measurement gate signal GS11_j_1 have the same measurement position from the center C211 of the
同様に、計測ゲート信号GS11_i_10と計測ゲート信号GS11_j_10(第4の計測ゲート信号)とは、計測位置が対称軸AS211に対して対称の位置関係にあり、同じパルス幅を有する。また、計測ゲート信号GS11_i_10と計測ゲート信号GS11_j_10とは、計測位置が反応領域211の中心C211からの距離が同じである。従って、計測ゲート信号GS11_i_10により得られた計測結果と、計測ゲート信号GS11_j_10により得られた計測結果とは、対称軸AS211に対して対称の位置関係にある。
Similarly, the measurement gate signal GS11_i_10 and the measurement gate signal GS11_j_10 (fourth measurement gate signal) have a symmetrical positional relationship with respect to the axis of symmetry AS211 and have the same pulse width. Further, the measurement gate signal GS11_i_10 and the measurement gate signal GS11_j_10 have the same measurement position from the center C211 of the
従って、計測ゲート信号GS11_i_1と計測ゲート信号GS11_i_10と計測ゲート信号GS11_j_1と計測ゲート信号GS11_j_10とにより得られた各計測結果は、対称の位置関係にある。制御部9は、各計測ゲート信号GS11_i_1,GS11_i_10,GS11_j_1,GS11_j_10により得られた計測結果を比較する。 Therefore, the measurement results obtained by the measurement gate signal GS11_i_1, the measurement gate signal GS11_i_10, the measurement gate signal GS11_j_1, and the measurement gate signal GS11_j_10 have a symmetrical positional relationship. The control unit 9 compares the measurement results obtained by each measurement gate signal GS11_i_1, GS11_i_10, GS11_j_1, GS11_j_10.
具体的には、制御部9は、各計測ゲート信号GS11_i_1,GS11_i_10,GS11_j_1,GS11_j_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出する。気泡領域221を有していない場合、通常、各計測ゲート信号GS11_i_1,GS11_i_10,GS11_j_1,GS11_j_10により得られた微粒子131の数はほぼ同じ値になる。
Specifically, the control unit 9 calculates the average value of the number of
制御部9は、平均値に対して所定の比率以下の微粒子131の数が得られた計測ゲート信号GS1に対応する領域を気泡領域と判定する。計測ゲート信号GS11_i_1に対応する計測位置では微粒子131が捕獲されていないため、制御部9は、計測ゲート信号GS11_i_1に対応する領域を気泡領域と判定する。
The control unit 9 determines that the region corresponding to the measurement gate signal GS1 in which the number of
気泡領域221には、気泡113,123,133によって微粒子131が捕獲されていないため、計測結果を補正することが望ましい。即ち、気泡領域221は、微粒子131の数を補正するための計測結果補正対象領域である。計測ゲート信号GS1により得られた微粒子131の数は、試料液122に含まれる検出対象物質121の数に影響される。そのため、気泡領域を、微粒子131の数の絶対値ではなく、比率により判定することが望ましい。
Since the
制御部9は、ステップS13にて、反応領域210において隣り合うトラックTRの計測結果を比較する。通常、ステップS101、ステップS102、またはステップS103で、試料分析用ディスク200のトラック領域205上に付着する気泡113,123,133は、複数のトラックTRに亘って形成される。図13に示すように、トラックTRi−1における計測ゲート信号GS11_i−1_1、トラックTRiにおける計測ゲート信号GS11_i_1、及びトラックTRi+1における計測ゲート信号GS11_i+1_1の計測位置は、反応領域211の外周に沿って連続する位置関係を有する。図13は図11に対応する。
In step S13, the control unit 9 compares the measurement results of adjacent tracks TR in the
制御部9は、例えば反応領域211において隣り合うトラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1における計測ゲート信号GS11_i−1_1,GS11_i_1,GS11_i+1_1により得られた計測結果を比較する。
The control unit 9 compares the measurement results obtained by the measurement gate signals GS11_i-1_1, GS11_i_1, and GS11_i + 1_1 in the adjacent tracks TRi-1, track TRi, and track TRi + 1 in the
ステップS12で、各計測ゲート信号GS11_i−1_1,GS11_i_1,GS11_i+1_1に対応する領域がそれぞれ気泡領域と判定されていた場合、制御部9は、各計測ゲート信号GS11_i−1_1,GS11_i_1,GS11_i+1_1に対応する領域を、トラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1に亘って形成された気泡領域221であると特定する。
If the region corresponding to each measurement gate signal GS11_i-1_1, GS11_i_1, GS11_i + 1_1 is determined to be a bubble region in step S12, the control unit 9 controls the region corresponding to each measurement gate signal GS11_i-1_1, GS11_i_1, GS11_i + 1_1. Is identified as the
制御部9は、ステップS14にて、気泡領域221における微粒子131の計測結果を補正する。制御部9は、例えば気泡領域221であると判定されなかった各計測ゲート信号GS11_i_10,GS11_j_1,GS11_j_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出し、気泡領域221であると判定された計測ゲート信号GS11_i_1により得られた微粒子131の数を、算出された平均値に補正する。
In step S14, the control unit 9 corrects the measurement result of the
同様に、制御部9は、各計測ゲート信号GS11_i−1_10,GS11_j+1_1,GS11_j+1_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出し、計測ゲート信号GS11_i−1_1により得られた微粒子131の数を、算出された平均値に補正する。また、制御部9は、各計測ゲート信号GS11_i+1_10,GS11_j−1_1,GS11_j−1_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出し、計測ゲート信号GS11_i+1_1により得られた微粒子131の数を、算出された平均値に補正する。
Similarly, the control unit 9 calculates the average value of the number of
即ち、計測ゲート信号GS11_i−1_10,GS11_i_10,GS11_i+1_10に対応する領域232、計測ゲート信号GS11_j−1_1,GS11_j_1,GS11_j+1_1に対応する領域233、計測ゲート信号GS11_j−1_10,GS11_j_10,GS11_j+1_10に対応する領域234は、気泡領域221における微粒子131の数を補正するための比較対象領域である。
That is, the
制御部9は、ステップS11〜ステップS14を、全ての反応領域210(211〜218)の全てのトラックTRs〜TReに対して実行する。 The control unit 9 executes steps S11 to S14 for all the tracks TRs to TRes in all the reaction regions 210 (211-218).
制御部9は、ステップS15にて、各反応領域210の微粒子131の計測結果と補正結果とを表示部11に表示させる。
In step S15, the control unit 9 causes the
第1実施形態の分析装置1及び分析方法によれば、反応領域210において対称の位置関係にある計測結果を比較し、さらに隣り合うトラックの計測結果を比較することにより、気泡領域221を特定することができる。また、対称の位置関係にある計測結果のうち、気泡領域221であると判定された計測結果を、気泡領域であると判定されなかった計測結果に基づいて補正することができる。
According to the
[第2実施形態]
図8、図10、図12、図14、及び図15を用いて、第2実施形態の分析装置及び分析方法を説明する。図8に示すように、制御部9及び記憶部10の代わりに制御部1009及び記憶部1010を備えるのが第2実施形態の分析装置1001であり、分析装置1001における微粒子の分析方法は分析装置1における微粒子の分析方法とは異なる。そこで、分析装置1001における微粒子の分析方法について説明する。なお、説明をわかりやすくするために、第1実施形態の分析装置1と同じ構成部には同じ符号を付す。
[Second Embodiment]
The analyzer and analysis method of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8, 10, 12, 14, and 15. As shown in FIG. 8, the analyzer 1001 of the second embodiment is provided with the control unit 1009 and the storage unit 1010 instead of the control unit 9 and the storage unit 10, and the method for analyzing fine particles in the analyzer 1001 is an analyzer. It is different from the method for analyzing fine particles in 1. Therefore, a method for analyzing fine particles in the analyzer 1001 will be described. In addition, in order to make the explanation easy to understand, the same components as those of the
検出対象物質121がエクソソームである場合、エクソソームの大きさは100nm程度と小さいため、光学的に直接検出することは難しい。第2実施形態の分析装置1001は、反応領域210に捕捉されている微粒子131を検出し、計測することにより、微粒子131と特異的に結合している検出対象物質121を間接的に検出し、計測する。
When the
制御部1009は、ターンテーブル駆動回路5及び光ピックアップ駆動回路8を制御する。制御部1009は、ターンテーブル駆動回路5を制御して、ターンテーブル2を例えば一定の線速度で回転させたり、停止させたりする。制御部1009は、光ピックアップ駆動回路8を制御して、光ピックアップ20を試料分析用ディスク200の半径方向の目標位置まで移動させたり、レーザ光20aがトラック領域205に集光されるように対物レンズ21の上下位置を調整したりする。制御部1009として、例えばCPUを用いてもよい。
The control unit 1009 controls the
制御部1009は、基準位置検出センサ6から出力された基準位置検出信号KSに基づいて試料分析用ディスク200の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。制御部1009は、検出された基準位置に基づいて反応領域210を特定する。
The control unit 1009 detects the reference position for each rotation cycle and track of the
記憶部1010には、各反応領域210に対してトラック毎に計測パラメータSP2が記憶されている。計測パラメータSP2は、反応領域210の数、基準位置識別部である切欠き部202から各反応領域210までの距離に相当する時間、及び各トラックにおける計測ゲート信号のタイミング等の計測情報を含んでいる。
The storage unit 1010 stores the measurement parameter SP2 for each track in each
制御部1009は、記憶部1010から計測パラメータSP2を読み出し、計測パラメータSP2に基づいて、各反応領域210に対してトラック毎に複数の計測ゲート信号GS2を連続して生成する。制御部1009は、光ピックアップ20から出力された受光レベル信号JSから、計測ゲート信号GS2毎に微粒子パルス信号BSを抽出する。なお、計測ゲート信号GS2の生成方法及び微粒子パルス信号BSの抽出方法については後述する。
The control unit 1009 reads out the measurement parameter SP2 from the storage unit 1010, and continuously generates a plurality of measurement gate signals GS2 for each track for each
制御部1009は、抽出された微粒子パルス信号BSから、検出対象物質121を標識する微粒子131の数を計測する。制御部1009は、各反応領域210の微粒子131の数を計測ゲート信号GS2毎に記憶部1010に記憶させる。制御部1009は、反応領域210毎に微粒子131の数を合算し、表示部11に表示させる。表示される微粒子131の数は検出対象物質121の数に相当する。なお、反応領域210に含まれる気泡領域を特定し、気泡領域における微粒子131の計測結果を補正する補正方法については後述する。
The control unit 1009 measures the number of
制御部1009は、抽出された微粒子パルス信号BSから、検出対象物質121を標識する微粒子131の数を計測する。制御部1009は、各反応領域210の微粒子131の数を計測ゲート信号GS2毎に記憶部1010に記憶させる。制御部1009は、反応領域210毎に微粒子131の数を合算し、表示部11に表示させる。表示される微粒子131の数は検出対象物質121の数に相当する。なお、反応領域210に含まれる気泡領域を特定し、気泡領域における微粒子131の計測結果を補正する補正方法については後述する。
The control unit 1009 measures the number of
図10、図12、図14、及び図15を用いて、分析装置1001による検出対象物質121の分析方法、具体的には検出対象物質121を標識する微粒子131の分析方法を説明する。
A method of analyzing the
図10に示すフローチャートにおいて、制御部1009は、ステップS21にて、試料分析用ディスク200が一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動回路5を制御し、ターンテーブル駆動部4にターンテーブル2を回転駆動させる。
In the flowchart shown in FIG. 10, the control unit 1009 controls the
制御部1009は、ステップS22にて、基準位置検出センサ6から試料分析用ディスク200に向けて検出光6aを照射させる。制御部1009は、ステップS23にて、光ピックアップ20から試料分析用ディスク200に向けてレーザ光20aを照射させる。なお、ステップS22の後にステップS23を実行させてもよいし、ステップS23の後にステップS22を実行させてもよいし、ステップS22とステップS23とを同時に実行させてもよい。
In step S22, the control unit 1009 irradiates the
図14には、基準位置検出センサ6が切欠き部202を検出した後に、最初にレーザ光20aが照射される反応領域211を示している。反応領域211〜218には、試料分析用ディスク200の内周側に位置するトラックTRsから外周側に位置するトラックTReに向かってトラック毎にレーザ光20aが照射される。
FIG. 14 shows a
図14では、トラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1に亘って気泡領域241が反応領域211に形成されている状態を示している。気泡領域241は、図4に示すステップS101、ステップS102、またはステップS103で、試料分析用ディスク200のトラック領域205上に気泡113、気泡123、または気泡133が付着することにより形成される。なお、図14では、説明をわかりやすくするために、トラックTRs,TRi−1,TRi,TRi+1,TRj−1,TRj,TRj+1,TReを直線で示している。
FIG. 14 shows a state in which the
以下に、レーザ光20aが、気泡領域241を含む反応領域211におけるトラックTRi上を走査される場合について説明する。
The case where the
制御部1009は、ステップS24にて、光ピックアップ駆動回路8を制御し、試料分析用ディスク200のトラックTRiにレーザ光20aが照射されるように光ピックアップ20を移動させる。基準位置検出センサ6は、ステップS25にて、切欠き部202を検出することにより基準位置検出信号KSを生成し、制御部1009へ出力する。
In step S24, the control unit 1009 controls the optical
光ピックアップ20は、ステップS26にて、試料分析用ディスク200からの反射光を受光する。光ピックアップ20は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号JSを生成し、制御部1009へ出力する。
The
各反応領域210の各トラックTRにおける計測パラメータSP2を区別するために、例えば反応領域211では、トラックTRiにおける計測パラメータをSP21_iとし、トラックTRjにおける計測パラメータをSP21_jとする。
In order to distinguish the measurement parameter SP2 in each track TR of each
制御部1009は、ステップS27にて、基準位置検出信号KSiを検出し、記憶部1010から反応領域211におけるトラックTRiの計測パラメータSP21_iを読み出す。
In step S27, the control unit 1009 detects the reference position detection signal KSi and reads the measurement parameter SP21_i of the track TRi in the
制御部1009は、ステップS28にて、計測パラメータSP21_iに基づいて、反応領域211におけるトラックTRiの微粒子131を区間毎に計測するためのパルス信号である計測ゲート信号GS21_i_1,GS21_i_2,GS21_i_3,GS21_i_4,GS21_i_5,GS21_i_6,GS21_i_7,GS21_i_8,GS21_i_9,GS21_i_10を生成する。
In step S28, the control unit 1009 measures gate signals GS21_i_1, GS21_i_2, GS21_i_3, GS21_i_4, GS21_i_5, which are pulse signals for measuring the
計測パラメータSP21_iは、反応領域211のトラックTRiにおける計測ゲート信号GS2の数、基準位置検出信号KSiの立ち下がりから最初の計測ゲート信号GS21_i_1の立ち上がりまでの時間TD21_i、及び、計測ゲート信号GS21_i_1〜GS21_i_10の各パルス幅等の計測情報を含んでいる。制御部1009は、基準位置検出信号KSiの立ち下がりから時間TD21_iが経過した時点で立ち上がる計測ゲート信号GS21_i_1を生成し、さらに計測ゲート信号GS21_i_2〜GS21_i_10を連続して生成する。
The measurement parameter SP21_i is the number of measurement gate signals GS2 in the track TRi of the
計測ゲート信号GS21_i_1〜GS21_i_10は、反応領域211の中心C211を中心点とするn個(n=4の場合)の楕円2116,2117,2118,2119と分割線SL211とによって、各トラックTRにおける反応領域211を{(2×n)+2}個に分割するタイミングで生成される。
The measurement gate signals GS21_i_1 to GS21_i_10 are the reaction regions in each track TR by n ellipses (2116, 2117, 2118, 2119) centered on the center C211 of the
楕円2116,2117,2118,2119の長軸は分割線SL211上に配置されている。楕円2116,2117,2118,2119の長軸端は反応領域210の外周上に位置している。例えば、図14に示すように、楕円2116,2117,2118,2119の短径をR11,R12,R13,R14とし、長径をR21,R22,R23,R24とし、反応領域210の直径をR5とすると、R11<R12<R13<R14<R5、及び、R21=R22=R23=R24=R5の関係を有する。即ち、楕円2116,2117,2118,2119は互いに同じ長径と異なる短径を有する。従って、n=4の場合、全てのトラックTR(TRs〜TRe)において各10個の計測ゲート信号GS2が生成される。
The major axes of the
図4に示すステップS101、ステップS102、またはステップS103では、上記のように、気泡113、気泡123、または気泡133は、ウェル101の内側面と底面との境界部、即ち、カートリッジ300の貫通孔301の内周面と試料分析用ディスク200のトラック領域205との境界部に付着しやすい。従って、気泡領域は、反応領域210の外周部に形成されやすい。そのため、楕円2116,2117,2118,2119の短軸端が反応領域210の外周側に位置するように、計測パラメータSP2を設定することが好ましい。
In step S101, step S102, or step S103 shown in FIG. 4, as described above, the
制御部1009は、ステップS29にて、計測ゲート信号GS21_i_1の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間(パルス幅に相当する)に、光ピックアップ20から出力された受光レベル信号JSから微粒子パルス信号BSを検出し、微粒子131の数を計測して記憶部1010に記憶させる。制御部1009は、計測ゲート信号GS21_i_2〜GS21_i_10の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの各期間に、光ピックアップ20から出力された受光レベル信号JSから微粒子パルス信号BSを検出し、微粒子131の数を計測し、微粒子131の計測結果を記憶部1010に記憶させる。
In step S29, the control unit 1009 outputs the fine particle pulse signal BS from the light receiving level signal JS output from the
なお、受光レベル信号JSには微粒子パルス信号BS以外にノイズが含まれている場合がある。そのため、制御部1009は、受光レベル信号JSに含まれているパルス信号と閾値Vpとを比較し、閾値Vp以下のパルス信号を微粒子パルス信号BSと判定する。 The light receiving level signal JS may contain noise in addition to the fine particle pulse signal BS. Therefore, the control unit 1009 compares the pulse signal included in the light receiving level signal JS with the threshold value Vp, and determines that the pulse signal equal to or less than the threshold value Vp is the fine particle pulse signal BS.
制御部1009は、反応領域211〜218が形成されているトラックTRsからトラックTReまでの全てのトラックTRに対して、反応領域210毎に各計測ゲート信号GS2に対する微粒子131の数を計測し、微粒子131の計測結果を記憶部1010に記憶させる。
The control unit 1009 measures the number of
制御部1009は、ステップS30にて、ターンテーブル駆動回路5を制御して試料分析用ディスク200の回転を停止させる。制御部1009は、基準位置検出センサ6及び光ピックアップ20を制御して検出光6a及びレーザ光20aの照射を停止させる。
In step S30, the control unit 1009 controls the
次に、図12、図14、及び図15を用いて、分析装置1001による気泡領域241の特定方法、及び気泡領域241における微粒子131の計測結果の補正方法を説明する。
Next, a method of specifying the
図14に示すように、反応領域211に、トラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1に亘って気泡領域241が形成されている場合の分析装置1001による気泡領域241の特定方法、及び気泡領域241における微粒子131の計測結果の補正方法を説明する。
As shown in FIG. 14, a method for identifying the
気泡領域241では、微粒子131がトラック領域205上に捕捉されないため、微粒子パルス信号BSが検出されない。例えば、トラックTRiでは、気泡領域241の計測位置に対応する計測ゲート信号GS21_i_1の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの期間では、微粒子パルス信号BSが検出されない。
In the
図12に示すフローチャートにおいて、制御部1009は、ステップS31にて、反応領域210毎に各計測ゲート信号GS2に対する計測結果を記憶部1010から読み出す。制御部1009は、例えば反応領域211における各計測ゲート信号GS2に対する微粒子131の計測結果を記憶部1010から読み出す。
In the flowchart shown in FIG. 12, in step S31, the control unit 1009 reads out the measurement result for each measurement gate signal GS2 from the storage unit 1010 for each
制御部1009は、ステップS32にて、反応領域210において対称の位置関係にある計測結果を比較する。以下に、反応領域211において、トラックTRiにおける計測ゲート信号GS21_i_1による計測結果と、計測ゲート信号GS21_i_1の計測位置と対称の位置関係にある計測位置の計測ゲート信号GS2による計測結果とを比較する場合について説明する。
In step S32, the control unit 1009 compares the measurement results having a symmetrical positional relationship in the
計測ゲート信号GS21_i_1(第5の計測ゲート信号)と計測ゲート信号GS21_i_10(第6の計測ゲート信号)とは、計測位置が分割線SL211に対して対称の位置関係にあり、同じパルス幅を有する。また、計測ゲート信号GS21_i_1と計測ゲート信号GS21_i_10とは、計測位置が反応領域211の中心C211からの距離が同じである。従って、計測ゲート信号GS21_i_1により得られた計測結果と、計測ゲート信号GS21_i_10により得られた計測結果とは、分割線SL211に対して対称の位置関係にある。
The measurement gate signal GS21_i_1 (fifth measurement gate signal) and the measurement gate signal GS21_i_10 (sixth measurement gate signal) have a symmetrical positional relationship with respect to the dividing line SL211 and have the same pulse width. Further, the measurement gate signal GS21_i_1 and the measurement gate signal GS21_i_1 have the same measurement position from the center C211 of the
トラックTRiとトラックTRjとは、反応領域211の中心C211を通り、分割線SL211と直交する対称軸AS211に対して対称の位置関係にある。制御部1009は、計測パラメータSP21_jに基づいて、反応領域211におけるトラックTRjの微粒子131を区間毎に計測するためのパルス信号である計測ゲート信号GS21_j_1,GS21_j_2,GS21_j_3,GS21_j_4,GS21_j_5,GS21_j_6,GS21_j_7,GS21_j_8,GS21_j_9,GS21_j_10を生成する。制御部1009は、基準位置検出信号KSjの立ち下がりから時間TD21_jが経過した時点で立ち上がる計測ゲート信号GS21_j_1を生成し、さらに計測ゲート信号GS21_j_2〜GS21_j_10を連続して生成する。
The track TRi and the track TRj are in a symmetrical positional relationship with respect to the axis of symmetry AS211 which passes through the center C211 of the
計測ゲート信号GS21_i_1と計測ゲート信号GS21_j_1(第7の計測ゲート信号)とは、計測位置が対称軸AS211に対して対称の位置関係にあり、同じパルス幅を有する。また、計測ゲート信号GS21_i_1と計測ゲート信号GS21_j_1とは、計測位置が反応領域211の中心C211からの距離が同じである。従って、計測ゲート信号GS21_i_1により得られた計測結果と、計測ゲート信号GS21_j_1により得られた計測結果とは、対称軸AS211に対して対称の位置関係にある。
The measurement gate signal GS21_i_1 and the measurement gate signal GS21_j_1 (seventh measurement gate signal) have a symmetrical positional relationship with respect to the axis of symmetry AS211 and have the same pulse width. Further, the measurement gate signal GS21_i_1 and the measurement gate signal GS21_j_1 have the same measurement position from the center C211 of the
同様に、計測ゲート信号GS21_i_10と計測ゲート信号GS21_j_10(第8の計測ゲート信号)とは、計測位置が対称軸AS211に対して対称の位置関係にあり、同じパルス幅を有する。また、計測ゲート信号GS21_i_10と計測ゲート信号GS21_j_10とは、計測位置が反応領域211の中心C211からの距離が同じである。従って、計測ゲート信号GS21_i_10により得られた計測結果と、計測ゲート信号GS21_j_10により得られた計測結果とは、対称軸AS211に対して対称の位置関係にある。
Similarly, the measurement gate signal GS21_i_10 and the measurement gate signal GS21_j_10 (eighth measurement gate signal) have a symmetrical positional relationship with respect to the axis of symmetry AS211 and have the same pulse width. Further, the measurement gate signal GS21_i_10 and the measurement gate signal GS21_j_10 have the same measurement position from the center C211 of the
従って、計測ゲート信号GS21_i_1と計測ゲート信号GS21_i_10と計測ゲート信号GS21_j_1と計測ゲート信号GS21_j_10とにより得られた各計測結果は、対称の位置関係にある。制御部1009は、各計測ゲート信号GS21_i_1,GS21_i_10,GS21_j_1,GS21_j_10により得られた計測結果を比較する。 Therefore, the measurement results obtained by the measurement gate signal GS21_i_1, the measurement gate signal GS21_i_10, the measurement gate signal GS21_j_1, and the measurement gate signal GS21_j_10 have a symmetrical positional relationship. The control unit 1009 compares the measurement results obtained by each measurement gate signal GS21_i_1, GS21_i_10, GS21_j_1, GS21_j_10.
具体的には、制御部1009は、各計測ゲート信号GS21_i_1,GS21_i_10,GS21_j_1,GS21_j_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出する。気泡領域241を有していない場合、通常、各計測ゲート信号GS21_i_1,GS21_i_10,GS21_j_1,GS21_j_10により得られた微粒子131の数はほぼ同じ値になる。
Specifically, the control unit 1009 calculates the average value of the number of
制御部1009は、平均値に対して所定の比率以下の微粒子131の数が得られた計測ゲート信号GS2に対応する領域を気泡領域と判定する。計測ゲート信号GS21_i_1に対応する計測位置では微粒子131が捕獲されていないため、制御部1009は、計測ゲート信号GS21_i_1に対応する領域を気泡領域と判定する。
The control unit 1009 determines that the region corresponding to the measurement gate signal GS2 in which the number of
気泡領域241には、気泡113,123,133によって微粒子131が捕獲されていないため、計測結果を補正することが望ましい。即ち、気泡領域241は、微粒子131の数を補正するための計測結果補正対象領域である。計測ゲート信号GS2により得られた微粒子131の数は、試料液122に含まれる検出対象物質121の数に影響される。そのため、気泡領域を、微粒子131の数の絶対値ではなく、比率により判定することが望ましい。
Since the
制御部1009は、ステップS33にて、反応領域210において隣り合うトラックTRの計測結果を比較する。通常、ステップS101、ステップS102、またはステップS103で、試料分析用ディスク200のトラック領域205上に付着する気泡113,123,133は、複数のトラックTRに亘って形成される。図15に示すように、トラックTRi−1における計測ゲート信号GS21_i−1_1、トラックTRiにおける計測ゲート信号GS21_i_1、及びトラックTRi+1における計測ゲート信号GS21_i+1_1の計測位置は、反応領域211の外周に沿って連続する位置関係を有する。図15は図14に対応する。
In step S33, the control unit 1009 compares the measurement results of adjacent tracks TR in the
制御部1009は、例えば反応領域211において隣り合うトラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1における計測ゲート信号GS21_i−1_1,GS21_i_1,GS21_i+1_1により得られた計測結果を比較する。
The control unit 1009 compares the measurement results obtained by the measurement gate signals GS21_i-1_1, GS21_i_1, and GS21_i + 1_1 in the adjacent tracks TRi-1, track TRi, and track TRi + 1 in the
ステップS32で、各計測ゲート信号GS21_i−1_1,GS21_i_1,GS21_i+1_1に対応する領域がそれぞれ気泡領域と判定されていた場合、制御部1009は、各計測ゲート信号GS21_i−1_1,GS21_i_1,GS21_i+1_1に対応する領域を、トラックTRi−1、トラックTRi、及びトラックTRi+1に亘って形成された気泡領域241であると特定する。
In step S32, when the region corresponding to each measurement gate signal GS21_i-1_1, GS21_i_1, GS21_i + 1_1 is determined to be a bubble region, the control unit 1009 determines the region corresponding to each measurement gate signal GS21_i-1_1, GS21_i_1, GS21_i + 1_1. Is identified as the
制御部1009は、ステップS34にて、気泡領域241における微粒子131の計測結果を補正する。制御部1009は、例えば気泡領域241であると判定されなかった各計測ゲート信号GS21_i_10,GS21_j_1,GS21_j_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出し、気泡領域241であると判定された計測ゲート信号GS21_i_1により得られた微粒子131の数を、算出された平均値に補正する。
In step S34, the control unit 1009 corrects the measurement result of the
同様に、制御部1009は、各計測ゲート信号GS21_i−1_10,GS21_j+1_1,GS21_j+1_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出し、計測ゲート信号GS21_i−1_1により得られた微粒子131の数を、算出された平均値に補正する。また、制御部1009は、各計測ゲート信号GS21_i+1_10,GS21_j−1_1,GS21_j−1_10により得られた微粒子131の数の平均値を算出し、計測ゲート信号GS21_i+1_1により得られた微粒子131の数を、算出された平均値に補正する。
Similarly, the control unit 1009 calculates the average value of the number of
即ち、計測ゲート信号GS21_i−1_10,GS21_i_10,GS21_i+1_10に対応する領域252、計測ゲート信号GS21_j−1_1,GS21_j_1,GS21_j+1_1に対応する領域253、計測ゲート信号GS21_j−1_10,GS21_j_10,GS21_j+1_10に対応する領域254は、気泡領域241における微粒子131の数を補正するための比較対象領域である。
That is, the
制御部1009は、ステップS31〜ステップS34を、全ての反応領域210(211〜218)の全てのトラックTRs〜TReに対して実行する。 The control unit 1009 executes steps S31 to S34 for all tracks TRs to TRes in all reaction regions 210 (211-218).
制御部1009は、ステップS35にて、各反応領域210の微粒子131の計測結果と補正結果とを表示部11に表示させる。
In step S35, the control unit 1009 causes the
第2実施形態の分析装置1001及び分析方法によれば、反応領域210において対称の位置関係にある計測結果を比較し、さらに隣り合うトラックの計測結果を比較することにより、気泡領域241を特定することができる。また、対称の位置関係にある計測結果のうち、気泡領域241であると判定された計測結果を、気泡領域であると判定されなかった計測結果に基づいて補正することができる。
According to the analyzer 1001 and the analysis method of the second embodiment, the
第1実施形態の分析装置1ではトラックTRによって計測ゲート信号GSの数が異なるのに対し、第2実施形態の分析装置1001では全てのトラックTRにおいて計測ゲート信号GSの数が同じである。計測ゲート信号GSの数が少ないトラックTRでは微粒子131の計測精度及び気泡領域における補正精度が低下する虞があるため、計測ゲート信号GSの数は全てのトラックTRにおいて同じであることが好ましい。
In the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、ステップS13,S33では、隣り合う全てのトラックに対して計測結果を比較するのではなく、ステップS12,S32で気泡領域である判定された場合に、気泡領域であると判定されたトラックと隣り合うトラックに対して計測結果を比較するようにしてもよい。 For example, in steps S13 and S33, the measurement results are not compared for all adjacent tracks, but when it is determined in steps S12 and S32 that the measurement results are in the bubble region, the track is determined to be in the bubble region. The measurement results may be compared for adjacent tracks.
計測ゲート信号GS1を生成するための同心円の数、及び各同心円の直径は、上述した第1実施形態に限定されるものではなく、任意の値に設定してもよい。 The number of concentric circles for generating the measurement gate signal GS1 and the diameter of each concentric circle are not limited to the above-described first embodiment, and may be set to any value.
例えば、反応領域210に対する同心円2111〜2114の間隔が(R2−R1)=(R3−R2)=(R4−R3)=(R5−R4)と等間隔になるように計測パラメータSP1を設定してもよい。また、反応領域210の外周部に形成された気泡領域の判定精度(分解能)を向上させるため、同心円2111〜2114の間隔が(R2−R1)>(R3−R2)>(R4−R3)>(R5−R4)と外周に向かって狭くなるように計測パラメータSP1を設定してもよい。
For example, the measurement parameter SP1 is set so that the intervals between the
計測ゲート信号GS2を生成するための楕円の数、及び各楕円の短径は、上述した第2実施形態に限定されるものではなく、任意の値に設定してもよい。 The number of ellipses for generating the measurement gate signal GS2 and the minor axis of each ellipse are not limited to the second embodiment described above, and may be set to any value.
1,1001 分析装置
2 ターンテーブル
4 ターンテーブル駆動部
5 ターンテーブル駆動回路
8 光ピックアップ駆動回路
9,1009 制御部
20 光ピックアップ
20a レーザ光
121 検出対象物質
131 微粒子
200 試料分析用ディスク
210 反応領域
221,241 気泡領域(計測結果補正対象領域)
C2 回転軸
JS 受光レベル信号
GS1,GS2 計測ゲート信号
1,1001 Analyzer 2 Turntable 4
C2 rotation axis JS light receiving level signal GS1, GS2 measurement gate signal
Claims (11)
前記ターンテーブルを回転させるターンテーブル駆動部と、
前記ターンテーブル駆動部を制御するターンテーブル駆動回路と、
前記ターンテーブルの回転軸に直交する方向に沿って駆動され、前記反応領域にレーザ光を照射し、前記反応領域からの反射光を受光して受光レベル信号を生成する光ピックアップと、
前記光ピックアップの駆動を制御する光ピックアップ駆動回路と、
前記ターンテーブル駆動回路及び前記光ピックアップ駆動回路を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記反応領域に捕捉されている前記微粒子の数を計測するための複数の計測ゲート信号をトラック毎に連続して生成し、前記受光レベル信号から前記計測ゲート信号毎に前記微粒子の数を計測し、前記反応領域の中心を通る分割線に対して対称の位置関係にある前記計測ゲート信号毎に計測されたそれぞれの前記微粒子の数を比較し、前記微粒子の数を補正するための計測結果補正対象領域を特定する
分析装置。 A turntable that holds a sample analysis disc with a reaction region in which fine particles that bind to the substance to be detected are captured for each track.
The turntable drive unit that rotates the turntable and
A turntable drive circuit that controls the turntable drive unit,
An optical pickup that is driven along a direction orthogonal to the rotation axis of the turntable, irradiates the reaction region with laser light, receives reflected light from the reaction region, and generates a light receiving level signal.
An optical pickup drive circuit that controls the drive of the optical pickup,
A control unit that controls the turntable drive circuit and the optical pickup drive circuit is provided.
The control unit
A plurality of measurement gate signals for measuring the number of the fine particles captured in the reaction region are continuously generated for each track, and the number of the fine particles is measured for each measurement gate signal from the light receiving level signal. compares the number of each of the particles measured before each Symbol measurement gate signal which is in a symmetrical position relationship with respect to the dividing line passing through the center of the reaction region, the measurement result for correcting the number of the fine particles Identify the area to be corrected
Analysis apparatus.
前記反応領域にレーザ光をトラック毎に照射し、
前記反応領域からの反射光を受光して受光レベル信号を生成し、
前記反応領域に捕捉されている前記微粒子の数を計測するための複数の計測ゲート信号をトラック毎に連続して生成し、
前記受光レベル信号から前記計測ゲート信号毎に前記微粒子の数を計測し、
前記反応領域の中心を通る分割線に対して対称の位置関係にある前記計測ゲート信号毎に計測されたそれぞれの前記微粒子の数を比較し、前記微粒子の数を補正するための計測結果補正対象領域を特定する
分析方法。 Rotate the sample analysis disc, which has a reaction region in which fine particles bound to the substance to be detected are captured for each track.
The reaction region is irradiated with laser light for each track.
The reflected light from the reaction region is received to generate a light receiving level signal.
A plurality of measurement gate signals for measuring the number of the fine particles captured in the reaction region are continuously generated for each track.
From the light receiving level signal, the number of the fine particles is measured for each measurement gate signal, and the number of the fine particles is measured.
Measurement result correction target for comparing the number of each of the fine particles measured for each measurement gate signal having a symmetrical positional relationship with respect to the dividing line passing through the center of the reaction region and correcting the number of the fine particles. Identify the area
Minute析方method.
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