WO2020195871A1 - 分析装置及び分析方法 - Google Patents

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WO2020195871A1
WO2020195871A1 PCT/JP2020/010705 JP2020010705W WO2020195871A1 WO 2020195871 A1 WO2020195871 A1 WO 2020195871A1 JP 2020010705 W JP2020010705 W JP 2020010705W WO 2020195871 A1 WO2020195871 A1 WO 2020195871A1
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reaction
reaction region
count value
calculation unit
signal
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PCT/JP2020/010705
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齋藤　敦
糸長　誠
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株式会社Ｊｖｃケンウッド
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    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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    • G01N21/253—Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus
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    • 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
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    • G01N2021/1791—Time resolved stroboscopic; pulse gated; time range gated
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    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to an analyzer and an analysis method for analyzing a biological substance such as an antigen or an antibody.
  • An immunoassay (immunoassay) is known that quantitatively analyzes the effects of disease detection and treatment by detecting a specific antigen or antibody associated with a disease as a biomarker.
  • Patent Document 1 in the sample detection unit, a plurality of wells serving as a reaction region are formed by a cartridge having a plurality of through holes and an analysis substrate.
  • a measurement range which is a range for the analyzer to count fine particles, is preset on the analysis substrate, and wells are formed at positions where the measurement area and the through hole coincide with each other. ing.
  • a buffer solution containing the antibody is injected into the well to fix the antibody on the analysis substrate, and then washed and dried.
  • a sample solution containing the substance to be detected is injected into the well, and the substance to be detected is bound to the antibody, followed by washing and drying.
  • a buffer solution containing fine particles that bind to the detection target substance is injected into the well, and the fine particles are bound to the detection target substance to form a reaction region in which the detection target substance is captured by the antibody and the fine particles.
  • the substance to be detected is indirectly quantified by removing the cartridge from the sample detection unit in which the reaction region is formed, applying the analysis substrate from which the cartridge has been removed to an analyzer, and counting the fine particles detected from the measurement range. ..
  • the reaction region may be formed at a position deviated from the preset measurement range on the analysis substrate. If the reaction region deviates from the measurement range, it is not possible to accurately quantify the fine particles in the measurement range, which causes deterioration of the analysis accuracy.
  • the measurement range is set smaller than the reaction region so that the reaction region does not deviate from the measurement range in consideration of the deviation amount of the reaction region, the binding status between the antibody and the substance to be detected in the reaction region or
  • a region having a large count value and a region having a small count value coexist, so that an in-plane distribution of the count value occurs, which is a factor that deteriorates the analysis accuracy. ..
  • the fine particles can be accurately quantified and the deterioration of the analysis accuracy can be suppressed. It is an object of the present invention to provide an analyzer and an analysis method capable of performing the same.
  • an analyzer using an analytical substrate in which a plurality of reaction regions are formed by fixing fine particles labeling the detection target substance to the detection target substance captured on the track In an analyzer using an analytical substrate in which a plurality of reaction regions are formed by fixing fine particles labeling the detection target substance to the detection target substance captured on the track.
  • An optical pickup that receives reflected light obtained by irradiating the analysis substrate with laser light and generates a light reception level signal, and a measurement range is preset on the analysis substrate.
  • a gate signal corresponding to a plurality of divided measurement ranges divided in the circumferential direction is generated for each of the plurality of tracks within the range, and a fine particle pulse signal is extracted from the received light level signal using the gate signal.
  • a signal processing circuit that counts the number of pulses for each gate signal from the extracted fine particle pulse signal and outputs a count value for each divided measurement range, and the measurement based on the count value output from the signal processing circuit.
  • a count value in-plane distribution generator that generates count value in-plane distribution data in a range, a reaction region position coordinate calculation unit that estimates the positions of all the reaction regions based on the count value in-plane distribution data, and an estimation.
  • An analyzer is provided that includes a count value calculation unit in the reaction region for calculating the count value for all the reaction regions.
  • the optical pickup is attached to the analysis substrate in which a plurality of reaction regions are formed by fixing the fine particles labeling the detection target substance to the detection target substance captured on the track.
  • the reflected light obtained by irradiating the laser beam is received and a light receiving level signal is generated
  • the signal processing circuit has a measurement range set in advance on the analysis substrate, and a plurality of measurement ranges within the measurement range are set in advance.
  • a gate signal corresponding to a plurality of divided measurement ranges divided in the circumferential direction is generated for each of the tracks, and a fine particle pulse signal is extracted from the light receiving level signal using the gate signal, and the extracted fine particles.
  • the number of pulses is counted for each gate signal from the pulse signal, the count value is output for each divided measurement range, and the count value in-plane distribution generator measures the measurement based on the count value output from the signal processing circuit.
  • the count value in-plane distribution data in the range is generated, the reaction region position coordinate calculation unit estimates the positions of all the reaction regions based on the count value in-plane distribution data, and the reaction region count value calculation unit , An analysis method for calculating a count value is provided for all of the estimated reaction regions.
  • the fine particles can be accurately quantified, and the analysis accuracy can be improved. Deterioration can be suppressed.
  • the analyzer 1 includes a turntable 2, a clamper 3, a turntable drive unit 4, a turntable drive circuit 5, a reference position detection sensor 6, a guide shaft 7, an optical pickup 8, and an optical pickup drive circuit 9. And. Further, the analyzer 1 includes a signal processing circuit 11, a control unit 12, a count value in-plane distribution generation unit 13, a reaction region position coordinate calculation unit 14, a reaction region position determination unit 15, and a reaction region in-plane count value. It includes a calculation unit 16.
  • CPU Central
  • a plurality of reaction regions 30 are formed on the analysis substrate 20.
  • the analysis substrate 20 is placed on the turntable 2 so that the reaction region 30 faces downward.
  • the analysis substrate 20 is, for example, an optical disc having a disk shape.
  • the clamper 3 is driven in the direction of separation and the direction of approaching the turntable 2.
  • the analysis substrate 20 is held by the clamper 3 and the turntable 2.
  • the turntable drive unit 4 rotationally drives the turntable 2 together with the analysis board 20 and the clamper 3 around the rotation axis C2.
  • a spindle motor may be used as the turntable drive unit 4.
  • the turntable drive circuit 5 controls the turntable drive unit 4.
  • the turntable drive circuit 5 controls the turntable drive unit 4 so that the turntable 2 rotates together with the analysis board 20 and the clamper 3 at a constant linear velocity.
  • the reference position detection sensor 6 is arranged near the outer peripheral portion of the analysis substrate 20.
  • the reference position detection sensor 6 is an optical sensor such as a photoreflector.
  • the reference position detection sensor 6 irradiates the outer peripheral portion of the analysis substrate 20 with the detection light 6a while the analysis substrate 20 is rotating, and receives the reflected light from the analysis substrate 20.
  • the reference position detection sensor 6 detects the notch 21 of the analysis board 20 to generate a reference position detection signal KS, and outputs the reference position detection signal KS to the signal processing circuit 11.
  • the reference position detection signal KS is, for example, a pulse that rises and turns on when the notch 21 reaches the detection position of the reference position detection sensor 6, that is, a position where the detection light 6a is irradiated, and falls and turns off when it passes. It is a signal.
  • the reference position detection sensor 6 detects the reference position for each rotation cycle and track of the analysis substrate 20.
  • a transmissive optical sensor may be used as the reference position detection sensor 6.
  • the reference position detection sensor 6 irradiates the analysis substrate 20 with the detection light 6a and receives the detection light 6a passing through the notch 21 to reference the rotation cycle of the analysis substrate 20 and each track. Detect the position.
  • the guide shaft 7 is arranged parallel to the analysis substrate 20 and along the radial direction of the analysis substrate 20.
  • the optical pickup 8 is supported by a guide shaft 7.
  • the optical pickup 8 has an objective lens 81.
  • the optical pickup drive circuit 9 controls the drive of the optical pickup 8.
  • the optical pickup drive circuit 9 moves the optical pickup 8 along the guide shaft 7 and moves the objective lens 81 of the optical pickup 8 in the vertical direction.
  • the optical pickup 8 is driven along the guide shaft 7 in a direction orthogonal to the rotation axis C2 of the turntable 2, in the radial direction of the analysis substrate 20, and in parallel with the analysis substrate 20.
  • the optical pickup 8 irradiates the laser beam 82 toward the analysis substrate 20.
  • the laser beam 82 is focused by the objective lens 81 on the track region 22 in which the reaction region 30 of the analysis substrate 20 is formed.
  • the optical pickup 8 is driven in the radial direction of the analysis substrate 20.
  • the optical pickup 8 receives the reflected light from the analysis substrate 20.
  • the optical pickup 8 detects the light receiving level of the reflected light, generates a light receiving level signal JS, and outputs the light receiving level signal JS to the signal processing circuit 11.
  • the control unit 12 controls the turntable drive circuit 5, the optical pickup drive circuit 9, and the signal processing circuit 11.
  • the control unit 12 controls the turntable drive circuit 5 to rotate or stop the turntable 2 at a constant linear speed, for example.
  • the control unit 12 controls the optical pickup drive circuit 9 to move the optical pickup 8 to a target position in the radial direction of the analysis substrate 20, or an objective lens so that the laser beam 82 is focused on the track region 22. Adjust the vertical position of 81.
  • the control unit 12 outputs the measurement parameter SP to the signal processing circuit 11.
  • the measurement parameter SP is a measurement parameter for generating a plurality of measurement gate signals GS, and includes the number of reaction regions 30, the time corresponding to the distance from the notch 21 to each reaction region 30, and the measurement gate in each track. Includes measurement information such as signal GS timing and gate width.
  • the signal processing circuit 11 is, for example, a counter. The processing of the count value in-plane distribution generation unit 13, the reaction region position coordinate calculation unit 14, the reaction region position determination unit 15, and the reaction region in-plane count value calculation unit 16 will be described later.
  • FIG. 2 shows a state in which the analysis substrate 20 shown in FIG. 1 is turned upside down.
  • a plurality of antibodies 32 that bind to a specific antigen of the substance to be detected 31 are immobilized on the analysis substrate 20.
  • the substance to be detected 31 binds to the antibody 32 and is fixed on the analysis substrate 20.
  • a plurality of antibodies that bind to a specific antigen of the detection target substance 31 are immobilized on the surface of the fine particles 33 that label the detection target substance 31.
  • the fine particles 33 are specifically bound to the substance to be detected 31 and captured on the analysis substrate 20. Therefore, the substance to be detected 31 is captured by the antibody 32 and the fine particles 33 on the track of the analysis substrate 20 by the sandwich method.
  • the substance to be detected 31 is, for example, an exosome.
  • step S1 the control unit 12 controls the turntable drive circuit 5 so that the analysis substrate 20 rotates at a constant linear speed, for example, and the turntable drive unit 4 rotates and drives the turntable 2. Let me.
  • step S2 the control unit 12 irradiates the detection light 6a from the reference position detection sensor 6 toward the analysis substrate 20.
  • step S3 the control unit 12 irradiates the laser beam 82 from the optical pickup 8 toward the analysis substrate 20.
  • the control unit 12 may execute step S3 after step S2, may execute step S2 after step S3, or may execute step S2 and step S3 at the same time.
  • step S4 the control unit 12 controls the optical pickup drive circuit 9 and moves the optical pickup 8 so that the target track of the analysis substrate 20 is irradiated with the laser beam 82.
  • step S5 the reference position detection sensor 6 generates the reference position detection signal KS by detecting the notch portion 21, and outputs the reference position detection signal KS to the signal processing circuit 11.
  • the optical pickup 8 receives the reflected light from the analysis substrate 20 in step S6.
  • the optical pickup 8 detects the light receiving level of the reflected light, generates a light receiving level signal JS (first detection signal), and outputs the light receiving level signal JS (first detection signal) to the signal processing circuit 11.
  • the control unit 12 outputs the measurement parameter SP to the signal processing circuit 11.
  • the signal processing circuit 11 acquires the reference position detection signal KS from the reference position detection sensor 6, acquires the light receiving level signal JS from the optical pickup 8, and acquires the measurement parameter SP and the track information TF from the control unit 12.
  • the track information TF includes information (for example, information such as a track number or a track position) of a target track (track to be measured) to which the laser beam 82 is irradiated in step S4.
  • step S8 the signal processing circuit 11 acquires the phase SA in the track TR to be measured based on the reference position detection signal KS and the track information TF.
  • the phase SA is preset for each track.
  • the signal processing circuit 11 may have a storage unit that stores the phase SA set for each track as table format data.
  • the signal processing circuit 11 can recognize the track number or track position of the track currently being measured from the track information TF, and can acquire the phase SA corresponding to that track.
  • the signal processing circuit 11 generates a plurality of measurement gate signals GS based on the reference position detection signal KS, the phase SA, and the measurement parameter SP.
  • FIG. 4 shows the reference position detection signal KS in the track TR, (b) to (g) show a plurality of measurement gate signals GS1 to GSm in the track TR, and (h) shows the light receiving level in the track TR. It shows the signal JS.
  • the signal processing circuit 11 generates the measurement gate signal GS1 that rises from the falling point of the reference position detection signal KS to the time after the phase SA on the track currently being measured, based on the measurement parameter SP. Further, the signal processing circuit 11 generates the measurement gate signal GS2 that rises at the time when the measurement gate signal GS1 falls. In this way, the signal processing circuit 11 generates a plurality of measurement gate signals GS in the track currently being measured. Further, the signal processing circuit 11 generates a plurality of measurement gate signals GS for each track based on the reference position detection signal KS, the phase SA, and the measurement parameter SP in each track. That is, the signal processing circuit 11 generates a gate signal GS corresponding to a plurality of divided measurement ranges divided in the circumferential direction for each of the plurality of tracks TR in the measurement range RM.
  • FIG. 5 shows the positional relationship between the reaction region 30, the measurement range RM by the measurement gate signals GS1 to GSm, and the tracks TR1 to TRn to be measured.
  • the reaction region 30 when formed at the target position on the analysis substrate 20 is shown by a solid line
  • the reaction region 30 when formed at a position deviated from the target position is shown by a two-dot chain line. ing. Even if the reaction region 30 is formed at a position deviated from the target position, it is desirable that the measurement range RM is set larger than the reaction region 30 so that the reaction region 30 is located within the measurement range RM.
  • step S9 the signal processing circuit 11 performs fine particle pulse signals BS1 to BSm (second second) from the light receiving level signal JS output from the optical pickup 8 for each measurement gate signal GS1 to GSm in all the tracks TR1 to TRn.
  • the detection signal) is extracted, the number of pulses is counted for each of the fine particle pulse signals BS1 to BSm, and the count value CV for each measurement gate signal GS1 to GSm of all the tracks TR1 to TRn is acquired. That is, the signal processing circuit 11 counts the fine particles 33 specifically bound to the detection target substance 31 captured in the reaction region 30 for each measurement gate signal GS.
  • FIG. 4H shows an example of the fine particle pulse signals BS1 to BSm in the track TRk shown in FIG.
  • step S10 the count value in-plane distribution generation unit 13 acquires the reference position detection signal KS, the track information TF, and the count value CV from the signal processing circuit 11 via the control unit 12, and in the measurement range RM.
  • the in-plane distribution data of the count value is generated as the count data TCD in a table format.
  • the table-format count data TCD is simply referred to as the table data TCD.
  • FIG. 6 shows an example of table data TCD.
  • the numerical values in FIG. 6 show an example of the count value CV of the number of pulses in the fine particle pulse signal BS for each measurement gate signal GS1 to GSm of the tracks TR1 to TRn in the measurement range RM.
  • the count value CV is indicated by a numerical value of 10, 50, or 100 in FIG. 6, the actual count value is actually input. That is, in the reaction region 30, the number of pulses in the fine particle pulse signal BS is counted for each of the plurality of divided measurement ranges divided in the circumferential direction with respect to each of the plurality of tracks TR in the measurement range RM.
  • the reaction area position coordinate calculation unit 14 acquires the table data TCD from the count value in-plane distribution generation unit 13 in step S11. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 acquires the in-plane distribution of the count value from the table data TCD and estimates the position of the reaction region 30 (for example, the center coordinates of the reaction region 30). The reaction region position coordinate calculation unit 14 estimates the position of the reaction region 30 from the total value of the count values CV included in the shape having a predetermined size based on the count value in-plane distribution data.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 corresponds to the above circle by processing the in-plane distribution of the count values in the table data TCD as an image.
  • the region may be specified and the center coordinates of the reaction region 30 may be estimated from the center position of the circle.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 may estimate the position (range) of the reaction region 30 from a predetermined radius and center coordinates.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 scans the circle corresponding to the reaction region 30 with respect to the table data TCD, and sets the center position (center) of the circle having the maximum total count value in the circle as the reaction region 30. It may be a position (center coordinates).
  • the reaction area position coordinate calculation unit 14 may acquire the score SC indicating the certainty of detection from the in-plane distribution of the count values.
  • the score SC is an index generally used in image recognition, and indicates the degree to which a figure obtained from an in-plane distribution and a circle having a predetermined radius match. The higher the degree of matching, the higher the score SC.
  • the control unit 12, the reference position detection sensor 6, the optical pickup 8, the signal processing circuit 11, the count value in-plane distribution generation unit 13, or the reaction region position coordinate calculation unit 14 may perform steps S4 to S11 for all reaction regions 30. Execute the process. As a result, the reaction region position coordinate calculation unit 14 estimates the positions (center coordinates) of all the reaction regions 30 and acquires the score SC.
  • the reaction region position determination unit 15 estimates the positions (center coordinates) of all the reaction regions 30 from the reaction region position coordinate calculation unit 14, and acquires the score SC. Further, the reaction region position determination unit 15 determines at least one of the position (center coordinates) of the reaction region 30 and the score SC, and based on the determination result, determines the reference reaction region 30 (first reaction region). Select. The number of the first reaction regions selected by the reaction region position determination unit 15 is two or three.
  • the reaction region position determination unit 15 determines whether or not the center coordinates C30 are located in a predetermined region for all the reaction regions 30, and the reaction region 30 whose center coordinates are located in the predetermined region. May be selected as the reference reaction region 30.
  • the reaction region position determination unit 15 determines, for example, whether or not the score SC is equal to or higher than the threshold value for all the reaction regions 30, and selects the reaction region 30 having the score SC equal to or higher than the threshold value as the reference reaction region 30. You may.
  • the reaction region position determination unit 15 may select, for example, the reaction region 30 in which the difference in the count values of the continuous gate signals GS is larger than the threshold value as the reference reaction region 30.
  • the operator may confirm the in-plane distribution of the count value and select the reference reaction region 30 by GUI (Graphical User Interface) or the like.
  • GUI Graphic User Interface
  • FIG. 7 shows a state in which eight reaction regions 30 are formed on the same circumference at equal intervals on the analysis substrate 20. In order to distinguish the eight reaction regions 30, they are shown as reaction regions 30a to 30h in FIG. The case where the reaction region position determination unit 15 selects the three reaction regions 30a, 30d, and 30f shown in FIG. 7 as the reference reaction region 30 in step S12 will be described below.
  • the reaction area position coordinate calculation unit 14 acquires the determination result JR from the reaction area position determination unit 15 in step S21. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 acquires the center coordinates C30a, C30d, and C30f of the reference reaction regions 30a, 30d, and 30f (first reaction region) from the determination result JR. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 determines the circle CE from the center coordinates C30a, C30d, and C30f as a perfect circle passing through the centers of the reaction regions 30a, 30d, and 30f, for example. That is, the reaction regions 30a, 30d, and 30f are arranged so as to be located on the circle CE whose centers are perfect circles. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates the center point CEC of the circle CE.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates the rotation phase error PDa of the reaction region 30a, the rotation phase error PDd of the reaction region 30d, and the rotation phase error PDf of the reaction region 30f.
  • the rotational phase error PDa is the phase difference in the rotational direction from the phase reference PRa to, for example, the center of the reaction region 30a.
  • the phase reference PRa can be set arbitrarily.
  • n is the number of reaction regions 30 formed on the analysis substrate 20.
  • the rotational phase error PDd is the phase difference in the rotational direction from the phase reference PRd to, for example, the center of the reaction region 30d.
  • the rotational phase error PDFf is the phase difference in the rotational direction from the phase reference PRf to, for example, the center of the reaction region 30f.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates, for example, the average value of the rotation phase errors PDa, PDd, and PDf, and acquires the average rotation phase error APD.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 specifies the positions of the reaction regions 30b, 30c, 30e, 30g, and 30h (second reaction region) other than the reference reaction regions 30a, 30d, and 30f. To do. Specifically, the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates the center coordinates C30b when the center of the reaction region 30b is located on the circle CE based on the phase reference PRb and the average rotation phase error APD. Similarly, in the reaction region position coordinate calculation unit 14, the centers of the reaction regions 30c, 30e, 30g, and 30h are on the circle CE based on the phase reference PRc, PRE, PRg, and PRh and the average rotation phase error APD.
  • the center coordinates C30c, C30e, C30g, and C30h when they are located at are calculated. That is, the reaction region position coordinate calculation unit 14 performs all the above based on the circumference of the circle CE passing through each center position of the selected first reaction region and the respective center positions of the first reaction region.
  • the position of the reaction region can be specified.
  • reaction region position coordinate calculation unit 14 can specify the position (range) of the reaction regions 30a to 30h based on the center coordinates C30a to C30h and the design radius (or diameter) of the reaction region 30. .. Further, the reaction area position coordinate calculation unit 14 outputs the position information CF of the reaction areas 30a to 30h and the table data TCD to the reaction area count value calculation unit 16.
  • the position information CF includes the design radius (or diameter) of the reaction region 30 and the center coordinates C30a to C30h.
  • step S24 the count value calculation unit 16 in the reaction region specifies the count values corresponding to the reaction regions 30a to 30h from the table data TCD based on the position information CF, and adds up for each reaction region 30.
  • the analyzer 1 can calculate the count value of each reaction region 30.
  • the analyzer 1 may output the total count value for each reaction region 30 to a display device or the like. Even when four or more reaction regions 30 are selected as the reference reaction regions 30, the count value of each reaction region 30 can be calculated by the same procedure.
  • the reaction area position coordinate calculation unit 14 acquires the determination result JR from the reaction area position determination unit 15 in step S31. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 acquires the center coordinates C30a and C30d of the reference reaction regions 30a and 30d (first reaction region) from the determination result JR. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 applies the circumference of a circle CE having a preset size to the center positions of the center coordinates C30a and C30d, respectively, so that, for example, each of the reaction regions 30a and 30d Determine the circle CE that passes through the center.
  • the circle CE passing through the centers of the reaction regions 30a and 30d can be determined based on the center coordinates C30a and C30d and the radius of the circle CE. That is, the reaction regions 30a and 30d are arranged so that their centers are located on the circle CE. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates the center point CEC of the circle CE.
  • step S32 the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates the rotation phase error PDa of the reaction region 30a and the rotation phase error PDd of the reaction region 30d. Further, the reaction region position coordinate calculation unit 14 calculates, for example, the average value of the rotation phase errors PDa and PDd, and acquires the average rotation phase error APD.
  • the reaction region position coordinate calculation unit 14 specifies the positions of the reaction regions 30b, 30c, and 30e to 30h (second reaction region) other than the reference reaction regions 30a and 30d.
  • the positions of the reaction regions 30b, 30c, and 30e to 30h can be specified by the same procedure as in step S23. That is, the reaction region position coordinate calculation unit 14 can specify the positions of all the reaction regions based on the circumference of the circle CE determined in step S31 and the center positions of the first reaction regions. Further, the reaction area position coordinate calculation unit 14 outputs the position information CF of the reaction areas 30a to 30h and the table data TCD to the reaction area count value calculation unit 16.
  • step S34 the count value calculation unit 16 in the reaction region specifies the count values corresponding to the reaction regions 30a to 30h from the table data TCD based on the position information CF, and adds up for each reaction region 30.
  • the analyzer 1 can acquire only the count value of each reaction region 30.
  • the analyzer 1 may output the total count value for each reaction region 30 to a display device or the like.
  • the table data TCD is generated, the position of each reaction region 30 is estimated based on the table data TCD, and the reference reaction region 30 is selected. Further, in the analyzer 1 and the analysis method of the present embodiment, the circle CE in which all the reaction regions 30 are arranged is determined based on the reference reaction region 30, and each reaction region 30 is determined based on the rotation phase error PD. By specifying the position and specifying the count value corresponding to the specified reaction region 30, only the count value in the range corresponding to the reaction region 30 can be obtained from the table data TCD.
  • the shape of the reaction region 30 has been described as a circle having a predetermined radius, but the shape of the reaction region 30 is not limited to a circle, and any other shape can be used as long as the center can be specified. There may be.
  • the analyzer 1 and the analysis method of the present embodiment even if the reaction region 30 is formed at a position deviated from the target position on the analysis substrate 20, the count value of the reaction region 30 at the deviated position Since only can be extracted, deterioration of analysis accuracy can be suppressed.

Abstract

分析装置（１）は光ピックアップ（８）と信号処理回路（１１）とカウント値面内分布生成部（１３）と反応領域位置座標演算部（１４）と反応領域内カウント値演算部（１６）とを備える。信号処理回路（１１）は複数の分割測定範囲に対応したゲート信号（ＧＳ）を用いて、光ピックアップ（８）が生成した受光レベル信号（ＪＳ）から微粒子パルス信号（ＢＳ）を抽出し、ゲート信号（ＧＳ）ごとにパルス数をカウントし、分割測定範囲ごとにカウント値（ＣＶ）を出力する。カウント値面内分布生成部（１３）はカウント値（ＣＶ）に基づいて測定範囲（ＲＭ）におけるカウント値面内分布データを生成する。反応領域位置座標演算部（１４）はカウント値面内分布データから全ての反応領域（３０）の位置を推定する。反応領域内カウント値演算部（１６）は推定された全ての反応領域（３０）についてカウント値（ＣＶ）を算出する。

Description

分析装置及び分析方法
　本開示は、抗原または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。
　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。
　特許文献１では、検体検出用ユニットは、複数の貫通孔を有したカートリッジと分析用基板とにより反応領域となる複数のウェルが形成されている。なお、特許文献１では、分析用基板には、分析装置が微粒子をカウントするための範囲である測定範囲が予め設定されており、ウェルは測定領域と貫通孔とを一致させた位置に形成されている。
　更に、上記の検体検出用ユニットを用いた分析法として以下のことが記載されている。まず、ウェル内に抗体を含む緩衝液を注入して分析用基板上に抗体を固定した後に、洗浄し、乾燥する。次に、このウェル内に検出対象物質を含む試料液を注入して、抗体に検出対象物質を結合させた後に、洗浄し、乾燥する。さらに、このウェル内に検出対象物質と結合する微粒子を含む緩衝液を注入して、この検出対象物質に微粒子を結合させて、検出対象物質が抗体と微粒子とによって捕捉された反応領域を形成する。反応領域が形成された検体検出用ユニットから、カートリッジを取り外し、カートリッジが取り外された分析用基板を分析装置にかけ、測定範囲から検出した微粒子をカウントすることにより、検出対象物質を間接的に定量する。
特開２０１７－５８２４２号公報
　しかしながら、ウェルと分析用基板との位置合わせ精度等により、反応領域が分析用基板上に予め設定された測定範囲からずれた位置に形成される場合がある。反応領域が測定範囲からずれると、測定範囲における微粒子の定量を精度よくおこなうことができず、分析精度を悪化させる要因となる。
　この対策として、反応領域のずれ量を考慮して、反応領域が測定範囲からはずれないように測定範囲を反応領域よりも小さく設定すると、反応領域内で抗体と検出対象物質の間の結合状況または検出対象物質と微粒子との間の結合状況にばらつきが発生した場合、カウント値が大きい領域と小さい領域とが混在するため、カウント値の面内分布が発生し、分析精度を悪化させる要因となる。
　実施形態は、反応領域が分析用基板上に予め設定された測定範囲からずれた位置に形成された場合であっても、微粒子を精度よく定量することができ、分析精度の悪化を抑制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。
　実施形態の第１の形態によれば、トラック上に捕捉された検出対象物質に前記検出対象物質を標識する微粒子が固定されることにより反応領域が複数形成された分析用基板を用いる分析装置において、前記分析用基板に対しレーザ光を照射することにより得られた反射光を受光し、受光レベル信号を生成する光ピックアップと、前記分析用基板には測定範囲が予め設定されており、前記測定範囲内の複数の前記トラックのそれぞれに対して周方向に分割した複数の分割測定範囲に対応したゲート信号を生成するとともに、前記ゲート信号を用いて前記受光レベル信号から微粒子パルス信号を抽出し、抽出された前記微粒子パルス信号から前記ゲート信号ごとにパルス数をカウントし、分割測定範囲ごとにカウント値を出力する信号処理回路と、前記信号処理回路から出力された前記カウント値に基づいて前記測定範囲におけるカウント値面内分布データを生成するカウント値面内分布生成部と、前記カウント値面内分布データに基づいて、全ての前記反応領域の位置を推定する反応領域位置座標演算部と、推定された全ての前記反応領域について、カウント値を算出する反応領域内カウント値演算部とを備える分析装置が提供される。
　実施形態の第２の形態によれば、光ピックアップが、トラック上に捕捉された検出対象物質に前記検出対象物質を標識する微粒子が固定されることにより反応領域が複数形成された分析用基板に対し、レーザ光を照射することにより得られた反射光を受光し受光レベル信号を生成し、信号処理回路が、前記分析用基板に測定範囲が予め設定されており、前記測定範囲内の複数の前記トラックのそれぞれに対して周方向に分割した複数の分割測定範囲に対応したゲート信号を生成するとともに、前記ゲート信号を用いて前記受光レベル信号から微粒子パルス信号を抽出し、抽出された前記微粒子パルス信号から前記ゲート信号ごとにパルス数をカウントし、分割測定範囲ごとにカウント値を出力し、カウント値面内分布生成部が、前記信号処理回路から出力された前記カウント値に基づいて前記測定範囲におけるカウント値面内分布データを生成し、反応領域位置座標演算部が、前記カウント値面内分布データに基づいて、全ての前記反応領域の位置を推定し、反応領域内カウント値演算部が、推定された全ての前記反応領域の全てについて、カウント値を算出する分析方法が提供される。
　実施形態の分析装置及び分析方法によれば、反応領域が分析用基板上の目的の位置からずれた位置に形成された場合であっても、微粒子を精度よく定量することができ、分析精度の悪化を抑制することができる。
一実施形態の分析装置の一例を示す構成図である。 反応領域において検出対象物質が抗体と微粒子とによって分析用基板上にサンドイッチ捕獲されている状態を模式的に示す図である。 一実施形態の分析方法の一例を示すフローチャートである。 一実施形態の分析方法の一例を示すフローチャートである。 基準位置検出信号と計測ゲート信号と受光レベル信号と微粒子パルス信号との関係の一例を示す図である。 反応領域と測定範囲とトラックと計測ゲート信号との関係の一例を示す図である。 テーブル形式のカウントデータの一例を示す図である。 反応領域と位相基準と回転位相誤差との関係の一例を示す図である。
　図１を用いて、一実施形態の分析装置の構成例を説明する。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、ガイド軸７と、光ピックアップ８と、光ピックアップ駆動回路９とを備える。さらに、分析装置１は、信号処理回路１１と、制御部１２と、カウント値面内分布生成部１３と、反応領域位置座標演算部１４と、反応領域位置判定部１５と、反応領域内カウント値演算部１６とを備える。信号処理回路１１、制御部１２、カウント値面内分布生成部１３、反応領域位置座標演算部１４、反応領域位置判定部１５、及び反応領域内カウント値演算部１６として、コンピュータ機器またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてもよい。
　分析用基板２０上には複数の反応領域３０が形成されている。分析用基板２０は、反応領域３０が下向きになるようにターンテーブル２上に載置される。分析用基板２０は、例えば円板形状を有する光ディスクである。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に駆動される。分析用基板２０は、クランパ３とターンテーブル２とによって保持される。
　ターンテーブル駆動部４は、ターンテーブル２を分析用基板２０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が分析用基板２０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。
　基準位置検出センサ６は、分析用基板２０の外周部の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、分析用基板２０が回転している状態で、分析用基板２０の外周部に検出光６ａを照射し、分析用基板２０からの反射光を受光する。
　基準位置検出センサ６は、分析用基板２０の切欠き部２１を検出して基準位置検出信号ＫＳを生成し、信号処理回路１１へ出力する。基準位置検出信号ＫＳは、例えば切欠き部２１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。
　即ち、基準位置検出センサ６は、分析用基板２０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、分析用基板２０に検出光６ａを照射し、切欠き部２１を通過する検出光６ａを受光することにより、分析用基板２０の回転周期及びトラック毎に基準位置を検出する。
　ガイド軸７は、分析用基板２０と平行に、かつ、分析用基板２０の半径方向に沿って配置されている。光ピックアップ８は、ガイド軸７に支持されている。光ピックアップ８は対物レンズ８１を有する。光ピックアップ駆動回路９は、光ピックアップ８の駆動を制御する。光ピックアップ駆動回路９は、光ピックアップ８をガイド軸７に沿って移動させたり、光ピックアップ８の対物レンズ８１を上下方向に移動させたりする。光ピックアップ８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、分析用基板２０の半径方向に、かつ、分析用基板２０と平行に駆動する。
　光ピックアップ８は、分析用基板２０に向けてレーザ光８２を照射する。レーザ光８２は、対物レンズ８１によって分析用基板２０の反応領域３０が形成されているトラック領域２２に集光される。分析用基板２０を回転させた状態で、光ピックアップ８を分析用基板２０の半径方向に駆動させる。光ピックアップ８は、分析用基板２０からの反射光を受光する。光ピックアップ８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、信号処理回路１１へ出力する。
　制御部１２は、ターンテーブル駆動回路５、光ピックアップ駆動回路９、及び信号処理回路１１を制御する。制御部１２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１２は、光ピックアップ駆動回路９を制御して、光ピックアップ８を分析用基板２０の半径方向の目標位置まで移動させたり、レーザ光８２がトラック領域２２に集光されるように対物レンズ８１の上下位置を調整したりする。
　制御部１２は、計測パラメータＳＰを信号処理回路１１へ出力する。計測パラメータＳＰは、複数の計測ゲート信号ＧＳを生成するための計測パラメータであり、反応領域３０の数、切欠き部２１から各反応領域３０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ＧＳのタイミング及びゲート幅等の計測情報を含む。信号処理回路１１は、例えばカウンタである。カウント値面内分布生成部１３、反応領域位置座標演算部１４、反応領域位置判定部１５、及び、反応領域内カウント値演算部１６の処理については後述する。
　図２は、図１に示す分析用基板２０を上下に反転させた状態を示している。反応領域３０には、検出対象物質３１の特定の抗原と結合する複数の抗体３２が分析用基板２０上に固定されている。検出対象物質３１は抗体３２と結合して分析用基板２０上に固定されている。検出対象物質３１を標識する微粒子３３の表面には、検出対象物質３１の特定の抗原と結合する複数の抗体が固定されている。微粒子３３は検出対象物質３１と特異的に結合して分析用基板２０上に捕捉されている。従って、検出対象物質３１は、抗体３２と微粒子３３とによって分析用基板２０のトラック上にサンドイッチ法により捕捉されている。検出対象物質３１は例えばエクソソームである。
　図３Ａ及び図３Ｂに示すフローチャート、及び図４～図７を用いて、一実施形態の分析方法の一例を説明する。図３Ａにおいて、制御部１２は、ステップＳ１にて、分析用基板２０が例えば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。
　制御部１２は、ステップＳ２にて、基準位置検出センサ６から分析用基板２０に向けて検出光６ａを照射させる。制御部１２は、ステップＳ３にて、光ピックアップ８から分析用基板２０に向けてレーザ光８２を照射させる。なお、制御部１２は、ステップＳ２の後にステップＳ３を実行してもよいし、ステップＳ３の後にステップＳ２を実行してもよいし、ステップＳ２とステップＳ３とを同時に実行してもよい。
　制御部１２は、ステップＳ４にて、光ピックアップ駆動回路９を制御し、分析用基板２０の目的のトラックにレーザ光８２が照射されるように光ピックアップ８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２１を検出することにより基準位置検出信号ＫＳを生成し、信号処理回路１１へ出力する。
　光ピックアップ８は、ステップＳ６にて、分析用基板２０からの反射光を受光する。光ピックアップ８は、反射光の受光レベルを検出して受光レベル信号ＪＳ（第１の検出信号）を生成し、信号処理回路１１へ出力する。制御部１２は、ステップＳ７にて、計測パラメータＳＰを信号処理回路１１へ出力する。
　信号処理回路１１は、基準位置検出センサ６から基準位置検出信号ＫＳを取得し、光ピックアップ８から受光レベル信号ＪＳを取得し、制御部１２から計測パラメータＳＰ及びトラック情報ＴＦを取得する。トラック情報ＴＦは、上記のステップＳ４においてレーザ光８２が照射される目的のトラック（測定対象のトラック）の情報（例えばトラック番号またはトラック位置等の情報）を含む。
　図４に示すように、信号処理回路１１は、ステップＳ８にて、基準位置検出信号ＫＳとトラック情報ＴＦとに基づいて、測定対象のトラックＴＲにおける位相ＳＡを取得する。位相ＳＡは、トラックごとに予め設定されている。信号処理回路１１は、トラックごとに設定された位相ＳＡをテーブル形式のデータとして記憶する記憶部を有していてもよい。信号処理回路１１は、トラック情報ＴＦから現在測定しているトラックのトラック番号またはトラック位置を認識し、そのトラックに対応する位相ＳＡを取得することができる。
　信号処理回路１１は、基準位置検出信号ＫＳと位相ＳＡと計測パラメータＳＰとに基づいて、複数の計測ゲート信号ＧＳを生成する。図４において、（ａ）はトラックＴＲにおける基準位置検出信号ＫＳを示し、（ｂ）～（ｇ）はトラックＴＲにおける複数の計測ゲート信号ＧＳ１～ＧＳｍを示し、（ｈ）はトラックＴＲにおける受光レベル信号ＪＳを示している。
　例えば、信号処理回路１１は、現在測定しているトラックにおいて、計測パラメータＳＰに基づいて、基準位置検出信号ＫＳの立ち下がり時点から位相ＳＡ後の時点で立ち上がる計測ゲート信号ＧＳ１を生成する。さらに、信号処理回路１１は、計測ゲート信号ＧＳ１の立ち下がり時点で立ち上がる計測ゲート信号ＧＳ２を生成する。このようにして、信号処理回路１１は、現在測定しているトラックにおいて、複数の計測ゲート信号ＧＳを生成する。さらに、信号処理回路１１は、各トラックにおける基準位置検出信号ＫＳと位相ＳＡと計測パラメータＳＰとに基づいて、トラックごとに複数の計測ゲート信号ＧＳを生成する。即ち、信号処理回路１１は、測定範囲ＲＭ内の複数のトラックＴＲのそれぞれに対して周方向に分割した複数の分割測定範囲に対応したゲート信号ＧＳを生成する。
　図５は、反応領域３０と、計測ゲート信号ＧＳ１～ＧＳｍによる測定範囲ＲＭと、測定対象のトラックＴＲ１～ＴＲｎとの位置関係を示している。図５には、分析用基板２０上の目的の位置に形成された場合の反応領域３０を実線で示し、目的の位置からずれた位置に形成された場合の反応領域３０を２点鎖線で示している。反応領域３０が目的の位置からずれた位置に形成されたとしても、反応領域３０が測定範囲ＲＭ内に位置するように、測定範囲ＲＭは反応領域３０よりも大きく設定されていることが望ましい。
　信号処理回路１１は、ステップＳ９にて、全てのトラックＴＲ１～ＴＲｎにおいて、計測ゲート信号ＧＳ１～ＧＳｍごとに、光ピックアップ８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ＢＳ１～ＢＳｍ（第２の検出信号）を抽出して微粒子パルス信号ＢＳ１～ＢＳｍごとにパルス数をカウントし、全てのトラックＴＲ１～ＴＲｎの計測ゲート信号ＧＳ１～ＧＳｍごとのカウント値ＣＶを取得する。即ち、信号処理回路１１は、反応領域３０に捕捉されている検出対象物質３１と特異的に結合している微粒子３３を、計測ゲート信号ＧＳごとにカウントする。図４の（ｈ）は、図５に示すトラックＴＲｋにおける微粒子パルス信号ＢＳ１～ＢＳｍの一例を示している。
　カウント値面内分布生成部１３は、ステップＳ１０にて、信号処理回路１１から制御部１２を介して、基準位置検出信号ＫＳ、トラック情報ＴＦ、及び、カウント値ＣＶを取得し、測定範囲ＲＭにおけるカウント値面内分布データを、テーブル形式のカウントデータＴＣＤとして生成する。以下、テーブル形式のカウントデータＴＣＤを、単にテーブルデータＴＣＤとする。
　図６はテーブルデータＴＣＤの一例を示している。図６中の数値は、測定範囲ＲＭにおけるトラックＴＲ１～ＴＲｎの計測ゲート信号ＧＳ１～ＧＳｍごとの微粒子パルス信号ＢＳ内のパルス数のカウント値ＣＶの一例を示している。なお、図６では、カウント値ＣＶを１０、５０、または１００の数値で示しているが、実際には実カウント値が入力される。即ち、反応領域３０では、測定範囲ＲＭ内の複数のトラックＴＲのそれぞれに対して周方向に分割した複数の分割測定範囲ごとに微粒子パルス信号ＢＳ内のパルス数がカウントされることになる。
　反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ１１にて、カウント値面内分布生成部１３からテーブルデータＴＣＤを取得する。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、テーブルデータＴＣＤからカウント値の面内分布を取得し、反応領域３０の位置（例えば反応領域３０の中心座標）を推定する。反応領域位置座標演算部１４は、カウント値面内分布データに基づいて、所定の大きさの形状に含まれるカウント値ＣＶの合計値から反応領域３０の位置を推定する。
　反応領域３０が所定の半径を有する円として設定されている場合、反応領域位置座標演算部１４は、テーブルデータＴＣＤにおけるカウント値の面内分布を画像として処理することにより、上記の円に対応する領域を特定し、円の中心位置から反応領域３０の中心座標を推定してもよい。反応領域位置座標演算部１４は、所定の半径と中心座標とから、反応領域３０の位置（範囲）を推定してもよい。反応領域位置座標演算部１４は、テーブルデータＴＣＤに対して、反応領域３０に対応する円を走査し、円内のカウント値の合計が最大となる円の中心位置（中心）を反応領域３０の位置（中心座標）としてもよい。
　反応領域位置座標演算部１４は、カウント値の面内分布から、検出の確からしさを示すスコアＳＣを取得してもよい。スコアＳＣは一般的に画像認識で用いられる指標であり、面内分布から得られる図形と所定の半径を有する円とが一致する度合いを示す。スコアＳＣは、一致する度合いが高いほど高い値を示す。
　制御部１２、基準位置検出センサ６、光ピックアップ８、信号処理回路１１、カウント値面内分布生成部１３、または反応領域位置座標演算部１４は、全ての反応領域３０について、ステップＳ４～Ｓ１１の処理を実行する。これにより、反応領域位置座標演算部１４は、全ての反応領域３０の位置（中心座標）を推定し、スコアＳＣを取得する。
　反応領域位置判定部１５は、ステップＳ１２にて、反応領域位置座標演算部１４から、全ての反応領域３０の位置（中心座標）を推定し、スコアＳＣを取得する。さらに、反応領域位置判定部１５は、反応領域３０の位置（中心座標）及びスコアＳＣの少なくともいずれかを判定し、判定結果に基づいて、基準となる反応領域３０（第１の反応領域）を選定する。反応領域位置判定部１５で選定する第１の反応領域の数は２個または３個である。
　反応領域位置判定部１５は、全ての反応領域３０について、例えば中心座標Ｃ３０が所定の領域内に位置しているか否かを判定し、中心座標が所定の領域内に位置している反応領域３０を、基準となる反応領域３０として選定してもよい。
　反応領域位置判定部１５は、全ての反応領域３０について、例えばスコアＳＣが閾値以上であるか否かを判定し、スコアＳＣが閾値以上である反応領域３０を、基準となる反応領域３０として選定してもよい。反応領域位置判定部１５は、例えば連続するゲート信号ＧＳのカウント値の差が閾値よりも大きい反応領域３０を、基準となる反応領域３０として選定してもよい。
　オペレータがカウント値の面内分布を確認し、ＧＵＩ（Graphical User Interface）等により、基準となる反応領域３０を選定してもよい。なお、後述する精度のよい円ＣＥを決定するためには、互いに離れた位置の複数の反応領域３０を、基準となる反応領域３０として選定することが好ましい。
　図７は、分析用基板２０上に８つの反応領域３０が同一円周上に等間隔に形成されている状態を示している。８つの反応領域３０を区別するために、図７には、反応領域３０ａ～３０ｈとして示している。以下に、ステップＳ１２にて、反応領域位置判定部１５が、基準となる反応領域３０として図７に示す３つの反応領域３０ａ、３０ｄ、及び３０ｆを選定した場合について説明する。
　図３Ｂにおいて、反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ２１にて、反応領域位置判定部１５から判定結果ＪＲを取得する。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、判定結果ＪＲから、基準となる反応領域３０ａ、３０ｄ、及び３０ｆ（第１の反応領域）の中心座標Ｃ３０ａ、Ｃ３０ｄ、及びＣ３０ｆを取得する。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、中心座標Ｃ３０ａ、Ｃ３０ｄ、及びＣ３０ｆから、例えば反応領域３０ａ、３０ｄ、及び３０ｆの各中心を通る正円として円ＣＥを決定する。即ち、反応領域３０ａ、３０ｄ、及び３０ｆは、各中心が正円である円ＣＥ上に位置するように配置されていることになる。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、円ＣＥの中心点ＣＥＣを算出する。
　反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ２２にて、反応領域３０ａの回転位相誤差ＰＤａ、反応領域３０ｄの回転位相誤差ＰＤｄ、及び、反応領域３０ｆの回転位相誤差ＰＤｆを算出する。回転位相誤差ＰＤａは、位相基準ＰＲａから反応領域３０ａの例えば中心までの回転方向の位相差である。位相基準ＰＲａは任意に設定することができる。
　位相基準ＰＲａから位相基準ＰＲｄまで回転方向の位相差は、関係式３／８（ｎ＝８）×２πにより算出することができる。ｎは分析用基板２０上に形成されている反応領域３０の数である。回転位相誤差ＰＤｄは、位相基準ＰＲｄから反応領域３０ｄの例えば中心までの回転方向の位相差である。位相基準ＰＲａから位相基準ＰＲｆまで回転方向の位相差は、関係式５／８（ｎ＝８）×２πにより算出することができる。回転位相誤差ＰＤｆは、位相基準ＰＲｆから反応領域３０ｆの例えば中心までの回転方向の位相差である。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、回転位相誤差ＰＤａ、ＰＤｄ、及びＰＤｆの例えば平均値を算出し、平均回転位相誤差ＡＰＤを取得する。
　反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ２３にて、基準となる反応領域３０ａ、３０ｄ、及び３０ｆ以外の反応領域３０ｂ、３０ｃ、３０ｅ、３０ｇ、及び３０ｈ（第２の反応領域）の位置を特定する。具体的には、反応領域位置座標演算部１４は、位相基準ＰＲｂと平均回転位相誤差ＡＰＤとに基づいて、反応領域３０ｂの中心が円ＣＥ上に位置するときの中心座標Ｃ３０ｂを算出する。同様に、反応領域位置座標演算部１４は、位相基準ＰＲｃ、ＰＲｅ、ＰＲｇ、及びＰＲｈと平均回転位相誤差ＡＰＤとに基づいて、反応領域３０ｃ、３０ｅ、３０ｇ、及び３０ｈの各中心が円ＣＥ上に位置するときの中心座標Ｃ３０ｃ、Ｃ３０ｅ、Ｃ３０ｇ、及びＣ３０ｈを算出する。即ち、反応領域位置座標演算部１４は、選定された第１の反応領域のそれぞれの中心位置を通る円ＣＥの円周と前記第１の反応領域のそれぞれの中心位置とに基づいて全ての前記反応領域の位置を特定することができる。
　さらに、反応領域位置座標演算部１４は、中心座標Ｃ３０ａ～Ｃ３０ｈと反応領域３０の設計上の半径（または直径）とに基づいて、反応領域３０ａ～３０ｈの位置（範囲）を特定することができる。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、反応領域３０ａ～３０ｈの位置情報ＣＦ、及び、テーブルデータＴＣＤを反応領域内カウント値演算部１６へ出力する。位置情報ＣＦは、反応領域３０の設計上の半径（または直径）と中心座標Ｃ３０ａ～Ｃ３０ｈとを含む。
　反応領域内カウント値演算部１６は、ステップＳ２４にて、位置情報ＣＦに基づいて、テーブルデータＴＣＤから、反応領域３０ａ～３０ｈに対応するカウント値を特定し、反応領域３０ごとに合算する。これにより、分析装置１は、各反応領域３０のカウント値を算出することができる。分析装置１は、反応領域３０ごとに合算されたカウント値を表示装置等へ出力してもよい。なお、基準となる反応領域３０として４つ以上の反応領域３０が選定された場合についても、同様の手順により、各反応領域３０のカウント値を算出することができる。
　以下に、ステップＳ１２にて、反応領域位置判定部１５が、基準となる反応領域３０として２つの反応領域３０ａ及び３０ｄを選定した場合について説明する。図３Ｂにおいて、反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ３１にて、反応領域位置判定部１５から判定結果ＪＲを取得する。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、判定結果ＪＲから、基準となる反応領域３０ａ及び３０ｄ（第１の反応領域）の中心座標Ｃ３０ａ及びＣ３０ｄを取得する。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、中心座標Ｃ３０ａ及びＣ３０ｄそれぞれの中心位置に対して、予め設定されている大きさの円ＣＥの円周を当てはめることにより、例えば反応領域３０ａ及び３０ｄの各中心を通る円ＣＥを決定する。
　円ＣＥの半径（または直径）は予め設定されているため、中心座標Ｃ３０ａ及びＣ３０ｄと円ＣＥの半径とに基づいて、反応領域３０ａ及び３０ｄの各中心を通る円ＣＥを決定することができる。即ち、反応領域３０ａ及び３０ｄは、各中心が円ＣＥ上に位置するように配置されていることになる。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、円ＣＥの中心点ＣＥＣを算出する。
　反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ３２にて、反応領域３０ａの回転位相誤差ＰＤａ、及び、反応領域３０ｄの回転位相誤差ＰＤｄを算出する。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、回転位相誤差ＰＤａ及びＰＤｄの例えば平均値を算出し、平均回転位相誤差ＡＰＤを取得する。
　反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ３３にて、基準となる反応領域３０ａ及び３０ｄ以外の反応領域３０ｂ、３０ｃ、及び３０ｅ～３０ｈ（第２の反応領域）の位置を特定する。反応領域３０ｂ、３０ｃ、及び３０ｅ～３０ｈの位置（中心座標Ｃ３０ｂ、Ｃ３０ｃ、及びＣ３０ｅ～Ｃ３０ｈ）は、ステップＳ２３と同様の手順により特定することができる。即ち、反応領域位置座標演算部１４は、ステップＳ３１にて決定した円ＣＥの円周と第１の反応領域のそれぞれの中心位置とに基づいて全ての反応領域の位置を特定することができる。さらに、反応領域位置座標演算部１４は、反応領域３０ａ～３０ｈの位置情報ＣＦ、及び、テーブルデータＴＣＤを反応領域内カウント値演算部１６へ出力する。
　反応領域内カウント値演算部１６は、ステップＳ３４にて、位置情報ＣＦに基づいて、テーブルデータＴＣＤから、反応領域３０ａ～３０ｈに対応するカウント値を特定し、反応領域３０ごとに合算する。これにより、分析装置１は、各反応領域３０のカウント値のみを取得することができる。分析装置１は、反応領域３０ごとに合算されたカウント値を表示装置等へ出力してもよい。
　本実施形態の分析装置１及び分析方法では、テーブルデータＴＣＤを生成し、テーブルデータＴＣＤに基づいて各反応領域３０の位置を推定し、基準となる反応領域３０を選定する。さらに、本実施形態の分析装置１及び分析方法では、基準となる反応領域３０に基づいて全ての反応領域３０が配置される円ＣＥを決定し、回転位相誤差ＰＤに基づいて各反応領域３０の位置を特定し、特定された反応領域３０に対応するカウント値を特定することにより、テーブルデータＴＣＤから反応領域３０に対応する範囲のカウント値のみを取得することができる。
　本実施形態の分析装置及び分析方法では、反応領域３０の形状が所定の半径を有する円として説明したが、反応領域３０の形状は円形に限らず、中心が特定できる形状あれば他の形状であってもよい。
　従って、本実施形態の分析装置１及び分析方法によれば、反応領域３０が分析用基板２０上の目的の位置からずれた位置に形成されたとしても、ずれた位置における反応領域３０のカウント値のみを抽出することができるため、分析精度の悪化を抑制することができる。
　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。
　本願の開示は、２０１９年３月２５日に出願された特願２０１９－０５６６０１号に記載の主題と関連しており、それらの全ての開示内容は引用によりここに援用される。
 

Claims (7)

  1. 　トラック上に捕捉された検出対象物質に前記検出対象物質を標識する微粒子が固定されることにより反応領域が複数形成された分析用基板を用いる分析装置において、
    　前記分析用基板に対しレーザ光を照射することにより得られた反射光を受光し、受光レベル信号を生成する光ピックアップと、
    　前記分析用基板には測定範囲が予め設定されており、前記測定範囲内の複数の前記トラックのそれぞれに対して周方向に分割した複数の分割測定範囲に対応したゲート信号を生成するとともに、前記ゲート信号を用いて前記受光レベル信号から微粒子パルス信号を抽出し、抽出された前記微粒子パルス信号から前記ゲート信号ごとにパルス数をカウントし、分割測定範囲ごとにカウント値を出力する信号処理回路と、
    　前記信号処理回路から出力された前記カウント値に基づいて前記測定範囲におけるカウント値面内分布データを生成するカウント値面内分布生成部と、
    　前記カウント値面内分布データに基づいて、全ての前記反応領域の位置を推定する反応領域位置座標演算部と、
    　推定された全ての前記反応領域について、カウント値を算出する反応領域内カウント値演算部と、
    　を備える分析装置。
  2. 　前記反応領域は、前記測定範囲の大きさに含まれる所定の大きさの形状であり、
    　前記反応領域位置座標演算部は、前記カウント値面内分布データに基づいて、前記所定の大きさの形状に含まれるカウント値の合計値から前記反応領域の位置を推定する、
    　請求項１に記載の分析装置。
  3. 　前記反応領域位置座標演算部において推定した全ての前記反応領域から、第１の反応領域を選定する反応領域位置判定部をさらに備え、
    　前記反応領域位置座標演算部は、前記第１の反応領域の位置に基づいて、全ての前記反応領域の位置を特定し、
    　前記反応領域内カウント値演算部は、特定された全ての前記反応領域について、それぞれカウント値を算出する、
    　請求項１または２に記載の分析装置。
  4. 　前記反応領域位置判定部で選定する前記第１の反応領域の数は２個または３個である、
    　請求項３に記載の分析装置。
  5. 　前記反応領域位置判定部で選定する前記第１の反応領域の数が２個の場合、
    　２個の前記第１の反応領域のそれぞれの中心位置に対して、所定の大きさの正円の円周を当てはめることにより、前記円周と前記第１の反応領域のそれぞれの中心位置とに基づいて全ての前記反応領域の位置を特定する、
    　請求項４に記載の分析装置。
  6. 　前記反応領域位置判定部で選定する前記第１の反応領域の数が３個の場合、
    　前記反応領域位置座標演算部は、選定された前記第１の反応領域のそれぞれの中心位置を通る正円の円周と前記第１の反応領域のそれぞれの中心位置とに基づいて全ての前記反応領域の位置を特定する、
    　請求項４に記載の分析装置。
  7. 　光ピックアップが、トラック上に捕捉された検出対象物質に前記検出対象物質を標識する微粒子が固定されることにより反応領域が複数形成された分析用基板に対し、レーザ光を照射することにより得られた反射光を受光し受光レベル信号を生成し、
    　信号処理回路が、前記分析用基板に測定範囲が予め設定されており、前記測定範囲内の複数の前記トラックのそれぞれに対して周方向に分割した複数の分割測定範囲に対応したゲート信号を生成するとともに、前記ゲート信号を用いて前記受光レベル信号から微粒子パルス信号を抽出し、抽出された前記微粒子パルス信号から前記ゲート信号ごとにパルス数をカウントし、分割測定範囲ごとにカウント値を出力し、
    　カウント値面内分布生成部が、前記信号処理回路から出力された前記カウント値に基づいて前記測定範囲におけるカウント値面内分布データを生成し、
    　反応領域位置座標演算部が、前記カウント値面内分布データに基づいて、全ての前記反応領域の位置を推定し、
    　反応領域内カウント値演算部が、推定された全ての前記反応領域の全てについて、カウント値を算出する、
    　分析方法。
     
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