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WO2022202263A1 - イムノクロマトグラフ検査装置 - Google Patents

イムノクロマトグラフ検査装置 Download PDF

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Publication number
WO2022202263A1
WO2022202263A1 PCT/JP2022/009823 JP2022009823W WO2022202263A1 WO 2022202263 A1 WO2022202263 A1 WO 2022202263A1 JP 2022009823 W JP2022009823 W JP 2022009823W WO 2022202263 A1 WO2022202263 A1 WO 2022202263A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reagent
bubbles
inspection
area
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/009823
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康武 田中
裕康 石井
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Priority to JP2023508929A priority Critical patent/JPWO2022202263A1/ja
Priority to CN202280023200.1A priority patent/CN117043606A/zh
Priority to EP22775057.7A priority patent/EP4317985A4/en
Publication of WO2022202263A1 publication Critical patent/WO2022202263A1/ja
Priority to US18/450,180 priority patent/US20230386173A1/en

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    • G01N2021/7756Sensor type
    • G01N2021/7759Dipstick; Test strip

Definitions

  • the present disclosure relates to an immunochromatographic inspection device.
  • immunochromatography is widely used because it is easy to operate and can be tested in a short time.
  • An immunochromatographic kit comprises an immunochromatographic carrier supplied with a sample.
  • An immunochromatographic carrier has a test region on which an antibody that specifically binds to an antigen, which is a test substance, is immobilized.
  • an antibody that specifically binds to an antigen is developed on an immunochromatographic carrier together with a sample containing the antigen, the antigen binds to the antibody immobilized in the test area, and the labeled substance is captured via the antigen. be done. If the test area develops color from the labeling substance captured in this test area, it is determined to be positive.
  • WO2016/114122 and WO2017/104143 disclose amplification techniques for amplifying labeling signals emitted by labeling substances.
  • the disclosed amplification technique is that of silver amplification in which colloidal gold particles are used as labeling substances and silver ions and silver ion reducing agents are used as reagents for amplification.
  • colloidal gold particles are used as a catalyst to cause an amplification reaction that produces silver particles having a relatively large particle size. This amplification reaction amplifies the labeling signal emitted by the colloidal gold particles.
  • the immunochromatography kits of WO 2016/114122 and WO 2017/104143 include a first amplification liquid pod holding a first amplification liquid (corresponding to the first reagent) containing a silver ion reducing agent, a silver ion is provided with a second amplification solution that holds a second amplification solution (corresponding to a second reagent) containing
  • the immunochromatography kit has a mechanism for applying a pressing force to the first amplification fluid pod and a mechanism for applying a pressing force to the second amplification fluid pod. By applying a pressing force to each mechanism, it is possible to supply the first amplification liquid and the second amplification liquid to the immunochromatographic carrier and cause an amplification reaction.
  • Japanese National Publication of International Patent Application No. 2008-275473 relates to an analyzer that uses microwells having a plurality of wells and performs analysis processing on a large number of samples in parallel.
  • the analyzer disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-275473 is provided with bubble/foreign matter determining means for determining whether bubbles or foreign matter are mixed in the microwell.
  • bubble/foreign matter determining means for determining whether bubbles or foreign matter are mixed in the microwell.
  • An inspection device using a cartridge including a first amplification liquid pod and a second amplification liquid pod is known, such as the immunochromatography kits described in WO2016/114122 and WO2017/104143.
  • the inspection apparatus includes a sensor that optically detects the light emission state of the inspection area, and a display section that displays the detection result. By using the inspection device, the user can mechanically determine whether the sample is positive or negative simply by loading the cartridge on which the sample is spotted.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to provide an immunochromatographic inspection apparatus capable of suppressing the occurrence of erroneous determinations compared to the conventional technology.
  • the immunochromatographic testing apparatus of the present disclosure includes a carrier having a spotting area where a specimen is spotted and a testing area where the coloring state changes depending on whether the specimen is positive or negative, and a reagent is supplied to the carrier.
  • a loading unit in which the cartridge to be loaded is detachably loaded a first detection unit that detects the coloring state of the inspection area; a second detection unit that detects the state of bubbles generated in the inspection area due to the supply of the reagent;
  • a processor that determines whether or not there is a change in the coloring state based on the coloring state detected by the first detection unit, and when it is determined that there is no bubble based on the generation state of bubbles detected by the second detection unit. and a processor for determining whether or not there is a change in the coloring state.
  • the second detection unit may be an image sensor that outputs an observation image including the observation area by capturing an image of the observation area including the inspection area and a peripheral area of the inspection area. preferable.
  • the processor obtains the standard deviation of the pixel values of the image of the region of interest within the observation region, and if the standard deviation is equal to or less than a preset threshold value, it is determined that there are no bubbles. good.
  • the processor derives the pixel value difference or ratio between the reference image without bubbles and the image of the region of interest in the observation region, and the difference or ratio is equal to or less than a preset threshold value. , it may be determined that there is no bubble.
  • the processor determines that bubbles are present, it is preferable to determine again whether or not bubbles are present after a first preset time has elapsed.
  • the processor determines that there are bubbles even after the second preset time has elapsed from the preset point in time after the cartridge is loaded, An error is preferably reported.
  • the processor acquires two or more observation images with a time difference from the second detection unit, and the pixel value difference of the image of the attention area in the observation area in the two or more observation images.
  • a ratio may be derived, and it may be determined that there are no bubbles when the difference or ratio is equal to or less than a preset threshold value.
  • the first detection unit is an imaging unit that captures an image of the observation area including the inspection area and its peripheral area, and preferably serves as both the first detection unit and the second detection unit.
  • the cartridge includes a cover member that covers the carrier, and in the cover member, a gap of 0.01 to 1 mm through which the reagent is supplied between the surface of the carrier and the cover member in the inspection area. , and the reagent is preferably spread in the test area using the gap as a channel.
  • the cartridge holds a first reagent holding part holding a first reagent supplied to the carrier, and a second reagent supplied to the carrier after the first reagent is supplied to the carrier. It is preferable that the reagent causing bubbles is the second reagent, and the processor determines the presence or absence of bubbles after the second reagent is supplied to the carrier.
  • the immunochromatograph inspection device of the present disclosure it is possible to suppress the occurrence of erroneous determinations.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an immunochromatograph inspection device
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view of a cartridge
  • 4 is an exploded perspective view of the cartridge
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship of the test strip, multifunctional member, first reagent holding portion, and second reagent holding portion in the cartridge; It is explanatory drawing of the immunochromatography method.
  • FIG. 4 is a partially cutaway side view of the inspection device in which the cartridge is loaded
  • FIG. 10 is a partially cutaway side view of the inspection device in which the cartridge is loaded and the second reagent supply mechanism is in operation
  • 8A and 8B are diagrams schematically showing images of an imaging region, in which FIG. 8A is a diagram showing the case with bubbles, and FIG.
  • FIG. 8B is a diagram showing the case without bubbles. It is a figure which shows an inspection flow. It is a figure which shows the inspection flow in an inspection apparatus. It is a figure which shows the 1st flow of the process which discriminate
  • FIG. 10 is a diagram showing a second flow of the process of determining the presence or absence of bubbles; It is a figure which shows the modification of the inspection flow in an inspection apparatus.
  • FIG. 10 is a diagram showing a flow of steps for confirming the absence of bubbles;
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an immunochromatograph inspection device 110 (hereinafter simply referred to as inspection device 110) of one embodiment.
  • FIG. 2 is an external view of the cartridge 100 attached to the inspection device 110, and
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the cartridge 100.
  • FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship of main housing components within the cartridge 100. As shown in FIG.
  • the cartridge 100 is a single-use type that is used one by one for each sample to be tested. Inside the cartridge 100, as shown in FIG. 3, a test strip 1 containing an immunochromatographic carrier 2 (hereinafter referred to as carrier 2) is arranged inside the cartridge 100. A test region L1 is provided on the carrier 2, and the coloring state changes depending on whether the sample contains the test substance, that is, whether the sample is positive or negative.
  • carrier 2 an immunochromatographic carrier 2
  • the specimen is not particularly limited as long as it may contain the test substance.
  • Specimens are, for example, biological samples, particularly animal (especially human) blood, serum, plasma, cerebrospinal fluid, tears, sweat, urine, pus, nasal discharge, nasal swab, pharyngeal swab, nasal aspirate, Alternatively, body fluids such as sputum, excrement, organs, tissues, mucous membranes and skin, or swabs containing them, or liquid samples containing animals and plants themselves or dried bodies thereof.
  • Antigens, antibodies, proteins, low-molecular-weight compounds, and the like are examples of test substances.
  • the inspection device 110 of this example is loaded with the cartridge 100 in which the sample is spotted. Then, the inspection device 110 detects the coloring state of the inspection area L1 of the loaded cartridge 100, and presents the determination result as to whether the specimen is positive or negative. In the following description, determination of whether a specimen is positive or negative is referred to as main determination.
  • main determination determination of whether a specimen is positive or negative is referred to as main determination.
  • the cartridge 100 is loaded into the testing device 110.
  • the cartridge 100 of this example allows the user to visually check whether the sample is positive or negative without using the testing device 110. It has a configuration that can be confirmed.
  • Such a cartridge 100 is also called an immunochromatographic test tool or an immunochromatographic test kit.
  • the inspection device 110 has a housing 111, and the housing 111 has a cartridge loading section 112 in which the cartridge 100 is detachably loaded.
  • the front surface of the housing 111 is provided with an opening for inserting the cartridge 100 into the housing 111 and an opening/closing lid 112a for opening and closing the opening.
  • the opening/closing lid 112a is opened, the cartridge 100 is inserted into the housing 111, and when the cartridge loading section 112 is loaded, the opening/closing lid 112a is closed. The inspection is performed with the opening/closing lid 112a closed.
  • a power switch 113 is provided on the front surface of the housing 111, and a monitor 119 is provided on the upper surface of the housing 111.
  • the monitor 119 displays the result of the main determination, an error message, and the like.
  • the monitor 119 is, for example, a touch panel monitor, and displays various operation screens. Through the operation screen, the user can input operation instructions such as an instruction to start processing and selection of an examination procedure.
  • the cartridge 100 includes, for example, a housing 9 composed of a case member 20 and a cover member 10.
  • the housing 9 is made of resin material, for example.
  • the case member 20 has an opening formed in its upper portion, and accommodates therein the test strip 1 as well as the first reagent holding portion 40 and the second reagent holding portion 45 .
  • the cover member 10 covers the opening of the case member 20 by being attached to the opening of the case member 20 .
  • the housing 9 has an elongated shape as a whole to match the elongated shape of the test strip 1 .
  • a drip port 16, an observation window 18, a first pressed portion 11 and a second pressed portion 12 are provided in the upper portion of the housing 9, which is constituted by the cover member 10 in this example. These parts are integrally formed with the cover member 10 as an example.
  • the drip port 16 is an opening for dripping the specimen inside the housing 9 .
  • a boss is erected upward on the edge of the drip port 16 .
  • the observation window 18 is a window for observing the inspection area L1 from the outside, and is formed of a transparent member as an example. In this example, the size of the observation window 18 is such that not only the inspection area L1 but also the control area L2 and the coloring area L3, which will be described later, can be observed.
  • the first pressed portion 11 is an operation portion operated to supply the first reagent 41 (see FIG. 4) in the first reagent holding portion 40 to the carrier 2 .
  • the second pressed portion 12 is an operation portion operated to supply the second reagent 46 (see FIG. 4) in the second reagent holding portion 45 to the carrier 2 .
  • the first reagent 41 and the second reagent 46 are amplifying agents for amplifying the coloring of the test region L1 when the specimen 50 is positive, as will be described later.
  • the first pressed portion 11 When a pressing force is applied from the outside as an external force to the first pressed portion 11, the first pressed portion 11 is deformed.
  • the first pressed portion 11 has a quadrangular pyramid shape, and when a pressing force is applied from above to a region including the apex of the quadrangular pyramid, the apex of the quadrangular pyramid sinks into the interior of the housing 9 . Transform into When the first pressed portion 11 is deformed in this manner, a pressing force is applied to the first reagent holding portion 40 inside the housing 9 . Deformation or the like occurs in the first reagent holding portion 40 due to the pressing force applied through the first pressed portion 11 . Due to this deformation or the like, the first reagent 41 held by the first reagent holding portion 40 is supplied to the test strip 1 .
  • the first pressed portion 11 is maintained in a state after being deformed after being deformed by pressing.
  • the inspection device 110 of this example can be loaded with the cartridge 100 in which the first pressed portion 11 is pre-pressed by the user.
  • the deformation of the first pressed portion 11 is maintained even after the user releases the first pressed portion 11 . This is because it is easy to continue the supply of the reagent 41 .
  • the second pressed portion 12 when a pressing force is applied to the second pressed portion 12 from the outside as an external force, the second pressed portion 12 is deformed.
  • the second pressed portion 12 of this example also has a quadrangular pyramid shape. The vertex is deformed so as to sink into the housing 9 .
  • a pressing force is applied to the second reagent holding portion 45 inside the housing 9 . Deformation or the like occurs in the second reagent holding portion 45 due to the pressing force applied through the second pressed portion 12 . Due to this deformation or the like, the second reagent 46 held by the second reagent holding portion 45 is supplied to the test strip 1 .
  • the second pressed portion 12 of this example is provided with a contact portion 12b that contacts the second reagent holding portion 45 (see FIGS. 6 and 7).
  • the inspection apparatus 110 of this example can select a plurality of inspection flows, as described later.
  • the second pressed portion 12 is pressed by the internal mechanism of the inspection device 110 . Therefore, it is sufficient that the second pressed portion 12 can be pressed by an internal mechanism.
  • the user can also press the second pressed portion 12 when the cartridge 100 is used. Aspects are preferred.
  • the case member 20 accommodates the test strip 1 including the carrier 2 along the longitudinal direction.
  • a first reagent holding portion 40 is disposed on the case member 20 on one end side in the longitudinal direction (upstream side shown in FIG. 4).
  • a recessed first accommodating portion 24 is formed to match the shape of the first reagent holding portion 40 .
  • One end of the test strip 1 is placed above the first reagent holding portion 40 that is housed in the first housing portion 24 .
  • the first reagent holding section 40 holds the first reagent 41 .
  • the first reagent holding part 40 is made of, for example, a resin material and is composed of a container 42 having an opening on one side and a breakable sheet member 43 that covers the opening of the container 42 .
  • the container 42 is filled with the first reagent 41 and the opening of the container 42 is sealed with the sheet member 43 .
  • the first reagent holding section 40 is arranged in the first housing section 24 with the sheet member 43 facing upward.
  • the pressing force applied from the first pressed portion 11 is transmitted to the sheet member 43 of the first reagent holding portion 40 via the end portion of the test strip 1, breaking the sheet member 43 (see FIGS. 6 and 7).
  • the first reagent 41 is supplied to the test strip 1 by breaking the sheet member 43 .
  • the first pressed portion 11 of this example is provided with a ridge portion 11b that abuts on the sheet member 43 (see FIGS. 6 and 7).
  • the protruding portion 11b has, for example, an elongated shape extending in the width direction of the test strip 1 and a tip pointed toward the sheet member 43 so as to easily break the sheet member 43. .
  • the cartridge 100 also includes a multifunctional member 30 that has a function of accommodating the second reagent holding portion 45 .
  • the multifunctional member 30 is arranged on the other end side of the case member 20 (downstream side in FIG. 4) and above the test strip 1 .
  • the multifunctional member 30 is a member in which a second housing portion 32 and a flow path forming portion 35 are integrally formed.
  • the second storage portion 32 is a portion that stores the second reagent holding portion 45 .
  • the second housing portion 32 has a box shape with an open top. As shown in FIG.
  • a protrusion 34 for breaking a later-described sheet member 48 of the second reagent holding part 45 and a second reagent flowing out from the second reagent holding part 45 are provided.
  • An opening 33 is formed through which the reagent 46 flows toward the carrier 2 .
  • the flow path forming portion 35 is provided so as to be connected to the upstream side from the second housing portion 32 .
  • the flow path forming part 35 has a flat plate shape, is arranged at a position facing the test area L1 and the like in the longitudinal direction of the carrier 2, and is arranged with a gap between it and the carrier 2. As shown in FIG. Then, the flow path forming part 35 forms a flow path between the carrier 2 and the second reagent 46 flowing out from the second storage part 32 toward the test region L1 or the like. In this manner, the flow path forming portion 35 is arranged between the observation window 18 and the inspection area L1 of the carrier 2 and the like. Therefore, the flow path forming portion 35 is made of a transparent member so that the inspection area L1 and the like can be observed through the observation window 18 .
  • the second reagent holding section 45 holds the second reagent 46 .
  • the second reagent holding part 45 is made of, for example, a resin material and is composed of a container 47 having an opening on one side and a breakable sheet member 48 that covers the opening of the container 47 .
  • a container 47 is filled with a second reagent 46 , and the opening of the container 47 is sealed with a sheet member 48 .
  • the second reagent holding section 45 is arranged in the second housing section 32 with the sheet member 48 facing downward. As a result, the sheet member 48 faces the projecting portion 34 inside the second accommodating portion 32 .
  • the pressing force applied from the second pressed portion 12 to the second reagent holding portion 45 acts in a direction to push the second reagent holding portion 45 downward, thereby pressing the sheet member 48 against the projection portion 34 .
  • the sheet member 48 is broken (see FIGS. 6 and 7).
  • the second reagent 46 is supplied to the carrier 2 through the channel formed by the opening 33 at the bottom of the second containing portion 32 and the channel forming portion 35 .
  • a gap ( clearance) D is formed.
  • the gap D is in the range of 0.01 mm to 1 mm, for example.
  • the second reagent 46 flows out from the opening 33 at the bottom of the second container 32 toward the carrier 2, and the second reagent 46 that has flowed out flows through the channel formed by the gap D to at least the inspection area L1. reach.
  • the second reagent 46 that has reached the inspection area L1 infiltrates the inspection area L1 from the channel. That is, in the housing 9, there is a gap D of 0.01 to 1 mm between the surface of the carrier 2 and the flow path forming portion 35 in the inspection area L1, and the second reagent 46 is supplied. 46 is developed in the inspection area L1 using the gap D as a flow path.
  • the case member 20 is provided with a supporting portion 22 that supports the end portion of the test strip 1 including the absorbent pad 6 at a position facing the absorbent pad 6 .
  • a second receiving portion 32 of the multifunctional member 30 is arranged above the absorbent pad 6 .
  • the support portion 22 also supports the multifunctional member 30 via the absorbent pad 6 .
  • the case member 20 is formed with a support portion 21 that supports the central portion of the test strip 1 .
  • the test strip 1 comprises a carrier 2, a liquid transfer pad 4, and an absorbent pad 6.
  • the carrier 2 is fixed and supported on the back pressure-sensitive adhesive sheet 7 .
  • the carrier 2 is a porous insoluble carrier for developing the specimen, and comprises an inspection area L1, a control area L2 and a coloring area L3.
  • the carrier 2 also comprises an indicator-retaining pad 3 .
  • the label holding pad 3 constitutes a spotting area on which the sample is spotted.
  • the coloring area L3 is arranged downstream of the inspection area L1.
  • the test area L1, the control area L2, and the coloring area L3 are line-shaped areas extending in a direction perpendicular to the developing direction of the specimen on the carrier 2, respectively.
  • test area L1 the control area L2, and the coloring area L3 are shown as lines, they are not always expressed. Details will be described later, but before the sample 50 (see FIG. 5), the first reagent 41 (see FIG. 4), and the second reagent 46 (see FIG. 4) are developed, the colors of the inspection region L1 and the control region L2 are Since the color is substantially the same as the color of the carrier 2 (for example, white), it is not possible to clearly see the inspection area L1 and the control area L2 at this stage.
  • the test area L1 is developed as a line by developing the specimen 50 and increasing the color development density when the developed specimen 50 is positive. As a result, the inspection area L1 becomes visible. Since the color development of the inspection area L1 is amplified by silver amplification, which will be described later, the inspection area L1 develops a black color.
  • the control area L2 also appears as a line due to the increase in color development density when the sample 50 is developed. As a result, the control area L2 becomes visible. Since the coloring of the control region L2 is also silver-amplified, the control region L2 also develops a black color.
  • the coloring region L3 appears as a dark green line with a black tint (hereinafter referred to as dark green) and is visible.
  • the colored region L3 appears as an orange line by changing the color from dark green to orange.
  • the carrier 2 for example, a porous material such as a nitrocellulose membrane can be used.
  • the back adhesive sheet 7 to which the carrier 2 is fixed is a sheet-like base material having an adhesive surface on which the carrier 2 is attached.
  • a labeling substance 53 is fixed to the label holding pad 3 .
  • the labeling substance 53 is modified with a first binding substance 52 that specifically binds to the test substance 51 contained in the specimen 50 .
  • the label holding pad 3 is fixed on the carrier 2 at a position facing the drip port 16 of the cover member 10 . Accordingly, the sample 50 is dropped onto the label holding pad 3 from the dropping port 16 . Therefore, the label holding pad 3 corresponds to a spotting area on which the sample 50 is spotted.
  • the label holding pad 3 is fixed at approximately the central position of the carrier 2 in the longitudinal direction.
  • the labeling substance 53 for example, colloidal gold particles (EM.GC50, manufactured by BBI) having a diameter of 50 nm can be used.
  • the labeling substance 53 is not limited to colloidal gold, and metal sulfides that can be used in normal chromatography, colored particles that are used in immunoagglutination, and the like can be used, and colloidal metals are particularly preferred.
  • metal colloids include colloidal gold, colloidal silver, colloidal platinum, colloidal iron, colloidal aluminum hydroxide, and composite colloids thereof. gold colloid is most preferable among them.
  • the inspection region L1 contains a second binding substance 56 that specifically binds to the test substance 51 and captures the test substance 51 .
  • the second binding substance 56 binds to the test substance 51 and captures the test substance 51 in the inspection region L1
  • the first binding substance 52 and the labeling substance 53 bound to the test substance 51 are captured. be.
  • the specimen 50 contains the test substance 51
  • the test substance 51 and the labeling substance 53 are captured in the test region L1, so that the color density of the test region L1 rises above a preset standard.
  • the inspection area L ⁇ b>1 is an area for confirming the presence or absence of the test substance 51 based on the labeling signal from the labeling substance 53 captured through the test substance 51 .
  • the control region L2 contains a third binding substance 58 that specifically binds to the first binding substance 52, and captures the labeling substance 53 via the first binding substance 52.
  • the labeling substance 53 that is not bound to the test substance 51 among the labeling substances 53 modified with the first binding substance 52 is also included in the test region L1 together with the sample 50.
  • the inside of the carrier 2 is developed toward the .
  • the labeling substance 53 that is not bound to the test substance 51 passes through the inspection area L1 without being captured by the inspection area L1.
  • the labeling substance 53 that has passed through the inspection region L1 is captured in the control region L2 via the first binding substance 52 as the first binding substance 52 binds to the third binding substance 58 .
  • the control area L2 is an area for confirming the completion of the development of the specimen 50 based on the labeling signal from the labeling substance 53 captured via the first binding substance 52 . Therefore, the control area L2 is sometimes called a confirmation area.
  • the first binding substance 52 that modifies the labeling substance 53 and specifically binds to the test substance 51 is, for example, an antibody against the antigen if the test substance is an antigen, or an antibody that is the test substance.
  • the test substance is a protein or a low-molecular-weight compound, it is a substance that specifically binds to the test substance, such as an aptamer for the protein or the low-molecular-weight compound.
  • the second binding substance 56 fixed to the test region L1 and specifically binding to the test substance 51 is, for example, an antibody against the antigen when the test substance is an antigen, or an antibody against the test substance.
  • the test substance is a protein or a low-molecular-weight compound, it is a substance that specifically binds to the test substance, such as an aptamer for the protein or the low-molecular-weight compound.
  • the first binding substance 52 and the second binding substance 56 may be the same or different.
  • the third binding substance 58 that specifically binds to the first binding substance 52 may be the test substance 51 itself or a compound having a site recognized by the first binding substance 52.
  • a compound obtained by binding a derivative of the substance 51 to a protein may be used.
  • the first binding substance 52 and the second binding substance 56 are anti-influenza A monoclonal antibody (Anti-Influenza A SPTN-5 7307, Medix Biochemical company), and an anti-mouse IgG antibody (anti-mouse IgG (H+L), rabbit F(ab′)2, product number 566-70621, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as the third binding substance 58.
  • Anti-Influenza A SPTN-5 7307 Medix Biochemical company
  • an anti-mouse IgG antibody anti-mouse IgG (H+L), rabbit F(ab′)2, product number 566-70621, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the coloring region L3 contains a substance that reacts with the first reagent 41 to change the coloring state.
  • the colored region L3 reacts with the first reagent 41 to develop color or change color, thereby indicating that the first reagent 41 has been spread to that region.
  • a mixed aqueous solution of iron nitrate aqueous solution and citric acid manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 038-06925
  • bromocresol green (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Co., Ltd.) is preferably fixed in a line to form the coloring region L3. This aspect is the aspect of the coloring region L3 of the present example.
  • the coloring region L3 of the present example is dark green before reacting with the first reagent 41. When you reach it, it turns orange.
  • the coloring region L3 is also called an amplification index region because it indicates the timing at which the first reagent 41 is developed and the second reagent 46 is supplied by changing the coloring state.
  • the liquid-feeding pad 4 is arranged in contact with one end of the carrier 2, and feeds the first reagent 41 to the carrier 2 from the upstream side of the spotting area (constituted by the label holding pad 3). One end of the liquid-feeding pad 4 is immersed in the first reagent holding section 40 when the first pressed portion 11 is pressed.
  • the liquid-feeding pad 4 is made of a porous material, absorbs the first reagent 41, and feeds the absorbed first reagent 41 to the carrier 2 by capillary action.
  • the absorbent pad 6 is arranged in contact with the other end of the carrier 2 and absorbs the specimen 50, the first reagent 41 and the second reagent 46 developed on the carrier 2.
  • the absorbent pad 6 is also made of a porous material.
  • the first reagent 41 and the second reagent 46 are amplifying drugs that amplify the color development of the test region L1 and the control region L2 by reacting with each other.
  • a metallic labeling substance such as colloidal gold
  • silver amplification is used as a method for amplifying the labeling signal of the labeling substance 53, for example.
  • the first reagent 41 and the second reagent 46 are, for example, amplification drugs used for silver amplification, and the reaction of the first reagent 41 and the second reagent 46 with the labeling substance 53 as a catalyst is the amplification reaction.
  • the amplification reaction produces silver particles 60 (see FIG. 5) having a particle size relatively larger than that of the labeling substance 53 .
  • the first reagent 41 is a reducing agent that reduces silver ions
  • the second reagent 46 is silver ions.
  • silver particles 60 (see FIG. 5) are generated.
  • silver particles 60 (see FIG. 5) having a particle diameter larger than that of the labeling substance 53 are produced.
  • the labeling signal emitted by the labeling substance 53 is amplified, and as a result, the coloring of the labeling substance 53 is amplified in the inspection area L1 and the control area L2.
  • any inorganic or organic material or a mixture thereof can be used as long as it can reduce silver ions used as the second reagent 46 to silver.
  • Preferred examples of the inorganic reducing agent include reducing metal salts and reducing metal complexes whose valence can be changed with metal ions such as Fe 2+ , V 2+ and Ti 3+ . When using inorganic reducing agents, it is necessary to complex or reduce the oxidized ions to remove or render them harmless.
  • citric acid or EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • Developing agents used in wet silver halide photographic light-sensitive materials for example, methyl gallate, hydroquinone, substituted hydroquinone, 3-pyrazolidones, p-aminophenols, p-phenylenediamines, hindered phenols, amidoxime azines, azines, catechols, pyrogallols, ascorbic acid (or its derivatives), and leuco dyes), and other materials apparent to those skilled in the art, such as those described in U.S. Pat. No. 6,020,117. can also be used.
  • an ascorbic acid reducing agent is also preferable.
  • useful ascorbic acid reducing agents include ascorbic acid and analogues, isomers and derivatives thereof, such as D- or L-ascorbic acid and its sugar derivatives such as ⁇ -lactoascorbic acid, glucoascorbic acid, fucoascorbic acid , glucoheptoacorbic acid, maltoascorbic acid), sodium salt of ascorbic acid, potassium salt of ascorbic acid, isoascorbic acid (or L-erythroascorbic acid), salts thereof (eg alkali metal salts, ammonium salts or the art known salt), enediol-type ascorbic acid, enaminol-type ascorbic acid, thioenol-type ascorbic acid, etc., particularly D, L or D, L-ascorbic acid (and , its alkali metal salt) or isoascorbic acid (or its alkali metal salt
  • a solution in which a compound containing silver ions is dissolved in a solvent is preferable.
  • Organic silver salts, inorganic silver salts, or silver complexes can be used as silver ion-containing compounds. Inorganic silver salts or silver complexes are preferred.
  • the inorganic silver salt it is possible to use a silver ion-containing compound that is highly soluble in a solvent such as water, such as silver nitrate, silver acetate, silver lactate, silver butyrate, and silver thiosulfate. Silver nitrate is particularly preferred.
  • a silver complex coordinated with a ligand having a water-soluble group such as a hydroxyl group or a sulfone group is preferable, and examples thereof include hydroxythioether silver.
  • the sample 50 is spotted on the label holding pad 3, which is the spotting area (step S1).
  • a test substance 51 in a specimen 50 spotted on the label-holding pad 3 specifically binds to a first binding substance 52 that modifies the labeling substance 53 contained in the label-holding pad 3 .
  • the analyte 50 is developed downstream from the label holding pad 3 within the carrier 2 by capillary action in the carrier 2 .
  • a portion of the specimen 50 is also developed on the upstream side.
  • An arrow S indicates how the specimen 50 is unfolded.
  • the first reagent 41 is supplied (step S2).
  • the first reagent 41 is supplied from the liquid transfer pad 4 side.
  • the first reagent 41 is supplied to the carrier 2 via the liquid-sending pad 4 and developed downstream.
  • step S3-S4 wait until the first reagent 41 is developed downstream.
  • "Wait" shown in FIG. 5 means waiting.
  • the first reagent 41 is gradually developed downstream, and the sample 50 being developed from the label holding pad 3 and the labeling substance 53 modified with the first binding substance 52 are pushed to the downstream side by the first reagent 41. (step S3).
  • the test substance 51 in the sample 50 that has been developed downstream and reached the inspection region L1 is captured by the second binding substance 56 in the inspection region L1. That is, the labeling substance 53 is captured in the inspection region L1 via the test substance 51 and the first binding substance 52 .
  • the labeling substance 53 not bound to the test substance 51 passes through the inspection region L1 without being captured and is captured by the third binding substance 58 in the control region L2.
  • the coloring region L3 reacts with the first reagent 41 to change the coloring state.
  • the coloring region L3 is dark green before reacting with the first reagent 41 and changes color to orange by reacting with the first reagent 41 .
  • the second reagent 46 is supplied to the carrier 2 (step S5).
  • the second reagent 46 is supplied to the carrier 2 from the downstream side of the coloring region L3 and developed upstream.
  • the first reagent 41 is a first amplification liquid containing a reducing agent that reduces silver ions
  • the second reagent 46 is a second amplification liquid containing silver ions.
  • Silver particles 60 are generated by the reaction of the first amplification liquid and the second amplification liquid with the colloidal gold particles as the labeling substance 53 as a catalyst. This amplifies the label signal (step S6).
  • the first reagent 41 is developed downstream by capillary action in the liquid-sending pad 4 and the carrier 2 .
  • the second reagent 46 flows on the surface of the carrier 2 using the gap D between the channel forming portion 35 of the multifunctional member 30 and the surface of the carrier 2 as a channel, and is developed in the test area L1.
  • bubbles may be generated in the gap D. be.
  • bubbles may be generated in the test region L1 arranged at a position facing the flow path forming portion 35 of the carrier 2 and its surroundings.
  • One of the causes of the generation of bubbles is presumed to be that the second reagent 46 flows vigorously into the gap D, and the remaining air and the second reagent 46 are mixed. It is also presumed that the air in the carrier 2 rises to the surface of the carrier 2 when the second reagent 46 that has flowed into the gap D infiltrates into the carrier 2 . It is speculated that at least one of these causes the generation of bubbles.
  • FIG. 6 and 7 are partially broken side views of the inspection device 110 with the cartridge 100 loaded. The configuration and functions of the inspection apparatus 110 will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 is partially broken side views of the inspection device 110 with the cartridge 100 loaded. The configuration and functions of the inspection apparatus 110 will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 is partially broken side views of the inspection device 110 with the cartridge 100 loaded. The configuration and functions of the inspection apparatus 110 will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the inspection apparatus 110 of this example can select, for example, the following three inspection flows: a first inspection flow, a second inspection flow, and a third inspection flow.
  • a first inspection flow In any of the first to third test flows, the sample 50 must be spotted on the carrier 2 of the cartridge 100 before loading.
  • the first inspection flow is a flow for inspecting the cartridge 100 in a state where the application of the sample 50 and the supply of the first reagent 41 are started before loading.
  • the first inspection flow after the cartridge is loaded into the inspection device 110 , only the second reagent 46 of the first reagent 41 and the second reagent 46 is supplied to the carrier 2 by the inspection device 110 .
  • the second inspection flow is a flow for inspecting the cartridge 100 on which only the sample 50 has been spotted before loading.
  • the inspection device 110 supplies both the first reagent 41 and the second reagent 46 to the carrier 2 .
  • the third inspection flow is a flow for inspecting the cartridge 100 in a state where the sample 50 is spotted, the first reagent 41 is supplied, and the second reagent 46 is supplied, before loading.
  • the first reagent 41 and the second reagent 46 are not supplied to the inspection device 110 after the cartridges are loaded into the inspection device 110 .
  • the first inspection flow will be described below after the configuration of the inspection apparatus 110 is described.
  • the inspection device 110 includes a first reagent supply mechanism 116 and a second reagent supply mechanism 118 as internal mechanisms.
  • the first reagent supply mechanism 116 is a mechanism for starting supply of the first reagent 41 from the first reagent holding part 40 to the carrier 2 .
  • the first reagent supply mechanism 116 uses, for example, an actuator such as a solenoid provided with an electromagnet and a plunger movable with respect to the electromagnet. For example, by moving the plunger, the plunger comes into contact with the first pressed portion 11 and presses the first pressed portion 11 .
  • the first reagent supply mechanism 116 is arranged at a position facing the first pressed portion 11 of the loaded cartridge 100 .
  • the first reagent supply mechanism 116 is a pressing mechanism that applies a pressing force to the first pressed portion 11 from the outside by pressing the first pressed portion 11 of the cartridge 100 .
  • a pressing force is applied to the first pressed portion 11 by the first reagent supply mechanism 116, the first reagent 41 is supplied from the first reagent holding portion 40 to the carrier 2 by the action described above.
  • the first reagent supply mechanism 116 is not used in the first test flow and the third test flow, and is used only in the second test flow.
  • the second reagent supply mechanism 118 is a mechanism for starting supply of the second reagent 46 from the second reagent holding portion 45 to the carrier 2 . As with the first reagent supply mechanism 116, the second reagent supply mechanism 118 also uses an actuator such as a solenoid. The second reagent supply mechanism 118 is arranged at a position facing the second pressed portion 12 of the loaded cartridge 100 . The second reagent supply mechanism 118 is a pressing mechanism that applies a pressing force to the second pressed portion 12 from the outside by pressing the second pressed portion 12 of the cartridge 100 .
  • the second reagent 46 is supplied from the second reagent holding portion 45 to the carrier 2 by the action described above.
  • the second reagent supply mechanism 118 is not used in the third test flow, and is used only in the first and second test flows.
  • the inspection apparatus 110 further includes a detection unit 114 , a processor 120 and a memory 121 in addition to the loading unit 112 , the first reagent supply mechanism 116 and the second reagent supply mechanism 118 inside the housing 111 .
  • the processor 120 and memory 121 are shown outside the housing 111 of the inspection apparatus 110 in FIG.
  • the detection unit 114 optically detects the coloring states of the inspection region L1, the control region L2, and the coloring region L3, and outputs a detection signal representing the coloring state to the processor 120. Further, the detection unit 114 detects the state of generation of bubbles generated in the inspection region L ⁇ b>1 due to the supply of the second reagent 46 and outputs a detection signal representing the state of generation of bubbles to the processor 120 .
  • the detection unit 114 is, for example, an image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor and a CCD (Charge Coupled Device) image sensor.
  • the detection unit 114 is arranged, for example, at a position facing the observation window 18 .
  • the detection unit 114 captures an image of a preset range centered on the observation window 18 and including its surroundings.
  • the captured image captured by the detection unit 114 includes observation areas 70 (see FIG. 8) exposed through the observation window 18, such as the inspection area L1, the control area L2, and the coloring area L3. Then, the captured image is output from the detection unit 114 to the processor 120 .
  • light sources 115 such as light-emitting diodes are provided on both sides of the detection unit 114 to illuminate the inspection area L1, the control area L2, and the coloring area L3 during imaging.
  • the processor 120 comprehensively controls each part of the inspection device 110 .
  • An example of the processor 120 is a CPU (Central Processing Unit) that performs various controls by executing programs. By executing the programs, the CPU controls the detection unit control unit 122, the coloring state determination unit 123, the first reagent supply mechanism control unit 124, the second reagent supply mechanism control unit 125, the display control unit 126, the foam determination unit 129, and the It functions as a controller having a timer 128 .
  • the memory 121 is an example of memory connected to or built into the CPU as the processor 120 . For example, a control program is stored in the memory 121 .
  • Processor 120 is implemented by a CPU executing a control program.
  • the detection unit control unit 122 controls imaging timing by the detection unit 114 .
  • the first reagent supply mechanism control section 124 operates the first reagent supply mechanism 116 to press the first pressed section 11 .
  • the second reagent supply mechanism control unit 125 operates the second reagent supply mechanism 118 based on the change in the coloring state of the coloring region L3, and controls the second pressed portion 12 to be pressed.
  • the coloring state determination unit 123 executes coloring region determination processing, control region determination processing, and inspection region determination processing based on the detection signal output by the detection unit 114 .
  • the detection unit 114 outputs a captured image of the observation area 70 including the inspection area L1, the control area L2, and the coloring area L3.
  • the coloring state determination unit 123 executes each of the determination processes described above based on the captured image.
  • the coloring region determination process based on the captured image, it is determined whether the coloring state of the coloring region L3 has changed, for example, whether the color has changed from dark green, which is the color before reaction with the first reagent 41, to orange. processing. When there is a change in the coloring state, it means that the first reagent 41 has spread to the coloring region L3.
  • change in coloring state includes a mode in which a first color different from the color of the carrier changes to a second color (that is, discoloration), and a color different from that of the carrier develops, thereby changing the color of the carrier. It includes either a mode of changing to another color (ie, color development) or a mode of changing color density (ie, density change).
  • the processor 120 operates the second reagent supply mechanism 118 via the second reagent supply mechanism control unit 125 when the coloring state determination unit 123 determines that the coloring state of the coloring region L3 has changed.
  • the control area determination process is a process of determining whether or not there is a change in the coloring state of the control area L2 based on the captured image.
  • the line is expressed in the control region L2 by capturing the labeling substance 53 in the control region or by silver amplification after being captured. .
  • the coloring state determination unit 123 determines that the coloring state of the control region L2 has changed, ie, that the control region L2 has developed, the inspection region determination processing of the next step is executed.
  • the inspection area determination process is a process of determining whether or not there is a change in the coloring state of the inspection area L1 based on the captured image. In this example, since a line appears in the inspection area L1 by capturing the labeling substance 53 in the inspection area L1 or by silver amplification after being captured, it is determined whether or not the line appears in the inspection area L1. do.
  • the processor 120 displays the test result as "positive” on the monitor 119 via the display control unit 126. Further, when it is determined that there is no change in the coloring state of the inspection region L1, the inspection result is displayed as "negative” on the monitor 119 via the display control unit 126.
  • the foam discrimination unit 129 discriminates the presence or absence of bubbles based on the state of foam generation detected by the detection unit 114 . Determination of the presence or absence of bubbles by the foam determination unit 129 is performed after the operation of the second reagent supply mechanism 118 and before the control area determination process. When the foam determination unit 129 determines that there is no foam, the control region determination processing by the coloring state determination unit 123 is executed.
  • FIG. 8A and 8B schematically show an example of an observation image 71 cut out from the captured image output by the detection unit 114.
  • FIG. An observation image 71 is an image corresponding to an observation area 70 exposed through the observation window 18 of the carrier 2.
  • the observation area 70 includes an inspection area L1, a control area L2, and a coloring area L3.
  • An observation image 71A shown in FIG. 8A and an observation image 71B shown in FIG. 8B are both observation images 71 of the observation area 70, and differ in whether or not bubbles are generated in the inspection area L1. That is, an observation image 71A shown in FIG. 8A shows a state in which bubbles are generated in the inspection area L1, and an observation image 71B shown in FIG. 8B shows a state in which bubbles are not generated in the inspection area L1.
  • the code of the observation image 71 is given a subcode A or B, and when there is no need to distinguish between them, the observation image 71 is simply referred to.
  • the state differs between when bubbles are generated in the inspection area L1 and when there are no bubbles, and the difference appears in the observation image 71A and the observation image 71B.
  • the observation image 71A with bubbles is different from the observation image 71B without bubbles.
  • Determine the presence or absence of bubbles in A method for determining the presence or absence of bubbles will be described later, but in this example, as shown in an observation image 71A shown in FIG. 8A and an observation image 71B shown in FIG. is set, and the presence or absence of bubbles is determined based on the ROI image 72 corresponding to the set attention area ROI.
  • the peripheral area of the inspection area L1 is an area where bubbles are generated in the same manner as the inspection area L1 when bubbles are generated in the inspection area L1.
  • the peripheral area and the attention area ROI set in the peripheral area are areas in which lines do not appear. Regardless of whether the specimen 50 is positive or negative, the concentration of the region of interest ROI does not change significantly due to factors other than bubbles.
  • the presence or absence of bubbles can be easily determined by comparison with the ROI image 72B in the image without bubbles.
  • the code of the ROI image 72 is given a subcode of A or B. It is simply called the ROI image 72 .
  • the ROI image 72B shown in FIG. 8B is a part of the observation image 71B, which is an image without bubbles, and the ROI image 72B is used as a reference image RI referred to as a comparison standard for determining the presence or absence of bubbles.
  • the reference image RI without bubbles is preliminarily stored in the memory 121 as, for example, one of setting information to be described later.
  • the memory 121 also stores setting information preset for the processor 120 to perform various controls.
  • As the setting information information necessary for the coloring state determination unit 123 to determine a change in the coloring state is recorded. Examples of setting information include a preset first set time t1, a preset second set time t2, a preset third set time t3, a preset fourth set time t4, and a preset time t4.
  • the set number of times K, L and the like can be mentioned.
  • the first set time t1 is a waiting time until the processor 120 determines again whether or not bubbles are present after judging that bubbles are present.
  • the second set time t2 is the allowable time for repeating the determination of the presence or absence of bubbles again when the processor 120 determines that there are bubbles.
  • the third set time t3 is a waiting time until the processor 120 determines again whether or not the coloring state of the coloring region L3 has changed after determining that the coloring state of the coloring region L3 has not changed.
  • the fourth set time t4 is a preset time from a preset point in time after the cartridge is loaded, and is an allowable time for repeating the presence or absence of the coloring state of the coloring region L3.
  • a procedure for immunochromatographic inspection using the inspection apparatus 110 of this embodiment will be described with reference to FIGS.
  • a first inspection flow will be described in which the user supplies the first reagent 41 and the inspection apparatus 110 supplies the second reagent 46 .
  • FIG. 9 is a diagram showing the first inspection flow.
  • the user drips the specimen 50 from the drip port 16 of the cartridge 100 onto the spotting area of the carrier 2 (step S11).
  • step S12 the user presses the first pressed portion 11 of the cartridge 100 to start supplying the first reagent 41.
  • the user loads the cartridge 100 into the loading section 112 of the inspection device 110 that is powered on (step S13).
  • the loaded cartridge 100 is inspected (step S14).
  • the time required for the first reagent 41 to fully develop the carrier 2 after the start of supply of the first reagent 41 is different for each cartridge, but generally requires about 5 to 10 minutes.
  • the time from when the user presses the first pressed portion 11 to when the loading portion 112 is loaded may be determined according to the convenience of the user.
  • FIG. 10 shows a detailed inspection flow of inspection execution (step S14) by the inspection device 110 shown in FIG.
  • inspection in the inspection device 110 step S14 in FIG. 9 is started.
  • n is a parameter for the number of execution times of the determination processing of the coloring region L3.
  • the processor 120 determines whether or not the coloring state of the coloring region L3 has changed (specifically, a change from dark green to orange) (step S21). Specifically, the processor 120 illuminates the observation area 70 exposed through the observation window 18 by turning on the light source 115, and causes the detection unit 114 to perform imaging in this state. Then, the processor 120 acquires the captured image from the detection unit 114 and cuts out the observation image 71 of the observation area 70 from the acquired captured image.
  • the processor 120 determines a change in the coloring state of the coloring region L3 of the observed image 71 .
  • the processor 120 determines a change in the coloring state of the coloring region L3 of the observed image 71 .
  • the first reagent 41 is applied to the coloring region L3 and its upstream inspection region. It means that L1 and control area L2 have been reached.
  • the processor 120 starts supplying the second reagent 46 by operating the second reagent supply mechanism 118 (step S22).
  • the processor 120 causes the second pressed portion 12 of the cartridge 100 to be pressed by the second reagent supply mechanism 118 .
  • the second pressed portion 12 is pressed, the second pressed portion 12 is deformed so as to sink toward the second reagent holding portion 45 . Due to this deformation, the sheet member 48 of the second reagent holding portion 45 is pressed against the protrusion 34 and broken, and the second reagent 46 is supplied onto the carrier 2 .
  • step S21 if the coloring state of the coloring region L3 has not changed (step S21: No), it is within the fourth set time t4 and the number of times n of determining the change in the coloring state of the coloring region L3 is less than K times ( It is determined whether n ⁇ K) (step S23).
  • step S26 the processor 120 notifies an error (step S26) and ends the inspection flow.
  • notification of the error is performed by displaying an error message on the monitor 119 .
  • the error message may be notified by voice.
  • step S24 wait until the third set time t3 elapses (step S24).
  • t3 wait The third set time t3 is, for example, about 30 seconds, and the fourth set time t4 is set in advance to, for example, 20 minutes.
  • m is a parameter for the number of times the determination process of the bubble presence/absence determination step (step S27) is performed.
  • processor 120 determines the presence or absence of bubbles in inspection region L1 (step S28). Specifically, in step S28, the processor 120 causes the detection unit 114 to capture an image of the observation area 70 while the observation area 70 is illuminated, as in step S21. Then, the processor 120 cuts out an observation image 71 corresponding to the observation area 70 from the captured image output by the detection unit 114, and determines the presence or absence of bubbles based on the cut-out observation image 71.
  • FIG. When the observation image 71 is determined to have no bubbles like the observation image 71B (see FIG. 8B), the quantitativeness of the coloring state of the inspection region L1 is good, and positive or negative determination is properly performed. means the state of being able to
  • step S32 the processor 120 determines changes in the coloring state of the control region L2 from the observation image 71.
  • FIG. The processor 120 determines whether or not the coloring density of the control region L2 reaches a density equal to or higher than a preset reference, and if the density is equal to or higher than the reference, it determines that the control region L2 is developed. If it is determined that the control region L2 is expressed, it means that the specimen 50 has reached the control region L2 and the test region L1 upstream thereof.
  • step S28 if the observation image 71 is determined to contain bubbles as in the observation image 71A (see FIG. 8A) (step S28: No), it is within the second set time t2 and the presence or absence of bubbles is determined. It is determined whether or not the number of times m is less than L (m ⁇ L) (step S29).
  • step S29: No if the second set time t2 is exceeded or m ⁇ L is not true (step S29: No), the processor 120 notifies an error (step S26) and ends the inspection flow.
  • step S30 wait until the first set time t1 elapses (step S30).
  • t1 wait The first set time t1 is, for example, about 10 seconds, and the second set time t2 is set in advance to, for example, 5 minutes.
  • step S32 determines whether the control region L2 is expressed (step S32). if the control region L2 is expressed (step S32: Yes), the processor 120 determines whether the specimen 50 is positive or negative. A main judgment is made (step S33), and the inspection flow ends.
  • the processor 120 determines whether the color density of the line-shaped inspection area L1 has reached a density equal to or higher than a preset reference. is expressed. If it is determined that the test region L1 is expressed, it means that the specimen 50 is positive, and if it is determined that the test region L1 is not expressed, it means that the specimen 50 is negative. . In this way, the processor 120 determines whether the specimen 50 is positive or negative depending on the presence or absence of expression in the test region L1 in the main determination.
  • the processor 120 that has made the main determination displays the test result as "positive” on the monitor 119 when it determines that there is expression in the test region L1. Also, when it is determined that there is no expression in the inspection region L1, the monitor 119 displays the inspection result as "negative".
  • step S32 determines whether or not the control region L2 is expressed in step S32, if the control region L2 is not expressed (step S32: No), an error is reported (step S26) and the inspection flow ends. Note that if the control region L2 does not appear after the second reagent 46 is developed, there is a possibility that the sample 50 has not been spotted.
  • the first inspection flow is as described above.
  • step S28 for determining the presence or absence of bubbles in the first inspection flow will be described.
  • a plurality of flows are conceivable for the flow of step S28.
  • FIG. 11 shows a first flow, which is an example of the flow of step S28.
  • the processor 120 first obtains the observation image 71 by cutting out the observation image 71 corresponding to the observation area 70 from the captured image output by the detection unit 114 (step S41).
  • the processor 120 extracts an ROI image 72 (see FIG. 8) of a region of interest (ROI) from the acquired observation image 71 (step S42).
  • the region of interest ROI is a region in which lines in the peripheral region of the inspection region L1 do not appear (see FIG. 8).
  • the processor 120 reads out the reference image RI indicating the no-bubble state held in the memory 121 as setting information.
  • the reference image RI may be an image stored in the memory 121 in advance, or may be an image of an area in which no lines appear in the image obtained in step S21.
  • the processor 120 derives a difference value ⁇ PV, which is the difference in pixel values between the reference image RI and the ROI image 72 extracted at step S42.
  • the ROI image 72 and the reference image RI each consist of a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a matrix.
  • the difference value ⁇ PV is obtained by calculating the difference between the pixel values of the corresponding pixels of the ROI image 72 and the reference image RI, and using the average value of the differences for each pixel.
  • step S44 the processor 120 determines whether the difference value ⁇ PV is equal to or less than a preset threshold value A. In step S44, if the difference value ⁇ PV is equal to or less than a preset threshold value A ( ⁇ PV ⁇ A) (step S44: Yes), it is determined that there are no bubbles (step S45), and the foam determination step ends. On the other hand, if the difference value ⁇ PV is greater than the threshold value A ( ⁇ PV>A) (step S44: No), it is determined that there are bubbles (step S46), and the bubble determination step is terminated.
  • the region of interest ROI corresponding to the ROI image 72 is, as described above, a region in which lines around the inspection region L1 do not appear.
  • the area where no line appears shows the color of the carrier 2 itself, which serves as the background of the inspection area L1 and the like, and the density is substantially uniform if there is no bubble. That is, the pixel values of the pixels included in that region are substantially uniform (see FIG. 8B).
  • the pixel values of the pixels included in that area are not uniform, and the existence of bubbles causes shading.
  • the pixel values vary, and the average value of the pixel values is the same as that of the image without bubbles such as the ROI image 72B (used as the reference image RI). become smaller in comparison. Therefore, if the difference value ⁇ RI with respect to the reference image RI is equal to or less than the threshold value A, it means that there is no bubble or the bubble does not affect line discrimination.
  • the second reagent 46 when the second reagent 46 is supplied to the carrier 2 in the cartridge 100, bubbles may be generated between the channel forming part 35 and the carrier 2, that is, on the inspection area L1. .
  • the test area L1 When the specimen 50 is positive, the test area L1 is colored black. However, if bubbles are generated in the test area L1, the visibility of the black color development is significantly reduced by the bubbles. Therefore, if the main determination (see step S33 in FIG. 10) is performed in a state where bubbles are generated in the inspection area L1, there is a case where the negative result is erroneously determined despite the positive result.
  • the inspection apparatus 110 of this embodiment determines whether or not there is a change in the coloring state of the inspection area when the processor determines that there is no bubble based on the state of bubble generation detected by the detection unit 114 . Therefore, it is possible to suppress erroneous determination of the presence or absence of a change in the coloring state due to the influence of bubbles, and it is possible to suppress erroneous determination in the main determination of positive or negative.
  • the processor 120 determines whether the difference (the difference value ⁇ PV as an example) between the reference image RI without bubbles and the image of the region of interest ROI showing the ROI image 72 as an example is equal to or less than a preset threshold.
  • the presence or absence of bubbles is determined based on the above. The presence or absence of bubbles can be determined by a relatively simple method of comparing these images.
  • the processor 120 determines the presence or absence of bubbles based on the difference between the reference image RI and the ROI image 72, but derives the ratio between the reference image RI and the ROI image 72. , the presence or absence of bubbles may be determined based on whether or not the ratio is equal to or less than a preset threshold value. It should be noted that preset thresholds are different between the case of using the difference and the case of using the ratio.
  • the processor 120 determines that bubbles are present in the foam determination step, the presence or absence of bubbles is determined again after the first set time t1 has elapsed after the determination. As a result, reliable inspection can be performed even when the time from the generation of bubbles to the disappearance of bubbles varies due to individual differences in cartridges.
  • the processor 120 may perform the determination even after a preset second set time t2 has elapsed from a preset point in time after the cartridge 100 is loaded, or after repeating the determination a preset number of times. Also, if it is determined that there are bubbles, an error is reported. As a result, if the bubbles do not disappear after the second set time t2 has elapsed or after repeating the determination a preset number of times, an error is reported, so that an erroneous detection due to a malfunction of the inspection device 110 can be performed. It is possible to prevent the device from being occupied indefinitely when a
  • the preset time to start counting the second set time t2 is appropriately determined, such as when the supply of the second reagent 46 is started, or when the determination of the presence or absence of bubbles a preset number of times is completed. Also, the preset number of times L may be appropriately set to 2 or more.
  • step S28 when it is determined that bubbles are present by determining the presence or absence of bubbles (step S28: No), the number of times m of determining the presence or absence of bubbles is within the second set time t2. It is determined whether or not it is less than L times (m ⁇ L) (step S29). Then, if it is within the second set time t2 and m ⁇ L, determination of the presence or absence of bubbles is repeated, and if the second set time t2 is exceeded or m becomes L, an error is notified ( Step S26). However, in step S29, only one condition of being within the second set time t2 and m ⁇ L may be determined.
  • step S29 it is determined only whether it is within the second set time t2. An error notification may be made (step S26). Further, in step S29, it is determined only whether m ⁇ L, and if m ⁇ L, the determination of the presence or absence of bubbles (step S28) is repeated, and if m becomes L times, an error is notified (step S26) You may do so.
  • the processor 120 determines that there is no change in the coloring state of the coloring region L3, after the predetermined third set time t3 has elapsed after the determination, the coloring state is again checked. Determines whether or not there is a change in As a result, even if the development time required for the first reagent 41 to reach the coloring region L3 varies due to individual differences in the cartridges 100, reliable inspection can be performed according to the development state of each cartridge 100. .
  • the processor 120 continues to perform the inspection even after the preset fourth set time t4 has elapsed from the preset point in time after the cartridge 100 is loaded, or after the preset number of times. If the coloring state of the coloring region L3 does not change even after the determination is repeated, an error is reported. As a result, if the coloring state does not change even after the fourth set time has elapsed or after repeating the discrimination a preset number of times, an error is reported, so that the development failure of the first reagent 41, or It is possible to prevent the cartridge 100 from occupying the apparatus indefinitely when it is not deployed.
  • the preset point in time to start counting the fourth set time t4 may be the time when the cartridge is loaded or the point in time when the determination of the preset number of times is completed. Also, the preset number of times K may be appropriately set to 2 or more.
  • step S23 only one of the conditions of being within the fourth set time t4 and n ⁇ K may be determined. That is, in step S23, it is determined only whether it is within the fourth set time t4. If the set time t4 is exceeded, an error may be notified (step S26). In step S23, it is determined only whether or not n ⁇ K. For example, an error notification may be made (step S26).
  • the detection unit 114 detects the coloring states of all of the inspection area L1, the control area L2, and the coloring area L3, and also detects the generation of bubbles in the inspection area L1 due to the supply of the reagent.
  • a detection unit (first detection unit) for detecting a coloring state and a detection unit (second detection unit) for detecting a bubble generation state may be separately provided.
  • the configuration can be simplified and the cost can be reduced as compared with the case where the detection units are provided separately.
  • space can be saved.
  • the detection unit that detects the state of bubble generation is not limited to an imaging unit that captures an image, such as an image sensor, and may be a photodetector capable of detecting the amount of light. Since the amount of reflected light varies depending on the state of bubble formation, the state of bubble formation may be detected by detecting changes in the amount of light with a photodetector.
  • the second reagent supply mechanism 118 exemplifies an actuator such as a solenoid, but depending on the configuration of the second reagent holding portion in the cartridge 100, the supply of the second reagent 46 from the second reagent holding portion 45 is started. Any mechanism may be used as long as it allows the For example, if the second reagent holding unit 45 has a shutter that starts supplying the second reagent 46 by opening the shutter, the second reagent supply mechanism 118 is a mechanism for opening the shutter. good. The same applies to the first reagent supply mechanism 116 as well.
  • the first reagent 41 is the first amplification liquid and the second reagent 46 is the second amplification liquid, but the first reagent 41 and the second reagent 46 are not limited to this combination.
  • a combination in which the first reagent 41 is the developing solution and the second reagent 46 is the washing solution, or a combination in which the first reagent 41 is the developing solution or the washing solution, and the second reagent 46 is the amplifying solution may be used. .
  • the second reagent 46 is an amplifying agent that amplifies color development.
  • the second reagent 46 is an amplifying agent that amplifies the color development of the inspection region L1
  • the color development of the inspection region L1 is amplified, so that the determination accuracy can be improved.
  • the first reagent 41 and the second reagent 46 are amplifying solutions that amplify the coloring of the inspection region L1.
  • the first reagent 41 and the second reagent 46 are amplifying agents that amplify the color development of the inspection region L1
  • the color development of the inspection region L1 is amplified, so that the determination accuracy can be improved.
  • the step S28 (see FIG. 10) of determining the presence or absence of bubbles is not limited to the above first flow.
  • FIG. 12 shows a second flow that is another example of the step S28.
  • the processor 120 obtains an observation image 71 by causing the detection unit 114 to image the observation area 70 while the observation area 70 is illuminated by the light source 115 (step S51). ).
  • the processor 120 extracts an ROI image 72 (see FIG. 8) corresponding to the region of interest ROI from the acquired observation image 71 (step S52).
  • the region of interest ROI is a region where lines in the peripheral region of the inspection region L1 do not appear, as in the first flow.
  • step S ⁇ b>53 the processor 120 derives the standard deviation ⁇ of the pixel values of the ROI image 72 from each pixel value of the ROI image 72 . If the derived standard deviation ⁇ is equal to or less than a preset threshold value B (that is, ⁇ B) (step S54: Yes), the processor 120 determines that there is no foam (step S55), and performs the foam determination step. finish. On the other hand, when the standard deviation ⁇ is larger than the threshold value B ( ⁇ >B) (step S54: No), it is determined that there are bubbles (step S56), and the foam determination step ends.
  • a preset threshold value B that is, ⁇ B
  • the region of interest ROI is, for example, a region in which lines around the inspection region L1 do not appear. Since the area where no line appears shows the color of the carrier 2 itself, the density is substantially uniform if there is no bubble. That is, since the pixel values of the pixels included in that region are substantially uniform, the standard deviation ⁇ is small. On the other hand, when bubbles are generated in the inspection area L1, there are also bubbles in the surrounding area. Therefore, the pixel values of the pixels included in that area are not uniform, and the existence of bubbles causes shading. Since an image with bubbles has gradation, the pixel values vary and the standard deviation ⁇ increases. That is, if the standard deviation ⁇ is equal to or less than the threshold value B, it means that there is no bubble or that the bubble does not affect line discrimination.
  • the processor 120 derives the standard deviation ⁇ of the pixel values of the acquired image of the region of interest ROI (ROI image 72 as an example), and calculates the standard deviation When ⁇ is equal to or less than the threshold value B, it is determined that there is no bubble. Therefore, unlike the first flow, it is possible to determine whether or not bubbles are generated without comparing with an image without bubbles such as the reference image RI.
  • FIG. 13 is an inspection flow of a modified example in which the first inspection flow in the inspection apparatus 110 shown in FIG. 10 is partially changed.
  • the same steps as those in the first inspection flow of FIG. 10 are denoted by the same step symbols, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • step S22 of operating the second reagent supply mechanism 118 to supply the second reagent 46 it is confirmed that bubbles have disappeared (step S28A). After confirming that the bubbles have disappeared, it is determined whether or not the linear control region L2 is developed (step S32). Other steps are the same as the inspection flow shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing the processing flow in step S28A for confirming that bubbles have disappeared.
  • the processor 120 acquires an observation image 71(ta) obtained by imaging the observation area 70 at time ta through the detection unit 114 (step S61). Then, an ROI image 72(ta) of the region of interest ROI is extracted from the observed image 71(ta) (step S62). Further, the processor 120 acquires an observation image 71(tb) obtained by imaging the same observation area 70 at time tb (step S63), and extracts an ROI image 72(tb) of the attention area ROI from the observation image 71(tb). (Step S64).
  • the region of interest ROI is, for example, a peripheral region of the inspection region L1 in the same manner as described above, and is a region in which lines do not appear.
  • the processor 120 derives a pixel value difference value ⁇ PVT between the ROI image 72 (ta) extracted from the observed image 71 (ta) and the ROI image 72 (tb) extracted from the observed image 71 (tb) (step S65). Then, it is determined whether or not the difference value ⁇ PVT is equal to or less than a preset threshold value C (step S66).
  • step S66 If the difference ⁇ PVT is greater than the threshold value C (step S66: No), the ROI image 72(tb) is set as a new ROI image 72(ta) (step S68), and the process proceeds to step S63 to obtain a new observation image 71(tb). Returning, steps S63 to S66 are repeated until bubbles disappear.
  • the amount of bubbles present in the inspection area L1 gradually decreases as time passes from the initial state in which the bubbles are generated, by moving or disappearing.
  • the amount of reduction in the number of bubbles per unit time is large, and as time passes, the amount of reduction in the number of bubbles per unit time decreases, and eventually, the color development state of the inspection area L1.
  • the amount of foam is reduced to the extent that it does not affect the main judgment for detecting changes in That is, the rate of decrease of bubbles is large at the beginning of the decrease, gradually decreases, and when the rate of decrease falls below a certain level, the amount of bubbles decreases to the extent that the main judgment is not affected.
  • the difference value ⁇ PVT means the amount of decrease in bubbles per unit time, and when the difference value ⁇ PVT is larger than the threshold C, it means that the amount of decrease in bubbles due to movement or disappearance of the bubbles is large. A large amount of reduction in bubbles means that the state of large reduction in bubbles continues, and that a certain amount of bubbles still exist in the inspection region L1. On the other hand, when the difference value ⁇ PVT is equal to or less than the threshold value C, it means that the change in the amount of foam due to movement or disappearance of the foam is small, and the amount of foam is reduced to the extent that the main judgment is not affected.
  • step S66 If the difference value ⁇ PVT is equal to or less than the preset threshold value C (step S66: Yes), the processor 120 determines that there are no bubbles (step S67), and ends step S28A for confirming that the bubbles are gone. do.
  • the processor 120 acquires two or more observation images with a time difference via the detection unit 114, and calculates the difference in pixel values of the two or more images of the region of interest ROI (the ROI image 72 as an example). If the difference is equal to or less than a preset threshold value, it is determined that there is no bubble. It can be determined by a simple method of comparing images.
  • the processor 120 determines the presence or absence of bubbles based on whether the difference between the pixel values of the two ROI images 72 is equal to or less than a preset threshold.
  • the processor 120 may derive the ratio of the pixel values of the two ROI images 72 and determine the presence or absence of bubbles based on whether the ratio is equal to or less than a preset threshold. It should be noted that preset thresholds are different between the case of using the difference and the case of using the ratio.
  • the inspection apparatus 110 can also select the second inspection flow and the third inspection flow.
  • the cartridge 100 is loaded into the loading section 112 of the inspection device 110 without supplying the first reagent 41 .
  • the processor 120 first operates the first reagent supply mechanism 116 to supply the first reagent 41 to the carrier 2 . Subsequent processing is the same as that of the first inspection flow.
  • the user spots the sample 50, supplies the first reagent 41, and after a predetermined time has elapsed, the user supplies the second reagent 46, and then the cartridge 100 is placed in the loading section of the inspection apparatus 110. 112 is loaded.
  • the processor 120 performs a step of determining the presence or absence of bubbles or a confirmation step of confirming that the bubbles are gone. Subsequent processing is the same as that of the first inspection flow.
  • the processor 120 further includes a detection unit control unit 122 as its internal configuration, a coloring state determination unit 123, a first reagent supply mechanism control unit 124, a second reagent supply mechanism control unit 125, a display control unit 126, and a bubble control unit.
  • a detection unit control unit 122 as its internal configuration
  • a coloring state determination unit 123 As the hardware structure of the processing unit (processing unit) that executes various processes such as the determination unit 129, the following various processors can be used.
  • the various processors include FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) whose circuit configuration can be changed after manufacturing.
  • Programmable Logic Device PLD
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • One processing unit may be configured with one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same or different type (for example, a combination of a plurality of FPGAs and/or a CPU and combination with FPGA). Also, a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • one processor is configured by combining one or more CPUs and software, and this processor functions as a plurality of processing units.
  • SoC System On Chip
  • the various processing units are configured using one or more of the above various processors as a hardware structure.
  • an electric circuit combining circuit elements such as semiconductor elements can be used.

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Abstract

イムノクロマトグラフ検査装置は、検体が点着される点着領域と、検体が陽性か陰性かに応じて発色状態が変化する検査領域とを有する担体を備え、かつ、担体に試薬が供給されるカートリッジが、着脱可能に装填される装填部と、検査領域の発色状態を検知する第1検知部と、試薬の供給に起因して検査領域に生じる泡の発生状態を検知する第2検知部と、第1検知部によって検知された発色状態に基づいて、発色状態の変化の有無を判別するプロセッサであって、第2検知部によって検知された泡の発生状態に基づいて泡が無いと判別した場合に、発色状態の変化の有無を判別するプロセッサと、を備える。

Description

イムノクロマトグラフ検査装置
 本開示は、イムノクロマトグラフ検査装置に関する。
 免疫測定方法の中でもイムノクロマトグラフ法は、操作が簡便であり短時間で検査定可能であることから、一般に広く利用されている。
 国際公開第2016/114122号及び国際公開第2017/104143号にはイムノクロマトグラフ法を用いたイムノクロマトグラフキットが開示されている。イムノクロマトグラフキットは、検体が供給されるイムノクロマトグラフ担体を備える。イムノクロマトグラフ担体は、被検物質である抗原に特異的に結合する抗体を固定化した検査領域を備える。抗原と特異的に結合する標識抗体を、抗原が含まれている検体と共にイムノクロマトグラフ担体上に展開すると、抗原は検査領域に固定化された抗体と結合し、その抗原を介して標識物質が捕捉される。この検査領域に捕捉された標識物質より検査領域が発色した場合は、陽性と判定される。検査領域に捕捉される標識物質が微量であった場合、発色が微弱であり、陰性と判定される場合がある。そのため、国際公開第2016/114122号及び国際公開第2017/104143号には、標識物質が発する標識信号を増幅させる増幅技術が開示されている。開示されている増幅技術は、標識物質として金コロイド粒子が用いられ、増幅のための試薬として銀イオンおよび銀イオン還元剤が用いられる銀増幅の技術である。銀増幅では、金コロイド粒子を触媒として相対的に粒子径の大きな銀粒子を生成する増幅反応を生じさせる。この増幅反応により、金コロイド粒子が発する標識信号が増幅される。
 国際公開第2016/114122号及び国際公開第2017/104143号のイムノクロマトグラフキットは、銀イオン還元剤を含む第1増幅液(第1試薬に相当)を保持する第1増幅液ポッドと、銀イオンを含む第2増幅液(第2試薬に相当)を保持する第2増幅液を備えている。そして、イムノクロマトグラフキットには、第1増幅液ポッドに対して押圧力を加えるための機構、第2増幅液ポッドに対して押圧力を加えるための機構を備えている。それぞれの機構に押圧力を加えることで、イムノクロマトグラフ担体に第1増幅液及び第2増幅液を供給し、増幅反応を生じさせることが可能である。
 特表2008-275473号公報は、複数のウェルを備えたマイクロウェルを用い、多数の検体に対する分析処理を並行して行う分析装置に関する。特表2008-275473号公報の分析装置は、マイクロウェル中における泡あるいは異物の混入を判定する泡異物判定手段を備えている。各ウェル中の検体が陽性か陰性かの検査を行うに当たり、ウェル中に泡が有ったり、異物の混入が有ったりすると、誤判定が生じる可能性がある。そのため、特表2008-275473号公報では、泡異物判定手段によって、泡あるいは異物の混入を判定し、泡異物判定手段による判定結果をもとに検体が陽性であるか陰性であるかを判定する。
 国際公開第2016/114122号及び国際公開第2017/104143号に記載のイムノクロマトグラフキットのように、第1増幅液ポッドと第2増幅液ポッドを備えたカートリッジを用いる検査装置が知られている。検査装置は、検査領域の発光状態を光学的に検知するセンサと、検知結果を表示する表示部とを備えている。検査装置を用いることで、ユーザは検体を点着したカートリッジを装填する作業を行うだけで、検体の陽性又は陰性の判定を機械的に行うことが可能である。
 国際公開第2016/114122号及び国際公開第2017/104143号に開示されているイムノクロマトグラフキットにおいて、担体に第2増幅液を展開させる際に、検査領域に泡が発生する場合があることが明らかになってきた。検査領域に泡が有る状態で、検査領域の判定を行うと、判定結果に誤判定が生じる恐れがある。
 特表2008-275473号公報の分析装置では、泡が判定領域の一定以上の領域を占めると判断した場合には、泡によって、検体が陽性であるか陰性であるかを判定不能であるとして、オペレータによる目視処理または再検査対象とする。このように、泡がある状態で検査を行う場合、分析装置において、検体の陽性か陰性かの判定が不能となる場合があった。分析装置においては、誤判定の発生を抑制しつつ、判定不能で再検査対象となる検体の数を抑制することが望まれる。
 本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、従来と比べて、誤判定の発生を抑制することができるイムノクロマトグラフ検査装置を提供することを目的とする。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置は、検体が点着される点着領域と、検体が陽性か陰性かに応じて発色状態が変化する検査領域とを有する担体を備え、かつ、担体に試薬が供給されるカートリッジが、着脱可能に装填される装填部と、
 検査領域の発色状態を検知する第1検知部と、
 試薬の供給に起因して検査領域に生じる泡の発生状態を検知する第2検知部と、
 第1検知部によって検知された発色状態に基づいて、発色状態の変化の有無を判別するプロセッサであって、第2検知部によって検知された泡の発生状態に基づいて泡が無いと判別した場合に、発色状態の変化の有無を判別するプロセッサと、を備える。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、第2検知部は、検査領域と検査領域の周辺領域とを含む観察領域を撮像することにより、その観察領域を含む観察画像を出力するイメージセンサであることが好ましい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、プロセッサは、観察領域内の注目領域の画像の画素値の標準偏差を求め、標準偏差が予め設定された閾値以下である場合、泡が無いと判別してもよい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、プロセッサは、泡無し状態の参照画像と、観察領域内の注目領域の画像との画素値の差分又は比を導出し、差分又は比が予め設定された閾値以下である場合に、泡が無いと判別してもよい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、プロセッサは、泡が有ると判別した場合は、予め設定された第1設定時間経過後に、再度、泡の有無を判別することが好ましい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、プロセッサは、カートリッジが装填された後の予め設定された時点から予め設定された第2設定時間が経過した後においても、泡が有る、と判別した場合は、エラーを報知することが好ましい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、プロセッサは、第2検知部から時間差のある2枚以上の観察画像を取得し、2枚以上の観察画像における観察領域内の注目領域の画像の画素値の差分又は比を導出し、差分又は比が予め設定された閾値以下となった場合に、泡が無いと判別してもよい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、第1検知部は、検査領域とその周辺領域を含む観察領域を撮像する撮像部であり、第1検知部と第2検知部は兼用されることが好ましい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、カートリッジは、担体を覆うカバー部材を備え、カバー部材内において、検査領域における担体の表面とカバー部材との間に試薬が供給される0.01~1mmの隙間を有しており、試薬は隙間を流路として検査領域に展開されることが好ましい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置において、カートリッジは、担体に供給される第1試薬を保持する第1試薬保持部と、第1試薬が担体に供給された後に担体に供給される第2試薬を保持する第2試薬保持部とを備え、泡の発生原因である試薬は第2試薬であり、プロセッサは、第2試薬が担体に供給された後に泡の有無を判別することが好ましい。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置によれば、誤判定の発生を抑制することができる。
イムノクロマトグラフ検査装置の外観を示す斜視図である。 カートリッジの斜視図である。 カートリッジの分解斜視図である。 カートリッジ内における、検査用ストリップ、多機能部材、第1試薬保持部及び第2試薬保持部の位置関係を示す図である。 イムノクロマトグラフ法の説明図である。 カートリッジが装填された状態の検査装置の一部破断側面図である。 カートリッジが装填され、第2試薬供給機構が作動した状態の検査装置の一部破断側面図である。 撮像領域の画像を模式的に示す図であり、図8Aは泡有りの場合、図8Bは泡無の場合を示す図である。 検査フローを示す図である。 検査装置内における検査フローを示す図である。 泡の有無を判別する工程の第1フローを示す図である。 泡の有無を判別する工程の第2フローを示す図である。 検査装置内における検査フローの変形例を示す図である。 泡が無いことを確認する工程のフローを示す図である。
 本開示のイムノクロマトグラフ検査装置の実施形態を、図面を参照して説明する。図1は、一実施形態のイムノクロマトグラフ検査装置110(以下において、単に検査装置110という)の外観を示す斜視図である。図2は、検査装置110に装着されるカートリッジ100の外観図であり、図3は、カートリッジ100の分解斜視図である。図4は、カートリッジ100内の主要な収容部品の位置関係を示す図である。
 カートリッジ100は、検査の対象である検体毎に1つずつ用いられる1回使用型である。カートリッジ100内には、図3に示すように、イムノクロマトグラフ担体2(以下において、担体2という。)を含む検査用ストリップ1が配置されている。担体2には検査領域L1が設けられており、検体が被検物質を含むか否か、すなわち検体が陽性か陰性かに応じて、発色状態が変化する。
 検体としては、被検物質を含む可能性のある試料であればよく、検体は特に限定されるものではない。検体は、例えば、生物学的試料、特には動物(特にヒト)の血液、血清、血漿、髄液、涙液、汗、尿、膿、鼻汁、鼻腔拭い液、咽頭拭液、鼻腔吸引液、又は喀痰等の体液、若しくは排泄物、臓器、組織、粘膜及び皮膚又はそれらを含むスワブ、または動植物それ自体若しくはそれらの乾燥体を含む液体試料である。被検物質としては、抗原、抗体、たんぱく質及び低分子化合物等が挙げられる。
 本例の検査装置110には、検体が点着された状態のカートリッジ100が装填される。そして、検査装置110は、装填されたカートリッジ100の検査領域L1の発色状態を検知して、検体が陽性か陰性かの判定結果を提示する。なお、以下において、検体が陽性か陰性かの判定を主判定という。複数の検体を検査する場合は、検体毎のカートリッジ100が検査装置110に1つずつ装填される。
 なお、以下において、カートリッジ100は、検査装置110に装填されることを前提に説明するが、本例のカートリッジ100は、検査装置110を用いずに、検体が陽性か陰性かをユーザが目視によって確認することが可能な構成を有している。このようなカートリッジ100は、イムノクロマトグラフ検査用具、あるいはイムノクロマトグラフ検査キットなどとも呼ばれる。
 図1に示すように、検査装置110は、筐体111を備えており、筐体111は、カートリッジ100が着脱可能に装填されるカートリッジ装填部112を備える。一例として、筐体111の前面には、カートリッジ100を筐体111内に挿入するための開口と、この開口を開閉する開閉蓋112aとが設けられている。カートリッジ100を装填する際に開閉蓋112aが開かれて、カートリッジ100が筐体111内に挿入され、カートリッジ装填部112に装填されると開閉蓋112aが閉じられる。開閉蓋112aが閉じられた状態で検査が行われる。
 また、筐体111の前面には、電源スイッチ113が設けられており、さらに、筐体111の上面にはモニタ119が設けられている。モニタ119には、主判定の結果及びエラーメッセージなどが表示される。モニタ119は一例としてタッチパネルモニタであって、各種操作画面が表示される。ユーザは、操作画面を通じて、処理の開始指示の入力、及び検査手順の選択等の操作指示を入力することが可能となっている。
 図2及び図3に示すように、カートリッジ100は、一例として、ケース部材20とカバー部材10とで構成されるハウジング9を備えている。ハウジング9は例えば樹脂材料で形成される。ケース部材20は、上部に開口が形成されており、内部に、検査用ストリップ1の他、第1試薬保持部40及び第2試薬保持部45などを収容する。カバー部材10は、ケース部材20の開口部分に取り付けられることにより、ケース部材20の開口を覆う。ハウジング9は、検査用ストリップ1の細長形状に合わせて、全体として細長形状をしている。
 本例においてカバー部材10によって構成されるハウジング9の上部において、滴下口16、観察窓18、第1被押圧部11及び第2被押圧部12が設けられている。これらの各部は、一例としてカバー部材10と一体成形されている。滴下口16は、ハウジング9の内部に検体を滴下するための開口である。滴下口16の縁には、上部に向けてボスが立設されている。観察窓18は、検査領域L1を外部から観察するための窓であり、一例として透明部材で形成されている。本例においては、観察窓18のサイズは、検査領域L1に加えて、後述するコントロール領域L2及び発色領域L3も観察可能なサイズである。
 第1被押圧部11は、第1試薬保持部40内の第1試薬41(図4参照)を担体2に供給するために操作される操作部ある。第2被押圧部12は、第2試薬保持部45内の第2試薬46(図4参照)を担体2に供給するために操作される操作部である。第1試薬41及び第2試薬46は、後述するように、検体50が陽性である場合において、検査領域L1の発色を増幅するための増幅薬である。
 第1被押圧部11に対して外力として、外部から押圧力が加わると、第1被押圧部11は変形する。一例として、第1被押圧部11は、四角錐形状をしており、四角錐の頂点を含む領域に対して上方から押圧力が加わると、四角錐の頂点がハウジング9の内部に沈み込むように変形する。第1被押圧部11がこのように変形すると、ハウジング9の内部の第1試薬保持部40に対して押圧力が加わる。第1試薬保持部40には、第1被押圧部11を通じて加わる押圧力によって変形等が生じる。この変形等によって、第1試薬保持部40が保持している第1試薬41が検査用ストリップ1に供給される。
 また、第1被押圧部11は、押圧によって変形された後、変形後の状態が維持されるようになっていることが好ましい。理由は、次のとおりである。後述するように、本例の検査装置110は、第1被押圧部11がユーザによって予め押圧された状態のカートリッジ100を装填可能である。検査装置110に装填する前に、第1被押圧部11がユーザによって押圧された場合は、ユーザが手を放した後も第1被押圧部11の変形が維持されていた方が、第1試薬41の供給を継続させやすいためである。
 同様に、第2被押圧部12に対して外力として、外部から押圧力が加わると、第2被押圧部12は変形する。本例の第2被押圧部12も、第1被押圧部11と同様に、四角錐形状をしており、四角錐の頂点を含む領域に対して上方から押圧力が加わると、四角錐の頂点がハウジング9の内部に沈み込むように変形する。第2被押圧部12がこのように変形すると、ハウジング9の内部の第2試薬保持部45に対して押圧力が加わる。第2試薬保持部45には、第2被押圧部12を通じて加わる押圧力によって変形等が生じる。この変形等によって、第2試薬保持部45が保持している第2試薬46が検査用ストリップ1に供給される。本例の第2被押圧部12には、第2試薬保持部45と当接する当接部12bが設けられている(図6及び図7参照)。
 本例の検査装置110は、後述するように、複数の検査フローを選択することが可能である。検査装置110で選択可能な検査フローのうち、検査装置110で第2試薬46を供給する検査フローを選択する場合、第2被押圧部12は検査装置110の内部機構によって押圧される。そのため、第2被押圧部12は、内部機構によって押圧可能であればよい。第1試薬41及び第2試薬46の供給後に、カートリッジ100を検査装置110に装填する検査フローを選択する場合、カートリッジ100が使用される場合は、第2被押圧部12もユーザによって押圧可能な態様であることが好ましい。
 図3及び図4に示すように、ケース部材20には、長手方向に沿って、担体2を含む検査用ストリップ1が収容される。ケース部材20には、長手方向の一方の端部側(図4に示す上流側)に、第1試薬保持部40が配置される。ケース部材20において、第1試薬保持部40が配置される部分には、第1試薬保持部40の形状に合わせて凹部形状の第1収容部24が形成されている。検査用ストリップ1の一方の端部は、第1収容部24に収容された状態の第1試薬保持部40の上方に配置される。
 第1試薬保持部40は、第1試薬41を保持する。第1試薬保持部40は、例えば、樹脂材料で形成され、一面に開口を有する容器42と、容器42の開口を覆い、かつ破断可能なシート部材43とによって構成される。容器42には、第1試薬41が充填され、その容器42の開口はシート部材43によって封止される。第1試薬保持部40は、第1収容部24内において、シート部材43を上向きにした姿勢で配置される。第1被押圧部11から加わる押圧力は、検査用ストリップ1の端部を介して第1試薬保持部40のシート部材43に伝わり、シート部材43を破断させる(図6及び図7参照)。シート部材43が破断されることにより、検査用ストリップ1に第1試薬41が供給される。なお、本例の第1被押圧部11には、シート部材43と当接する突条部11bが設けられている(図6及び図7参照)。突条部11bは、シート部材43を破断しやすいように、例えば、検査用ストリップ1の幅方向に長手方向が延びる細長形状で、かつ先端がシート部材43に向けて尖った形状をしている。
 また、カートリッジ100は、第2試薬保持部45を収容する機能を有する多機能部材30を備えている。多機能部材30は、ケース部材20の他方の端部側(図4に示す下流側)で、かつ、検査用ストリップ1の上方に配置されている。多機能部材30は、第2収容部32と流路形成部35とが一体に形成された部材である。第2収容部32は、第2試薬保持部45を収容する部位である。第2収容部32は、上面が開口した箱型形状をしている。図4に示すように、第2収容部32の底部には、第2試薬保持部45の後述するシート部材48を破断するための突起部34と、第2試薬保持部45から流出する第2試薬46を担体2に向けて流す開口33とが形成されている。
 流路形成部35は、第2収容部32から上流側に向かって連接して設けられている。流路形成部35は、平板状をしており、担体2の長手方向において検査領域L1等と対向する位置に配置されており、かつ、担体2との間に間隔を空けて配置される。そして、流路形成部35は、担体2との間に、第2収容部32から流出する第2試薬46を検査領域L1などに向けて流す流路を形成する。このように、流路形成部35は、観察窓18と、担体2の検査領域L1等との間に配置される。そのため、流路形成部35は、透明部材で形成されており、観察窓18を通じて検査領域L1等が観察できるようになっている。
 第2試薬保持部45は、第2試薬46を保持する。第2試薬保持部45は、例えば、樹脂材料で形成され、一面に開口を有する容器47と、容器47の開口を覆い、かつ破断可能なシート部材48とによって構成される。容器47には、第2試薬46が充填され、その容器47の開口はシート部材48によって封止される。第2試薬保持部45は、第2収容部32内において、シート部材48を下向きにした姿勢で配置される。これにより、第2収容部32内においてシート部材48が突起部34と対向する。
 第2被押圧部12から第2試薬保持部45に加わる押圧力は、第2試薬保持部45を下方に押し下げる方向に作用し、これによりシート部材48が突起部34に押し当てられる。シート部材48が突起部34に押し付けられることにより、シート部材48が破断される(図6及び図7参照)。シート部材48が破断されることにより、第2収容部32の底部の開口33及び流路形成部35によって形成される流路を通じて担体2に第2試薬46が供給される。
 図4に示されているように、多機能部材30の流路形成部35の裏面36と、検査用ストリップ1の担体2との間には、第2試薬46の流路に相当する隙間(クリアランス)Dが形成される。隙間Dは例えば0.01mm~1mmの範囲である。第2試薬46は、第2収容部32の底部の開口33から担体2に向けて流出し、流出した第2試薬46は、隙間Dによって形成される流路を流れて少なくとも検査領域L1上まで到達する。検査領域L1に到達した第2試薬46は、流路から検査領域L1に浸潤する。すなわち、ハウジング9内において、検査領域L1における担体2の表面と流路形成部35との間に第2試薬46が供給される0.01~1mmの隙間Dを有しており、第2試薬46は隙間Dを流路として検査領域L1に展開される。
 検査用ストリップ1において下流側の端部には、後述する吸収パッド6が配置されている。ケース部材20には、吸収パッド6と対向する位置に、吸収パッド6を含む検査用ストリップ1の端部を支持する支持部22が形成されている。吸収パッド6の上方には多機能部材30の第2収容部32が配置される。支持部22は、吸収パッド6を介して多機能部材30も支持する。また、ケース部材20には、検査用ストリップ1の中央部を支持する支持部21が形成されている。
 検査用ストリップ1は、担体2と、送液用パッド4と、吸収パッド6とを備える。そして、担体2は、バック粘着シート7上に固定されて支持されている。
 担体2は、検体を展開させるための多孔質の不溶性担体であり、検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3を備える。また、担体2は標識保持パッド3を備える。標識保持パッド3は、検体が点着される点着領域を構成する。点着領域を基準に検査領域L1に向かう方向を担体2の下流側としたときに、発色領域L3は、検査領域L1よりも下流側に配置されている。本例において、検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3はそれぞれ担体2における検体の展開方向に垂直な方向に延びるライン状の領域である。
 検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3をラインとして発現している状態を示しているが、これらは常に発現しているわけではない。詳細は後述するが、検体50(図5参照)、第1試薬41(図4参照)及び第2試薬46(図4参照)を展開する前においては、検査領域L1及びコントロール領域L2の色は担体2の色(例えば白)とほぼ同色であるため、この段階では、検査領域L1及びコントロール領域L2を明確に視認することはできない。検査領域L1は、検体50が展開され、かつ、展開された検体50が陽性の場合に発色濃度が上がることにより、ラインとして発現する。これにより検査領域L1は視認可能となる。検査領域L1の発色は、後述する銀増幅によって増幅されるため、検査領域L1は黒色に発色する。
 コントロール領域L2も、検体50が展開されると発色濃度が上がることにより、ラインとして発現する。これによりコントロール領域L2は視認可能となる。コントロール領域L2の発色も、銀増幅されるため、コントロール領域L2も黒色に発色する。
 一方、発色領域L3だけは、第1試薬41が展開される前の段階でも、黒味がかった暗い緑色(以下、暗緑色という)のラインとして発現しており、視認可能である。しかし、発色領域L3は、第1試薬41が展開されると、暗緑色がオレンジ色に変色することにより、オレンジ色のラインとして発現する。
 担体2としては、例えば、ニトロセルロースメンブレンなどの多孔質材料を使用することができる。また、担体2が固定されるバック粘着シート7は、担体2が貼り付けられる面が粘着面であるシート状基材である。
 図5に示すように、標識保持パッド3には標識物質53が固定されている。標識物質53は、検体50に含まれる被検物質51に特異的に結合する第1結合物質52で修飾されている。この標識保持パッド3は、担体2上において、カバー部材10の滴下口16に対向する位置に固定されている。従って、検体50は滴下口16から標識保持パッド3上に滴下される。このため、標識保持パッド3は検体50が点着される点着領域に相当する。
 標識保持パッド3は、担体2の長手方向のほぼ中央位置に固定されている。標識物質53としては、例えば、直径50nmの金コロイド粒子(EM.GC50、BBI社製)を用いることが可能である。なお、標識物質53は、金コロイドに限らず、通常のクロマトグラフ法に用いることができる金属硫化物、免疫凝集反応に用いられる着色粒子などを使用することができ、特には、金属コロイドが好ましい。金属コロイドとしては、金コロイド、銀コロイド、白金コロイド、鉄コロイド、水酸化アルミニウムコロイド、およびこれらの複合コロイドなどが挙げられ、特に、適当な粒径において、金コロイドは赤色、銀コロイドは黄色を示す点で好ましく、その中でも金コロイドが最も好ましい。
 図5に示すように、検査領域L1は、被検物質51と特異的に結合する第2結合物質56を含み、被検物質51を捕捉する。検査領域L1において、第2結合物質56が被検物質51と結合することにより被検物質51が捕捉されると、被検物質51に結合された第1結合物質52及び標識物質53が捕捉される。検体50に被検物質51が含まれている場合は、検査領域L1において被検物質51及び標識物質53が捕捉されることにより、検査領域L1の発色濃度が予め設定された基準以上に上昇する。検査領域L1は、被検物質51を介して捕捉された標識物質53からの標識信号により被検物質51の有無を確認するための領域である。
 コントロール領域L2は、第1結合物質52に特異的に結合する第3結合物質58を含み、第1結合物質52を介して標識物質53を捕捉する。標識保持パッド3上に検体50が点着された場合、第1結合物質52で修飾された標識物質53のうち、被検物質51と結合されていない標識物質53も検体50とともに、検査領域L1に向けて担体2内を展開する。被検物質51と結合されていない標識物質53は、検査領域L1に捕捉されることなく、検査領域L1を通過する。検査領域L1を通過した標識物質53は、第1結合物質52が第3結合物質58と結合することにより、第1結合物質52を介してコントロール領域L2に捕捉される。コントロール領域L2において標識物質53が捕捉されることにより、コントロール領域L2の発色濃度が予め設定された基準以上に上昇する。コントロール領域L2は、第1結合物質52を介して捕捉された標識物質53からの標識信号により、検体50の展開の完了を確認するための領域である。そのため、コントロール領域L2は確認領域と呼ばれる場合もある。
 標識物質53を修飾し、かつ被検物質51と特異的に結合する第1結合物質52とは、例えば、被検物質が抗原である場合は、その抗原に対する抗体、被検物質が抗体である場合は、その抗体に対する抗原、被検物質がたんぱく質及び低分子化合物等の場合は、たんぱく質及び低分子化合物等に対するアプタマーなど、被検物質と特異的に結合する物質である。
 検査領域L1に固定され、かつ被検物質51と特異的に結合する第2結合物質56とは、例えば、被検物質が抗原である場合は、その抗原に対する抗体、被検物質が抗体である場合は、その抗体に対する抗原、被検物質がたんぱく質及び低分子化合物等の場合は、たんぱく質及び低分子化合物等に対するアプタマーなど、被検物質と特異的に結合する物質である。第1結合物質52と第2結合物質56とは同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。
 第1結合物質52に特異的に結合する第3結合物質58とは、被検物質51そのものであってもよいし、第1結合物質52が認識する部位を持つ化合物でもよく、例えば、被検物質51の誘導体とタンパク質とを結合させたような化合物などが挙げられる。
 例えば、被検物質51がインフルエンザA型ウィルスあるいはそのバイオマーカーである場合、第1結合物質52及び第2結合物質56として、抗インフルエンザA型モノクローナル抗体(Anti-Influenza A SPTN-5 7307、Medix Biochemica社製)を用い、第3結合物質58として、抗マウスIgG抗体(抗マウスIgG(H+L)、ウサギF(ab')2、 品番566-70621、和光純薬工業(株)社製)を用いることができる。
 発色領域L3は、第1試薬41と反応して発色状態が変化する物質を含む。発色領域L3は、第1試薬41と反応して発色する、もしくは色が変化することにより、第1試薬41がその領域まで展開されたことを示す。例えば、第1試薬41として、硝酸鉄水溶液とクエン酸(和光純薬工業(株)社製、038-06925)の混合水溶液を使用する場合には、ブロモクレゾールグリーン(和光純薬工業(株)社製)がライン状に固定化された発色試薬固定化ラインにより発色領域L3を構成する態様が好ましい。この態様は、本例の発色領域L3の態様であり、本例の発色領域L3は、上述のとおり、第1試薬41と反応する前は暗緑色であり、第1試薬41が発色領域L3に到達すると、オレンジ色へと変化する。なお、発色領域L3は、発色状態が変化することで、第1試薬41が展開され、第2試薬46の供給するタイミングを示すことから、増幅指標領域と呼ばれることもある。
 送液用パッド4は、担体2の一端に接触して配置されており、点着領域(標識保持パッド3によって構成される)よりも上流側から第1試薬41を担体2に送液する。送液用パッド4は、第1被押圧部11が押圧された場合に、送液用パッド4の一端が第1試薬保持部40内に浸漬される。送液用パッド4は、多孔質材料で形成されており、第1試薬41を吸収し、吸収した第1試薬41を毛管現象により担体2に送液する。
 吸収パッド6は、担体2の他端に接触して配置されており、担体2に展開される検体50、第1試薬41及び第2試薬46を吸収する。吸収パッド6も多孔質材料で形成されている。
 本実施形態においては、第1試薬41及び第2試薬46は、両者が反応することにより、検査領域L1及びコントロール領域L2の発色を増幅させる増幅薬である。本例のように、標識物質53として、金コロイドなどの金属系の標識物質を用いる場合は、例えば、標識物質53の標識信号を増幅させる方法として銀増幅が用いられる。第1試薬41及び第2試薬46は、一例として銀増幅に用いられる増幅薬であり、標識物質53を触媒とする第1試薬41及び第2試薬46の反応が増幅反応である。増幅反応により、標識物質53よりも相対的に粒子径の大きな銀粒子60(図5参照)が生成される。
 より具体的には、本例において、第1試薬41は銀イオンを還元する還元剤であり、第2試薬46は銀イオンである。標識物質53に還元剤である第1試薬41と銀イオンである第2試薬46とを接触させると銀粒子60(図5参照)が生成され、生成された銀粒子60が標識物質53を核として標識物質53に沈着する。標識物質53に銀粒子が沈着することによって、標識物質53よりも粒子径の大きな銀粒子60(図5参照)が生成される。これにより、標識物質53が発する標識信号が増幅され、その結果、検査領域L1及びコントロール領域L2は標識物質53の発色が増幅される。
(第1試薬)
 第1試薬41としての還元剤としては、第2試薬46として用いる銀イオンを銀に還元することができるものであれば、無機・有機のいかなる材料、またはその混合物でも用いることができる。無機還元剤としては、Fe2+、V2+あるいはTi3+などの金属イオンで原子価の変化し得る還元性金属塩、還元性金属錯塩を好ましく挙げることができる。無機還元剤を用いる際には、酸化されたイオンを錯形成するか還元して、除去するか無害化する必要がある。例えば、Fe2+を還元剤として用いる系では、クエン酸やEDTA(エチレンジアミン四酢酸)を用いて酸化物であるFe3+の錯体を形成し、無害化することができる。本系ではこのような無機還元剤を用いることが好ましく、より好ましくはFe2+の金属塩が好ましい。
 なお、湿式のハロゲン化銀写真感光材料に用いられる現像主薬(例えばメチル没食子酸塩、ヒドロキノン、置換ヒドロキノン、3-ピラゾリドン類、p-アミノフェノール類、p-フェニレンジアミン類、ヒンダードフェノール類、アミドキシム類、アジン類、カテコール類、ピロガロール類、アスコルビン酸(またはその誘導体)、およびロイコ色素類)、および本分野の当業者にとって明らかなその他の材料、例えば米国特許第6,020,117号に記載されている材料も用いることができる。
 還元剤としては、アスコルビン酸還元剤も好ましい。有用なアスコルビン酸還元剤は、アスコルビン酸と類似物、異性体とその誘導体を含み、例えば、D-またはL-アスコルビン酸とその糖誘導体(例えばγ-ラクトアスコルビン酸、グルコアスコルビン酸、フコアスコルビン酸、グルコヘプトアスコルビン酸、マルトアスコルビン酸)、アスコルビン酸のナトリウム塩、アスコルビン酸のカリウム塩、イソアスコルビン酸(またはL-エリスロアスコルビン酸)、その塩(例えばアルカリ金属塩、アンモニウム塩または当技術分野において知られている塩)、エンジオールタイプのアスコルビン酸、エナミノールタイプのアスコルビン酸、チオエノ-ルタイプのアスコルビン酸等を好ましく挙げることができ、特にはD、LまたはD,L-アスコルビン酸(そして、そのアルカリ金属塩)若しくはイソアスコルビン酸(またはそのアルカリ金属塩)が好ましく、ナトリウム塩が好ましい塩である。必要に応じてこれらの還元剤の混合物を用いることができる。
(第2試薬)
 第2試薬46として用いられる銀イオンを含む溶液としては、溶媒中に銀イオン含有化合物が溶解されているものが好ましい。銀イオン含有化合物としては有機銀塩、無機銀塩、もしくは銀錯体を用いることができる。好ましくは、無機銀塩もしくは銀錯体である。無機銀塩としては、水などの溶媒に対して溶解度の高い銀イオン含有化合物を使用することが可能であり、硝酸銀、酢酸銀、乳酸銀、酪酸銀、チオ硫酸銀などが挙げられる。特に好ましくは硝酸銀である。銀錯体としては、水酸基やスルホン基など水溶性基を有する配位子に配位された銀錯体が好ましく、ヒドロキシチオエーテル銀などが挙げられる。
<イムノクロマトグラフ法>
 図5を参照して、イムノクロマトグラフ法について説明する。ここでは、検体50が被検物質51を含む場合について、つまり、検体50が陽性であることを前提として説明する。
 まず、検体50が点着領域である標識保持パッド3上に点着される(工程S1)。標識保持パッド3に点着された検体50中の被検物質51は、標識保持パッド3中に含まれている標識物質53を修飾する第1結合物質52と特異的に結合する。検体50は、担体2における毛細管現象により担体2内において、標識保持パッド3から下流側に展開される。検体50は一部上流側にも展開される。矢印Sは検体50が展開している様子を示す。
 
 次に、第1試薬41が供給される(工程S2)。第1試薬41は送液用パッド4側から供給される。第1試薬41は送液用パッド4を介して担体2に供給されて、下流側に展開される。
 その後、第1試薬41が下流側に展開されるまで待機する(工程S3-S4)。図5に示す「Wait」は待機を意味する。第1試薬41は下流側に徐々に展開され、標識保持パッド3から展開されつつある検体50及び第1結合物質52で修飾された標識物質53は第1試薬41に押されるように、下流側に展開される(工程S3)。
 下流側に展開され、検査領域L1に到達した検体50中の被検物質51は、検査領域L1の第2結合物質56に捕捉される。すなわち、被検物質51と第1結合物質52を介して標識物質53が検査領域L1に捕捉される。他方、被検物質51と結合していない標識物質53は、捕捉されることなく検査領域L1を通過し、コントロール領域L2の第3結合物質58に捕捉される。
 第1試薬41の展開が進み、第1試薬41が発色領域L3に到達すると(工程S4)、発色領域L3は第1試薬41と反応して発色状態が変化する。本例では、発色領域L3は、第1試薬41と反応する前は暗緑色であり、第1試薬41と反応することによってオレンジ色に変色する。
 第1試薬41が十分に展開された後、第2試薬46を担体2に供給する(工程S5)。第2試薬46は、発色領域L3よりも下流側から担体2に供給され、上流側に展開される。ここで、第1試薬41は、銀イオンを還元する還元剤を含む第1増幅液であり、第2試薬46は、銀イオンを含む第2増幅液である。第1増幅液と第2増幅液とが反応することによって、標識物質53である金コロイド粒子を触媒として銀粒子60が生成される。これによって、標識信号が増幅される(工程S6)。
 本実施形態のカートリッジ100において、第1試薬41は送液用パッド4及び担体2における毛細管現象により下流側に展開される。一方、第2試薬46は、多機能部材30の流路形成部35と担体2の表面との隙間Dを流路として担体2の表面上を流れて検査領域L1に展開される。第2試薬46が、多機能部材30の第2収容部32の底部の開口33から流路となる隙間Dに流出する際、および隙間Dを流れる際に、隙間Dに泡が発生する場合がある。すなわち、第2試薬46を担体2に供給すると、担体2の流路形成部35と対向する位置に配置されている検査領域L1及びその周辺上に泡が発生した状態となる場合がある。泡が発生する原因は、隙間Dに勢いよく第2試薬46が流れ込むことで、溜まっている空気と第2試薬46が混ざり合うことが原因の1つと推察される。また、隙間Dに流れ込んだ第2試薬46が担体2中に浸潤する際に、担体2中の空気が担体2表面に浮き上がってくるためという原因も推察される。これらのうち少なくとも1つが原因となり、泡が発生すると推察される。
 図6及び図7は、カートリッジ100が装填された状態の検査装置110の一部破断側面図である。以下、図6及び図7を用いて、検査装置110の構成及び機能を説明する。
 本例の検査装置110は、例えば、以下の第1検査フロー、第2検査フロー及び第3検査フローの3つの検査フローを選択することが可能である。第1~第3のいずれの検査フローにおいても、装填前にカートリッジ100の担体2に対して検体50が点着されている必要がある。
 第1検査フローは、装填前において、検体50の点着及び第1試薬41の供給が開始された状態のカートリッジ100に対して検査を行うフローである。第1検査フローの場合は、検査装置110へのカートリッジ装填後において、第1試薬41及び第2試薬46のうち、第2試薬46の担体2への供給のみが検査装置110によって行われる。
 第2検査フローは、装填前において、検体50の点着のみ行われたカートリッジ100に対して検査を行うフローである。第2検査フローの場合は、検査装置110へのカートリッジ装填後において、第1試薬41及び第2試薬46の両方の担体2への供給が検査装置110によって行われる。
 第3検査フローは、装填前において、検体50の点着、第1試薬41の供給及び第2試薬46の供給が開始された状態のカートリッジ100に対して検査を行うフローである。第3検査フローの場合は、検査装置110へのカートリッジ装填後において、検査装置110では第1試薬41及び第2試薬46の供給は行われない。
 以下において、検査装置110の構成を説明した後、第1検査フローについて説明する。
(検査装置110の構成)
 図6及び図7に示すように、検査装置110は、内部機構として、第1試薬供給機構116と、第2試薬供給機構118とを備えている。第1試薬供給機構116は、第1試薬保持部40から担体2に対して第1試薬41の供給を開始させるための機構である。第1試薬供給機構116は、例えば電磁石と電磁石に対して移動可能なプランジャとを備えたソレノイドなどのアクチュエータが使用される。例えば、プランジャが移動することにより、プランジャが第1被押圧部11と当接して第1被押圧部11を押圧する。第1試薬供給機構116は、装填されたカートリッジ100の第1被押圧部11と対向する位置に配置されている。
 第1試薬供給機構116は、カートリッジ100の第1被押圧部11を押圧することにより、第1被押圧部11に対して外部から押圧力を加える押圧機構である。第1試薬供給機構116によって第1被押圧部11に対して押圧力が加えられると、上述の作用によって第1試薬保持部40から担体2に第1試薬41が供給される。第1検査フロー及び第3検査フローにおいては、第1試薬供給機構116は使用されず、第2検査フローにおいてのみ用いられる。
 第2試薬供給機構118は、第2試薬保持部45から担体2に対して第2試薬46の供給を開始させるための機構である。第2試薬供給機構118も、第1試薬供給機構116と同様にソレノイドなどのアクチュエータが使用される。第2試薬供給機構118は、装填されたカートリッジ100の第2被押圧部12と対向する位置に配置されている。第2試薬供給機構118は、カートリッジ100の第2被押圧部12を押圧することにより、第2被押圧部12に対して外部から押圧力を加える押圧機構である。第2試薬供給機構118によって第2被押圧部12に対して押圧力が加えられると、上述の作用によって第2試薬保持部45から担体2に第2試薬46が供給される。第3検査フローにおいては、第2試薬供給機構118は使用されず、第1検査フロー及び第2検査フローにおいてのみ使用される。
 検査装置110は、筐体111内に、装填部112、第1試薬供給機構116、及び第2試薬供給機構118に加えて、さらに、検知部114と、プロセッサ120と、メモリ121とを備える。図6において、プロセッサ120及びメモリ121は、検査装置110の筐体111外に図示されているが、これは模式図であり、実際には筐体111内に配置されている。
 検知部114は、検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3の発色状態を光学的に検知し、かつ、発色状態を表す検知信号をプロセッサ120に出力する。また、検知部114は、第2試薬46の供給に起因して検査領域L1に生じる泡の発生状態を検知し、かつ、泡の発生状態を表す検知信号をプロセッサ120に出力する。
 検知部114は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ及びCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサなどのイメージセンサである。検知部114は、例えば観察窓18と対向する位置に配置される。検知部114は、観察窓18を中心にその周辺を含む予め設定された範囲を撮像する。検知部114が撮像した撮像画像には、検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3など、観察窓18から露呈される観察領域70(図8参照)が含まれる。そして、撮像画像は検知部114からプロセッサ120に出力される。
 また、一例として、検知部114を挟んで両側には撮像時に検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3を照明する発光ダイオード等の光源115を備えている。
 プロセッサ120は、検査装置110の各部を統括的に制御する。プロセッサ120の一例は、プログラムを実行することにより各種の制御を行うCPU(Central Processing Unit)である。CPUは、プログラムを実行することにより、検知部制御部122、発色状態判別部123、第1試薬供給機構制御部124、第2試薬供給機構制御部125、表示制御部126、泡判別部129及びタイマ128を有する制御部として機能する。メモリ121は、プロセッサ120としてのCPUに接続又は内蔵されたメモリの一例である。メモリ121内には、例えば、制御プログラムが格納されている。プロセッサ120は、CPUが制御プログラムを実行することにより、実現される。
 検知部制御部122は、検知部114による撮像タイミングを制御する。
 第1試薬供給機構制御部124は、第1試薬供給機構116を作動させて、第1被押圧部11を押圧するように制御する。
 第2試薬供給機構制御部125は、発色領域L3の発色状態の変化に基づいて、第2試薬供給機構118を作動させて、第2被押圧部12を押圧するように制御する。
 発色状態判別部123は、検知部114が出力する検知信号に基づいて、発色領域判別処理、コントロール領域判別処理及び検査領域判別処理を実行する。上述のとおり、検知部114は、検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3を含む観察領域70の撮像画像を出力する。発色状態判別部123は、撮像画像に基づいて上記各判別処理を実行する。
 発色領域判別処理は、撮像画像に基づいて、発色領域L3の発色状態の変化、一例として、第1試薬41との反応前の色である暗緑色からオレンジ色へ変色したか否かを判別する処理である。発色状態の変化が「有り」は、第1試薬41が発色領域L3まで展開されたことを意味する。
 なお、「発色状態の変化」には、担体の色とは異なる第1色から別の第2色に変化する態様(すなわち変色)、担体と別の色が発色することにより、担体の色が別の色に変化する態様(すなわち発色)、色の濃度が変化する態様(すなわち濃度変化)のいずれかを含む。
 プロセッサ120は、発色状態判別部123が、発色領域L3の発色状態が変化していると判別した場合に、第2試薬供給機構制御部125を介して第2試薬供給機構118を作動させる。
 コントロール領域判別処理は、撮像画像に基づいて、コントロール領域L2の発色状態の変化の有無を判別する処理である。本例では、コントロール領域に標識物質53が捕捉されるか、または捕捉された後に銀増幅されることによってコントロール領域L2にラインが発現するため、このコントロール領域L2におけるラインの発現の有無を判別する。発色状態判別部123においては、コントロール領域L2の発色状態が変化している、すなわちコントロール領域L2の発現有りと判別した場合に、次工程の検査領域判別処理が実行される。
 検査領域判別処理は、撮像画像に基づいて、検査領域L1の発色状態の変化の有無を判別する処理である。本例では、検査領域L1に標識物質53が捕捉されるか、または捕捉された後に銀増幅されることによって検査領域L1にラインが発現するため、この検査領域L1におけるラインの発現の有無を判別する。
 プロセッサ120は、発色状態判別部123により検査領域L1について発色状態の変化ありと判別された場合には、表示制御部126を介してモニタ119に検査結果を「陽性」と表示する。また、検査領域L1について発色状態の変化なしと判別された場合には、表示制御部126を介してモニタ119に検査結果を「陰性」と表示する。
 泡判別部129は、検知部114によって検知された泡の発生状態に基づいて泡の有無を判別する。泡判別部129による泡の有無の判別は、第2試薬供給機構118の作動後、コントロール領域判別処理よりも前に実施される。泡判別部129において、泡が無いと判別した場合に、発色状態判別部123によるコントロール領域判別処理は実行される。
 図8A及び図8Bは、検知部114が出力した撮像画像から切り出した観察画像71の一例を模式的に示す。観察画像71は、担体2のうち、観察窓18から露呈される観察領域70に対応する画像であり、観察領域70には、検査領域L1、コントロール領域L2、及び発色領域L3が含まれる。
 図8Aに示す観察画像71Aと図8Bに示す観察画像71Bは、どちらも観察領域70の観察画像71であり、検査領域L1に泡が発生しているか否かが相違している。すなわち、図8Aに示す観察画像71Aは、検査領域L1に泡が発生している状態を示し、図8Bに示す観察画像71Bは、検査領域L1に泡が発生していない状態を示す。以下において、両者を区別する必要がある場合は、観察画像71の符号にA又はBの細別符号を付し、区別する必要が無い場合は、単に観察画像71という。
 図8A及び図8Bに示すように、検査領域L1に泡が発生している場合と、泡が無い場合とでは状態が異なり、その差異は観察画像71A及び観察画像71Bに現れる。このように、泡が有る場合の観察画像71Aは、泡が無い場合の観察画像71Bと差異があることから、泡判別部129は、撮像画像から切り出した観察画像71に基づいて、検査領域L1における泡の有無を判別する。泡の有無判別方法については後述するが、本例では、図8Aに示す観察画像71A及び図8Bに示す観察画像71Bに示すように、検査領域L1の周辺領域に注目領域ROI(Region of interest)を設定し、設定した注目領域ROIに対応するROI画像72に基づいて、泡の有無を判別する。ここで、検査領域L1の周辺領域とは、検査領域L1に泡が発生している場合に、検査領域L1と同様に泡が発生している領域であって、標識物質を捕捉するための結合物質を含まない領域である。検査領域L1から、例えば5mm以内の範囲であれば、検査領域L1の泡の有無の状態に応じた泡の有無の状態を呈するため、注目領域ROIを設定する周辺領域と見做すことができる。但し、周辺領域及び周辺領域に設定される注目領域ROIは、検査領域L1などと異なり、ラインが発現しない領域である。注目領域ROIは、検体50が陽性か陰性かにかかわらず、泡以外の要因で濃度が大きく変動しないので、観察画像71Aのような泡有り画像におけるROI画像72Aと、観察画像71Bのような泡無し画像におけるROI画像72Bとの比較によって、泡の有無を容易に判別できる。ROI画像72についても、観察画像71と同様に、泡有りと泡無しの区別が必要な場合は、ROI画像72の符号にA又はBの細別符号を付し、区別する必要が無い場合は、単にROI画像72という。
 図8Bに示すROI画像72Bは、泡無し画像である観察画像71Bの一部であり、ROI画像72Bは、泡の有無を判別するための比較の基準として参照される参照画像RIとして使用される。泡無し状態の参照画像RIは、例えば、後述の設定情報の1つとして、メモリ121内に予め保持される。
 また、メモリ121には、制御プログラムの他、プロセッサ120が各種の制御を行うために予め設定される設定情報が記憶されている。設定情報としては、発色状態判別部123が、発色状態の変化を判別する際に必要な情報が記録されている。設定情報の一例としては、後述の予め設定された第1設定時間t1、予め設定された第2設定時間t2、予め設定された第3設定時間t3、予め設定された第4設定時間t4、予め設定された回数K、Lなどが挙げられる。第1設定時間t1は、プロセッサ120が、泡が有ると判断した場合に、再度泡の有無を判断するまでの待機時間である。第2設定時間t2は、プロセッサ120が、泡が有ると判断した場合に、再度泡の有無の判別を繰り返す場合の許容時間である。また、第3設定時間t3は、プロセッサ120が発色領域L3の発色状態の変化が無いと判断した場合に、再度、発色領域L3の発色状態の変化の有無を判断するまでの待機時間である。第4設定時間t4は、カートリッジが装填された後の予め設定された時点から予め設定された時間であって、発色領域L3の発色状態の有無を繰り返す場合の許容時間である。
 本実施形態の検査装置110を用いたイムノクロマトグラフ検査の手順を図9~11を参照して説明する。ここでは、第1試薬41の供給はユーザが行い、第2試薬46の供給は検査装置110で行う態様の第1検査フローについて説明する。
(第1検査フロー)
 図9は第1検査フローを示す図である。
 まず、ユーザが、カートリッジ100の滴下口16から検体50を担体2の点着領域に滴下する(工程S11)。
 次に、ユーザが、カートリッジ100の第1被押圧部11を押圧して、第1試薬41の供給を開始する(工程S12)。
 その後、ユーザは、カートリッジ100を、電源が入った状態の検査装置110の装填部112に装填する(工程S13)。
 検査装置110内において、装填されたカートリッジ100についての検査が実行される(工程S14)。
 なお、第1試薬41の供給を開始した後、第1試薬41が担体2を十分展開するまでの時間は、個々のカートリッジ毎で異なるが、概ね5分~10分程度を要する。ユーザが第1被押圧部11を押圧した後、装填部112に装填するまでの時間は、ユーザの都合に応じて定めればよい。
 図10は、図9に示す検査装置110による検査実行(工程S14)の詳細な検査フローを示す。
 検査装置110内にカートリッジ100が装填されることにより、検査装置110における検査(図9の工程S14)が開始される。
 図10示すように、検査装置110においては、まず、プロセッサ120においてn=1と設定される(工程S20)。ここで、nは発色領域L3の判別処理の実行回数のパラメータである。プロセッサ120は、発色領域L3の発色状態が変化(具体的には暗緑色からオレンジ色への変化)しているか否かを判別する(工程S21)。具体的には、プロセッサ120は、光源115を点灯させることにより観察窓18から露呈される観察領域70を照明し、その状態で、検知部114に撮像を行わせる。そして、プロセッサ120は検知部114から撮像画像を取得し、取得した撮像画像から観察領域70の観察画像71を切り出す。そして、プロセッサ120は、観察画像71の発色領域L3の発色状態の変化を判別する。発色領域L3の発色状態の変化が有りと判別された場合、すなわち発色領域L3が暗緑色からオレンジ色に変化している場合は、第1試薬41が、発色領域L3とその上流側の検査領域L1及びコントロール領域L2に到達していることを意味する。
 発色領域L3の発色状態が変化している場合(工程S21:Yes)、プロセッサ120は、第2試薬供給機構118を作動させることにより、第2試薬46の供給を開始させる(工程S22)。本実施形態においては、プロセッサ120は、第2試薬供給機構118によって、カートリッジ100の第2被押圧部12を押圧させる。第2被押圧部12が押圧されると、第2被押圧部12が第2試薬保持部45に向けて沈み込むように変形する。この変形により、第2試薬保持部45のシート部材48が突起部34に押しつけられて破断し、第2試薬46が担体2上に供給される。
 一方、発色領域L3の発色状態が変化していない場合(工程S21:No)、第4設定時間t4以内であり、かつ、発色領域L3の発色状態の変化を判別した回数nがK回未満(n<K)であるかどうか判定を行う(工程S23)。
 ここで、第4設定時間t4を超えている、もしくはn<Kでない場合(工程S23:No)、プロセッサ120は、エラーを報知(工程S26)し、検査フローを終了する。例えば、エラーの報知は、モニタ119にエラーメッセージを表示することにより行われる。なお、エラーの報知の方法としてモニタ119にエラーメッセージを表示する以外に、音声でエラーメッセージを通知するようにしてもよい。
 一方、第4設定時間t4以内であり、かつn<Kであれば(工程S23:Yes)、第3設定時間t3が経過するまでの間待機する(工程S24)。図10の工程S24においては、「t3 wait」として示している。第3設定時間t3は、例えば、30秒程度であり、第4設定時間t4は、例えば20分等と予め設定されている。その後、nに1をインクリメント(図10においてn=n+1で示す)し(工程S25)、再度発色領域L3の発色状態が変化しているか否かを判別する工程S21に戻る。
 工程S22において、第2試薬供給機構118を作動させ第2試薬46の供給を開始させた後、プロセッサ120において、m=1と設定される(工程S27)。ここで、mは泡の有無の判別工程(工程S27)の判別処理の実行回数のパラメータである。そして、プロセッサ120は検査領域L1における泡の有無を判別する(工程S28)。工程S28では、具体的には、プロセッサ120は、工程S21と同様に、観察領域70を照明した状態で、検知部114に観察領域70を撮像させる。そして、プロセッサ120は、検知部114が出力する撮像画像から、観察領域70に対応する観察画像71を切り出し、切り出した観察画像71に基づいて泡の有無を判別する。観察画像71が、観察画像71B(図8B参照)のように泡が無しと判別された場合は、検査領域L1の発色状態の定量性は良好であり、陽性か陰性かの判別を適正に行うことができる状態を意味する。
 観察画像71が泡無しと判別された場合(工程S28:Yes)、ライン状のコントロール領域L2が発現しているか否かを判別する(工程S32)。工程S32において、プロセッサ120は、観察画像71からコントロール領域L2の発色状態の変化を判別する。プロセッサ120は、例えば、コントロール領域L2の発色濃度が予め設定された基準以上の濃度に達しているか否かを判別し、基準以上の濃度の場合はコントロール領域L2が発現していると判別する。コントロール領域L2が発現していると判別された場合は、検体50が、コントロール領域L2及びその上流側の検査領域L1に到達していることを意味する。
 一方、観察画像71が、観察画像71A(図8A参照)のように、泡有りと判別された場合(工程S28:No)、第2設定時間t2以内である、かつ、泡の有無を判別した回数mがL回未満(m<L)かどうかの判定を行う(工程S29)。
 ここで、第2設定時間t2を超えている、もしくはm<Lでない場合(工程S29:No)、プロセッサ120は、エラーを報知(工程S26)し、検査フローを終了する。
 一方、第2設定時間t2以内であり、かつ、m<Lであれば(工程S29:Yes)、第1設定時間t1が経過するまでの間待機する(工程S30)。図10の工程S30においては、「t1 wait」として示している。第1設定時間t1は、例えば、10秒程度であり、第2設定時間t2は、例えば5分等と予め設定されている。その後、mに1をインクリメント(図10においてm=m+1で示す)し(工程S31)、再度泡の有無を判別する工程S28に戻る。
 コントロール領域L2が発現しているか否かの判別(工程S32)において、コントロール領域L2が発現している場合(工程S32:Yes)、プロセッサ120は、検体50が陽性であるか陰性であるかの主判定を行い(工程S33)、検査フローを終了する。
 プロセッサ120は、例えば、主判定(工程S33)において、ライン状の検査領域L1の発色濃度が予め設定された基準以上の濃度に達しているかを判別し、基準以上の濃度の場合は検査領域L1が発現していると判別する。検査領域L1が発現していると判別された場合は、検体50が陽性であることを意味し、検査領域L1が発現していないと判別した場合は、検体50が陰性であることを意味する。このように、プロセッサ120は、主判定において検査領域L1の発現の有無に応じて検体50が陽性であるか陰性であるかの判定を行う。
 主判定を行ったプロセッサ120は、検査領域L1の発現有りと判別した場合には、モニタ119に検査結果を「陽性」と表示する。また、検査領域L1の発現無しと判別した場合には、モニタ119に検査結果を「陰性」と表示する。
 一方、工程S32におけるコントロール領域L2が発現しているか否かの判別において、コントロール領域L2が発現していない場合(工程S32:No)、エラーを報知し(工程S26)、検査フローを終了する。なお、第2試薬46を展開後、コントロール領域L2が発現しない場合は、検体50が点着されていない可能性がある。第1検査フローは以上の通りである。
 ここで、上記第1検査フローにおける泡の有無を判別する工程S28の詳細を説明する。工程S28のフローには複数のフローが考えられる。図11においては、工程S28のフローの一例である第1フローを示す。
 図11に示す第1フローでは、プロセッサ120は、まず、検知部114が出力した撮像画像から観察領域70に対応する観察画像71を切り出すことにより、観察画像71を取得する(工程S41)。
 次に、プロセッサ120は、取得した観察画像71から注目領域(ROI:Region of interest)のROI画像72(図8参照)を抽出する(工程S42)。本例において、注目領域ROIは、検査領域L1の周辺領域のラインが発現しない領域である(図8参照)。そして、プロセッサ120は、設定情報としてメモリ121内に保持されている泡無しの状態を示す参照画像RIを読み出す。なお、参照画像RIは、予めメモリ121に保持しておいた画像であっても良いし、工程S21で取得した画像のラインが発現していない領域の画像であっても良い。プロセッサ120は、工程S43において、参照画像RIと、工程S42で抽出したROI画像72との画素値の差分である差分値ΔPVを導出する。なお、ROI画像72も参照画像RIもそれぞれ行列状に二次元配列された複数の画素からなる。差分値ΔPVは、一例として、ROI画像72及び参照画像RIの対応する画素毎に画素値の差分を算出し、画素毎の差分の平均値とする。
 工程S44において、プロセッサ120は、差分値ΔPVが予め設定された閾値A以下かどうかを判定する。工程S44において、差分値ΔPVが予め設定された閾値A以下(ΔPV≦A)であれば(工程S44:Yes)、泡「無し」と判別し(工程S45)、泡判別工程を終了する。一方、差分値ΔPVが閾値Aより大きい場合(ΔPV>A)は(工程S44:No)、泡「有り」と判別し(工程S46)、泡判別工程を終了する。
 ROI画像72に対応する注目領域ROIは、既述の通り、検査領域L1の周辺のラインが発現しない領域である。ラインが発現しない領域は、検査領域L1などの背景となる担体2そのものの色を示し、泡が無い状態であれば、濃度が略一様である。すなわち、その領域内に含まれている画素の画素値は略一様である(図8B参照)。一方、検査領域L1に泡が発生している場合、その周辺領域においても泡が有る。そのため、その領域に含まれている画素の画素値は一様ではなく、泡の存在によって、濃淡が生じる。すなわち、ROI画像72Aのような泡有り画像には濃淡があるため、画素値にばらつきがあり、画素値の平均値は、ROI画像72B(参照画像RIに用いられる)のような泡無し画像に比べて小さくなる。そのため、参照画像RIとの差分値ΔRIが閾値A以下であれば、泡が無い、もしくは泡がラインの判別に影響を与えない程度であることを意味する。
 既に述べた通り、カートリッジ100内において、第2試薬46を担体2に供給する際には、流路形成部35と担体2との間、すなわち、検査領域L1上に泡が発生することがある。検体50が陽性である場合、検査領域L1は黒色に発色するが、検査領域L1に泡が発生していると、泡によって黒色の発色の視認性が著しく低下してしまう。そのため、検査領域L1に泡が発生した状態で主判定(図10の工程S33参照)を行うと、陽性であるにもかかわらず陰性と誤判定してしまう場合がある。逆に、検体50が陰性である場合、検査領域L1は発色しないが、検査領域L1に泡が発生していると、泡がない状態と比較すると濃度が上昇するために、発色があるように視認され、陰性であるにもかかわらず陽性と誤判定してしまう場合がある。しかし、本実施形態の検査装置110は、プロセッサが、検知部114によって検知された泡の発生状態に基づいて泡が無いと判別した場合に、検査領域の発色状態の変化の有無を判別する。従って、泡の影響により、発色状態の変化の有無の誤判定が生じるのを抑制することができ、陽性か陰性かの主判定において誤判定を抑制することができる。
 上記において、プロセッサ120は、泡無し状態の参照画像RIと、ROI画像72を一例として示した注目領域ROIの画像との差分(一例として差分値ΔPV)が予め設定された閾値以下であるか否かに基づいて、泡の有無の判別を行う。この画像の比較という比較的簡単な方法で泡の有無を判別することができる。
 上記第1検査フローにおいて、プロセッサ120は、参照画像RIとROI画像72との差分に基づいて、泡の有無の判別を行っているが、参照画像RIとROI画像72とのの比を導出し、その比が予め設定された閾値以下であるか否かに基づいて、泡の有無の判別を行ってもよい。なお、差分を用いる場合と比を用いる場合とでは予め設定された閾値は異なる。
 既述の通り、プロセッサ120は、泡判別工程で泡が有ると判別した場合は、判別後、予め設定された第1設定時間t1が経過した後に、再度、泡の有無を判別する。これにより、泡の発生から泡が消えるまでの時間が、カートリッジの個体差によってばらつく場合でも、確実な検査を行うことができる。
 また、プロセッサ120は、カートリッジ100が装填された後の予め設定された時点から予め設定された第2設定時間t2が経過した後においても、又は、予め設定された回数の判別を繰り返した後においても、泡が有る、と判別した場合は、エラーを報知する。これにより、第2設定時間t2が経過した後、あるいは予め設定された回数の判別を繰り返した後においても、泡が消えない場合は、エラーを報知するので、検査装置110の不具合当による誤検出が生じている場合に、いつまでも装置を占有するのを防止できる。
 第2設定時間t2のカウントを開始する予め設定された時点は、第2試薬46の供給開始時、又は予め設定された回数の泡の有無の判別が終了した時点など適宜定められる。また、予め設定された回数Lは2以上で適宜設定すればよい。
 なお、上記第1検査フローにおいて、泡の有無の判別を行い泡が有ると判別した場合に(工程S28:No)、第2設定時間t2以内であり、かつ泡の有無を判別した回数mがL回未満(m<L)であるかどうかの判定を行う(工程S29)こととしている。そして、第2設定時間t2以内であり、かつm<Lであれば、泡の有無の判別を繰り返し、第2設定時間t2を超える、あるいはmがLになった場合には、エラー報知する(工程S26)こととしている。しかし、工程S29において、第2設定時間t2以内であること、及びm<Lであること、のいずれか一方の条件のみを判定するようにしてもよい。すなわち、工程S29において、第2設定時間t2以内かどうかのみを判定し、第2設定時間t2以内であれば、泡の有無の判別(工程S28)を繰り返し、第2設定時間t2を超えれば、エラー報知する(工程S26)ようにしてもよい。また、工程S29において、m<Lであるかどうかのみを判定し、m<Lであれば、泡の有無の判別(工程S28)を繰り返し、mがL回になれば、エラー報知する(工程S26)ようにしてもよい。
 また、上記第1検査フローにおいて、プロセッサ120は、発色領域L3の発色状態の変化が無しと判別した場合において、判別後、予め設定された第3設定時間t3が経過した後に、再度、発色状態の変化の有無を判別する。これにより、第1試薬41が発色領域L3に到達するまでの展開時間が、カートリッジ100の個体差によってばらつく場合にも、個々のカートリッジ100の展開状態に応じて、確実な検査を行うことができる。
 また、第1検査フローにおいて、プロセッサ120は、カートリッジ100が装填された後の予め設定された時点から予め設定された第4設定時間t4が経過した後においても、又は、予め設定された回数の判別を繰り返した後においても、発色領域L3の発色状態が変化しない場合は、エラーを報知する。これにより、第4設定時間が経過した後、あるいは予め設定された回数の判別を繰り返した後においても、発色状態が変化しない場合は、エラーを報知するので、第1試薬41の展開不良、あるいは展開がされていない場合に、いつまでもカートリッジ100が装置を占有するのを防止できる。
 また、第4設定時間t4のカウントを開始する予め設定された時点は、カートリッジ装填時、又は予め設定された回数の判別が終了した時点でもよい。また、予め設定された回数Kは2以上で適宜設定すればよい。
 なお、工程S23についても、第4設定時間t4以内であること、及びn<Kであること、のいずれか一方の条件のみを判定するようにしてもよい。すなわち、工程S23において、第4設定時間t4以内かどうかのみを判定し、第4設定時間t4以内であれば、発色領域L3の発色状態の変化の有無の判別(工程S21)を繰り返し、第4設定時間t4を超えれば、エラー報知する(工程S26)ようにしてもよい。また、工程S23において、n<Kであるかどうかのみを判定し、n<Kであれば、発色領域L3の発色状態の変化の有無の判別(工程S21)を繰り返し、nがK回になれば、エラー報知する(工程S26)ようにしてもよい。
 本実施形態において、検知部114は、検査領域L1、コントロール領域L2及び発色領域L3の全ての発色状態を検知するものであり、かつ、試薬の供給に起因して検査領域L1に生じる泡の発生状態を検知するものとしたが、発色状態を検知する検知部(第1検知部)と、泡の発生状態を検知する検知部(第2検知部)とを個別に備えてもよい。しかし、本実施形態のように、1つの検知部114で兼用することで、検知部を個別に設ける場合よりも構成を簡素化することができ、コストを抑制することができる。また、検知部114の数が1つで済むため、省スペース化にもなる。
 なお、泡の発生状態を検知する検知部としては、イメージセンサなどの画像を撮像する撮像部に限らず、光量を検出可能な光検出器などであってもよい。泡の発生状態によって、反射光の光量が異なるので、光検出器によって、光量の変化を検出することで泡の発生状態を検知してもよい。
 本開示において、第2試薬供給機構118は、ソレノイドなどのアクチュエータを例示したが、カートリッジ100における第2試薬保持部の構成に応じて、第2試薬保持部45から第2試薬46の供給を開始させることが可能な機構であればよい。例えば、第2試薬保持部45が、シャッタを備え、シャッタを開けることにより、第2試薬46の供給を開始させるものである場合、第2試薬供給機構118はシャッタを開けるための機構であればよい。なお、第1試薬供給機構116についても同様である。
 上記実施形態において、第1試薬41は第1増幅液であり、第2試薬46は第2増幅液であるとしたが、第1試薬41及び第2試薬46はこの組み合わせに限るものではない。第1試薬41が展開液であり、第2試薬46が洗浄液である組み合わせ、あるいは、第1試薬41が展開液あるいは洗浄液であり、第2試薬46が増幅液である組み合わせ等であってもよい。
 但し、第2試薬46が発色を増幅させる増幅薬であることが好ましい。第2試薬46が検査領域L1の発色を増幅させる増幅薬である場合、検査領域L1の発色が増幅するので判定精度を向上させることができる。
 また、本実施形態のように、第1試薬41及び第2試薬46が検査領域L1の発色を増幅させる増幅液であることが好ましい。第1試薬41及び第2試薬46が検査領域L1の発色を増幅させる増幅薬である場合、検査領域L1の発色が増幅するので判定精度を向上させることができる。
 泡の有無を判別する工程S28(図10参照)は、上記第1フローに限るものではない、図12は、工程S28の別の例である第2フローを示す。
 図12に示すように、第2フローでは、プロセッサ120は、光源115によって観察領域70を照明した状態で、検知部114に観察領域70を撮像させることにより、観察画像71を取得する(工程S51)。
 次に、プロセッサ120は、取得した観察画像71から注目領域ROIに対応するROI画像72(図8参照)を抽出する(工程S52)。注目領域ROIは、第1フローと同様に検査領域L1の周辺領域のラインが発現しない領域である。
 工程S53において、プロセッサ120は、ROI画像72の各画素値からROI画像72の画素値の標準偏差σを導出する。プロセッサ120は、導出した標準偏差σが予め設定された閾値B以下(すなわち、σ≦B)であれば(工程S54:Yes)、泡「無し」と判別し(工程S55)、泡判別工程を終了する。一方、標準偏差σが閾値Bよりも大きい場合(σ>B)は(工程S54:No)、泡「有り」と判別し(工程S56)、泡判別工程を終了する。
 注目領域ROIは、既述の通り、例えば、検査領域L1の周辺のラインが発現しない領域である。ラインが発現しない領域は担体2そのものの色を示すため、泡が無い状態であれば、濃度が略一様である。すなわち、その領域内に含まれている画素の画素値は略一様であるので、標準偏差σは小さい。一方、検査領域L1に泡が発生している場合、その周辺領域においても泡が有る。そのため、その領域に含まれている画素の画素値は一様ではなく、泡の存在によって、濃淡が生じる。泡の有る画像には濃淡があるため、画素値にばらつきがあり、標準偏差σが大きくなる。すなわち、標準偏差σが閾値B以下であれば、泡が無い、もしくは泡がラインの判別に影響を与えない程度であることを意味する。
 泡の有無を判別する工程S28の別の例である第2フローでは、プロセッサ120が、取得した注目領域ROIの画像(一例としてROI画像72)の画素値の標準偏差σを導出し、標準偏差σが閾値B以下である場合、泡が無いと判別するので、第1フローのように参照画像RIのような泡無し画像と比較することなく、泡の発生の有無を判別することができる。
(変形例)
 なお、第1検査フローの泡の有無を判別する工程S28に代えて、図13に示すように、泡の発生状態の経時変化を検出して、泡が無くなったことを確認する工程S28Aを備えてもよい。図13は、図10に示した検査装置110における第1検査フローを一部変更した変形例の検査フローである。図13においては、図10の第1検査フローと同一の工程には同一の工程符号を付して、詳細な説明を省略する。
 図13に示す検査フローでは、第2試薬供給機構118を作動させて第2試薬46を供給する工程S22の後、泡が無くなったことを確認する(工程S28A)。泡が無くなったことを確認した後に、ライン状のコントロール領域L2が発現しているか否かを判別する(工程S32)。その他の工程は図10に示した検査フローと同様である。
 図14は、泡が無くなったことを確認する工程S28Aにおける処理フローを示す図である。
 プロセッサ120は、検知部114を通じて、時刻taで観察領域70を撮像した観察画像71(ta)を取得(工程S61)する。そして、観察画像71(ta)から注目領域ROIのROI画像72(ta)を抽出する(工程S62)。また、プロセッサ120は、時刻tbで同じ観察領域70を撮像した観察画像71(tb)を取得し(工程S63)、観察画像71(tb)から注目領域ROIのROI画像72(tb)を抽出する(工程S64)。注目領域ROIは、上記と同様に、例えば、検査領域L1の周辺領域であって、ラインが発現しない領域である。
 次に、プロセッサ120は、観察画像71(ta)から抽出したROI画像72(ta)と観察画像71(tb)から抽出したROI画像72(tb)との画素値の差分値ΔPVTを導出する(工程S65)。そして、差分値ΔPVTが予め設定された閾値C以下であるかどうかを判別する(工程S66)。
 差分ΔPVTが閾値Cより大きい場合(工程S66:No)、ROI画像72(tb)を新たなROI画像72(ta)とし(工程S68)、新たな観察画像71(tb)を取得する工程S63に戻り、工程S63~工程S66を泡が無くなるまで繰り返す。
 泡が発生した当初の状態から、時間が経過するにつれて、泡は、移動あるいは消滅することによって、検査領域L1に存在する量が徐々に減少する。検査領域L1に泡の量が多い初期においては、単位時間当たりの泡の減少量は多く、時間が経過するにつれて、単位時間当たりの泡の減少量は少なくなり、やがて、検査領域L1の発色状態の変化を検知する主判定に影響がでない程度まで泡が減少する。すなわち、泡の減少率は減少を開始する初期は大きく、徐々に小さくなり、やがて、減少率が一定程度以下になると、主判定に影響がでない程度まで泡が減少した状態となる。
 差分値ΔPVTは、単位時間当たりの泡の減少量を意味しており、差分値ΔPVTが閾値Cより大きいとは、泡が移動若しくは消滅による泡の減少量が大きいことを意味する。泡の減少量が大きいということは、泡が大きく減少する状態が継続していることを意味し、依然として検査領域L1に一定程度の泡が存在していることを意味する。他方、差分値ΔPVTが閾値C以下であることは、泡の移動若しくは消滅による泡量の変化が小さくなり、主判定に影響がでない程度まで泡が減少していることを意味する。
 プロセッサ120は、差分値ΔPVTが予め設定された閾値C以下である場合(工程S66:Yes)、泡は「無し」と判別し(工程S67)、泡が無くなったことを確認する工程S28Aは終了する。
 このように、プロセッサ120は、検知部114を介して、時間差のある2枚以上の観察画像を取得し、2枚以上の注目領域ROIの画像(一例としてROI画像72)の画素値の差分を導出し、差分が予め設定された閾値以下となった場合に、泡が無いと判別するので、泡が発生している状態から泡が消失するという泡の発生状態の経時変化を、時間差のある画像の比較という簡単な方法で判別することができる。
 なお、上記において、プロセッサ120は、2枚のROI画像72の画素値の差分が予め設定された閾値以下であるか否かに基づいて、泡の有無の判別を行う。しかし、プロセッサ120は、2枚のROI画像72の画素値の比を導出し、その比が予め設定された閾値以下であるか否かに基づいて、泡の有無の判別を行ってもよい。なお、差分を用いる場合と比を用いる場合とでは予め設定された閾値は異なる。
 上記実施形態においては、第1試薬41の供給はユーザが行い、第2試薬46の供給は検査装置110において行われる第1検査フローの場合について説明した。既述の通り、検査装置110においては第2検査フロー及び第3検査フローも選択可能である。
 第2検査フローでは、ユーザが検体50を点着した後、第1試薬41の供給を行うことなく、カートリッジ100を検査装置110の装填部112に装填する。カートリッジ100が装填された検査装置110では、プロセッサ120が、まず第1試薬供給機構116を作動して第1試薬41を担体2に供給する。その後の処理は上記第1検査フローと同様である。
 第3検査フローでは、ユーザが検体50を点着し、第1試薬41を供給し、その後、所定時間経過後に、ユーザが第2試薬46を供給した後に、カートリッジ100を検査装置110の装填部112に装填する。カートリッジ100が装填された検査装置110では、プロセッサ120が泡の有無を判別する工程、もしくは、泡が無くなったことを確認する確認工程を実施する。その後の処理は上記第1検査フローと同様である。
 上記実施形態において、プロセッサ120、さらにその内部構成としての検知部制御部122、発色状態判別部123、第1試薬供給機構制御部124、第2試薬供給機構制御部125、表示制御部126及び泡判別部129といった各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(Processor)を用いることができる。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPUに加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
 1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ、および/または、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。
 複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。
 さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)を用いることができる。
 2021年3月24日に出願された日本国特許出願2021-050778号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1.  イムノクロマトグラフ検査装置であって、
     検体が点着される点着領域と、前記検体が陽性か陰性かに応じて発色状態が変化する検査領域とを有する担体を備え、かつ、前記担体に試薬が供給されるカートリッジが、着脱可能に装填される装填部と、
     前記検査領域の発色状態を検知する第1検知部と、
     前記試薬の供給に起因して前記検査領域に生じる泡の発生状態を検知する第2検知部と、
     前記第1検知部によって検知された前記発色状態に基づいて、前記発色状態の変化の有無を判別するプロセッサであって、前記第2検知部によって検知された泡の発生状態に基づいて前記泡が無いと判別した場合に、前記発色状態の変化の有無を判別するプロセッサと、を備えたイムノクロマトグラフ検査装置。
  2.  前記第2検知部は、前記検査領域と前記検査領域の周辺領域とを含む観察領域を撮像することにより、前記観察領域を含む観察画像を出力するイメージセンサである、請求項1に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  3.  前記プロセッサは、前記観察領域内の注目領域の画像の画素値の標準偏差を求め、前記標準偏差が予め設定された閾値以下である場合、前記泡が無いと判別する、請求項2に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  4.  前記プロセッサは、泡無し状態の参照画像と、前記観察領域内の注目領域の画像との画素値の差分又は比を導出し、前記差分又は比が予め設定された閾値以下である場合に、前記泡が無いと判別する、請求項2に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  5.  前記プロセッサは、前記泡が有ると判別した場合は、予め設定された第1設定時間経過後に、再度、前記泡の有無を判別する、請求項1から4のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  6.  前記プロセッサは、前記カートリッジが装填された後の予め設定された時点から予め設定された第2設定時間が経過した後においても、前記泡が有る、と判別した場合は、エラーを報知する、請求項1から5のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  7.  前記プロセッサは、前記第2検知部から時間差のある2枚以上の前記観察画像を取得し、前記2枚以上の前記観察画像における前記観察領域内の注目領域の画像の画素値の差分又は比を導出し、前記差分又は比が予め設定された閾値以下となった場合に、前記泡が無いと判別する、請求項2に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  8.  前記第1検知部は、前記検査領域とその周辺領域を含む観察領域を撮像する撮像部であり、前記第1検知部と前記第2検知部は兼用される、請求項1から7のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  9.  前記カートリッジは、前記担体を覆うカバー部材を備え、前記カバー部材内において、前記検査領域における前記担体の表面と前記カバー部材との間に試薬が供給される0.01~1mmの隙間を有しており、前記試薬は前記隙間を流路として前記検査領域に展開される、請求項1から8のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
  10.  前記カートリッジは、前記担体に供給される第1試薬を保持する第1試薬保持部と、前記第1試薬が前記担体に供給された後に前記担体に供給される第2試薬を保持する第2試薬保持部とを備え、
     前記泡の発生原因である前記試薬は前記第2試薬であり、
     前記プロセッサは、前記第2試薬が前記担体に供給された後に前記泡の有無を判別する、請求項1から9のうちのいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフ検査装置。
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