JP5585560B2 - 検査装置、検査方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、化学的、医学的、生物学的な検査を行うための検査装置、検査方法、およびプログラムに関する。詳細には、検査対象受体を回転軸から離間した位置に保持し、検査対象受体を回転させて遠心力を付与する検査装置、検査方法、およびプログラムに関する。

従来、マイクロチップまたは検査チップと呼ばれる検査対象受体を遠心処理して、生体物質および化学物質等を検査する検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような検査装置では、検査対象受体を保持した受体ホルダを回転させることで、検査対象受体に遠心力を付与する。その後、検査対象受体に収容された液体（例えば、検体と試薬とが撹拌された液体）に光源から光を射出し、液体を透過した光をセンサで受光することで、検査結果を得ることができる。

特開２００８−８８７５号公報

検査対象受体内に液体を収容する場合、ユーザは検査対象受体に形成された注入口に液体を滴下したのち、注入口をシール体で封止する。このとき、液体の滴下量が多すぎたり、液体の滴下位置が注入口から外れたりすると、不要な液体が検査対象受体の外面に付着することがある。この状態で遠心処理を行っても、受体ホルダの内部から不要な液体が排出されずに、検査対象受体の外面に残存することがある。そうすると、残存した液体が計測に射出される光を妨げてしまい、検査結果に誤差を生じるおそれがあった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、検査対象受体の外面に液体が付着した場合でも、正確な計測結果を得ることができる検査装置、検査方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る検査装置は、液体が注入される注入口と、前記注入口から注入された前記液体が移動可能な流路と、前記流路の下流側に移動した前記液体が貯留される貯留部とが形成された検査対象受体を、前記検査対象受体から離間した軸線を中心に回転させて、遠心力によって前記液体を前記流路内で移動させる検査装置であって、前記検査対象受体を挿脱可能な内部空間を有し、前記流路の延設方向と前記軸線を含む仮想的な平面とが沿う姿勢で、前記検査対象受体を保持する箱状の受体ホルダと、前記検査対象受体が保持される前記受体ホルダを、前記軸線を中心に回転させる駆動部と、前記駆動部によって前記受体ホルダが所定量回転されたのち、前記流路の延設方向と交差する方向に延びる光を前記貯留部に透過させて、前記液体を計測する計測部とを備え、前記受体ホルダは、前記流路の延設方向と略平行な前記受体ホルダの両側面に対向配置された一対の開口部であって、前記検査対象受体が前記受体ホルダに挿入されている状態で、前記貯留部が前記流路の延設方向と交差する方向に露出されて、前記計測部による計測時に前記貯留部を通る光路が形成される計測口と、前記計測口が設けられた両側面とは異なる前記受体ホルダの他側面のうちで、前記駆動部による回転時に付与される前記遠心力の方向である遠心方向の下流側を向く側面に設けられた開口部であって、前記検査対象受体が前記受体ホルダに挿入されている状態で、前記検査対象受体を前記遠心方向の下流側に露出させる排出口とを備える。

上記検査装置では、検査対象受体を保持する箱状の受体ホルダが軸線を中心に回転されて、流路の延設方向と軸線を含む仮想的な平面とが平行をなす姿勢で保持された検査対象受体に遠心力が付与される。受体ホルダが所定量回転されたのち、貯留部に光を透過させて液体が計測される。受体ホルダは、両側面に対向配置された計測口と、回転時に遠心方向の下流側を向く側面に設けられた排出口とを備える。検査対象受体が受体ホルダに挿入されると、貯留部が計測口から露出され、且つ、検査対象受体が遠心方向の下流側に排出口から露出される。これにより、検査装置による回転時には、検査対象受体の外面に付着した液体が遠心方向の下流側に移動して、排出口を介して受体ホルダの外部に排出される。検査装置による計測時には、貯留部を通る光路が計測口を介して形成されて、液体が計測される。したがって、検査対象受体の外面に液体が付着した場合でも、正確な計測結果を得ることができる。

上記検査装置において、前記排出口は、前記計測口から前記遠心方向の下流側に延びる位置よりも上方で開口してもよい。この場合、検査対象受体の外面に付着した液体は、回転時の遠心力によって検査対象受体の外面上を移動して、計測口よりも上方に設けられた排出口から排出されるため、液体が計測口に付着することを抑制できる。

上記検査装置において、前記排出口は、前記検査対象受体が前記受体ホルダに挿入されている状態で、前記注入口から前記遠心方向の下流側に延びる位置で開口してもよい。この場合、注入口から検査対象受体の外面に漏出した液体は、排出口まで遠心方向の下流側に向けて最短距離で移動する。したがって、注入口から漏出した液体を、確実に排出口まで移動させて、受体ホルダの外部に排出することができる。

上記検査装置において、前記軸線からみて前記受体ホルダが回転される範囲の外側、且つ、前記排出口から前記遠心方向の下流側に延びる位置に設けられ、前記受体ホルダの回転時に前記排出口から排出される前記液体を受ける液受け部をさらに備えてもよい。この場合、受体ホルダから排出された液体は、受体ホルダが回転される範囲の外側で、液受け部によって受けられる。よって、受体ホルダから排出された液体が、検査装置の意図しない部位に飛散することを抑制できる。

上記検査装置において、前記計測部は、前記受体ホルダが回転される範囲の外側から前記計測口に光を射出する光源と、前記計測口から射出される光を、前記受体ホルダが回転される範囲の外側で受光するセンサとを有し、前記排出口から前記遠心方向の下流側に延びる位置よりも下方に設けられ、前記受体ホルダの回転時に前記排出口から排出される前記液体が、前記光源および前記センサの少なくとも一方に付着することを防止する液保護部をさらに備えてもよい。この場合、液保護部によって、受体ホルダが回転される範囲の外側に飛散した液体が、光源およびセンサの少なくとも一方に付着することを防止できる。

本発明の一態様に係る検査方法は、上記検査装置で実行され、前記検査対象受体に収容された前記液体を遠心処理して計測する検査方法であって、前記検査対象受体が保持された前記受体ホルダを、前記駆動部によって前記検査方法で使用可能な最大回転数で回転させる第一遠心工程と、前記第一遠心工程の実行後、前記駆動部によって前記最大回転数以下の回転数で回転させる第二遠心工程と、前記第二遠心工程の実行後、前記計測部によって前記液体が計測される規定位置に、前記受体ホルダを移動させる計測位置移動工程と、前記計測位置移動工程の実行後、前記計測部によって前記計測口を通る光路が形成されて、前記貯留部を透過する光に基づいて前記液体を計測する計測工程とを備える。

上記検査方法では、検査対象受体が保持された受体ホルダが、最大回転数で回転されたのち、最大回転数以下の回転数で回転される。その後、規定位置に移動された受体ホルダを対象に計測口を通る光路が形成されて、貯留部を透過する光に基づいて液体が計測される。これによれば、最初に受体ホルダが最大回転数で回転されることで、検査対象受体の外面に付着した液体が確実に遠心方向下流側の排出口まで移動される。以降は、検査対象受体に不要な液体が付着していない状態のもと、最大回転数以下の回転数に基づく最適な遠心力で、検査対象受体内で液体の移動や撹拌等を行うことができる。
本発明の一態様に係るプログラムは、前記検査装置の制御部に、前記受体ホルダを、前記駆動部によって所定の最大回転数で回転させる第一遠心工程と、前記第一遠心工程の実行後、前記駆動部によって前記最大回転数以下の回転数で回転させる第二遠心工程と、前記第二遠心工程の実行後、前記計測部によって計測される規定位置に、前記受体ホルダを移動させる計測位置移動工程と、前記計測位置移動工程の実行後、前記計測部によって前記計測口を通る光路を形成して、前記受体ホルダの内部を透過する光に基づいて計測する計測工程とを実行させる。
上記プログラムによれば、例えば受体ホルダの内部で検査対象受体が保持された状態で、受体ホルダが最大回転数で回転されたのち、最大回転数以下の回転数で回転される。その後、規定位置に移動された受体ホルダを対象に計測口を通る光路が形成されて、受体ホルダの内部を透過する光に基づいて計測される。これによれば、最初に受体ホルダが最大回転数で回転されることで、検査対象受体の外面に付着した液体が確実に遠心方向下流側の排出口まで移動される。以降は、検査対象受体に不要な液体が付着していない状態のもと、最大回転数以下の回転数に基づく最適な遠心力で、例えば検査対象受体内で液体の移動や撹拌等を行うことができる。

受体ホルダ１００が定常状態にある、検査装置１の左側面図である。 受体ホルダ１００が変位状態にある、検査装置１の左側面図である。 図１に示す検査装置１の平面図である。 図１に示す検査装置１を斜め上方からみた斜視図である。 受体ホルダ１００の斜視図である。 検査対象受体２の正面図である。 検査対象受体２が収容された受体ホルダ１００の正面図である。 検査対象受体２が収容された受体ホルダ１００の右側面図である。 制御装置９０の電気的構成を示すブロック図である。 検査装置１で実行されるメイン処理のフローチャートである。 定常状態で公転された受体ホルダ１００における、検査対象受体２の状態変化を示す図である。 変位状態で公転された受体ホルダ１００における、検査対象受体２の状態変化を示す図である。 遠心処理後の受体ホルダ１００における、検査対象受体２の状態変化を示す図である。

本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照して説明する。参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、単なる説明例である。

本実施形態では、検査対象である液体（以下、検体と呼ぶ。）および検体に混合される液体（以下、試薬と呼ぶ。）を収容可能な検査対象受体２を用いて、検査装置１で検査が行われる場合を例示する。検査装置１は、検査対象受体２から離間した垂直軸を中心とした回転によって、検査対象受体２に遠心力を付与することができる。また、検査装置１は、検査対象受体２を水平軸まわりに回転させることによって、検査対象受体２に付与される遠心力の方向（以下、遠心方向と呼ぶ。）を切り替え可能である。

図１〜図４を参照して、検査装置１の概略構造について説明する。以下の説明では、図１および図２の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、紙面奥側を、それぞれ、検査装置１の上方、下方、前方、後方、右方、左方とする。図３の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、紙面奥側を、それぞれ、検査装置１の左方、右方、前方、後方、上方、下方とする。なお、理解を容易にするために、図１および図２では上部筐体３０を仮想線で示し、図３では上部筐体３０の天板が取り除かれた状態を示す。図４では、上板３２に設置された各部材のうち、上部筐体３０、受体ホルダ１００、ターンテーブル３３のみを図示している。

図１〜図４に示すように、検査装置１は、上部筐体３０、下部筐体３１、ターンテーブル３３、受体ホルダ１００、角度変更機構３４、制御装置９０などを備える。下部筐体３１は、検査装置１の設置面に四隅の脚部５０で支持されており、ターンテーブル３３を垂直軸まわりに回転させる駆動機構が内部に設けられている。ターンテーブル３３は、下部筐体３１の上面側に設けられた、受体ホルダ１００が上方に保持される円盤状の回転体である。受体ホルダ１００は、検査対象受体２を内部に保持する箱状体である。角度変更機構３４は、ターンテーブル３３に設けられた、受体ホルダ１００を水平軸まわりに回転させる駆動機構である。上部筐体３０は、下部筐体３１の上側に固定されており、検査対象受体２に収容された液体を光学的に計測する計測部７が内部に設けられている。制御装置９０は、検査装置１の遠心処理や計測処理等を制御するコントローラである。

下部筐体３１の詳細構造を説明する。下部筐体３１は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有する。下部筐体３１の上面には、平面視長方形の板材である上板３２が設けられている。上板３２の上側には、ターンテーブル３３が回転自在に設けられている。下部筐体３１の内部には、ターンテーブル３３を回転させる機構が、次のように設けられている。

下部筐体３１の内部には、前後方向（図１、図２では左右方向）へ水平に延びる中フレーム部材５２が架設されている。下部筐体３１内の後方寄りに、ターンテーブル３３を回転させるための駆動力を供給する主軸モータ３５が設置されている。主軸モータ３５の軸３６は、上方に突出しており、プーリ３７が固定されている。平面視で下部筐体３１の中央部には、下部筐体３１の内部から上方に延びる垂直な主軸５７が設けられている。主軸５７は、上板３２を貫通して、下部筐体３１の上側に突出している。主軸５７の上端部は、平面視でターンテーブル３３の中央部に接続されている。

上板３２の直下には、主軸５７が貫通する保持金具である支持部材５３が設けられている。支持部材５３は、一対のフレーム５４によって中フレーム部材５２に固定されている。主軸５７は、支持部材５３によって回転自在に保持されている。主軸５７における支持部材５３の下側には、プーリ３８が固定されている。プーリ３７、３８に亘って、ベルト３９が掛け渡されている。主軸モータ３５が軸３６を回転させると、プーリ３７、ベルト３９、プーリ３８を介して駆動力が主軸５７に伝達される。このとき、主軸５７の回転に連動して、ターンテーブル３３が主軸５７を中心に回転する。

下部筐体３１内の前方寄りに、下部筐体３１の底面から上板３２の下面まで垂直に延びるガイドレール５６が設けられている。Ｔ字型板状の連結金具であるＴ型プレート４８は、ガイドレール５６に沿って下部筐体３１内で上下方向に移動可能である。Ｔ型プレート４８の左側（図１、図２では紙面奥側）の面には、横長の溝部８０が形成されている。

先述の主軸５７は、内部が中空の筒状体である。内軸４０は、主軸５７の内部で上下方向に移動可能な垂直軸である。内軸４０の上端部は、主軸５７内を貫通して後述のラックギア４３に接続されている。主軸５７の下側には、中フレーム部材５２に固定された軸受５５が設けられている。軸受５５の下方には、Ｔ型プレート４８の後端部に固定された軸受４１が設けられている。軸受４１の内部には、図示外のベアリングが設けられるとともに、内軸４０の下端部が挿入されている。内軸４０の中間部および下端部は、それぞれ、軸受５５、４１によって回転自在に保持される。

Ｔ型プレート４８の左側には、Ｔ型プレート４８を上下動させるためのステッピングモータ５１が、図示外の固定具によって固定されている。ステッピングモータ５１の軸５８は、右側（図１、図２では紙面手前側）に向けて突出しており、先端に円盤状のカム板５９が固定されている。カム板５９の右側の面には、円柱状の突起７０が設けられている。突起７０の先端部は先述の溝部８０に挿入されているため、突起７０は溝部８０内を摺動可能である。ステッピングモータ５１が軸５８を回転させると、カム板５９の回転に連動して突起７０が上下動する。このとき、溝部８０に挿入されている突起７０に連動して、Ｔ型プレート４８がガイドレール５６に沿って上下動する。

角度変更機構３４の詳細構造を説明する。角度変更機構３４は、ターンテーブル３３の上面に固定された、一対のＬ字型板状の連結金具であるＬ型プレート６０を有する。各Ｌ型プレート６０は、ターンテーブル３３の中心近傍に固定された基部から上方に延び、且つ、その上端部がターンテーブル３３の径方向外側に向けて延びている。一対のＬ型プレート６０の間には、内軸４０に固定されたラックギア４３が設けられている。ラックギア４３は、縦長の金属製の板状部材であり、両端面にギアが各々刻まれている。

各Ｌ型プレート６０の延設方向の先端側では、ギア４５が有する水平な軸４６が回転自在に軸支されている。軸４６は受体ホルダ１００に固定されているため、ギア４５の回転に連動して受体ホルダ１００も軸４６を中心に回転する。ギア４５とラックギア４３との間には、Ｌ型プレート６０によって水平軸まわりに回転自在に支持されたピニオンギア４４が介在している。ピニオンギア４４は、ギア４５およびラックギア４３にそれぞれ噛合している。

ラックギア４３の上端部には、円柱状のガイド部材４２が設けられている。一対のフレーム６２の上端部は、板状の上部プレート６１にそれぞれ固定されている。ガイド部材４２は、上部プレート６１の中央部に形成された開口部に挿入された状態で、上下方向に摺動可能に保持されている。ラックギア４３の上下動に連動して、ピニオンギア４４、ギア４５がそれぞれ従動回転し、ひいては受体ホルダ１００が軸４６を中心に回転する。

本実施形態では、主軸モータ３５がターンテーブル３３を回転駆動するのに伴って、受体ホルダ１００が主軸５７（すなわち、垂直軸）を中心に回転して、検査対象受体２に遠心力が付与される。受体ホルダ１００の垂直軸まわりの回転を、「公転」と呼ぶ。一方、ステッピングモータ５１が内軸４０を上下動させるのに伴って、受体ホルダ１００が軸４６（すなわち、水平軸）を中心に回転して、検査対象受体２に作用する遠心方向が相対変化する。受体ホルダ１００の水平軸まわりの回転を、「自転」と呼ぶ。なお、受体ホルダ１００は、自転および公転に伴う角度変化に関係なく、後述の流路２４、２５（図６参照）の延設方向と主軸５７を含む仮想的な平面（つまり、垂直面）とが平行をなす姿勢で、検査対象受体２を内部に保持する。

Ｔ型プレート４８が可動範囲の最下端まで下降した状態（図１参照）では、ラックギア４３も可動範囲の最下端まで下降する。このとき、受体ホルダ１００は、自転角度が０度の状態（以下、定常状態と呼ぶ。）になる。一方、Ｔ型プレート４８が可動範囲の最上端まで上昇した状態（図２参照）では、ラックギア４３も可動範囲の最上端まで上降する。このとき、受体ホルダ１００は、定常状態から９０度水平軸まわりに回転した状態（以下、変位状態と呼ぶ。）になる。つまり、受体ホルダ１００が自転可能な角度幅（以下、自転可能範囲と呼ぶ。）は、定常状態（０度）から変位状態（９０度）までの範囲である。

上部筐体３０の詳細構造を説明する。上部筐体３０は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有し、上板３２の後部上側に設置されている。より詳細には、上部筐体３０は、ターンテーブル３３の回転中心（つまり、主軸５７）からみて、受体ホルダ１００が回転される範囲の外側に設けられている。上部筐体３０は、ターンテーブル３３の外周側において平面視で円弧状に延びる対向壁８１を有する。

上部筐体３０の内部に設けられた計測部７は、後述の流路２４、２５（図６参照）の延設方向と交差する方向（本実施形態では、流路２４、２５の延設方向と直交する水平方向）に延びる光を、計測対象の検査対象受体２（詳細には、後述の貯留部２３）に透過させることで、検査対象受体２内の液体を計測する。計測部７は、計測光を発する光源７１と、光源７１から発せられた計測光を検出する光センサ７２とを有する。

光源７１は検査装置１の左後部に設けられる一方、光センサ７２は検査装置１の右後部に設けられている。つまり、光源７１および光センサ７２は、受体ホルダ１００の回転範囲の外側において、ターンテーブル３３の左右両側に配置されている。光源７１は、検査装置１の右側に向けて計測光を発する発光部７１Ａを有する。光センサ７２は、検査装置１の左側から射出される計測光を受ける受光部７２Ａを有する。光源７１と光センサ７２とを結ぶ光路の高さ位置は、定常状態の受体ホルダ１００を基準として、後述の計測口１２０（図５参照）の高さ位置と等しい。対向壁８１には、発光部７１Ａおよび受光部７２Ａを上部筐体３０の外部に露出させるための露出口８５、８６が形成されている。

本実施形態では、計測位置の受体ホルダ１００に保持されている検査対象受体２が、計測対象の検査対象受体２となる。主軸５７を中心に公転する受体ホルダ１００が計測位置（図３、図４参照）に存在する場合、受体ホルダ１００が定常状態であれば、検査装置１の左右方向に延びる計測光が後述の計測口１２０を通る。より具体的には、計測位置の受体ホルダ１００は、受体ホルダ１００はターンテーブル３３の回転中心よりも後方に位置して、平面視で計測光が受体ホルダ１００の前後面に対して直交する。

さらに、対向壁８１には、液受け部８２および液保護部８３、８４が形成されている。液受け部８２は、公転中の受体ホルダ１００の排出口１３０（図５参照）から排出される液体を受ける部位である。液保護部８３、８４は、それぞれ、公転中の受体ホルダ１００の排出口１３０から排出される液体が、光源７１および光センサ７２に付着することを防止する部位である。

液受け部８２は、液体を吸収可能なシート状のスポンジであり、受体ホルダ１００の回転範囲の外側、且つ、後述の排出口１３０から遠心方向（つまり、水平方向）の下流側に延びる位置に設けられている。液受け部８２は、受体ホルダ１００の自転に応じて上下動する後述の排出口１３０の可動範囲を含む上下幅で、対向壁８１の表面を被覆する。よって、液受け部８２の下端部の高さ位置は、定常状態の受体ホルダ１００を基準として、最下端の排出口１３０（本実施形態では、開口部１３２）の高さ位置以下である。液受け部８２の上端部の高さ位置は、変位状態の受体ホルダ１００を基準として、最上端の排出口１３０（本実施形態では、開口部１３１）の高さ位置以上である。

液保護部８３、８４は、受体ホルダ１００の回転範囲の外側、且つ、後述の排出口１３０から遠心方向（つまり、水平方向）の下流側に延びる位置よりも下方に設けられている。具体的には、液保護部８３は、露出口８５の上側に設けられた、対向壁８１からターンテーブル３３側に突出する板状の凸部である。液保護部８４は、露出口８６の上側に設けられた、対向壁８１からターンテーブル３３側に突出する板状の凸部である。液保護部８３、８４は、それぞれ、対向壁８１を流れ落ちる液体が露出口８５、８６に進入するのを妨げる。

図５を参照して、受体ホルダ１００の詳細構造を説明する。以下の説明では、図５の上方、下方、右下方、左上方、左下方、左上方を、それぞれ、受体ホルダ１００の上方、下方、左方、右方、前方、後方とする。先述したように、ターンテーブル３３の上方には、一対の受体ホルダ１００がターンテーブル３３の回転中心を挟んで対向配置されている。各受体ホルダ１００は、上側以外を取り囲む壁部（底壁１０１、右壁１０２、左壁１０３、前壁１０４、後壁１０５）を有し、上側に開口部１０７が形成されている。開口部１０７は、後述の検査対象受体２に対応して平面視で長方形状に形成されている。よって、検査対象受体２は、開口部１０７を介して受体ホルダ１００が有する内部空間に挿脱可能である。

受体ホルダ１００は、開口部１０７を開閉可能な蓋１０６を有する。蓋１０６は、開口部１０７よりも一回り大きい平面視で長方形状の板状部材である。右壁１０２の上端部には、蓋１０６の長手方向の一端部を回転自在に支持するヒンジ１１０が設けられている。一方、蓋１０６の長手方向の他端部には、ロック機構１１１が設けられている。ロック機構１１１は、レバー部材１１３および支持部材１１２から構成される。レバー部材１１３は、上下に延びる小片の板状体であって、下端部に係止爪１１４を有し、上端部に押圧部１１５を有する。支持部材１１２は、レバー部材１１３の長手方向中央部を回動可能に支持する。

左壁１０３の上端部には、蓋１０６が閉じられた状態で、係止爪１１４が嵌まる凹部１０９が形成されている。レバー部材１１３は、図示外のばねによって、係止爪１１４を凹部１０９に係止する方向に付勢される。これにより、受体ホルダ１００内に検査対象受体２が挿入されて蓋１０６が閉じられると、ロック機構１１１によって蓋１０６の自然開放が防止される。この状態では、蓋１０６の内面が検査対象受体２の上端部に当接して、検査対象受体２が受体ホルダ１００の内部で固定される。なお、受体ホルダ１００に対して検査対象受体２を挿脱する場合は、ユーザは押圧部１１５を操作することで蓋１０６を開放することができる。

なお、Ｌ型プレート６０から延びる軸４６は後壁１０５に連結されており、軸４６の回転に伴って受体ホルダ１００が自転する（図１〜図３参照）。受体ホルダ１００が定常状態である場合、ヒンジ１１０がターンテーブル３３の内側を向き、ロック機構１１１がターンテーブル３３の外側を向くように保持される（図１、図３参照）。したがって、定常状態の受体ホルダ１００が公転されている場合、左壁１０３が遠心方向の下流側を向き、右壁１０２側が遠心方向の上流側を向く。一方、受体ホルダ１００が変位状態である場合、ヒンジ１１０が下側を向き、ロック機構１１１が上側を向くように保持される（図２参照）。したがって、変位状態の受体ホルダ１００が公転されている場合、底壁１０１が遠心方向の下流側を向き、蓋１０６が遠心方向の上流側を向く。

さらに、本実施形態の受体ホルダ１００は、計測口１２０および排出口１３０を備える。計測口１２０は、検査対象受体２に貯留された液体を計測するための開口部である。排出口１３０は、検査対象受体２の外面に付着した液体を排出するための開口部である。

計測口１２０は、受体ホルダ１００の両側面である前壁１０４および後壁１０５に対向配置された一対の開口部１２１、１２２である。計測口１２０は、受体ホルダ１００における遠心方向の下流側、且つ、定常状態で重力方向の下流側となる位置に設けられる。より具体的には、開口部１２１は前壁１０４の左下部分（図５では右下部分）に設けられ、開口部１２２は後壁１０５の左下部分（図５では右下部分）に設けられている。開口部１２１、１２２は、同一の正方形状に形成されており、受体ホルダ１００の内部空間を介して前後方向に連通している。

排出口１３０は、計測口１２０が設けられた両側面とは異なる受体ホルダ１００の他側面のうちで、遠心方向の下流側を向く側面である左壁１０３に設けられた開口部である。排出口１３０は、検査対象受体２が受体ホルダ１００に収容された状態で、注入口２０１、２０２（図６参照）に対応する位置に設けられる。本実施形態では、２つの注入口２０１、２０２に対応して、排出口１３０として２つの開口部１３１、１３２が設けられている。

より具体的には、定常状態の受体ホルダ１００を基準として、開口部１３１は貯留部２１と同一の高さ位置（すなわち、左壁１０３の上端縁）に設けられ、開口部１３２は貯留部２２と同一の高さ位置（すなわち、左壁１０３の開口部１３２よりも下側）に設けられる。開口部１３１、１３２は、同一の横長矩形状に形成されており、受体ホルダ１００の内部空間に連通している。さらに、排出口１３０は、計測口１２０から遠心方向の下流側に延びる位置よりも上方で開口している。より具体的には、受体ホルダ１００が先述の自転可能範囲内で自転する場合には、排出口１３０は常に計測口１２０よりも上方に位置する。

図６を参照して、検査対象受体２の詳細構造を説明する。以下の説明では、図６の上方、下方、左方、右方、紙面手前側、紙面奥側を、それぞれ、検査対象受体２の上方、下方、右方、左方、前方、後方とする。検査対象受体２は、正面視で正方形状をなし、所定の厚みを有する透明な合成樹脂の板材２０を主体とする。板材２０の正面には、３つの窪みである貯留部２１、２２、２３と、２つの溝部である流路２４、２５とが形成されている。

貯留部２１は、検査対象受体２の右上部分（図６では左上部分）に形成され、検査対象受体２に注入された検体が貯留される。貯留部２２は、検査対象受体２の貯留部２１の下側に形成され、検査対象受体２に注入された試薬が貯留される。貯留部２３は、検査対象受体２の左下部分（図６では右下部分）に形成され、遠心処理によって検体および試薬を撹拌した液体が貯留される。流路２４は、貯留部２１から貯留部２３まで延び、注入された検体が遠心力に応じて移動可能である。流路２５は、貯留部２２から貯留部２３まで延び、注入された試薬が遠心力に応じて移動可能である。

板材２０の正面は、透明の合成樹脂の薄板から構成されたカバー部材２００によって封止されている。カバー部材２００には、貯留部２１に検体を注入するための開口である注入口２０１と、貯留部２２に試薬を注入するための開口である注入口２０２とが形成されている。なお、検体および試薬が注入されたのち、注入口２０１および注入口２０２に封止パッチ２１０がそれぞれ貼り付けられる。これにより、貯留部２１、２２に貯留された検体および試薬は、注入口２０１、２０２から検査対象受体２の外部に流出することが防止される。

図７および図８を参照して、検査対象受体２が収容された受体ホルダ１００について説明する。検査対象受体２は、受体ホルダ１００と前後左右方向が一致するように、開口部１０７を介して受体ホルダ１００内へ縦方向に挿入される。蓋１０６が閉じられると、受体ホルダ１００内で検査対象受体２が固定される。

これにより、検査対象受体２の貯留部２３は、計測口１２０を介して、流路２４、２５の延設方向と交差する方向（本実施形態では、流路２４、２５の延設方向と直交する水平方向）に露出される。詳細には、開口部１２１、１２２を介して、貯留部２３が受体ホルダ１００の前方および後方にそれぞれ露出される。また、検査対象受体２の左側面は、排出口１３０を介して、遠心方向の下流側（本実施形態では、受体ホルダ１００の左方）に露出される。詳細には、検査対象受体２の左側面のうちで、注入口２０１、２０２の高さ位置に相当する部位が、開口部１３１、１３２を介して露出される。

図９を参照して、制御装置９０の電気的構成について説明する。制御装置９０は、検査装置１の主制御を司るＣＰＵ９１と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ９２と、制御プログラムを記憶したＲＯＭ９３とを有する。ＣＰＵ９１には、制御装置９０に対する指示を入力するための操作部９４、各種データやプログラムを記憶するハードディスク装置（ＨＤＤ）９５、各種情報を表示するディスプレイ９６などが接続されている。

さらに、ＣＰＵ９１には、公転コントローラ９７、自転コントローラ９８、計測コントローラ９９などが接続されている。公転コントローラ９７は、主軸モータ３５を回転駆動することで、受体ホルダ１００の公転を制御する。自転コントローラ９８は、ステッピングモータ５１を回転駆動することで、受体ホルダ１００の自転を制御する。計測コントローラ９９は、光源７１の発光制御および光センサ７２の検出制御を行うことで、検査対象物の光学計測を実行する。

図１０〜図１３を参照して、検査装置１を用いた検査方法について説明する。ユーザはメイン処理（図１０）の実行前に、検査対象受体２の貯留部２１、２２にそれぞれ検体および試薬を滴下し、注入口２０１、２０２をそれぞれ封止パッチ２１０で封止する。その後、ユーザは検査対象受体２を受体ホルダ１００内に挿入し、操作部９４から処理開始のコマンドを入力する。これにより、ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３に記憶されている制御プログラムに基づいて、以下のメイン処理（図１０）を実行する。なお、図１１および図１２では、検査対象受体２に作用する遠心方向を矢印で示している。

まず、自転コントローラ９８は、受体ホルダ１００を定常状態（図１参照）になるまで自転させる（Ｓ１）。公転コントローラ９７は、定常状態の受体ホルダ１００を最大回転数で公転させる（Ｓ３）。公転コントローラ９７は、受体ホルダ１００の単位時間あたりの公転数（つまり、ターンテーブル３３の単位時間あたりの回転数）を制御可能である。最大回転数は、遠心処理時に制御可能な回転数の範囲のうちで、最も大きい回転数である。

つまり、メイン処理（図１０）の開始直後は、受体ホルダ１００が定常状態で第一所定時間（例えば、１０秒）に亘って最大回転数で公転される。これにより、図１１に示すように、貯留部２１内の検体は、遠心力によって流路２４を経由して貯留部２３に流入する。貯留部２２内の試薬は、遠心力によって流路２５を経由して貯留部２３に流入して、検体と混合する。

ところで、ユーザが注入口２０１、２０２から液体（検体および試薬）を滴下する場合に、液体の滴下量が多すぎたり、滴下位置が注入口２０１、２０２から外れたりすると、液体がカバー部材２００の表面（特に、注入口２０１、２０２の近傍）に付着することがある。この状態で受体ホルダ１００が公転されると、カバー部材２００の表面に付着した液体は遠心方向に移動する。また、封止パッチ２１０の貼り付けが不十分な場合も、受体ホルダ１００の公転時に液体が注入口２０１、２０２から漏出して、カバー部材２００の表面を遠心方向に移動する。

本実施形態の受体ホルダ１００には、公転時に遠心方向の下流側を向く左壁１０３に、排出口１３０（開口部１３１、１３２）が設けられている。上記のステップＳ３では、定常状態の受体ホルダ１００が公転されるのに伴って、受体ホルダ１００の内部で不要な液体が検査対象受体２の外面（具体的には、カバー部材２００の表面）を移動して、排出口１３０を介して受体ホルダ１００の外部に排出される。なお、「第一所定時間」は、検査対象受体２に不要な液体が残存しなくなるまで（つまり、排出口１３０から不要な液体が全て排出されるまで）、定常状態の受体ホルダ１００の公転を継続する時間であることが好適である。

また、排出口１３０（開口部１３１、１３２）は、不要な液体が付着または漏出しやすい注入口２０１、２０２の遠心方向下流側に設けられている。よって、注入口２０１、２０２から遠心方向に移動する液体は、排出口１３０まで最短距離で移動して、受体ホルダ１００の外部に確実に排出される。さらに、上記のステップＳ３では、受体ホルダ１００に最大回転量の遠心力が付与されるため、検査対象受体２から不要な液体を排出口１３０まで確実に移動させることができる。

排出口１３０から排出された液体は、さらに遠心方向に飛散して、受体ホルダ１００の回転範囲の外側で液受け部８２によって受け止められる。よって、受体ホルダ１００から排出された液体が、検査装置１の意図しない部位に飛散することを抑制できる。さらに、液保護部８３、８４によって、受体ホルダ１００の回転範囲の外側に飛散した液体が、光源７１および光センサ７２に付着することが防止される。

ステップＳ３が実行されてから第一所定時間が経過すると、自転コントローラ９８は公転中の受体ホルダ１００を９０度自転させて（Ｓ５）、受体ホルダ１００が変位状態（図２参照）となる。これにより、図１２に示すように、受体ホルダ１００が変位状態で第二所定時間（例えば、１０秒）に亘って公転される。ただし、ステップＳ５では、公転コントローラ９７が受体ホルダ１００を最大回転数以下の最適な回転数で公転させる。貯留部２３内では、検体および試薬の混合液が遠心方向の変化によって撹拌される。

ステップＳ５が実行されてから第二所定時間が経過すると、自転コントローラ９８は公転中の受体ホルダ１００が−９０度自転させて（Ｓ７）、受体ホルダ１００が定常状態（図１参照）となる。これにより、図１１に示すように、受体ホルダ１００が定常状態で第三所定時間（例えば、１０秒）に亘って公転される。ただし、ステップＳ７では、公転コントローラ９７が受体ホルダ１００を最大回転数以下の最適な回転数で公転させる。貯留部２３内では、検体および試薬の混合液が遠心方向の変化によって撹拌される。

本実施形態の受体ホルダ１００は、少なくとも定常状態である場合、排出口１３０が計測口１２０から遠心方向の下流側に延びる位置よりも上方に存在する（図１１参照）。したがって、定常状態で公転される受体ホルダ１００の内部で、検査対象受体２の外面を移動する不要な液体が計測口１２０に進入することが防止される。なお、「第二所定時間」および「第三所定時間」は、貯留部２３内で混合液を撹拌するのに十分な公転時間であることが好適である。

ステップＳ７が実行されてから第三所定時間が経過すると、定常状態に復帰した受体ホルダ１００が計測位置（図３、図４参照）に停止するように、公転コントローラ９７は公転を終了する（Ｓ９）。公転が終了すると、図１３に示すように、受体ホルダ１００では混合液が重力に従って貯留部２３の下部に溜まる。この状態で計測コントローラ９９は、遠心処理後の検査対象受体２内に存在する液体の光計測を実行する（Ｓ１１）。具体的には、光源７１から光センサ７２に向けて計測光が射出される。この計測光は、計測位置の受体ホルダ１００の計測口１２０を経由するため、計測口１２０から露出する検査対象受体２の貯留部２３を透過する光路を形成する。計測光は貯留部２３内の混合液を透過する際に減衰するため、光センサ７２の受光量に基づいて検査結果が得られる。ステップＳ１１の実行後、メイン処理（図１０）が終了される。

以上説明したように、本実施形態の検査装置１によれば、検査装置１の遠心処理時には、検査対象受体２の外面に付着した液体が遠心方向の下流側に移動して、排出口１３０を介して受体ホルダ１００の外部に排出される。検査装置１の計測処理時には、貯留部２３を通る光路が計測口１２０を介して形成されて、液体が計測される。したがって、検査対象受体２の外面に液体が付着した場合でも、正確な計測結果を得ることができる。

また、検査装置１のメイン処理（図１０）では、最初に受体ホルダ１００が最大回転数で回転されることで、検査対象受体２の外面に付着した液体が確実に遠心方向下流側の排出口１３０まで移動される。以降は、検査対象受体２に不要な液体が付着していない状態のもと、最大回転数以下の回転数に基づく最適な遠心力で、検査対象受体２内で液体の移動や撹拌等を行うことができる。

上記実施形態において、主軸モータ３５が本発明の「駆動部」に相当する。ステップＳ３が本発明の「第一遠心工程」に相当する。ステップＳ５、Ｓ７が本発明の「第二遠心工程」に相当する。ステップＳ９が本発明の「計測位置移動工程」に相当する。ステップＳ１１が本発明の「計測工程」に相当する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、検査対象受体２や受体ホルダ１００の構造、受体ホルダ１００の自転角度や遠心方向などは単なる例示であり、測定する条件に合わせて決定すればよい。

すなわち、上記実施形態の検査装置１では、受体ホルダ１００の自転角度が０度〜９０度である。これに代えて、検査装置１は他の角度範囲（例えば、０度〜１８０度）で、受体ホルダ１００を自転させてもよい。また、受体ホルダ１００の構造は、その内部に収容される検査対象受体２の構造に応じて適宜変更することができる。具体的には、計測口１２０は、遠心処理後の検査対象受体２における液体の貯留部に対応する位置に設けられればよい。なお、排出口１３０は、遠心方向の下流側を向く受体ホルダ１００の側面の少なくとも一部に設けられればよい。

１ 検査装置
２ 検査対象受体
７ 計測部
２３ 貯留部
２４ 流路
２５ 流路
３５ 主軸モータ
７１ 光源
７２ 光センサ
８２ 液受け部
８３ 液保護部
８４ 液保護部
１００ 受体ホルダ
１２０ 計測口
１２１ 開口部
１２２ 開口部
１３０ 排出口
１３１ 開口部
１３２ 開口部
２０１ 注入口
２０２ 注入口

Claims (7)

1. 液体が注入される注入口と、前記注入口から注入された前記液体が移動可能な流路と、前記流路の下流側に移動した前記液体が貯留される貯留部とが形成された検査対象受体を、前記検査対象受体から離間した軸線を中心に回転させて、遠心力によって前記液体を前記流路内で移動させる検査装置であって、
   前記検査対象受体を挿脱可能な内部空間を有し、前記流路の延設方向と前記軸線を含む仮想的な平面とが沿う姿勢で、前記検査対象受体を保持する箱状の受体ホルダと、
   前記検査対象受体が保持される前記受体ホルダを、前記軸線を中心に回転させる駆動部と、
   前記駆動部によって前記受体ホルダが所定量回転されたのち、前記流路の延設方向と交差する方向に延びる光を前記貯留部に透過させて、前記液体を計測する計測部とを備え、
   前記受体ホルダは、
   前記流路の延設方向と略平行な前記受体ホルダの両側面に対向配置された一対の開口部であって、前記検査対象受体が前記受体ホルダに挿入されている状態で、前記貯留部が前記流路の延設方向と交差する方向に露出されて、前記計測部による計測時に前記貯留部を通る光路が形成される計測口と、
   前記計測口が設けられた両側面とは異なる前記受体ホルダの他側面のうちで、前記駆動部による回転時に付与される前記遠心力の方向である遠心方向の下流側を向く側面に設けられた開口部であって、前記検査対象受体が前記受体ホルダに挿入されている状態で、前記検査対象受体を前記遠心方向の下流側に露出させる排出口と
   を備えたことを特徴とする検査装置。
2. 前記排出口は、前記計測口から前記遠心方向の下流側に延びる位置よりも上方で開口することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記排出口は、前記検査対象受体が前記受体ホルダに挿入されている状態で、前記注入口から前記遠心方向の下流側に延びる位置で開口することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
4. 前記軸線からみて前記受体ホルダが回転される範囲の外側、且つ、前記排出口から前記遠心方向の下流側に延びる位置に設けられ、前記受体ホルダの回転時に前記排出口から排出される前記液体を受ける液受け部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の検査装置。
5. 前記計測部は、前記受体ホルダが回転される範囲の外側から前記計測口に光を射出する光源と、前記計測口から射出される光を、前記受体ホルダが回転される範囲の外側で受光するセンサとを有し、
   前記排出口から前記遠心方向の下流側に延びる位置よりも下方に設けられ、前記受体ホルダの回転時に前記排出口から排出される前記液体が、前記光源および前記センサの少なくとも一方に付着することを防止する液保護部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の検査装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の検査装置で実行され、前記検査対象受体に収容された前記液体を遠心処理して計測する検査方法であって、
   前記検査対象受体が保持された前記受体ホルダを、前記駆動部によって前記検査方法で使用可能な最大回転数で回転させる第一遠心工程と、
   前記第一遠心工程の実行後、前記駆動部によって前記最大回転数以下の回転数で回転させる第二遠心工程と、
   前記第二遠心工程の実行後、前記計測部によって前記液体が計測される規定位置に、前記受体ホルダを移動させる計測位置移動工程と、
   前記計測位置移動工程の実行後、前記計測部によって前記計測口を通る光路が形成されて、前記貯留部を透過する光に基づいて前記液体を計測する計測工程と
   を備えたことを特徴とする検査方法。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の検査装置の制御部に、
   前記受体ホルダを、前記駆動部によって所定の最大回転数で回転させる第一遠心工程と、
   前記第一遠心工程の実行後、前記駆動部によって前記最大回転数以下の回転数で回転させる第二遠心工程と、
   前記第二遠心工程の実行後、前記計測部によって計測される規定位置に、前記受体ホルダを移動させる計測位置移動工程と、
   前記計測位置移動工程の実行後、前記計測部によって前記計測口を通る光路を形成して、前記受体ホルダの内部を透過する光に基づいて計測する計測工程と
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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