試料分析用ディスク
【課題】分析する試料に含まれる抗原や抗体の濃度が、低濃度から高濃度まで広い範囲で定量性の高い検出を可能とする。
【解決手段】ディスク面に設けられたグルーブおよびランドからなる溝構造またはピットが設けられた構造を有するトラック領域１０５に固定化された、生体高分子が結合している標識用ビーズを、光学的読み取り手段によって数量を計測するための試料分析用ディスク１００において、前記試料分析用ディスク１００の内周側に、前記生体高分子を含む試料を滴下する注入孔１０１、および前記注入孔１０１に連続し標識用ビーズと生体高分子が反応するための流路１０２を備え、前記試料分析用ディスク１００の外周側に、流路１０２に接続し、前記標識用ビーズの直径と同等の幅を有する前記グルーブまたはピットを備える検出領域１０４を備える。
【解決手段】ディスク面に設けられたグルーブおよびランドからなる溝構造またはピットが設けられた構造を有するトラック領域１０５に固定化された、生体高分子が結合している標識用ビーズを、光学的読み取り手段によって数量を計測するための試料分析用ディスク１００において、前記試料分析用ディスク１００の内周側に、前記生体高分子を含む試料を滴下する注入孔１０１、および前記注入孔１０１に連続し標識用ビーズと生体高分子が反応するための流路１０２を備え、前記試料分析用ディスク１００の外周側に、流路１０２に接続し、前記標識用ビーズの直径と同等の幅を有する前記グルーブまたはピットを備える検出領域１０４を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な方法により血液等の生体試料に含まれる抗原もしくは抗体などの生体高分子を分析するための、試料分析用ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、疾患の診断や健康診断における疾病の早期発見などを目的として、血液等に含まれる生体試料から抗原や抗体を検出する免疫検査法（イムノアッセイ）が様々な場面で用いられている。免疫検査法（イムノアッセイ）とは、生体試料に含まれる特定の抗原（または抗体）と特異的に結合する抗体（または抗原）に測定が可能な標識をつけ、両者が反応した結果を定量することで試料に含まれる抗原（または抗体）の濃度を求め疾患の判定を行う方法である。
【０００３】
この方法は比較的感度が高く、操作方法が簡単であることから様々な標識方法が開発された。例えば標識に放射性同位元素を使ったRIA法（ラジオイノムアッセイ）や酵素を利用したEIA法（エンザイムイムノアッセイ）、蛍光標識を使ったFIA法、化学発光を使ったCLIA法などがある。
【０００４】
中でも酵素を利用した方法のひとつであるELISA法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）はマイクロプレートを用いた検査方法が広く一般に普及して利用されている。マイクロプレートを使った方法は、９６穴プレートと汎用のマイクロプレートリーダーを用いて多数の検体を一度に測定することが可能で、コストが比較的安価である。また、放射性物質を使うRIA法と比べ、使用する場所の制限が少ないといったメリットがある。しかしながら、プレートに抗体を固定する前処理、抗体と抗原を反応させる反応時間、反応しなかった標識を洗い流すB/F（bond/free）分離、標識の酵素反応などそれぞれに数十分から数時間を要し、トータルの検査時間は数時間から１日程度かってしまうという問題がある。
【０００５】
このため検査時間を短縮するために、微細加工の技術を利用してマイクロプレートの各ウェルでの操作手順を数センチ角のチップ上に置き換えた分析用チップ（Lab on a chip）も開発されている。抗体の固定や専用の試薬をチップ上に準備し、一般的なELISA法の前処理をあらかじめチップに施しておくことで処理時間を短縮する。また、抗原−抗体反応を数十マイクロメートルから数ミリメートルの狭い流路の中で行うことで反応時間を短縮している。これは、各検査用に専用の分析チップとすることで、検査時間を数十分に短縮することが可能としている。従来、患者の検体を採取した後、検査室に送り結果が出るまでに長い時間がかかっていた検査が、心筋マーカーなど一部の検査においては、診察室や患者のベッドサイドでの検査、いわゆるPOCT（ポイント・オブ・ケア・テスト）が可能な機器が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５３３６０６号公報
【特許文献２】特表２００６−５２１５５８号公報
【特許文献３】特表２００２−５３０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２には、多検体を同時に検査が可能というマイクロプレートの利点と、短い時間で検査結果が得られる分析用チップの利点を合わせた特徴を持つ分析デバイスとして、円盤型の分析デバイスが提案されている。具体的には、円盤状のデバイスに複数のマイクロチャネル構造を設け、試料に含まれる物質を反応させるための固相物質が流路の一部に充填されている。蛍光色素等の標識をレーザにより励起して得られる蛍光の強度を光検出器によって検出することにより測定が行われる。また特許文献３には、ディスクを使用した方法で、光ディスクの構造を利用した方法が開示されている。光ディスクのトラック形状が形成されている面と同一の面に生体試料や粒子を付着させ、光ピックアップを用いて信号の変化を検出する方法が示されている。
【０００８】
特許文献１および特許文献２の方法は、ディスク上に設けられた流路に試料を展開し試薬と反応した結果を蛍光強度や吸光度の変化として検出し、試料に含まれる抗原や抗体の量を測定している。検出方法としてはウェルプレートを用いた方法と原理的に同じであり、溶液中に含まれる標識物質の濃度を蛍光や吸光度で測定している。そのため、定量的な測定が出来る濃度範囲が狭く、濃度の高い試料については数段階に希釈した複数のサンプルを用意する必要があった。一方、低濃度の試料を感度良く検出する方法として特許文献３では光ディスクのフォーカス面にラッテックスビーズや磁気ビーズを結合させて検出する方法が示されているが、濃度の高い試料の場合ディスク表面の広い領域にビーズが凝集することとなり、光ディスクの信号としは、表面のキズや信号面の欠陥との判別が不可能になり、ビーズの数量を検出することが出来ないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、分析する試料に含まれる抗原や抗体の濃度が、低濃度から高濃度まで広い範囲で定量性の高い検出が可能な、試料分析用ディスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、ディスク面に設けられたグルーブ（１０７）およびランド（１０８）からなる溝構造またはピット（１０９）が設けられた構造を有するトラック領域（１０５）に固定化された、生体高分子が結合している標識用ビーズ（１１０）を、光学的読み取り手段によって数量を計測するための試料分析用ディスク（１００）において、前記試料分析用ディスク（１００）の内周側に、前記生体高分子を含む試料を滴下する注入孔（１０１）、および前記注入孔（１０１）に連続し前記標識用ビーズ（１１０）と生体高分子が反応するための流路（１０２）を備え、前記試料分析用ディスク（１００）の外周側に、前記流路（１０２）に接続し、前記標識用ビーズ（１１０）の直径と同等の幅を有する前記グルーブ（１０７）または前記ピット（１０９）を備える検出領域（１０４）を備える、ことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１の発明において、前記検出領域（１０４）の面積は、当該検出領域（１０４）が接続する前記流路（１０２）の面積より大きいことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１または第２の発明において、前記検出領域（１０４）は、前記試料分析用ディスク（１００）の外周方向に向かって前記検出領域（１０４）の幅が広くなることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１から第３のいずれかの発明において、前記検出領域（１０４）は、前記試料分析用ディスク（１００）における中心からの距離によって異なる種類の生体高分子が結合された前記標識用ビーズ（１１０）が固定されることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１から第４のいずれかの発明において、前記検出領域（１０４）は、前記流路（１０２）に接続しない部分における前記グルーブ（１０７）または前記ピット（１０９）に、前記検出領域（１０９）の位置を特定するためのアドレス信号が記録されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の試料分析用ディスクによれば、光ディスクの情報を再生する光学ピックアップと同様の構成で検出が可能であり、装置の小型化、低価格化が可能となる。また、標識用ビーズを１つずつ高速に計数することが出来るので、低濃度から高濃度の試料まで定量的に測定することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る試料分析用ディスクの読み取り装置の概念ブロック図
【図２】本発明に係る試料分析用ディスクの構成概念図
【図３】本発明に係る試料分析用ディスクにおけるトラック領域の断面模式図
【図４】本発明に係る試料分析用ディスクの断面構造とビーズの読み取り状態を表した模式図
【図５】試料分析用ディスク上における試料の反応を示す模式図
【図６】試料分析用ディスク上における試料の反応を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明における試料分析用ディスク１００を光学的に読み取り、抗体や抗原の検出を行う読み取り装置１の構成ブロック図である。
【００１８】
読み取り装置１の構成は、データやコンテンツ情報が記録された光ディスクを読み取る装置と同一の構成である。読み取り装置１は、スピンドルモータ２、対物レンズ３、アクチュエータ４、ビームスプリッタ５、レーザ発振器６、コリメータレンズ７、集光レンズ８、光検出部９、制御部１０を備える。
【００１９】
制御部１０は、回転制御部１１、計測部１２、フォーカス・トラッキング制御部１３を備える。読み取り装置１の構成は、上記以外にも必要に応じて他の要素を備えてもよい。
【００２０】
スピンドルモータ２は、回転制御部１１の制御によって試料分析用ディスク１００を所定の回転速度で回転させる。対物レンズ３は、例えば開口数（NA）が0.85の対物レンズであり、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を、試料分析用ディスク１００の読み取り面に集光させる。
【００２１】
アクチュエータ４は、フォーカス・トラッキング制御部１３の制御によって、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を、試料分析用ディスク１００の読み取り面に集光させるための調整を行う、例えば２軸のアクチュエータである。ビームスプリッタ５は、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を対物レンズ３の方向に反射させるとともに、試料分析用ディスク１００からの反射光を光検出部９に導く。
【００２２】
レーザ発振器６は、例えばBlu-ray（BD）ディスクの再生用と同一の波長405nmの半導体レーザ発振器である。コリメータレンズ７は、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を並行な光束とする。
【００２３】
集光レンズ８は、ビームスプリッタ５より導かれた光を光検出部９に導く。光検出部９は、フォトダイオードであり、試料分析用ディスク１００から反射された光の光量に対応する検出信号を計測部１２およびフォーカス・トラッキング制御部１３に出力する。
【００２４】
制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成され、図示しない記憶部等を備える。制御部１０は、図示しない操作部による操作に応じた各種制御、光検出部９により出力された検出信号に基づく各種制御等を行う。上記各種制御のうち、本発明の説明に必要な制御として、回転制御部１１による制御、計測部１２による制御、フォーカス・トラッキング制御部１３による制御がある。回転制御部１１、計測部１２、フォーカス・トラッキング制御部１３は、制御部１０における処理やプログラム等によって実現される。
【００２５】
回転制御部１１は、スピンドルモータ２を制御し、試料分析用ディスク１００を所定の回転数で回転させる。計測部１２は、光検出部９により出力された検出信号よりＲＦ信号を生成し、生成したＲＦ信号によりグルーブ１０７やピット１０９上に固定化された標識用ビーズ１１０を計数する。
【００２６】
フォーカス・トラッキング制御部１３は、光検出部９により出力された検出信号よりＦＥ（フォーカスエラー）信号やＴＥ（トラッキングエラー）信号を生成し、生成した各信号の値によって、アクチュエータ４等を制御し、試料分析用ディスク１００の読み取り面に集光させる制御や、トラックに追従させる制御を行う。
【００２７】
次に、本発明の試料分析用ディスク１００の構造について、図２から図４を用いて説明する。図２は、本発明に係る試料分析用ディスク１００の概念図である。
【００２８】
試料分析用ディスク１００は、例えばＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等と同じ直径の円盤形状であり、素材もポリカーボネートなど同様な素材を用いる。
【００２９】
試料分析用ディスク１００は、内周側に複数の注入孔１０１を、試料分析用ディスク１００の中心Ｏに対して回転対象に備えられる。注入孔１０１は、分析対象となる試料を滴下させるための孔であり、その容積は検査に必要な試料を計量する大きさになっている。具体的には、試料は注入孔１０１の容積を注入可能となっており、注入された試料は、試料分析用ディスク１０１の回転により、後述する流路１０２を伝わり、検出領域１０４において標識用ビーズ１１０が検出されるために適切な量である。
【００３０】
また、注入孔１０１の各々からは滴下された試料が流れる流路１０２が、試料分析用ディスク１００の中心Ｏから見て放射状に備えられる。さらに、流路１０２の各々に接続され、試料分析用ディスク１００の外周部に位置する検出領域１０４が備えられる。また、流路１０２の一部には、試料に含まれる特定の抗原に対して結合する抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が規定量充填されているビーズ充填部１０３が備えられる。
【００３１】
検出領域１０４の面積は、流路１０２を通過して流れてきた試料が、検出領域１０４において均等に広がり、確実に検出されるよう、接続されている流路１０２の面積より大きく構成されている。
【００３２】
さらに、試料分析用ディスク１００の外周部には、検出領域を含むように、光ディスクの信号面と同様の構造である、スパイラル状のグルーブ１０７またはピット１０９が形成される、トラック領域１０５が備えられる。トラック領域１０５にグルーブ１０７が形成されていることにより、試料分析用ディスク１００の読み取り面には、図３（ａ）に示すように、溝となるグルーブ１０７とランド１０８とが存在する。また、トラック領域１０５にピット１０９が形成されている場合は、図３（ｂ）に示すように、スパイラル状にピット１０９が形成されている。
【００３３】
このため、図３（ａ）においては、グルーブ１０７が凹部１２０であり、ランド１０８が凸部１２１である。また、図３（ｂ）においては、ピット１０９が凹部１２０であり、ピット１０９以外が凸部１２１となる。
【００３４】
図４は、試料分析用ディスク１００の断面構造と標識用ビーズ１１０の読み取り状態を表した模式図である。試料分析用ディスク１００の内周側には、注入孔１０１と、注入孔１０１に連続している深さ100μmから500μmの流路１０２が形成されており、分析対象の試料が通過する流路１０２の一部に特定の抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が充填されているビーズ充填部１０３が備えられる。また、試料分析用ディスク１００の読み取り面側は、保護層１０６が設けられている。保護層１０６は、流路１０２、ビーズ充填部１０３および検出領域１０４を覆うように設けられていてもよい。図４においては、検出領域１０４の上方にグルーブ１０７またはピット１０９が形成されている。
【００３５】
抗原−抗体反応は溶液中で抗原と抗体が接触することで反応し標識用ビーズ１１０と分析対象の抗原が結合する。一般にイムノアッセイで対象としている抗原の溶液中の濃度は非常に薄い。そのため流路１０２の大きさを小さくし、狭い領域に多くの標識用ビーズ１１０を充填し反応効率を上げることで短時間に標識用ビーズ１１０と結合するようにする。
【００３６】
ビーズ充填部１０３において試料と反応した標識用ビーズ１１０は試料分析用ディスク１００の回転による遠心力でさらに外側の領域に流れ検出領域１０４に展開される。検出領域１０４は光ディスクと同様にグルーブ１０７やピット１０９が設けられている。ＢＤの場合、厚さ0.1mmの保護層１０６を通して信号を読み取るように規格が定められている。一般的なＢＤ用光ピックアップの対物レンズ３は、保護層１０６までの距離（作動距離）が0.3mmから0.4mm程度で設計されているものが多い。よって、装置の設計余裕を考慮すると流路１０２の深さに対して検出領域１０４で試料が展開される厚さ方向のスペースは薄くすることが好ましい。図４においては、流路１０２の深さと検出領域１０４の深さを階段的に異なる構成としているが、流路１０２において徐々に薄くしていってもよい。
【００３７】
また標識用ビーズ１１０を１個ずつ計数するために、流路１０２に充填されている標識用ビーズ１１０が厚さ方向に重ならない十分な面積となる必要がある。検出領域１０４の面積は、流路１０２に充填された標識用ビーズ１１０の個数と標識用ビーズ１１０の直径から決まる面積を掛けた面積よりも、グルーブ１０７もしくはピット１０９の面積が大きくなるように作られている。標識用ビーズ１１０に磁気ビーズを使用した場合には、磁気によりグルーブ１０７やピット１０９の形成された面に標識用ビーズ１１０を誘導することで反応時間を短縮することも出来る。
【００３８】
試料分析用ディスク１００の構造がグルーブ構造またはピット構造の場合、検出領域１０４に捕捉されている標識用ビーズ１１０の位置を、対物レンズ３により集光されたスポット光が通過した場合、反射した反射光の位相が変化し、光検出部９で得られる検出信号の光量が変化する。標識用ビーズ１１０の直径がＢＤの最短ピット長とほぼ等しい場合、トラック上に標識用ビーズ１１０が１個から検出することが出来る。
【００３９】
標識用ビーズ１１０を検出する位置は試料分析用ディスク１００の検出領域１０４であり、すなわちトラック領域１０５としてグルーブ１０７やピット１０９を有する部分で流路１０２と接続されている部分である。トラック領域１０５において、流路１０２と接続していない部分には、予めアドレス信号として記録しておくことで半径方向とトラック方向の情報を得ることが出来る。このため、記録されているアドレス情報に基づき、標識用ビーズ１１０が検出された位置を特定することができる。
【００４０】
その他の方法として、グルーブ構造の場合はグルーブ１０７をカッティングする際にディスクの半径方向にうねりを生じるように試料分析用ディスク１００を製作し、その変動をＴＥ信号から検出して、周波数からディスク上のアドレスを計算する方法であるウォブル検出を利用しても良い。
【００４１】
また、信号面にＢＤ―ＲやＢＤ−ＲＷのような記録型または追記型のディスクと同様な相変化材料や色素材料を用いることで情報を追記することも可能である。例えば滴下した試料のIDナンバーを追記することで、装置から一旦試料分析用ディスク１００を取り出し、再び分析のために装置で読み取る場合の試料の特定に利用する。また、すでに利用済みの試料分析用ディスク１００の検出領域１０４に誤って別の試料を滴下してしまうことを防止することが出来る。
【００４２】
次に、本発明の試料分析用ディスク１００を用いた、分析用試料の分析について、図５および図６に基づき説明する。
【００４３】
注入孔１０１より試料が注入され、試料分析用ディスク１００を回転させると滴下された試料は遠心力により抗原−抗体反応のための流路１０２に導かれる。流路１０２につながるビーズ充填部１０３には試料に含まれる特定の抗原に対して結合する抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が予め規定量充填されている。
【００４４】
標識用ビーズ１１０は直径が100nmから1μm程度の大きさのポリマー粒子、または内部にフェライト等の磁性材料を含む磁気ビーズ等を用いる。また、金コロイドなどの金属微粒子やシリカビーズ等を用いることも可能である。標識用ビーズ１１０の直径は、検出に利用する読み取り装置１の光学系により検出に最適な大きさが決定し、読み取り装置１には、既存の光ディスクのドライブ、特に光ピックアップに利用されている部品を利用することが出来るという利点がある。
【００４５】
現在一般に普及している光ディスクの読み取り装置の中で、もっとも高解像度のものはBlu-ray Disc（BD）で波長405nmのレーザ光を開口数（NA）0.85の対物レンズでディスク上にスポットを集光させることが出来る。ディスクの信号の最短ピット長は約0.14μmである。したがって、BDの光学系を利用する場合には、標識用ビーズ１１０の直径が約140nm程度の大きさまで信号として検出することが出来る。
【００４６】
また、標識用ビーズ１１０の表面には試料に含まれる抗原２００と特異的に結合する抗体２１０をあらかじめ結合させておく。抗体２１０の種類には様々なものがあり、例えばB型肝炎の検査の場合には血液中に含まれるHBｓ抗原と特異的に結合するHBｓAgモノクローナル抗体を標識用ビーズ１１０に修飾しておく。修飾する抗体２１０の種類は検出する抗原２００の種類にあわせ特異的に結合するものを選択する。
【００４７】
流路１０２中のビーズ充填部１０３で抗体２１０が修飾された標識用ビーズ１１０と試料が混合されると、試料に含まれる抗原２００が標識用ビーズ１１０の表面に修飾された抗体２１０と結合し、標識用ビーズ１１０、抗体２１０、抗原２００の複合物が形成される。
【００４８】
この段階で溶液中には試料に含まれる抗原２００の量に応じて、抗原２００と抗体２１０が反応した複合物の標識用ビーズ１１０と、抗原２００と反応していない標識用ビーズ１１０が一定の割合で存在している。さらに試料分析用ディスク１００の回転に伴う遠心力により、流路１０２で反応した溶液を外周部の検出領域１０４に展開させる。
【００４９】
検出領域１０４の上面には、光ディスクの信号面と同様に、スパイラル状のグルーブ構造またはピット構造となっている。グルーブ構造の場合、グルーブ１０７の幅は標識として使用する標識用ビーズ１１０の直径とほぼ同じ幅になっていることが好ましい。また、ピット構造の場合は、各ピット１０９の幅が標識用ビーズ１１０の直径とほぼ同じ幅になっていることが好ましい。
【００５０】
これらの検出領域１０４には、標識用ビーズ１１０の表面に修飾したものと同じ種類の抗体２１０がシランカップリング等の方法で固定されている。検出領域１０４に展開された溶液に含まれている抗原２００、すなわち流路１０２の中で抗体２１０が修飾された標識用ビーズ１１０と反応した複合物は、さらに検出領域１０４に固定されている抗体２１０と結合し、標識用ビーズ１１０、抗体２１０、抗原２００、検出領域に固定された抗体２１０（固相化抗体とも言う）によるサンドイッチ型の複合物を形成し、検出領域１０４の基板上に固定化される。抗原２００と反応していない標識用ビーズ１１０は、検出領域１０４にとどまらず、試料分析用ディスク１００の回転に伴う遠心力によりさらにディスク外周に送られ、検出領域１０４の外、具体的には試料分析用ディスク１００の外に排出される。
【００５１】
図５は試料分析用ディスク１００上で、抗原２００と抗体２１０が反応した後の複合物の構成を模式的に表した図である。図５（ａ）は、ウェルプレートで行われるのと同様の抗原−抗体反応を利用したサンドイッチ法による原理により、試料に含まれる抗原２００に計測可能な標識である標識用ビーズ１１０が付けられた状態で、検出領域１０４に固定されていることになる。サンドイッチ法は検出対象の絶対量に対して出力がリニアに得られることから定量測定が行いやすい方法として多く用いられている。固定化の方法はこれに限らず、競合法など他の方法を用いることも出来る。
【００５２】
また、検出対象が抗原２００ではなく抗体２１０の場合には、図５（ｂ）に示すように、抗体２１０に特異的に結合する抗原２００を検出領域１０４に固定化しておき、二次抗体２１３により標識用ビーズ１１０を結合させる方法によって、抗原２００の検出と同様に抗体２１０に対してもサンドイッチ法による測定を行うことが出来る。
【００５３】
図６は、試料分析用ディスク１００の半径方向に対して、所定範囲毎に各々異なる抗体をつけた場合の検出領域１０４の説明をするものである。分析対象の試料に含まれる複数種類の抗原２００Ａ〜２００Ｃに対して特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ａ〜２１１Ｃを試料分析用ディスク１００における複数の領域に分けられたトラックに固定してある。
【００５４】
標識用ビーズ１１０には、複数種類の抗原に結合するポリクローナル抗体２１２が修飾されている。検出領域１０４に展開された標識用ビーズ１１０は、試料分析用ディスク１００の半径位置に応じて異なる種類の抗原と反応し、グルーブ１０７またはピット１０９に結合する。
【００５５】
図６においては、検出領域１０４の内周側より所定範囲は、抗原２００Ａに特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ａが固定されている。また、次の所定範囲には、抗原２００Ｂに特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ｂが固定されており、さらに次の所定範囲には抗原２００Ｃに特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ｃが固定されている。
【００５６】
各々の種類のモノクローナル抗体２１１が固定されている範囲は、トラック領域１０５における流路１０２と接続されていない部分に記録されたアドレス信号により特定できる。
【００５７】
通常、蛍光や酵素反応により複数種類の抗原を同時に検出するためには、複数種類の標識を利用して、蛍光波長の違いや発色の違いを検出しているが、その場合は複数種類の波長の光源や波長フィルターと光検出器の組み合わせが必要となる。図６に示した手法は、試料分析用ディスク１００の半径位置をアドレスから得ることにより、同じ検出方法で複数種類の抗原をほぼ同時に計測することが出来る。さらに、複数種類の抗原の含まれる比率から、統計的に疾病の可能性を判定するような分析方法の場合にも、同一試料を同じ条件で測定することが出来、別々に計測した場合の誤差に比べ測定ばらつきを小さくすることが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１：読み取り装置、２：スピンドルモータ、３：対物レンズ、４：アクチュエータ、５：ビームスプリッタ、６：レーザ発振器、７：コリメータレンズ、８：集光レンズ、９：光検出部、１０：制御部、１００：試料分析用ディスク、１０１：注入孔、１０２：流路、１０３：ビーズ充填部、１０４：検出領域、１０５：トラック領域、１０６：保護層、１０７：グルーブ、１０８：ランド、１０９：ピット、１１０：標識用ビーズ、２００：抗原、２１０：抗体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な方法により血液等の生体試料に含まれる抗原もしくは抗体などの生体高分子を分析するための、試料分析用ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、疾患の診断や健康診断における疾病の早期発見などを目的として、血液等に含まれる生体試料から抗原や抗体を検出する免疫検査法（イムノアッセイ）が様々な場面で用いられている。免疫検査法（イムノアッセイ）とは、生体試料に含まれる特定の抗原（または抗体）と特異的に結合する抗体（または抗原）に測定が可能な標識をつけ、両者が反応した結果を定量することで試料に含まれる抗原（または抗体）の濃度を求め疾患の判定を行う方法である。
【０００３】
この方法は比較的感度が高く、操作方法が簡単であることから様々な標識方法が開発された。例えば標識に放射性同位元素を使ったRIA法（ラジオイノムアッセイ）や酵素を利用したEIA法（エンザイムイムノアッセイ）、蛍光標識を使ったFIA法、化学発光を使ったCLIA法などがある。
【０００４】
中でも酵素を利用した方法のひとつであるELISA法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）はマイクロプレートを用いた検査方法が広く一般に普及して利用されている。マイクロプレートを使った方法は、９６穴プレートと汎用のマイクロプレートリーダーを用いて多数の検体を一度に測定することが可能で、コストが比較的安価である。また、放射性物質を使うRIA法と比べ、使用する場所の制限が少ないといったメリットがある。しかしながら、プレートに抗体を固定する前処理、抗体と抗原を反応させる反応時間、反応しなかった標識を洗い流すB/F（bond/free）分離、標識の酵素反応などそれぞれに数十分から数時間を要し、トータルの検査時間は数時間から１日程度かってしまうという問題がある。
【０００５】
このため検査時間を短縮するために、微細加工の技術を利用してマイクロプレートの各ウェルでの操作手順を数センチ角のチップ上に置き換えた分析用チップ（Lab on a chip）も開発されている。抗体の固定や専用の試薬をチップ上に準備し、一般的なELISA法の前処理をあらかじめチップに施しておくことで処理時間を短縮する。また、抗原−抗体反応を数十マイクロメートルから数ミリメートルの狭い流路の中で行うことで反応時間を短縮している。これは、各検査用に専用の分析チップとすることで、検査時間を数十分に短縮することが可能としている。従来、患者の検体を採取した後、検査室に送り結果が出るまでに長い時間がかかっていた検査が、心筋マーカーなど一部の検査においては、診察室や患者のベッドサイドでの検査、いわゆるPOCT（ポイント・オブ・ケア・テスト）が可能な機器が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５３３６０６号公報
【特許文献２】特表２００６−５２１５５８号公報
【特許文献３】特表２００２−５３０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２には、多検体を同時に検査が可能というマイクロプレートの利点と、短い時間で検査結果が得られる分析用チップの利点を合わせた特徴を持つ分析デバイスとして、円盤型の分析デバイスが提案されている。具体的には、円盤状のデバイスに複数のマイクロチャネル構造を設け、試料に含まれる物質を反応させるための固相物質が流路の一部に充填されている。蛍光色素等の標識をレーザにより励起して得られる蛍光の強度を光検出器によって検出することにより測定が行われる。また特許文献３には、ディスクを使用した方法で、光ディスクの構造を利用した方法が開示されている。光ディスクのトラック形状が形成されている面と同一の面に生体試料や粒子を付着させ、光ピックアップを用いて信号の変化を検出する方法が示されている。
【０００８】
特許文献１および特許文献２の方法は、ディスク上に設けられた流路に試料を展開し試薬と反応した結果を蛍光強度や吸光度の変化として検出し、試料に含まれる抗原や抗体の量を測定している。検出方法としてはウェルプレートを用いた方法と原理的に同じであり、溶液中に含まれる標識物質の濃度を蛍光や吸光度で測定している。そのため、定量的な測定が出来る濃度範囲が狭く、濃度の高い試料については数段階に希釈した複数のサンプルを用意する必要があった。一方、低濃度の試料を感度良く検出する方法として特許文献３では光ディスクのフォーカス面にラッテックスビーズや磁気ビーズを結合させて検出する方法が示されているが、濃度の高い試料の場合ディスク表面の広い領域にビーズが凝集することとなり、光ディスクの信号としは、表面のキズや信号面の欠陥との判別が不可能になり、ビーズの数量を検出することが出来ないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、分析する試料に含まれる抗原や抗体の濃度が、低濃度から高濃度まで広い範囲で定量性の高い検出が可能な、試料分析用ディスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、ディスク面に設けられたグルーブ（１０７）およびランド（１０８）からなる溝構造またはピット（１０９）が設けられた構造を有するトラック領域（１０５）に固定化された、生体高分子が結合している標識用ビーズ（１１０）を、光学的読み取り手段によって数量を計測するための試料分析用ディスク（１００）において、前記試料分析用ディスク（１００）の内周側に、前記生体高分子を含む試料を滴下する注入孔（１０１）、および前記注入孔（１０１）に連続し前記標識用ビーズ（１１０）と生体高分子が反応するための流路（１０２）を備え、前記試料分析用ディスク（１００）の外周側に、前記流路（１０２）に接続し、前記標識用ビーズ（１１０）の直径と同等の幅を有する前記グルーブ（１０７）または前記ピット（１０９）を備える検出領域（１０４）を備える、ことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１の発明において、前記検出領域（１０４）の面積は、当該検出領域（１０４）が接続する前記流路（１０２）の面積より大きいことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１または第２の発明において、前記検出領域（１０４）は、前記試料分析用ディスク（１００）の外周方向に向かって前記検出領域（１０４）の幅が広くなることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１から第３のいずれかの発明において、前記検出領域（１０４）は、前記試料分析用ディスク（１００）における中心からの距離によって異なる種類の生体高分子が結合された前記標識用ビーズ（１１０）が固定されることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る試料分析用ディスク（１００）は、第１から第４のいずれかの発明において、前記検出領域（１０４）は、前記流路（１０２）に接続しない部分における前記グルーブ（１０７）または前記ピット（１０９）に、前記検出領域（１０９）の位置を特定するためのアドレス信号が記録されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の試料分析用ディスクによれば、光ディスクの情報を再生する光学ピックアップと同様の構成で検出が可能であり、装置の小型化、低価格化が可能となる。また、標識用ビーズを１つずつ高速に計数することが出来るので、低濃度から高濃度の試料まで定量的に測定することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る試料分析用ディスクの読み取り装置の概念ブロック図
【図２】本発明に係る試料分析用ディスクの構成概念図
【図３】本発明に係る試料分析用ディスクにおけるトラック領域の断面模式図
【図４】本発明に係る試料分析用ディスクの断面構造とビーズの読み取り状態を表した模式図
【図５】試料分析用ディスク上における試料の反応を示す模式図
【図６】試料分析用ディスク上における試料の反応を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明における試料分析用ディスク１００を光学的に読み取り、抗体や抗原の検出を行う読み取り装置１の構成ブロック図である。
【００１８】
読み取り装置１の構成は、データやコンテンツ情報が記録された光ディスクを読み取る装置と同一の構成である。読み取り装置１は、スピンドルモータ２、対物レンズ３、アクチュエータ４、ビームスプリッタ５、レーザ発振器６、コリメータレンズ７、集光レンズ８、光検出部９、制御部１０を備える。
【００１９】
制御部１０は、回転制御部１１、計測部１２、フォーカス・トラッキング制御部１３を備える。読み取り装置１の構成は、上記以外にも必要に応じて他の要素を備えてもよい。
【００２０】
スピンドルモータ２は、回転制御部１１の制御によって試料分析用ディスク１００を所定の回転速度で回転させる。対物レンズ３は、例えば開口数（NA）が0.85の対物レンズであり、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を、試料分析用ディスク１００の読み取り面に集光させる。
【００２１】
アクチュエータ４は、フォーカス・トラッキング制御部１３の制御によって、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を、試料分析用ディスク１００の読み取り面に集光させるための調整を行う、例えば２軸のアクチュエータである。ビームスプリッタ５は、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を対物レンズ３の方向に反射させるとともに、試料分析用ディスク１００からの反射光を光検出部９に導く。
【００２２】
レーザ発振器６は、例えばBlu-ray（BD）ディスクの再生用と同一の波長405nmの半導体レーザ発振器である。コリメータレンズ７は、レーザ発振器６から出力されたレーザ光を並行な光束とする。
【００２３】
集光レンズ８は、ビームスプリッタ５より導かれた光を光検出部９に導く。光検出部９は、フォトダイオードであり、試料分析用ディスク１００から反射された光の光量に対応する検出信号を計測部１２およびフォーカス・トラッキング制御部１３に出力する。
【００２４】
制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成され、図示しない記憶部等を備える。制御部１０は、図示しない操作部による操作に応じた各種制御、光検出部９により出力された検出信号に基づく各種制御等を行う。上記各種制御のうち、本発明の説明に必要な制御として、回転制御部１１による制御、計測部１２による制御、フォーカス・トラッキング制御部１３による制御がある。回転制御部１１、計測部１２、フォーカス・トラッキング制御部１３は、制御部１０における処理やプログラム等によって実現される。
【００２５】
回転制御部１１は、スピンドルモータ２を制御し、試料分析用ディスク１００を所定の回転数で回転させる。計測部１２は、光検出部９により出力された検出信号よりＲＦ信号を生成し、生成したＲＦ信号によりグルーブ１０７やピット１０９上に固定化された標識用ビーズ１１０を計数する。
【００２６】
フォーカス・トラッキング制御部１３は、光検出部９により出力された検出信号よりＦＥ（フォーカスエラー）信号やＴＥ（トラッキングエラー）信号を生成し、生成した各信号の値によって、アクチュエータ４等を制御し、試料分析用ディスク１００の読み取り面に集光させる制御や、トラックに追従させる制御を行う。
【００２７】
次に、本発明の試料分析用ディスク１００の構造について、図２から図４を用いて説明する。図２は、本発明に係る試料分析用ディスク１００の概念図である。
【００２８】
試料分析用ディスク１００は、例えばＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等と同じ直径の円盤形状であり、素材もポリカーボネートなど同様な素材を用いる。
【００２９】
試料分析用ディスク１００は、内周側に複数の注入孔１０１を、試料分析用ディスク１００の中心Ｏに対して回転対象に備えられる。注入孔１０１は、分析対象となる試料を滴下させるための孔であり、その容積は検査に必要な試料を計量する大きさになっている。具体的には、試料は注入孔１０１の容積を注入可能となっており、注入された試料は、試料分析用ディスク１０１の回転により、後述する流路１０２を伝わり、検出領域１０４において標識用ビーズ１１０が検出されるために適切な量である。
【００３０】
また、注入孔１０１の各々からは滴下された試料が流れる流路１０２が、試料分析用ディスク１００の中心Ｏから見て放射状に備えられる。さらに、流路１０２の各々に接続され、試料分析用ディスク１００の外周部に位置する検出領域１０４が備えられる。また、流路１０２の一部には、試料に含まれる特定の抗原に対して結合する抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が規定量充填されているビーズ充填部１０３が備えられる。
【００３１】
検出領域１０４の面積は、流路１０２を通過して流れてきた試料が、検出領域１０４において均等に広がり、確実に検出されるよう、接続されている流路１０２の面積より大きく構成されている。
【００３２】
さらに、試料分析用ディスク１００の外周部には、検出領域を含むように、光ディスクの信号面と同様の構造である、スパイラル状のグルーブ１０７またはピット１０９が形成される、トラック領域１０５が備えられる。トラック領域１０５にグルーブ１０７が形成されていることにより、試料分析用ディスク１００の読み取り面には、図３（ａ）に示すように、溝となるグルーブ１０７とランド１０８とが存在する。また、トラック領域１０５にピット１０９が形成されている場合は、図３（ｂ）に示すように、スパイラル状にピット１０９が形成されている。
【００３３】
このため、図３（ａ）においては、グルーブ１０７が凹部１２０であり、ランド１０８が凸部１２１である。また、図３（ｂ）においては、ピット１０９が凹部１２０であり、ピット１０９以外が凸部１２１となる。
【００３４】
図４は、試料分析用ディスク１００の断面構造と標識用ビーズ１１０の読み取り状態を表した模式図である。試料分析用ディスク１００の内周側には、注入孔１０１と、注入孔１０１に連続している深さ100μmから500μmの流路１０２が形成されており、分析対象の試料が通過する流路１０２の一部に特定の抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が充填されているビーズ充填部１０３が備えられる。また、試料分析用ディスク１００の読み取り面側は、保護層１０６が設けられている。保護層１０６は、流路１０２、ビーズ充填部１０３および検出領域１０４を覆うように設けられていてもよい。図４においては、検出領域１０４の上方にグルーブ１０７またはピット１０９が形成されている。
【００３５】
抗原−抗体反応は溶液中で抗原と抗体が接触することで反応し標識用ビーズ１１０と分析対象の抗原が結合する。一般にイムノアッセイで対象としている抗原の溶液中の濃度は非常に薄い。そのため流路１０２の大きさを小さくし、狭い領域に多くの標識用ビーズ１１０を充填し反応効率を上げることで短時間に標識用ビーズ１１０と結合するようにする。
【００３６】
ビーズ充填部１０３において試料と反応した標識用ビーズ１１０は試料分析用ディスク１００の回転による遠心力でさらに外側の領域に流れ検出領域１０４に展開される。検出領域１０４は光ディスクと同様にグルーブ１０７やピット１０９が設けられている。ＢＤの場合、厚さ0.1mmの保護層１０６を通して信号を読み取るように規格が定められている。一般的なＢＤ用光ピックアップの対物レンズ３は、保護層１０６までの距離（作動距離）が0.3mmから0.4mm程度で設計されているものが多い。よって、装置の設計余裕を考慮すると流路１０２の深さに対して検出領域１０４で試料が展開される厚さ方向のスペースは薄くすることが好ましい。図４においては、流路１０２の深さと検出領域１０４の深さを階段的に異なる構成としているが、流路１０２において徐々に薄くしていってもよい。
【００３７】
また標識用ビーズ１１０を１個ずつ計数するために、流路１０２に充填されている標識用ビーズ１１０が厚さ方向に重ならない十分な面積となる必要がある。検出領域１０４の面積は、流路１０２に充填された標識用ビーズ１１０の個数と標識用ビーズ１１０の直径から決まる面積を掛けた面積よりも、グルーブ１０７もしくはピット１０９の面積が大きくなるように作られている。標識用ビーズ１１０に磁気ビーズを使用した場合には、磁気によりグルーブ１０７やピット１０９の形成された面に標識用ビーズ１１０を誘導することで反応時間を短縮することも出来る。
【００３８】
試料分析用ディスク１００の構造がグルーブ構造またはピット構造の場合、検出領域１０４に捕捉されている標識用ビーズ１１０の位置を、対物レンズ３により集光されたスポット光が通過した場合、反射した反射光の位相が変化し、光検出部９で得られる検出信号の光量が変化する。標識用ビーズ１１０の直径がＢＤの最短ピット長とほぼ等しい場合、トラック上に標識用ビーズ１１０が１個から検出することが出来る。
【００３９】
標識用ビーズ１１０を検出する位置は試料分析用ディスク１００の検出領域１０４であり、すなわちトラック領域１０５としてグルーブ１０７やピット１０９を有する部分で流路１０２と接続されている部分である。トラック領域１０５において、流路１０２と接続していない部分には、予めアドレス信号として記録しておくことで半径方向とトラック方向の情報を得ることが出来る。このため、記録されているアドレス情報に基づき、標識用ビーズ１１０が検出された位置を特定することができる。
【００４０】
その他の方法として、グルーブ構造の場合はグルーブ１０７をカッティングする際にディスクの半径方向にうねりを生じるように試料分析用ディスク１００を製作し、その変動をＴＥ信号から検出して、周波数からディスク上のアドレスを計算する方法であるウォブル検出を利用しても良い。
【００４１】
また、信号面にＢＤ―ＲやＢＤ−ＲＷのような記録型または追記型のディスクと同様な相変化材料や色素材料を用いることで情報を追記することも可能である。例えば滴下した試料のIDナンバーを追記することで、装置から一旦試料分析用ディスク１００を取り出し、再び分析のために装置で読み取る場合の試料の特定に利用する。また、すでに利用済みの試料分析用ディスク１００の検出領域１０４に誤って別の試料を滴下してしまうことを防止することが出来る。
【００４２】
次に、本発明の試料分析用ディスク１００を用いた、分析用試料の分析について、図５および図６に基づき説明する。
【００４３】
注入孔１０１より試料が注入され、試料分析用ディスク１００を回転させると滴下された試料は遠心力により抗原−抗体反応のための流路１０２に導かれる。流路１０２につながるビーズ充填部１０３には試料に含まれる特定の抗原に対して結合する抗体が修飾された標識用ビーズ１１０が予め規定量充填されている。
【００４４】
標識用ビーズ１１０は直径が100nmから1μm程度の大きさのポリマー粒子、または内部にフェライト等の磁性材料を含む磁気ビーズ等を用いる。また、金コロイドなどの金属微粒子やシリカビーズ等を用いることも可能である。標識用ビーズ１１０の直径は、検出に利用する読み取り装置１の光学系により検出に最適な大きさが決定し、読み取り装置１には、既存の光ディスクのドライブ、特に光ピックアップに利用されている部品を利用することが出来るという利点がある。
【００４５】
現在一般に普及している光ディスクの読み取り装置の中で、もっとも高解像度のものはBlu-ray Disc（BD）で波長405nmのレーザ光を開口数（NA）0.85の対物レンズでディスク上にスポットを集光させることが出来る。ディスクの信号の最短ピット長は約0.14μmである。したがって、BDの光学系を利用する場合には、標識用ビーズ１１０の直径が約140nm程度の大きさまで信号として検出することが出来る。
【００４６】
また、標識用ビーズ１１０の表面には試料に含まれる抗原２００と特異的に結合する抗体２１０をあらかじめ結合させておく。抗体２１０の種類には様々なものがあり、例えばB型肝炎の検査の場合には血液中に含まれるHBｓ抗原と特異的に結合するHBｓAgモノクローナル抗体を標識用ビーズ１１０に修飾しておく。修飾する抗体２１０の種類は検出する抗原２００の種類にあわせ特異的に結合するものを選択する。
【００４７】
流路１０２中のビーズ充填部１０３で抗体２１０が修飾された標識用ビーズ１１０と試料が混合されると、試料に含まれる抗原２００が標識用ビーズ１１０の表面に修飾された抗体２１０と結合し、標識用ビーズ１１０、抗体２１０、抗原２００の複合物が形成される。
【００４８】
この段階で溶液中には試料に含まれる抗原２００の量に応じて、抗原２００と抗体２１０が反応した複合物の標識用ビーズ１１０と、抗原２００と反応していない標識用ビーズ１１０が一定の割合で存在している。さらに試料分析用ディスク１００の回転に伴う遠心力により、流路１０２で反応した溶液を外周部の検出領域１０４に展開させる。
【００４９】
検出領域１０４の上面には、光ディスクの信号面と同様に、スパイラル状のグルーブ構造またはピット構造となっている。グルーブ構造の場合、グルーブ１０７の幅は標識として使用する標識用ビーズ１１０の直径とほぼ同じ幅になっていることが好ましい。また、ピット構造の場合は、各ピット１０９の幅が標識用ビーズ１１０の直径とほぼ同じ幅になっていることが好ましい。
【００５０】
これらの検出領域１０４には、標識用ビーズ１１０の表面に修飾したものと同じ種類の抗体２１０がシランカップリング等の方法で固定されている。検出領域１０４に展開された溶液に含まれている抗原２００、すなわち流路１０２の中で抗体２１０が修飾された標識用ビーズ１１０と反応した複合物は、さらに検出領域１０４に固定されている抗体２１０と結合し、標識用ビーズ１１０、抗体２１０、抗原２００、検出領域に固定された抗体２１０（固相化抗体とも言う）によるサンドイッチ型の複合物を形成し、検出領域１０４の基板上に固定化される。抗原２００と反応していない標識用ビーズ１１０は、検出領域１０４にとどまらず、試料分析用ディスク１００の回転に伴う遠心力によりさらにディスク外周に送られ、検出領域１０４の外、具体的には試料分析用ディスク１００の外に排出される。
【００５１】
図５は試料分析用ディスク１００上で、抗原２００と抗体２１０が反応した後の複合物の構成を模式的に表した図である。図５（ａ）は、ウェルプレートで行われるのと同様の抗原−抗体反応を利用したサンドイッチ法による原理により、試料に含まれる抗原２００に計測可能な標識である標識用ビーズ１１０が付けられた状態で、検出領域１０４に固定されていることになる。サンドイッチ法は検出対象の絶対量に対して出力がリニアに得られることから定量測定が行いやすい方法として多く用いられている。固定化の方法はこれに限らず、競合法など他の方法を用いることも出来る。
【００５２】
また、検出対象が抗原２００ではなく抗体２１０の場合には、図５（ｂ）に示すように、抗体２１０に特異的に結合する抗原２００を検出領域１０４に固定化しておき、二次抗体２１３により標識用ビーズ１１０を結合させる方法によって、抗原２００の検出と同様に抗体２１０に対してもサンドイッチ法による測定を行うことが出来る。
【００５３】
図６は、試料分析用ディスク１００の半径方向に対して、所定範囲毎に各々異なる抗体をつけた場合の検出領域１０４の説明をするものである。分析対象の試料に含まれる複数種類の抗原２００Ａ〜２００Ｃに対して特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ａ〜２１１Ｃを試料分析用ディスク１００における複数の領域に分けられたトラックに固定してある。
【００５４】
標識用ビーズ１１０には、複数種類の抗原に結合するポリクローナル抗体２１２が修飾されている。検出領域１０４に展開された標識用ビーズ１１０は、試料分析用ディスク１００の半径位置に応じて異なる種類の抗原と反応し、グルーブ１０７またはピット１０９に結合する。
【００５５】
図６においては、検出領域１０４の内周側より所定範囲は、抗原２００Ａに特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ａが固定されている。また、次の所定範囲には、抗原２００Ｂに特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ｂが固定されており、さらに次の所定範囲には抗原２００Ｃに特異的に結合するモノクローナル抗体２１１Ｃが固定されている。
【００５６】
各々の種類のモノクローナル抗体２１１が固定されている範囲は、トラック領域１０５における流路１０２と接続されていない部分に記録されたアドレス信号により特定できる。
【００５７】
通常、蛍光や酵素反応により複数種類の抗原を同時に検出するためには、複数種類の標識を利用して、蛍光波長の違いや発色の違いを検出しているが、その場合は複数種類の波長の光源や波長フィルターと光検出器の組み合わせが必要となる。図６に示した手法は、試料分析用ディスク１００の半径位置をアドレスから得ることにより、同じ検出方法で複数種類の抗原をほぼ同時に計測することが出来る。さらに、複数種類の抗原の含まれる比率から、統計的に疾病の可能性を判定するような分析方法の場合にも、同一試料を同じ条件で測定することが出来、別々に計測した場合の誤差に比べ測定ばらつきを小さくすることが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１：読み取り装置、２：スピンドルモータ、３：対物レンズ、４：アクチュエータ、５：ビームスプリッタ、６：レーザ発振器、７：コリメータレンズ、８：集光レンズ、９：光検出部、１０：制御部、１００：試料分析用ディスク、１０１：注入孔、１０２：流路、１０３：ビーズ充填部、１０４：検出領域、１０５：トラック領域、１０６：保護層、１０７：グルーブ、１０８：ランド、１０９：ピット、１１０：標識用ビーズ、２００：抗原、２１０：抗体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク面に設けられたグルーブおよびランドからなる溝構造またはピットが設けられた構造を有するトラック領域に固定化された、生体高分子が結合している標識用ビーズを、光学的読み取り手段によって数量を計測するための試料分析用ディスクにおいて、
前記試料分析用ディスクの内周側に、前記生体高分子を含む試料を滴下する注入孔、および前記注入孔に連続し前記標識用ビーズと生体高分子が反応するための流路を備え、
前記試料分析用ディスクの外周側に、前記流路に接続し、前記標識用ビーズの直径と同等の幅を有する前記グルーブまたは前記ピットを備える検出領域を備える、
ことを特徴とする試料分析用ディスク。
【請求項２】
前記検出領域の面積は、当該検出領域が接続する前記流路の面積より大きいことを特徴とする、
請求項１に記載の試料分析用ディスク。
【請求項３】
前記検出領域は、前記試料分析用ディスクの外周方向に向かって前記検出領域の幅が広くなることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の試料分析用ディスク。
【請求項４】
前記検出領域は、前記試料分析用ディスクにおける中心からの距離によって異なる種類の生体高分子が結合された前記標識用ビーズが固定されることを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の試料分析用ディスク。
【請求項５】
前記検出領域は、前記流路に接続しない部分における前記グルーブまたは前記ピットに、前記検出領域の位置を特定するためのアドレス信号が記録されていることを特徴とする、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の試料分析用ディスク。
【請求項１】
ディスク面に設けられたグルーブおよびランドからなる溝構造またはピットが設けられた構造を有するトラック領域に固定化された、生体高分子が結合している標識用ビーズを、光学的読み取り手段によって数量を計測するための試料分析用ディスクにおいて、
前記試料分析用ディスクの内周側に、前記生体高分子を含む試料を滴下する注入孔、および前記注入孔に連続し前記標識用ビーズと生体高分子が反応するための流路を備え、
前記試料分析用ディスクの外周側に、前記流路に接続し、前記標識用ビーズの直径と同等の幅を有する前記グルーブまたは前記ピットを備える検出領域を備える、
ことを特徴とする試料分析用ディスク。
【請求項２】
前記検出領域の面積は、当該検出領域が接続する前記流路の面積より大きいことを特徴とする、
請求項１に記載の試料分析用ディスク。
【請求項３】
前記検出領域は、前記試料分析用ディスクの外周方向に向かって前記検出領域の幅が広くなることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の試料分析用ディスク。
【請求項４】
前記検出領域は、前記試料分析用ディスクにおける中心からの距離によって異なる種類の生体高分子が結合された前記標識用ビーズが固定されることを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の試料分析用ディスク。
【請求項５】
前記検出領域は、前記流路に接続しない部分における前記グルーブまたは前記ピットに、前記検出領域の位置を特定するためのアドレス信号が記録されていることを特徴とする、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の試料分析用ディスク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５５７７２（Ｐ２０１２−２５５７７２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０９７００（Ｐ２０１２−１０９７００）
【出願日】平成２４年５月１１日（２０１２．５．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕ−ｒａｙ
２．ＢＬＵ−ＲＡＹ ＤＩＳＣ
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１１日（２０１２．５．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕ−ｒａｙ
２．ＢＬＵ−ＲＡＹ ＤＩＳＣ
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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