[0001] 本发明涉及一种试样分析装置，例如涉及一种利用抗原与抗体的反应的试样分析装置。

[0002] 首先，作为试样分析的例子，对免疫分析进行说明。

[0003] 免疫检查是指以疾病的诊断、病情等的诊断为目的，利用抗原与抗体的特异性反应来检测或测定体液(血浆、血清、尿等)中的抗体、抗原。作为代表性的方法，有ELISA法(Enzyme‑Linked Immunosorbent Assay，酶变测定法)。

[0004] 作为ELISA法的典型的实施过程，将针对想要测定的抗原的抗体(第一抗体)在容器中预先固相化，向其中加入血浆、血清、尿等样品，使样品中的抗原与第一抗体结合。另外，使结合有标记的抗体(第二抗体)进一步结合于与第一抗体结合后的抗原。捕集第一抗体、抗原、第二抗体、标记的结合体，检测从标记发出的信号，由此测定样品中的抗原的有无、数量。

[0005] 作为标记，例如使用荧光物质等。在此情况下，发光与结合标记后的第二抗体的数量即结合体中的抗原的量成比例地变强，通过用光电倍增管等检测荧光物质的发光，能够对样品中的抗原进行定量。

[0006] 在使用了ELISA法的免疫检查装置的具体的一例中，使用磁性粒子作为固相，第一抗体在磁性粒子的表面被固定化。在第二抗体上预先结合作为标记而结合有荧光色素的物质(发光标记物质)。将来源于生物体的检测物质(抗原)和固定有第一抗体的磁性粒子混合，使其发生抗原抗体反应，由此试样中所含的特定的抗原经由第一抗体与磁性粒子结合。进而，若使第二抗体反应，则发光标记物质经由第二抗体、抗原、第一抗体与磁性粒子结合。
发光标记物质的量依赖于试样中所含的检测物质的量即抗原的量而增减。

[0007] 一边使包含结合有检测物质的磁性粒子的试样流入任意的流路，一边使磁性粒子吸附于流路的中途的预定位置。通过使激光等作用于吸附的磁性粒子，使与磁性粒子结合的发光标记物质发光。通过检测此时的发光强度，能够测定试样中的检测物质的量即抗原的量，进行定量的测量。

[0008] 为了进行高灵敏度的免疫分析，进行所谓的B/F分离(Bound/Free分离、抗原抗体结合体和非结合体的分离)：使用磁铁等使结合了检测物质(抗原)的磁性粒子吸附于特定的场所并捕捉，更换含有未与抗原结合的抗体的溶液。

[0009] 在分析装置中，作为使用磁铁等使磁性粒子吸附于预定位置的方法，有专利文献1。

[0010] 另外，在非专利文献1中说明了磁场对物质的作用等。

[0011] 现有技术文献

[0012] 专利文献

[0013] 专利文献1：国际公开第2011/155489号小册子

[0014] 非专利文献

[0015] 非专利文献1：本河，“强磁场和物质科学”，Materia刊物、37卷，(1998年)，p926‑930

[0050] 以下，使用附图说明本发明的实施例。

[0051] 实施例1

[0052] 作为本实施方式之一的试样分析装置的例子，说明某免疫分析装置。本发明不限于免疫分析，只要是使用磁性粒子捕捉磁性粒子的试样分析装置就能够应用，对于DNA、生物化学等分析装置也同样能够使用。另外，以下的说明中的方向、朝向这样的词语只要没有特别指定，则根据一般的物理表现，方向仅意味着直线的状态，朝向意味着从某起点朝向一方的行进。

[0053] 图1为免疫分析装置的构造示意图。在图1中，流路10通过管32和管33与吸管喷嘴30和泵35连接。吸管喷嘴30由臂31能够移动地安装，悬浮液容器40、清洗液容器42、缓冲液容器43设置于其移动范围。

[0054] 阀36设置于流路10与泵35之间的管33内。泵35由控制器50通过信号线52控制，能够进行正确的液量的吸引以及排出。泵35还通过管34与废液容器45连接。

[0055] 将由流路10、流路壁11以及12、吸附预定位置14构成的部位称为检测部(或作为一体的部件的流动室)。流动室的流路壁11由透明的材料形成，在内部形成有溶液流动的流路10。流路壁11以及12例如能够分别使用平面状的板构成，但不限于此。流路壁11由透明的材料形成，因此能够使光透过，并且能够观察内部的流动状态。流路壁11的整体不一定必须是透明的，仅使光透过的部分作为窗是透明的即可。

[0056] 流路壁11优选由相对于吸附于流动室内的吸附部分的磁性粒子复合体的标记物质发出的光的波长实质上透明的材料制作，例如优选由玻璃、塑料等制作。

[0057] 在设置于流路10内的吸附预定位置14设置有反应场电极16。另外，在与反应场电极16(吸附预定位置14)相对的流路10内的对面周围设置有对置电极17。并且，反应场电极16以及对置电极17经由引线19a、19b与电压施加单元18连接。电压施加单元18通过信号线
58与控制器50连接。

[0058] 进而，为了吸附磁性粒子，使用磁铁15作为磁场施加单元。磁铁15是永久磁铁或电磁铁。在吸附磁性粒子时，例如使磁铁15移动到流路10的正下方。例如在能够沿水平方向自由移动的滑动机构20设置磁铁15，在吸附磁性粒子时使磁铁15移动到流路10的正下方。

[0059] 磁性粒子13因从磁铁15的磁场受到的磁力，在流路10内被吸附在吸附预定位置14。若吸附预定位置14设为具有规定面积的面，则容易进行发光测定。吸附预定位置14在本实施例中设为设置在流路10的底面上，但也可以位于流路10内的其它面、或者三维地配置的多个面。

[0060] 在对流路10内进行清洗时，例如通过使磁铁15移动到能够充分降低流路10内的磁铁15的影响的位置，能够充分地进行清洗。

[0061] 滑动机构20并非必须在水平方向上移动，只要能够实现清洗时的磁场的影响降低，则也可以是在铅垂方向上的移动、或者在水平以及铅垂这两个方向上的移动。另外，磁铁15也可以是电磁铁，在此情况下，能够通过施加电流而不是位置的移动来控制流路10内的磁场。

[0062] 控制器50通过信号线51、52、53、54、56、57、58与阀36以及37、泵35、臂31、电压施加单元18、光检测器23、滑动机构20连接，能够分别独立地进行控制。

[0063] 在测定中，由控制器50控制电压施加单元18。伴随与此，若在流路10中的反应场电极16和对置电极17之间施加电压，则能够使与吸附在反应场电极16(吸附预定位置14)上的磁性粒子13结合后的标记物质电化学发光。流路壁11是使对置电极17的周围为透明以便能够利用光检测器23进行测定的透明材料即可，则其它部分不需要是透明的材料。

[0064] 反应场电极16以及对置电极17的材料例如能够由金、铂、钯、钨、铱、镍以及它们的合金或碳材料等构成。另外，反应场电极16以及对置电极17也能够使用例如在钛等母材上通过镀敷、溅射等将所述材料成膜的电极。

[0065] 通过采用使用了对置电极17的发光方法，能够将反应场电极16以及对置电极17固定于流动室。图1的免疫分析装置与以后的图2中说明的使用激光的免疫分析装置相比，不需要聚光透镜21、激光光源22，因此省略了激光的定位、吸附预定位置14处的透明材料的选定和设置，能够期待装置的简化、发光的偏差抑制。

[0066] 光检测器23例如能够使用照相机、光电倍增管。

[0067] 作为分析对象的试样是指血清、尿等来自生物体的物质。在试样为血清的情况下，应分析的特定成分例如为肿瘤标志物、抗体、或抗原抗体复合物、单一蛋白质。在以后的说明中，特定成分为TSH(甲状腺刺激激素)。

[0068] 在悬浮液容器40容纳有作为前处理过程而在作为分析对象的试样与微球溶液、试剂混合后并在一定温度(例如37度)下反应一定时间的物质(悬浮液)。微球溶液是指使将颗粒状磁性物质埋入聚苯乙烯等基质材料的磁性粒子13分散于缓冲液中的溶液，在基质材料的表面结合有能够与生物素结合的链霉亲和素。试剂含有使磁性粒子13与试样中的特定成分TSH结合的物质，其中含有对末端进行了生物素处理的抗TSH(Thyroid Stimulating Hormone、甲状腺刺激激素)抗体。试剂根据被分析的特定成分的种类而不同，例如使用免疫球蛋白、抗原、抗体或其它生物学物质。

[0069] 清洗液容器42容纳有用于清洗流路10和管32的内部的清洗液。

[0070] 关于流路10的形状，在定义了沿着流动的方向的长度(路径长度)、与流动垂直的截面的厚度(铅垂方向尺寸)和宽度(水平方向尺寸)的情况下，优选流路10的形状形成为路径长度相对于厚度和宽度中的较大一方为2倍～20倍的长度。这是因为，通过充分确保路径，流体中的磁性粒子13在流路10内扩展之后，容易进行向设置在流路10底面上的吸附预定位置14的吸附。

[0071] 流路10内的磁性粒子13的吸附分布由从设于流路10附近的磁铁15受到的磁力和流体(悬浮液)的流动产生的阻力决定。流路10内的磁场优选磁通密度的大小为0.1～0.5T的强度。此时的流体的流速优选为0.05～0.10m/s。

[0072] 用作磁性粒子13的粒子优选为以下所示的粒子。(1)示出顺磁性、超顺磁性、铁磁性或亚铁磁性的粒子、(2)将示出顺磁性、超顺磁性、铁磁性或亚铁磁性的粒子内包于合成高分子化合物(聚苯乙烯、尼龙等)、天然高分子(纤维素、琼脂糖等)、无机化合物(二氧化硅等)等材料的粒子。

[0073] 另外，粒径优选为0.01～200μm的范围，进一步优选为1～10μm的范围。比重优选为1.3～1.5。根据此规格，磁性粒子13难以在液体内沉降，容易悬浮。在粒子的表面结合具有与分析对象物质特异性结合的性质的物质，例如具有与抗原特异性结合的性质的抗体。

[0074] 标记物质优选为以下所示的物质。具体而言，从通过适当的手段使标记物质与分析对象物质特异性结合并通过适当的手段使其发光的观点出发，可举出以下的例子。

[0075] (1)荧光免疫测定法中使用的标记物质。例如，用异硫氰酸荧光素标记的抗体等。

[0076] (2)化学发光免疫测定法中使用的标记物质。例如，用吖啶酯标记的抗体等。

[0077] (3)化学发光酶免疫测定法中使用的标记物质。例如用将鲁米诺、金刚烷基衍生物作为发光基质的化学发光酶标记的抗体等。

[0078] 以上是本实施例的免疫分析装置(图1)的例子，作为机构不同的变形例的装置的一例，图2表示使用激光的免疫分析装置的概略构造图。

[0079] 在图2中，在流路10的下部周边设置有激光光源22、聚光透镜21，另外，流动室的流路壁11以及12由透明的材料形成。在设于检测部的流路壁11以及12内的吸附预定位置14会聚来自流路10的下部并经由激光光源22以及聚光透镜21照射的激光。此时，为了能够向吸附预定位置14照射激光，吸附预定位置14优选由相对于吸附于流动室内的吸附部分的磁性粒子复合体的标记物质发出的光的波长实质上透明的材料制作，例如优选由玻璃、塑料等制作。

[0080] 另外，例如，在基于配置等的研究，以激光不需要透射吸附预定位置14的方式构成激光光源22、聚光透镜21的情况下，对于吸附预定位置14而言，考虑在其上表面吸附磁性粒子复合体，优选由金、铂、碳等机械强度、耐腐蚀性、加工效率等优异的材料制作。另外，在激光不需要透射吸附预定位置14的情况下，流路壁12不需要是透明的材料，能够使用陶瓷、金属、塑料等材料。

[0081] 在测定发光时，预先使流路10内的流体停止，进而利用滑动机构20将磁铁15从流路10正下方的位置排除，由此解除流路10内的磁力。由此，能够在维持将磁性粒子13保持在吸附预定位置14的状态下产生基于激光照射的发光。由光检测器23接收来自与磁性粒子13结合后的标记物质的发光，能够实施测定。

[0082] 控制器50通过信号线51、52、53、54、55、56、57与阀36以及37、泵35、臂31、激光光源22、光检测器23、滑动机构20连接，能够分别独立地进行控制。

[0083] 另外，本变形例(图2)中的标记物质也可以使用与实施例1(图1)中的标记物质不同的标记物质。标记物质的具体例能够由本领域技术人员基于公知技术等适当设计。

[0084] 在图2的免疫分析装置中，控制器50、臂31、滑动机构20、泵35、阀36以及37、悬浮液容器40、清洗液容器42、缓冲液容器43、流路10、磁性粒子13、标记物质等如图1的免疫分析装置所示。

[0085] 接下来，以图1的免疫分析装置为例说明本实施例的试样分析装置的动作。

[0086] 分析的一个周期由悬浮液吸引期间、磁性粒子捕捉期间、检测期间、清洗期间、复位期间、预吸引期间构成。将容纳有反应单元41处理后的悬浮液的悬浮液容器40放置在一定位置之后开始一个循环。

[0087] 在悬浮液吸引期间，设定为阀36打开而阀37关闭的状态。根据控制器50的信号动作，臂31将吸管喷嘴30插入悬浮液容器40内。接着，根据控制器50的信号，泵35进行一定量的吸引动作。悬浮液容器40内的悬浮液被管32内的流体吸引，经由吸管喷嘴30进入管32内。在此状态下停止泵35，使臂31动作而将吸管喷嘴30插入清洗机构44。在通过清洗机构44时，对吸管喷嘴30进行清洗。

[0088] 在磁性粒子吸附期间，根据控制器50的信号，滑动机构20运转，磁铁15向流路10的下部移动。泵35根据来自控制器50的信号以恒定速度进行吸引。在此期间，管32内存在的悬浮液通过流路10内。在流路壁11以及12内产生来自磁铁15的磁场，因此悬浮液中含有的磁性粒子13因磁力向磁铁15被吸引，被捕捉(吸附)在吸附预定位置14。经过一定时间后，停止泵35对悬浮液的吸引。

[0089] 在检测期间，滑动机构20运转，磁铁15远离流路10。利用控制器50控制电压施加单元18，对流路10内的反应场电极16与对置电极17之间施加电压。由此，能够使与吸附在反应场电极16(吸附预定位置14)上的磁性粒子13结合后的标记物质电化学地发光。发光根据情况，由滤波器进行波长选择，由照相机或光电倍增管等的光检测器23检测。检测出的发光的强度作为信号由控制器50回收。经过一定时间后，停止施加电压。在检测期间中，使臂31运转，将吸管喷嘴30插入清洗机构44。

[0090] 在清洗期间，使用泵35进行吸引，由此使从清洗液容器42吸引的清洗液通过流路10内。此时，磁铁15远离流路10，因此磁性粒子13不被保持在吸附预定位置14，与清洗液一起流走。

[0091] 在复位期间，关闭阀36，打开阀37，使泵35进行排出动作。泵35内的液体向废液容器45排出。

[0092] 在预吸引期间，从缓冲液容器43吸引缓冲液，在管32、流路10内充满缓冲液。在预吸引期间后，能够执行下一个循环。

[0093] 如上所述，本实施例的试样分析装置具备：

[0094] ‑流路，其将包含与特定物质(分析对象物质)结合后的磁性粒子13的试样液导入捕捉区域(吸附预定位置14)；

[0095] ‑供给单元(泵35)，其向流路供给试样液；

[0096] 捕捉单元(磁铁15)，其具备产生磁场的磁场构造，利用磁场使磁性粒子13吸附于捕捉区域；

[0097] ‑测定单元(光检测器23)，其测定吸附于捕捉区域的特定物质；以及[0098] ‑排出单元(泵35)，其在利用测定单元进行测定后，将磁性粒子从流路排出。

[0099] 此外，在本实施例中，供给单元以及排出单元的双方使用泵35，但它们也可以使用单独的构成要素。在此，试样液是包含分析对象物质的液体，例如是悬浮液。

[0100] 另外，也可以使用公知的试样分析装置的一部分来代替与图1以及图2相关联地上述说明的构造。

[0101] 关于以上的试样分析装置，使用图3、4、5、6说明吸附预定位置14以及磁铁15的周边的构造。以下说明的构造能够应用于上述的实施例1(图1)以及变形例(图2)中的任一者。

[0102] 图3是免疫分析装置的流路附近的构造的放大图，在放置了以流动室中央部的流动的行进方向为x轴、以与流动垂直的截面的水平方向为y轴、以与相同铅垂方向为z轴的坐标系的情况下，示出xy平面的截面(图3的(a))和zx平面的截面(图3的(b))。

[0103] 含有磁性粒子13的悬浮液在图3的(b)的由流路壁11a和12形成的路径中向+z方向前进，侵入流动室内。接着，悬浮液按照流路内的流动的朝向60向+x方向前进，若到达流路10的端部，则在由流路壁11b和12形成的路径中向‑z方向前进，从流动室排出。在此期间，悬浮液受到磁铁15的磁场，磁性粒子13因磁力被捕捉(吸附)在吸附预定位置14的表面上(吸附的磁性粒子13a)。

[0104] 图4是使用本实施例的磁铁构造时的流路附近的放大图。在本实施例中，磁铁15具备配置于流路的外侧且磁化方向各不相同的多个磁铁15a。由这些多个磁铁15a形成磁场构造。即，磁场构造具备配置于流路的外侧且磁化方向各不相同的多个磁铁15a。

[0105] 在图4中，示出如下构造：使用永久磁铁作为磁铁15a，将3个相同大小的磁铁15a无间隙地沿着x方向配置成一列，将各磁铁15a的磁化方向从配置于流路10上游侧的个体起分别设为‑z、+x、+z。另外，在流路10中，悬浮液从上游向下游流动。即，与悬浮液一起流动的一个磁性粒子13在第一时刻位于第一位置，在第一时刻之后的第二时刻位于第二位置的情况下，第一位置相对于第二位置在上游，第二位置相对于第一位置在下游。是隔着正中间的磁铁在流路10上游侧和下游侧的磁铁中产生相反方向的磁通的配置。

[0106] 在此，按照一般的磁通表述，以在磁铁材料内部成为S极→N极(在空气等磁铁外部成为N极→S极)的方式使用箭头表示磁铁的磁化朝向61。

[0107] 磁铁15a能够使用一般的磁铁材料，也可以是铁氧体磁铁、钕磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等材料、或者它们的组合。

[0108] 另外，以上述方式并列设置的多个磁铁15a彼此可以由固化性树脂等粘接剂粘接，或者也可以利用塑料、陶瓷等非磁性材料制的夹具等固定。

[0109] 图5是本实施例的磁铁构造和产生磁通。根据此图说明本实施例的效果之一。图5的(a)是三维地表示图4的方式的磁铁构造。在此方式中，用zx平面的磁铁剖面表示沿着磁化的朝向61产生的磁通线62的图是图5的(b)。磁通线62为环状，例如在3个磁铁15a各自的内部，与磁化的朝向61相同，从配置于流路10上游侧的个体示出‑z、+x、+z的箭头方向。

[0110] 在本实施例中，3个磁铁15a分别呈相同形状的长方体，以各面与x轴、y轴或z轴正交的方式配置。另外，具体的构造不限于图5所示的构造，例如也可以使用公知的海尔贝克阵列。

[0111] 通过排列磁化的朝向61不同的磁铁15a，在磁铁外部的一部分区域，不同的磁铁的磁通线62以相互增强的方式重叠。特别是，在磁铁的铅垂上侧，配置有3个的磁铁15a中的中央的磁铁与位于端部的其它两个磁铁所形成的磁通线62的朝向一致，由此合成磁通矢量，使产生的磁通相互增强。根据增强后的磁通的朝向62a，在本实施例中，在磁铁的铅垂上侧，‑z、+z的方向的磁通得以增强。

[0112] 这样，多个磁铁15a配置为，相邻的两个磁铁分别产生的磁通在吸附预定位置14的至少一部分增强。“磁通增强”是指例如磁通的矢量增强。或者，意味着磁通的矢量中的z方向的分量的符号一致。

[0113] 这样，在图4以及图5的配置中，多个磁铁15a配置为，流路侧的磁通密度(例如，流路侧的磁铁面的磁通密度)的大小比与流路相反一侧的磁通密度(例如，与流路相反一侧的磁铁面的磁通密度)的大小大。

[0114] 由此，作为本实施例的效果，能够增强对流路10施加的磁场，能够增大磁性粒子13的捕集率。在此，捕集率是指取吸附于吸附预定位置14的磁性粒子13a的数量相对于试样所包含的磁性粒子13的数量的比例的值。

[0115] 此外，根据非专利文献1，磁场中的物质因磁场而受到的力通常通过以下的式子而为所知。

[0116] F＝‑grad(E)＝(1/μ0)χB(dB/dl)

[0117] 其中，F是力的矢量，E是能量的矢量，grad()是表示空间梯度的运算符，μ0是真空的磁导率，χ是磁化率，B是磁通密度的矢量，l是位置。

[0118] 在增强后的磁场中，磁通密度的矢量B增大，作用于磁性粒子13的力也增大。特别是，在图5的构造中，‑z、+z成分的磁通密度被增强，针对铅垂成分的力发挥作用，因此在想要将磁性粒子13捕捉于流路10的底面的情况下，具有磁性粒子13的捕集率提高的效果。

[0119] 为了确认磁通密度的增大，通过磁场解析来计算磁通密度的大小|B|(图6)(以下，在没有特别说明的情况下，用|B|来表示磁通密度的大小)。磁场解析通过基于麦克斯韦方程式和安培定律的通用磁场解析方法来实施。

[0120] 图6的(a0)是为了比较而准备的磁化为+x的一个个体的磁铁模型，磁铁外部被空气充满。将解析结果示于图6的(a1)。在此，将实施了磁场解析的面70a设为与zx平面平行的磁铁内部截面，面70a的y方向的位置设为磁铁的中央位置。根据解析结果，得到了在磁铁的位置71a附近的空气区域中磁通密度变大、并且随着距磁铁的距离变大而磁通密度各向同性地变小的分布。

[0121] 图6的(b0)是本发明的实施例1的模型。磁铁为与图6的(a0)相同的材料和外部尺寸，且为图5的配置。相同大小的3个磁铁15a无间隙地沿x方向配置成一列。将实施了磁场解析的面70b作为zx平面的磁铁内部截面。

[0122] 磁场解析的结果示于图6的(b1)。根据解析结果，作为与图6的(a1)的一个个体的磁铁模型相同的倾向，发现：取得在磁铁的位置71b附近的空气区域中磁通密度较大而随着距磁铁的距离变大而磁通密度变小的分布的样子。另外，在图6的(b1)中，得到了磁铁的铅垂上表面的磁通密度比铅垂下表面变大的结果。

[0123] 根据磁通密度的急剧变化，也示出了图6的(b1)的磁通密度的梯度(dB/dl)比图6的(a1)大。作为将流路10相比磁铁表面设置于铅垂上方的位置的情况，在图6的(a1)、(b1)中记载了流路10，可知图6的(b1)的本实施例与图6的(a1)的情况(一个个体的磁铁)相比，在流路内产生较大的磁通密度。根据本实施例，确认了磁通密度及其梯度增大。

[0124] 关于磁通密度及其梯度增大的效果，例如如果磁铁外部尺寸为1～10mm，则发现：在距磁铁上侧的表面向+z方向0～1mm的位置看到非常强，在从磁铁表面向+z方向1mm～
20mm的位置也经常看到。但是，磁铁的材料、尺寸或者流路的位置、形状没有限制，根据试样分析装置的构造适当地设计想要增强磁通密度的位置，能够得到更高的效果。

[0125] 根据本实施例，能够减小磁铁表面中与流路10相反侧的磁通密度，增大流路10侧的磁通密度，着眼于作为目标的流路10侧节流，得到发挥超过磁铁材料本来具有的性能(图6的(a1)的一个个体的磁铁模型)的性能的效果。另外，如图6的(b1)的磁铁的铅垂下表面那样减小特定侧的面的磁通密度，对于该试样分析装置或相邻配置的其它装置，能够降低磁噪声。

[0126] 接着，着眼于流路10，使用图7、8、9、10说明本方式中的磁性粒子的捕集率以及附带的其它效果。

[0127] 图7是着眼于流路10，以与图6同样的模型以及条件实施磁场解析时的磁铁模型和解析结果。图7的(a0)是磁化为+x的一个个体的磁铁模型，图7的(b0)是本实施例的无间隙地配置有3个磁铁15a的磁铁模型。

[0128] 设想在各磁铁的铅垂上存在流路10，将实施了磁场解析的面70c、70d定义在比磁铁的上侧表面71c、71d靠铅垂上方的空气区域内。面70c、70d与xy平面平行。

[0129] 根据此配置，在图7的(b0)的情况下，磁性粒子13在流路10中流动而通过多个个体的磁铁的上表面。在使用3个磁铁15a的本实施例中，对于最上游侧的磁铁15a(第一磁铁)、下一个磁铁15a(第二磁铁)、再下一个(即最下游侧)磁铁15a(第三磁铁)，以试样液全部通过比第二磁铁以及第三磁铁靠近第一磁铁的区域、比第一磁铁以及第三磁铁靠近第二磁铁的区域、比第一磁铁以及第二磁铁靠近第三磁铁的区域的方式配置各磁铁15a。这样，3个磁铁15a在流路10中在试样液流动的方向上并列，试样液通过全部的磁铁15a的上方。在使用2个或4个以上的磁铁15a的情况下也能够进行同样的配置。

[0130] 图7的(a1)(b1)是各个模型的磁通密度的解析结果，若比较磁通密度的大小，则本实施例的图7的(b1)示出较大的值。另外，还确认了磁铁附近的磁通密度的变化也急剧，梯度大。因此，通过使用本实施例，能够增大磁通密度及其梯度。

[0131] 此倾向在图7的(a2)(b2)所示的磁通密度的铅垂成分中也可见，确认了通过使用本实施例的方式，使作用于磁性粒子的铅垂方向的力增大。在将吸附预定位置14设置于流路10的底面上的情况下，流路10内的磁性粒子13因铅垂向下的磁力吸附于吸附预定位置14，因此能够促进磁性粒子13的吸附。

[0132] 在此，在图7的(a2)(b2)中，着眼于磁铁附近的磁通密度的变化，对于磁通密度的铅垂成分比较大的区域(即，比周围白或黑的区域)，例如若比较相同的黑度范围的宽度72，则本实施例的图7的(b2)为较窄的宽度。在本实施例中，从磁铁上表面的磁通密度大的区域起，随着距离远离，磁通密度急剧减少，明确地划分作用于磁性粒子的磁力强的区域和弱的区域。由此，能够使磁性粒子13高密度地吸附于吸附预定位置14，并且同时能够防止向吸附预定位置14以外的部位的吸附。能够提高吸附分布的控制性，能够防止不均匀的吸附。

[0133] 为了确认本实施例的效果，使用能够高精度地解析磁性粒子的举动的数值模拟器来解析吸附过程。图8表示流场和磁场中的磁性粒子行为解析的流程图。

[0134] 当计算开始时(S1)，使用通用流体解析软件，进行流路10内的流体解析，求出速度场、压力场。同时，另外使用通用磁场解析软件求出磁铁周围的磁场。接下来，粒子行为解析程序读入流场、磁场的数据(S2)，能够使用各粒子位置处的流场、磁场的值来计算施加于粒子的力(S3)。在此，作为施加于粒子的力，评价从流动受到的力、重力、从磁铁受到的力。对于各粒子，通过逐次求解牛顿的运动方程式，进行粒子行为解析，一边更新磁性粒子的位置(S4)，一边解析磁性粒子的行为。重复计算直至达到指定的经过时间(S5)，若达到则结束计算(S6)。

[0135] 图9的(a)(b)分别是在流路10中使用图7(a0)(b0)的磁铁的情况的磁性粒子的吸附分布的解析结果。另外，图10是基于标准化的长度单位σ，将吸附的磁性粒子的位置分布沿着x轴、y轴直方图化的图。图9的(a)、图10的(a1)(a2)是一个个体的磁铁模型中的磁性粒子的吸附分布，图9的(b)、图10的(b1)(b2)是本实施例中的磁性粒子的吸附分布。

[0136] 对图9的(a)和(b)、图10的(a1)和(b1)、图10(a2)和(b2)中吸附的磁性粒子的数量进行比较，得到本实施例的磁性粒子的捕集率较大的结果。在此，在图9中，将流体中的磁性粒子13吸附于吸附预定位置14的比例表示为捕集率，图9的(b)的本实施例的情况是比图9的(a)的一个个体的磁铁的情况更高的数值。

[0137] 在图9中，相对于虚线所示的磁铁的位置71，对比磁性粒子的吸附位置，在一个个体的磁铁模型的情况下(图9的(a))，磁性粒子吸附在比磁铁的位置71宽的x轴区域，其增减也根据位置而平缓地变化。另一方面，在本实施例的情况下(图9的(b))，磁铁的位置71与磁性粒子较多地吸附的位置是几乎相同的区域。

[0138] 这些能够由图10的(a1)和(b1)所示的x轴的直方图来确认。在一个个体的磁铁模型的情况下(图10的(a1))，在超出吸附预定位置14外的位置的吸附也观察到一定数量，但在本实施例的情况下(图10的(b1))，在超出吸附预定位置14外的位置的吸附为少数。这样，通过本实施例能够提高吸附位置的控制性。

[0139] 进一步而言，例如通过使吸附预定位置14的x方向的尺寸与磁铁的位置71一致等适当地设计吸附预定位置14的形状、尺寸，能够进一步提高测定精度。

[0140] 根据以上的本实施例，能够提供实现磁性粒子的捕集率的增大、因磁性粒子的吸附分布的控制性提高而对不均匀的吸附的抑制、或兼顾两者的试样分析装置。

[0141] 实施例2

[0142] 作为本发明的其它实施例，示出使用了与实施例1不同的磁铁的实施例。在实施例2以后，流动室等磁铁以外的试样分析装置与实施例1相同，省略详细的说明。各实施例所记载的方式并不限定于形状、尺寸、数量等，能够在不脱离其主旨的范围内进行变更，另外，也可以包含上述或者后述的实施例而组合多个实施例。

[0143] 本实施例中使用的多个磁铁只要是能够得到磁性粒子的捕集率增大的效果、或兼顾磁性粒子的捕集率的增大和因磁性粒子的吸附分布的控制性提高而对不均匀的吸附的抑制的效果的形态，则也可以是磁化方向与图5不同的磁铁的组合。

[0144] 图11的(a)是以不同的磁化方向的磁铁的组合来构成将3个相同大小的磁铁15a无间隙地配置成一列的构造的例子。如图11的(a)所示，即使在从流路上游侧的个体起沿+x、+z、‑x的磁化方向配置的情况下，由于磁通矢量的增强，磁铁上表面的磁通密度也增大。由此，得到磁性粒子13的捕集率增大的效果。

[0145] 在本实施例中，以相邻的磁铁彼此的磁化方向为相对地相差90度的角度为基本，但磁通矢量的增强除了相邻的磁铁彼此的磁化方向相同(角度的相对差为0度)的情况以外，能够以任意的相对差得到。若将角度的相对差定义在‑90度～+90度的范围内，则角度的相对差的绝对值只要是大于0度的值即可，可以优选为45度以上，更优选为75度以上，进一步优选为85度以上。若将相对差的绝对值设为90度，则容易得到磁铁的单面(磁铁上表面)的磁通密度比其对面(磁铁下表面)的磁通密度大的效果，但根据吸附预定位置14的形状、作为目标的捕集率及捕捉分布，也可以将相对差的绝对值设定为小于90度。

[0146] 另外，在磁铁为3个以上的场合，相邻的磁铁之间的磁化方向的角度的相对差不必全部相同，也可在多个相邻部位，并用成为不同的相对差的角度。由此，能够控制在流路10内产生的磁通的增强的程度以及与流路10相反一侧的空间中的磁通的减弱的程度。

[0147] 特别是，在将3个或3个以上的磁铁配置成一列的实施方式中，如图5的(a)、图11的(a)为例那样，根据在产生相反朝向的磁通的两个磁铁之间配置其它磁铁的构造，能够增大磁通增强的部位以及区域。

[0148] 另外，上述磁化方向的相对差的变形例不限于本实施例，也能够应用于其它实施例。

[0149] 多个磁铁也可以是横穿流路10的相邻配置，例如，如图11的(b)所示，也可以是3个相同大小的磁铁15a无间隙地沿着y方向配置成一列的构造。多个磁铁15a在与流路10中试样液流动的方向垂直的方向上并列，试样液分别通过不同的磁铁的上方。

[0150] 即，在此情况下，流路(例如，吸附预定位置14及其上方的空间)能够在横穿流路的方向上具有右侧部区域、中央区域以及左侧部区域，多个磁铁15a能够配置为试样液在右侧部区域、中央区域以及左侧部区域中分别通过不同的磁铁15a的上方。

[0151] 在此方式中，也得到磁铁上表面的磁通密度增大的效果以及磁性粒子13的捕集率增大的效果。另外，特别是根据图11的(b)的构造能够控制y方向的产生磁场分布。因此，根据在磁性粒子13的捕捉后使发光标记物质发光的机构的配置形态，在使吸附的磁性粒子13a的分布相对于y方向适当化时是有效的。例如，在使用了反应场电极16和对置电极17的机构中，在使对置电极17沿着y方向配置的情况下，能够控制为在流路中央部或者流路的侧面(流动室内的铅垂且与流路平行的壁面)附近充分地分布并吸附磁性粒子13。

[0152] 多个磁铁的相邻配置以相对于流路10平行或垂直的方向为基本，但根据吸附预定位置14、机构的形状、配置，也可以沿着其它方向配置。例如，在图9所示的吸附预定位置14的配置以及形状中，在使用使吸附预定位置14以流路的中心点为中心在xy平面内旋转45度的配置的情况下，多个磁铁15a的配置也可以同样地旋转。

[0153] 磁铁的个数也可以是3个以外，例如图12是将磁铁15a以2个(a)、4个(b)或5个(c)无间隙地沿着x方向配置成一列的构造的例子。本实施例的效果的一部分能够不限于磁铁的个数而得到，也可以使用6个以上的磁铁。通过增加磁铁的个数，能够细致地控制产生的磁场的分布。另一方面，如果磁铁的个数少，则通过磁铁彼此的粘接、固定的省略等，能够通过简易的制造方法得到本实施例的效果。

[0154] 特别是，若包含3个以上的磁铁作为多个磁铁，则能够灵活地控制磁场的形成。在使用3个以上磁铁的情况下，一列的配置不是必须的，例如，也可以在xy平面内二维地配置多个磁铁。在分别由多个磁铁进行向x、y方向的并置的情况下，能够细致地控制流路10内的磁场。同样地，也可以三维地配置多个磁铁。在三维地配置多个磁铁(例如，第一～第三的3个)的情况下，以试样液在流路10内全部通过比第二磁铁以及第三磁铁靠近第一磁铁的区域、比第一磁铁以及第三磁铁靠近第二磁铁的区域、比第一磁铁以及第二磁铁靠近第三磁铁的区域的方式配置各磁铁，从而容易得到在磁铁上表面磁通密度增大的效果。但是，也可以不一定是通过之前的3个区域的配置，只要是能够得到在磁铁上表面磁通密度增大的效果的配置即可。

[0155] 另外，在仅使用2个磁铁的情况下，2个磁铁的磁化方向不限于图12的(a)所示的模式，也可以使用从图12的(c)的5个中抽出任意相邻的2个的模式。并且，在使用3个以上的磁铁的情况下，作为相邻的两个磁铁的磁化方向，也能够使用从图12的(c)的五个中抽出任意的相邻的两个的图案。

[0156] 综上，能够提供一种使用与实施例1不同的磁铁的配置来实现磁性粒子的捕集率的增大、因磁性粒子的吸附分布的控制性提高而对不均匀的吸附的抑制、以及兼顾两者的试样分析装置。

[0157] 实施例3

[0158] 本实施例中使用的多个磁铁可以是各自不同尺寸的磁铁，例如，也可以将x、y或z轴的尺寸不同的两个以上的磁铁无间隙地沿着x方向配置成一列。图13是配置于流路上游侧的磁铁比配置于流路下游侧的磁铁小的构造(图13的(a)(b))、以及仅在流路下游侧配置产生铅垂方向的磁场的磁铁的构造(图的13(c))的例子。

[0159] 在实施例1所示的试样分析装置中，在从流体中吸附磁性粒子13这样的工序方面，磁性粒子先接近磁铁的流路上游侧，在流路上游侧吸附的粒子数、即吸附的磁性粒子的密度变大。结果，例如在使用一个个体的磁铁的情况下(图6的(a)、图7的(a))，在流路下游侧被吸附的粒子相对变少，因此吸附预定位置14处的磁性粒子分布的均匀性降低。

[0160] 图13的(a)(b)是配置于流路上游侧的磁铁比配置于流路下游侧的磁铁小的构造，在流路下游侧产生的磁场比在流路上游侧产生的磁场大。由此，能够抑制在使用一个个体的磁铁的情况下容易产生的流路上下之间的均匀性的降低，能够提高吸附预定位置14处的磁性粒子分布的均匀性。

[0161] 此时的流路上游侧的磁铁可以如图13的(a)那样减小与流路内的流动的朝向60平行的方向(在图13的(a)中为x方向)尺寸，另外，也可以如图13的(b)那样，减小与流路内的流动的朝向60垂直的方向(y方向或z方向)的尺寸，另外也可以是它们的组合。

[0162] 将流路上游侧的磁铁的铅垂上侧表面和其它磁铁的铅垂上侧表面配置在同一平面上，从而不减弱在流路上游侧产生的磁场(不损害磁铁材料、配置的优越性)便能够使在流路下游侧产生的磁场比在流路上游侧产生的磁场大。由此，例如能够实现在具有高速的流体、大面积的截面的流路10等磁性粒子的吸附更困难的环境下的测量。

[0163] 但是，流路上游侧的磁铁的铅垂上侧表面和其它磁铁的铅垂上侧表面不一定需要配置在同一平面上。例如在为了提高磁性粒子分布的均匀性而想要使在流路下游侧产生的磁场比流路上游侧大的情况下，能够使流路上游侧的磁铁的铅垂上侧表面离开到比其它磁铁的铅垂上侧表面远离流路的位置来实现。

[0164] 图13的(c)是使用了与流路的对置面的面积不同的多个(两个)磁铁15a的构造，特别是流路上游侧的磁铁使用x方向的尺寸大的磁铁，另外是仅在流路下游侧配置产生铅垂方向的磁场的磁铁的构造。多个磁铁15a具备第一磁铁以及与流路的对置面的面积与该第一磁铁不同的第二磁铁。此构造仅在流路下游侧产生磁通的增强，因此与流路上游侧相比能够加大下游侧的磁通密度。由于流路上游侧的磁铁的尺寸较大，在上游侧能够以与使用一个个体的磁铁的情况相同的分布以及捕集率吸附磁性粒子。另一方面，在流路下游侧，利用强磁场使在使用一个个体的磁铁的情况下无法捕集而流出的磁性粒子吸附于吸附预定位置14的内部，能够实现捕集率提高以及均匀性提高。

[0165] 在上述的实施例3中，“上游”以及“下游”这样的区域既可以针对流路的空间而被定义，也可以针对流路的底面而被定义(关于其他的实施例也是同样的)。在针对空间进行定义的情况下，多个磁铁15a能够配置为，在吸附预定位置14的上方的流路内的空间中，下游侧的磁通密度比上游侧的磁通密度大。另一方面，在针对底面进行定义的情况下，多个磁铁15a能够配置为，在流路的底面(例如构成吸附预定位置14的部分)，下游侧的磁通密度比上游侧的磁通密度大。

[0166] 实施例4

[0167] 关于本实施例中使用的多个磁铁，也可以在各磁铁间存在间隙。图14是将3个磁铁15a在一部分设置间隙并沿着x方向配置成一列的构造。此时，间隙可以由空气、树脂材料、陶瓷、金属等构成。间隙例如能够用于基于粘接剂、或者陶瓷制、金属制的夹具的任意的磁铁彼此的固定等。

[0168] 相邻的两个磁铁彼此的间隙能够设为通过磁通矢量的合成而磁场增强的尺寸。假设将相邻的两个磁铁沿着x轴配置，为了增大磁通密度以及梯度，优选磁铁彼此的最小距离(间隔)比双方的磁铁的x轴尺寸中的较大一方(设为Lx)小。即，多个磁铁15a优选配置为，相邻的两个磁铁的间隔比该相邻的两个磁铁中的任一个的宽度(排列方向的尺寸)小。

[0169] 从同样的观点出发，磁铁彼此的最小距离(间隔)更优选比Lx/2小。特别是，为了增大磁通密度以及梯度，更优选如图14所示的上游侧两个磁铁那样使磁铁彼此接触。

[0170] 实施例5

[0171] 在本实施例中使用的多个磁铁中，各磁铁的形状不限于长方体，例如也可以是包含槽、凹凸等特殊部位的形状。图15是使用至少1个以上的具有与槽或凹凸类似的形状的磁铁15a，将3个磁铁15a沿着x方向配置成一列的构造。

[0172] 图15的(a)是在3个相同大小的磁铁15a无间隙地配置成一列的构造(图5(a))中，对于位于流路上游侧的磁铁，在y方向的中央部形成有槽的方式。通过使流路上游侧的磁铁减小与槽对应的体积，能够使在流路下游侧产生的磁场比在流路上游侧产生的磁场大，能够提高磁性粒子分布的均匀性。另外，通在y方向的中央部形成沿z方向延伸的槽，能够增强比流路中央部靠侧壁侧(y方向两侧)的磁场。根据这样的构造，能够提高y方向上的磁性粒子分布的控制性。

[0173] 在图15的(a)的例子中，流路(例如吸附预定位置14及其上方的空间)能够在横穿流路的方向(特别是水平地横穿的方向)上具有右侧部区域、中央区域以及左侧部区域，多个磁铁中的至少一个(上游侧的磁铁)能够是利用该磁铁在右侧部区域以及左侧部区域产生的磁通密度比利用此磁铁在中央区域产生的磁通密度大的形状。

[0174] 用锐利的形状(例如包括90度的凹凸)形成槽或凹凸，能够增大从磁铁向空气区域的磁通密度梯度，对于想要提高捕集率的流动室的设计是有用的。特别是从提高捕集率的观点出发，例如优选在吸附预定位置14与其以外的区域的界面附近使用本实施例的构造。

[0175] 图15的(b)是在将3个相同大小的磁铁15a无间隙地配置成一列的构造(图5的(a))中，对于位于中央以及流路下游侧的磁铁形成相互嵌合的凹凸的形态。相邻的两个磁铁经由相互嵌合的形状的面相对。此外，在图15的(b)的例子中，对置地接触，但也可以以对置的配置如图14那样分离地配置。

[0176] 中央的磁铁是除去长方体的+x侧的面的y方向两侧而向+x的方向形成凸起的形状，体积比原来的长方体小。下游侧的磁铁是通过使长方体的‑x侧的面的y方向两侧向‑x侧突出而形成面向‑x的朝向为凹的形状，体积比原来的长方体大。这样，加大流路下游侧的磁铁，与在流路上游侧产生的磁场相比，能够加大在流路下游侧产生的磁场，能够提高针对x轴方向的磁性粒子分布的均匀性。

[0177] 用平缓的形状(例如包括45度以下的凹凸)形成槽或凹凸，与用锐利的形状形成的情况相比，能够抑制磁铁相邻的区域中的磁场的急剧变化，对于想要提高均匀性的流动室的设计是有用的。这尤其与磁性粒子吸附的部位的分布有关，因此优选在吸附预定位置14的内部使用本方式。

[0178] 在上述的实施例以及变形例中，多个磁铁可以包括永久磁铁，也可以包括电磁铁。若使用永久磁铁，则能够抑制发热。若使用电磁铁，则在不需要磁场的情况下能够消除磁场并抑制磁场对周边构造的影响。

[0179] 另外，多个磁铁也可以包括永久磁铁以及电磁铁。或者，多个磁铁也可以包括由第一材料构成的永久磁铁以及由与第一材料不同的第二材料构成的永久磁铁。材料例如为钕、铁氧体、钐钴、铝镍钴等，可以基于公知技术等适当选择。这样使用不同构造的磁铁，能够进行各位置的磁场的更灵活的控制。

[0180] 根据以上的实施例，对本发明的实施例以及变形例进行了具体说明，但本发明并不限定于上述的实施例以及变形例，能够在不脱离其主旨的范围内进行变更。根据本发明的实施例以及变形例，能够提供一种实现磁性粒子的捕集率的增大、因磁性粒子的吸附分布的控制性提高而对不均匀的吸附的抑制、以及兼顾两者的试样分析装置。

[0181] 符号说明

[0182] 10—流路，11、12—流路壁，11a、11b—流路壁，13—磁性粒子，13a—吸附后的磁性粒子，14—吸附预定位置(补充区域)，15、15a—磁铁，16—反应场电极，17—对置电极，18—电压施加单元，19a、19b—引线，20—滑动机构，21—聚光透镜，22—激光光源，23—光检测器，30—吸管喷嘴，31—臂，32、33、34—管，35—泵，36、37—阀，40—悬浮液容器，41—反应单元，42—清洗液容器，43—缓冲液容器，44—清洗机构，45—废液容器，50—控制器，51、52、53、54、55、56、57、58—信号线，60—流路内的流动方向，61—磁化的方向，62—磁通线，
62a—增强后的磁通的方向，70a、70b、70c、70d—实施了磁场解析的面，71、71a、71b—磁铁的位置，71c、71d—磁铁的上侧表面，72—磁通密度的铅垂成分比较大的区域的宽度。

[0183] 本说明书中引用的全部刊物、专利和专利申请直接通过引用并入本说明书中。