JP4188537B2 - 免疫クロマト試験片の測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は免疫クロマト（イムノクロマト）試験片を測定するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
免疫クロマト式分析について説明すると、免疫クロマト試験片では、検体（試料）中の抗原（又は抗体）と抗原抗体反応を起こす抗体（又は抗原）が免疫クロマト試験片の特定の位置にあらかじめ帯状に塗布されている。その免疫クロマト試験片に検体を適用した後、展開液により検体中の抗原（又は抗体）を溶出させて試験片に浸透させていくと、免疫クロマト試験片に塗布されている抗体（又は抗原）のところで抗原抗体反応により検体中の抗原（又は抗体）がトラップされる。このトラップされた量が検体中のその抗原（又は抗体）の総量であるので、検体中の抗原（又は抗体）を色素で標識しておけば吸光度等の光学的測定により抗原（又は抗体）の総量が測定できる。免疫クロマト分析法は、通常の呈色試験法に比べて極微量まで定量が可能な方法である。
【０００３】
検体が展開し呈色した後の免疫クロマト試験片から検体中の特定物質の濃度を測定するための装置として、たとえば特開平７−５１１０号公報に記載された測定装置がある。特開平７−５１１０号公報に記載された測定装置は、ＬＥＤからの光を免疫クロマト試験片に照射し、免疫クロマト試験片で反射した光をＣＣＤカラーイメージセンサーで検出して、呈色の度合いを認識しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−５１１０号公報に記載された測定装置のように光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いた場合には、免疫クロマト試験片に照射される光量が少なくなり、免疫クロマト試験片の呈色した部分が細い（０．５ｍｍ程度）こともあって、呈色した部分の検出が難しいという問題点を有している。免疫クロマト試験片に照射される光量を大きくするために、光源としてナトリウム灯や蛍光灯等の発光管を用いることも考えられるが、この場合には装置が大型なものになってしまう。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、装置を大型化することなく、免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出を確実に行うことが可能な免疫クロマト試験片の測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る免疫クロマト試験片の測定装置は、免疫クロマト試験片に測定光を照射する照射光学系と、測定光の照射による免疫クロマト試験片からの光を検出する検出光学系と、を備えており、照射光学系は、発光素子と、発光素子から出力された光をミキシングするミキシングロッドと、を有し、ミキシングロッドから出射した光を測定光として免疫クロマト試験片に照射し、検出光学系は、免疫クロマト試験片からの光を結像させる結像レンズと、結像レンズにより免疫クロマト試験片からの光が結像される位置に配設される撮像素子と、を有し、撮像素子により免疫クロマト試験片からの透過光を検出することを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る免疫クロマト試験片の測定装置では、照射光学系と検出光学系とを備え、照射光学系は、発光素子と、発光素子から出力された光をミキシングするミキシングロッドとを有し、ミキシングロッドから出射した光を測定光として免疫クロマト試験片に照射し、検出光学系は、免疫クロマト試験片からの光を結像させる結像レンズと、結像レンズにより免疫クロマト試験片からの光が結像される位置に配設される撮像素子とを有し、撮像素子により免疫クロマト試験片からの光を受光して検出する。これにより、発光素子から出力された光はミキシングロッドによりミキシングされて免疫クロマト試験片に照射されるので、発光素子からの光の減衰が抑制され、免疫クロマト試験片に照射される光量が大きくなる。この結果、撮像素子による免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子を用いるので、装置の大型化を抑制することもできる。
【０００８】
また、ミキシングロッドの光入射面側及び光出射面側には、ミキシングロッドに入射する光及びミキシングロッドから出射する光を拡散するための拡散手段が更に設けられていることが好ましい。このように、ミキシングロッドの光入射面側及び光出射面側には、ミキシングロッドに入射する光及びミキシングロッドから出射する光を拡散するための拡散手段が更に設けられることにより、免疫クロマト試験片に照射される光が略均一化され、撮像素子による免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出をより一層確実に行うことができる。
【０００９】
また、免疫クロマト試験片は、観測用ウィンドウを有したケーシングに保持され、照射光学系は、ミキシングロッドから出射した光を測定光として観測用ウィンドウに向けて照射しており、ミキシングロッドの光出射面の面積は、観測用ウィンドウの面積よりも大きいことが好ましい。このように、免疫クロマト試験片は、観測用ウィンドウを有したケーシングに保持され、照射光学系は、ミキシングロッドから出射した光を測定光として観測用ウィンドウに向けて照射しており、ミキシングロッドの光出射面の面積は観測用ウィンドウの面積よりも大きいので、免疫クロマト試験片の観測用ウィンドウに対応する位置に照射される光が略均一化され、撮像素子による免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出をより一層確実に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による免疫クロマト試験片の測定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１に基づいて、本発明の第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を説明する。図１は、第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。
【００１２】
測定装置１は、免疫クロマト試験片１０に測定光を照射する照射光学系２０と、測定光の照射による免疫クロマト試験片１０からの光を検出する検出光学系３０とを備えている。照射光学系２０は、発光素子２１と、ミキシングロッド２２とを有している。また、検出光学系３０は、アパーチャ３１と、結像レンズとしての凸レンズ３３と、撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ３６とを有している。
【００１３】
免疫クロマト試験片１０はニトロセルロースメンブレンや濾紙などの材質からなり、長方形状である。この免疫クロマト試験片１０は、平面視長方形状のケーシング１１内に保持されており、ケーシング１１には、その長辺方向に沿って検体点着ウィンドウ１２と、観測用ウィンドウ１３と、コントロールウィンドウ１４とが設けられている。免疫クロマト試験片１０は、検体点着ウィンドウ１２に対応する位置に設けられる検体点着部１５と、観測用ウィンドウ１３及びコントロールウィンドウ１４に対応する位置に設けられる検出部１６，１７とを有している。検出部１６は、検体中の抗原（又は抗体）と反応するそれぞれの抗体（又は抗原）が塗布されて固定化されており、ライン状（又は帯状）となっている。なお、免疫クロマト試験片１０が保持されたケーシング１１は、図示しない保持手段により保持されている。なお、本実施形態においては、観測用ウィンドウ１３は４ｍｍ×８ｍｍの大きさを有している。
【００１４】
検体は、検体点着ウィンドウ１２から免疫クロマト試験片１０の検体点着部１５に滴下される。検体中の抗原（又は抗体）は標識色素と結合し、検体中の抗原（又は抗体）と標識色素との結合体や未反応の標識色素は免疫クロマト試験片１０の長辺方向に移動する。いま、仮に検体中に抗原が含まれており、抗原が検出部とそれぞれ抗原抗体反応するものとする。検体が移動するにともなって、検体中の抗原と検出部１６に固定されている抗体とが特異的に反応し、反応した検出部１６には標識色素により呈色したライン状のパターン１８が形成される。この呈色したライン状のパターン１８は、免疫クロマト試験片１０における検体中の抗原（又は抗体）の移動方向と交差する方向（たとえば、直交する方向）に延びて形成され、観測用ウィンドウ１３から観測することができる。
【００１５】
発光素子２１は、発光波長の異なる複数のＬＥＤ、本実施形態においては青色ＬＥＤ２１Ｂと赤色ＬＥＤ２１Ｒとを含んでいる。抗原抗体反応により形成されたライン状のパターン１８を赤色に呈色させた場合には、青色ＬＥＤ２１Ｂを発光させる。また、抗原抗体反応により形成されたライン状のパターン１８を青色に呈色させた場合には、赤色ＬＥＤ２１Ｒを発光させる。
【００１６】
ミキシングロッド２２は、発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）から出力された光をミキシングする透明アクリル樹脂製の角柱（又は円柱）状のロッドであり、その端部に光入射面及び光出射面を有している。ミキシングロッド２２の光入射面側には上述した発光素子２１が配置されている。また、ミキシングロッド２２の光出射面側には免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）が配置されており、詳細には、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）は、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３がミキシングロッド２２の光出射面と重なるように、ミキシングロッド２２の光出射面に対向して配置される。ミキシングロッド２２の光出射面は８ｍｍ×１４ｍｍの大きさを有しており、このミキシングロッド２２の光出射面の面積は、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３の開口面積よりも大きく設定されている。
【００１７】
ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面には、拡散手段としての拡散板２３，２４が、ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面に当接した状態で、設けられている。この拡散板２３，２４は、乳白アクリル樹脂製である。なお、拡散板２３，２４を設ける代わりに、拡散手段として、ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面そのものをスリガラス状に加工するようにしてもよい。
【００１８】
発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）から出力された光は、拡散板２３により拡散された後にミキシングロッド２２の光入射面からミキシングロッド２２内に入る。ミキシングロッド２２内に入った光は、ミキシングロッド２２の側面で全反射されながら伝搬することによりミキシングされ、ミキシングロッド２２の光出射面に達する。ミキシングロッド２２の光出射面に達した光は、拡散板２４により拡散された後に、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３の裏面側から測定光として免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３）に向けて照射される。
【００１９】
アパーチャ３１は、絞り用穴部３２を有しており、測定光の照射により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）を透過して観測用ウィンドウ１３から出た透過光は、アパーチャ３１の絞り用穴部３２により絞られる。凸レンズ３３は、アパーチャ３１の絞り用穴部３２を介して入射する免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を結像させる。
【００２０】
ＣＣＤイメージセンサ３６は、受光面３７を有し、この受光面３７が、凸レンズ３３により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光が結像される位置となるように配設されている。受光面３７には、受光素子が１次元方向あるいは２次元方向に配置されており、ＣＣＤイメージセンサ３６は、凸レンズ３３により結像された像を受光面３７にて撮像することにより、免疫クロマト試験片１０の透過光を検出する。
【００２１】
次に、検体の濃度を求める手法について説明する。まず、ＣＣＤイメージセンサ３６により免疫クロマト試験片１０の透過光を検出すると、ＣＣＤイメージセンサ３６からの出力信号に基づいて、呈色して形成されたライン状のパターン１８の吸光度を求める。詳細には、ＣＣＤイメージセンサ３６からの出力信号強度とＣＣＤイメージセンサ３６の受光素子（チャンネル）位置とに基づいて、図２に示されるような、免疫クロマト試験片１０の透過光の吸光プロファイルを作成し、作成された吸光プロファイルにおける免疫クロマト試験片１０の呈色していない部分に相当する位置の出力信号強度Ｔ0、呈色した部分（ライン状のパターン１８）に相当する位置の出力信号強度Ｔiとして、下記（１）式に基づいて吸光度ＡＢＳを算出する。
ＡＢＳ＝ｌｏｇ（Ｔ0／Ｔi） ……… （１）
吸光度ＡＢＳが算出されると、吸光度ＡＢＳから、予め作成された検量特性線を参照して検体中に含まれる抗体又は抗原の総量（濃度）を求める。
【００２２】
なお、吸光度の算出に関して、作成された吸光プロファイルにおける免疫クロマト試験片の呈色していない部分に相当する位置の平均出力信号強度Ｔa0、呈色した部分（ライン状のパターン）に相当する位置の平均出力信号強度Ｔaiとして、下記（２）式に基づいて吸光度ＡＢＳを算出するようにしてもよい。
ＡＢＳ＝ｌｏｇ（Ｔa0／Ｔai） ……… （２）
【００２３】
このように、測定装置１にあっては、照射光学系２０と検出光学系３０とを備え、照射光学系２０は、発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）と、ミキシングロッド２２とを有し、ミキシングロッド２２から出射した光を測定光として免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射し、検出光学系３０は、凸レンズ３３と、ＣＣＤイメージセンサ３６とを有し、ＣＣＤイメージセンサ３６により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を検出する。これにより、発光素子２１から出力された光はミキシングロッド２２によりミキシングされて免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射されるので、発光素子２１からの光の減衰が抑制され、免疫クロマト試験片１０に照射される光量が大きくなる。この結果、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）を用いるので、測定装置１の大型化を抑制することもできる。
【００２４】
また、ミキシングロッド２２の光入射面側及び光出射面側には、拡散板２３，２４が設けられているので、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射される光が略均一化され、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片におけるライン状のパターン１８の検出をより一層確実に行うことができる。
【００２５】
また、ミキシングロッド２２の光出射面の面積は、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３の面積よりも大きいので、免疫クロマト試験片１０の観測用ウィンドウ１３に対応する位置に照射される光がより一層略均一化され、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片１０におけるライン状のパターン１８の検出をより一層確実に行うことができる。
【００２６】
また、測定装置１においては、照射光学系２０及び検出光学系３０は、ＣＣＤイメージセンサ３６が免疫クロマト試験片１０に照射された測定光の透過光を受光するように配置されており、ＣＣＤイメージセンサ３６にて受光した透過光に基づいて、呈色して形成されたライン状のパターン１８の吸光度を測定するので、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく簡易に測定することができる。この結果、検体中に含まれる抗原又は抗体の総量（濃度）を適切に測定することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、図３に基づいて、本発明の第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を説明する。図３は、第２実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。第２実施形態に係る測定装置は、第１実施形態に係る測定装置とは、結像レンズがシリンドリカルレンズである点で相違する。
【００２８】
測定装置１０１は、アパーチャ１３１と、結像レンズとしてのシリンドリカルレンズ１３３とを有している。このシリンドリカルレンズ１３３は、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向が、免疫クロマト試験片１０における検体中の抗原（又は抗体）の移動方向と交差する（たとえば、直交する）ように、すなわち免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に向くように、配設されている。
【００２９】
アパーチャ１３１は、シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側に配設されている。また、アパーチャ１３１には、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されている。
【００３０】
免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）の光出射側には、観測用ウィンドウ１３以外からの光がシリンドリカルレンズ１３３に入射するのを抑制するためのアパーチャ１３４が配設されている。アパーチャ１３４には、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を投すための穴部１３５が設けられている。
【００３１】
上述した構成の測定装置１０１においても、第１実施形態の測定装置１と同様の作用効果を奏し、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）を用いるので、測定装置１０１の大型化を抑制することもできる。
【００３２】
また、測定装置１０１は、結像レンズとしてシリンドリカルレンズ１３３を有しており、このシリンドリカルレンズ１３３は、湾曲した面の母線方向が免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に対して交差して配設されており、測定光の照射により抗原又は抗体の移動方向とは交差する方向に形成されるライン状のパターン１８をＣＣＤイメージセンサ３６に結像する。これにより、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に平行な光はＣＣＤイメージセンサ３６に結像され、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に直交する光はぼやけて平均化されることになる。したがって、免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に呈色むらが発生した場合においても、シリンドリカルレンズ１３３により呈色むらが光学的に平均化されて、呈色むらが光学的に平均化されたパターンがＣＣＤイメージセンサ３６に結像されることになり、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく測定することができる。
【００３３】
また、シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側には、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されたアパーチャ１３１が配設されているので、ＣＣＤイメージセンサ３６において収差の小さい像を結像することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、図４〜図９に基づいて、本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を説明する。第３実施形態に係る測定装置は、第２実施形態に係る測定装置とは、ミラーを用いて光路を折り曲げて構成している点で相違する。
【００３５】
図４は、本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置の側面図であり、図５は、同じく免疫クロマト試験片の測定装置の正面図である。図６は、試験片ホルダーの平面図であり、図７は、試験片ホルダーの背面図であり、図８は、レンズマスクの平面図であり、図９は、リニアアレイＣＣＤイメージセンサの平面図である。
【００３６】
測定装置２０１は、図４及び図５に示されるように、ケース２０２と、ケース２０２に取り付けられる蓋（図示せず）を有している。ケース２０２には、照射光学系２０と、検出光学系３０と、各種演算処理を行い測定装置２０１の動作を制御するためのコントロール回路２０３とを配設するためのシャシー２０４が固定されている。
【００３７】
発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）は、取付け台２０５に固定されており、この取付け台２０５は、ブラケット２０６を介してシャシー２０４に取り付けられている。
【００３８】
ミキシングロッド２２は、ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面に拡散板２３，２４を当接させた状態でロッドケース２０７内に配設されている。ミキシングロッド２２の光導波方向での位置は、ロッドケース２０７に一体形成された規制部２０８と拡散板２４とが当接する、及び、ロッドケース２０７に組み付けられるロッド押え板２０９と拡散板２３とが当接することにより、規定される。また、ミキシングロッド２２の側面には、ミキシングロッド２２の光導波方向に所定間隔を有して複数のロッドホルダー２１０が取り付けられており、このロッドホルダー２１０がロッドケース２０７の側壁に当接することにより、ミキシングロッド２２の光導波方向に直交する方向での位置が規定される。
【００３９】
規制部２０８の上面（拡散板２４が当接する面の裏面）には、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）が挿入可能に構成された試験片ホルダー２１１が設けられている。この試験片ホルダー２１１は、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）を保持する保持手段として機能する。
【００４０】
試験片ホルダー２１１は、アパーチャ１３４と試験片載置部２１２とが一体に形成されており、試験片ホルダー２１１に挿入され試験片載置部２１２に載置されたケーシング１１とアパーチャ１３４とが当接するように構成されている。試験片ホルダー２１１は、規制部２０８と試験片載置部２１２とが当接した状態で、シャシー２０４に取り付けられている。免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）の長手方向での挿入位置は、ロッドケース２０７（規制部２０８）に一体形成された規制部２１３とケーシング１１の長手方向端部とが当接することによりに規定される。
【００４１】
アパーチャ１３４には、図６に示されるように、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を通すための穴部１３５が設けられている。アパーチャ１３４の穴部１３５は、５ｍｍ×８ｍｍの大きさを有している。また、試験片ホルダー２１１の試験片載置部２１２には、図７に示されるように、拡散板２４からの光を免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射するための穴部２１４が設けられている。試験片載置部２１２の穴部２１４は、８ｍｍ×１４ｍｍの大きさを有している。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ミキシングロッド２２の光出射面は８ｍｍ×１４ｍｍの大きさを有しており、観測用ウィンドウは４ｍｍ×８ｍｍの大きさを有している。
【００４２】
試験片ホルダー２１１の上方には、ミラー２１５が設けられている。このミラー２１５は、ミラーホルダー２１６を介してシャシー２０４に取り付けられる。ミラー２１５で反射した光は、シリンドリカルレンズ１３３に入射する。このミラー２１５により、測定装置２０１における光路が折り曲げられて、図４に示されるように、照射光学系２０及び検出光学系３０が逆Ｌ字状に配設されることになる。コントロール回路２０３は、逆Ｌ字状に配設された照射光学系２０及び検出光学系３０の内側に配設された状態で、シャシー２０４に取り付けられる。このように、照射光学系２０、検出光学系３０、及び、コントロール回路２０３をレイアウトすることにより、測定装置２０１の小型化を図ることができる。
【００４３】
シリンドリカルレンズ１３３は、第２実施形態にて述べたように、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向が、免疫クロマト試験片１０における検体中の抗原（又は抗体）の移動方向と交差する（たとえば、直交する）ように、すなわち免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に向くように、配設されている。シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側には、アパーチャとしてのレンズマスク２１７が配設されている。レンズマスク２１７には、図８に示されるように、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されている。このスリット１３２の大きさは、４ｍｍ×８ｍｍに設定されている。
【００４４】
シリンドリカルレンズ１３３及びレンズマスク２１７は、レンズホルダー２１８に押え環２１９を螺合することにより、レンズホルダー２１８と押え環２１９とで挟持されている。レンズホルダー２１８は、レンズ取付け筒２２０の穴部に挿入された状態で固定される。レンズホルダー２１８が固定されるレンズ取付け筒２２０は、シャシー２０４に取り付けられる。
【００４５】
シリンドリカルレンズ１３３から出た光は、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に入射する。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６は、図９に示されるように、１次元方向に延びる受光面２３７を有している。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６は、受光面２３７がシリンドリカルレンズ１３３により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光が結像される位置となるように、配設されている。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６の受光面２３７には、受光素子が１次元方向に複数個（本実施形態においては、２０４８個）配置されている。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６は、基板２３８を介してセンサホルダー２３９に固定されており、このセンサホルダー２３９は、センサ取付け筒２４０を介してシャシー２０４に取り付けられる。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６がシャシー２０４に対して取り付けられた状態においては、図４に示されるように、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６の受光面２３７の延びる方向は、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に交差する（たとえば、直交する）方向となる。
【００４６】
シリンドリカルレンズ１３３とリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６との間には、迷光を除去するためのバッフル板２４１が設けられている。このバッフル板２４１には、シリンドリカルレンズ１３３から出た光を通すための穴部２４２，２４３が形成されている。また、バッフル板２４１は、シャシー２０４に取り付けられている。
【００４７】
アパーチャ１３４からリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６までの検出光学系は、この検出光学系を遮光するための遮光筒２５０により覆われている。この遮光筒２５０は、シャシー２０４に取り付けられている。
【００４８】
上述した構成の測定装置２０１においても、第１実施形態及び第２実施形態の測定装置１，１０１と同様の作用効果を奏し、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６による免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）を用いるので、測定装置２０１の大型化を抑制することもできる。
【００４９】
また、測定装置２０１は、第２実施形態の測定装置１０１と同様に、結像レンズとしてシリンドリカルレンズ１３３を有しており、このシリンドリカルレンズ１３３は、湾曲した面の母線方向が免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に対して交差して配設されており、測定光の照射により抗原又は抗体の移動方向とは交差する方向に形成されるライン状のパターン１８をリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に結像する。これにより、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に平行な光はリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に結像され、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に直交する光はぼやけて平均化されることになる。したがって、免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に呈色むらが発生した場合においても、シリンドリカルレンズ１３３により呈色むらが光学的に平均化されて、呈色むらが光学的に平均化されたパターンがリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に結像されることになり、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく測定することができる。
【００５０】
また、シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側には、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されたレンズマスク２１７が配設されているので、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６において収差の小さい像を結像することができる。
【００５１】
また、撮像素子としてリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６を用いているので、安価且つ小型な構成の測定装置２０１を実現することができる。上述したように、シリンドリカルレンズ１３３により呈色むらが光学的に平均化されるので、撮像素子をリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６としても、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく測定することができる。
【００５２】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、上述した数値等も適宜変更して設定することができる。
【００５３】
また、上述した第１実施形態〜第３実施形態においては、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射された測定光の透過光を受光し、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて受光した透過光に基づいて、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の吸光度を測定するようにしているが、これに限られることなく、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射された測定光の反射光を受光し、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて受光した反射光に基づいて、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の反射率を測定するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明の免疫クロマト試験片の測定装置によれば、装置を大型化することなく、免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出を確実に行うことが可能な免疫クロマト試験片の測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。
【図２】免疫クロマト試験片の透過光の吸光プロファイルを示す線図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置の側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置の正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、試験片ホルダーの平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、試験片ホルダーの背面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、レンズマスクの平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、リニアアレイＣＣＤイメージセンサの平面図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１…測定装置、１０…免疫クロマト試験片、１１…ケーシング、１２…検体点着ウィンドウ、１３…観測用ウィンドウ、１５…検体点着部、１６…検出部、１８…ライン状のパターン、２０…照射光学系、２１…発光素子、２１Ｂ…青色ＬＥＤ、２１Ｒ…赤色ＬＥＤ、２２…ミキシングロッド、２３，２４…拡散板、３０…検出光学系、３１…アパーチャ、３２…絞り用穴部、３３…凸レンズ、３６…ＣＣＤイメージセンサ、３７…受光面、１３１…アパーチャ、１３２…スリット、１３３…シリンドリカルレンズ、１３４…アパーチャ、１３５…穴部、２３６…リニアアレイＣＣＤイメージセンサ、２３７…受光面。
【発明の属する技術分野】
本発明は免疫クロマト（イムノクロマト）試験片を測定するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
免疫クロマト式分析について説明すると、免疫クロマト試験片では、検体（試料）中の抗原（又は抗体）と抗原抗体反応を起こす抗体（又は抗原）が免疫クロマト試験片の特定の位置にあらかじめ帯状に塗布されている。その免疫クロマト試験片に検体を適用した後、展開液により検体中の抗原（又は抗体）を溶出させて試験片に浸透させていくと、免疫クロマト試験片に塗布されている抗体（又は抗原）のところで抗原抗体反応により検体中の抗原（又は抗体）がトラップされる。このトラップされた量が検体中のその抗原（又は抗体）の総量であるので、検体中の抗原（又は抗体）を色素で標識しておけば吸光度等の光学的測定により抗原（又は抗体）の総量が測定できる。免疫クロマト分析法は、通常の呈色試験法に比べて極微量まで定量が可能な方法である。
【０００３】
検体が展開し呈色した後の免疫クロマト試験片から検体中の特定物質の濃度を測定するための装置として、たとえば特開平７−５１１０号公報に記載された測定装置がある。特開平７−５１１０号公報に記載された測定装置は、ＬＥＤからの光を免疫クロマト試験片に照射し、免疫クロマト試験片で反射した光をＣＣＤカラーイメージセンサーで検出して、呈色の度合いを認識しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−５１１０号公報に記載された測定装置のように光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いた場合には、免疫クロマト試験片に照射される光量が少なくなり、免疫クロマト試験片の呈色した部分が細い（０．５ｍｍ程度）こともあって、呈色した部分の検出が難しいという問題点を有している。免疫クロマト試験片に照射される光量を大きくするために、光源としてナトリウム灯や蛍光灯等の発光管を用いることも考えられるが、この場合には装置が大型なものになってしまう。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、装置を大型化することなく、免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出を確実に行うことが可能な免疫クロマト試験片の測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る免疫クロマト試験片の測定装置は、免疫クロマト試験片に測定光を照射する照射光学系と、測定光の照射による免疫クロマト試験片からの光を検出する検出光学系と、を備えており、照射光学系は、発光素子と、発光素子から出力された光をミキシングするミキシングロッドと、を有し、ミキシングロッドから出射した光を測定光として免疫クロマト試験片に照射し、検出光学系は、免疫クロマト試験片からの光を結像させる結像レンズと、結像レンズにより免疫クロマト試験片からの光が結像される位置に配設される撮像素子と、を有し、撮像素子により免疫クロマト試験片からの透過光を検出することを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る免疫クロマト試験片の測定装置では、照射光学系と検出光学系とを備え、照射光学系は、発光素子と、発光素子から出力された光をミキシングするミキシングロッドとを有し、ミキシングロッドから出射した光を測定光として免疫クロマト試験片に照射し、検出光学系は、免疫クロマト試験片からの光を結像させる結像レンズと、結像レンズにより免疫クロマト試験片からの光が結像される位置に配設される撮像素子とを有し、撮像素子により免疫クロマト試験片からの光を受光して検出する。これにより、発光素子から出力された光はミキシングロッドによりミキシングされて免疫クロマト試験片に照射されるので、発光素子からの光の減衰が抑制され、免疫クロマト試験片に照射される光量が大きくなる。この結果、撮像素子による免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子を用いるので、装置の大型化を抑制することもできる。
【０００８】
また、ミキシングロッドの光入射面側及び光出射面側には、ミキシングロッドに入射する光及びミキシングロッドから出射する光を拡散するための拡散手段が更に設けられていることが好ましい。このように、ミキシングロッドの光入射面側及び光出射面側には、ミキシングロッドに入射する光及びミキシングロッドから出射する光を拡散するための拡散手段が更に設けられることにより、免疫クロマト試験片に照射される光が略均一化され、撮像素子による免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出をより一層確実に行うことができる。
【０００９】
また、免疫クロマト試験片は、観測用ウィンドウを有したケーシングに保持され、照射光学系は、ミキシングロッドから出射した光を測定光として観測用ウィンドウに向けて照射しており、ミキシングロッドの光出射面の面積は、観測用ウィンドウの面積よりも大きいことが好ましい。このように、免疫クロマト試験片は、観測用ウィンドウを有したケーシングに保持され、照射光学系は、ミキシングロッドから出射した光を測定光として観測用ウィンドウに向けて照射しており、ミキシングロッドの光出射面の面積は観測用ウィンドウの面積よりも大きいので、免疫クロマト試験片の観測用ウィンドウに対応する位置に照射される光が略均一化され、撮像素子による免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出をより一層確実に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による免疫クロマト試験片の測定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１に基づいて、本発明の第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を説明する。図１は、第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。
【００１２】
測定装置１は、免疫クロマト試験片１０に測定光を照射する照射光学系２０と、測定光の照射による免疫クロマト試験片１０からの光を検出する検出光学系３０とを備えている。照射光学系２０は、発光素子２１と、ミキシングロッド２２とを有している。また、検出光学系３０は、アパーチャ３１と、結像レンズとしての凸レンズ３３と、撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ３６とを有している。
【００１３】
免疫クロマト試験片１０はニトロセルロースメンブレンや濾紙などの材質からなり、長方形状である。この免疫クロマト試験片１０は、平面視長方形状のケーシング１１内に保持されており、ケーシング１１には、その長辺方向に沿って検体点着ウィンドウ１２と、観測用ウィンドウ１３と、コントロールウィンドウ１４とが設けられている。免疫クロマト試験片１０は、検体点着ウィンドウ１２に対応する位置に設けられる検体点着部１５と、観測用ウィンドウ１３及びコントロールウィンドウ１４に対応する位置に設けられる検出部１６，１７とを有している。検出部１６は、検体中の抗原（又は抗体）と反応するそれぞれの抗体（又は抗原）が塗布されて固定化されており、ライン状（又は帯状）となっている。なお、免疫クロマト試験片１０が保持されたケーシング１１は、図示しない保持手段により保持されている。なお、本実施形態においては、観測用ウィンドウ１３は４ｍｍ×８ｍｍの大きさを有している。
【００１４】
検体は、検体点着ウィンドウ１２から免疫クロマト試験片１０の検体点着部１５に滴下される。検体中の抗原（又は抗体）は標識色素と結合し、検体中の抗原（又は抗体）と標識色素との結合体や未反応の標識色素は免疫クロマト試験片１０の長辺方向に移動する。いま、仮に検体中に抗原が含まれており、抗原が検出部とそれぞれ抗原抗体反応するものとする。検体が移動するにともなって、検体中の抗原と検出部１６に固定されている抗体とが特異的に反応し、反応した検出部１６には標識色素により呈色したライン状のパターン１８が形成される。この呈色したライン状のパターン１８は、免疫クロマト試験片１０における検体中の抗原（又は抗体）の移動方向と交差する方向（たとえば、直交する方向）に延びて形成され、観測用ウィンドウ１３から観測することができる。
【００１５】
発光素子２１は、発光波長の異なる複数のＬＥＤ、本実施形態においては青色ＬＥＤ２１Ｂと赤色ＬＥＤ２１Ｒとを含んでいる。抗原抗体反応により形成されたライン状のパターン１８を赤色に呈色させた場合には、青色ＬＥＤ２１Ｂを発光させる。また、抗原抗体反応により形成されたライン状のパターン１８を青色に呈色させた場合には、赤色ＬＥＤ２１Ｒを発光させる。
【００１６】
ミキシングロッド２２は、発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）から出力された光をミキシングする透明アクリル樹脂製の角柱（又は円柱）状のロッドであり、その端部に光入射面及び光出射面を有している。ミキシングロッド２２の光入射面側には上述した発光素子２１が配置されている。また、ミキシングロッド２２の光出射面側には免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）が配置されており、詳細には、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）は、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３がミキシングロッド２２の光出射面と重なるように、ミキシングロッド２２の光出射面に対向して配置される。ミキシングロッド２２の光出射面は８ｍｍ×１４ｍｍの大きさを有しており、このミキシングロッド２２の光出射面の面積は、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３の開口面積よりも大きく設定されている。
【００１７】
ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面には、拡散手段としての拡散板２３，２４が、ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面に当接した状態で、設けられている。この拡散板２３，２４は、乳白アクリル樹脂製である。なお、拡散板２３，２４を設ける代わりに、拡散手段として、ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面そのものをスリガラス状に加工するようにしてもよい。
【００１８】
発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）から出力された光は、拡散板２３により拡散された後にミキシングロッド２２の光入射面からミキシングロッド２２内に入る。ミキシングロッド２２内に入った光は、ミキシングロッド２２の側面で全反射されながら伝搬することによりミキシングされ、ミキシングロッド２２の光出射面に達する。ミキシングロッド２２の光出射面に達した光は、拡散板２４により拡散された後に、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３の裏面側から測定光として免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３）に向けて照射される。
【００１９】
アパーチャ３１は、絞り用穴部３２を有しており、測定光の照射により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）を透過して観測用ウィンドウ１３から出た透過光は、アパーチャ３１の絞り用穴部３２により絞られる。凸レンズ３３は、アパーチャ３１の絞り用穴部３２を介して入射する免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を結像させる。
【００２０】
ＣＣＤイメージセンサ３６は、受光面３７を有し、この受光面３７が、凸レンズ３３により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光が結像される位置となるように配設されている。受光面３７には、受光素子が１次元方向あるいは２次元方向に配置されており、ＣＣＤイメージセンサ３６は、凸レンズ３３により結像された像を受光面３７にて撮像することにより、免疫クロマト試験片１０の透過光を検出する。
【００２１】
次に、検体の濃度を求める手法について説明する。まず、ＣＣＤイメージセンサ３６により免疫クロマト試験片１０の透過光を検出すると、ＣＣＤイメージセンサ３６からの出力信号に基づいて、呈色して形成されたライン状のパターン１８の吸光度を求める。詳細には、ＣＣＤイメージセンサ３６からの出力信号強度とＣＣＤイメージセンサ３６の受光素子（チャンネル）位置とに基づいて、図２に示されるような、免疫クロマト試験片１０の透過光の吸光プロファイルを作成し、作成された吸光プロファイルにおける免疫クロマト試験片１０の呈色していない部分に相当する位置の出力信号強度Ｔ0、呈色した部分（ライン状のパターン１８）に相当する位置の出力信号強度Ｔiとして、下記（１）式に基づいて吸光度ＡＢＳを算出する。
ＡＢＳ＝ｌｏｇ（Ｔ0／Ｔi） ……… （１）
吸光度ＡＢＳが算出されると、吸光度ＡＢＳから、予め作成された検量特性線を参照して検体中に含まれる抗体又は抗原の総量（濃度）を求める。
【００２２】
なお、吸光度の算出に関して、作成された吸光プロファイルにおける免疫クロマト試験片の呈色していない部分に相当する位置の平均出力信号強度Ｔa0、呈色した部分（ライン状のパターン）に相当する位置の平均出力信号強度Ｔaiとして、下記（２）式に基づいて吸光度ＡＢＳを算出するようにしてもよい。
ＡＢＳ＝ｌｏｇ（Ｔa0／Ｔai） ……… （２）
【００２３】
このように、測定装置１にあっては、照射光学系２０と検出光学系３０とを備え、照射光学系２０は、発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）と、ミキシングロッド２２とを有し、ミキシングロッド２２から出射した光を測定光として免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射し、検出光学系３０は、凸レンズ３３と、ＣＣＤイメージセンサ３６とを有し、ＣＣＤイメージセンサ３６により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を検出する。これにより、発光素子２１から出力された光はミキシングロッド２２によりミキシングされて免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射されるので、発光素子２１からの光の減衰が抑制され、免疫クロマト試験片１０に照射される光量が大きくなる。この結果、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）を用いるので、測定装置１の大型化を抑制することもできる。
【００２４】
また、ミキシングロッド２２の光入射面側及び光出射面側には、拡散板２３，２４が設けられているので、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射される光が略均一化され、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片におけるライン状のパターン１８の検出をより一層確実に行うことができる。
【００２５】
また、ミキシングロッド２２の光出射面の面積は、ケーシング１１の観測用ウィンドウ１３の面積よりも大きいので、免疫クロマト試験片１０の観測用ウィンドウ１３に対応する位置に照射される光がより一層略均一化され、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片１０におけるライン状のパターン１８の検出をより一層確実に行うことができる。
【００２６】
また、測定装置１においては、照射光学系２０及び検出光学系３０は、ＣＣＤイメージセンサ３６が免疫クロマト試験片１０に照射された測定光の透過光を受光するように配置されており、ＣＣＤイメージセンサ３６にて受光した透過光に基づいて、呈色して形成されたライン状のパターン１８の吸光度を測定するので、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく簡易に測定することができる。この結果、検体中に含まれる抗原又は抗体の総量（濃度）を適切に測定することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、図３に基づいて、本発明の第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を説明する。図３は、第２実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。第２実施形態に係る測定装置は、第１実施形態に係る測定装置とは、結像レンズがシリンドリカルレンズである点で相違する。
【００２８】
測定装置１０１は、アパーチャ１３１と、結像レンズとしてのシリンドリカルレンズ１３３とを有している。このシリンドリカルレンズ１３３は、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向が、免疫クロマト試験片１０における検体中の抗原（又は抗体）の移動方向と交差する（たとえば、直交する）ように、すなわち免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に向くように、配設されている。
【００２９】
アパーチャ１３１は、シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側に配設されている。また、アパーチャ１３１には、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されている。
【００３０】
免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）の光出射側には、観測用ウィンドウ１３以外からの光がシリンドリカルレンズ１３３に入射するのを抑制するためのアパーチャ１３４が配設されている。アパーチャ１３４には、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を投すための穴部１３５が設けられている。
【００３１】
上述した構成の測定装置１０１においても、第１実施形態の測定装置１と同様の作用効果を奏し、ＣＣＤイメージセンサ３６による免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）を用いるので、測定装置１０１の大型化を抑制することもできる。
【００３２】
また、測定装置１０１は、結像レンズとしてシリンドリカルレンズ１３３を有しており、このシリンドリカルレンズ１３３は、湾曲した面の母線方向が免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に対して交差して配設されており、測定光の照射により抗原又は抗体の移動方向とは交差する方向に形成されるライン状のパターン１８をＣＣＤイメージセンサ３６に結像する。これにより、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に平行な光はＣＣＤイメージセンサ３６に結像され、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に直交する光はぼやけて平均化されることになる。したがって、免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に呈色むらが発生した場合においても、シリンドリカルレンズ１３３により呈色むらが光学的に平均化されて、呈色むらが光学的に平均化されたパターンがＣＣＤイメージセンサ３６に結像されることになり、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく測定することができる。
【００３３】
また、シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側には、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されたアパーチャ１３１が配設されているので、ＣＣＤイメージセンサ３６において収差の小さい像を結像することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、図４〜図９に基づいて、本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を説明する。第３実施形態に係る測定装置は、第２実施形態に係る測定装置とは、ミラーを用いて光路を折り曲げて構成している点で相違する。
【００３５】
図４は、本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置の側面図であり、図５は、同じく免疫クロマト試験片の測定装置の正面図である。図６は、試験片ホルダーの平面図であり、図７は、試験片ホルダーの背面図であり、図８は、レンズマスクの平面図であり、図９は、リニアアレイＣＣＤイメージセンサの平面図である。
【００３６】
測定装置２０１は、図４及び図５に示されるように、ケース２０２と、ケース２０２に取り付けられる蓋（図示せず）を有している。ケース２０２には、照射光学系２０と、検出光学系３０と、各種演算処理を行い測定装置２０１の動作を制御するためのコントロール回路２０３とを配設するためのシャシー２０４が固定されている。
【００３７】
発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）は、取付け台２０５に固定されており、この取付け台２０５は、ブラケット２０６を介してシャシー２０４に取り付けられている。
【００３８】
ミキシングロッド２２は、ミキシングロッド２２の光入射面及び光出射面に拡散板２３，２４を当接させた状態でロッドケース２０７内に配設されている。ミキシングロッド２２の光導波方向での位置は、ロッドケース２０７に一体形成された規制部２０８と拡散板２４とが当接する、及び、ロッドケース２０７に組み付けられるロッド押え板２０９と拡散板２３とが当接することにより、規定される。また、ミキシングロッド２２の側面には、ミキシングロッド２２の光導波方向に所定間隔を有して複数のロッドホルダー２１０が取り付けられており、このロッドホルダー２１０がロッドケース２０７の側壁に当接することにより、ミキシングロッド２２の光導波方向に直交する方向での位置が規定される。
【００３９】
規制部２０８の上面（拡散板２４が当接する面の裏面）には、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）が挿入可能に構成された試験片ホルダー２１１が設けられている。この試験片ホルダー２１１は、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）を保持する保持手段として機能する。
【００４０】
試験片ホルダー２１１は、アパーチャ１３４と試験片載置部２１２とが一体に形成されており、試験片ホルダー２１１に挿入され試験片載置部２１２に載置されたケーシング１１とアパーチャ１３４とが当接するように構成されている。試験片ホルダー２１１は、規制部２０８と試験片載置部２１２とが当接した状態で、シャシー２０４に取り付けられている。免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）の長手方向での挿入位置は、ロッドケース２０７（規制部２０８）に一体形成された規制部２１３とケーシング１１の長手方向端部とが当接することによりに規定される。
【００４１】
アパーチャ１３４には、図６に示されるように、免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光を通すための穴部１３５が設けられている。アパーチャ１３４の穴部１３５は、５ｍｍ×８ｍｍの大きさを有している。また、試験片ホルダー２１１の試験片載置部２１２には、図７に示されるように、拡散板２４からの光を免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射するための穴部２１４が設けられている。試験片載置部２１２の穴部２１４は、８ｍｍ×１４ｍｍの大きさを有している。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ミキシングロッド２２の光出射面は８ｍｍ×１４ｍｍの大きさを有しており、観測用ウィンドウは４ｍｍ×８ｍｍの大きさを有している。
【００４２】
試験片ホルダー２１１の上方には、ミラー２１５が設けられている。このミラー２１５は、ミラーホルダー２１６を介してシャシー２０４に取り付けられる。ミラー２１５で反射した光は、シリンドリカルレンズ１３３に入射する。このミラー２１５により、測定装置２０１における光路が折り曲げられて、図４に示されるように、照射光学系２０及び検出光学系３０が逆Ｌ字状に配設されることになる。コントロール回路２０３は、逆Ｌ字状に配設された照射光学系２０及び検出光学系３０の内側に配設された状態で、シャシー２０４に取り付けられる。このように、照射光学系２０、検出光学系３０、及び、コントロール回路２０３をレイアウトすることにより、測定装置２０１の小型化を図ることができる。
【００４３】
シリンドリカルレンズ１３３は、第２実施形態にて述べたように、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向が、免疫クロマト試験片１０における検体中の抗原（又は抗体）の移動方向と交差する（たとえば、直交する）ように、すなわち免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に向くように、配設されている。シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側には、アパーチャとしてのレンズマスク２１７が配設されている。レンズマスク２１７には、図８に示されるように、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されている。このスリット１３２の大きさは、４ｍｍ×８ｍｍに設定されている。
【００４４】
シリンドリカルレンズ１３３及びレンズマスク２１７は、レンズホルダー２１８に押え環２１９を螺合することにより、レンズホルダー２１８と押え環２１９とで挟持されている。レンズホルダー２１８は、レンズ取付け筒２２０の穴部に挿入された状態で固定される。レンズホルダー２１８が固定されるレンズ取付け筒２２０は、シャシー２０４に取り付けられる。
【００４５】
シリンドリカルレンズ１３３から出た光は、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に入射する。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６は、図９に示されるように、１次元方向に延びる受光面２３７を有している。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６は、受光面２３７がシリンドリカルレンズ１３３により免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）からの透過光が結像される位置となるように、配設されている。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６の受光面２３７には、受光素子が１次元方向に複数個（本実施形態においては、２０４８個）配置されている。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６は、基板２３８を介してセンサホルダー２３９に固定されており、このセンサホルダー２３９は、センサ取付け筒２４０を介してシャシー２０４に取り付けられる。リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６がシャシー２０４に対して取り付けられた状態においては、図４に示されるように、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６の受光面２３７の延びる方向は、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に交差する（たとえば、直交する）方向となる。
【００４６】
シリンドリカルレンズ１３３とリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６との間には、迷光を除去するためのバッフル板２４１が設けられている。このバッフル板２４１には、シリンドリカルレンズ１３３から出た光を通すための穴部２４２，２４３が形成されている。また、バッフル板２４１は、シャシー２０４に取り付けられている。
【００４７】
アパーチャ１３４からリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６までの検出光学系は、この検出光学系を遮光するための遮光筒２５０により覆われている。この遮光筒２５０は、シャシー２０４に取り付けられている。
【００４８】
上述した構成の測定装置２０１においても、第１実施形態及び第２実施形態の測定装置１，１０１と同様の作用効果を奏し、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６による免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の検出を確実に行うことができる。また、光源として発光素子２１（青色ＬＥＤ２１Ｂ又は赤色ＬＥＤ２１Ｒ）を用いるので、測定装置２０１の大型化を抑制することもできる。
【００４９】
また、測定装置２０１は、第２実施形態の測定装置１０１と同様に、結像レンズとしてシリンドリカルレンズ１３３を有しており、このシリンドリカルレンズ１３３は、湾曲した面の母線方向が免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に対して交差して配設されており、測定光の照射により抗原又は抗体の移動方向とは交差する方向に形成されるライン状のパターン１８をリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に結像する。これにより、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に平行な光はリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に結像され、免疫クロマト試験片１０における抗原又は抗体の移動方向に直交する光はぼやけて平均化されることになる。したがって、免疫クロマト試験片１０において呈色して形成されたライン状のパターン１８の延びる方向に呈色むらが発生した場合においても、シリンドリカルレンズ１３３により呈色むらが光学的に平均化されて、呈色むらが光学的に平均化されたパターンがリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６に結像されることになり、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく測定することができる。
【００５０】
また、シリンドリカルレンズ１３３の光入射面側には、シリンドリカルレンズ１３３の湾曲した面の母線方向に延びる長方形状のスリット１３２が形成されたレンズマスク２１７が配設されているので、リニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６において収差の小さい像を結像することができる。
【００５１】
また、撮像素子としてリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６を用いているので、安価且つ小型な構成の測定装置２０１を実現することができる。上述したように、シリンドリカルレンズ１３３により呈色むらが光学的に平均化されるので、撮像素子をリニアアレイＣＣＤイメージセンサ２３６としても、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の呈色の度合いを精度よく測定することができる。
【００５２】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、上述した数値等も適宜変更して設定することができる。
【００５３】
また、上述した第１実施形態〜第３実施形態においては、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射された測定光の透過光を受光し、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて受光した透過光に基づいて、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の吸光度を測定するようにしているが、これに限られることなく、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて免疫クロマト試験片１０（ケーシング１１）に照射された測定光の反射光を受光し、ＣＣＤイメージセンサ３６，２３６にて受光した反射光に基づいて、免疫クロマト試験片１０に形成されたライン状のパターン１８の反射率を測定するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明の免疫クロマト試験片の測定装置によれば、装置を大型化することなく、免疫クロマト試験片の呈色した部分の検出を確実に行うことが可能な免疫クロマト試験片の測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。
【図２】免疫クロマト試験片の透過光の吸光プロファイルを示す線図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置を示す、光学系の概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置の側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置の正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、試験片ホルダーの平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、試験片ホルダーの背面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、レンズマスクの平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る免疫クロマト試験片の測定装置に含まれる、リニアアレイＣＣＤイメージセンサの平面図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１…測定装置、１０…免疫クロマト試験片、１１…ケーシング、１２…検体点着ウィンドウ、１３…観測用ウィンドウ、１５…検体点着部、１６…検出部、１８…ライン状のパターン、２０…照射光学系、２１…発光素子、２１Ｂ…青色ＬＥＤ、２１Ｒ…赤色ＬＥＤ、２２…ミキシングロッド、２３，２４…拡散板、３０…検出光学系、３１…アパーチャ、３２…絞り用穴部、３３…凸レンズ、３６…ＣＣＤイメージセンサ、３７…受光面、１３１…アパーチャ、１３２…スリット、１３３…シリンドリカルレンズ、１３４…アパーチャ、１３５…穴部、２３６…リニアアレイＣＣＤイメージセンサ、２３７…受光面。
Claims (3)
- 免疫クロマト試験片に測定光を照射する照射光学系と、
前記測定光の照射による前記免疫クロマト試験片からの光を検出する検出光学系と、を備えており、
前記照射光学系は、発光素子と、前記発光素子から出力された光をミキシングするミキシングロッドと、を有し、前記ミキシングロッドから出射した光を前記測定光として前記免疫クロマト試験片の検出部に照射し、
前記検出光学系は、前記免疫クロマト試験片からの前記光を結像させる結像レンズと、前記結像レンズにより前記免疫クロマト試験片からの前記光が結像される位置に配設される撮像素子と、を有し、前記撮像素子により前記免疫クロマト試験片からの透過光を検出し、
前記ミキシングロッドの光出射面の面積は、前記免疫クロマト試験片の前記検出部に照射される光が略均一化されるように前記免疫クロマト試験片の前記検出部の面積よりも大きいことを特徴とする免疫クロマト試験片の測定装置。 - 前記ミキシングロッドの光入射面側及び光出射面側には、前記ミキシングロッドに入射する光及び前記ミキシングロッドから出射する光を拡散するための拡散手段が更に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の免疫クロマト試験片の測定装置。
- 前記撮像素子が、受光素子が１次元方向あるいは２次元方向に配置されたＣＣＤイメージセンサであって、
前記ＣＣＤイメージセンサからの出力信号強度と前記受光素子の位置とに基づいて、前記免疫クロマト試験片の呈色していない部分に相当する位置及び前記免疫クロマト試験片の呈色していない部分に相当する位置の出力信号強度から吸光度を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の免疫クロマト試験片の測定装置。
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