JP7027073B2 - 検体測定装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、検体測定装置に関する。

検体測定装置は、検体と試薬とから調製された測定試料を光学的又は電気的方法を用いて測定することで、検体中の目的物質の有無を判断する。検体測定装置では、検体と試薬との混合液が収容される容器内の反応状態に基づいた電気信号を検出し、検出される電気信号に基づいて検体中の目的物質の有無を判断する。

上記方法では、検体と試薬との混合液が収容される容器内の反応状態が定常化するまでに所定の時間を要するため、所定の時間が経過するまでは検体中の目的物質の有無を判断することができない。

特許第２５１０５５１号公報 特許第２６０３８４３号公報 特許第４３８１７５２号公報 特開２００９－１３３８４２号公報 特開２０１２－２１５５５３号公報

目的は、作業ワークフローの改善を行うことが可能な検体測定装置を提供することにある。

実施形態によれば、検体測定装置は、反応状態信号出力部、反応促進部、印加状態切替制御部、判定部、及び定性状態出力部を具備する。反応状態信号出力部、被検物質と試薬との混合液が収容されている反応容器内の反応状態に基づいた電気信号を出力する。反応促進部は、前記反応容器内の反応を促進させるエネルギーを前記反応容器に印加する。印加状態切替制御部は、前記エネルギーの印加状態を、予め定められているタイムスケジュールに従って切り替える。判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後に出力される前記電気信号に基づいて前記被検物質の定性状態を判定する。定性状態出力部は、前記判定により得られた定性状態を出力する。

図１は、第１の実施形態に係る検体測定装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る反応機構の詳細構成を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るシステム制御回路が制御する動作のフローチャートの一例を表す図である。 図４は、第１の実施形態に係るシステム制御回路が制御する動作のフローチャートの一例を表す図である。 図５は、出射光の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。 図６は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_０における反応機構内の状態を表す断面図である。 図７は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_０からｔ＝ｔ_１における反応機構内の状態を表す断面図である。 図８は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_１からｔ＝ｔ_２における反応機構内の状態を表す断面図である。 図９は、図５における曲線Ｃの一部を拡大した図である。 図１０は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_２における反応ユニット２内の状態を表す断面図である。 図１１は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_３からｔ＝ｔ_４における反応機構内の状態を表す断面図である。 図１２は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_４からｔ＝ｔ_５における反応機構内の状態を表す断面図である。 図１３は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_６からｔ＝ｔ_７における反応機構内の状態を表す断面図である。 図１４は、変形例に係るシステム制御回路が制御する動作のフローチャートの一例を表す図である。 図１５は、変形例に係るシステム制御回路が制御する動作のフローチャートの一例を表す図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係わる検体測定装置を説明する。

図１は、第１の実施形態に係る検体測定装置１の構成を示すブロック図である。図２は、反応ユニット２の詳細構成を示す図である。図１に示されるように、検体測定装置１は、反応ユニット２及び測定システム３を備える。反応ユニット２は、検体測定装置１に対して着脱可能である。

反応ユニット２は、図２に示されるように、筐体２１、透明基板２２、光導波路２３及び保護部材２４を有する。筐体２１の下面の一部は開口しており、その開口部内には、透明基板２２上に、光導波路２３及び保護部材２４を薄膜技術で形成したチップが嵌め込まれる。保護部材２４の一部は開口されている（開口端２４ａ）。また、筐体２１、光導波路２３及び保護部材２４等によって反応容器２０１が形成される。なお、反応ユニット２は、その内部、すなわち反応容器２０１に、被検対象（被検物質）を含む試料溶液を収容可能に構成される。

筐体２１は、例えば樹脂等で形成される。筐体２１の下面には第１の凹部が形成されている。第１の凹部の上面の一部には反応容器２０１の上面及び側面を構成する第２の凹部が形成されている。そして、第１の凹部には上から順に保護部材２４、光導波路２３及び透明基板２２が配置されている。また、第２の凹部の上面の一端部近傍に筐体２１を上方に貫通してその内部の反応容器２０１に試料溶液及び試薬等を導入するための孔２１ａが形成され、他端部近傍に筐体２１を上方に貫通して反応容器２０１から空気を逃がすための孔２１ｂが形成されている。なお、孔２１ａ及び孔２１ｂは、それぞれ複数形成されてもよい。

透明基板２２は、例えば樹脂又は光学ガラス等で形成される。透明基板２２は、測定システム３に設けられる光源３１１から入射された光を光導波路２３へ通過させる。また、透明基板２２は、光導波路２３から入射された光を測定システム３に設けられる光検出器３１２へ通過させる。

光導波路２３は、光が透過する材料、例えば樹脂又は光学ガラス等により形成される。樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂等を用いることができる。光導波路２３は、透明基板２２から入射して透明基板２２へと出射する光の光路となる。すなわち、光導波路２３は、光ファイバーにおけるコア（心材）同様の役割機能を果たす。そして、保護部材２４及び透明基板２２は、光導波路２３の素材とは異なった屈折率の素材で形成され、光導波路２３との境界面で光を全反射させ、光を光導波路２３内に閉じ込めるクラッドとしての機能役割を果たす。また、保護部材２４及び透明基板２２は、光導波路２３を物理的に保護する。

光導波路２３は、測定システム３から透明基板２２を介して入射された光を伝播させる。光導波路２３では、反応容器２０１に収容された被検物質の濃度、すなわち反応状態により影響を受けた光が伝播される。

また、光導波路２３に光が入射する付近の保護部材２４側にはグレーティング２３ａが配置される。グレーティング２３ａは、光導波路２３に入射される入射光Ｌ１を所定の角度で回折させる。グレーティング２３ａにおいて回折された光は、光導波路２３と、透明基板２２、保護部材２４、又は混合液２０２により構成される面との界面に対し、臨界角の補角以下の角度で入射する。これにより、入射光Ｌ１は、光導波路２３の界面において光導波路２３内で繰り返し反射しながら伝播（導波）する。

光導波路２３から光が出射する付近の保護部材２４側にはグレーティング２３ｂが配置される。グレーティング２３ｂは、光導波路２３により光導波された光を所定の角度で回折させる。グレーティング２３ｂにおいて回折された光は、光導波路２３から外部へ所定角度を有して出射される。

保護部材２４は、筐体２１の第２の凹部の位置に開口を有する。保護部材２４は、光導波路２３の上面に密着して配置されている。保護部材２４は、光導波路２３の上面に密着して配置されることで、平面保護層を構成する。また、保護部材２４は、図２に示されるように、光導波路２３の主面（例えば上面）を露出させるための開口端２４ａを有する。開口端２４ａは、保護部材２４の内側の開口を形成する鉛直面である。この開口端２４ａにより、光導波路２３の上面が露出される。

反応容器２０１は、上面が筐体２１の第２の凹部の上面により構成され、側面が筐体２１の第２の凹部の側面及び保護部材２４の開口端２４ａにより構成され、下面が光導波路２３の上面により構成される。

反応容器２０１は、試料溶液及び試薬を収容し、試料溶液に含まれる被検物質と試薬とを反応させる。反応容器２０１を形成する面のうちの下面、すなわち光導波路２３の上面には、複数の第１抗体２１１が固定される。第１抗体２１１は、被検物質に含まれる抗原２１２と抗原抗体反応により特異的に反応する物質である。第１抗体２１１は、例えば光導波路２３の上面との間に生じる疎水性相互作用又は化学結合等により、光導波路２３の上面に固定される。

反応容器２０１は、例えば、予め空の状態となっている。被検物質の測定時においては、例えば孔２１ａを介して、外部から反応容器２０１へ、試料溶液と試薬との混合液２０２が注入される。試料溶液には、抗原２１２を含む被検物質が含まれる。試薬には、試薬成分２１３が含まれる。試薬成分２１３には、例えば抗原２１２と抗原抗体反応により特異的に反応する第２抗体２１４と、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５とが含まれる。磁性粒子２１５は、少なくとも一部がマグネタイト等の磁性体材料で形成されている。磁性粒子２１５は、例えば、磁性体材料から形成された粒子の表面が高分子材料で被覆されている。なお、磁性粒子２１５は、高分子材料で構成された粒子の表面を磁性体材料で被覆するように構成されてもよい。また、磁性粒子２１５は、混合液２０２において分散可能に構成されたものであればどのようなもので代替してもよい。

混合液２０２を注入することで、反応容器２０１には、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１に加えて、試料溶液中の被検物質に含まれる抗原２１２及び試薬に含まれる試薬成分２１３が収容される。反応容器２０１に混合液２０２が注入されると、反応容器２０１内の空気は、孔２１ｂから外部へ排出される。

試薬成分２１３は、反応容器２０１に満たされた混合液２０２中を分散可能に移動する。このとき、磁性粒子２１５は、磁性粒子２１５に掛かる重力が、この重力と逆向きに掛かる混合液２０２中における浮力よりも大きくなるように選ばれる。第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、第２抗体２１４が、抗原２１２を介して第１抗体２１１と結合することで、光導波路２３の上面近傍に固定される。なお、第２抗体２１４は、第１抗体２１１と同じものであっても、異なるものであってもよい。

反応ユニット２では、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と被検物質に含まれる抗原２１２が反応することにより、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５が光導波路２３の上面近傍に固定される。光導波路２３を導波する光は、光導波路２３の上面近傍に固定される磁性粒子２１５により散乱及び吸収等される。この結果、光導波路２３を導波する光は、減衰されて光導波路２３から出射されることになる。すなわち、入射光Ｌ１は、第１抗体２１１と、磁性粒子２１５に固定化される第２抗体２１４とを結びつける抗原２１２の量、換言すると、反応容器２０１内に収容された抗原２１２の量に応じて減衰される。

以下、反応容器２０１において、光導波路２３の表面から図２の破線までの領域、すなわち光導波路２３の表面近傍に至る領域をセンシングエリア２０５と定義する。

光が光導波路２３内を伝播する場合、光導波路２３の上面において近接場光（エバネッセント光）が発生する。センシングエリア２０５は、近接場光が発生し得る領域である。センシングエリア２０５において、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１は、試料溶液中の被検物質に含まれる抗原２１２を介し、試薬成分２１３に含まれる磁性粒子２１５に固定化された第２抗体２１４と結合する。これにより、光導波路２３の上面の近傍に第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５が保持される。

次に、反応容器２０１内において起こる抗原抗体反応等によって光導波路２３を伝播する光が受ける影響ついて説明する。なお、第１抗体２１１、第２抗体２１４及び抗原２１２は、磁性粒子２１５と比較して、ごく小さい。図２、７乃至１３では、結合反応を模式的に示すため、第１抗体２１１、抗原２１２、第２抗体２１４及び磁性粒子２１５を同様な大きさとして図示する。

磁性粒子２１５がセンシングエリア２０５内に進入すると、磁性粒子２１５に固定化される第２抗体２１４は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。これにより、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、センシングエリア２０５に留まる。磁性粒子２１５がセンシングエリア２０５に留まった状態で光導波路２３の上面において近接場光が発生すると、センシングエリア２０５に留まっている磁性粒子２１５がこの近接場光を散乱及び吸収等し、近接場光を減衰させる。このセンシングエリア２０５における近接場光の散乱及び吸収等は、光導波路２３内を伝播する光に対して影響を及ぼす。すなわち、センシングエリア２０５において近接場光が減衰されることにより、光導波路２３内を光導波する光も減衰される。したがって、センシングエリア２０５において近接場光が強く散乱及び吸収等されると、光導波路２３内を伝播する光の強度が低下する。換言すると、センシングエリア２０５内に留まる磁性粒子２１５の量が多いほど、光導波路２３から出力される光の強度が低下する。

ただし、センシングエリア２０５内に留まる磁性粒子２１５は、測定対象である抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と、磁性粒子２１５に固定化される第２抗体２１４とが結合したものに限られない。このため、被検物質に含まれる抗原２１２の正確な濃度を測定するためには、測定に関与しない、すなわち抗原２１２と結合していない第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５をセンシングエリア２０５から遠ざける必要がある。具体的な方法としては、例えば磁場による近接作用により、第２抗体２１４が抗原２１２と結合していない磁性粒子２１５を移動させる方法がある。

これにより、最終的にセンシングエリア２０５に留まる磁性粒子２１５は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と、第２抗体２１４とが結合されているものとなる。このため、反応ユニット２から出射される光の強度の値及び強度の時系列変化は、センシングエリア２０５に留まる磁性粒子２１５の量及び濃度等に対応する。

なお、反応ユニット２は、同一の測定項目について、同一の被検物質を複数チャンネルで同時に並行測定可能な構成であってもよい。このとき、反応ユニット２は、例えばチャンネル毎に独立した光導波路を有する。

測定システム３は、図１に示されるように、検知ユニット３１、磁場発生器３２、出力ユニット３３、入力インタフェース回路３４、記憶回路３５及びシステム制御回路３６を有する。

検知ユニット３１は、光源３１１及び光検出器３１２を有する。

光源３１１は、例えば、ＬＥＤ等のダイオードやキセノンランプ等のランプである。光源３１１は、グレーティング２３ａに向けて光導波路２３内に光を入射可能な位置に配置される。光源３１１は、入射光Ｌ１を、反応ユニット２の透明基板２２を介して光導波路２３内に入射する。入射光Ｌ１は、光導波路２３内に進入し、グレーティング２３ａにより回折される。グレーティング２３ａにより回折された入射光Ｌ１は、光導波路２３内を全反射しながら伝播し、グレーティング２３ｂに到達する。グレーティング２３ｂに到達した光は、グレーティング２３ｂにより回折され、光導波路２３から外部へ所定角度を有して出射光Ｌ２として出射される。なお、光源３１１の代わりに、光以外の電磁波等を発生するものを用いてもよい。

光検出器３１２は、混合液２０２が収容されている反応容器２０１内の反応状態に基づいた電気信号を出力する反応状態信号出力部である。具体的には、光検出器３１２は、光導波路２３の外へ出射される出射光Ｌ２を検出し、検出された出射光Ｌ２の強度を示す電気信号、すなわち光検出強度に関するデジタルデータを生成する。光検出器３１２により生成された光検出強度に関するデジタルデータはシステム制御回路３６に供給される。

なお、検知ユニット３１は、同一の測定項目について、同一の被検物質を複数チャンネルで同時に並行測定可能な構成であってもよい。このとき、検知ユニット３１は、例えばチャンネル毎に光源及び光検出器を有するとしてもよいし、光源及び光検出器を共有することもできる。

磁場発生器３２は、反応容器２０１内の反応、すなわち磁性粒子２１５に固定された第２抗体２１４と光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１との抗原２１２を介した結合を促進させるエネルギーを発生する反応促進部である。具体的には、磁場発生器３２は、図２に示されるように、上磁場発生器３２ａ及び下磁場発生器３２ｂを有する。また、磁場発生器３２は、図示しない駆動回路を有する。磁場発生器３２は、システム制御回路３６の制御の下、反応容器２０１に対して磁場を印加する。

上磁場発生器３２ａは、例えば永久磁石及び電磁石等で構成される。上磁場発生器３２ａは、図２に示されるように、反応ユニット２の上方に設けられる。上磁場発生器３２ａは、反応容器２０１において鉛直上向きの磁場を水平方向に一様に発生させる。発生された鉛直上向きの磁場により、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、鉛直上方向の力を受けて上昇する。このとき、上磁場発生器３２ａは、所定の強さの磁場を発生させることで、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５を選択的にセンシングエリア２０５から遠ざける。すなわち、上磁場発生器３２ａは、発生させる磁場の強さを調整することで、光導波路２３の上面に固定される、第１抗体２１１と抗原２１２を介して結合する第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５のみをセンシングエリア２０５に留めることが可能となる。

下磁場発生器３２ｂは、例えば永久磁石及び電磁石等で構成される。下磁場発生器３２ｂは、反応ユニット２の下方に設けられる。下磁場発生器３２ｂは、反応容器２０１内の反応を促進させるエネルギーである鉛直下向きの磁場を水平方向に一様に発生させる。発生された鉛直下向きの磁場により、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、鉛直下方向の力を受けて下降する。

出力ユニット３３は、表示回路３３１、報知器３３２、及びプリンタ３３３を有する。

表示回路３３１は、システム制御回路３６の制御の下、例えば液晶ディスプレイ又はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等の一般的な表示出力装置を有する。表示回路３３１は、システム制御回路３６の制御に従い、各種操作画面、光検出器３１２から供給された出射光Ｌ２の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び被検物質の測定結果等を表示する。測定結果は、例えば抗原２１２の濃度、重量又は個数等である。

報知器３３２は、例えばスピーカーである。報知器３３２は、システム制御回路３６の制御の下、被検物質の判定結果等を操作者に報知する。

プリンタ３３３は、システム制御回路３６の制御の下、例えば表示回路３３１に表示される各種操作画面、光検出器３１２から供給された出射光Ｌ２の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び被検物質の測定結果等を印刷する。

入力インタフェース回路３４は、例えばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路３４は、操作者の操作に対応した操作入力信号をシステム制御回路３６に出力する。なお、本実施形態において入力インタフェース回路はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号をシステム制御回路３６へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路の例に含まれる。

記憶回路３５は、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。記憶回路３５は、本実施形態に係る検体測定装置１の回路で実行されるプログラムを記憶する。なお、記憶回路３５の記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又は全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

記憶回路３５は、光検出器３１２から供給された出射光Ｌ２の光強度を示す情報、光強度を示す情報の時系列データ、及び測定対象となる被検物質の測定結果等を記憶する。

記憶回路３５は、対象となる被検物質の測定を行うための設定情報を記憶する。設定情報は、例えば測定に必要な所定の処理を実行するタイミングを規定する情報を含む。測定に必要な所定の処理を実行するタイミングとは、例えば下磁場発生器３２ｂにより発生される下磁場の印加が開始されるタイミング、検出区間が開始されるタイミング、算出タイミング（下磁場の印加が停止されるタイミング）、検出区間が終了されるタイミング、上磁場の印加が開始されるタイミング及び第２の判定（最終判定）が実施されるタイミングである。これらのタイミングを規定する情報には、所定の時刻からの相対的な経過時間又は所定の処理を実行する絶対時刻が含まれる。なお、所定の時刻からの相対的な経過時間又は所定の処理を実行する絶対時刻は、予め経験的、実験的に取得される。

記憶回路３５は、予め設定された規定値Ｔ_Ｓを記憶する。規定値Ｔ_Ｓは、被検物質の濃度に対応する光強度の変動率の積算値についての規定値である。規定値Ｔ_Ｓは、被検物質の測定結果が陽性の可能性が高いかどうかの判定をするために用いられる。

記憶回路３５は、予め設定された閾値Ｔ_Ａを記憶する。閾値Ｔ_Ａは、被検物質の濃度に対応する光強度についての閾値である。閾値Ｔ_Ａは、被検物質の定性状態を判定するために用いられる。定性状態とは、例えば測定結果が示す陽性又は陰性の度合いである。閾値Ｔ_Ａは、被検物質の測定結果が陽性の可能性が高いかどうかの第２の判定をするために用いられる。なお、閾値Ｔ_Ａは、複数の段階的な閾値であってもよい。すなわち、デジタルデータに含まれる光強度と複数の段階的な閾値を比較することで、より詳細な測定結果を表す判定を行うことが可能となる。

システム制御回路３６は、例えば検体測定装置１の各構成回路を制御するプロセッサである。システム制御回路３６は、検体測定装置１の中枢として機能する。システム制御回路３６は、記憶回路３５から各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで光源制御機能３６１、磁場制御機能３６２、演算機能３６３、第１の判定機能３６４、第２の判定機能３６５及び出力制御機能３６６を実現する。

光源制御機能３６１は、光源３１１を制御し、所定の条件で光を発生させる機能である。光源制御機能３６１では、システム制御回路３６は、少なくとも測定開始から測定終了までの間、連続的又は間欠的に光源３１１から入射光Ｌ１を発生させる。

磁場制御機能３６２は、記憶回路３５に予め記憶されているタイムスケジュールに従って磁場発生器３２を制御し、反応容器２０１内の反応を促進させるエネルギーの印加状態を切り替える印加状態切替制御機能である。具体的には、磁場制御機能３６２では、システム制御回路３６は、記憶回路３５から設定情報を読出し、読み出した設定情報に基づいて磁場発生器３２を制御し、磁場発生器３２に磁場を発生させる。

演算機能３６３は、光検出器３１２から供給される時系列の光強度のデジタルデータに基づいて各種演算を行う機能である。演算機能３６３では、システム制御回路３６は、供給される時系列の光強度のデジタルデータを用いて、光強度の平均値、光強度の変動率、変動率の積算値等の演算を行う。

第１の判定機能３６４は、演算機能３６３により演算された光強度の変動率の積算値に基づいて試料溶液が陽性の可能性が高いかどうかを判定する第１の判定（予測判定）を実施する機能である。なお、第１の判定は、前判定と換言してもよい。第１の判定機能３６４では、システム制御回路３６は、例えば予め設定された規定値Ｔ_Ｓを記憶回路３５から読み出す。システム制御回路３６は、演算機能３６３により演算された光強度の変動率の積算値が規定値Ｔ_Ｓ以下であった場合、被検物質の測定結果を陽性の可能性が高いと判定する。また、システム制御回路３６は、演算機能３６３により演算された光強度の変動率の積算値が規定値Ｔ_Ｓより大きい場合、被検物質の測定結果は陽性の可能性が高くない、すなわち弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。

第２の判定機能３６５は、後述する上磁場の印加中に光検出器３１２から供給される光強度のデジタルデータに基づいて被検物質の定性状態を判定する第２の判定を実施する機能である。すなわち、第２の判定機能３６５は、第１の判定機能３６４により第１の判定が実施された後に、第２の判定を実施する機能である。なお、第２の判定機能３６５における第２の判定は、後判定と換言してもよい。第２の判定機能３６５では、システム制御回路３６は、記憶回路３５から設定情報及び閾値Ｔ_Ａを読出す。システム制御回路３６は、読出した設定情報に含まれる実行タイミングに合わせて、被検物質の定性状態を判定する。システム制御回路３６は、供給された時系列の光強度のデジタルデータに含まれる光強度が閾値Ｔ_Ａ以下であった場合、例えば被検物質の測定結果を陽性の可能性が高いと判定する。システム制御回路３６は、デジタルデータに含まれる光強度が閾値Ｔ_Ａより大きい場合、例えば被検物質の測定結果は弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。

ここで、前判定と後判定は、判定タイミングを時系列的に前後で表すものとし、第１の判定機能３６４による判定が前判定、第２の判定機能３６５による判定が後判定である。従って、後述するように第２の判定機能３６５により第２の判定を行わず、第１の判定機能３６４による第１の判定の結果が第２の判定の結果となる場合には、当該第１の判定が実質的に第２の判定であっても前判定と表記する。

出力制御機能３６６は、出力ユニット３３を制御し、操作者に対して被検物質の定性状態等の判定結果を出力する機能である。出力制御機能３６６では、システム制御回路３６は、表示回路３３１又はプリンタ３３３を制御し、第１の判定の結果又は／及び第２の判定の結果を操作者に提示する。提示は、ディスプレイを介した表示及びプリンタを用いて印刷する方法を含む。システム制御回路３６は、報知器３３２を制御し、第１の判定の結果又は／及び第２の判定の結果を操作者に報知する。報知は、音等で知らせる方法を含む。

次に、第１の実施形態の動作について説明する。

図３及び図４は、第１の実施形態に係るシステム制御回路３６が制御する動作のフローチャートの一例を表す図である。また、図５は、出射光Ｌ２の光強度の時系列変化の一例を示すグラフである。図５に示されるグラフにおいて、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は出射光Ｌ２の光強度を示す。また、グラフに描かれる曲線は、光検出器３１２から出力される、反応ユニット２内の反応状態に基づいて取得されるデジタルデータが表す光強度Ａの時間的な変化をプロットして得られる。

まず、時刻ｔ＝０において、反応容器２０１への試料溶液及び試薬から成る混合液２０２の注入が開始される。反応容器２０１への混合液２０２の注入は、自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。

光源３１１は、例えば反応容器２０１に対する混合液２０２の注入が開始されると、光導波路２３に対し、継続的に一定の強度の光を入射する。光導波路２３には、光源３１１から出射された光が透明基板２２を介して入射される。光導波路２３に入射された光は、光導波路２３内を全反射しながら伝播し、透明基板２２を介して光検出器３１２へ出射される。光検出器３１２は、光導波路２３から出射された光を受光し、システム制御回路３６に対して、光強度のデータを所定の時間間隔で供給する。

システム制御回路３６は、例えば下磁場の印加が開始されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時刻ｔ＝０から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち下磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_０に達したか否か判定する（ステップＳＡ１）。ステップＳＡ１における経過時間とは、光強度ＡがＡ＝０からＡ＝Ａ_００に増加するまでの時間である。時刻ｔ＝０からｔ＝ｔ_０の期間においては、測定される光強度は増加する。これは、試料溶液及び試薬で反応容器２０１が満たされると、保存安定性を高めるために予め光導波路２３の上面に付着された糖を含有する水溶性の膜が溶解することによるものである。糖は、例えば二糖類である。なお、システム制御回路３６は、下磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_０に達したか否かの判定を、例えば光検出器３１２から逐次供給される光強度の時系列変化を監視し、予め設定された判定ルールに基づいて行ってもよい。判定ルールとは、例えば光強度がピーク値であることを検出すると下磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_０に達したと判定するルールである。

システム制御回路３６は、下磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_０に達すると（ステップＳＡ１のＹｅｓ）、磁場発生器３２を制御して下磁場の印加を開始する（ステップＳＡ２）。図６は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_０における反応ユニット２内の状態を表す断面図である。図６に示されるように、時刻ｔ＝ｔ_０において、下磁場の印加が開始される。図６における下向きの矢印は、下磁場の印加により発生する磁束Ｂ_１の向きを示す。磁束Ｂ_１は、複数の磁力線ｂで構成され、反応容器２０１を実質的に下方に貫く。

下磁場の印加が開始された後、光強度は、時刻ｔ＝ｔ_１に達すると所定の値Ａ_０１に収束する。図７は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_０からｔ＝ｔ_１における反応機構内の状態を表す断面図である。図７に示されるように、試料溶液で満たされた反応容器２０１中の第２抗体２１４が固定化された複数の磁性粒子２１５は、下磁場による鉛直下向きの磁力を受けて、その一部が磁力線ｂに引き寄せられることで磁力線ｂに沿って整列され始める。磁力線ｂに沿って整列された第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、重力及び磁力に従って徐々に沈降し、センシングエリア２０５に進入する。センシングエリア２０５に進入した磁性粒子２１５に固定された第２抗体２１４は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。

一方、磁力線ｂに沿って整列されなかった第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５については、重力に従って徐々に沈降し、センシングエリア２０５に進入する。センシングエリア２０５に進入した磁性粒子２１５に固定された第２抗体２１４は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。

時刻ｔ＝ｔ_０からｔ＝ｔ_１において、センシングエリア２０５には、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５が次々に進入するので光強度は減少する。光強度は、時刻ｔ＝ｔ_０の直後から大きな減少率（傾き）で減少し始める。光強度の減少率は、時間の経過とともに小さくなる。その後、光強度の減少率は、時刻ｔ＝ｔ_１において、ほぼ０となる。すなわち、光強度は、時刻ｔ＝ｔ_１において強度Ａ_０１に収束する。

図８は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_１からｔ＝ｔ_２における反応機構内の状態を表す断面図である。図８に示されるように、センシングエリア２０５への第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５の進入が停止する。このため、光強度は、時刻ｔ＝ｔ_１において強度Ａ_０１に収束する。なお、時刻ｔ＝ｔ_１からｔ＝ｔ_２においても、反応容器２０１に収容された抗原２１２の一部は、第２抗体２１４に順次結合される。

図９は、図５における曲線Ｃの一部である部分曲線Ｃ１を拡大した図である。図９に示されるように、本実施形態では、時刻ｔ＝ｔ_１からｔ＝ｔ_２の間の所定の時刻を起点Ｄ_ｓ（ｔ＝ｔ_ｓ）、Ｄ_ｅ（ｔ＝ｔ_３）を終点とする区間を検出区間と呼ぶ。

システム制御回路３６は、下磁場の印加を開始した後、例えば検出区間が開始されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、下磁場の印加が開始される時刻ｔ_０から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ＝ｔ_ｓに達したか否かを判定する（ステップＳＡ３）。なお、検出区間が開始されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時刻０からの所定の経過時間であってもよい。

システム制御回路３６は、検出区間の開始を示す時刻である時刻ｔ＝ｔ_ｓに達すると（ステップＳＡ３のＹｅｓ）、光検出器３１２から継続的に供給される光強度のデータの１つの値をリファレンス値Ｒ（＝Ａ_０１）として取得する（ステップＳＡ４）。

システム制御回路３６は、リファレンス値Ｒの取得後、光検出器３１２から逐次供給される光強度のデータに含まれる光強度Ａ_ｎ（ｎ＝１、２、３…）の１つを測定値として取得する（ステップＳＡ５）。なお、システム制御回路３６は、ステップＳＡ４で取得したリファレンス値Ｒを測定値として利用してもよい。

システム制御回路３６は、測定値Ａ_ｎを取得した後、取得した測定値のデータの数が３以上であるか否か判定する（ステップＳＡ６）。システム制御回路３６は、取得した測定値のデータの数がＮ未満であった場合（ステップＳＡ６のＮｏ）、ステップＳＡ５に戻り次に供給される測定値を取得する。

システム制御回路３６は、取得した測定値のデータの数がＮ以上であった場合（ステップＳＡ６のＹｅｓ）、例えば算出タイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、下磁場の印加を開始する処理が実施された時刻ｔ＝ｔ_０から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ＝ｔ_２に達したか否かを判定する（ステップＳＡ７）。ステップＳＡ７における経過時間とは、ステップＳＡ３における経過時間と同様に、下磁場の印加を開始する時刻ｔ＝ｔ_０からの相対的な経過時間であり、予め経験的、実験的に取得される時間である。なお、システム制御回路３６は、例えば直近に取得したＮ個の光強度のデータのうち、（Ｎ－１）個の光強度のデータがリファレンス値Ｒを超えている場合を算出タイミングとしてもよい。なお、算出タイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時刻ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。

システム制御回路３６は、時刻ｔ＝ｔ_２に達していない場合（ステップＳＡ７のＮｏ）、ステップＳＡ５に戻り次に供給される測定値を取得する。

システム制御回路３６は、時刻ｔ＝ｔ_２に達すると（ステップＳＡ７のＹｅｓ）、磁場発生器３２を制御して下磁場の印加を停止する（ステップＳＡ８）。

下磁場の印加が停止されると、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、下磁場による束縛から解放されることで自然沈降を開始する。図１０は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_２における反応ユニット２内の状態を表す断面図である。図１０に示されるように、下磁場の印加が停止された直後の反応容器２０１の内部状態は、図８で示された状態とほぼ同様である。

光強度Ａは、図５及び図９に示されるように、時刻ｔ＝ｔ_２からｔ＝ｔ_３においてオーバーシュートＯＳ１が発生するため、増加から減少に転じるスパイク状の波形を描く。試薬成分２１３の一部は、センシングエリア２０５から一瞬離脱させられ、図５及び図９に示されるように、時刻ｔ＝ｔ_２からｔ＝ｔ_３においてオーバーシュートＯＳ１が生じる。時刻ｔ＝ｔ_３は、オーバーシュートＯＳ１の発生が収まった時刻である。この下磁場の印加が停止されてからオーバーシュートＯＳ１の発生が収まるまでに要する時間は、下磁場を発生させる動作が停止される時刻が予め設定されているため既知であり、記憶回路３５に予め記憶される。この時間は、例えば下磁場の印加が停止された時刻からの経過時間を決定する際に用いられる。なお、このオーバーシュートＯＳ１の発生が収まるまでに要する経過時間は、事前に実験的に求めてもよい。

また、測定対象となる被検物質を含む試料溶液が陽性の可能性が高いかどうかを判定する基準としては、時刻ｔ＝ｔ_２からｔ＝ｔ_３までの間に生じるオーバーシュートの程度に着目する。例えば、本実施形態に係るシステム制御回路３６は、図９に示されるように、所定の演算を行うことで、例えば算出タイミングを示す点Ｄ_ｃ（ｔ＝ｔ_２）から検出区間の終了を表す点Ｄ_ｅ１（ｔ＝ｔ_３）までの間にプロットされるような急なスパイク状のオーバーシュートが生じた場合を弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。また、システム制御回路３６は、例えば算出タイミングを示す点Ｄ_ｃ（ｔ＝ｔ_２）から検出区間の終了を表す点Ｄ_ｅ２（ｔ＝ｔ_３）までの間にプロットされるような緩やかなスパイク状のオーバーシュートが生じた場合を陽性の可能性が高いと判定する。具体的には、システム制御回路３６は、時刻ｔ＝ｔ_２からｔ＝ｔ_３までの間の光強度変動率の累積積算を演算し、演算された光強度の変動率の積算値が予め設定された規定値Ｔ_Ｓ以下であった場合、陽性の可能性が高いと判定する。システム制御回路３６は、演算された光強度の変動率の積算値が規定値Ｔ_Ｓより大きい場合、弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。

光強度Ａは、オーバーシュートＯＳ１におけるノイズ電流の発生が収まると、時刻ｔ＝ｔ_３からｔ＝ｔ_４において減少する。図１１は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_３からｔ＝ｔ_４における反応機構内の状態を表す断面図である。図１１に示されるように、磁力線ｂに沿って整列された第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、下磁場による束縛から解放されることで、整列された状態が崩され、光導波路２３の上面に向けて無秩序に沈降する。光強度Ａは、図５に示されるように、時刻ｔ＝ｔ_３からｔ＝ｔ_４においてセンシングエリア２０５に第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５が次々に進入するため、大きな減少率で減少する。光強度Ａの減少率は、時間の経過とともに小さくなる。その後、光強度Ａの減少率は、時刻ｔ＝ｔ_４において、ほぼ０となる。すなわち、光強度は、時刻ｔ＝ｔ_４において強度Ａ_０３に収束する。

図１２は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_４からｔ＝ｔ_５における反応機構内の状態を表す断面図である。図１２に示されるように、センシングエリア２０５への第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５の進入が停止する。このため、光強度は、時刻ｔ＝ｔ_４において強度Ａ_０３に収束する。このとき、光導波路２３の上面に接する第２抗体２１４が固定化された複数の磁性粒子２１５の一部は、抗原２１２を介して光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と特異的に結合する。このような第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、光導波路２３の上面に整列して堆積される。すなわち、センシングエリア２０５内は、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５によりほぼ隙間なく占められた状態となる。なお、ｔ＝ｔ_４の段階で光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合していなかった第２抗体２１４が固定化された複数の磁性粒子２１５のうちの一部は、時刻ｔ＝ｔ_４からｔ＝ｔ_５において、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と結合する。

システム制御回路３６は、下磁場の印加を終了した後、光検出器３１２から逐次供給された光強度のデータのうち、直近に取得したＮデータの平均値Ａｖｅ（ｎ）を算出する（ステップＳＡ９）。算出式は、例えば以下で表される。

システム制御回路３６は、光強度の平均値Ａｖｅ（ｎ）を算出した後、ステップＳＡ４で取得したリファレンス値ＲとステップＳＡ９で算出した光強度の平均値Ａｖｅ（ｎ）を用いて光強度の変動率Ｈ_ｎを算出する（ステップＳＡ１０）。算出式は、例えば以下で表される。

システム制御回路３６は、光強度の変動率Ｈ_ｎを算出した後、光強度の変動率Ｈ_ｎの積算値Ｓ_ｎを算出する（ステップＳＡ１１）。算出式は、例えば以下で表される。

システム制御回路３６は、光強度の変動率Ｈ_ｎの積算値Ｓ_ｎを算出した後、例えば検出区間が終了されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時刻ｔ＝ｔ_２から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ＝ｔ_３に達したか否かを判定する（ステップＳＡ１２）。なお、検出区間が終了されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時刻０からの所定の経過時間であってもよい。

システム制御回路３６は、検出区間の終了を示す時刻ｔ＝ｔ_３に達していない場合（ステップＳＡ１２のＮｏ）、次に供給される測定値を取得する（ステップＳＡ１３）。その後、システム制御回路３６は、ステップＳＡ９からステップＳＡ１２までを実行する。

システム制御回路３６は、検出区間の終了を示す時刻ｔ＝ｔ_３に達すると（ステップＳＡ１２のＹｅｓ）、算出された光強度の変動率Ｈ_ｎの積算値Ｓ_ｎと記憶回路３５に記憶された規定値Ｔ_Ｓとを比較し、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓ以下であるか否かを判定する（ステップＳＡ１４）。

システム制御回路３６は、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓ以下であると判定した場合（ステップＳＡ１４のＹｅｓ）、出力制御機能３６６を実行し、測定対象となる被検物質の第１の判定の結果が陽性の可能性が高い旨を、出力ユニット３３を介し、操作者に提示又は報知する（ステップＳＡ１５）。

システム制御回路３６は、操作者への提示又は報知を行った後、時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を継続する（ステップＳＡ１６）。

システム制御回路３６は、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓより大きいと判定した場合（ステップＳＡ１４のＮｏ）、第１の判定の結果の提示又は報知は行わずに、時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を継続する（ステップＳＡ１６）。

システム制御回路３６は、例えば上磁場が印加されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時刻ｔ＝ｔ_２から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ＝ｔ_５に達したか否かを判定する（ステップＳＡ１７）。なお、上磁場が印加されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時刻ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。

システム制御回路３６は、上磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_５に達すると（ステップＳＡ１７のＹｅｓ）、磁場発生器３２を制御して上磁場の印加を開始する（ステップＳＡ１８）。

時刻ｔ＝ｔ_５の直前おいて、第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５は、光導波路２３の上面に整列して堆積されている。このとき、光導波路２３の上面と接する第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５の多くが光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と特異的に結合している。

図１３は、図５に記載される時刻ｔ＝ｔ_６からｔ＝ｔ_７における反応機構内の状態を表す断面図である。図１３における上向きの矢印は、上磁場の印加により発生する磁束Ｂ_２の向きを示す。磁束Ｂ_２は、複数の磁力線ｂで構成され、反応容器２０１を実質的に上方に貫く。図１３に示されるように、光強度ＡがＡ＝Ａ_０２に収束するのは、センシングエリア２０５への第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５の進入が停止するためである。

光強度ＡがＡ＝Ａ_０２に収束されると、図１３に示されるように、センシングエリア２０５には、光導波路２３の上面に固定された第１抗体２１１と特異的に結合した第２抗体２１４が固定化された磁性粒子２１５のみが存在する状態となる。

システム制御回路３６は、上磁場の印加を開始した後、例えば第２の判定が実施されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時刻ｔ＝ｔ_５から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ＝ｔ_７に達したか否かを判定する（ステップＳＡ１９）。なお、第２の判定が実施されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間は、時刻ｔ＝０からの所定の経過時間であってもよい。

システム制御回路３６は、下磁場の印加が停止された後、反応容器２０１内の反応が収束し最終的に被検物質の定性状態の判定をするタイミング、すなわち第２の判定機能３６５を実行する時刻ｔ＝ｔ_７に達すると（ステップＳＡ１９のＹｅｓ）、第２の判定機能３６５を実行し、光検出器３１２から継続的に供給される、収束後の光強度のデータの値Ａ_０２を取得する（ステップＳＡ２０）。

システム制御回路３６は、第２の判定機能３６５を実行し、取得した光強度のデータの値Ａ_０２と記憶回路３５に記憶された閾値Ｔ_Ａを比較することで、第２の判定を行う。システム制御回路３６は、出力制御機能３６６を実行し、出力ユニット３３を介し、第２の判定の結果を操作者に提示又は報知する（ステップＳＡ２１）。なお、システム制御回路３６は、第２の判定の結果を出力する際、第１の判定の結果を第２の判定の結果と同時に同一のディスプレイ等に表示するようにしてもよい。また、第１の判定の結果と第２の判定の結果が明確に識別可能な識別子、例えば「＊」を第１の判定の結果に付加して表示又は印刷するようにしてもよい。

第１の実施形態によれば、光検出器３１２は、混合液２０２が収容されている反応容器２０１内の反応状態に基づいた電気信号を出力する。システム制御回路３６は、予め定められているスケジュールに従って磁場発生器３２を制御し、反応ユニット２に下磁場を印加し、また、反応ユニット２への下磁場の印加を停止する。システム制御回路３６は、下磁場の印加が停止された後に光検出器３１２から出力される電気信号に基づき、被検物質の定性状態を判定する。システム制御回路３６は、判定により得られた定性状態を出力する。これにより、検体測定装置は、第２の判定の実施を待つことなく、被検物質の判定結果を操作者へ通知することが可能となる。このため、操作者は、第２の判定が実施される前に被検物質の定性状態を認知し、認知した定性状態に基づいて次に行う治療の準備に早く取り掛かることができる。

したがって、第１の実施形態に係る検体測定装置１によれば、作業ワークフローの改善を行うことが可能な検体測定装置を提供することが可能となる。

また、第１の実施形態によれば、システム制御回路３６は、オーバーシュートＯＳ１が発生する所定の検出区間において、光強度の変動率Ｈ_ｎの積算値Ｓ_ｎを算出する。システム制御回路３６は、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓ以下であると判定した場合、被検物質の第１の判定の結果が陽性の可能性が高いと判定する。これにより、測定中にランダムに発生する電流ノイズ等の影響を軽減することが可能となる。

また、第１の実施形態によれば、システム制御回路３６は、出力ユニット３３を制御し、第１の判定の結果を第２の判定を実施する前に表示又は印刷する。これにより、操作者は、被検物質の第１の判定の結果を第２の判定が行われる前に予め認知することが可能となる。

また、第１の実施形態によれば、システム制御回路３６は、出力ユニット３３を制御し、第１の判定の結果と第２の判定の結果が明確に識別可能な識別子を第１の判定の結果に付加して表示又は印刷する。これにより、操作者は、表示又は印刷された測定結果が、第１の判定による測定結果であるか、又は、第２の判定による測定結果であるかを容易に認識することが可能となる。

［変形例］
第１の実施形態では、第１の判定を行い判定結果が陽性の可能性が高い旨を示す場合に、第１の判定の結果を表示又は報知した後において、測定を継続し第２の判定を実施する場合について説明した。変形例では、第１の判定を行い判定結果が陽性の可能性が高い旨を示す場合に、第１の判定の結果を出力又は報知した後において、操作者に時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を中断することを決定する操作入力を促す旨を表示し、測定中断の入力を受け付けた場合には、時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を中断し、第２の判定は行わずに第１の判定の結果を第２の判定の結果として出力又は報知する場合について説明する。

変形例に係る検体測定装置１Ａは、反応ユニット２及び測定システム３Ａを備える。

測定システム３Ａは、検知ユニット３１、磁場発生器３２、出力ユニット３３、入力インタフェース回路３４、記憶回路３５及びシステム制御回路３６Ａを有する。

システム制御回路３６Ａは、例えば検体測定装置１Ａの各構成回路を制御するプロセッサである。システム制御回路３６Ａは、検体測定装置１Ａの中枢として機能する。システム制御回路３６Ａは、記憶回路３５から各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで光源制御機能３６１、磁場制御機能３６２Ａ、演算機能３６３、第１の判定機能３６４、第２の判定機能３６５Ａ及び出力制御機能３６６Ａを実現する。

磁場制御機能３６２Ａは、磁場発生器３２を制御し、所定の条件で磁場を発生させる機能である。磁場制御機能３６２では、システム制御回路３６Ａは、記憶回路３５から設定情報を読出し、読み出した設定情報に基づいて磁場発生器３２から磁場を発生させる。システム制御回路３６Ａは、入力インタフェース回路３４を介して、操作者から測定を中断する旨の操作入力を受け付けた場合、時刻ｔ_３以降に行う処理を中断、すなわち上磁場の印加の開始を停止する。

第２の判定機能３６５Ａは、上磁場の印加中に光検出器３１２から供給される光強度のデジタルデータに基づいて被検物質の定性状態を判定する第２の判定を実施する機能である。第２の判定機能３６５Ａでは、システム制御回路３６Ａは、記憶回路３５から設定情報及び閾値Ｔ_Ａを読出す。システム制御回路３６は、読出した設定情報に含まれる実行タイミングに合わせて、被検物質の定性状態を判定する。システム制御回路３６Ａは、供給された時系列の光強度のデジタルデータに含まれる光強度が閾値Ｔ_Ａ以下であった場合、例えば被検物質の測定結果を陽性の可能性が高いと判定する。システム制御回路３６Ａは、デジタルデータに含まれる光強度が閾値Ｔ_Ａより大きい場合、例えば被検物質の測定結果は弱陽性又は陰性の可能性が高いと判定する。また、システム制御回路３６Ａは、入力インタフェース回路３４を介して、操作者から測定を中断する旨の操作入力を受け付けた場合、時刻ｔ＝ｔ_３以降に行う処理を中断、すなわち第２の判定の実施を停止する。

出力制御機能３６６Ａは、出力ユニット３３を制御し、操作者に対して判定結果等を出力する機能である。出力制御機能３６６Ａでは、システム制御回路３６Ａは、表示回路３３１を制御し、第１の判定の結果又は第２の判定の結果等を操作者に表示する。システム制御回路３６は、報知器３３２を制御し、第１の判定の結果又は第２の判定の結果等を操作者に報知する。報知は、音等で知らせる方法を含む。システム制御回路３６Ａは、プリンタ３３３を制御し、第１の判定の結果又は第２の判定の結果等を印刷する。システム制御回路３６Ａは、第１の判定の結果が陽性の可能性が高い旨を示す場合、表示回路３３１を制御して操作者に時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を中断することを決定する操作入力を受け付けるボタンを表示する。システム制御回路３６Ａは、入力インタフェース回路３４を介して、操作者から測定を中断する旨の操作入力を受け付けた場合、第１の判定の結果を第２の判定の結果として出力する。

次に、変形例の実施形態の動作について説明する。

図１４及び図１５は、変形例に係るシステム制御回路３６Ａが制御する動作のフローチャートの一例を表す図である。以下、ステップＳＢ１乃至ＳＢ１４については、図３及び図４に示されるステップＳＡ１乃至ＳＡ１４とそれぞれ同様であるため、ここではステップＳＢ１５乃至ＳＢ２７について説明する。

システム制御回路３６Ａは、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓ以下であると判定した場合（ステップＳＢ１４のＹｅｓ）、出力制御機能３６６Ａを実行し、測定対象となる被検物質の第１の判定の結果が陽性の可能性が高い旨を、出力ユニット３３を介し、操作者に提示又は報知する（ステップＳＢ１５）。

システム制御回路３６Ａは、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓより大きいと判定した場合（ステップＳＢ１４のＮｏ）、第１の判定の結果の提示又は報知は行わずに、ｔ＝時刻ｔ_３以降の測定を継続する（ステップＳＢ２０）。

システム制御回路３６Ａは、操作者への提示又は報知を行った後、出力制御機能３６６を実行し、表示回路３３１を介して操作者に時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を中断することを決定する操作入力を受け付けるボタンを表示する（ステップＳＢ１６）。

システム制御回路３６Ａは、入力インタフェース回路３４を介して操作者から測定を中断することを決定する操作入力が行われたか否かを判定する（ステップＳＢ１７）。

システム制御回路３６Ａは、操作者から測定を中断することを決定する操作入力があった場合（ステップＳＢ１７のＹｅｓ）、その後の測定を中断する（ステップＳＢ１８）。すなわち、第２の判定機能３６５の実行による第２の判定は実施しない。

システム制御回路３６Ａは、ステップＳＢ１８において測定を中断した後、出力制御機能３６６を実行し、出力ユニット３３を介して第１の判定の結果を第２の判定の結果として出力する（ステップＳＢ１９）。このとき、陽性の可能性が高い旨の第１の判定の結果を出力したチャンネルとは別のチャンネルに関しては判定未確認として測定結果を出力しない。なお、第１の判定の結果と第２の判定の結果が明確に識別可能な識別子、例えば「＊」を第１の判定の結果に付加して表示又は印刷するようにしてもよい。

システム制御回路３６Ａは、操作者から測定を中断する旨の操作入力がない場合（ステップＳＢ１７のＮｏ）、時刻ｔ＝ｔ_３以降の測定を継続する（ステップＳＢ２０）。

システム制御回路３６Ａは、入力インタフェース回路３４を介して操作者から測定を中断することを決定する操作入力が行われたか否かを判定する（ステップＳＢ２１）。

システム制御回路３６Ａは、操作者から測定を中断することを決定する操作入力があった場合（ステップＳＢ２１のＹｅｓ）、その後の測定を中断する（ステップＳＢ１８）。なお、ステップＳＢ１５にて第１の判定の結果の出力をしていない場合には（ステップＳＢ１４のＮｏ）、操作者から測定を中断することを決定する操作入力があっても測定を中断せずに、ステップＳＢ２２に処理を進める。但し、複数チャンネル同時並行測定を行う場合等、他のチャンネルにて第１の判定の結果を出力している場合は測定を中断しても良い（ステップＳＢ１８）。

システム制御回路３６Ａは、操作者から測定を中断することを決定する操作入力がない場合（ステップＳＢ２１のＮｏ）、例えば上磁場が印加されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時刻ｔ＝ｔ_２から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ＝ｔ_５に達したか否かを判定する（ステップＳＢ２２）。

システム制御回路３６Ａは、上磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_５に達すると（ステップＳＢ２２のＹｅｓ）、磁場発生器３２を制御して上磁場の印加を開始する（ステップＳＢ２３）。

システム制御回路３６Ａは、上磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_５に達していない場合（ステップＳＢ２２のＮｏ）、再び入力インタフェース回路３４を介して操作者から測定を中断することを決定する操作入力が行われたか否かを判定する（ステップＳＢ２１）。

システム制御回路３６Ａは、上磁場の印加を開始した後、入力インタフェース回路３４を介して操作者から測定を中断することを決定する操作入力が行われたか否かを判定する（ステップＳＢ２４）。

システム制御回路３６Ａは、操作者から測定を中断することを決定する操作入力があった場合（ステップＳＢ２４のＹｅｓ）、その後の測定を中断する（ステップＳＢ１８）。なお、ステップＳＢ１５にて第１の判定の結果の出力をしていない場合には（ステップＳＢ１４のＮｏ）、操作者から測定を中断することを決定する操作入力があっても測定を中断せずに、ステップＳＢ２５に処理を進める。但し、複数チャンネル同時並行測定を行う場合等、他のチャンネルにて第１の判定の結果を出力している場合は測定を中断しても良い（ステップＳＢ１８）。

システム制御回路３６Ａは、操作者から測定を中断する旨の操作入力がない場合（ステップＳＢ２４のＮｏ）、例えば第２の判定が実施されるタイミングを規定する情報に含まれる経過時間を用いて、時刻ｔ＝ｔ_５から所定の経過時間が経過したか否か、すなわち時刻ｔ_７に達したか否かを判定する（ステップＳＢ２５）。

システム制御回路３６Ａは、時刻ｔ＝ｔ_７に達していない場合（ステップＳＢ２５のＮｏ）、再び入力インタフェース回路３４を介して操作者から測定を中断することを決定する操作入力が行われたか否かを判定する（ステップＳＢ２４）。

システム制御回路３６Ａは、時刻ｔ＝ｔ_７に達すると（ステップＳＢ２５のＹｅｓ）、第２の判定機能３６５Ａを実行し、光検出器３１２から継続的に供給される、収束後の光強度のデータの値Ａ_０２を取得する（ステップＳＢ２６）。

システム制御回路３６Ａは、第２の判定機能３６５Ａを実行し、取得した光強度のデータの値Ａ_０２と記憶回路３５に記憶された閾値Ｔ_Ａを比較することで、第２の判定を行う。システム制御回路３６は、出力制御機能３６６Ａを実行し、表示回路３３１又は報知器３３２を介し、第２の判定の結果を操作者に提示又は報知する（ステップＳＢ２７）。なお、システム制御回路３６Ａは、第２の判定の結果を出力する際、第１の判定の結果を第２の判定の結果と同時に同一のディスプレイ等に表示するようにしてもよい。また、第１の判定の結果と第２の判定の結果が明確に識別可能な識別子、例えば「＊」を第１の判定の結果に付加して表示又は印刷するようにしてもよい。

変形例によれば、システム制御回路３６Ａは、入力インタフェース回路３４を介して操作者から測定を中断することを決定する操作入力あった場合、第２の判定の実施を停止する。これにより、操作者は、測定状況に応じて第１の判定の測定結果を第２の判定の測定結果として利用することを選択することができ、測定時間を短縮させることが可能となる。

なお、本変形例によれば、図１４及び図１５にて説明したフローをより簡略化することも可能である。例えば、図１５に示されるステップＳＢ１４以降の処理において、操作入力等の処理（ステップＳＢ１５～ＳＢ１７、ＳＢ２１、及びＳＢ２４）を省略し、自動的に第２の判定の結果を出力することもできる（ステップＳＢ１９、ステップＳＢ２７）。

具体的には、システム制御回路３６Ａは、図１５に示されるステップＳＢ１４において、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓ以下であると判定した場合（ステップＳＢ１４のＹｅｓ）、ステップＳＢ１５～ＳＢ１７を省略し、直ちに測定を中断する（ステップＳＢ１８）。システム制御回路３６Ａは、第１の判定の結果を第２の判定の結果として出力する（ステップＳＢ１９）。

また、システム制御回路３６Ａは、積算値Ｓ_ｎが規定値Ｔ_Ｓより大きいと判定した場合（ステップＳＢ１４のＮｏ）、ステップＳＢ２１を省略し、上磁場を印加する時刻ｔ＝ｔ_５に達すると（ステップＳＢ２２のＹｅｓ）、磁場発生器３２を制御して上磁場を印加する（ステップＳＢ２３）。システム制御回路３６Ａは、ステップＳＢ２４を省略し、時刻ｔ＝ｔ_７に達すると（ステップＳＢ２５のＹｅｓ）、第２の判定機能３６５Ａを実行し、光検出器３１２から継続的に供給される収束後の光強度のデータの値Ａ_０２を取得する（ステップＳＢ２６）。システム制御回路３６Ａは、収束後の光強度のデータの値Ａ_０２に基づいて第２の判定の結果を出力する（ステップＳＢ２７）。

上記のような簡略化により、第１の判定機能３６４による第１の判定の結果を第２の判定の結果として、すなわち前判定の結果をそのまま自動的に出力することが可能となる。これにより、前判定と比して判定の結果を得るまでに時間を要する後判定を行う必要がなくなる。

上記のような簡略化により、第１の判定が可能であった場合には、第１の判定の結果を直ちに第２の判定の結果として自動的に出力する。換言すると、第１の判定により得られた判定結果を第１の判定の結果として出力しない。これにより、後判定を待つことなく迅速な検査を行うことが可能となる。

［他の実施形態］
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の実施形態及び変形例では、検出区間で取得される光強度の変動率Ｈ_ｎの積算値Ｓ_ｎを測定結果が陽性の可能性が高いかどうかを判定するための指標としていたが、検出区間で取得される光強度の傾き又は積分値を測定結果が陽性の可能性が高いかどうかを判定するための指標としてもよい。これにより、より低い計算負荷で第１の判定を行うことが可能となる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、第１の実施形態及び変形例１の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として表示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１Ａ…検体測定装置、２…反応ユニット、３…測定システム、２１…筐体、２２…透明基板、２３…光導波路、２４…保護部材、３１…検知ユニット、３２…磁場発生器、３３…出力ユニット、３４…入力インタフェース回路、３５…記憶回路、３６、３６Ａ…システム制御回路、２０１…反応容器、３１１…光源、３１２…光検出器、３２ａ…上磁場発生器、３２ｂ…下磁場発生器、３３１…表示回路、３３２…報知器、３３３…プリンタ、３６１…光源制御機能、３６２、３６２Ａ…磁場制御機能、３６３…演算機能、３６４…第１の判定機能、３６５、３６５Ａ…第２の判定機能、３６６、３６６Ａ…出力制御機能。

Claims (18)

1. 被検物質と試薬との混合液が収容されている反応容器内の反応状態に基づいた電気信号を出力する反応状態信号出力部と、
   前記反応容器内の反応を促進させるエネルギーを前記反応容器に印加する反応促進部と、
   前記エネルギーの印加状態を、予め定められているタイムスケジュールに従って切り替える印加状態切替制御部と、
   前記エネルギーの印加状態が切り替わった後に出力される前記電気信号に基づいて前記被検物質の定性状態に関する第１の判定を実行し、前記第１の判定後に出力される前記電気信号に基づいて前記被検物質の定性状態に関する第２の判定を実行する判定部と、
   前記第１の判定による第１の判定結果と、前記第２の判定による第２の判定結果とを出力する定性状態出力部と
   を具備する、検体測定装置。
2. 前記反応状態信号出力部は、前記反応容器内の反応状態と関連する光を検出し、前記検出した光に基づいて前記電気信号を発生する請求項１に記載の検体測定装置。
3. 前記反応状態信号出力部は、前記反応容器の一面として設けられる光導波路を伝搬する光を検出し、前記検出した光の、前記反応容器内の反応状態に応じて変化する強度に基づいて前記電気信号を発生する請求項２に記載の検体測定装置。
4. 前記判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後に出力される前記電気信号を受信し、前記電気信号から求められる光の強度のスパイク状の変化と、予め設定される規定値とに基づいて前記被検物質の定性状態を判定する請求項３に記載の検体測定装置。
5. 前記判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後に出力される前記電気信号を受信し、前記電気信号から求められる光の強度のスパイク状の変化が起こる時間帯の値の積分値と、予め設定される規定値とに基づいて前記被検物質の定性状態を判定する、請求項３に記載の検体測定装置。
6. 前記判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後に出力される前記電気信号を受信し、前記電気信号から求められる光の強度についてスパイク状の変化が起こる時間帯の値の累積積算量と、予め設定される規定値とに基づいて前記被検物質の定性状態を判定する、請求項３に記載の検体測定装置。
7. 前記判定部は、前記エネルギーの印加状態が切り替わった後、前記反応容器内の反応が収束する所定の時間が経過すると、前記第２の判定として前記被検物質の定性状態を判定し、
   前記定性状態出力部は、前記第２の判定前に前記判定の結果を出力する、請求項１乃至６のうちいずれかに記載の検体測定装置。
8. 前記判定部は、前記判定の結果の出力に対して所定の指示が入力されると、前記第２の判定を実施しない請求項７に記載の検体測定装置。
9. 前記定性状態出力部は、前記判定の結果を前記第２の判定の結果として出力する請求項８に記載の検体測定装置。
10. 前記定性状態出力部は、前記出力される前記第２の判定の結果が前記判定の結果であることを識別可能に出力する請求項９に記載の検体測定装置。
11. 前記定性状態出力部は、前記判定の結果と、前記第２の判定の結果とを識別可能に出力する請求項７に記載の検体測定装置。
12. 前記反応促進部は、磁場を前記反応容器に印加する請求項１乃至１１のうちいずれかに記載の検体測定装置。
13. 前記判定部は、前記エネルギーの印加を停止した後に出力される前記電気信号に基づいて前記被検物質の定性状態を判定する請求項１乃至１２のうちいずれかに記載の検体測定装置。
14. 前記被検物質の定性状態は、前記被検物質の測定結果が示す陽性又は陰性の度合いである請求項１乃至１３のうちいずれかに記載の検体測定装置。
15. 前記所定の指示は、前記被検物質の測定を中断する旨の指示である請求項８乃至１０のうちいずれかに記載の検体測定装置。
16. 前記定性状態出力部は、前記電気信号が所定の条件を満たす場合に、前記判定により得られた定性状態を出力する請求項１に記載の検体測定装置。
17. 前記定性状態出力部は、前記累積積算量が前記規定値以下である場合に、前記判定により得られた定性状態を出力する請求項６に記載の検体測定装置。
18. 前記判定部は、前記エネルギーの印加を停止した後に出力される電気信号に基づいて前記第１の判定を行い、前記エネルギーの印加を開始した後に出力される電気信号に基づいて前記第２の判定を行う、
    請求項１乃至１７のうちいずれかに記載の検体測定装置。

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