WO2021145388A1 - 試料分析装置 - Google Patents

Abstract

試料分析用基板は、試料分析装置への装填および試料分析装置からの取り外しが可能であり、所定の厚さを有する板状のベース基板と、ベース基板内の、結合反応を生じさせる空間であるチャンバーとを有する。試料分析装置は、試料分析用基板を回転させるモータと、磁性粒子を吸引する力を発生させる第１磁石ユニットと、第１磁石ユニットを移動させて第１磁石ユニットと試料分析用基板との相対位置を変化させる第１アクチュエータと、モータ、駆動回路、および第１アクチュエータの動作を制御する制御回路とを有する。第１磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部の形状を有する。チャンバー内の反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離時に、第１アクチュエータは、チャンバー内の磁性粒子が第１磁石ユニットに吸引される位置に第１磁石ユニットを移動させる。

Description

試料分析装置

　本願は、試料分析装置に関する。

　従来、尿や血液等の試料中の特定成分を分析するために試料分析用基板を用いる技術が知られている。例えば、特許文献１は、流路、チャンバー等が形成された円盤状の試料分析用基板を用い、試料分析用基板を回転等させることで、溶液の移送、分配、混合、試料溶液中の成分の分析等を行う技術を開示している。特定成分は、例えば、免疫反応によって発生した光を検出することによって定量される。

　免疫測定法や遺伝子検出法には、例えば、磁性粒子（「磁性ビーズ」、「磁気粒子」または「磁気ビーズ」等と称することもある。）が用いられる。特許文献２は、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法に言及する。サンドイッチイムノアッセイ法では、抗原抗体反応により、測定対象物である試料に含まれる抗原、磁性粒子の表面に固定化された一次抗体、および標識物質が結合された二次抗体を結合させて複合体を得る。抗原抗体反応には、Ｂ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）の工程が必要である。Ｂ／Ｆ分離工程は、磁石を用いて磁性粒子を捕捉し、液体（検体溶液、試薬溶液、洗浄液等）の除去及び磁性粒子の洗浄により、反応物と未反応物を分離し、未反応物を除去する工程を含む。磁石および磁性粒子を用いたＢ／Ｆ分離は、非競合法よるものだけでなく、競合法による免疫測定法やハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法においても必要である。

　Ｂ／Ｆ分離を行うため、特許文献２では試料分析用基板は磁石を有している。磁石は、試料分析用基板に対して着脱不能または着脱可能である。また、回転による重心のブレを抑えるため、試料分析用基板にはバランサーも取り付けられる。

特表平７－５００９１０号公報 特開２０１８－１６３１０２号公報

　一般に、試料分析用基板は使い捨てである。磁石およびバランサーが試料分析用基板に着脱不能に取り付けられている場合、試料分析用基板とともに磁石およびバランサーも廃棄される。そのため、磁石およびバランサーのコストが都度発生し、試料分析用基板のコストが高くなる。

　磁石およびバランサーが試料分析用基板に着脱可能である場合には、磁石およびバランサーが都度廃棄されることはない。しかしながら、磁石およびバランサーの着脱、洗浄および保管等の作業および管理に要するコストが発生する。

　そのため、低コストで試料を分析することを可能にする分析環境が必要とされていた。本願の限定的ではないある例示的な一実施形態は、コストの発生を抑制することが可能な試料分析装置を提供する。

　本開示の試料分析装置は、液体試料を保持した試料分析用基板を回転させ停止させて、前記液体試料中のアナライトと磁性粒子の表面に固定化されたリガンドとの結合反応を生じさせる試料分析装置であって、装填された前記試料分析用基板を支持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるモータと、前記モータの回転および停止を制御する駆動回路と、前記磁性粒子を吸引する力を発生させる第１磁石ユニットと、前記第１磁石ユニットを移動させて前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第１アクチュエータと、前記モータ、前記駆動回路、および前記第１アクチュエータの動作を制御する制御回路とを備え、前記試料分析用基板は、前記試料分析装置への装填および前記試料分析装置からの取り外しが可能であり、所定の厚さを有する板状のベース基板と、前記ベース基板内の、前記結合反応を生じさせる空間であるチャンバーとを有しており、前記第１磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部の形状を有しており、前記チャンバー内の反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）時に、前記第１アクチュエータは、前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第１磁石ユニットに吸引される位置に前記第１磁石ユニットを移動させる。

　本開示によれば、コストの発生を抑制するための試料分析装置が提供される。また、試料中の特定成分の測定精度を高めることが可能な試料分析装置が提供される。

図１は、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法を説明する模式図の一例である。 図２Ａは、試料分析用基板の構造の一例を示す平面図である。 図２Ｂは、試料分析用基板の分解斜視図である。 図３は、試料分析装置１のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図４Ａは、試料分析用基板１００の平面図である。 図４Ｂは、試料分析用基板１００の分解斜視図である。 図５は、試料分析用基板１００に設けられた複数のチャンバーの位置を示す上面図である。 図６は、試料分析用基板１００に予め保持されている洗浄液１３０、基質液１３２、一次抗体１３４および二次抗体１３６の位置を示す上面図である。 図７は、検体である血液１９０が点着された点着チャンバー１１０を示す図である。 図８は、第１磁石ユニット１６の分解斜視図である。 図９は、第１磁石ユニット１６の平面図である。 図１０Ａは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｂは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｃは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｄは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｅは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｆは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｇは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１０Ｈは、本開示による磁石の形状の例を示す図である。 図１１は、円形の試料分析用基板１００の上方に移動された半円のリング形状の第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す平面図である。 図１２は、円形の試料分析用基板１００の上方に移動された半円のリング形状の第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す側面図である。 図１３は、試料分析用基板１００を約１８０度回転させた後の、第１磁石ユニット１６の位置と測定チャンバー１１６の位置との関係を示す図である。 図１４は、図１３におけるＡ－Ａ断面図である。 図１５は、試料分析用基板１００の上方から退避した位置に移動された第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す平面図である。 図１６は、試料分析用基板１００の上方から退避した位置に移動された第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す側面図である。 図１７は、図１５におけるＢ－Ｂ断面拡大図である。 図１８は、Ｂ／Ｆ分離処理時の制御回路２２の処理の手順を示すフローチャートである。 図１９は、半円のリング形状の第１磁石ユニット１６および５６と、第１磁石ユニット１６および５６をそれぞれ移動させる移動機構の構成を示す平面図である。 図２０は、半円のリング形状の第１磁石ユニット１６および５６と、第１磁石ユニット１６および５６をそれぞれ移動させる移動機構の構成を示す側面図である。 図２１は、試料分析用基板１００から遠ざかった第２磁石ユニット５６を示している。 図２２は、第１磁石ユニット１６の移動方向に関する変形例を説明するための側面図である。 図３は、試料分析装置１のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図２４は、第１磁石ユニット１６と、第２磁石ユニット５６と、試料分析用基板１００との位置関係の例を示す図である。 図２５は、第１磁石ユニット１６と、第２磁石ユニット５６と、試料分析用基板１００との位置関係の例を示す図である。 図２６は、試料分析用基板１００を図２４に示す状態から約１８０度回転させた後の、第１磁石ユニット１６の位置と測定チャンバー１１６の位置との関係を示す図である。 図２７は、図２６におけるＡ－Ａ断面拡大図である。 図２８は、試料分析用基板１００の上方から退避した位置に移動された第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す平面図である。 図２９は、試料分析用基板１００の上方から退避した位置に移動された第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す側面図である。 図３０は、試料分析用基板１００と重なる位置に移動された第２磁石ユニット５６と、第２磁石ユニット５６の移動機構の構成を示す平面図である。 図３１は、試料分析用基板１００と重なる位置に移動された第２磁石ユニット５６と、第２磁石ユニット５６の移動機構の構成を示す側面図である。 図３２９は、図３０におけるＣ－Ｃ断面拡大図である。 図３３は、磁性粒子を利用した撹拌処理を実行する制御回路２２の処理の手順を示すフローチャートである。 図３４は、発光測定処理を実行する制御回路２２の処理の手順を示すフローチャートである。 図３５は、リング形状の第１磁石ユニット１６と、半円形状の第２磁石ユニット５６と、試料分析用基板１００との位置関係の例を示す図である。 図３６Ａは、変形例にかかる試料分析装置６の側面図である。 図３６Ｂは、磁石４０および８０のＳ極同士を向かい合わせた様子を示す図である。 図３７は、さらなる変形例にかかる試料分析装置６の側面図である。

　以下、添付の図面を参照しながら、本発明による試料分析装置の実施形態を説明する。本明細書では、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、本発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図しない。以下の説明においては、同一または類似する構成要素には、同一の参照符号を付している。

　尿や血液等の試料の成分の分析法には、分析対象物であるアナライトと、アナライトと特異的に結合するリガンドとの結合反応が用いられる場合がある。このような分析法には、例えば、免疫測定法や遺伝子診断法が挙げられる。なお、尿や血液等の試料は医学、薬学分野では検体と呼ばれることがある。

　免疫測定法の一例として、競合法および非競合法（サンドイッチイムノアッセイ法）が挙げられる。また、遺伝子診断法の一例として、ハイブリダイゼーションによる遺伝子検出法が挙げられる。これら免疫測定法や遺伝子検出法は、例えば、磁性粒子（「磁性ビーズ」、「磁気粒子」または「磁気ビーズ」等と称することもある。）が用いられる。これら分析法の一例として、磁性粒子を用いたサンドイッチイムノアッセイ法で具体的に説明する。

　図１に示すように、まず、磁性粒子３０２の表面に固定化された一次抗体３０４（以下、「磁性粒子固定化抗体３０５」と称する。）と測定対象物である試料に含まれる抗原３０６とを抗原抗体反応により結合させる。次に標識物質３０７が結合された２次抗体（以下、「標識抗体３０８」と称する。）と抗原３０６とを抗原抗体反応により結合させる。これにより、抗原３０６に対して磁性粒子固定化抗体３０５及び標識抗体３０８が結合した複合体３１０が得られる。

　この複合体３１０に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７に基づくシグナルを検出し、検出したシグナルの量に応じて抗原濃度を測定する。標識物質３０７には、例えば、酵素（例えば、ペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、ルシフェラーゼ等がある。）、化学発光物質、電気化学発光物質、蛍光物質等が挙げられ、それぞれの標識物質３０７に応じた色素、発光、蛍光等のシグナルを検出する。検出する光は試料そのものから発せられるわけではない。しかし、試料の成分の分析は試料中の抗原３０６の濃度等を測定することであり、抗原３０６が結合した複合体３１０が発光する。このため、本願明細書では、分かりやすさのため、試料が発光すると説明する場合がある。

　上述した測定方法によって、試料分析用基板に設けた複数のチャンバー間で試料の移送を行い、試料の発光を検出することによって試料の成分分析を行う場合、試料の移送の手順、あるいは、試料分析用基板の回転による遠心力を利用して試料を移送したり保持したりするため、試料分析用基板を回転させた状態で試料の発光を検出する場合がある。

　上述の発光の測定は、抗原抗体反応が生じなかった未反応物を除去した後の反応液を対象として行われる。そのため、未反応物を除去・分離する工程、すなわちＢ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）の工程が必要である。ここで言う「反応物」は複合体であり、「未反応物」は例えば、検体中の未反応物、磁性粒子等に非特異的に吸着した物質、当該複合体の形成に関与しなかった標識物質である。

　本開示にかかる一実施形態では、未反応物を除去するための磁石を、試料分析用基板ではなく試料分析装置に設けている。すなわち本開示の試料分析装置の概要は以下のとおりである。

［項目１］
　液体試料を保持した試料分析用基板を回転させ停止させて、前記液体試料中のアナライトと磁性粒子の表面に固定化されたリガンドとの結合反応を生じさせる試料分析装置であって、
　前記試料分析用基板は、前記試料分析装置への装填および前記試料分析装置からの取り外しが可能であり、所定の厚さを有する板状のベース基板と、前記ベース基板内の、前記結合反応を生じさせる空間であるチャンバーとを有しており、
　装填された前記試料分析用基板を支持するターンテーブルと、
　前記ターンテーブルを回転させるモータと、
　前記モータの回転および停止を制御する駆動回路と、
　前記磁性粒子を吸引する力を発生させる第１磁石ユニットと、
　前記第１磁石ユニットを移動させて前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第１アクチュエータと、
　前記モータ、前記駆動回路、および前記第１アクチュエータの動作を制御する制御回路と
　を備え、前記第１磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部の形状を有しており、
　前記チャンバー内の反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）時に、前記第１アクチュエータは、前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第１磁石ユニットに吸引される位置に前記第１磁石ユニットを移動させる、試料分析装置。

［項目２］
　前記第１磁石ユニットは、前記形状を有する単一の磁石、または、前記形状に沿って配置された複数の磁石を含む、項目１に記載の試料分析装置。

［項目３］
　前記試料分析用基板が円形である場合において、
　前記第１磁石ユニットは、中心角の和が９０度以上３６０度以下の前記円または前記リングの一部または全部の形状を有している、項目１または２に記載の試料分析装置。

［項目４］
　前記試料分析用基板が円形であり、かつ、前記第１磁石ユニットが前記円または前記リングの一部の形状を有している場合において、
　前記第１磁石ユニットの周方向の長さは前記チャンバーの周方向の長さよりも長い、項目１から３のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目５］
　前記試料分析用基板が円形である場合において、
　前記円または前記リングの半径の大きさは、前記試料分析用基板の回転中心から前記チャンバーまでの距離に応じて決定される、項目１から４のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目６］
　前記第１磁石ユニットが前記リングの一部または全部の形状を有している場合において、
　前記第１アクチュエータは、前記Ｂ／Ｆ（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ）分離時に前記第１磁石ユニットを移動させて、前記リングの半径方向に関する中心位置を、前記試料分析用基板の回転中心から最も離れた前記チャンバー内の位置に一致させる、項目１から５のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目７］
　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向に沿って前記第１磁石ユニットを移動させる、項目１から６のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目８］
　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に垂直な方向に沿って前記第１磁石ユニットを移動させる、項目１から６のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目９］
　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向から見て、前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板とが重ならない位置まで前記第１磁石ユニットを移動させる、項目８に記載の試料分析装置。

［項目１０］
　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと反対側に位置する、項目１から９のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目１１］
　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと同じ側に位置する、項目１から９のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目１２］
　前記第１磁石ユニットを第１磁石ユニットとし、前記第１アクチュエータを第１アクチュエータとするとき、
　前記第１磁石ユニットとは異なる第２磁石ユニットと、
　前記第２磁石ユニットを前記試料分析用基板の回転軸に垂直な方向に沿って移動させて、前記第２磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第２アクチュエータと
　をさらに備える、項目１から１１のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目１３］
　前記第２磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部の形状を有する単一の磁石、または、前記形状に沿って配置された複数の磁石を含む、項目１２に記載の試料分析装置。

［項目１４］
　前記第１アクチュエータはステッピングモータまたはリニアモータである、項目１から１３のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目１５］
　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、ステッピングモータまたはリニアモータである、項目１２または１３に記載の試料分析装置。

［項目１６］
　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと反対側に位置し、
　前記第２磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと同じ側に位置する、項目１２から１５のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目１７］
　液体試料を保持した試料分析用基板を回転させ停止させて、前記液体試料中のアナライトと磁性粒子の表面に固定化されたリガンドとの結合反応を生じさせる試料分析装置であって、
　前記試料分析用基板は、前記試料分析装置への装填および前記試料分析装置からの取り外しが可能であり、所定の厚さを有する板状のベース基板と、前記ベース基板内の、前記結合反応を生じさせる空間であるチャンバーとを有しており、
　装填された前記試料分析用基板を支持するターンテーブルと、
　前記ターンテーブルを回転させるモータと、
　前記モータの回転および停止を制御する駆動回路と、
　前記試料分析用基板の回転軸に垂直な第１面側に配置され、前記磁性粒子を吸引する吸引力を発生させる第１磁石ユニットと、
　前記試料分析用基板の回転軸に垂直な、前記第１面と反対の第２面側に配置され、前記磁性粒子を吸引する吸引力を発生させる第２磁石ユニットと、
　前記第１磁石ユニットを移動させて前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第１アクチュエータと、
　前記第２磁石ユニットを移動させて前記第２磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第２アクチュエータと、
　前記モータ、前記駆動回路、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの動作を制御する制御回路と
　を備え、前記チャンバー内の液体試料の撹拌時に、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットに吸引される位置に、交互に前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを移動させる、試料分析装置。

［項目１８］
　前記第１面は前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと反対側の面であり、
　前記第１磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部である第１形状を有しており、
　前記第２磁石ユニットは、円の一部の形状またはリングの一部または全部の形状である第２形状を有している、項目１７に記載の試料分析装置。

［項目１９］
　前記第１磁石ユニットは、前記第１形状を有する単一の磁石、または、前記第１形状に沿って配置された複数の磁石を含み、
　前記第２磁石ユニットは、前記第２形状を有する単一の磁石、または、前記第２形状に沿って配置された複数の磁石を含む、項目１８に記載の試料分析装置。

［項目２０］
　前記試料分析用基板が所定の回転数で回転し、かつ、前記回転数において前記磁性粒子を吸引したときに前記磁性粒子の移動にＴ秒を要するとき、
　前記第１アクチュエータは、周期２Ｔ秒で、前記第１磁石ユニットを前記試料分析用基板に接近させ、前記試料分析用基板から離隔させ、かつ、
　前記第２アクチュエータは、周期２Ｔ秒で、前記第２磁石ユニットを前記試料分析用基板から離隔させ、前記試料分析用基板に接近させる、項目１８または１９に記載の試料分析装置。　

［項目２１］
　前記第１形状および前記第２形状がリングの一部または全部である場合において、
　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータはそれぞれ、前記前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを前記試料分析用基板に接近させ、前記リングの半径方向に関する中心位置を、前記試料分析用基板の回転中心から最も離れた前記チャンバー内の位置に一致させる、項目１８から２０のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目２２］
　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータはそれぞれ、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向に沿って前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを移動させる、項目１７から２１のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目２３］
　前記第２形状は前記リングの一部の形状であり、
　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータはそれぞれ、前記試料分析用基板の回転軸に垂直な方向に沿って前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを移動させる、項目１７から２１のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目２４］
　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向から見て、前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板とが重ならない位置まで前記第１磁石ユニットを離隔させ、
　前記第２アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向から見て、前記第２磁石ユニットと前記試料分析用基板とが重ならない位置まで前記第２磁石ユニットを離隔させる、項目２３に記載の試料分析装置。

［項目２５］
　前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットは、前記試料分析用基板を挟んで対向しており、
　前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットの前記試料分析用基板側の極性は互いに逆である、項目１７から２４のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目２６］
　前記第２面側に配置された光センサをさらに備え、
　前記結合反応の完了後、結合した前記アナライトと前記リガンドとの複合体に所定の発光基質を作用させて行う発光反応時に、
　前記第２アクチュエータは前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第２磁石ユニットに吸引される位置に前記第２磁石ユニットを移動させ、
　前記光センサは、前記発光反応によって生じた光を検出する、項目１７から２５のいずれかに記載の試料分析装置。

［項目２７］
　前記光センサは光電子倍増管である、項目２６に記載の試料分析装置。

［項目２８］
　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、ステッピングモータまたはリニアモータである、項目１７から２７のいずれかに記載の試料分析装置。

　上述の例示的な態様によれば、Ｂ／Ｆ分離に利用される磁石を、使い捨てられる試料分析用基板にではなく、試料分析装置に設けた。磁石が試料分析用基板とともに廃棄されず、かつ試料分析用基板にバランサーを設ける必要もないため、試料分析用基板のコストを低減できる。よって、コストの発生を抑制するための試料分析装置が提供される。

　また、上述の例示的な態様によれば、第１磁石ユニットおよび第２磁石ユニットはそれぞれ、試料分析用基板の第１面側、および第１面と反対の第２面側に配置されている。試料分析装置は、試料分析用基板のチャンバー内の液体試料撹拌時に、チャンバー内の磁性粒子が磁石ユニットに吸引される位置に、交互に第１磁石ユニットおよび第２磁石ユニットを移動させる。第１磁石ユニットが試料分析用基板に近付くように移動すると磁性粒子は第１面側に吸引され、第２磁石ユニットが試料分析用基板に近付くように移動すると磁性粒子は第２面側に吸引される。チャンバー内の磁性粒子の移動によって液体試料が撹拌されるため、反応ムラを抑制しながら抗原抗体反応を生じさせることができる。これにより、試料中の特定成分の測定精度を高めることが可能になる。例えば試料と試薬との間で抗原抗体反応を生じさせようとするとき、上記動作を行ってチャンバー内を撹拌することで、反応を促進させることができる。また、例えばＢ／Ｆ分離工程で上記動作を行うことで、溶液の洗浄を実現することができる。

　以下、本開示の例示的な実施形態にかかる試料分析装置を説明する。

　（第１の実施形態）
　図２Ａおよび図２Ｂは、本開示の例示的な第１の実施形態にかかる試料分析装置１の外観の一例を示す斜視図である。また、図３は、試料分析装置１のハードウェア構成例を示すブロック図である。

　試料分析装置１は、液体試料を保持した試料分析用基板１００を回転させ停止させて、液体試料中のアナライトと磁性粒子の表面に固定化されたリガンドとの結合反応を生じさせる。

　試料分析装置１は、開閉可能なドア３を有する筐体２を備える。筐体２は、試料分析用基板１００を回転可能に収納する収納室２ａを有し、収納室２ａ内に、ターンテーブル１０を有するモータ１２が配置されている。ドア３を開けた状態で収納室２ａ内のターンテーブル１０に試料分析用基板１００を着脱可能である。ドア３を閉じることにより、ドア３は収納室２ａに外部から光が入射しないように、収納室２ａを遮光する。筐体２には分析結果を表示する表示装置５が設けられている。

　以下では、まず試料分析用基板１００の構成を説明する。本実施形態では、試料分析用基板１００を用いて分析される対象は血液であるとする。試料分析用基板１００もまた、血液の分析に好適なチャンバーおよび試薬を有している。なお、本実施形態における試料分析用基板１００は磁石およびバランサーを有していない。磁石は試料分析装置１側に設けられている。

　図４Ａおよび図４Ｂは、試料分析用基板１００の平面図および分解斜視図である。試料分析用基板１００は、遮光キャップ１０１と、回転軸１０２および回転軸１０２に平行な方向に所定の厚さを有する板形状の基板１０３とを備える。本実施形態では、試料分析用基板１００の基板１０３は円形形状を有しているが、多角形形状、楕円形形状、扇形形状等を有していてもよい。基板１０３は、２つの主面１０３ｃ、１０３ｄを有している。本実施形態では、主面１０３ｃおよび主面１０３ｄは互いに平行であり、主面１０３ｃおよび主面１０３ｄの間隔で規定される基板１０３の厚さは、基板１０３のどの位置でも同じである。しかし、主面１０３ｃ、１０３ｄは、平行でなくてもよい。例えば、２つの主面の一部分が非平行または平行であってもよいし、全体的に非平行であってもよい。また、基板１０３の主面１０３ｃ、１０３ｄの少なくとも一方に凹部または凸部を有する構造を備えていてもよい。

　遮光キャップ１０１は、一対の遮光部１０１ａと連結部１０１ｂとを含み、遮光部１０１ａが基板１０３の主面１０３ｃ、１０３ｄの一部を覆うように基板１０３に取り付けられている。本実施形態では、遮光部１０１ａは略扇形の形状を有している。遮光部１０１ａは、複合体３１０から生じる発光を透過しない材料によって形成されている。遮光部１０１ａは、基板１０３の主面１０３ｃ、１０３ｄのうち、光検出器３０の受光面３０ａに対向する位置に設けられていることが好ましい。光検出器３０は、測定チャンバー１１６における試料の発光を検出する際に用いられ、受光面３０ａは光を受ける領域である。また、主面１０３ｃまたは主面１０３ｄにおける、遮光部１０１ａが位置する領域の中心角αは、測定チャンバー１１６が位置する領域の中心角βよりも大きいことが好ましい。

　試料分析用基板１００の基板１０３は、ベース基板１０３ａとカバー基板１０３ｂとによって構成されている。

　試料分析用基板１００は、基板１００内に位置する複数のチャンバーおよび、各チャンバー間を接続する流路を有する。複数のチャンバーは、例えば反応チャンバー、測定チャンバー、基質保持チャンバー、回収チャンバーである。

　複数のチャンバーの各々の空間はベース基板１０３ａ内に形成され、カバー基板１０３ｂでベース基板１０３ａを覆うことにより、それぞれの空間の上部および下部が形成される。つまり、複数のチャンバーの各々の空間は試料分析用基板１００の少なくとも１つの内面によって規定されている。流路もベース基板１０３ａに形成されており、カバー基板１０３ｂでベース基板１０３ａを覆うことにより、流路の空間の上部および下部が形成される。このように、各チャンバーおよび流路は基板１０３に閉じ込められている。

　図５は、試料分析用基板１００に設けられた複数のチャンバーの位置を示す上面図である。試料分析用基板１００は、例えば、点着チャンバー１１０、血漿定量チャンバー１１２、反応チャンバー１１４、測定チャンバー１１６、基質保持チャンバー１１８、回収チャンバー１２０を有している。図５にも、光検出器３０の受光面３０ａの位置が示されている。

　図６は、試料分析用基板１００に予め保持されている洗浄液１３０、基質液１３２、一次抗体１３４および二次抗体１３６の位置を示す上面図である。一次抗体１３４は磁性粒子固定化抗体３０５である。二次抗体１３６は標識抗体３０８である。磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８は乾燥された状態で反応チャンバー１１４に担持されている。これらは「ドライ化試薬」とも呼ばれ得る。

　図７は、検体である血液１９０が点着された点着チャンバー１１０を示している。点着時、使用者は支点１０１ｃを中心に遮光キャップ１０１を時計回りに回転させ、点着部１９２を露出させる。使用者は、例えば注射筒１９４を用いて血液を点着部から点着させる。

　血液１９０は、試料分析装置１による試料分析用基板１００の高速回転によって遠心分離される。遠心分離された血漿は、試料分析装置１による試料分析用基板１００の回転、揺動および回転の停止により、図５に示す血漿定量チャンバー１１２から流路を通って移送され、反応チャンバー１１４に到達する。血漿は、抗原３０６を含む試料溶液である。反応チャンバー１１４では当該試料溶液によってドライ化試薬が溶解されて抗原抗体反応（免疫反応）が生じる。それにより複合体３１０が形成される。

　背景技術欄で説明したように、抗原抗体反応が生じると、反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離の工程が必要である。ここで言う「反応物」は複合体であり、「未反応物」は例えば、検体中の未反応物、当該複合体の形成に関与しなかった標識物質である。

　本開示による一実施形態では、磁石は試料分析装置１に設けられており、試料分析用基板１００には磁石およびバランサーは不要である。試料分析装置１は磁石を試料分析用基板１００に近付くよう制御して磁性粒子を捕捉し、未反応物を除去する。

　再び図３を参照し、試料分析装置１のハードウェア構成を説明する。

　試料分析装置１は、開閉検出スイッチ４と、表示装置５と、モータ１２と、駆動回路１４および２０と、第１磁石ユニット１６と、第１アクチュエータ１８と、制御回路２２と、光検出器３０と、エンコーダ３４と、通信回路３６とを有している。

　開閉検出スイッチ４は、例えば、ドア３の開閉を検出するモーメンタリスイッチであるが、他の任意のスイッチを採用し得る。

　モータ１２は、装填された試料分析用基板１００を支持するターンテーブル１０を有し、試料分析用基板１００を回転軸１０２の周りに回転させる。回転軸１０２は重力方向に対して０°以上９０°以下の角度で重力方向から傾いていてもよい。モータ１２は、例えば、試料分析用基板１００を１００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲で回転させることができる。回転速度は各チャンバーおよび流路の形状、液体の物性、液体の移送や処理のタイミング等に応じて決定される。モータ１２は例えば、直流モータ、ブラシレスモータ、超音波モータ等であってよい。

　駆動回路１４はモータ１２の回転および停止を制御する。具体的には、駆動回路１４は、制御回路２２からの指令に基づき、試料分析用基板１００を時計回りまたは反時計回りに回転させ、揺動させ、回転および揺動の停止を制御する。

　第１磁石ユニット１６は１つまたは複数の磁石を有しており、当該１つまたは複数の磁石により、磁性粒子を吸引する力（磁力）を発生させる。第１磁石ユニット１６は、「円またはリング」の「一部または全部」の形状を有している。「円またはリング」の「一部または全部」の形状は、１つの磁石の形状により、または、複数の磁石の配置により実現される。第１磁石ユニット１６の具体的な構成は後述する。第１磁石ユニット１６には、歯が設けられた第１ラック４４が取り付けられている。

　第１アクチュエータ１８は、第１ラック４４を長手方向に移動させることにより第１磁石ユニット１６を移動させ、第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させる。第１アクチュエータ１８の動作は駆動回路２０によって制御される。第１アクチュエータ１８の一例は、回転運動を行う電動モータである。第１アクチュエータ１８は、例えば、ステッピングモータ、リニアモータである。第１アクチュエータ１８に関する構成および動作の詳細は後に図１１および図１２等を参照しながら説明する。

　制御回路２２は、モータ１２、第１アクチュエータ１８、および、駆動回路１４および２０の動作を制御する。

　光検出器３０は、試料分析用基板１００の測定チャンバー１１６（図５）に保持された複合体３１０（図１）に結合した標識抗体３０８の標識物質３０７から生じる発光を検出する。ここで発光とは、蛍光、りん光等の発光原理は問わず、光子が放出されることをいう。つまり、光検出器３０は、標識物質３０７から生じて受光面３０ａに入射した、発光の光子数を測定する。

　光検出器３０の受光面３０ａは、試料分析用基板１００をターンテーブル１０に取り付けた状態で、測定チャンバー１１６が位置する同心円の下方、すなわち、試料分析用基板１００に関してターンテーブル１０と同じ側に配置される。

　光検出器３０は、例えば、レンズシャッターおよび光子カウンタ（いずれも図示せず）を有する光電子増倍管である。レンズシャッターは、光検出器３０の受光面３０ａと、試料分析用基板１００との間に設けられて、受光面３０ａの開閉を制御する。シャッターを開いた状態では、回転する試料分析用基板１００の測定チャンバー１１６に保持された複合体３１０から生じる発光が受光面３０ａに入射する。また、シャッターが閉じた状態では、発光を遮断する。シャッターは、機械的構造を備えていてもよいし、液晶シャッター等であってもよい。光電子増倍管は、受光面３０ａにおいて標識物質３０７から生じる発光の光子を受け取って光子の数に応じた数のパルスをカウントし、カウント数を出力する。

　制御回路２２は、光子のカウント数を、試料分析用基板１００の回転角度と関連付けて光子カウント分布信号を生成する。

　エンコーダ３４は、モータ１２の回転軸に取り付けられ、モータ１２の回転角度を検出する、いわゆるロータリーエンコーダである。ターンテーブル１０に試料分析用基板１００を取り付けると、試料分析用基板１００が回転軸１０２周りに回転するので、エンコーダ３４の出力は、試料分析用基板１００の回転角度を検出し、回転角度信号として利用できる。回転角度信号は、例えば、所定の角度ごとに出力されるパルスを含むパルス信号である。モータ１２がブラシレスモータである場合には、エンコーダ３４に代えて、ブラシレスモータに備えられているホール素子およびホール素子の出力信号を受け取り、回転軸２０１ａの角度を示す回転角度信号を出力する検出回路を採用し得る。制御回路２２は、回転角度信号を利用して光子カウント分布信号を生成し、光子カウント分布信号を利用して測定チャンバー１１６からの光子数を測定することができる。

　表示装置５は、光子の測定値を表示する。表示装置５は、液晶表示パネル、有機ＥＬパネルなどの表示パネルであり、制御回路２２から出力される、光子の測定値および／または測定値に基づく情報、過去の測定値を表示する。なお表示装置５は、他の情報、例えば試料分析装置１の操作方法、操作のための入力を促す情報等を表示する。

　光子の測定値は、通信回路３６を介して試料分析装置１の外部に送信されてもよい。通信回路３６は、例えばイーサネット（登録商標）規格による有線通信を行う回路、または例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格による無線通信を行う回路であり得る。

　制御回路２２は、内部のメモリ２２ａに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、上述の試料分析装置１の動作を実現するとともに、駆動回路２０を制御して、後述する第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させる。

　コンピュータプログラムが読み込まれたメモリ２２ａ、例えば、コンピュータプログラムを格納するＲＡＭは、揮発性であってもよいし、不揮発性であってもよい。揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなければ記憶している情報を保持できないＲＡＭである。たとえば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）は、典型的な揮発性ＲＡＭである。不揮発性ＲＡＭは、電力を供給しなくても情報を保持できるＲＡＭである。たとえば、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、抵抗変化型メモリ（ＲｅＲＡＭ）、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）は、不揮発性ＲＡＭの例である。揮発性ＲＡＭおよび不揮発性ＲＡＭはいずれも、一時的でない（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。また、ハードディスクのような磁気記録媒体や、光ディスクのような光学的記録媒体も一時的でない、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例である。すなわち本開示にかかるコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムを電波信号として伝搬させる、大気などの媒体（一時的な媒体）以外の、一時的でない種々のコンピュータ読み取り可能な媒体に記録され得る。

　次に、第１磁石ユニット１６の構成、および、第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させるための試料分析装置１の動作を説明する。

　図８は、第１磁石ユニット１６の分解斜視図である。また図９は第１磁石ユニット１６の平面図である。図８および図９に示されるように、第１磁石ユニット１６は磁石４０およびケース４２を有している。ケース４２は磁石４０を収容し、ケース４２内で固定している。

　磁石４０は、例えば、磁気粒子を用いた競合法による免疫測定法に一般的に用いられる磁石である。具体的には、磁石４０としてフェライト磁石、ネオジム磁石等を用いることができる。特に、ネオジム磁石は磁力が強いため、磁石４０として好適である。

　図８および図９では磁石４０は半円のリング形状を有しているが、これは一例である。他の形状を採用してもよい。図１０Ａ～図１０Ｄは、本実施形態において採用することが可能な磁石４０の形状の例を示している。図１０Ａは先に説明した半円のリング形状の磁石４０ａを示している。図１０Ｂは、円形の中央部分に開口を有するリング形状の磁石４０ｂを示している。図１０Ｃは、扇形形状の磁石４０ｃを示している。図１０Ｄは、円形状の磁石４０ｄを示している。ケース４２の形状は、採用する磁石４０ａ～４０ｄのいずれかの形状に適合させればよい。

　図１０Ａ～図１０Ｄは、１つの磁石に関する形状の例であったが、複数の磁石を利用してもよい。図１０Ｅ～図１０Ｈは、複数の磁石を用いて、図１０Ａ～図１０Ｄに示す磁石４０ａ～４０ｄと同等の形状を実現した例を示している。図１０Ｅは半円のリング形状に配置された複数の磁石群４０ｅを示している。図１０Ｆは、円形の中央部分に開口を有するリング形状に配置された磁石群４０ｆを示している。図１０Ｇは、扇形形状に配置された磁石群４０ｇを示している。図１０Ｈは、円形状に配置された磁石群４０ｈを示している。ケース４２の形状は、採用する磁石群４０ｅ～４０ｈのいずれかの形状に適合させればよい。

　図１０Ａ～図１０Ｈでは、磁石は１個であり、または複数の磁石群が１つにまとめられているが、複数の磁石が互いに離れていてもよい。その場合、例えば半円のリング形状と扇形とを組み合わせることもできる。図１０Ａ～図１０Ｈの例では、リング形状（半円または円）、扇形形状および円形状のいずれも、真円に基づいた形状である必要はなく、楕円に基づいた形状であってもよい。本実施形態では、磁石または磁石群は、円または楕円の中心角の和が９０度以上３６０度以下の円またはリングの一部または全部の形状を有していればよい。

　次に、第１磁石ユニット１６を駆動させる機構および動作の詳細を説明する。当該機構は試料分析装置１の筐体２内に設けられている。以下では必要な構成要素の図示および説明にとどめ、例えば、筐体２およびドア３等の、特に必要でない構成要素の図示および説明は省略する。

　図１１および図１２は、円形の試料分析用基板１００の上方に移動された半円のリング形状の第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す平面図および側面図である。まず第１磁石ユニット１６の移動機構を説明する。なお、上述のとおり、第１磁石ユニット１６に利用される磁石の個数および形状は任意である。

　本実施形態では、第１磁石ユニット１６は、試料分析用基板１００に関してターンテーブル１０とは反対側に位置する。ただし、第１磁石ユニット１６を、試料分析用基板１００に関してターンテーブル１０とは同じ側に配置してもよい。

　第１磁石ユニット１６は、第１アクチュエータ１８によって駆動される。第１アクチュエータ１８が回転運動を行う電動モータであるとする。当該電動モータの回転軸にはピニオンギア１８ａが取り付けられており、第１ラック４４と噛み合っている。駆動回路２０は、制御回路２２からの指令に基づき、第１アクチュエータ１８を時計回りまたは反時計回りに回転させ、または回転を停止させる。第１アクチュエータ１８が時計回りに回転し、または反時計回りに回転することにより、ピニオンギア１８ａが第１ラック４４を図面の下方向または上方向に送り出す。すると、第１ラック４４に取り付けられた第１磁石ユニット１６が試料分析用基板１００に近付き、または試料分析用基板１００から遠ざかる。

　第１アクチュエータ１８は、試料分析用基板１００の回転軸１０２に垂直な方向、換言すれば試料分析用基板１００の円形の表面に平行な方向、に沿って第１磁石ユニット１６を移動させる。第１磁石ユニット１６の移動を実現するために、図１１には、１対のガイド５０が設けられている。例えば、ガイド５０は略「コ」の字形状の断面を有し、溝部分で第１磁石ユニット１６の上面および下面を挟みこむ。それにより、試料分析用基板１００の移動はガイド５０の長手方向のみに規制される。

　チャンバー内の反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離時には、第１アクチュエータ１８は、測定チャンバー１１６内の磁性粒子が第１磁石ユニット１６に吸引される位置に第１磁石ユニットを移動させる。具体的には、第１アクチュエータ１８は、図１１および図１２に示される位置まで第１磁石ユニット１６を移動させ、当該位置で固定する。

　反応チャンバー１１４内で抗原抗体反応に関与しなかった未反応物はその後、反応物とともに測定チャンバー１１６に移送される。Ｂ／Ｆ分離は、測定チャンバー１１６に存在する未反応物（非磁性成分）を除去するために行われるため、第１磁石ユニット１６の磁石の磁力が測定チャンバー１１６に存在する磁性粒子を効果的に吸引することを要する。そのため、第１磁石ユニット１６のリングの半径の大きさは、当該位置に固定されたときの試料分析用基板１００の測定チャンバー１１６の位置に応じて決定されている。すなわち、第１磁石ユニット１６のリングの半径の大きさは、試料分析用基板１００の回転軸１０２（回転中心）から測定チャンバー１１６までの距離に応じて決定されている。

　より具体的には、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置を、試料分析用基板１００の回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置に一致させる。図１１には、破線で示す２つの円が記載されている。内側の円は、第１磁石ユニット１６の最内周に沿っており、半径方向に関して測定チャンバー１１６の概ね中心位置を通過している。一方、外側の円は、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置に沿っており、半径方向に関して測定チャンバー１１６の最も外側の位置を通過している。

　図１３は、試料分析用基板１００を約１８０度回転させた後の、第１磁石ユニット１６の位置と測定チャンバー１１６の位置との関係を示している。図１３には、図１１における外側の円（破線）のみが示されている。また図１４は、図１３におけるＡ－Ａ断面図である。説明の便宜のため、図１４は測定チャンバー１１６周辺の断面を拡大して示している。

　特に図１４から明らかなように、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置Ｌが、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａに一致していることが理解される。磁性粒子１４２は、試料分析用基板１００の半径方向に関しては、試料分析用基板１００の回転中は遠心力の作用により、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａ側に集まる。磁性粒子１４２は、複合体３１０に含まれる磁性粒子３０２、一次抗体３０４が表面に固定化された磁性粒子３０２である。なお、後者は、一次抗体３０４と抗原３０６との抗原抗体反応が生じた磁性粒子３０２と、生じていない磁性粒子３０２とを含む。

　一方、試料分析用基板１００の回転軸方向に関しては、磁性粒子１４２は、第１磁石ユニット１６の磁石４０の吸引力により、測定チャンバー１１６内の位置１１６ｂ側に張り付く。つまり、磁性粒子１４２を効果的に吸引することができる。この状態で試料分析用基板１００を適切に回転させることにより、磁性粒子１４２を測定チャンバー１１６に残しながら、反応液を測定チャンバー１１６から他のチャンバーへ移送することが可能になる。この後も、磁性粒子１４２を磁力で吸引した状態で、例えば洗浄液／基質液を測定チャンバー１１６に移送し、排出してもよい。

　また、図１３に示されるように、第１磁石ユニット１６の周方向の長さは測定チャンバー１１６の周方向の長さよりも長い。これにより、測定チャンバー１１６内の磁性粒子全体に吸引力を印加できる。また、第１磁石ユニット１６が、円またはリングの一部または全部の形状を有していることにより、試料分析用基板１００を回転させた状態でも、試料分析用基板１００の１回転中に測定チャンバー１１６に第１磁石ユニット１６からの磁力の及ぶ時間を長くすることができ、より確実に磁力によるＢ／Ｆ分離を行うことができる。

　図１５および図１６は、試料分析用基板１００の上方から退避した位置に移動された第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す平面図および側面図である。

　第１アクチュエータ１８は、試料分析用基板１００の回転軸に平行な方向から見て、第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００とが重ならない位置まで第１磁石ユニット１６を移動させる。

　具体的には、第１磁石ユニット１６が図１３に示す状態において、駆動回路２０は、制御回路２２からの指令に基づき、第１アクチュエータ１８を反時計回りに回転させる。第１アクチュエータ１８が反時計回りに回転することにより、ピニオンギア１８ａが第１ラック４４を図面の上方向に送り出す。すると、第１ラック４４に取り付けられた第１磁石ユニット１６が試料分析用基板１００の円形の表面に平行な方向に沿って移動し、試料分析用基板１００から遠ざかる。

　図１７は、図１５におけるＢ－Ｂ断面図である。説明の便宜のため、図１７は測定チャンバー１１６周辺の断面を拡大して示している。

　図１７から明らかなように、第１磁石ユニット１６が試料分析用基板１００から離れることにより、第１磁石ユニット１６の磁石４０の磁力が弱まる。その結果、磁性粒子１４２が磁石４０の吸引力から解放され、磁性粒子１４２は回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａ側に広がる。Ｂ／Ｆ分離により、捕捉されなかった不純物を含む非磁性成分が除去されて反応生成物の洗浄効果が高まり、より高精度な分析結果が得られる。

　このように、第１磁石ユニット１６を移動させて第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させることにより、磁性粒子を効果的に吸引させ、未反応物を含む反応液を測定チャンバー１１６から移送し、他のチャンバーにおいて未反応物を除去することができる。

　図１８は、Ｂ／Ｆ分離処理時の制御回路２２の処理の手順を示すフローチャートである。制御回路２２は、当該フローチャートに記載された処理を実行するための命令群を含むコンピュータプログラムを実行する。

　ステップＳ１０において、制御回路２２は、駆動回路１４を介してモータ１２の動作を制御して、試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。これにより、制御回路２２は、反応チャンバー１１４内で抗原抗体反応を生じさせ、未反応物を含む反応液を測定チャンバー１１６に移送する。

　ステップＳ１２において、制御回路２２は、駆動回路２０を介して第１アクチュエータ１８の動作を制御し、第１磁石ユニット１６を移動させて第１磁石ユニット１６を試料分析用基板１００に近付ける。

　ステップＳ１４において、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６が、磁性粒子を吸引し得る位置に到達したか否かを判定する。具体的には制御回路２２は、図１４に示すように、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置Ｌと、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａとが一致したか否かを判定する。

　判定にあたっては、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６の位置を検出するセンサ（図示せず）の出力を利用することができる。あるいは第１アクチュエータ１８がステッピングモータである場合には、第１アクチュエータ１８に送信された駆動パルスの数により、第１磁石ユニット１６の位置を判定してもよい。ステッピングモータの駆動量は、与えられた駆動パルスの数に比例する。つまり、第１アクチュエータ１８に送信された駆動パルスの数によって第１磁石ユニット１６の移動量を判定できる。試料分析用基板１００が装填された直後の第１磁石ユニット１６の位置（固定位置）を基準とする。基準位置にある第１磁石ユニット１６の中心位置Ｌ（図１４）が測定チャンバー１１６内の位置１１６ａ（図１４）に一致するまでにＮ個の駆動パルスが必要であるとする。このとき制御回路２２は、第１アクチュエータ１８に送信された駆動パルスの数がＮ個になったか否かを判定することにより、ステップＳ１４の判定を行ってもよい。

　ステップＳ１４で第１磁石ユニット１６が磁性粒子を吸引し得る位置に到達した場合には処理はステップＳ１６に進み、到達していなければステップＳ１２に戻る。

　ステップＳ１６において、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６の移動を停止し、Ｂ／Ｆ分離のために試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。この動作により、第１磁石ユニット１６の磁力によって捕捉された磁性粒子を含む磁性成分と、捕捉されなかった不純物を含む非磁性成分とを分離することができる。

　ステップＳ１８において、制御回路２２は、所定の磁石退避条件を満たすか否かを判定する。「所定の磁石退避条件」とは、例えば洗浄液／基質液を測定チャンバー１１６に移送し、排出する動作を所定回数完了したこと（Ｂ／Ｆ分離が完了したこと）、試料の分析中に開閉検出スイッチ４がドア３のオープンを検出したこと、等である。制御回路２２は、所定の磁石退避条件が満たされるまではステップＳ１８の判定を継続し、満たされたと判定すると、処理はステップＳ２０に進む。

　ステップＳ２０において、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６を移動させて第１磁石ユニット１６を試料分析用基板１００から遠ざける。

　以上により、Ｂ／Ｆ分離処理が終了する。

　次に、試料分析装置１の変形例を説明する。図３では、試料分析装置１は１つの第１磁石ユニット１６を移動させて、磁性粒子を含む複合体３１０または未反応の磁性粒子と、磁性粒子以外の未反応の物質とを分離した。変形例にかかる試料分析装置１は、複数の磁石ユニットを有し、複数の磁石ユニットの各々を駆動するための移動機構を有している。

　図１９および図２０は、半円のリング形状の第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６と、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６をそれぞれ移動させる移動機構の構成を示す平面図および側面図である。第１磁石ユニット１６および第１磁石ユニット１６を駆動する第１アクチュエータ１８の関係は先に説明したとおりであるから説明は省略する。

　図１９に示す例では、第２磁石ユニット５６の形状は第１磁石ユニット１６の形状と同じである。しかしながら、第１磁石ユニット１６と同様、第２磁石ユニット５６もまた、図１０Ａ～図１０Ｈに示すような、円またはリングの一部または全部の形状を有する単一の磁石、または、当該形状に沿って配置された複数の磁石を含んでいてもよい。

　図２０から理解されるように、第２磁石ユニット５６は、試料分析用基板１００に関してターンテーブル１０と同じ側に位置する。第２磁石ユニット５６は、第２アクチュエータ５８によって駆動される。本変形例では、第２アクチュエータ５８は回転運動を行う電動モータである。第２アクチュエータ５８は、例えば、ステッピングモータ、リニアモータである。第２アクチュエータ５８を駆動するための駆動回路（図示せず）も別途設けられており、制御回路２２によって制御される。

　第２アクチュエータ５８の回転軸にはピニオンギア５８ａ（図１９）が取り付けられており、第２ラック８４と噛み合っている。駆動回路は、制御回路２２からの指令に基づき、第２アクチュエータ５８を時計回りまたは反時計回りに回転させ、または回転を停止させる。第２アクチュエータ５８が時計回りに回転し、または反時計回りに回転することにより、ピニオンギア５８ａが第２ラック８４を図面の上方向または下方向に送り出す。すると、第２ラック８４に取り付けられた第２磁石ユニット５６が試料分析用基板１００に近付き、または試料分析用基板１００から遠ざかる。図２１は、試料分析用基板１００から遠ざかった第２磁石ユニット５６を示している。

　第２アクチュエータ５８は、試料分析用基板１００の回転軸１０２に垂直な方向、または試料分析用基板１００の円形の表面に平行な方向、に沿って第２磁石ユニット５６を移動させる。第２磁石ユニット５６の移動を実現するために、図２１には、１対のガイド９０が設けられている。例えば、ガイド９０もまた略「コ」の字形状の断面を有し、溝部分で第２磁石ユニット５６の上面および下面を挟みこむ。それにより、試料分析用基板１００の移動はガイド９０の長手方向のみに規制される。

　本変形例によれば、試料分析用基板１００の一方の側について、第１磁石ユニット１６を近付けたり遠ざけたりすることに加え、試料分析用基板１００の他方の側についても第２磁石ユニット５６を近付けたり遠ざけたりすることが可能である。これにより、磁性粒子を試料分析用基板１００の所望する側に吸着させておくこともできる。

　図２２は、第１磁石ユニット１６の移動方向に関する変形例を説明するための側面図である。本変形例では、第１磁石ユニット１６は試料分析用基板１００の回転軸１０２に平行な方向に駆動することにより、第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させる。そのため、第１アクチュエータ１８および第１ラック４４が取り付けられる向きが図１２の構成例とは異なる。向き以外は図１２の構成例と同じである。よってこれ以上の説明は省略する。

　図２２の例では第１磁石ユニット１６は１つである。しかしながら、図１９～図２１を参照しながら説明した第２磁石ユニット５６のような別の第１磁石ユニットおよび第１アクチュエータを設け、回転軸１０２に平行な方向に移動させてもよい。

　上述の実施形態およびその変形例の説明では、各第１磁石ユニットを駆動させるため、ピニオンギアとラックとを利用する態様を挙げた。しかしながら当該態様は一例に過ぎず、他の機構を用いることも可能である。例えば、第１磁石ユニットとモータとを機械的に接続し、モータの回転位置に応じて第１磁石ユニットの位置を変化させて、試料分析用基板１００からの退避と試料分析用基板１００への接近を実現してもよい。第１磁石ユニットを移動させる構造を包括的に「磁石移動機構」と称してもよい。

　（第２の実施形態）
　本実施形態の試料分析装置の第２の実施形態を説明する。上述した磁性粒子を用いた測定方法において、試料中の抗原３０６の濃度をより正確に測定するためには、試料中の可能な限り多くの抗原３０６と磁性粒子固定化抗体３０５と標識抗体３０８とが結合した複合体３１０を生成することが望ましい。そのためには、抗原３０６と、磁性粒子固定化抗体３０５および標識抗体３０８との間で可能な限り多くの抗原抗体反応を生じさせることが求められる。

　従来の試料分析装置は、試料分析用基板の回転方向を次々と反転させる揺動動作を行うことで試料を含む溶液を撹拌していた。しかしながら従来の方法には、測定精度を向上させる多く余地が含まれていた。

　例えば、溶液中では、磁性粒子と未反応の試料（血液等）との凝集が発生することがある。揺動動作によっては当該凝集を解消することはできないため、溶液の撹拌が十分なされたとは言えない場合があった。

　また、Ｂ／Ｆ分離工程では、磁石を用いて磁性粒子が捕捉され、その状態で反応液が排出される。その後、チャンバーに洗浄液が分注される。このとき、洗浄のために試料分析装置が試料分析用基板を揺動させたとしても、磁石に吸引された凝集状態の磁性粒子の間に未反応の試料が捕捉されたままになっていることがあった。そのため、溶液の洗浄が十分なされたとは言えない場合があった。

　本実施形態の試料分析装置では、第１磁石ユニットおよび第２磁石ユニットはそれぞれ、試料分析用基板の第１面側、および第１面と反対の第２面側に配置されている。試料分析装置は、例えばＢ／Ｆ分離工程のチャンバー内の液体試料の撹拌時に、チャンバー内の磁性粒子が磁石ユニットに吸引される位置に、交互に第１磁石ユニットおよび第２磁石ユニットを移動させる。第１磁石ユニットが試料分析用基板に近付くように移動すると磁性粒子は第１面側に吸引され、第２磁石ユニットが試料分析用基板に近付くように移動すると磁性粒子は第２面側に吸引される。これにより、磁性粒子が撹拌されるため、洗浄効果を向上させることができ、試料中の特定成分の測定精度を高めることが可能になる。

　図３は、本実施形態の試料分析装置６のハードウェア構成例を示すブロック図である。本実施形態の試料分析装置６は、駆動回路６０と、第２磁石ユニット５６と、第２アクチュエータ５８とをさらに備えている点で第１の実施形態の試料分析装置１と異なる。

　第２磁石ユニット５６は、第１磁石ユニット１６と同様、１つまたは複数の磁石を有しており、当該１つまたは複数の磁石により、磁性粒子を吸引する力（磁力）を発生させる。第２磁石ユニット５６は、「円またはリング」の「一部または全部」の形状を有している。「円またはリング」の「一部または全部」の形状は、１つの磁石の形状により、または、複数の磁石の配置により実現される。第２磁石ユニット５６の具体的な構成は後述する。第２磁石ユニット５６には、歯が設けられた第１ラック４４が取り付けられている。

　第２アクチュエータ５８は、第２ラック８４を長手方向に移動させることにより第２磁石ユニット５６を移動させ、第２磁石ユニット５６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させる。第２アクチュエータ５８の動作は駆動回路６０によって制御される。第２アクチュエータ５８の一例は、回転運動を行う電動モータである。第２アクチュエータ５８は、例えば、ステッピングモータ、リニアモータである。第２アクチュエータ５８に関する構成および動作の詳細もまた、後に図２４および図２５等を参照しながら説明する。

　制御回路２２は、内部のメモリ２２ａに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、上述の試料分析装置６の動作を実現するとともに、駆動回路２０を制御して、後述する第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置、および、第２磁石ユニット５６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させる。　

　次に、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６の構成、および、各磁石ユニットと試料分析用基板１００との相対位置を変化させるための試料分析装置６の動作を説明する。

　第２磁石ユニット５６および第２磁石ユニットを駆動する第２アクチュエータ５８は、第１磁石ユニット１６および第１アクチュエータ１８と同様に構成されている。しかし、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６は互いに独立しており、同じ構成を採用する必要はない。例えば第２磁石ユニット５６の磁石８０の形状は、後述の第１磁石ユニット１６の磁石４０の形状と異なっていてもよい。磁石８０を収容するケース８２の形状も同様である。

　次に、各磁石ユニットを駆動させる機構および動作の詳細を説明する。当該機構は試料分析装置６の筐体２内に設けられている。以下では必要な構成要素の図示および説明にとどめ、例えば、筐体２およびドア３等の、特に必要でない構成要素の図示および説明は省略する。

　図２４および図２５は、第１磁石ユニット１６と、第２磁石ユニット５６と、試料分析用基板１００との位置関係の例を示している。本実施形態では、第１磁石ユニット１６は試料分析用基板１００に関してターンテーブル１０とは反対側に位置し、第２磁石ユニット５６は試料分析用基板１００に関してターンテーブル１０と同じ側に位置する。また本実施形態では、Ｂ／Ｆ分離中、および／または発光の測定中は、試料分析用基板１００の回転軸１０２に平行な方向から見て、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６は同時に試料分析用基板１００と重ならないよう駆動される。よって、第１磁石ユニット１６のみが試料分析用基板１００と重なる、第２磁石ユニット５６のみが試料分析用基板１００と重なる、または、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６がいずれも試料分析用基板１００と重ならない、のいずれかの態様になるよう、制御回路２２が第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６の動作を制御する。図２４および図２５の例では、第１磁石ユニット１６のみが試料分析用基板１００と重なっており、第２磁石ユニット５６は試料分析用基板１００と重ならない位置に退避されている。

　なお、上述のとおり、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６にそれぞれ利用される磁石の個数および形状は任意であり、かつ独立して決定され得る。

　以下、第１磁石ユニット１６を駆動方法の詳細を説明する。

　第１の実施形態と同様、第１磁石ユニット１６は、第１アクチュエータ１８によって駆動される。第１アクチュエータ１８が回転運動を行う電動モータであるとする。当該電動モータの回転軸にはピニオンギア１８ａが取り付けられており、第１ラック４４と噛み合っている。駆動回路２０は、制御回路２２からの指令に基づき、第１アクチュエータ１８を時計回りまたは反時計回りに回転させ、または回転を停止させる。第１アクチュエータ１８が時計回りに回転し、または反時計回りに回転することにより、ピニオンギア１８ａが第１ラック４４を図面の下方向または上方向に送り出す。すると、第１ラック４４に取り付けられた第１磁石ユニット１６が試料分析用基板１００に近付き、または試料分析用基板１００から遠ざかる。

　第１アクチュエータ１８は、試料分析用基板１００の回転軸１０２に垂直な方向、換言すれば試料分析用基板１００の円形の表面に平行な方向、に沿って第１磁石ユニット１６を移動させる。第１磁石ユニット１６の移動を実現するために、図２４には、１対のガイド５０が設けられている。例えば、ガイド５０は略「コ」の字形状の断面を有し、溝部分で第１磁石ユニット１６の上面および下面を挟みこむ。それにより、試料分析用基板１００の移動はガイド５０の長手方向のみに規制される。

　チャンバー内の反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離時には、第１アクチュエータ１８は、測定チャンバー１１６内の磁性粒子が第１磁石ユニット１６に吸引される位置に磁石ユニットを移動させる。具体的には、第１アクチュエータ１８は、図２４および図２５に示される位置まで第１磁石ユニット１６を移動させ、当該位置で固定する。

　反応チャンバー１１４内で抗原抗体反応に関与しなかった未反応物はその後、反応物とともに測定チャンバー１１６に移送される。Ｂ／Ｆ分離は、測定チャンバー１１６に存在する未反応物（非磁性成分）を除去するために行われるため、第１磁石ユニット１６の磁石の磁力が測定チャンバー１１６に存在する磁性粒子を効果的に吸引することを要する。そのため、第１磁石ユニット１６のリングの半径の大きさは、当該位置に固定されたときの試料分析用基板１００の測定チャンバー１１６の位置に応じて決定されている。すなわち、第１磁石ユニット１６のリングの半径の大きさは、試料分析用基板１００の回転軸１０２（回転中心）から測定チャンバー１１６までの距離に応じて決定されている。

　より具体的には、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置を、試料分析用基板１００の回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置に一致させる。図２４には、破線で示す２つの円が記載されている。内側の円は、第１磁石ユニット１６の最内周に沿っており、半径方向に関して測定チャンバー１１６の概ね中心位置を通過している。一方、外側の円は、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置に沿っており、半径方向に関して測定チャンバー１１６の最も外側の位置を通過している。

　図２６は、試料分析用基板１００を図２４に示す状態から約１８０度回転させた後の、第１磁石ユニット１６の位置と測定チャンバー１１６の位置との関係を示している。図２６には、図２４における外側の円（破線）のみが示されている。また図２７は、図２６におけるＡ－Ａ断面図である。説明の便宜のため、図２７は測定チャンバー１１６周辺の断面を拡大して示している。

　特に図２７から明らかなように、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置Ｌが、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａに一致していることが理解される。磁性粒子１４２は、試料分析用基板１００の半径方向に関しては、試料分析用基板１００の回転中は遠心力の作用により、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａ側に集まる。磁性粒子１４２は、複合体３１０に含まれる磁性粒子３０２、一次抗体３０４が表面に固定化された磁性粒子３０２である。なお、後者は、一次抗体３０４と抗原３０６との抗原抗体反応が生じた磁性粒子と、生じていない磁性粒子とを含む。

　一方、試料分析用基板１００の回転軸方向に関しては、磁性粒子１４２は、第１磁石ユニット１６の磁石４０の吸引力により、測定チャンバー１１６内の位置１１６ｂ側に張り付く。つまり、磁性粒子１４２を効果的に吸引することができる。この状態で試料分析用基板１００を適切に回転させることにより、磁性粒子１４２を測定チャンバー１１６に残しながら、反応液を測定チャンバー１１６から他のチャンバーへ移送することが可能になる。この後も、磁性粒子１４２を磁力で吸引した状態で、例えば洗浄液／基質液を測定チャンバー１１６に移送し、排出してもよい。

　また、図２６に示されるように、第１磁石ユニット１６の周方向の長さは測定チャンバー１１６の周方向の長さよりも長い。これにより、測定チャンバー１１６内の磁性粒子全体に吸引力を印加できる。

　図２８および図２９は、試料分析用基板１００の上方から退避した位置に移動された第１磁石ユニット１６と、第１磁石ユニット１６の移動機構の構成を示す平面図および側面図である。第２磁石ユニット５６の位置は引き続き同じである。

　第１アクチュエータ１８は、試料分析用基板１００の回転軸に平行な方向から見て、第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００とが重ならない位置まで第１磁石ユニット１６を移動させる。

　具体的には、図２６に示す状態において、駆動回路２０は、制御回路２２からの指令に基づき、第１アクチュエータ１８を反時計回りに回転させる。第１アクチュエータ１８が反時計回りに回転することにより、ピニオンギア１８ａが第１ラック４４を図面の上方向に送り出す。すると、第１ラック４４に取り付けられた第１磁石ユニット１６が試料分析用基板１００の円形の表面に平行な方向に沿って移動し、試料分析用基板１００から遠ざかる。

　図２９は、図２８におけるＢ－Ｂ断面図である。説明の便宜のため、図２９は測定チャンバー１１６周辺の断面を拡大して示している。

　図２９から明らかなように、第１磁石ユニット１６が試料分析用基板１００から離れることにより、第１磁石ユニット１６の磁石４０の磁力が弱まる。その結果、磁性粒子１４２が磁石４０の吸引力から解放され、磁性粒子１４２は回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａ側に広がる。Ｂ／Ｆ分離により、捕捉されなかった不純物を含む非磁性成分が除去されて反応生成物の洗浄効果が高まり、より高精度な分析結果が得られる。

　図３０および図３１は、試料分析用基板１００と重なる位置に移動された第２磁石ユニット５６と、第２磁石ユニット５６の移動機構の構成を示す平面図および側面図である。第１磁石ユニット１６は引き続き図２８に示す位置にとどまっている。

　第２アクチュエータ５８は、試料分析用基板１００の回転軸１０２に平行な方向から見て、第２磁石ユニット５６と試料分析用基板１００とが重なる位置まで第２磁石ユニット５６を移動させる。

　具体的には、図２８に示す状態において、駆動回路６０は、制御回路２２からの指令に基づき、第２アクチュエータ５８を時計回りに回転させる。第１アクチュエータ１８が時計回りに回転することにより、ピニオンギア５８ａが第２ラック８４を図面の上方向に送り出す。すると、第２ラック８４に取り付けられた第２磁石ユニット５６が試料分析用基板１００の円形の表面に平行な方向に沿って移動し、試料分析用基板１００に近付く。そして第２磁石ユニット５６が図３１に示す位置に到達すると、第２アクチュエータ５８は回転を停止する。これにより第２磁石ユニット５６は図３１に示す位置で停止し、当該位置で固定される。

　図３２は、図３０におけるＣ－Ｃ断面図である。説明の便宜のため、図３２は測定チャンバー１１６周辺の断面を拡大して示している。

　第２磁石ユニット５６のリングの半径方向に関する中心位置Ｍが、上述した、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａに一致している。磁性粒子１４２は、試料分析用基板１００の半径方向に関しては、試料分析用基板１００の回転中は遠心力の作用により、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａに集まる。

　なお、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置Ｌ（図２７）および第２磁石ユニット５６のリングの半径方向に関する中心位置Ｍは、いずれも測定チャンバー１１６内の位置１１６ａと一致する。したがって、回転軸１０２からの、中心位置Ｌまでの距離および中心位置Ｍまでの距離は等しい。

　この後必要に応じて、第２磁石ユニット５６の退避および試料分析用基板１００の上方への第１磁石ユニット１６の移動、第１磁石ユニット１６の退避および試料分析用基板１００の下方への第２磁石ユニット５６の移動を行う。測定チャンバー１１６内の磁性粒子１４２が、第１磁石ユニット１６または第２磁石ユニット５６に吸引される位置に来るよう、第１アクチュエータ１８および第２アクチュエータ５８が交互に第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６を移動させる。磁性粒子１４２は、図２７に示す吸引状態と図２９に示す解放状態との間、および、図２９に示す解放状態と図３２に示す吸引状態との間を遷移する。磁性粒子１４２の吸引および解放を繰り返すことにより、測定チャンバー１１６の溶液が撹拌される。撹拌により、凝集状態の磁性粒子１４２の間に未反応の試料が捕捉されていたとしても、当該未反応の試料が磁性粒子１４２の凝集から解放されやすくなる。その結果、さらなる抗原抗体反応の促進および／または溶液の洗浄を実現することができる。

　上述した、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６について、試料分析用基板１００への接近と試料分析用基板１００からの退避とを「交互」に行わせる際の周期は、例えば磁性粒子１４２の移動速度を考慮して決定し得る。いま、溶液の成分、粘度、試料分析用基板１００の回転速度等により、試料分析用基板１００の測定チャンバー１１６の位置１１６ｂから位置１１６ｃまでの移動に５秒程度を要することが分かったとする。すると、測定チャンバー１１６の磁性粒子１４２が、図２７に示す位置１１６ｂから解放状態（図２９）を経て、図３２に示す位置１１６ｃまで移動し、さらに、その逆の順序で図２７に示す位置１１６ｂに戻るまでは、最も速くて約１０秒を要する。よって、試料分析用基板１００への接近開始から退避して同じ位置に戻ってくるまでの１周期を１０秒に設定すればよい。なお当業者であれば、移動の開始から停止までの移動速度・加速度を適宜決定し得る。例えば、一方の磁石ユニットが磁性粒子１４２を迅速に解放するために、退避開始直後の加速度を最大化してもよい。また、他方の磁石ユニットが磁性粒子１４２を迅速に吸引するために、試料分析用基板１００接近時の停止直前の加速度を最小化してもよい。

　このように、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６をそれぞれ移動させて第１磁石ユニット１６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させ、かつ、第２磁石ユニット５６と試料分析用基板１００との相対位置を変化させることにより、磁性粒子が効果的に吸引され、解放される。

　上述の処理は、チャンバー内に磁性粒子が存在する状況であれば、どのような工程においても実行され得る。例えば上述の処理は、試料とドライ化試薬とを用いて抗原抗体反応を生じさせる工程で実行されてもよいし、抗原抗体反応を生じさせた後のＢ／Ｆ分離工程で実行されてもよい。上述の処理が例示した全ての工程で実行された場合には試料中の特定成分の測定精度を最も高めることができる。しかしながら、上述の処理が、少なくともいずれかの工程のみで実行されたとしても、試料分析用基板１００の揺動のみによって溶液を撹拌する場合よりは、結果として測定精度を高めることが可能である。

　図３３は、磁性粒子を利用した撹拌処理を実行する制御回路２２の処理の手順を示すフローチャートである。制御回路２２は、当該フローチャートに記載された処理を実行するための命令群を含むコンピュータプログラムを実行する。なお、図３３に示す処理を実行する時点で、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６は図２８に示す位置に退避しているとする。例えば試料分析用基板１００が試料分析装置６に装填され、試料が点着された直後の時点を想定すればよい。

　ステップＳ１０において、制御回路２２は、試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。

　ステップＳ１２において、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６を移動させて、第１磁石ユニット１６を試料分析用基板１００に近付ける。

　ステップＳ１４において、制御回路２２は、第１所定位置で第１磁石ユニット１６の移動を停止させ、試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。「第１所定位置」とは、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置Ｌが、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａに到達したときの第１磁石ユニット１６の位置である。このとき、制御回路２２は試料分析用基板１００の揺動を行ってもよい。

　そしてステップＳ１６において、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６を退避させる。

　ステップＳ１８において、制御回路２２は、次は第２磁石ユニット５６を移動させて第２磁石ユニット５６を試料分析用基板１００に近付ける。

　ステップＳ２０において、制御回路２２は、第２所定位置で第２磁石ユニット５６の移動を停止させ、試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。「第２所定位置」とは、図３２に示す第２磁石ユニット５６の位置である。すなわち、第２磁石ユニット５６のリングの半径方向に関する中心位置Ｍが、回転中心から最も離れた測定チャンバー１１６内の位置１１６ａに到達したときの第２磁石ユニット５６の位置である。このとき、制御回路２２は試料分析用基板１００の揺動を行ってもよい。

　ステップＳ２２において、制御回路２２は、終了条件を満たすか否かを判定する。「終了条件」とは、例えば試料とドライ化試薬とを混合して抗原抗体反応を生じさせるために、交互に第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６を移動させる動作を所定回数終了したこと（所定回数の撹拌が終了したこと）、予め定められた時間が経過したこと、洗浄液／基質液を測定チャンバー１１６に移送し、排出する動作を所定回数完了したこと（Ｂ／Ｆ分離工程が完了したこと）、試料の分析中に開閉検出スイッチ４がドア３のオープンを検出したこと、等のいずれかである。満たす場合には処理は終了し、満たさない場合には処理はステップＳ２４に進む。

　ステップＳ２４において、制御回路２２は、第１磁石ユニット１６を退避させる。その後処理はステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２以降の処理が繰り替えされる。

　以上により、磁性粒子の移動を利用した撹拌が終了する。

　図３４は、発光測定処理を実行する制御回路２２の処理の手順を示すフローチャートである。先の図３４の例と同様、制御回路２２は、当該フローチャートに記載された処理を実行するための命令群を含むコンピュータプログラムを実行する。なお、図３３に示す処理を実行する時点で、測定チャンバー１１６の洗浄は完了し、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６は再び図２８に示す位置に退避しているとする。

　ステップＳ３０において、制御回路２２は、試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。

　ステップＳ３２において、制御回路２２は、第２磁石ユニット５６を移動させて第２磁石ユニット５６を試料分析用基板１００に近付ける。

　ステップＳ３４において、制御回路２２は、第２所定位置で第２磁石ユニット５６の移動を停止させ、試料分析用基板１００の回転／揺動／停止を実行する。なお第２所定位置は、図３３のステップＳ２０に関して説明したとおりである。

　ステップＳ３６において、制御回路２２は、発光反応に伴う光子数を測定する。

　ステップＳ３８において、制御回路２２は、測定した光子数の情報を、例えば表示装置５に出力（表示）する。

　ステップＳ３４およびＳ３６についてより詳しく説明する。図３１に示すように、第２磁石ユニット５６は試料分析用基板１００に関して光検出器３０と同じ側に位置している。第２磁石ユニット５６によって磁性粒子１４２が吸引された状態で試料分析用基板１００が回転すると、磁性粒子１４２は光検出器３０に最も近接した位置を通過する。発光反応が生じる際の発光中心は磁性粒子１４２の近傍であるため、発光中心を光検出器３０側に寄せることにより、光検出器３０の受光量を増加させることができる。つまり、発光反応に伴う光子数の測定精度を向上させることができる。これにより、試料中の特定成分の測定精度を向上させることが可能になる。

　次に、試料分析装置６の変形例を説明する。

　これまでの試料分析装置６における第１磁石ユニット１６は、半円形状であった。変形例にかかる試料分析装置６の第１磁石ユニット１６は、欠けのないリング形状（以下、単に「リング形状」と記述する。）である。

　図３５は、リング形状の第１磁石ユニット１６と、半円形状の第２磁石ユニット５６と、試料分析用基板１００との位置関係の例を示している。第１磁石ユニット１６のリングは、円形に変更した点のみにおいて、半円形状の第１磁石ユニット１６（図３４）と相違する。その他は図３４の例と同じである。よって、変形例においても、第１磁石ユニット１６の最内周は半径方向に関して測定チャンバー１１６の概ね中心位置を通過している。また、第１磁石ユニット１６のリングの半径方向に関する中心位置は、半径方向に関して測定チャンバー１１６の最も外側の位置に一致する。その結果、試料分析用基板１００の回転中は、測定チャンバー１１６内で磁性粒子が最も集まる位置に、第１磁石ユニット１６の磁力（吸引力）が常に印加されることになる。試料分析用基板１００が１回転あたりの吸引力の大きさは、図３４の例と比較すると２倍になることが理解される。これにより、より多くの磁性粒子をより迅速に吸着することができる。

　撹拌のために第２磁石ユニット５６が試料分析用基板１００の下に移動するにあたっては、第１磁石ユニット１６は、試料分析用基板１００の回転軸に平行に移動し、試料分析用基板１００から離れる。

　図３６Ａは、変形例にかかる試料分析装置６の側面図である。図３５の例と比較すると、回転軸１０２に平行な方向への第１磁石ユニット１６の移動を実現するため、第１アクチュエータ１８および第１ラック４４の位置が変更されている。第１磁石ユニット１６を移動させる原理は図３５の例と同じであるため、説明は省略する。

　リング形状の第１磁石ユニット１６を採用したことにより、第１磁石ユニット１６の一部（図３５の下側の半円部分）と第２磁石ユニット５６とが、試料分析用基板１００を挟んで対向する。第１磁石ユニット１６の磁石４０の極性、および、第２磁石ユニット５６の磁石８０の極性にかかわらず、磁性粒子１４２は第１磁石ユニット１６にも第２磁石ユニット５６にも吸引される。そのため、第１磁石ユニット１６の磁石４０の極性、および、第２磁石ユニット５６の磁石８０の極性は任意に選択することができる。ただし本発明者は、磁石４０と磁石８０とが互いに向かい合う側の極性を同じにすることがより好適であることを見出した。以下、説明する。

　図３６Ｂは、図３６Ａにおける磁石４０および磁石８０の極性の関係を説明するための模式図である。参考のため、試料分析用基板１００の位置を示している。

　本実施形態では一例として、磁石４０のＳ極４０ｓは試料分析用基板１００に向けて配置されている。磁石４０のＮ極４０ｎはＳ極４０ｓの反対側に位置する。一方、磁石８０のＳ極８０ｓが試料分析用基板１００に向けて配置されている。磁石８０のＮ極８０ｎはＳ極８０ｓの反対側に位置する。つまり、本発明者は、磁石４０のＳ極４０ｓと磁石８０のＳ極８０ｓとが向かい合うように配置した。その理由は、磁力線の密度、つまり磁界の大きさ、を実質的に０にすることが可能だからである。

　以下により詳しく説明する。磁石４０の磁力線と、磁石８０の磁力線とが繋がることはない。そのため、磁石４０のＳ極４０ｓと磁石８０のＳ極８０ｓとが向かい合う場合、両者の距離が十分離れていなくても、つまり比較的近い距離であっても、２つの磁石の中間点において磁力線の密度は０になり、磁界の強さを０にすることができる。特定の、または任意のチャンバーに磁界をかけないよう要求される場合がある。２つの磁石４０と磁石８０との中間点において磁界の強さを０にできることにより、そのような要求に応えることができる。さらに２つの磁石４０と磁石８０との距離を比較的短くすることができるため、試料分析装置６のサイズをコンパクトに維持することができる。２つの磁石４０と磁石８０との間の磁界の強さを実質的に０にする観点では、磁石４０のＮ極４０ｎと磁石８０のＮ極８０ｎとを向かい合うように配置してもよい。

　なお、磁石４０のＳ極と磁石８０のＮ極とを向かい合わせた場合、または、磁石４０のＮ極と磁石８０のＳ極とを向かい合わせた場合には、磁力線が両磁石の中間点を通過する。両磁石の距離を十分長く確保すれば磁界の強さを実質的に０にすることは可能であるが、そうすると試料分析装置６のサイズが大きくなる。そのため、上述のように、磁石４０および磁石８０のＳ極同士またはＮ極同士が試料分析用基板１００を挟んで向かい合うように配置することが好適である。

　第２磁石ユニット５６もまた、回転軸１０２と平行な方向に移動させてもよい。

　図３７は、さらなる変形例にかかる試料分析装置６の側面図である。図３６Ａの例と比較すると、回転軸１０２に平行な方向への第２磁石ユニット５６の移動を実現するため、第２アクチュエータ５８および第２ラック８４の位置が変更されている。第２磁石ユニット５６を移動させる原理は図３５および図３６の例と同じであるため、説明は省略する。

　上述の実施形態およびその変形例の説明では、各磁石ユニットを駆動させるため、ピニオンギアとラックとを利用する態様を挙げた。しかしながら当該態様は一例に過ぎず、他の機構を用いることも可能である。例えば、磁石ユニットとモータとを機械的に接続し、モータの回転位置に応じて磁石ユニットの位置を変化させて、試料分析用基板１００からの退避と試料分析用基板１００への接近を実現してもよい。他の例として、第１磁石ユニット１６および第２磁石ユニット５６が交互に試料分析用基板１００から退避し、接近するよう機械的に連結してもよい。第１アクチュエータ１８および第２アクチュエータ５８に代わる１台のアクチュエータを設け、当該アクチュエータを用いて、一方の磁石ユニットが試料分析用基板１００から退避させ、他方の磁石ユニットが試料分析用基板１００に接近させるよう構成してもよい。１台または複数台の磁石ユニットを移動させる構造を、包括的に「磁石移動機構」と称してもよい。

　本開示による試料分析装置は、Ｂ／Ｆ分離処理、試料分析用基板内の、磁性粒子と試料との撹拌または発光測定のいずれかすくなくとも１つに好適に利用され得る。

１：試料分析装置、
２：筐体
１０：ターンテーブル
１２：モータ
１４、２０：駆動回路
１６：第１磁石ユニット
１８：第１アクチュエータ
２２：制御回路
３０：光検出器
４０、４０ａ～４０ｄ：磁石
４０ｅ～４０ｈ：磁石群
４２：ケース
５６：第２磁石ユニット
５８：第２アクチュエータ
１００：試料分析用基板
１１４：反応チャンバー
１１６：測定チャンバー
１４２：磁性粒子

Claims (29)

1. 　液体試料を保持した試料分析用基板を回転させ停止させて、前記液体試料中のアナライトと磁性粒子の表面に固定化されたリガンドとの結合反応を生じさせる試料分析装置であって、
   　前記試料分析用基板は、前記試料分析装置への装填および前記試料分析装置からの取り外しが可能であり、所定の厚さを有する板状のベース基板と、前記ベース基板内の、前記結合反応を生じさせる空間であるチャンバーとを有しており、
   　装填された前記試料分析用基板を支持するターンテーブルと、
   　前記ターンテーブルを回転させるモータと、
   　前記モータの回転および停止を制御する駆動回路と、
   　前記磁性粒子を吸引する力を発生させる第１磁石ユニットと、
   　前記第１磁石ユニットを移動させて前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第１アクチュエータと、
   　前記モータ、前記駆動回路、および前記第１アクチュエータの動作を制御する制御回路と
   を備え、前記第１磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部の形状である第１形状を有している、試料分析装置。
2. 　前記チャンバー内の反応物と未反応物とを分離するＢ／Ｆ分離（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）時に、前記第１アクチュエータは、前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第１磁石ユニットに吸引される位置に前記第１磁石ユニットを移動させる、請求項１に記載の試料分析装置。
3. 　前記第１磁石ユニットは、前記第１形状を有する単一の磁石、または、前記第１形状に沿って配置された複数の磁石を含む、請求項２に記載の試料分析装置。
4. 　前記試料分析用基板が円形である場合において、
   　前記第１磁石ユニットの前記第１形状は、中心角の和が９０度以上３６０度以下の前記円または前記リングの一部または全部である、請求項１または２に記載の試料分析装置。
5. 　前記試料分析用基板が円形であり、かつ、前記第１磁石ユニットの前記第１形状が前記円または前記リングの一部である場合において、
   　前記第１磁石ユニットの周方向の長さは前記チャンバーの周方向の長さよりも長い、請求項１から３のいずれかに記載の試料分析装置。
6. 　前記試料分析用基板が円形である場合において、
   　前記円または前記リングの半径の大きさは、前記試料分析用基板の回転中心から前記チャンバーまでの距離に応じて決定される、請求項１から４のいずれかに記載の試料分析装置。
7. 　前記第１磁石ユニットの前記第１形状が前記リングの一部または全部である場合において、
   　前記第１アクチュエータは、前記Ｂ／Ｆ（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ）分離時に前記第１磁石ユニットを移動させて、前記リングの半径方向に関する中心位置を、前記試料分析用基板の回転中心から最も離れた前記チャンバー内の位置に一致させる、請求項１から６のいずれかに記載の試料分析装置。
8. 　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向に沿って前記第１磁石ユニットを移動させる、請求項１から７のいずれかに記載の試料分析装置。
9. 　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に垂直な方向に沿って前記第１磁石ユニットを移動させる、請求項１から７のいずれかに記載の試料分析装置。
10. 　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向から見て、前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板とが重ならない位置まで前記第１磁石ユニットを移動させる、請求項９に記載の試料分析装置。
11. 　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと反対側に位置する、請求項１から１０のいずれかに記載の試料分析装置。
12. 　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと同じ側に位置する、請求項１から１０のいずれかに記載の試料分析装置。
13. 　前記第１磁石ユニットとは異なる第２磁石ユニットと、
    　前記第２磁石ユニットを前記試料分析用基板の回転軸に垂直な方向に沿って移動させて、前記第２磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第２アクチュエータと
    　をさらに備える、請求項２に記載の試料分析装置。
14. 　前記第２磁石ユニットは、円またはリングの一部または全部の形状である第２形状を有する単一の磁石、または、前記第２形状に沿って配置された複数の磁石を含む、請求項１３に記載の試料分析装置。
15. 　前記第１アクチュエータはステッピングモータまたはリニアモータである、請求項１から１２のいずれかに記載の試料分析装置。
16. 　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、ステッピングモータまたはリニアモータである、請求項１３または１４に記載の試料分析装置。
17. 　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと反対側に位置し、
    　前記第２磁石ユニットは、前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと同じ側に位置する、請求項１３、１４および１６のいずれかに記載の試料分析装置。
18. 　前記磁性粒子を吸引する吸引力を発生させる第２磁石ユニットと、
    　前記第２磁石ユニットを移動させて前記第２磁石ユニットと前記試料分析用基板との相対位置を変化させる第２アクチュエータと、
    をさらに備え、
    　前記第１磁石ユニットは、前記試料分析用基板の回転軸に垂直な第１面側に配置され、
    　前記第２磁石ユニットは、前記試料分析用基板の回転軸に垂直な、前記第１面と反対の第２面側に配置され、
    　前記制御回路は、前記第２アクチュエータの動作をさらに制御し、
    　前記チャンバー内の液体試料の撹拌時に、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットに吸引される位置に、交互に前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを移動させる、請求項１または２に記載の試料分析装置。
19. 　前記第１面は前記試料分析用基板に関して前記ターンテーブルと反対側の面であり、
    　　前記第２磁石ユニットは、円の一部の形状またはリングの一部または全部の形状である第２形状を有している、請求項１８に記載の試料分析装置。
20. 　前記第１磁石ユニットは、前記第１形状を有する単一の磁石、または、前記第１形状に沿って配置された複数の磁石を含み、
    　前記第２磁石ユニットは、前記第２形状を有する単一の磁石、または、前記第２形状に沿って配置された複数の磁石を含む、請求項１９に記載の試料分析装置。
21. 　前記試料分析用基板が所定の回転数で回転し、かつ、前記回転数において前記磁性粒子を吸引したときに前記磁性粒子の移動にＴ秒を要するとき、
    　前記第１アクチュエータは、周期２Ｔ秒で、前記第１磁石ユニットを前記試料分析用基板に接近させ、前記試料分析用基板から離隔させ、かつ、
    　前記第２アクチュエータは、周期２Ｔ秒で、前記第２磁石ユニットを前記試料分析用基板から離隔させ、前記試料分析用基板に接近させる、請求項１９または２０に記載の試料分析装置。　
22. 　前記第１形状および前記第２形状がリングの一部または全部である場合において、
    　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータはそれぞれ、前記前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを前記試料分析用基板に接近させ、前記リングの半径方向に関する中心位置を、前記試料分析用基板の回転中心から最も離れた前記チャンバー内の位置に一致させる、請求項１９から２１のいずれかに記載の試料分析装置。
23. 　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータはそれぞれ、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向に沿って前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを移動させる、請求項１８から２２のいずれかに記載の試料分析装置。
24. 　前記第２形状は前記リングの一部の形状であり、
    　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータはそれぞれ、前記試料分析用基板の回転軸に垂直な方向に沿って前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットを移動させる、請求項１９から２２のいずれかに記載の試料分析装置。
25. 　前記第１アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向から見て、前記第１磁石ユニットと前記試料分析用基板とが重ならない位置まで前記第１磁石ユニットを離隔させ、
    　前記第２アクチュエータは、前記試料分析用基板の回転軸に平行な方向から見て、前記第２磁石ユニットと前記試料分析用基板とが重ならない位置まで前記第２磁石ユニットを離隔させる、請求項２４に記載の試料分析装置。
26. 　前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットは、前記試料分析用基板を挟んで対向しており、
    　前記第１磁石ユニットおよび前記第２磁石ユニットのＮ極同士またはＳ極同士が対向している、請求項１８から２５のいずれかに記載の試料分析装置。
27. 　前記第２面側に配置された光センサをさらに備え、
    　前記結合反応の完了後、結合した前記アナライトと前記リガンドとの複合体に所定の発光基質を作用させて行う発光反応時に、
    　前記第２アクチュエータは前記チャンバー内の前記磁性粒子が前記第２磁石ユニットに吸引される位置に前記第２磁石ユニットを移動させ、
    　前記光センサは、前記発光反応によって生じた光を検出する、請求項１８から２６のいずれかに記載の試料分析装置。
28. 　前記光センサは光電子倍増管である、請求項２７に記載の試料分析装置。
29. 　前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、ステッピングモータまたはリニアモータである、請求項１８から２８のいずれかに記載の試料分析装置。

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