样品测定装置以及样品测定方法_2

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将通过受光而得到的出射光L2的信息,向处理部53输出。也就是说,反应部20接受来自光源51a的入射光L1,在感测区103进行感测,将包含该感测信息的光作为出射光L2向受光装置52a输出。
[0080]《处理部》
[0081]处理部53从受光装置52a接受出射光L2的信息,对该光的信息进行处理。通过该处理,例如取得出射光L2的光强度、波长、相位等信息。处理部53例如通过对所输入的出射光L2的信息经时间地进行处理,来取得出射光L2的时序信息。作为其一个例子,能够列举出将输出信号设为出射光L2的光强度的情况。该情况下,处理部53对所输入的出射光L2的光强度经时间地进行处理。由此,取得出射光L2的光强度的时序信息。处理部53连续地取得出射光L2的强度。此外,处理部53以规定的时间间隔来离散地取得出射光L2的强度。
[0082]此外,处理部53也可以生成表示来自反应部20的输出信号相对于初始值的关系的信息。作为其一个例子,能够列举出将输出信号设为出射光L2的光强度的情况。该情况下,处理部53基于所输入的出射光L2的光强度,求出光强度比。所谓光强度比,是指以出射光L2的光强度的初始值为基准的、光强度的比率。该光强度比是通过将所取得的出射光L2的值除以出射光L2的初始值来求出的。处理部53通过对光强度比经时间地进行处理,取得光强度比的时序信息。
[0083]此外,处理部53也可以生成表示向反应部20的入射信号与来自反应部20的输出信号之间的关系的信息。作为其一个例子能够列举出:将入射信号与输出信号之间的关系设为入射光L1的光强度与出射光L2的光强度之间的入射出射光强度比的情况。该情况下,处理部53除了取得从受光装置52a接受的出射光L2的信息之外,例如还将从光源51a向反应部20输出的光的强度,作为向反应部20的入射光L1的信息来取得。此外,也可以将入射信号与输出信号之间的关系设为入射光L1与出射光L2之间的波长比。
[0084]此外,处理部53将通过所述处理而取得的时序信息依次向转移定时确定部80输出。此时,该时序信息能够从所述的各时序信息中适当选择,但例如优选为光强度的时序信息或者光强度比的时序信息。转移定时确定部80基于从处理部53接受的时序信息,确定工序的转移定时。关于转移定时确定部80,留待后述。处理部53的处理工序也可以被包含于检测工序。
[0085]通过处理部53的处理而生成的各种信息也可以被输出至输出部60。处理部53例如输出表示出射光L2的特性的变化的信息。作为这样的处理部53的一个例子,具备未图示的坐标图制作部。
[0086]坐标图制作部能够作为表示出射光L2的特性的变化的信息,而制作坐标图。该坐标图中,作为特性的变化,例如示出光强度的时序变化。该坐标图所示的曲线的倾斜表示出射光L2的光强度的变化率。或者,该坐标图例如用时序来表示相对于测定刚开始后的出射光L2的光强度而言的强度比。强度比是以测定刚开始后的光强度为基准的某个时刻的强度比。该坐标图所示曲线的倾斜表示强度比的变化率。该坐标图被输出至显示部61并被显示于显示画面。通过显示该坐标图,操作者能够通过目视观察来确认出射光L2的光强度的时序变化。
[0087]该坐标图制作部也可以制作表示对入射光L1的特性和出射光L2的特性进行了比较的比较信息的变化的坐标图。该比较信息的变化是指,入射光L1与出射光L2之间的强度比的时序变化。制作出的坐标图例如通过时序来表示入射光L1与出射光L2之间的强度比。该坐标图所示曲线的倾斜表示该强度比的变化率。该坐标图制作部如上所述,能够构成为制作不同种类的坐标图,但是构成为能够制作至少表示出射光L2的光强度的时序变化的坐标图即可。
[0088]<磁场产生部>
[0089]磁场产生部40具备上磁场施加部40u及下磁场施加部40d。此外,磁场产生部40具备未图示的驱动部。磁场产生部40通过其驱动部被系统控制部70控制,而对反应空间102施加磁场。由此,对收容于反应空间102内的固体分散体9(磁性微粒12)产生磁力。即,磁场产生部40产生沿铅垂方向贯穿反应空间102的磁束。磁场产生部40例如能够为永磁铁、电磁铁等,或者它们的组合。此外,作为一个例子,磁场产生部40包括:能够产生沿铅垂方向贯穿反应空间102的上方向的磁束的上磁场施加部40u ;以及能够产生沿铅垂方向贯穿反应空间102的下方向的磁束的下磁场施加部40d。
[0090]上磁场施加部40u及下磁场施加部40d对反应空间102施加磁场。固体分散体9如上所述,包含磁性微粒12。若反应空间102被施加磁场,则对收容于反应空间102的固体分散体9产生基于磁场的力。通过控制该力,能够控制该固体分散体9的移动。例如,通过对反应空间102施加向上的磁场,能够使与测定对象无关的(与抗原14无关的)固体分散体9远离感测区103。
[0091]作为磁场产生部40的一个例子,使用图2以及图对上磁场施加部40u的具体结构进行说明。
[0092]《上磁场施加部》
[0093]如图2以及图3所示,上磁场施加部40u设置于反应部20的上方。上磁场施加部40u以水平方向上均匀的方式产生铅垂向上的磁场(以下有时称作上磁场)。反应空间102中含有的固体分散体9 (磁性微粒12)通过该磁场而在铅垂上方向上受到力。固体分散体9由于铅垂向上地受到力而向铅垂上方移动。该情况下,通过将固体分散体9所受到的力设为比第一抗体6与抗原14的结合力、以及第二抗体13与抗原14的结合力小的力,能够使成为误差因素的固体分散体9选择性地远离感测区103。也就是说,若固体分散体9通过上磁场而受到向上的磁力,则不参与测定的固体分散体9选择性地远离感测区103。该上磁场的施加是为了使参与测定的固体分散体9留在感测区103而进行。
[0094]例如,在上磁场施加部40u由永磁铁构成的情况下,构成该永磁铁的极的端部设置成与形成反应空间102的光波导部3的表面相对置。此外,上磁场施加部40u也可以由极的方向一致地并列配置的多个永磁铁来构成。该情况下,对反应空间102施加的磁场的轻度能够通过永磁铁自身的强度、相对于反应空间102的距离等来调整。此外,该磁场的强度能够通过在永磁铁与反应空间102之间介有间隔件、改变该间隔件的厚度来调整。该间隔件通过具备将磁场完全遮挡的结构,而能够将对反应空间102施加的磁场的强度设为0。此外,通过使用线性马达等驱动器使永磁铁与反应部20之间的相对位置变化,能够进行该调整。
[0095]在上磁场施加部40u由电磁铁构成的情况,其线圈的端部设置成与形成反应空间102的光波导部3的表面相对置。该情况下,对反应空间102施加的磁场的强度能够根据对电磁铁施加的电流的大小、相对于反应空间102的距离等来调整。在将对反应空间102施加的磁场的强度设为0的情况下,该电磁铁被施加的电流为0。
[0096]贯穿反应空间102的磁束有时随着朝向铅垂下方向而在水平方向上扩展。然而,能够通过忽略该扩展来视为对反应空间102沿铅垂方向贯穿磁束。作为能够忽略该扩展的理由能够列举出:形成反应空间102的光波导部3的表面与对置于该表面的上磁场施加部40u的极之间的距离是非常小的。
[0097]《下磁场施加部》
[0098]下磁场施加部40d设置于反应部20的下方。下磁场施加部40d以水平方向上均匀的方式产生铅垂向下的磁场(以下有时称作下磁场)。通过该磁场,朝向铅垂下方向的多个磁束例如以等间隔产生。该磁束对反应空间102从其上表面至底面铅垂向下地贯穿。下磁场施加部40d例如能够通过使所产生的磁场的朝向反转来兼作为上磁场施加部40u。
[0099]此外,能够在隔着反应部20而与上磁场施加部40u相反侧的位置,设置下磁场施加部40d。此时,用电磁铁来构成上磁场施加部40u和下磁场施加部40d。而且,将上磁场施加部40u与反应部20对置的极、和下磁场施加部40d与反应部20对置的极设为不同的极。于是,能够抑制所述的向水平方向的磁束的扩展。例如,通过将上磁场施加部40u与反应部20对置的极设为N极,将下磁场施加部40d与反应部20对置的极设为S极,能够稳定地产生沿铅垂上方向贯穿反应空间102的磁束。
[0100]<信息生成部>
[0101]信息生成部65基于处理部53的处理结果,生成表示测定结果的信息。处理结果例如是指出射光L2的强度的值、光的强度比的值。此外,作为测定结果的例子,有抗原14的量。所谓抗原14的量是指,抗原14的个数、抗原14的浓度、抗原14的重量等。关于生成表示测定结果的信息的详细情况,将在系统控制部70的测定工序的说明中记载。
[0102]<系统控制部>
[0103]系统控制部70对检测部50、输出部60、转移定时确定部80进行控制。未图示的操作部构成为能够对系统控制部70进行各种输入操作等。
[0104]系统控制部70基于存储部90所预先存储的设定信息,控制样品测定装置10。更具体地说,系统控制部70基于设定信息所示的测定流程中的多个工序,依次控制与各工序有关的结构要素。测定流程的一个例子在以下示出。该测定流程中,在进行最终的测定的工序(测定工序)之前,执行3个准备工序。将这些准备工序按照时序的顺序而称作第一、第二及第三状态变化工序。
[0105]另外,如上述那样,在检查开始起至取得测定结果为止的期间,持续地且并行地执行对从受光装置52a输出的信号(光或者电磁波)的处理。此外,以下所说明的测定流程是未应用该实施方式的控制的情况的典型例,是为了与伴随有该实施方式的控制的后述的处理进行比较而提示的。
[0106]测定流程在接受到表示反应部20被安装于样品测定装置10且向反应空间102的试料溶液的导入已结束的触发之后开始。具体地说,测定部30使检测部50对投受光(投光和受光)的信号数据收集开始。反应部20向样品测定装置10的安装能够通过样品测定装置10的安装于反应部20的安装面上的未图示的接触传感器来检测。此外,向反应空间102的试料溶液的导入能够在所述的反应部20向样品测定装置10的安装之后,通过测定部30使检测部50进行投受光来利用其信号变化进行检测。S卩,向反应空间102的试料溶液的导入能够通过若向反应空间102导入试料溶液则所述的投受光的受光强度会变化来检测到。
[0107]系统控制部70基于设定信息开始进行下磁场施加部40d的控制。下磁场施加部40d接受控制的开始后,在反应空间102内产生向下的磁场(下磁场)。固体分散体9由于包含有磁性微粒12,因此,通过该下磁场而受到向下的磁力。该实施方式中,下磁场施加部40d持续地产生实质上相同强度的下磁场,但是其他实施方式不限于此。
[0108]系统控制部70若接受到从下磁场的产生开始起经过了设定信息所示的规定时间的事实,则向下磁场施加部40d发送用于使下磁场停止的指示。由此,原本在反应空间102施加的下磁场消失,固体分散体9从下磁场受到的束缚被释放。有时将该下磁场的施加开始起至停止的工序称作“下磁场施加工序”。下磁场施加工序为第一状态变化工序的一个例子。
[0109]被从下磁场释放的固体分散体9开始朝向感测面101自然降落。该自然降落进行规定的时间,由此,固体分散体9存积于感测面101的附近。系统控制部70基于设定信息来确定自然降落的结束定时。有时将下磁场的施加停止起至自然降落的结束为止的工序称作“自然降落工序”。自然降落工序为第二状态变化工序的一个例子。
[0110]自然降落工序的结束定时被设为设定信息所示的下一工序(第三状态变化工序)的开始定时。接受自然降落工序的结束定时的到来,系统控制部70开始进行上磁场施加部40u的驱动。受到该控制的上磁场施加部40u在反应空间102内产生向上的磁场(上磁场)。固体分散体9通过该上磁场而受到向上的磁力。有时将该上磁场的施加开始后的工序称作“上磁场施加工序”。上磁场施加工序为第三状态变化工序的一个例子。该实施方式中,与下磁场的情况同样,上磁场的强度实质上不变化。
[0111]系统控制部70接受到从上磁场的施加开始起经过了设定信息所示的规定时间的事实后,将在该定时由处理部53生成的处理结果向信息生成部65发送。该处理可以是系统控制部70从处理部53将处理结果向信息生成部65转发的方式,也可以是从处理部53向信息生成部65直接发送处理结果的方式。信息生成部65基于输入的处理结果,生成表示测定结果的信息。这样,系统控制部70基于检测部50对出射光L2的检测结果,进行使下述当中的至少一个变更的控制:向固体分散体9作用的力的大小;向固体分散体9作用的力的作用时间;以及向固体分散体9作用的力的方向。
[0112]图4所示的坐标图400示出了由处理部53在规定的期间(时间间隔)依次取得的光强度的时序变化。坐标图400中,横轴表示时刻t,纵轴表示出射光L2的强度比A。曲线301是将强度比A的随时间的变化曲线化而得到的。光波导部3中至少在强度比A的数据的取得的开始时刻t = 0起至执行最终的测定的时刻t7为止的期间被持续地输入光。该光是从光源51a出射的光,是光强度实质上不变动的光。
[0113]强度比A是以时刻t = 0的出射光L2的光强度为基准的光强度的比率。强度比A的值与存在于感测区103的固体分散体9的量相应地变化。可以说,强度比A越小则存在于感测区103内的固体分散体9的量越多,相反,强度比A越大则存在于感测区103内的固体分散体9的量越少。此外,图4的说明中适当地使用图2以及图3。此外,投入到反应部20的试料溶液中含有抗原14。
[0114]基于图4所示的测定流程进行的检查为,将测定开始时刻设为t = 0,依次进行下磁场施加工序S。、自然降落工序T。、上磁场施加工序U。、以及测定工序V。。时刻t = 0例如是反应空间102被试料溶液充满的时刻。下磁场施加工序S。在期间t = t。?12(t0^ t
<t2)进行。此外,自然降落工序T0在期间t = t2?15(t2^ t < 15)进行。上磁场施加工序U。在期间15?17(t5^ t ^ t7)进行。测定工序V。在上磁场施加工序U。的结束时刻、即t = 1:7时执行。
[0115]〔下磁场施加工序〕
[0116]使用图5A?5C对下磁场施加工序S。中的固体分散体9的动作进行说明。图5A是表示t = t。的反应空间102内的状态的截面图。图5B是表示t = τ ! (t0< τ ι< t J的反应空间102内的状态的截面图。图5C是表示t = T2(t!< τ 2< t2)的反应空间102内的状态的截面图。
[0117]下磁场施加工序S。中强度比A的值经过减少过程、收敛过程,收敛为第一规定值。该工序中,处于下磁场的环境下的固体分散体9受到重力和向下的磁力。对反应空间102进行下磁场的施加的理由是为了缩短固体分散体9到达感测区103的时间。
[0118]如图5A所示那样,在时刻t = 0,反应空间102被试料溶液充满。试料溶液中包含的固体分散体9向下受到重力,因此,多个固体分散体9中的一部分降落而进入感测区103。此时,试料溶液中包含的抗原14的至少一部分与第二抗体13结合而朝向感测面101降落。由此,在时刻t = 0至t = t。的期间内测定到的强度比A稍微减少。在时刻t:,开始施加下磁场。图中向下的箭头表示通过下磁场的施加而产生的磁束匕的朝向。磁束^由多个磁力线b构成,实质上向下方贯穿反应空间102。
[0119]如图5B所示那样,受到由下磁场产生的向下的磁力的固体分散体9的一部分被磁力线b拉近而开始沿着磁力线b排列。沿着磁力线b排列的固体分散体9由于重力以及磁力而缓缓降落,进入感测区103。然后,进入到感测区103内的固体分散体9的一部分与感测面101结合。另一方面,未沿着磁力线b排列的固体分散体9由于重力而缓缓降落,与感测面101结合。与图5B对应的期间t = t。?t ,固体分散体9逐个进入感测区103,因此,在初始阶段,曲线301示出了减少过程(区间(V^CD。在该减少过程中,强度比A从时刻t = t。紧之后的时刻开始以较大的减少率(倾斜)减少,该减少率维持了规定时间后,减少率缓缓变小。然后,在时刻t = h的时刻,强度比A的减少率几乎为0。到达时刻t =tl后,固体分散体9向感测区103的进入状态实质上成为稳定化,曲线301呈现收敛过程。即,在期间t = ti?12内,收敛为作为第一规定值的强度比A = A:(区间Ci?C2)。图5C示出了该状态下的反应空间102内的状态的例子。该过程中也是,收容于反应空间102的抗原14中的至少一部分依次与第二抗体13结合。
[0120]〔自然降落工序〕
[0121]接下来,使用图6A?图6C说明自然降落工序T0中的固体分散体9的动作。图6A是表示时刻t = t3的反应空间102内的状态的截面图。图6B是表示时刻t = τ 3(t3< τ 3
<t4)的反应空间102内的状态的截面图。图6C是表示时刻t = τ 4(t4< τ 4< 15)的反应空间102内的状态的截面图。
[0122]自然降落工序Τ。中强度比Α的值经过减少过程、收敛过程,收敛为第二规定值。在该工序中受到下磁场的固体分散体9也受到重力。在自然降落工序T。中,固体分散体9通过抗原抗体反应而与感测面101结合。此外,在图6A?图6C所示的过程中,抗原14的至少一部分与第二抗体13依次结合。
[0123]在时刻t = t2,若下磁场的施加结束,则固体分散体9从下磁场受到的束缚被释放,由此开始自然降落。如图6A所示那样,下磁场的施加刚结束后的反应空间102的内部状态与图5C所示的状态几乎同样。
[0124]此外,在与期间t = t2?13相当的曲线301的区间C 2?C 3,产生过冲(峰突,overshoot) 310。可以想到该过冲310是由于下磁场施加部40d的动作停止时产生的噪声电流而引起的。该噪声电流例如为杂散电流(也称作迷流)、突入电流等
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