JP5189825B2 - Magnetic signal measuring device and magnetic signal measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、例えば各種の抗体やタンパク質，免疫グロブリン，ホルモン，腫瘍マーカ，ウイルス，病原菌等を、磁性粒子と磁気センサを用いて検出する磁気信号計測装置および磁気信号計測方法に関する。   The present invention relates to a magnetic signal measuring apparatus and a magnetic signal measuring method for detecting, for example, various antibodies, proteins, immunoglobulins, hormones, tumor markers, viruses, pathogens, and the like using magnetic particles and a magnetic sensor.

抗原抗体反応のような特異的な結合反応を利用して、ホルモン，抗体，抗原，腫瘍マーカ等の種々の生体物質や、病原菌，ウイルス，がん細胞，ＤＮＡ，環境有害物質等（以下、「生体物質等」という）を検出することができる。近年、生体物質等を高感度かつ迅速に検出する要求が高まっており、そのための装置開発が盛んに行われている。   Utilizing specific binding reactions such as antigen-antibody reactions, various biological substances such as hormones, antibodies, antigens, tumor markers, pathogens, viruses, cancer cells, DNA, environmentally hazardous substances, etc. Biological substance etc. ") can be detected. In recent years, there has been an increasing demand for highly sensitive and rapid detection of biological substances and the like, and apparatus development for that purpose has been actively conducted.

例えば、免疫検査の一般的な方法として、検出対象である抗原と選択的に結合する検出用抗体を蛍光酵素等で標識した光学マーカを使用する方法が知られている。この方法では、抗原−抗体の結合反応を光学マーカから発生する光信号として検出し、抗原の種類および量を検出する。しかし、このような光学的方法では、検出感度が十分ではなく、また、試料を精製する前処理や未結合の光学マーカを洗い流す洗浄工程が必要になる等の問題点がある。   For example, as a general method of immunoassay, a method is known that uses an optical marker in which a detection antibody that selectively binds to an antigen to be detected is labeled with a fluorescent enzyme or the like. In this method, the antigen-antibody binding reaction is detected as an optical signal generated from an optical marker, and the type and amount of the antigen are detected. However, such an optical method has problems such as insufficient detection sensitivity and a need for a pretreatment for purifying a sample and a washing step for washing away unbound optical markers.

そこで近年、磁性粒子と磁気センサを用いて抗原抗体反応を検出する磁気的方法が提案されている。この磁気的方法では、磁性粒子で標識された抗体（以下「磁気マーカ」という）を検出対象となっている被検出物質と結合させ、結合した磁気マーカからの磁気信号を磁気センサを用いて検出する。ここで、高感度な磁気センサであるＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子；Superconducting Quantum Interference Device）磁気センサを使用することにより、光学的方法よりも高い検出感度が得られている。   Therefore, in recent years, a magnetic method for detecting an antigen-antibody reaction using magnetic particles and a magnetic sensor has been proposed. In this magnetic method, an antibody labeled with magnetic particles (hereinafter referred to as a “magnetic marker”) is bound to a detection target substance, and a magnetic signal from the bound magnetic marker is detected using a magnetic sensor. To do. Here, by using a SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) magnetic sensor which is a highly sensitive magnetic sensor, a higher detection sensitivity than the optical method is obtained.

このような磁気的方法にも種々の方式が提案されている。例えば、被検出物質を穴部に固定し、固定された被検出物質と磁気マーカとを反応させた後、未結合の磁気マーカを洗い流して、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサで計測する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Various methods have been proposed for such a magnetic method. For example, a substance to be detected is fixed in a hole, and after the fixed substance to be detected reacts with a magnetic marker, unbound magnetic markers are washed away, and a magnetic signal from the magnetic marker combined with the substance to be detected is received. A method of measuring with a SQUID magnetic sensor is known (for example, see Patent Document 1).

また、被検出物質を含む溶液と磁気マーカとを混合し、被検出物質と磁気マーカとが結合して形成される凝集体を含んだ試料溶液を作製し、試料溶液中に未結合の磁気マーカが存在したままの状態で試料に磁界を印加して磁気マーカの磁気モーメントの方向を揃えた後、この磁界を遮断して試料溶液からの磁気信号を計測する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。   Also, a solution containing the substance to be detected and a magnetic marker are mixed to prepare a sample solution containing an aggregate formed by combining the substance to be detected and the magnetic marker, and an unbound magnetic marker is formed in the sample solution. There is a known method of measuring the magnetic signal from the sample solution by applying a magnetic field to the sample in the state of the presence of the magnetic marker and aligning the direction of the magnetic moment of the magnetic marker, and then blocking the magnetic field (for example, Patent Document 2).

この方法では、試料溶液中を浮遊する未結合の磁気マーカと形成された凝集体とでは、ブラウン運動の速さが異なることを利用する。すなわち、試料溶液中の全ての磁気マーカの磁気モーメントの方向を磁界によって一方向に揃えても、磁界を遮断すると、未結合の磁気マーカの磁気モーメントの方向はブラウン運動によって速やかにランダムになるため、未結合の磁気マーカからの磁気信号は速やかに減衰する。これに対して、磁気マーカが被検出物質と結合して凝集すると体積増加によってブラウン運動による回転が起こり難くなるため、凝集体からの磁気信号の減衰は遅くなる。このような磁気信号の減衰特性の違いを利用して、未結合マーカを除去することなく、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号を計測することができる。これと類似の方法は他にも報告されている（例えば、非特許文献１〜３、特許文献３参照）。   This method uses the fact that unbonded magnetic markers floating in the sample solution and the formed aggregates have different Brownian motion speeds. That is, even if the magnetic moment directions of all the magnetic markers in the sample solution are aligned in one direction by the magnetic field, if the magnetic field is interrupted, the magnetic moment directions of the uncoupled magnetic markers are quickly randomized by the Brownian motion. The magnetic signal from the uncoupled magnetic marker is quickly attenuated. On the other hand, when the magnetic marker is combined with the substance to be detected and aggregated, rotation due to Brownian motion is less likely to occur due to the increase in volume, so that the attenuation of the magnetic signal from the aggregate is delayed. By utilizing such a difference in attenuation characteristics of the magnetic signal, it is possible to measure the magnetic signal from the magnetic marker bound to the substance to be detected without removing the unbound marker. Other similar methods have been reported (for example, see Non-Patent Documents 1 to 3 and Patent Document 3).

さらに、被検出物質を穴部に固定し、固定された被検出物質と磁気マーカとを反応させた後、未結合の磁気マーカが存在する状態で、被検出物質と結合した磁気マーカからの信号をＳＱＵＩＤ磁気センサで計測する方法が知られている（例えば、特許文献４、非特許文献４参照）。この方法でも、未結合の磁気マーカの磁気モーメントの方向はブラウン運動によって速やかにランダムになるため、未結合の磁気マーカからの磁気信号は速やかに減衰する。しかし、被検出物質が固定されているために、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号は減衰し難い。そのため、未結合マーカを除去することなく、被検出物質と結合した磁気マーカからの磁気信号を計測することができる。これと類似の方法は他にも報告されている（例えば、非特許文献５参照）。   In addition, after the substance to be detected is fixed in the hole and the fixed substance to be detected reacts with the magnetic marker, the signal from the magnetic marker coupled to the substance to be detected is present in the presence of an unbound magnetic marker. Is known by a SQUID magnetic sensor (see, for example, Patent Document 4 and Non-Patent Document 4). Even in this method, the direction of the magnetic moment of the uncoupled magnetic marker is quickly randomized by the Brownian motion, so that the magnetic signal from the uncoupled magnetic marker is quickly attenuated. However, since the substance to be detected is fixed, the magnetic signal from the magnetic marker coupled to the substance to be detected is difficult to attenuate. Therefore, it is possible to measure the magnetic signal from the magnetic marker combined with the substance to be detected without removing the unbound marker. Other similar methods have been reported (for example, see Non-Patent Document 5).

この他に、磁化率測定を利用した方法も報告されている（例えば、特許文献５，６、非特許文献６参照）。特許文献５に開示された方法では、ＳＱＵＩＤ磁気センサの磁束検出方向と直角な方向から、磁気マーカを磁化させる直流磁界を印加し、ＳＱＵＩＤ磁気センサの磁束検出領域内を移動する磁気マーカによって生じた磁界の変化を検出している。特許文献６に開示された方法では、磁気マーカに対して交流磁界を印加し、磁化された磁気マーカからの磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサで計測している。また、非特許文献６では未結合の磁気マーカに対して交流磁化率測定を行い、被検出物質との結合に伴って未結合の磁気マーカからの磁気信号の強度が減衰することを利用して、被検出物質の量を評価している。   In addition, methods using magnetic susceptibility measurement have also been reported (see, for example, Patent Documents 5 and 6 and Non-Patent Document 6). In the method disclosed in Patent Document 5, a DC magnetic field that magnetizes the magnetic marker is applied from a direction perpendicular to the magnetic flux detection direction of the SQUID magnetic sensor, and is generated by the magnetic marker that moves within the magnetic flux detection region of the SQUID magnetic sensor. Changes in the magnetic field are detected. In the method disclosed in Patent Document 6, an alternating magnetic field is applied to a magnetic marker, and a magnetic signal from the magnetized magnetic marker is measured by a SQUID magnetic sensor. Further, in Non-Patent Document 6, AC susceptibility measurement is performed on an uncoupled magnetic marker, and the fact that the intensity of the magnetic signal from the uncoupled magnetic marker is attenuated due to the coupling with the substance to be detected is utilized. The amount of the substance to be detected is evaluated.

このように生体物質等を検出するための種々の磁気的方法が提案されており、検出感度の点において、磁気的方法は光学的方法よりも優れている。しかし、多数の試料を密集させて簡便かつ正確な磁気信号の計測を行うという実用的な観点から、磁気的方法には種々の問題がある。   As described above, various magnetic methods for detecting biological substances and the like have been proposed, and the magnetic method is superior to the optical method in terms of detection sensitivity. However, there are various problems with the magnetic method from the practical point of view of simply and accurately measuring a magnetic signal by collecting a large number of samples.

例えば、多数の試料を密集配置する具体例として、現在の生体物質等の検査において広く用いられている９６穴マイクロプレートにおける試料の配置例が挙げられる。この９６穴マイクロプレートには、試料を収容する有底の穴部が、約９ｍｍの間隔で８行×１２列に形成されている。このような試料容器を用いると、試料容器のランニングコストを低減することができる。また、試料容器は医療廃棄物となるため、その処分コストを削減することができる。さらに、多くの試料の検査をまとめて行うことにより、試料容器の交換等の時間を削減することができるため、検査効率が向上する。そしてまた、９６穴のマイクロプレートにおける穴部の配置は標準的な規格となっており、穴部の配置に合わせた各種の器具や装置が販売されているため、これらを有効に利用することができる。したがって、磁気的方法により９６穴のマイクロプレート等の規格で配置された試料を検査することができれば、このような種々の効果を享受することができる。   For example, as a specific example of densely arranging a large number of samples, there is an example of sample arrangement in a 96-well microplate that is widely used in the current examination of biological materials and the like. The 96-hole microplate has bottomed holes for accommodating samples in 8 rows × 12 columns at intervals of about 9 mm. When such a sample container is used, the running cost of the sample container can be reduced. Moreover, since the sample container becomes medical waste, its disposal cost can be reduced. Furthermore, since many samples are inspected collectively, the time for exchanging sample containers and the like can be reduced, so that the inspection efficiency is improved. In addition, the arrangement of the holes in the 96-hole microplate is a standard specification, and various instruments and devices that match the arrangement of the holes are sold, so that these can be used effectively. it can. Therefore, if a sample arranged in accordance with a standard such as a 96-hole microplate can be inspected by a magnetic method, such various effects can be enjoyed.

しかしながら、多数の試料を磁気信号を利用して検査する提案はあるが（例えば、特許文献７，８参照）、磁性粒子から発生する磁力線は片方の極から他方の極に向かう閉ループとなるため直進性が悪く、また、周辺へ容易に漏洩する。このため、９６穴マイクロプレートを用いる場合のように多数の試料を密集配置した場合、磁気センサは、所定の試料からの磁気信号を計測する際にこれに隣接した試料からの漏洩磁気信号をも計測してしまうため、各試料からの磁気信号を正確に計測することが困難となっている。
特開昭６３−９０７６５号公報 特開平３−２２０４４２号公報 特表平１０−５１３５５１号公報 特開２００５−２５７４２５号公報 特開２００１−３３４５５号公報 特開２００１−１３３４５８号公報 特表２００１−５２４６７５号公報 特開２００５−１８８９５０号公報 Y. R. Chemla et al.,“Proc. National Acad. Sciences of U.S.A.”, 97, 14268 (2000) A. Haller, et al,“IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 11, 1371 (2001) H.L.Grossman et al.,“Proc. National Acad. Sciences of U.S.A. ”, 101, 129 (2004) K. Enpuku et al.,“IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 13, 371 (2003) R. Kotitz et al.,“IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 7, 3678(1997) C.Y.Hong et al.,“Appl. Phys. Lett.”, 88, 212512(2006). However, although there are proposals for inspecting a large number of samples using magnetic signals (see, for example, Patent Documents 7 and 8), the lines of magnetic force generated from the magnetic particles are closed loops from one pole to the other, so they go straight. Poor nature and easily leaks to the surroundings. For this reason, when a large number of samples are densely arranged as in the case of using a 96-hole microplate, the magnetic sensor also measures a leakage magnetic signal from a sample adjacent thereto when measuring a magnetic signal from a predetermined sample. Therefore, it is difficult to accurately measure the magnetic signal from each sample.
JP-A-63-90765 JP-A-3-220442 Japanese National Patent Publication No. 10-513551 JP 2005-257425 A JP 2001-33455 A JP 2001-133458 A JP 2001-524675 A JP 2005-188950 A YR Chemla et al., “Proc. National Acad. Sciences of USA”, 97, 14268 (2000) A. Haller, et al, “IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 11, 1371 (2001) HLGrossman et al., “Proc. National Acad. Sciences of USA”, 101, 129 (2004) K. Enpuku et al., “IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 13, 371 (2003) R. Kotitz et al., “IEEE Trans. Appl. Supercond.”, 7, 3678 (1997) CYHong et al., “Appl. Phys. Lett.”, 88, 212512 (2006).

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、多数の試料を密集させて配置した場合に、所定の試料からの磁気信号を、これに隣接した試料からの磁気信号を排除して精度よく計測することができる磁気信号計測装置および磁気信号計測方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and when a large number of samples are densely arranged, a magnetic signal from a predetermined sample is excluded, and a magnetic signal from a sample adjacent to the sample is excluded with high accuracy. An object of the present invention is to provide a magnetic signal measuring device and a magnetic signal measuring method capable of measuring.

本発明では、最初に、磁性体を含む複数の試料を所定間隔で配置してその中から検査試料とこの検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料を選択し、電磁石等の磁化機構を用いて検査試料と隣接試料に一定強度の磁界を同方向に印加して各試料含まれる磁性粒子を磁化した後、各試料からの磁気信号を磁気センサを用いて計測する。こうして第１信号波形を得る。次に、検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて検査試料と隣接試料に一定強度の磁界を印加して、各試料含まれる磁性粒子を磁化した後、各試料からの磁気信号を磁気センサを用いて計測する。こうして第２信号波形を得る。得られた第１信号波形から第２信号波形を差し引いて差分信号波形を求め、この差分信号波形から検査試料に含まれる被検出物質を検出する。検査試料の選択を逐次変更して同様の処理を行うことにより、全ての試料について検査を行うことができる。   In the present invention, first, a plurality of samples including a magnetic material are arranged at predetermined intervals, and an inspection sample and one or more adjacent samples adjacent to the inspection sample are selected from the samples, and a magnetizing mechanism such as an electromagnet is used. Then, a magnetic field having a constant strength is applied to the inspection sample and the adjacent sample in the same direction to magnetize the magnetic particles contained in each sample, and then the magnetic signal from each sample is measured using a magnetic sensor. Thus, the first signal waveform is obtained. Next, only the direction of the magnetic field applied to the test sample is changed, and a magnetic field of a certain strength is applied to the test sample and the adjacent sample to magnetize the magnetic particles contained in each sample, and then the magnetic signal from each sample is detected by the magnetic sensor Measure using A second signal waveform is thus obtained. A difference signal waveform is obtained by subtracting the second signal waveform from the obtained first signal waveform, and a substance to be detected contained in the test sample is detected from the difference signal waveform. By sequentially changing the selection of the inspection sample and performing the same process, all the samples can be inspected.

本発明の磁気信号計測装置および磁気信号計測方法によれば、多数の試料を密集させて配置した場合に、所定の試料からの磁気信号を、これに隣接した試料からの磁気信号を排除して精度よく計測することができる。   According to the magnetic signal measuring device and the magnetic signal measuring method of the present invention, when a large number of samples are arranged densely, a magnetic signal from a predetermined sample is excluded from a magnetic signal from a sample adjacent thereto. It can measure with high accuracy.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。最初に、本発明に係る磁気信号計測方法により検査可能な試料例とその作製方法、作製した試料からの磁気信号の計測原理について説明する。ここでは、抗原抗体反応を利用して免疫検査を行うための試料と病原菌を検出するための試料を取り上げることとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an example of a sample that can be inspected by the magnetic signal measuring method according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a principle of measuring a magnetic signal from the manufactured sample will be described. Here, a sample for performing an immunological test using an antigen-antibody reaction and a sample for detecting pathogenic bacteria are taken up.

図１に抗原抗体反応を用いた免疫検査に用いられる試料の作製手順と試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す。図１（ａ）に示されるように、底面１０１ａに固定用抗体１０２が固定され、内壁面への非特異吸着を防止するために内壁面がブロッキング剤１０３で覆われた容器１０１を準備する。また、被検出物質である抗原１０６を含む液状の検体１０５と、抗原１０６と結合する磁気マーカ１０７（磁性粒子で標識された抗体）を含む溶液１０８とを、それぞれ準備する。   FIG. 1 schematically shows a preparation procedure of a sample used for an immunoassay using an antigen-antibody reaction and a measurement principle of a magnetic signal from the sample. As shown in FIG. 1 (a), a container 101 is prepared in which an immobilizing antibody 102 is immobilized on a bottom surface 101a and the inner wall surface is covered with a blocking agent 103 in order to prevent nonspecific adsorption to the inner wall surface. In addition, a liquid specimen 105 containing an antigen 106 as a substance to be detected and a solution 108 containing a magnetic marker 107 (an antibody labeled with magnetic particles) that binds to the antigen 106 are prepared.

容器１０１は樹脂等の非磁性材料からなる。磁気マーカ１０７に用いられる磁性粒子は、磁界を印加するとその磁界の方向に磁化され、その磁界を遮断した後には残留磁気が残り、この残留磁気に起因する磁気信号（以下単に「磁気信号」という）を発生する性質を有している必要がある。   The container 101 is made of a nonmagnetic material such as resin. The magnetic particles used in the magnetic marker 107 are magnetized in the direction of the magnetic field when a magnetic field is applied, and after the magnetic field is cut off, residual magnetism remains, and a magnetic signal caused by the residual magnetism (hereinafter simply referred to as “magnetic signal”). ) Must be generated.

図１（ｂ）に示されるように、検体１０５を容器１０１に注入すると、検体１０５に含まれる抗原１０６の一部が、抗原抗体反応により固定用抗体１０２と結合する。こうして固定用抗体１０２と結合した抗原を符号１０６ａで表し、浮遊する抗原を符号１０６ｂで表す。   As shown in FIG. 1B, when the specimen 105 is injected into the container 101, a part of the antigen 106 contained in the specimen 105 binds to the fixing antibody 102 by an antigen-antibody reaction. The antigen thus bound to the fixing antibody 102 is represented by reference numeral 106a, and the floating antigen is represented by reference numeral 106b.

次いで図１（ｃ）に示されるように、溶液１０８を容器１０１に注入すると、溶液１０８に含まれる磁気マーカ１０７の一部が、固定用抗体１０２と結合している抗原１０６ａに抗原抗体反応によって結合する。また、磁気マーカ１０７の一部は、固定用抗体１０２と結合していない抗原１０６ｂと結合する。こうして抗原１０６ａに結合した磁気マーカを符号１０７ａで表し、抗原１０６ｂに結合した磁気マーカを符号１０７ｂで表し、抗原１０６ａ，１０６ｂのいずれにも結合していない磁気マーカを符号１０７ｃで表す。こうして試料溶液が作製される。   Next, as shown in FIG. 1C, when the solution 108 is injected into the container 101, a part of the magnetic marker 107 contained in the solution 108 reacts with the antigen 106 a bound to the fixing antibody 102 by an antigen-antibody reaction. Join. In addition, a part of the magnetic marker 107 binds to the antigen 106 b that is not bound to the fixing antibody 102. Thus, the magnetic marker coupled to the antigen 106a is represented by reference numeral 107a, the magnetic marker coupled to the antigen 106b is represented by reference numeral 107b, and the magnetic marker not coupled to either of the antigens 106a and 106b is represented by reference numeral 107c. A sample solution is thus prepared.

磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃは、ブラウン運動によって試料溶液中をランダムに動くが、磁気マーカ１０７ａの動きは拘束されている。この状態で、図１（ｄ）に示されるように、矢印Ｒで示される方向の磁界を試料溶液に印加すると、全ての磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃがこの磁界の方向に磁化される。図１（ｄ）に、磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃの磁化の方向（つまり、磁気モーメントの方向）を矢印ｒで示す。なお、試料溶液に印加する磁界の方向は矢印Ｒの方向に限定されるものではなく、例えば、矢印Ｒの逆方向や矢印Ｒと直交する方向であってもよく、磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃは印加された磁界方向に磁化される。   The magnetic markers 107b and 107c move randomly in the sample solution by Brownian motion, but the movement of the magnetic marker 107a is restricted. In this state, as shown in FIG. 1D, when a magnetic field in the direction indicated by the arrow R is applied to the sample solution, all the magnetic markers 107a to 107c are magnetized in the direction of the magnetic field. In FIG. 1D, the direction of magnetization of the magnetic markers 107a to 107c (that is, the direction of the magnetic moment) is indicated by an arrow r. Note that the direction of the magnetic field applied to the sample solution is not limited to the direction of the arrow R, and may be, for example, the reverse direction of the arrow R or a direction orthogonal to the arrow R, and the magnetic markers 107a to 107c are applied. Magnetized in the direction of the magnetic field.

その後、図１（ｅ）に示されるように磁界を取り除くと、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃは試料溶液中をブラウン運動によってランダムに動く。そのため、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃからの磁気信号は、磁気モーメントの方向がランダムになることによって相殺され、正味の磁気信号を発生しないようになる。一方、磁気マーカ１０７ａは、ブラウン運動を起こさず、磁界を取り除いても磁気モーメントの方向が変わることがないため、固定用抗体１０２に結合している抗原１０６ａの量に比例した磁気信号が発生する。   Thereafter, when the magnetic field is removed as shown in FIG. 1 (e), the magnetic markers 107b and 107c move randomly in the sample solution by Brownian motion. For this reason, the magnetic signals from the magnetic markers 107b and 107c are canceled when the direction of the magnetic moment becomes random, and no net magnetic signal is generated. On the other hand, since the magnetic marker 107a does not cause Brownian motion and the direction of the magnetic moment does not change even when the magnetic field is removed, a magnetic signal proportional to the amount of the antigen 106a bound to the fixing antibody 102 is generated. .

したがって、試料溶液からの磁気信号を計測するということは、実質的に、磁気マーカ１０７ａからの磁気信号のみを計測することと同じとなる。よって、磁気マーカ１０７ａからの磁気信号を計測するに際して、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃを容器１０１から除去するための洗浄等の作業を必要としない。このように洗浄工程が不要な検査には、洗浄工程が必須である光学マーカを用いた検査と対比すると、試料作製工程の手間を省き、検査時間の短縮が可能になるという利点がある。   Therefore, measuring the magnetic signal from the sample solution is substantially the same as measuring only the magnetic signal from the magnetic marker 107a. Therefore, when measuring the magnetic signal from the magnetic marker 107a, it is not necessary to perform operations such as cleaning for removing the magnetic markers 107b and 107c from the container 101. Thus, in contrast to the inspection using an optical marker that requires a cleaning process, the inspection that does not require a cleaning process has the advantage that the labor of the sample preparation process can be saved and the inspection time can be shortened.

固定用抗体１０２に結合している抗原１０６ａの量は、検体１０５に含まれる抗原１０６の量に依存するため、磁気マーカ１０７ａからの磁気信号を、例えば高感度のＳＱＵＩＤ磁気センサ等の磁気センサ１０９で検出することによって、抗原１０６ａを定量することができる。例えば、固定用抗体１０２，抗原１０６，磁気マーカ１０７の量的関係が、磁気マーカ１０７＞固定用抗体１０２＞抗原１０６である場合には、理想的には抗原１０６の全量が定量される。   Since the amount of the antigen 106a bound to the fixing antibody 102 depends on the amount of the antigen 106 contained in the specimen 105, the magnetic signal from the magnetic marker 107a is converted into a magnetic sensor 109 such as a highly sensitive SQUID magnetic sensor. The antigen 106a can be quantified by detecting with. For example, when the quantitative relationship among the fixing antibody 102, the antigen 106, and the magnetic marker 107 is magnetic marker 107> fixing antibody 102> antigen 106, the total amount of the antigen 106 is ideally quantified.

前記した通り、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃのブラウン運動が十分な場合には、これらからの磁気信号は相殺されるために、これらを洗浄等により除去する必要はないが、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃのブラウン運動が十分でない場合には、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃからの磁気信号がノイズとして検出されるおそれがある。例えば、地磁気に対する磁気シールドが不十分ために残留磁界が存在する場合には、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃは残留磁界の方向に力を受けながらブラウン運動を行うため、完全にランダムな配向とはならない。また、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃが溶液中で凝集したり沈殿したりした場合もブラウン運動が不完全となり、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃからの磁気信号が発生してしまう。   As described above, when the Brownian motion of the magnetic markers 107b and 107c is sufficient, the magnetic signals from these are canceled out, and thus it is not necessary to remove them by washing or the like. If the movement is not sufficient, the magnetic signal from the magnetic markers 107b and 107c may be detected as noise. For example, when there is a residual magnetic field due to insufficient magnetic shielding against the geomagnetism, the magnetic markers 107b and 107c perform Brownian motion while receiving a force in the direction of the residual magnetic field, so that the orientation is not completely random. Also, when the magnetic markers 107b and 107c are aggregated or precipitated in the solution, the Brownian motion becomes incomplete and magnetic signals from the magnetic markers 107b and 107c are generated.

そこで、磁気マーカ１０７ｂ，１０７ｃのブラウン運動が十分でない場合には、図１（ｃ）に示したように磁気マーカ１０７を含む溶液１０８を容器１０１に注入し、所定時間の反応を行った後に、図１（ｄ′）に示すように、試料溶液を除去する洗浄作業を行い、その後に容器１０１に残った磁気マーカ１０７ａに矢印Ｒで示される磁界を印加する。こうして磁気マーカ１０７が磁化されると、図１（ｅ′）に示されるように、この磁界が取り除かれた後も、磁気マーカ１０７ａからは磁気信号が発生しているため、この磁気信号を磁気センサ１０９で計測することによって、抗原１０６ａを定量することができる。   Therefore, when the Brownian motion of the magnetic markers 107b and 107c is not sufficient, a solution 108 containing the magnetic marker 107 is injected into the container 101 as shown in FIG. As shown in FIG. 1 (d ′), a cleaning operation for removing the sample solution is performed, and then a magnetic field indicated by an arrow R is applied to the magnetic marker 107 a remaining in the container 101. When the magnetic marker 107 is magnetized in this way, as shown in FIG. 1 (e '), even after the magnetic field is removed, a magnetic signal is generated from the magnetic marker 107a. By measuring with the sensor 109, the antigen 106a can be quantified.

続いて、図２に病原菌の検出に用いられる試料とその試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す。図２（ａ）に示されるように、容器１１１に収容された試料溶液１１４には、被検出物質である病原菌１１２と、病原菌１１２に結合した磁気マーカ１１３ａと、試料溶液１１４中に浮遊する磁気マーカ１１３ｂが含まれている。このような試料溶液１１４は、例えば、病原菌１１２を含む血清等の溶液に、磁気マーカを含む溶液を混合することにより調製され、磁気マーカの一部が病原菌１１２と結合して符号１１３ａで示されるものとなり、残る磁気マーカが符号１１３ｂで示されるものとなる。   Next, FIG. 2 schematically shows a sample used for detection of pathogenic bacteria and a measurement principle of a magnetic signal from the sample. As shown in FIG. 2A, the sample solution 114 accommodated in the container 111 includes a pathogen 112 that is a substance to be detected, a magnetic marker 113a that is coupled to the pathogen 112, and a magnetism that floats in the sample solution 114. A marker 113b is included. Such a sample solution 114 is prepared by, for example, mixing a solution containing a magnetic marker with a solution such as serum containing the pathogenic bacteria 112, and a part of the magnetic marker is combined with the pathogenic bacteria 112 and indicated by reference numeral 113a. The remaining magnetic marker is indicated by reference numeral 113b.

なお、図２（ａ）に示す試料溶液１１４は、磁性粒子が予め磁化されている磁気マーカを病原菌１１２と結合させることにより調製されたものとする。図２（ａ）に示された矢印ｒは、磁気マーカの磁気モーメントの方向を示しており、試料溶液１１４を浮遊する磁気マーカ１１３ｂの磁気モーメントについては言うまでもなく、病原菌１１２に結合した磁気マーカ１１３ａの磁気モーメントもまた、一方向には揃っていない。   The sample solution 114 shown in FIG. 2A is prepared by combining a magnetic marker in which magnetic particles are pre-magnetized with the pathogen 112. The arrow r shown in FIG. 2A indicates the direction of the magnetic moment of the magnetic marker. Needless to say, the magnetic moment of the magnetic marker 113b floating on the sample solution 114, the magnetic marker 113a bound to the pathogen 112. The magnetic moments are also not aligned in one direction.

図２（ｂ）に示されるように、磁石１１５を用いて、図２（ａ）に示される試料溶液１１４に矢印Ｒで示される方向に磁界を印加すると、磁気マーカ１１３ａ，１１３ｂが磁化され、病原菌１１２と結合している磁気マーカ１１３ａの磁化の方向（矢印ｒ）を磁界の方向（矢印Ｒ）に揃えることができる。このとき、試料溶液１１４を浮遊している磁気マーカ１１３ｂも、この磁界の方向に磁化される。   As shown in FIG. 2B, when a magnetic field is applied to the sample solution 114 shown in FIG. 2A using the magnet 115 in the direction indicated by the arrow R, the magnetic markers 113a and 113b are magnetized. The magnetization direction (arrow r) of the magnetic marker 113a combined with the pathogen 112 can be aligned with the magnetic field direction (arrow R). At this time, the magnetic marker 113b floating in the sample solution 114 is also magnetized in the direction of this magnetic field.

図２（ｃ）に示されるように、磁石１１５を取り除くと、病原菌１１２と磁気マーカ１１３ｂのブラウン運動によって試料溶液からの磁気信号は減衰するが、ブラウン運動における回転運動の緩和時間は回転体の体積に比例し、病原菌１１２は磁気マーカ１１３ｂよりも十分に大きな体積を有しているために、試料溶液１１４からの磁気信号のうち、磁気マーカ１１３ｂに由来する成分は速やかに減衰するのに対して、磁気マーカ１１３ａに由来する成分は緩やかに減衰する。そこで、このような緩和時間の差を利用して、磁気マーカ１１３ｂからの磁気信号は大きく減衰するが、磁気マーカ１１３ａからの磁気信号は十分に残っているタイミングで、試料溶液からの磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサ等の磁気センサ１１６により計測する。こうして、磁気マーカ１１３ａからの磁気信号を選択的に計測することができる。   As shown in FIG. 2C, when the magnet 115 is removed, the magnetic signal from the sample solution is attenuated by the Brownian motion of the pathogen 112 and the magnetic marker 113b, but the relaxation time of the rotational motion in the Brownian motion is Since the pathogen 112 has a volume sufficiently larger than the magnetic marker 113b in proportion to the volume, the component derived from the magnetic marker 113b of the magnetic signal from the sample solution 114 is quickly attenuated. Thus, the component derived from the magnetic marker 113a attenuates gently. Therefore, by using such a difference in relaxation time, the magnetic signal from the magnetic marker 113b is greatly attenuated, but the magnetic signal from the sample solution is received at a timing when the magnetic signal from the magnetic marker 113a remains sufficiently. Measurement is performed by a magnetic sensor 116 such as a SQUID magnetic sensor. Thus, the magnetic signal from the magnetic marker 113a can be selectively measured.

なお、ここでは、病原菌１１２を固定することなく、病原菌１１２が試料溶液１１４中を浮遊している状態において磁気信号を計測するとしたが、固相抗体を用いた方法により病原菌や細胞を固定すれば、先に図１を参照しながら説明した方法により、試料溶液からの磁気信号を計測することができる。検出の対象は、上述した抗体と病原菌に限られるものではなく、その他にも、ホルモンやタンパク質等の生体物質、ＤＮＡ等の結合アッセイにより検出可能な物質、白血球やリンパ球，ガン細胞等が挙げられる。   Here, the magnetic signal is measured in a state where the pathogenic bacteria 112 is floating in the sample solution 114 without fixing the pathogenic bacteria 112. However, if the pathogenic bacteria and cells are fixed by a method using a solid phase antibody. The magnetic signal from the sample solution can be measured by the method described above with reference to FIG. The target of detection is not limited to the above-mentioned antibodies and pathogenic bacteria, but also includes biological substances such as hormones and proteins, substances detectable by binding assays such as DNA, leukocytes, lymphocytes, and cancer cells. It is done.

次に、所定間隔で配置された複数の試料からの磁気信号を計測する装置および方法の実施形態について説明する。   Next, an embodiment of an apparatus and method for measuring magnetic signals from a plurality of samples arranged at predetermined intervals will be described.

《第１の実施形態》
図３に第１の実施形態に係る簡略的な磁気信号計測装置の構成とその動作態様を示す。図３（ａ）〜（ｆ）の各図においては、図３（ａ）に示すように、三次元直交座標系の各方向Ｘ，Ｙ，Ｚを定めることとする。 << First Embodiment >>
FIG. 3 shows the configuration of a simple magnetic signal measuring apparatus according to the first embodiment and its operation mode. 3A to 3F, the directions X, Y, and Z of the three-dimensional orthogonal coordinate system are determined as shown in FIG.

この磁気信号計測装置１０は、ステージ４と、ステージ４上をＸ方向に直線移動自在な移動機構２と、移動機構２に取り付けられた支持板３と、支持板３にＸ方向に一定間隔で１列に配置された６個の容器１ａ〜１ｆと、Ｘ方向に一定間隔で１列に設置された３個の電磁石５ａ〜５ｃと、電磁石５ａ〜５ｃを結ぶ線分の延長線上において電磁石５ａ〜５ｃから一定距離離れた位置に設置された磁気センサ６とを備えている。なお、ここでは、支持板３に容器１ａ〜１ｆを配置したが、これに代えて、矩形板状でその長さ方向に一定間隔で試料を収容するための穴部が形成された試料容器を用いてもよい。   The magnetic signal measuring apparatus 10 includes a stage 4, a moving mechanism 2 that can move linearly on the stage 4 in the X direction, a support plate 3 attached to the moving mechanism 2, and a support plate 3 at a constant interval in the X direction. The electromagnet 5a on the extended line of the line connecting the six containers 1a to 1f arranged in one row, the three electromagnets 5a to 5c installed in one row at regular intervals in the X direction, and the electromagnets 5a to 5c. ˜5c, and a magnetic sensor 6 installed at a position a certain distance away. Here, the containers 1a to 1f are arranged on the support plate 3, but instead of this, a sample container having a rectangular plate shape with holes for receiving samples at regular intervals in the length direction is used. It may be used.

容器１ａ〜１ｆにはそれぞれ試料８ａ〜８ｆが収容されている。容器１ａ〜１ｆは、例えば、先に図１を参照しながら説明した容器１０１であり、試料８ａ〜８ｆは容器１０１に収容された試料溶液（図１（ｃ）参照）である。支持板３は樹脂等の非磁性材料で構成されている。   Samples 8a to 8f are accommodated in the containers 1a to 1f, respectively. The containers 1a to 1f are, for example, the container 101 described above with reference to FIG. 1, and the samples 8a to 8f are sample solutions (see FIG. 1C) accommodated in the container 101. The support plate 3 is made of a nonmagnetic material such as resin.

容器１ａ〜１ｆの配置間隔と電磁石５ａ〜５ｃの設置間隔は、同じ間隔Ｌに設定されている。移動機構２と電磁石５ａ〜５ｃは、Ｙ方向において位置をずらして設置されており、移動機構２をＸ方向に直線移動させた際に、移動機構２が電磁石５ａ〜５ｃに衝突することはない。移動機構２をＸ方向に直線移動させることによって容器１ａ〜１ｆをＸ方向に直線移動させた際に、容器１ａ〜１ｆは電磁石５ａ〜５ｃと磁気センサ６の直上（Ｚ方向側）を通過する。   The arrangement interval of the containers 1a to 1f and the installation interval of the electromagnets 5a to 5c are set to the same interval L. The moving mechanism 2 and the electromagnets 5a to 5c are installed with their positions shifted in the Y direction, and the moving mechanism 2 does not collide with the electromagnets 5a to 5c when the moving mechanism 2 is linearly moved in the X direction. . When the containers 1a to 1f are linearly moved in the X direction by linearly moving the moving mechanism 2 in the X direction, the containers 1a to 1f pass directly above the electromagnets 5a to 5c and the magnetic sensor 6 (Z direction side). .

電磁石５ａ〜５ｃには、電源回路（図示せず）からパルス電流が印加され、これによりパルス磁界が同時に発生する。電磁石５ａ，５ｃに印加するパルス電流の向きは一定であるが、電磁石５ｂに印加するパルス電流の向きは、電源回路に内蔵されたスイッチの操作により逆向きとすることができるようになっている。つまり、電磁石５ａ，５ｃから発生するパルス磁界の方向は一定であるが、電磁石５ｂから発生するパルス磁界の方向は反転可能となっている。   A pulse current is applied to the electromagnets 5a to 5c from a power supply circuit (not shown), whereby a pulse magnetic field is generated simultaneously. The direction of the pulse current applied to the electromagnets 5a and 5c is constant, but the direction of the pulse current applied to the electromagnet 5b can be reversed by operating a switch built in the power supply circuit. . That is, the direction of the pulse magnetic field generated from the electromagnets 5a and 5c is constant, but the direction of the pulse magnetic field generated from the electromagnet 5b can be reversed.

試料８ａ〜８ｆには磁性粒子が含まれている。この磁性粒子は、例えば、試料８ａ〜８ｆが図１（ｃ）に示される容器１０１に収容された試料溶液であるとすれば、磁気マーカ１０７ａ〜１０７ｃを構成する磁性粒子である。この磁性粒子は、電磁石５ａ〜５ｃによるパルス磁界の印加によりパルス磁界の方向に磁化され、パルス磁界を遮断した後に残留磁気が残り、磁気信号を発生しているという性質が要求されることはいうまでもなく、電磁石５ａ〜５ｃを用いてパルス磁界を印加した後の残留磁気の強さと、こうして残留磁気を有した状態またはその後に消磁された状態で再び同じ強さのパルス磁界を印加した後の残留磁気の強さとが、実質的に同じであるという性質を有していることが好ましい。   Samples 8a to 8f contain magnetic particles. For example, if the samples 8a to 8f are sample solutions stored in the container 101 shown in FIG. 1C, the magnetic particles are magnetic particles constituting the magnetic markers 107a to 107c. The magnetic particles are magnetized in the direction of the pulse magnetic field by application of the pulse magnetic field by the electromagnets 5a to 5c, and the residual magnetism remains after the pulse magnetic field is cut off, and the property that the magnetic signal is generated is required. Needless to say, after applying a pulse magnetic field with the same strength again in a state of having residual magnetism or being demagnetized after that, after applying a pulse magnetic field using electromagnets 5a to 5c. It is preferable that the residual magnetism has a property of substantially the same.

磁気センサ６は、例えば、ＳＱＵＩＤ磁気センサである。磁気センサ６はその直上を容器１ａ〜１ｆが通過する際に、試料８ａ〜８ｆごとの磁気信号を計測する。   The magnetic sensor 6 is, for example, a SQUID magnetic sensor. The magnetic sensor 6 measures a magnetic signal for each of the samples 8a to 8f when the containers 1a to 1f pass immediately above.

続いて、磁気信号計測装置１０による試料８ａ〜８ｆからの磁気信号の計測方法について説明する。試料８ａ〜８ｆの全てが検査対象であることはいうまでもないが、ここでは、最初に、検査試料として試料８ｂ，８ｅを選択することとし、試料８ｂに隣接する試料８ａ，８ｃからの磁気信号が排除された試料８ｂからの磁気信号の計測と、試料８ｅに隣接する試料８ｄ，８ｆからの磁気信号が排除された試料８ｅからの磁気信号の計測を行う。その後、検査試料を試料８ｃ，８ｆへと変更して試料８ｂ，８ｅの場合と同様の計測を行い、さらに検査試料を試料８ａ，８ｄへ変更して試料８ｂ，８ｅの場合と同様の計測を行うこととする。   Next, a method for measuring magnetic signals from the samples 8a to 8f by the magnetic signal measuring device 10 will be described. Needless to say, all of the samples 8a to 8f are to be inspected. Here, first, the samples 8b and 8e are selected as the inspection samples, and the magnetism from the samples 8a and 8c adjacent to the sample 8b is selected. The measurement of the magnetic signal from the sample 8b from which the signal is excluded and the measurement of the magnetic signal from the sample 8e from which the magnetic signals from the samples 8d and 8f adjacent to the sample 8e are excluded are performed. Thereafter, the inspection sample is changed to samples 8c and 8f, and the same measurement as in the case of samples 8b and 8e is performed. Further, the inspection sample is changed to samples 8a and 8d, and the same measurement as in the case of samples 8b and 8e is performed. I will do it.

図３（ａ）に示した状態から、移動機構２をＸ方向に一定速度で移動させると、支持板３および容器１ａ〜１ｆすなわち試料８ａ〜８ｆがＸ方向に移動する。図３（ｂ）に示すように、試料８ａが電磁石５ａの直上を、試料８ｂが電磁石５ｂの直上を、試料８ｃが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電源回路からパルス電流を電磁石５ａ〜５ｃに印加する。これにより電磁石５ａ〜５ｃから同時に発生するパルス磁界が試料８ａ〜８ｃに印加され、これらに含まれる磁性粒子が磁化（着磁）される。   When the moving mechanism 2 is moved in the X direction at a constant speed from the state shown in FIG. 3A, the support plate 3 and the containers 1a to 1f, that is, the samples 8a to 8f move in the X direction. As shown in FIG. 3B, when the sample 8a passes immediately above the electromagnet 5a, the sample 8b passes immediately above the electromagnet 5b, and the sample 8c passes immediately above the electromagnet 5c, the pulse current from the power supply circuit is electromagnetized. Apply to 5a-5c. Thereby, the pulse magnetic field generated simultaneously from the electromagnets 5a to 5c is applied to the samples 8a to 8c, and the magnetic particles contained therein are magnetized (magnetized).

このとき電磁石５ａ〜５ｃから発生するパルス磁界の方向は、図３（ｂ）に矢印Ｐで示されるように、Ｚ向きに揃えられている。その結果、試料８ａ〜８ｃに含まれる磁性粒子は、この矢印Ｐの方向に磁化される。以下、この磁化の方向を「順方向」とする。なお、パルス磁界の磁界強度は百〜数千ガウス程度とすることができる。   At this time, the directions of the pulse magnetic fields generated from the electromagnets 5a to 5c are aligned in the Z direction as indicated by an arrow P in FIG. As a result, the magnetic particles contained in the samples 8a to 8c are magnetized in the direction of the arrow P. Hereinafter, this magnetization direction is referred to as “forward direction”. Note that the magnetic field strength of the pulse magnetic field can be about one hundred to several thousand gausses.

試料８ａ〜８ｃにパルス磁界が印加された後、移動機構２は引き続いてＸ方向に直線移動し、これにより試料８ｂは電磁石５ａ上を通過し、試料８ｃは電磁石５ｂ上を通過しさらに電磁石５ａ上を通過する。この間は電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させない。このように、移動機構２を連続的にＸ方向に直線移動させている際に、１個の試料には実質的に１回のパルス磁界のみが印加されるように、移動機構２の移動速度とパルス磁界の発生時間とが調整される。   After the pulse magnetic field is applied to the samples 8a to 8c, the moving mechanism 2 continues to move linearly in the X direction, whereby the sample 8b passes over the electromagnet 5a, and the sample 8c passes over the electromagnet 5b and further the electromagnet 5a. Pass over. During this time, no pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a to 5c. Thus, when the moving mechanism 2 is continuously linearly moved in the X direction, the moving speed of the moving mechanism 2 is such that substantially only one pulse magnetic field is applied to one sample. And the generation time of the pulse magnetic field are adjusted.

そして、図３（ｃ）に示すように、試料８ｄが電磁石５ａの直上を、試料８ｅが電磁石５ｂの直上を、試料８ｆが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ〜５ｃから発生させたパルス磁界を試料８ｄ〜８ｆに印加し、これらに含まれる磁性粒子を磁化する。このときのパルス磁界の方向もまた順方向とする。   Then, as shown in FIG. 3C, when the sample 8d passes immediately above the electromagnet 5a, the sample 8e passes immediately above the electromagnet 5b, and the sample 8f passes immediately above the electromagnet 5c, the electromagnets 5a to 5c The generated pulse magnetic field is applied to the samples 8d to 8f, and the magnetic particles contained therein are magnetized. The direction of the pulse magnetic field at this time is also assumed to be the forward direction.

なお、試料８ａ〜８ｃが電磁石５ａ〜５ｃの直上に到達したら、移動機構２を一時停止させて、電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させて試料８ａ〜８ｃに印加し、その後、移動機構２の駆動を再開して試料８ｄ〜８ｆが電磁石５ａ〜５ｃの直上に到達したら、移動機構２を一時停止して、電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させて試料８ｄ〜８ｆに印加し、その後、移動機構２の駆動を再開するようにしてもよい。   When the samples 8a to 8c reach just above the electromagnets 5a to 5c, the moving mechanism 2 is temporarily stopped, a pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a to 5c, and applied to the samples 8a to 8c. When the samples 8d to 8f reach directly above the electromagnets 5a to 5c, the moving mechanism 2 is temporarily stopped, a pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a to 5c, and applied to the samples 8d to 8f. The driving of the moving mechanism 2 may be resumed.

このようにして試料８ａ〜８ｆにそれぞれ含まれる磁性粒子が磁化された後に、図３（ｄ）に示されるように、移動機構２をさらにＸ方向に移動させると、試料８ａ〜８ｆが磁気センサ６の直上を通過する。その際に、試料８ａ〜８ｆからの磁気信号が試料８ａ〜８ｆごとに磁気センサ６によって検出される。以下、このように検査試料とこの検査試料に隣接する隣接試料に対して同方向の磁界を印加した後に各試料からの磁気信号を計測することによって得られる磁気信号波形を「第１信号波形」と呼ぶこととする。   After the magnetic particles contained in the samples 8a to 8f are magnetized in this way, as shown in FIG. 3D, when the moving mechanism 2 is further moved in the X direction, the samples 8a to 8f are magnetic sensors. Pass directly above 6. At that time, magnetic signals from the samples 8a to 8f are detected by the magnetic sensor 6 for each of the samples 8a to 8f. Hereinafter, a magnetic signal waveform obtained by measuring a magnetic signal from each sample after applying a magnetic field in the same direction to the test sample and an adjacent sample adjacent to the test sample in this way is referred to as a “first signal waveform”. I will call it.

図４（ａ）に試料８ａ〜８ｆについて計測された第１信号波形を示す。相当容器１ａ〜１ｆの配置間隔Ｌが狭い場合には、磁気センサ６は、所定の試料の磁気信号を計測しているときに、これに隣接した試料からの磁気信号をノイズとして検出してしまう。つまり、第１信号波形は多くのノイズを含んでおり、第１信号波形のみを用いて試料８ａ〜８ｆからの正味の磁気信号を正確に検出することは、極めて困難である。   FIG. 4A shows the first signal waveforms measured for the samples 8a to 8f. When the arrangement interval L between the corresponding containers 1a to 1f is narrow, the magnetic sensor 6 detects the magnetic signal from the adjacent sample as noise when measuring the magnetic signal of the predetermined sample. . That is, the first signal waveform includes a lot of noise, and it is extremely difficult to accurately detect the net magnetic signals from the samples 8a to 8f using only the first signal waveform.

例えば、試料８ｂが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（Ｍ８ｂ）には、試料８ｂからの磁気信号（Ｓ８ｂ）に加え、隣接した試料８ａ，８ｃからの磁気信号がノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）として含まれる。ここで、試料８ｂから試料８ａ，８ｃよりも離れた位置にある試料８ｄ〜８ｆからの磁気信号の影響は無視することができると仮定すると、
Ｍ８ｂ＝Ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ・・・（第１式）
の関係が成り立つ。そこで、上記第１式からノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）を除去して試料８ｂに由来する磁気信号のみを含む磁気信号を求め、同様に、試料８ｄ，８ｆからのノイズ（Ｎ８ｄ，Ｎ８ｆ）を除去して試料８ｅに由来する磁気信号のみが含まれる磁気信号を求める必要がある。 For example, in the magnetic signal (M 8b ) detected when the sample 8 b passes over the magnetic sensor 6, the magnetic signal from the adjacent samples 8 a and 8 c is added to the magnetic signal (S 8 b ) from the sample 8 b. It is included as noise (N 8a , N 8c ). Here, assuming that the influence of the magnetic signals from the samples 8d to 8f located farther from the sample 8b than the samples 8a and 8c can be ignored.
M 8b = S 8b + N 8a + N 8c (1st formula)
The relationship holds. Therefore, the noise (N 8a , N 8c ) is removed from the first equation to obtain a magnetic signal including only the magnetic signal derived from the sample 8b. Similarly, the noise (N 8d , N 8f from the samples 8d, 8f is obtained. ) And the magnetic signal including only the magnetic signal derived from the sample 8e needs to be obtained.

そのために、次に、検査試料である試料８ｂ，８ｅには順方向とは逆の方向の磁界を、試料８ｂの隣接試料である試料８ａ，８ｃと試料８ｅの隣接試料である試料８ｄ，８ｆには順方向の磁界をそれぞれ印加して、試料８ａ〜８ｆからの磁気信号を計測する。   Therefore, next, magnetic fields in the direction opposite to the forward direction are applied to the samples 8b and 8e that are inspection samples, and the samples 8a and 8c that are samples adjacent to the sample 8b and the samples 8d and 8f that are samples adjacent to the sample 8e. Are each applied with a forward magnetic field to measure magnetic signals from the samples 8a to 8f.

具体的には、容器１ａ〜１ｆを図３（ａ）に示した位置まで戻した後、移動機構２を再びＸ方向に一定速度で移動させる。こうして図３（ｅ）に示されるように、試料８ａが電磁石５ａの直上を、試料８ｂが電磁石５ｂの直上を、試料８ｃが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ａ，８ｃにそれぞれ印加するが、電磁石５ｂからは、順方向を示す矢印Ｐを逆にした矢印Ｑの方向（以下「逆方向」という）のパルス磁界を発生させて試料８ｂに印加する。こうして試料８ａ，８ｃに含まれる磁性粒子は順方向に磁化され、試料８ｂに含まれる磁性粒子は逆方向に磁化される。なお、このときの試料８ａ，８ｃの磁化の状態は、先の図３（ｂ）に示した工程においてパルス磁界が印加された後の磁化の状態と実質的に同じである。   Specifically, after the containers 1a to 1f are returned to the positions shown in FIG. 3A, the moving mechanism 2 is moved again in the X direction at a constant speed. Thus, as shown in FIG. 3E, when the sample 8a passes immediately above the electromagnet 5a, the sample 8b passes immediately above the electromagnet 5b, and the sample 8c passes immediately above the electromagnet 5c, the electromagnets 5a and 5c Generates a forward pulse magnetic field and applies it to each of the samples 8a and 8c. From the electromagnet 5b, a pulse magnetic field in the direction of arrow Q (hereinafter referred to as "reverse direction") in which the forward arrow P is reversed. Is generated and applied to the sample 8b. Thus, the magnetic particles contained in the samples 8a and 8c are magnetized in the forward direction, and the magnetic particles contained in the sample 8b are magnetized in the reverse direction. The magnetization state of the samples 8a and 8c at this time is substantially the same as the magnetization state after the pulse magnetic field is applied in the process shown in FIG.

こうして試料８ａ〜８ｃにパルス磁界が印加された後、移動機構２は引き続いてＸ方向に直線移動し、試料８ｂは電磁石５ａ上を、試料８ｃは電磁石５ｂ上を通過しさらに電磁石５ａ上を通過する。この間は電磁石５ａ〜５ｃからパルス磁界を発生させない。   After the pulse magnetic field is thus applied to the samples 8a to 8c, the moving mechanism 2 continues to move linearly in the X direction, the sample 8b passes over the electromagnet 5a, and the sample 8c passes over the electromagnet 5b and further passes over the electromagnet 5a. To do. During this time, no pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a to 5c.

そして、図３（ｆ）に示すように、試料８ｄが電磁石５ａの直上を、試料８ｅが電磁石５ｂの直上を、試料８ｆが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｄ，８ｆに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｅに印加する。こうして、試料８ｄ，８ｆに含まれる磁性粒子は順方向に磁化され、試料８ｅに含まれる磁性粒子は逆方向に磁化される。なお、このときの試料８ｄ，８ｆの磁化の状態は、先の図３（ｃ）に示した工程においてパルス磁界が印加された後の磁化の状態と実質的に同じである。   Then, as shown in FIG. 3 (f), when the sample 8d passes immediately above the electromagnet 5a, the sample 8e passes immediately above the electromagnet 5b, and the sample 8f passes immediately above the electromagnet 5c, the electromagnets 5a and 5c Generates a pulse magnetic field in the forward direction and applies it to the samples 8d and 8f, and generates a pulse magnetic field in the reverse direction from the electromagnet 5b and applies it to the sample 8e. Thus, the magnetic particles contained in the samples 8d and 8f are magnetized in the forward direction, and the magnetic particles contained in the sample 8e are magnetized in the reverse direction. The magnetization states of the samples 8d and 8f at this time are substantially the same as the magnetization states after the pulse magnetic field is applied in the process shown in FIG.

こうして試料８ａ〜８ｆにそれぞれ含まれる磁性粒子が着磁された後、移動機構２をさらにＸ方向に移動させて、磁気センサ６の直上を通過させる。その際に、試料８ａ〜８ｆからの磁気信号が磁気センサ６によって試料８ａ〜８ｆごとに検出される。以下、このように、隣接試料に対して印加する磁界の方向を変えることなく、検査試料に対して印加する磁界の方向のみを変えて検査試料と隣接試料にそれぞれ磁界を印加した後に各試料からの磁気信号を計測することによって得られる磁気信号波形を「第２信号波形」と呼ぶこととする。   After the magnetic particles contained in the samples 8a to 8f are magnetized in this way, the moving mechanism 2 is further moved in the X direction to pass immediately above the magnetic sensor 6. At that time, magnetic signals from the samples 8a to 8f are detected by the magnetic sensor 6 for each of the samples 8a to 8f. Hereinafter, after changing the direction of the magnetic field applied to the adjacent sample and changing only the direction of the magnetic field applied to the inspection sample, the magnetic field is applied to the inspection sample and the adjacent sample, respectively. A magnetic signal waveform obtained by measuring the magnetic signal is referred to as a “second signal waveform”.

図４（ｂ）に試料８ａ〜８ｆについて計測された第２信号波形を示す。この第２信号波形において、例えば、試料８ｂが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（ｍ８ｂ）には、試料８ｂからの磁気信号（ｓ８ｂ）に加え、隣接した試料８ａ，８ｃからの磁気信号がノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）として含まれることとなる。また、第１信号波形の計測時と第２信号波形の計測時とでは、試料８ｂに含まれている磁性粒子の着磁方向が逆であるため、試料８ｂについて計測される磁気信号（ｓ８ｂ）と磁気信号（Ｓ８ｂ）は正負が逆転する。 FIG. 4B shows second signal waveforms measured for the samples 8a to 8f. In this second signal waveform, for example, the magnetic signal (m 8b ) detected when the sample 8 b passes over the magnetic sensor 6 is added to the adjacent sample 8 a in addition to the magnetic signal (s 8 b ) from the sample 8 b. , 8c are included as noise (N 8a , N 8c ). In addition, since the magnetization direction of the magnetic particles contained in the sample 8b is opposite between the measurement of the first signal waveform and the measurement of the second signal waveform, the magnetic signal (s 8b) measured for the sample 8b. ) And the magnetic signal (S 8b ) are reversed in polarity.

よって、試料８ｂからの磁気信号を−ｓ８ｂと表し、試料８ｂから試料８ａ，８ｃよりもさらに離れた位置にある試料８ｄ〜８ｆからの磁気信号の影響は無視することができると仮定すると、
ｍ８ｂ＝−ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ・・・（第２式）
の関係が成り立つ。 Therefore, the magnetic signal from the sample 8b is expressed as -s 8b, and it is assumed that the influence of the magnetic signals from the samples 8d to 8f located further away from the sample 8b than the samples 8a and 8c can be ignored.
m 8b = −s 8b + N 8a + N 8c (2nd formula)
The relationship holds.

次に、図４（ａ）に示す第１信号波形から図４（ｂ）に示す第２信号波形を差し引いた差分信号波形を求める。図４（ｃ）にこの差分信号波形を模式的に示す。この差分信号波形において試料８ｂに関する部分については、上記第１式と第２式とから、
Ｍ８ｂ−ｍ８ｂ＝Ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ−（−ｓ８ｂ＋Ｎ８ａ＋Ｎ８ｃ）＝Ｓ８ｂ＋ｓ８ｂ
で示される通り、試料８ａ，８ｃからのノイズ（Ｎ８ａ，Ｎ８ｃ）を除去して、試料８ｂからの磁気信号（Ｓ８ｂ，ｓ８ｂ）のみを抽出することができる。同様に試料８ｅについては、試料８ｄ，８ｆからのノイズを除去して、試料８ｅからの磁気信号のみを抽出することができる。 Next, a differential signal waveform obtained by subtracting the second signal waveform shown in FIG. 4B from the first signal waveform shown in FIG. FIG. 4C schematically shows the difference signal waveform. For the portion related to the sample 8b in this differential signal waveform, from the above first and second equations,
M 8b -m 8b = S 8b + N 8a + N 8c - (- s 8b + N 8a + N 8c) = S 8b + s 8b
As shown, the noise (N 8a , N 8c ) from the samples 8a, 8c can be removed, and only the magnetic signals (S 8b , s 8b ) from the sample 8b can be extracted. Similarly, for the sample 8e, it is possible to remove noise from the samples 8d and 8f and extract only the magnetic signal from the sample 8e.

なお、例えば、第１信号波形を求める際に試料８ｃが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（Ｍ８ｃ）には、試料８ｃからの磁気信号（Ｓ８ｃ）に加え、隣接した試料８ｂ，８ｄからの磁気信号がノイズ（Ｎ８ｂ，Ｎ８ｄ）として含まれ、第２信号波形を求める際に試料８ｃが磁気センサ６上を通過したときに検出される磁気信号（ｍ８ｃ）には、試料８ｃからの磁気信号（Ｓ８ｃ）に加え、隣接した試料８ｂ，８ｄからの磁気信号がノイズ（ｎ８ｂ，Ｎ８ｄ）として含まれる。ここで、Ｎ８ｂとｎ８ｂとでは正負が逆であるため、差分信号波形において試料８ｃに対する領域では、Ｓ８ｃとＮ８ｄはキャンセルされるが、試料８ｂに由来するノイズ（Ｎ８ｂ＋ｎ８ｂ）が残る。 For example, the magnetic signal (M 8c ) detected when the sample 8c passes over the magnetic sensor 6 when obtaining the first signal waveform is adjacent to the magnetic signal (S 8c ) from the sample 8c. The magnetic signals from the samples 8b and 8d are included as noise (N 8b and N 8d ), and the magnetic signal (m 8c) detected when the sample 8c passes over the magnetic sensor 6 when obtaining the second signal waveform. ) Includes magnetic signals from adjacent samples 8b and 8d as noise (n 8b and N 8d ) in addition to magnetic signals from sample 8c (S 8c ). Here, since N 8b and n 8b have opposite signs, S 8c and N 8d are canceled in the region for the sample 8c in the differential signal waveform, but noise (N 8b + n 8b ) derived from the sample 8b. Remains.

同様に、差分信号波形において、試料８ａに対する領域にも試料８ｂに由来するノイズが残り、試料８ｄ，８ｆに対する各領域には試料８ｅに由来するノイズが残る。しかしながら、差分信号波形に残るこれらのノイズは、検査試料として選択した試料８ｂ，８ｅに由来しており、試料８ｂ，８ｅからの磁気信号を示す部分には実質的に悪影響を与えない。   Similarly, in the differential signal waveform, noise derived from the sample 8b remains in the region for the sample 8a, and noise derived from the sample 8e remains in each region for the samples 8d and 8f. However, these noises remaining in the differential signal waveform are derived from the samples 8b and 8e selected as the inspection samples, and do not substantially adversely affect the portions showing the magnetic signals from the samples 8b and 8e.

こうして試料８ｂ，８ｅからの磁気信号を得た後、先に説明した第２信号波形を求める手順にしたがって、容器１ｂが電磁石５ａの直上を、試料８ｃが電磁石５ｂの直上を、試料８ｄが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｂ，８ｄに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｃに印加する。次いで、試料８ｅが電磁石５ａの直上を、試料８ｆが電磁石５ｂの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｅに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｆに印加する。なお、試料８ａにはパルス磁界は印加されず、電磁石５ｃによる２回目のパルス磁界の発生は空打ちとなる。   After obtaining the magnetic signals from the samples 8b and 8e in this way, the container 1b is directly above the electromagnet 5a, the sample 8c is directly above the electromagnet 5b, and the sample 8d is an electromagnet in accordance with the procedure for obtaining the second signal waveform described above. When passing directly above 5c, a forward pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a and 5c and applied to the samples 8b and 8d, and a reverse pulse magnetic field is generated from the electromagnet 5b and applied to the sample 8c. Apply. Next, when the sample 8e passes immediately above the electromagnet 5a and the sample 8f passes immediately above the electromagnet 5b, a forward pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a and 5c and applied to the sample 8e. Generates a pulse magnetic field in the reverse direction and applies it to the sample 8f. Note that no pulse magnetic field is applied to the sample 8a, and the second generation of the pulse magnetic field by the electromagnet 5c is blanked.

その後、磁気センサ６で試料８ａ〜８ｆからの磁気信号を計測して、新たな第２信号波形を求め、先に得られた第１信号波形との差分信号波形を求めることにより、試料８ｃ，８ｆからの磁気信号を抽出することができる。   Thereafter, the magnetic signals from the samples 8a to 8f are measured by the magnetic sensor 6, a new second signal waveform is obtained, and a difference signal waveform from the previously obtained first signal waveform is obtained, whereby the sample 8c, The magnetic signal from 8f can be extracted.

さらに、先に説明した第２信号波形を求める手順にしたがって、試料８ａが電磁石５ｂの直上を、試料８ｃが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｃに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ａに印加する。次いで、試料８ｃが電磁石５ａの直上を、試料８ｄが電磁石５ｂの直上を、試料８ｅが電磁石５ｃの直上をそれぞれ同時に通過する際に、電磁石５ａ，５ｃからは順方向のパルス磁界を発生させて試料８ｃ，８ｅに印加し、電磁石５ｂからは逆方向のパルス磁界を発生させて試料８ｄに印加する。なお、試料８ｆにはパルス磁界は印加されず、電磁石５ａによる最初のパルス磁界の発生は空打ちとなる。   Further, according to the procedure for obtaining the second signal waveform described above, when the sample 8a passes immediately above the electromagnet 5b and the sample 8c passes immediately above the electromagnet 5c, the forward pulses from the electromagnets 5a and 5c. A magnetic field is generated and applied to the sample 8c, and a pulse magnetic field in the reverse direction is generated from the electromagnet 5b and applied to the sample 8a. Next, when the sample 8c passes immediately above the electromagnet 5a, the sample 8d passes immediately above the electromagnet 5b, and the sample 8e passes immediately above the electromagnet 5c, a forward pulse magnetic field is generated from the electromagnets 5a and 5c. Applied to the samples 8c and 8e, a pulse magnetic field in the reverse direction is generated from the electromagnet 5b and applied to the sample 8d. Note that no pulsed magnetic field is applied to the sample 8f, and the first pulsed magnetic field generated by the electromagnet 5a is blanked.

その後、磁気センサ６で試料８ａ〜８ｆからの磁気信号を計測して、さらに新たな第２信号波形を求め、先に得られた第１信号波形との差分信号波形を求めることにより、試料８ａ，８ｄからの磁気信号を抽出することができる。   Thereafter, the magnetic signal from the samples 8a to 8f is measured by the magnetic sensor 6, a new second signal waveform is obtained, and a difference signal waveform from the previously obtained first signal waveform is obtained, thereby obtaining the sample 8a. , 8d can be extracted.

《第２の実施形態》
図５に第２の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す。この磁気信号計測装置１００Ａは、１次微分の平面型ＳＱＵＩＤグラジオメータ２８（以下「ＳＱＵＩＤ２８」記す）と、ＳＱＵＩＤ２８を保持するためのサファイヤロッド２５および銅ロッド２６と、ＳＱＵＩＤ２８を冷却するための冷却容器２１と、ＳＱＵＩＤ２８および冷却容器２１を収容する磁気シールド３０と、試料１６を配置するための試料容器７１を保持する試料台３２と、試料台３２を支持する軸部材３５と、この軸部材３５を回転させるための回転機構３４と、回転機構３４を垂直移動させる垂直移動機構３６と、垂直移動機構３６を水平移動させる水平移動機構３７と、試料容器７１に配置された試料１６を磁化するための磁化機構４０と、これら各部材および各機構を収容する電磁シールド２９および磁気シールド３１と、磁気信号計測装置１００Ａ全体の動作制御を司り、ＳＱＵＩＤ２８により計測された磁気信号を演算処理して、第１信号波形，第２信号波形を求め、これらの差分信号波形を求める制御部２０を備えている。 << Second Embodiment >>
FIG. 5 shows a schematic configuration of a magnetic signal measuring apparatus according to the second embodiment. The magnetic signal measuring apparatus 100A includes a first-order differential planar SQUID gradiometer 28 (hereinafter referred to as “SQUID 28”), a sapphire rod 25 and a copper rod 26 for holding the SQUID 28, and a cooling container for cooling the SQUID 28. 21, a magnetic shield 30 that houses the SQUID 28 and the cooling container 21, a sample table 32 that holds a sample container 71 for placing the sample 16, a shaft member 35 that supports the sample table 32, and the shaft member 35 A rotating mechanism 34 for rotating, a vertical moving mechanism 36 for moving the rotating mechanism 34 vertically, a horizontal moving mechanism 37 for moving the vertical moving mechanism 36 horizontally, and a magnet 16 for magnetizing the sample 16 disposed in the sample container 71. Magnetization mechanism 40, electromagnetic shield 29 and magnetic shield 3 that house these members and mechanisms And a control unit 20 that controls the operation of the entire magnetic signal measuring apparatus 100A, calculates the first signal waveform and the second signal waveform by calculating the magnetic signal measured by the SQUID 28, and obtains the difference signal waveform of these signals. I have.

冷却容器２１は、外層２２と内槽２３からなる二重構造を有しており、これらの間は真空断熱層となっている。外槽２２と内槽２３は、ＳＵＳやＦＲＰ等の非磁性材料で構成される。内槽２３には液体窒素２４が充填されており、銅ロッド２６は、内槽２３の上面から突出するとともに内槽２３に充填された液体窒素と接触するように、内槽２３の上面に取り付けられている。サファイヤロッド２５は銅ロッド２６の上面に取り付けられており、サファイヤロッド２５の上面にＳＱＵＩＤ２８が装着されている。こうして、ＳＱＵＩＤ２８は、熱伝導率の高い銅ロッド２６とサファイヤロッド２５を介して液体窒素２４により間接的に冷却される。なお、ＳＱＵＩＤ２８と銅ロッド２６との間にサファイヤロッド２５を配置することにより、銅ロッド２６から発生する磁気雑音のＳＱＵＩＤ２８への影響を低減することができる。ＳＱＵＩＤ２８の構造については後に詳細に説明する。   The cooling vessel 21 has a double structure composed of an outer layer 22 and an inner tank 23, and a vacuum heat insulating layer is formed between them. The outer tank 22 and the inner tank 23 are made of a nonmagnetic material such as SUS or FRP. The inner tank 23 is filled with liquid nitrogen 24, and the copper rod 26 is attached to the upper surface of the inner tank 23 so as to protrude from the upper surface of the inner tank 23 and to contact the liquid nitrogen filled in the inner tank 23. It has been. The sapphire rod 25 is attached to the upper surface of the copper rod 26, and the SQUID 28 is attached to the upper surface of the sapphire rod 25. Thus, the SQUID 28 is indirectly cooled by the liquid nitrogen 24 through the copper rod 26 and the sapphire rod 25 having high thermal conductivity. In addition, by arranging the sapphire rod 25 between the SQUID 28 and the copper rod 26, the influence of the magnetic noise generated from the copper rod 26 on the SQUID 28 can be reduced. The structure of SQUID 28 will be described in detail later.

外層２２の上面には、非磁性材料からなる円筒部材３９が取り付けられており、この円筒部材３９の上面はサファイヤウィンドウ２７により封止されている。ＳＱＵＩＤ２８は外層２２と内槽２３の断熱真空層において、サファイヤウィンドウ２７の直下に配置される。なお、円筒部材３９は上下方向に可動であり、サファイヤウィンドウ２７の位置（高さ）を調整することができるようになっている。磁気シールド３０は、環境磁気雑音のＳＱＵＩＤ２８への入力を低減するものであり、パーマロイ等の高透磁率材料で構成されている。   A cylindrical member 39 made of a nonmagnetic material is attached to the upper surface of the outer layer 22, and the upper surface of the cylindrical member 39 is sealed with a sapphire window 27. The SQUID 28 is disposed immediately below the sapphire window 27 in the heat insulating vacuum layer of the outer layer 22 and the inner tank 23. The cylindrical member 39 is movable in the vertical direction so that the position (height) of the sapphire window 27 can be adjusted. The magnetic shield 30 reduces the input of environmental magnetic noise to the SQUID 28, and is made of a high permeability material such as permalloy.

図６（ａ）に試料容器の概略形状を表した平面図を示し（適宜図５参照）、図６（ｂ）に試料容器の外周部の詳細な構造を表した平面図を示す。試料容器７１は、樹脂等の非磁性材料で構成され、円盤形状を有しており、その中心には試料台３２を介して試料容器７１を軸部材３５に固定するための孔７２が備えている。試料容器７１は固定ネジ３３を用いて試料台３２および軸部材３５に対して着脱自在である（図５参照）。試料容器７１の外周近傍には、試料１６を収容するための直径がφ５ｍｍの有底穴部（以下「穴部」という）７０が、１０ｍｍ間隔で４９カ所に設けられている。試料台３２もまた樹脂等の非磁性材料で構成される。   FIG. 6A shows a plan view showing the schematic shape of the sample container (see FIG. 5 as appropriate), and FIG. 6B shows a plan view showing the detailed structure of the outer periphery of the sample container. The sample container 71 is made of a non-magnetic material such as a resin and has a disk shape. A hole 72 for fixing the sample container 71 to the shaft member 35 via the sample table 32 is provided at the center thereof. Yes. The sample container 71 is detachably attached to the sample table 32 and the shaft member 35 using a fixing screw 33 (see FIG. 5). In the vicinity of the outer periphery of the sample container 71, bottomed holes (hereinafter referred to as “holes”) 70 having a diameter of 5 mm for accommodating the sample 16 are provided at 49 locations at intervals of 10 mm. The sample stage 32 is also made of a nonmagnetic material such as resin.

磁気シールド３０の一部には試料容器７１を挿入するための切り欠き穴３８が形成されている。軸部材３５に試料容器７１を固定した状態で垂直移動機構３６と水平移動機構３７を駆動して、試料容器７１の一部が切り欠き穴３８を通って磁気シールド３０の内部へ挿入され、さらに穴部７０の底面がサファイヤウィンドウ２７の直上に位置するように回転機構３４を位置決めする。この状態で、試料台３２を回転させて試料容器７１を回転させることにより、試料容器７１に設けられた４９カ所の穴部７０は、一定の速度でＳＱＵＩＤ２８の直上を逐次通過し、その際に穴部７０に収容された試料１６の磁気信号が計測される。   A notch hole 38 for inserting the sample container 71 is formed in a part of the magnetic shield 30. The vertical movement mechanism 36 and the horizontal movement mechanism 37 are driven in a state where the sample container 71 is fixed to the shaft member 35, and a part of the sample container 71 is inserted into the magnetic shield 30 through the cutout hole 38. The rotation mechanism 34 is positioned so that the bottom surface of the hole 70 is positioned directly above the sapphire window 27. In this state, by rotating the sample stage 32 and rotating the sample container 71, the 49 hole portions 70 provided in the sample container 71 sequentially pass immediately above the SQUID 28 at a constant speed. The magnetic signal of the sample 16 accommodated in the hole 70 is measured.

なお、穴部７０の底面とＳＱＵＩＤ２８との距離ができるだけ短くなるように、試料容器７１を位置決めすることにより、試料１６からの磁気信号の検出感度および空間分解能を高めることができる。試料容器７１の回転速度は、通常２０〜６０ｒｐｍとすることができ、４９個の試料１６それぞれについて４０〜１００回転分の磁気信号を計測し、その加算平均処理を行うことにより、良好なＳＮ比が得られる。   Note that by positioning the sample container 71 so that the distance between the bottom surface of the hole 70 and the SQUID 28 is as short as possible, the detection sensitivity and spatial resolution of the magnetic signal from the sample 16 can be increased. The rotation speed of the sample container 71 can be normally set to 20 to 60 rpm, and a good signal-to-noise ratio can be obtained by measuring magnetic signals for 40 to 100 rotations for each of the 49 samples 16 and performing the averaging process. Is obtained.

試料容器７１に設けられた４９カ所の穴部７０にそれぞれ収容された試料１６の磁気信号をＳＱＵＩＤ２８により計測可能な状態において、磁化機構４０とＳＱＵＩＤ２８は、試料容器７１の回転中心を挟んで対向する位置に設置される。図７（ａ）に磁化機構の側面図を示し、図７（ｂ）に磁化機構の平面図を示す（適宜図５参照）。磁化機構４０は、直径φ８ｍｍの５個の電磁石４１を備えており、５個の電磁石４１は穴部７０が描く円軌跡ｈに沿って固定台４２に設置されている。電磁石４１どうしの中心間距離は、穴部７０どうしの間隔と同じ１０ｍｍに設定されている。１個の電磁石４１に１２０ｍＡの電流を流した場合に、その電磁石４１の直上において穴部７０に収容された試料１６が通過する高さでの磁場の強度は、約１００ガウスとなっている。   The magnetizing mechanism 40 and the SQUID 28 face each other across the center of rotation of the sample container 71 in a state in which the magnetic signals of the samples 16 respectively accommodated in the 49 holes 70 provided in the sample container 71 can be measured by the SQUID 28. Installed in position. FIG. 7A shows a side view of the magnetization mechanism, and FIG. 7B shows a plan view of the magnetization mechanism (see FIG. 5 as appropriate). The magnetizing mechanism 40 includes five electromagnets 41 having a diameter of 8 mm, and the five electromagnets 41 are installed on the fixed base 42 along a circular locus h drawn by the hole 70. The distance between the centers of the electromagnets 41 is set to 10 mm, which is the same as the distance between the hole portions 70. When a current of 120 mA is passed through one electromagnet 41, the strength of the magnetic field at a height at which the sample 16 accommodated in the hole 70 passes immediately above the electromagnet 41 is about 100 Gauss.

５個の電磁石４１は磁気シールド４３により覆われている。この磁気信号計測装置１００Ａでは、４９個の試料１６のうち所定の試料からの磁気信号をＳＱＵＩＤ２８が計測している間に、別の試料の磁化が電磁石４１によって行われることがあるため、この磁気シールド４３を設けることによって、電磁石４１で発生する磁界がＳＱＵＩＤ２８の磁気信号の検出に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。この磁気シールド４３には、パーマロイ等の高透磁率材料が用いられる。   The five electromagnets 41 are covered with a magnetic shield 43. In this magnetic signal measuring device 100A, while the SQUID 28 measures a magnetic signal from a predetermined sample among the 49 samples 16, another sample may be magnetized by the electromagnet 41. By providing the shield 43, it is possible to suppress the magnetic field generated by the electromagnet 41 from adversely affecting the detection of the magnetic signal of the SQUID 28. The magnetic shield 43 is made of a high permeability material such as permalloy.

電磁シールド２９と磁気シールド３１は、環境磁気雑音のＳＱＵＩＤ２８への入力を低減するものであり、電磁シールド２９はアルミニウム等の電気抵抗の低い金属材料で構成されており、磁気シールド３１はパーマロイ等の高透磁率材料で構成されている。   The electromagnetic shield 29 and the magnetic shield 31 reduce the input of environmental magnetic noise to the SQUID 28. The electromagnetic shield 29 is made of a metal material having a low electrical resistance such as aluminum. The magnetic shield 31 is made of permalloy or the like. It is composed of a high permeability material.

続いて、ＳＱＵＩＤ２８の構造について詳細に説明する。ここでは、ＳＱＵＩＤ２８として高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータを使用することとした。図８（ａ）に高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータ全体の概略構成を示し、図８（ｂ）にその中央部の拡大図を示す。   Subsequently, the structure of the SQUID 28 will be described in detail. Here, a high-temperature superconducting SQUID gradiometer is used as the SQUID 28. FIG. 8A shows a schematic configuration of the entire high-temperature superconducting SQUID gradiometer, and FIG. 8B shows an enlarged view of the central portion thereof.

この高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータは、ＳｒＴｉＯ３やＭｇＯ等の単結晶を結晶方位をずらしてバイクリスタル接合面６１で張り合わせた構造を有するバイクリスタル基板６０上に、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ等の高温超電導材料の薄膜が形成され、これを加工することにより検出コイル６２とＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂが形成された構造を有している。 This high-temperature superconducting SQUID gradiometer is a high-temperature superconducting material such as YBa 2 Cu 3 O x on a bicrystal substrate 60 having a structure in which single crystals such as SrTiO 3 and MgO are bonded to each other at a bicrystal junction surface 61 while shifting the crystal orientation. A thin film of material is formed and processed to form a detection coil 62 and SQUID rings 64a and 64b.

ＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂはそれぞれ、バイクリスタル基板６０に形成されたバイクリスタル接合面６１を横切っており、バイクリスタル接合面６１上に形成された高温超電導薄膜に粒界ジョセフソン結合６５ａ，６５ｂが形成されている。その結果、ＳＱＵＩＤリング６４ａに２カ所の粒界ジョセフソン結合６５ａが形成され、ＳＱＵＩＤリング６４ｂに２カ所の粒界ジョセフソン結合６５ｂが形成されている。１枚のバイクリスタル基板６０上に１つの検出コイル６２と結合した２つのＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂを有しているため、これらのうちで特性がよい方を磁気信号の計測に用いることができる。   Each of the SQUID rings 64a and 64b crosses the bicrystal junction surface 61 formed on the bicrystal substrate 60, and grain boundary Josephson couplings 65a and 65b are formed in the high-temperature superconducting thin film formed on the bicrystal junction surface 61. Has been. As a result, two grain boundary Josephson bonds 65a are formed in the SQUID ring 64a, and two grain boundary Josephson bonds 65b are formed in the SQUID ring 64b. Since one bicrystal substrate 60 has two SQUID rings 64a and 64b coupled to one detection coil 62, one having better characteristics can be used for measuring a magnetic signal.

検出コイル６２は、一辺が５ｍｍの２つのループを持つ８の字型の微分コイルを構成している。検出コイル６２に磁束が入力すると、２つのループにそれぞれ生じる誘導電流の差分量が、検出コイル６２の中央部分６６を経由してＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂに流れ、この電流が磁束として検出される。２つのフィードバックコイル６７ａ，６７ｂは、検出コイル６２の片方ずつのループを囲むパターンでバイクリスタル基板６０上に形成されており、これらのうち一方が使用される。   The detection coil 62 constitutes an 8-shaped differential coil having two loops each having a side of 5 mm. When a magnetic flux is input to the detection coil 62, a difference amount between induced currents generated in the two loops flows through the central portion 66 of the detection coil 62 to the SQUID rings 64a and 64b, and this current is detected as a magnetic flux. The two feedback coils 67a and 67b are formed on the bicrystal substrate 60 in a pattern surrounding one loop of the detection coil 62, and one of these is used.

配線パッド６３，６８が高温超電導薄膜上に所定のパターンで金（Ａｕ）を用いて形成されている。具体的には、配線パッド６３はＳＱＵＩＤリング６４ａ，６４ｂと電気接続されるように４カ所に設けられており、配線パッド６８はフィードバックコイル６７ａ，６７ｂと電気接続されるように４カ所に設けられている。   The wiring pads 63 and 68 are formed on the high-temperature superconducting thin film with a predetermined pattern using gold (Au). Specifically, the wiring pads 63 are provided at four locations so as to be electrically connected to the SQUID rings 64a and 64b, and the wiring pads 68 are provided at four locations so as to be electrically connected to the feedback coils 67a and 67b. ing.

図８（ａ）に示される矢印６９は試料１６の通過方向を示している。試料１６が図８（ａ）に描かれた紙面に垂直な方向に磁化されており、その試料１６が矢印６９の方向で高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータ上を通過したとき、この試料１６は２つのループを有する検出コイル６２を横切る。図８（ｃ）にこのときに得られる磁気信号波形を模式的に示す。試料１６は検出コイル６２を構成する極性の異なる２つのループの上を通過するため、上下に連続するピークを有する磁気信号波形が得られる。   An arrow 69 shown in FIG. 8A indicates the passing direction of the sample 16. When the sample 16 is magnetized in the direction perpendicular to the paper surface depicted in FIG. 8A and the sample 16 passes over the high-temperature superconducting SQUID gradiometer in the direction of the arrow 69, the sample 16 has two loops. Across a detection coil 62 having FIG. 8C schematically shows a magnetic signal waveform obtained at this time. Since the sample 16 passes over two loops having different polarities constituting the detection coil 62, a magnetic signal waveform having continuous peaks in the vertical direction is obtained.

磁気信号計測装置１００Ａによる磁気信号の計測方法について以下に説明する（適宜図５参照）。磁気信号を発生する試料１６として、粒径１０〜２５ｎｍの酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）の微粒子を非磁性ポリマでコーティングしたポリマ−磁性体複合粒子を、０．５ｍｇ／ｍｌの濃度で分散させた水溶液（以下「複合粒子分散液）という）を用いた。１個のポリマ−磁性体複合粒子には複数の酸化鉄微粒子が含まれており、１個のポリマ−磁性体複合粒子の粒径は約１００〜２００ｎｍであって、２〜１０ｅｍｕ／ｇの残留磁気を示す。 A method for measuring a magnetic signal by the magnetic signal measuring apparatus 100A will be described below (see FIG. 5 as appropriate). As a sample 16 for generating a magnetic signal, polymer-magnetic composite particles in which fine particles of iron oxide (Fe 3 O 4 ) having a particle diameter of 10 to 25 nm are coated with a nonmagnetic polymer are dispersed at a concentration of 0.5 mg / ml. An aqueous solution (hereinafter, referred to as “composite particle dispersion”) was used, and each polymer-magnetic material composite particle contains a plurality of fine iron oxide particles, and the particle size of one polymer-magnetic material composite particle. Is about 100-200 nm and exhibits a remanence of 2-10 emu / g.

最初に、試料容器７１に形成された隣り合う５カ所の穴部７０に、約５００ｎｇの複合粒子分散液をそれぞれ注入した。複合粒子分散液に対して磁界を印加し、その磁界を遮断した後に磁気信号を測定しても、ポリマ−磁性体複合粒子は複合粒子分散液中を自由にブラウン運動し、複合粒子分散液からの磁気信号は速やかに減衰してしまうため、このままでは試料容器７１に注入された複合粒子分散液に含まれるポリマ−磁性体複合粒子の量を求めることはできない。そこで、５カ所の穴部７０にそれぞれ注入された複合粒子分散液を十分に乾燥させて、ポリマ−磁性体複合粒子を固定した。   First, about 500 ng of the composite particle dispersion was injected into each of the five adjacent holes 70 formed in the sample container 71. Even when a magnetic field is applied to the composite particle dispersion and the magnetic signal is measured after the magnetic field is cut off, the polymer-magnetic composite particles move freely in the composite particle dispersion, and the composite particle dispersion Therefore, the amount of the polymer-magnetic composite particles contained in the composite particle dispersion injected into the sample container 71 cannot be determined as it is. Therefore, the composite particle dispersion injected into each of the five hole portions 70 was sufficiently dried to fix the polymer-magnetic composite particles.

こうして試料容器７１に５個の試料１６が配置される。その後、試料容器７１を試料台３２に固定し、電磁石４１の直上に試料１６を１対１で配置した。続いて、電磁石４１に１２０ｍＡの電流を０．１秒間同時に流して、これにより発生する磁界により試料１６を磁化した。なお、ここで５個の電磁石４１が発生する磁場の方向は全ての同じである。この磁化処理の後、試料容器７１を２０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＳＱＵＩＤ２８で試料１６からの磁気信号を複数回、例えば、２０回計測し、その平均を求めた。   In this way, five samples 16 are arranged in the sample container 71. Thereafter, the sample container 71 was fixed to the sample stage 32, and the sample 16 was arranged on the electromagnet 41 on a one-to-one basis. Subsequently, a current of 120 mA was simultaneously applied to the electromagnet 41 for 0.1 second, and the sample 16 was magnetized by the magnetic field generated thereby. Here, the directions of the magnetic fields generated by the five electromagnets 41 are all the same. After this magnetization process, the sample container 71 was rotated at a rotation speed of 20 rpm, and the magnetic signal from the sample 16 was measured a plurality of times, for example, 20 times with the SQUID 28, and the average was obtained.

図９（ａ）にこうして得られた磁気信号波形すなわち第１信号波形を示す。ここで、図９（ａ）に示す横軸の数値は、試料１６の間隔つまり穴部７０どうしの間隔に換算されている。第１信号波形には、上下にそれぞれ５つのピークが検出されており、上向きのピークどうしの間隔および下向き凸のピークどうしの間隔が試料１６の配置間隔である１０ｍｍと一致していることから、５つの試料１６からの磁気信号が重なっているものと考えることができる。   FIG. 9A shows the magnetic signal waveform thus obtained, that is, the first signal waveform. Here, the numerical value on the horizontal axis shown in FIG. 9A is converted into the interval between the samples 16, that is, the interval between the hole portions 70. In the first signal waveform, five peaks are detected at the top and bottom, and the interval between the upward peaks and the interval between the downward convex peaks coincide with 10 mm, which is the arrangement interval of the sample 16. It can be considered that the magnetic signals from the five samples 16 overlap.

次に、再び電磁石４１の直上に試料１６を１対１で配置した。５個の電磁石４１のうち、中央に設置されている電磁石を除いた４個の電磁石に流す電流の方向は変えることなく、中央に設置されている電磁石には他の４個の電磁石とは逆方向の電流が流れるようにして、５個の電磁石４１に同時に１２０ｍＡの電流を０．１秒間流した。したがって、５個の電磁石４１のうち中央の電磁石だけが他の４個の電磁石とは逆方向の磁界を発生させるため、５つの試料１６のうち中央の試料のみが他の４つの試料とは逆方向に磁化される。   Next, the sample 16 was placed one-on-one directly above the electromagnet 41 again. Out of the five electromagnets 41, the direction of the current flowing through the four electromagnets excluding the electromagnet installed at the center is not changed, and the electromagnet installed at the center is opposite to the other four electromagnets. A current of 120 mA was simultaneously supplied to the five electromagnets 41 for 0.1 second so that a current in the direction flows. Accordingly, only the central electromagnet of the five electromagnets 41 generates a magnetic field in the opposite direction to the other four electromagnets, so that only the central sample of the five samples 16 is opposite to the other four samples. Magnetized in the direction.

この磁化処理の後、試料容器７１を２０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＳＱＵＩＤ２８で各試料１６からの磁気信号を複数回、例えば２０回計測した。図９（ｂ）にこうして得られた磁気信号波形すなわち第２信号波形を示す。第２信号波形を図９（ａ）に示した第１信号波形と対比すると、明らかに、５個の試料１６のうち中央の試料からの磁気信号が大きく変化していることがわかる。   After this magnetization process, the sample container 71 was rotated at a rotation speed of 20 rpm, and the magnetic signal from each sample 16 was measured a plurality of times, for example, 20 times with the SQUID 28. FIG. 9B shows the magnetic signal waveform thus obtained, that is, the second signal waveform. When the second signal waveform is compared with the first signal waveform shown in FIG. 9A, it can be clearly seen that the magnetic signal from the central sample among the five samples 16 changes greatly.

図９（ｃ）に、図９（ａ）に示した第１信号波形から図９（ｂ）に示した第２信号波形を差し引いて得られる差分信号波形を示す。５つの試料１６のうち両端の試料についてはほぼ完全に磁気信号が除去されていることがわかる。５つの試料１６のうち中央の試料に隣接する２つの試料については、先に図３を参照しながら説明した計測原理の通り、磁化方向を変えた中央の試料に由来するノイズを含んでいると考えられ、これが若干の凹凸として現れているものと考えられる。そして、磁化方向を変えて磁化した中央の試料からの磁気信号が明瞭に抽出されていることが確認された。   FIG. 9 (c) shows a differential signal waveform obtained by subtracting the second signal waveform shown in FIG. 9 (b) from the first signal waveform shown in FIG. 9 (a). It can be seen that the magnetic signals are almost completely removed from the samples at both ends of the five samples 16. Two samples adjacent to the center sample among the five samples 16 include noise derived from the center sample whose magnetization direction is changed, as described in the measurement principle described above with reference to FIG. It is thought that this appears as some unevenness. It was confirmed that the magnetic signal from the central sample magnetized by changing the magnetization direction was clearly extracted.

このように、磁気信号が干渉するような高密度な試料配置の場合には、全ての試料を同時に検査するのではなく、検査試料を順次選択して上記の説明の通りの磁気信号計測を行うことにより、隣接試料からの磁気信号を排除し、各試料について正確な磁気信号を計測し、各試料に含まれる被検出物質を定量することが可能となる。   As described above, in the case of a high-density sample arrangement in which magnetic signals interfere with each other, not all the samples are inspected at the same time, but the inspection samples are sequentially selected and the magnetic signal is measured as described above. This eliminates the magnetic signal from the adjacent sample, measures the accurate magnetic signal for each sample, and quantifies the substance to be detected contained in each sample.

なお、ここでは、残留磁気を有する試料としてポリマ−磁性体複合粒子を用いたが、これに限られず、残留磁気を有する試料であればよい。また、使用可能な磁気センサはＳＱＵＩＤ磁気センサに限られるものではなく、他に、ＭＲ（Magnet Resistive）センサやＧＭＲ（Giant Magnet Resistive）センサ，ホール素子，光ポンピング磁束計，フラックスゲート磁束計等を使用することができる。   Here, polymer-magnetic composite particles are used as a sample having residual magnetism, but the present invention is not limited thereto, and any sample having residual magnetism may be used. In addition, usable magnetic sensors are not limited to SQUID magnetic sensors. In addition, MR (Magnet Resistive) sensors, GMR (Giant Magnet Resistive) sensors, Hall elements, optical pumping magnetometers, fluxgate magnetometers, etc. Can be used.

《第３の実施形態》
図１０に第３の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す。この磁気信号計測装置１００Ｂが図５に示した磁気信号計測装置１００Ａと対比して異なる点は、試料容器７１に配置された試料１６の位置を検出するための反射マーカ５１，５６が試料容器７１に取り付けられ、この反射マーカ５１，５６を位置検出センサ５０により検出する点と、磁化機構４０に代えて磁化機構４５を備えている点であり、このような構成の違いにより、磁気信号計測装置１００Ａとは異なる態様で試料１６からの磁気信号の計測が行われる。以下、これらの点について説明する。 << Third Embodiment >>
FIG. 10 shows a schematic configuration of a magnetic signal measuring apparatus according to the third embodiment. The magnetic signal measuring device 100B is different from the magnetic signal measuring device 100A shown in FIG. 5 in that the reflection markers 51 and 56 for detecting the position of the sample 16 arranged in the sample container 71 are provided in the sample container 71. The reflection marker 51, 56 is detected by the position detection sensor 50, and a magnetizing mechanism 45 is provided instead of the magnetizing mechanism 40. Due to the difference in the configuration, the magnetic signal measuring device The magnetic signal from the sample 16 is measured in a manner different from 100A. Hereinafter, these points will be described.

図１１（ａ）に試料容器とＳＱＵＩＤと磁化機構の位置関係を表した平面図を、図１１（ｂ）に図１１（ａ）中の四角で囲まれた領域の拡大図を、図１１（ｃ）に磁化機構を構成する電磁石の構造を表した側面図をそれぞれ示す。なお、先に図６を参照して試料容器７１の構造について説明した通り、試料容器７１には試料１６を配置するための穴部７０が形成されているが、穴部７０の位置は試料１６の位置と同じとなるので、図１１の各図では穴部７０の図示を省略している。   FIG. 11A is a plan view showing the positional relationship among the sample container, the SQUID, and the magnetization mechanism, and FIG. 11B is an enlarged view of the region surrounded by the square in FIG. 11A. The side view showing the structure of the electromagnet which comprises a magnetization mechanism is shown to c), respectively. As described above with reference to FIG. 6, the structure of the sample container 71 is described. The sample container 71 has a hole 70 for placing the sample 16. Therefore, the hole 70 is not shown in each drawing of FIG.

４９個の試料１６が、試料容器７１の回転中心を中心とする円周４７に沿って、試料容器７１に等間隔に配置されている。これらの試料１６の位置を特定するために、試料容器７１の裏面において円周４７と同心の円周４８に沿って等間隔に、二重線の反射マーカ５１が１カ所に、一本線の反射マーカ５６が４８カ所に、それぞれ取り付けられている。位置検出センサ５０は、レーザ光を試料容器７１の裏面に向けて照射し、その反射信号を測定することにより試料１６の位置を検出する。このとき、反射マーカ５１からの反射信号と反射マーカ５６からの反射信号との違いを利用して、４９個の試料１６の中から反射マーカ５１に対応する試料の位置を特定することができる。   Forty-nine samples 16 are arranged in the sample container 71 at equal intervals along a circumference 47 centered on the rotation center of the sample container 71. In order to specify the positions of these samples 16, a single-line reflection marker 51 is provided at one position along the circumference 48 concentric with the circumference 47 on the back surface of the sample container 71 at a single interval. Markers 56 are respectively attached at 48 locations. The position detection sensor 50 detects the position of the sample 16 by irradiating a laser beam toward the back surface of the sample container 71 and measuring the reflected signal. At this time, using the difference between the reflected signal from the reflective marker 51 and the reflected signal from the reflective marker 56, the position of the sample corresponding to the reflective marker 51 can be identified from among the 49 samples 16.

磁化機構４５は３個の電磁石４６ａ〜４６ｃを備えており、電磁石４６ａ〜４６ｃは、試料１６の移動軌跡でもある円周４７に沿って、試料１６どうしの配置間隔と同じ間隔で固定台４２に設置されている。図１１（ｃ）には電磁石４６ｂの構造を示しているが、電磁石４６ａ〜４６ｃはそれぞれ同じ構造を有しており、Ｕ字型の鉄芯５２に銅線コイル５３が巻かれた構造を有している。銅線コイル５３に電流を流すと、磁力線５４がその矢印で示されるように鉄芯５２の開口部近傍に発生し、これにより鉄芯５２の開口部近傍を通過する試料１６が磁化される。その結果、試料１６は、大凡、試料容器７１の回転面（円周４７を含む面）に平行で回転中心と試料１６とを結ぶ方向に磁化される。つまり、試料１６は円周４７の法線方向に磁化される。   The magnetizing mechanism 45 includes three electromagnets 46 a to 46 c, and the electromagnets 46 a to 46 c are arranged on the fixed base 42 at the same interval as the arrangement interval of the samples 16 along the circumference 47 that is also a movement locus of the sample 16. is set up. FIG. 11C shows the structure of the electromagnet 46b. The electromagnets 46a to 46c have the same structure, and have a structure in which a copper wire coil 53 is wound around a U-shaped iron core 52. doing. When a current is passed through the copper wire coil 53, the magnetic field lines 54 are generated in the vicinity of the opening of the iron core 52 as indicated by the arrows, thereby magnetizing the sample 16 passing near the opening of the iron core 52. As a result, the sample 16 is magnetized in a direction that connects the center of rotation and the sample 16 in parallel with the rotation surface (the surface including the circumference 47) of the sample container 71. That is, the sample 16 is magnetized in the normal direction of the circumference 47.

電磁石４６ａ，４６ｃは、この回転中心に向かう方向（この方向を「順方向」とする）にのみ試料１６を磁化する磁界を発生するが、電磁石４６ｂは、銅線コイル５３に流す電流を逆向きにすることによって、順方向のみならずこれとは逆の方向（この方向を「逆方向」とする）にも試料１６を磁化する磁界を発生させることができるようになっている。   The electromagnets 46a and 46c generate a magnetic field that magnetizes the sample 16 only in the direction toward this rotation center (this direction is referred to as “forward direction”), but the electromagnet 46b reverses the current flowing through the copper wire coil 53. Thus, a magnetic field for magnetizing the sample 16 can be generated not only in the forward direction but also in the opposite direction (this direction is referred to as “reverse direction”).

試料１６の磁化は、試料容器７１の回転を開始してその回転速度が一定になった後に、位置検出センサ５０が反射マーカ５１を検出した直後から開始される。例えば、電磁石４６ａ〜４６ｃから発生させる磁界の向きを順方向に揃えて、電磁石４６ａ〜４６ｃの直上を試料１６が通過するときに電磁石４６ａ〜４６ｃからパルス磁界を印加する。４９個の試料１６を３個ずつ磁化させると、１回目の磁化では１，２，３番目の試料が磁化され、１６回目の磁化では４６，４７，４８番目の試料が磁化され、１７回目の磁化では４９，１，２番目の試料が磁化され、３３回目の磁化では４８，４９，１番目の試料が磁化され、４９回目の磁化では４７，４８，４９番目の試料が磁化される。   Magnetization of the sample 16 is started immediately after the position detection sensor 50 detects the reflection marker 51 after the rotation of the sample container 71 is started and the rotation speed becomes constant. For example, the direction of the magnetic field generated from the electromagnets 46a to 46c is aligned in the forward direction, and a pulse magnetic field is applied from the electromagnets 46a to 46c when the sample 16 passes immediately above the electromagnets 46a to 46c. When the 49 samples 16 are magnetized three by three, the first, second, and third samples are magnetized, the sixteenth magnetization, the 46th, 47th, and 48th samples are magnetized. In the magnetization, the 49th, 1st, and 2nd samples are magnetized, in the 33rd magnetization, the 48th, 49th, and 1st samples are magnetized, and in the 49th magnetization, the 47th, 48th, and 49th samples are magnetized.

よって、試料容器７１を３回転させると、４９個全ての試料１６が電磁石４６ａ〜４６ｃによる磁化を１回ずつ受けることになる。ＳＱＵＩＤ２８は、電磁石４６ａ〜４６ｃのいずれかで磁化され試料がＳＱＵＩＤ２８上を通過する際に、その試料からの磁気信号を計測する。そこで、試料容器７１の３回転（４９回の磁化処理）を１バッチとした磁気信号の計測を行い、所定回数これを繰り返してその平均を取ることにより、第１信号波形を求める。   Therefore, when the sample container 71 is rotated three times, all 49 samples 16 receive magnetization by the electromagnets 46a to 46c once. The SQUID 28 is magnetized by any of the electromagnets 46a to 46c, and measures a magnetic signal from the sample when the sample passes over the SQUID 28. Therefore, the first signal waveform is obtained by measuring the magnetic signal with 3 rotations (49 times of magnetization processing) of the sample container 71 as one batch, and repeating this for a predetermined number of times to obtain the average.

次に、電磁石４６ａ〜４６ｃの直上を試料１６が通過するときに、電磁石４６ａ，４６ｃからは順方向のパルス磁界を、電磁石４６ｂからは逆方向のパルス磁界をそれぞれ発生させて、試料１６に印加する。試料容器７１が３回転する間に、４９個の全ての試料１６は１度だけ電磁石４６ｂにより磁化される。ここでも、試料容器７１の３回転を１バッチとした磁気信号の計測を行い、所定回数これを繰り返してその平均を取ることにより、第２信号波形を求める。こうして、計測された第１信号波形から第２信号波形を差し引いて差分信号波形を求めることにより、４９個の全ての試料１６について、隣接する試料からの磁気信号が排除された正確な磁気信号を計測することができる。   Next, when the sample 16 passes directly above the electromagnets 46a to 46c, a forward pulse magnetic field is generated from the electromagnets 46a and 46c, and a reverse pulse magnetic field is generated from the electromagnet 46b and applied to the sample 16. To do. While the sample container 71 rotates three times, all 49 samples 16 are magnetized by the electromagnet 46b only once. In this case as well, the second signal waveform is obtained by measuring the magnetic signal with three rotations of the sample container 71 as one batch, and repeating the measurement a predetermined number of times to obtain the average. Thus, by subtracting the second signal waveform from the measured first signal waveform to obtain a differential signal waveform, accurate magnetic signals from which magnetic signals from adjacent samples are excluded are obtained for all 49 samples 16. It can be measured.

《第４の実施形態》
図１２に第４の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す。この磁気信号計測装置１００Ｃは、試料１６を配置するための試料容器８０を固定するための固定台８１と、固定台８１を任意の方向に移動させる３軸移動機構８２と、試料容器８０の位置を測定するための位置センサ８３と、試料容器８０に配置された試料１６を磁化するための磁化機構８４と、試料１６からの磁気信号を計測するための磁気センサアレイ８５と、３軸移動機構８２を制御するための移動機構制御回路８７と、磁化機構８４を駆動するための電源回路８８と、位置センサ８３と磁気センサアレイ８５と移動機構制御回路８７と電源回路８８を制御するコンピュータ８９とを備えており、移動機構制御回路８７と電源回路８８とコンピュータ８９を除いたものは磁気シールド８６の内部に設置されている。 << Fourth Embodiment >>
FIG. 12 shows a schematic configuration of a magnetic signal measuring apparatus according to the fourth embodiment. The magnetic signal measuring apparatus 100C includes a fixing base 81 for fixing a sample container 80 for arranging the sample 16, a triaxial moving mechanism 82 for moving the fixing base 81 in an arbitrary direction, and the position of the sample container 80. A position sensor 83 for measuring the position, a magnetization mechanism 84 for magnetizing the sample 16 disposed in the sample container 80, a magnetic sensor array 85 for measuring a magnetic signal from the sample 16, and a three-axis movement mechanism 82, a moving mechanism control circuit 87 for controlling 82, a power supply circuit 88 for driving the magnetization mechanism 84, a position sensor 83, a magnetic sensor array 85, a moving mechanism control circuit 87, and a computer 89 for controlling the power supply circuit 88. The components excluding the moving mechanism control circuit 87, the power supply circuit 88, and the computer 89 are installed inside the magnetic shield 86.

図１３（ａ）に試料容器における試料の配置形態を示し、図１３（ｂ）に磁化機構と磁気センサアレイと試料容器の位置関係を模式的に示す（適宜図１２参照）。試料容器８０として、ここでは、標準規格である９６穴マイクロプレートを用いることとする。したがって、試料容器８０には、試料１６を収容するための穴部７０が、８行×１２列，９ｍｍ間隔で二次元的（平面的）に設けられている。固定台８１における試料容器８０の固定位置は一定であり、固定台８１の上面には、試料容器８０における穴部７０の列位置と関連するマーカ（図示せず）が設けられている。   FIG. 13A shows a sample arrangement in the sample container, and FIG. 13B schematically shows a positional relationship among the magnetization mechanism, the magnetic sensor array, and the sample container (see FIG. 12 as appropriate). Here, a 96-well microplate, which is a standard, is used as the sample container 80. Therefore, the hole 70 for accommodating the sample 16 is provided in the sample container 80 two-dimensionally (planarly) at intervals of 8 rows × 12 columns and 9 mm. The fixing position of the sample container 80 on the fixing base 81 is constant, and a marker (not shown) associated with the row position of the holes 70 in the sample container 80 is provided on the upper surface of the fixing base 81.

磁化機構８４は、直径φ５ｍｍの１４０個の電磁石９０が、試料容器８０に設けられた穴部７０と同じ９ｍｍ間隔で、１０行×１４列に二次元配置された構造を有している。１４０個の電磁石９０のうち最外周に配置された電磁石を除いた９６個の電磁石上に、試料容器８０に設けられた９６個の穴部７０がそれぞれ位置するように、試料容器８０は磁化機構８４上に配置される。このときの試料容器８０の外周輪郭９１が図１３（ｂ）に示されている。電磁石９０は、電磁石９０の設置面に対して垂直な方向に磁界を発生させ、例えば、２００ｍＡの電流の印加により約２００ガウスの磁界を発生させて、その磁界により電磁石９０上の試料１６が個々に磁化される。   The magnetizing mechanism 84 has a structure in which 140 electromagnets 90 having a diameter of 5 mm are two-dimensionally arranged in 10 rows × 14 columns at the same 9 mm intervals as the hole portions 70 provided in the sample container 80. The sample container 80 has a magnetization mechanism such that the 96 holes 70 provided in the sample container 80 are positioned on the 96 electromagnets excluding the electromagnets arranged on the outermost periphery among the 140 electromagnets 90. 84. An outer peripheral contour 91 of the sample container 80 at this time is shown in FIG. The electromagnet 90 generates a magnetic field in a direction perpendicular to the installation surface of the electromagnet 90. For example, a magnetic field of about 200 gauss is generated by applying a current of 200 mA, and the sample 16 on the electromagnet 90 is individually generated by the magnetic field. Is magnetized.

電源回路８８をコンピュータ８９で制御することによって、１４０個の電磁石９０のうち任意の電磁石に磁界を発生させることができるが、例えば、試料容器８０に配置された９６個の試料１６を同時に磁化する際には、１４０個の全ての電磁石９０から同時に磁界を発生させる。これにより、試料容器８０の外側に配置された試料に対しても、内側に配置された試料と同等の磁界印加環境を実現することができる。   By controlling the power supply circuit 88 by the computer 89, a magnetic field can be generated in any of the 140 electromagnets 90. For example, 96 samples 16 arranged in the sample container 80 are magnetized simultaneously. In this case, a magnetic field is generated simultaneously from all 140 electromagnets 90. Thereby, the magnetic field application environment equivalent to the sample arrange | positioned inside can be implement | achieved also with respect to the sample arrange | positioned outside the sample container 80. FIG.

磁気センサアレイ８５は、試料容器８０に設けられた穴部７０と同じ９ｍｍ間隔で、８個のＭＲセンサ９３が１列に並べられた構造を有している。試料容器８０は、固定台８１を移動させることで、磁化機構８４上と磁気センサアレイ８５上との間を移動自在である。８個のＭＲセンサ９３は、その上を１列に並んだ８個の試料１６が矢印９２で示される行方向）に通過する際に同時に磁気信号を計測し、連続して通過する列ごとに磁気信号を計測する。したがって、１個のＭＲセンサ９３は１行に並んだ１２個の試料１６の磁気信号を計測する。   The magnetic sensor array 85 has a structure in which eight MR sensors 93 are arranged in a row at the same interval of 9 mm as the hole 70 provided in the sample container 80. The sample container 80 is movable between the magnetization mechanism 84 and the magnetic sensor array 85 by moving the fixed base 81. The eight MR sensors 93 measure magnetic signals simultaneously when the eight samples 16 arranged in a row on the MR sensor 93 pass in the row direction indicated by the arrow 92, and for each column that passes continuously. Measure magnetic signals. Therefore, one MR sensor 93 measures the magnetic signals of 12 samples 16 arranged in one row.

位置センサ８３は、試料容器８０における穴部７０の列位置を検出するために固定台８１に設けられたマーカ（図示せず）を検出し、試料容器８０のどの列が磁気センサアレイ８５のＭＲセンサ９３上に位置しているかを特定する。位置センサ８３による試料１６の位置情報とＭＲセンサ９３の磁気検出出力とがコンピュータ８９に記録され、データ処理されて、各試料の磁気信号の強度が計算される。   The position sensor 83 detects a marker (not shown) provided on the fixed base 81 in order to detect the row position of the hole 70 in the sample container 80, and which row of the sample container 80 is the MR of the magnetic sensor array 85. It is specified whether or not the sensor 93 is positioned. The position information of the sample 16 by the position sensor 83 and the magnetic detection output of the MR sensor 93 are recorded in the computer 89 and processed, and the intensity of the magnetic signal of each sample is calculated.

この磁気信号計測装置１００Ｃでは、最初に、９６カ所の穴部７０にそれぞれ所定の試料１６が収容された試料容器８０を固定台８１の一定位置に固定し、試料容器８０の外周輪郭９１を図１３（ｂ）に示される位置に合わせて、試料容器８０を磁化機構８４上で静止させる。第１回目の試料１６の磁化を、１４０個全ての電磁石９０から同じ方向の磁界を発生させることにより行う。続いて、試料容器８０を磁気センサアレイ８５上で往復直線運動させ、ＭＲセンサ９３により全ての試料１６について磁気信号を検出する。１行に並べられた１２個の試料１６がＭＲセンサ９３上を通過できるように、例えば、この往復直線運動のストロークは１２０ｍｍとする。試料容器８０を２０往復させ、その間の磁気信号の変化をＭＲセンサ９３で検出し、その検出出力がコンピュータ８９に送られる。コンピュータ８９は、これに位置センサ８３からの試料容器８０の位置情報を組み合わせることにより、９６個の全ての試料１６についての磁気信号波形すなわち第１信号波形を求める。   In this magnetic signal measuring device 100C, first, sample containers 80 each containing a predetermined sample 16 in 96 holes 70 are fixed at fixed positions on a fixing base 81, and an outer contour 91 of the sample container 80 is illustrated. The sample container 80 is stationary on the magnetization mechanism 84 in accordance with the position shown in FIG. The first magnetization of the sample 16 is performed by generating a magnetic field in the same direction from all 140 electromagnets 90. Subsequently, the sample container 80 is reciprocated linearly on the magnetic sensor array 85, and magnetic signals are detected for all the samples 16 by the MR sensor 93. For example, the stroke of this reciprocating linear motion is 120 mm so that the 12 samples 16 arranged in one line can pass over the MR sensor 93. The sample container 80 is reciprocated 20 times, the change of the magnetic signal during that time is detected by the MR sensor 93, and the detection output is sent to the computer 89. The computer 89 obtains magnetic signal waveforms, that is, first signal waveforms for all 96 samples 16 by combining the position information of the sample containers 80 from the position sensor 83 with this.

続いて、試料容器８０を磁化機構８４上に移動させた。ここでも、試料容器８０の外周輪郭９１を図１３（ｂ）に示される位置に合わせて試料容器８０を磁化機構８４上に静止させる。図１４（ａ）〜（ｄ）に、第２回目から第５回目までの試料の磁化方向を模式的に示す。図１４（ａ）〜（ｄ）において、黒丸で示される電磁石９０ａは第１回目の磁化の方向とは逆方向の磁界を発生させて試料を磁化し、白丸で示される電磁石９０ｂは、第１回目の磁化の方向と同じ方向の磁界を発生させて試料を磁化する。   Subsequently, the sample container 80 was moved onto the magnetization mechanism 84. Also here, the outer peripheral contour 91 of the sample container 80 is matched with the position shown in FIG. 14A to 14D schematically show the magnetization directions of the samples from the second time to the fifth time. 14A to 14D, an electromagnet 90a indicated by a black circle generates a magnetic field opposite to the first magnetization direction to magnetize the sample, and an electromagnet 90b indicated by a white circle A magnetic field in the same direction as the direction of the second magnetization is generated to magnetize the sample.

試料容器８０の外周輪郭９１の内側に位置する電磁石に着目し、外周輪郭９１内の図左上の電磁石を１行×１列の位置、図左下の電磁石を８行×１列の位置、図右上の電磁石を１行×１２列の位置、図右下の電磁石を８行×１２列の位置とすると、第２回目の試料１６の磁化では奇数行×奇数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化されることがわかる。この第２回目の試料１６の磁化後には、第１信号波形の計測と同様に、磁気センサアレイ８５上で試料容器８０を２０往復させて、その間の磁気信号の変化をＭＲセンサ９３で検出し、コンピュータ８９がその検出出力と位置情報とから１番目の第２信号波形を求める。   Focusing on the electromagnet located inside the outer peripheral contour 91 of the sample container 80, the upper left electromagnet in the outer peripheral contour 91 is the position of 1 row × 1 column, the lower left electromagnet is the position of 8 rows × 1 column, the upper right of the diagram. Is the position of 1 row × 12 columns, and the electromagnet in the lower right of the figure is the position of 8 rows × 12 columns, the electromagnet 90a is the position of the odd rows × odd columns in the second magnetization of the sample 16. It can be seen that the samples placed on these are magnetized in the opposite direction. After the second magnetization of the sample 16, the sample container 80 is reciprocated 20 times on the magnetic sensor array 85 and the change of the magnetic signal is detected by the MR sensor 93 in the same manner as the measurement of the first signal waveform. The computer 89 obtains the first second signal waveform from the detection output and the position information.

以降、同様に、第３回目の試料１６の磁化では偶数行×奇数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化され、２番目の第２信号波形が求められる。第４回目の試料１６の磁化では奇数行×偶数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化され、３番目の第２信号波形が求められる。第５回目の試料１６の磁化では偶数行×偶数列の位置の電磁石が電磁石９０ａとされ、これらの上に配置された試料が逆方向に磁化され、４番目の第２信号波形が求められる。   Thereafter, similarly, in the third magnetization of the sample 16, the electromagnets at even row × odd column positions are used as the electromagnets 90 a, and the sample placed on these magnets is magnetized in the reverse direction, and the second second signal is obtained. A waveform is required. In the fourth magnetization of the sample 16, the electromagnets at odd-numbered rows and even-numbered columns are set as the electromagnets 90a, and the sample placed on these magnets is magnetized in the reverse direction to obtain the third second signal waveform. In the fifth magnetization of the sample 16, the electromagnets at even row × even column positions are used as the electromagnets 90a, and the sample placed thereon is magnetized in the reverse direction to obtain the fourth second signal waveform.

コンピュータ８９は、こうして求めた第１信号波形から１番目の第２信号波形を差し引いて１番目の差分信号波形を求め、第１信号波形から２番目の第２信号波形を差し引いて２番目の差分信号波形を求め、第１信号波形から３番目の第２信号波形を差し引いて３番目の差分信号波形を求め、第１信号波形から４番目の第２信号波形を差し引いて４番目の差分信号波形を求める。これら４つの差分信号波形にはそれぞれ、図１４（ａ）〜（ｄ）に示した通りに逆方向の磁界が印加された試料からの磁気信号が、その試料に隣接した試料からの磁気信号が排除された状態で、抽出される。よって、これらの差分信号波形から、９６個全ての試料１６について正確な磁気信号を得ることができる。   The computer 89 obtains the first differential signal waveform by subtracting the first second signal waveform from the first signal waveform thus obtained, and subtracts the second second signal waveform from the first signal waveform. A signal waveform is obtained, a third differential signal waveform is obtained by subtracting the third second signal waveform from the first signal waveform, and a fourth differential signal waveform is obtained by subtracting the fourth second signal waveform from the first signal waveform. Ask for. Each of these four differential signal waveforms includes a magnetic signal from a sample to which a reverse magnetic field is applied as shown in FIGS. 14A to 14D, and a magnetic signal from a sample adjacent to the sample. Extracted in the excluded state. Therefore, accurate magnetic signals can be obtained for all 96 samples 16 from these differential signal waveforms.

なお、磁気信号計測装置１００Ｃでは、試料容器８０が穴部７０の行方向に移動可能な構成としたが、試料容器８０を穴部７０の列方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、１２個のＭＲセンサが１行に並べられた磁気センサアレイを用いる必要があり、１個のＭＲセンサは、１列に並べられた８個の試料からの磁気信号を計測する構成となる。また、１４０個の電磁石９０のうち、最外周に配置された４４個の電磁石からは常に順方向の磁界を発生させたが、試料容器８０の外周輪郭９１内の電磁石９０ａ，９０ｂの配置に適合させて、行方向と列方向でそれぞれ電磁石９０ａが１つおきに現れるようにしてもよい。   In the magnetic signal measuring device 100C, the sample container 80 is configured to be movable in the row direction of the holes 70. However, the sample container 80 may be configured to be movable in the column direction of the holes 70. In this case, it is necessary to use a magnetic sensor array in which twelve MR sensors are arranged in one row, and one MR sensor measures magnetic signals from eight samples arranged in one column. Become. Of the 140 electromagnets 90, the 44 electromagnets arranged on the outermost periphery always generate a forward magnetic field, but conform to the arrangement of the electromagnets 90a and 90b in the outer periphery 91 of the sample container 80. Then, every other electromagnet 90a may appear in the row direction and the column direction, respectively.

上述の通り、本発明によれば、複数の試料が近接して配置されているために互いに隣接する試料からの磁気信号の干渉が問題となる場合でも、検査対象となっている試料からの磁気信号を、これに隣接した試料からの磁気信号を排除して、精度よく計測することができ、検査対象となる試料を逐次、変更することにより、全ての試料からの磁気信号を計測することができる。   As described above, according to the present invention, even when interference of magnetic signals from adjacent samples becomes a problem because a plurality of samples are arranged close to each other, magnetism from the sample to be inspected. The signal can be accurately measured by eliminating the magnetic signal from the adjacent sample, and the magnetic signal from all the samples can be measured by sequentially changing the sample to be inspected. it can.

これにより、従来は不可能であった試料の密集配置が可能となるため、試料を配置する試料容器の使用量を減らしてランニングコストや処分コストを削減し、また、試料容器の交換回数を減らして検査効率を向上させることができる。或いは、試料容器を小型化することによって磁気計測装置全体を小型化することも可能となる。さらに、標準的な規格である９６マイクロプレート等を試料容器として使用することができるようになるため、既存の器具や装置を利用した効率的な試料作製等の作業を行うことができる。   This makes it possible to densely arrange samples, which was not possible before, reducing the amount of sample containers used to place samples, reducing running costs and disposal costs, and reducing the number of sample container replacements. Inspection efficiency can be improved. Alternatively, the entire magnetic measuring device can be reduced in size by reducing the size of the sample container. Furthermore, since a 96 microplate or the like which is a standard specification can be used as a sample container, operations such as efficient sample preparation using existing instruments and apparatuses can be performed.

本発明は、例えば、各種の抗体やタンパク質，免疫グロブリン，ホルモン，腫瘍マーカ等の生体物質の検査に用いられる免疫検査装置や、ウイルス，病原菌等を検査する血液培養装置や細菌検査装置等に好適である。   The present invention is suitable for, for example, an immunological test apparatus used for testing biological materials such as various antibodies, proteins, immunoglobulins, hormones, tumor markers, blood culture apparatuses and bacterial test apparatuses for testing viruses, pathogenic bacteria, and the like. It is.

抗原抗体反応を用いた免疫検査に用いられる試料の作製手順とこの試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す図。The figure which shows typically the preparation procedure of the sample used for the immunoassay using an antigen antibody reaction, and the measurement principle of the magnetic signal from this sample. 病原菌の検出に用いられる試料の作製手順とこの試料からの磁気信号の計測原理を模式的に示す図。The figure which shows typically the preparation procedure of the sample used for detection of a pathogenic microbe, and the measurement principle of the magnetic signal from this sample. 本発明の第１の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成とその動作態様を模式的に示す図。The figure which shows typically the schematic structure of the magnetic signal measuring device which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and its operation | movement aspect. （ａ），（ｂ）は図３の磁気信号計測装置により計測される磁気信号波形の一例を示す図、（ｃ）は差分信号波形の一例を示す図。(A), (b) is a figure which shows an example of the magnetic signal waveform measured by the magnetic signal measuring apparatus of FIG. 3, (c) is a figure which shows an example of a difference signal waveform. 本発明の第２の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the magnetic signal measuring device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ａ）は図５の磁気信号計測装置に用いられる試料容器の概略形状を示す図、（ｂ）はこの試料容器の外周部の詳細な構造を示す平面図。(A) is a figure which shows schematic shape of the sample container used for the magnetic signal measuring device of FIG. 5, (b) is a top view which shows the detailed structure of the outer peripheral part of this sample container. （ａ）は図５の磁気信号計測装置に取り付けられた磁化機構の側面図、（ｂ）はこの磁化機構の平面図。(A) is a side view of the magnetization mechanism attached to the magnetic signal measuring device of FIG. 5, (b) is a plan view of this magnetization mechanism. （ａ）は高温超電導ＳＱＵＩＤグラジオメータの概略構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）は計測される磁気信号波形の例を示す図。(A) is a top view which shows schematic structure of a high-temperature superconducting SQUID gradiometer, (b) is the elements on larger scale of (a), (c) is a figure which shows the example of the magnetic signal waveform measured. （ａ），（ｂ）は計測された磁気信号波形を示す図、（ｃ）は差分信号波形を示す図。(A), (b) is a figure which shows the measured magnetic signal waveform, (c) is a figure which shows a difference signal waveform. 本発明の第３の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the magnetic signal measuring device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. （ａ）は試料容器とＳＱＵＩＤと磁化機構の位置関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）は電磁石の構造を示す側面図。(A) is a top view which shows the positional relationship of a sample container, SQUID, and a magnetization mechanism, (b) is the elements on larger scale of (a), (c) is a side view which shows the structure of an electromagnet. 本発明の第４の実施形態に係る磁気信号計測装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the magnetic signal measuring device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. （ａ）は試料容器における試料配置を模式的に示す図、（ｂ）は磁化機構と磁気センサアレイと試料容器の位置関係を模式的に示す図。(A) is a figure which shows typically sample arrangement | positioning in a sample container, (b) is a figure which shows typically the positional relationship of a magnetization mechanism, a magnetic sensor array, and a sample container. 図１２の磁気信号計測装置による第２回目から第５回目までの試料の磁化方向を模式的に示す図。The figure which shows typically the magnetization direction of the sample from the 2nd time to the 5th time by the magnetic signal measuring device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ〜１ｆ…容器、２…移動機構、３…支持板、４…ステージ、５ａ〜５ｃ…電磁石、６…磁気センサ、８ａ〜８ｆ…試料、１０…磁気信号計測装置、１６…試料、２０…制御部、２１…冷却容器、２２…外槽、２３…内槽、２４…液体窒素、２５…サファイヤロッド、２６…銅ロッド、２７…サファイヤウィンドウ、２８…ＳＱＵＩＤ、２９…電磁シールド、３０，３１…磁気シールド、３２…試料台、３３…固定ネジ、３４…回転機構、３５…軸部材、３６…垂直移動機構、３７…水平移動機構、３８…切り欠き穴、３９…円筒部材、４０…磁化機構、４１…電磁石、４２…固定台、４３…磁気シールド、４５…磁化機構、４６ａ〜４６ｃ…電磁石、４７…円周、４８…円周、５０…位置検出センサ、５１…反射マーカ、５２…鉄芯、５３…銅線コイル、５４…磁力線、５６…反射マーカ、６０…バイクリスタル基板、６１…バイクリスタル接合面、６２…検出コイル、６３…配線パッド、６４ａ，６４ｂ…ＳＱＵＩＤリング、６５ａ，６５ｂ…粒界ジョセフソン結合、６６…検出コイルの中央部分、６７ａ，６７ｂ…フィードバックコイル、６８…配線パッド、６９…試料の通過方向を示す矢印、７０…穴部、７１…試料容器、７２…孔、８０…試料容器（９６穴マイクロプレート）、８１…固定台、８２…３軸移動機構、８３…位置センサ、８４…磁化機構、８５…磁気センサアレイ、８６…磁気シールド、８７…移動機構制御回路、８８…電源回路、８９…コンピュータ、９０，９０ａ，９０ｂ…電磁石、９１…試料容器の外周輪郭、９２…試料の移動経路、９３…ＭＲセンサ、１０１…容器、１０１ａ…容器の底面、１０２…固定用抗体、１０３…ブロッキング剤、１０５…検体、１０６，１０６ａ，１０６ｂ…抗原（被検出物質）、１０７，１０７ａ〜１０７ｃ…磁気マーカ、１０８…溶液、１０９…磁気センサ、１１１…容器、１１２…病原菌（被検出物質）、１１３ａ，１１３ｂ…磁気マーカ、１１４…試料溶液、１１５…磁石、１１６…磁気センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1f ... Container, 2 ... Moving mechanism, 3 ... Support plate, 4 ... Stage, 5a-5c ... Electromagnet, 6 ... Magnetic sensor, 8a-8f ... Sample, 10 ... Magnetic signal measuring device, 16 ... Sample, 20 ... Control part, 21 ... Cooling container, 22 ... Outer tank, 23 ... Inner tank, 24 ... Liquid nitrogen, 25 ... Sapphire rod, 26 ... Copper rod, 27 ... Sapphire window, 28 ... SQUID, 29 ... Electromagnetic shield, 30, 31 ... Magnetic shield, 32 ... Sample stage, 33 ... Fixing screw, 34 ... Rotation mechanism, 35 ... Shaft member, 36 ... Vertical movement mechanism, 37 ... Horizontal movement mechanism, 38 ... Notch hole, 39 ... Cylindrical member, 40 ... Magnetization Mechanism: 41 ... Electromagnet, 42 ... Fixing base, 43 ... Magnetic shield, 45 ... Magnetization mechanism, 46a to 46c ... Electromagnet, 47 ... Circumference, 48 ... Circumference, 50 ... Position detection sensor, 51 ... Reflection marker, 52 ... Iron core, 5 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Copper wire coil, 54 ... Magnetic field line, 56 ... Reflection marker, 60 ... Bicrystal board | substrate, 61 ... Bicrystal joint surface, 62 ... Detection coil, 63 ... Wiring pad, 64a, 64b ... SQUID ring, 65a, 65b ... Grain boundary Josephson coupling, 66 ... central part of detection coil, 67a, 67b ... feedback coil, 68 ... wiring pad, 69 ... arrow indicating the passage direction of the sample, 70 ... hole, 71 ... sample container, 72 ... hole, 80 ... Sample container (96-well microplate), 81 ... fixed base, 82 ... triaxial moving mechanism, 83 ... position sensor, 84 ... magnetizing mechanism, 85 ... magnetic sensor array, 86 ... magnetic shield, 87 ... moving mechanism control circuit, 88 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Power supply circuit 89 ... Computer, 90, 90a, 90b ... Electromagnet, 91 ... Outer periphery outline of sample container, 92 ... Sample moving path, 93 ... MR , 101 ... container, 101 a ... bottom surface of the container, 102 ... antibody for immobilization, 103 ... blocking agent, 105 ... specimen, 106, 106 a, 106 b ... antigen (substance to be detected), 107, 107 a to 107 c ... magnetic marker, 108 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Solution 109 ... Magnetic sensor 111 ... Container 112 ... Pathogen (substance to be detected), 113a, 113b ... Magnetic marker, 114 ... Sample solution, 115 ... Magnet, 116 ... Magnetic sensor.

Claims (18)

所定間隔で並べられたそれぞれに磁性体を含む複数の試料の中から選ばれた検査試料および前記検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料に所定方向の磁界を印加して各試料に含まれる磁性体を磁化する磁化機構と、
前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測する磁気センサと、
前記検査試料および前記隣接試料に同方向の磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第１信号波形を求め、前記検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて前記検査試料および前記隣接試料に磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第２信号波形を求め、前記第１信号波形と前記第２信号波形の差分信号波形から前記検査試料に含まれる磁性体の量を検出する制御部と、を具備することを特徴とする磁気信号計測装置。 A magnetic field in a predetermined direction is applied to an inspection sample selected from a plurality of samples each including a magnetic material arranged at a predetermined interval and one or more adjacent samples adjacent to the inspection sample, and is included in each sample. A magnetization mechanism for magnetizing the magnetic material;
A magnetic sensor for measuring magnetic signals from the inspection sample and the adjacent sample;
A magnetic signal from each sample after applying a magnetic field in the same direction to the inspection sample and the adjacent sample is obtained to obtain a first signal waveform, and only the direction of the magnetic field applied to the inspection sample is changed to change the inspection sample. And measuring a magnetic signal from each sample after applying a magnetic field to the adjacent sample to obtain a second signal waveform, and the difference signal waveform between the first signal waveform and the second signal waveform is included in the inspection sample. And a control unit for detecting the amount of the magnetic material. 検体に含まれる被検出物質と磁性粒子を備えた試薬とを結合させ、前記磁性粒子からの磁気信号を計測することにより前記被検出物質を検出する磁気信号計測装置であって、
磁性粒子を備えた試薬と被検出物質との結合体を含む複数の試料を所定間隔で配置するための試料容器と、
複数の前記試料の中から選ばれた検査試料および前記検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料に一定強度の磁界を所定方向に印加して各試料に含まれる磁性粒子を磁化する磁化機構と、
前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測する磁気センサと、
前記試料容器を前記磁化機構と前記磁気センサとの間で移動させる移動機構と、
前記検査試料および前記隣接試料に同方向の磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第１信号波形を求め、前記検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて前記検査試料および前記隣接試料に磁界を印加した後の各試料からの磁気信号を計測して第２信号波形を求め、前記第１信号波形と前記第２信号波形の差分信号波形から前記検査試料に含まれる被検出物質を検出する制御部と、を具備することを特徴とする磁気信号計測装置。 A magnetic signal measuring device that detects a substance to be detected by binding a substance to be detected contained in a specimen and a reagent having magnetic particles and measuring a magnetic signal from the magnetic particles,
A sample container for arranging a plurality of samples including a conjugate of a reagent having magnetic particles and a substance to be detected at a predetermined interval;
A magnetization mechanism that magnetizes magnetic particles contained in each sample by applying a magnetic field having a predetermined strength to a test sample selected from the plurality of samples and one or more adjacent samples adjacent to the test sample in a predetermined direction; ,
A magnetic sensor for measuring magnetic signals from the inspection sample and the adjacent sample;
A moving mechanism for moving the sample container between the magnetization mechanism and the magnetic sensor;
A magnetic signal from each sample after applying a magnetic field in the same direction to the inspection sample and the adjacent sample is obtained to obtain a first signal waveform, and only the direction of the magnetic field applied to the inspection sample is changed to change the inspection sample. And measuring a magnetic signal from each sample after applying a magnetic field to the adjacent sample to obtain a second signal waveform, and the difference signal waveform between the first signal waveform and the second signal waveform is included in the inspection sample. A magnetic signal measuring device comprising: a control unit that detects a substance to be detected. 前記試料容器は、複数の前記試料を収容するために一円周に沿って等間隔で配置された複数の穴部を有し、
前記移動機構は、前記円周の中心を通り前記円周を含む面に垂直な軸の周りに前記試料容器を回転させる回転機構を有し、
前記磁化機構は、前記試料容器の回転によって前記穴部が描く円軌跡に沿って前記穴部の配置間隔と同じ間隔で設置された少なくとも３つの電磁石を有し、
前記制御部は、複数の前記電磁石のうち前記検査試料に磁界を印加する電磁石から発生させる磁界の方向を変える機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。 The sample container has a plurality of holes arranged at equal intervals along a circumference to accommodate the plurality of samples.
The moving mechanism has a rotation mechanism that rotates the sample container around an axis that passes through the center of the circumference and is perpendicular to a plane including the circumference.
The magnetization mechanism has at least three electromagnets installed at the same interval as the arrangement interval of the hole portions along a circular locus drawn by the hole portion by rotation of the sample container,
The magnetic signal measuring apparatus according to claim 2, wherein the control unit has a function of changing a direction of a magnetic field generated from an electromagnet that applies a magnetic field to the test sample among the plurality of electromagnets. 前記制御部は、前記試料容器を回転させながら、所定のタイミングで前記磁化機構によって磁化された一群の試料のうちのいずれの試料も連続して前記磁化機構によって磁化されることがないように、前記検査試料の選択を逐次変更する機能を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気信号計測装置。   The control unit rotates the sample container so that any sample of the group of samples magnetized by the magnetization mechanism at a predetermined timing is not continuously magnetized by the magnetization mechanism. The magnetic signal measuring apparatus according to claim 3, which has a function of sequentially changing the selection of the inspection sample. 複数の前記電磁石は、前記検査試料および前記隣接試料に対して、前記試料容器の回転面に垂直な方向の磁界を印加する構造を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気信号計測装置。   The magnetic signal measuring device according to claim 3, wherein the plurality of electromagnets have a structure that applies a magnetic field in a direction perpendicular to a rotation surface of the sample container to the inspection sample and the adjacent sample. . 複数の前記電磁石は、前記検査試料および前記隣接試料に対して、前記試料容器の回転面に平行かつ前記試料容器の回転中心と各試料とを結ぶ方向の磁界を印加する構造を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気信号計測装置。   The plurality of electromagnets have a structure that applies a magnetic field in a direction parallel to the rotation surface of the sample container and connecting the rotation center of the sample container and each sample to the inspection sample and the adjacent sample. The magnetic signal measuring device according to claim 3. 前記試料容器は、複数の前記試料を収容するために一直線上に等間隔で配置された複数の穴部を有し、
前記移動機構は、前記直線の長さ方向に前記試料容器をスライドさせるスライド機構を有し、
前記磁化機構は、前記試料容器のスライドによって前記穴部が描く線軌跡に沿って前記穴部の配置間隔と同じ間隔で設置された少なくとも３つの電磁石を有し、
前記制御部は、複数の前記電磁石のうち前記検査試料に磁界を印加する電磁石から発生させる磁界の方向を変える機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。 The sample container has a plurality of holes arranged at equal intervals on a straight line to accommodate a plurality of the samples,
The moving mechanism has a slide mechanism for sliding the sample container in the length direction of the straight line,
The magnetization mechanism has at least three electromagnets installed at the same interval as the arrangement interval of the hole portions along a line locus drawn by the hole portion by sliding the sample container,
The magnetic signal measuring apparatus according to claim 2, wherein the control unit has a function of changing a direction of a magnetic field generated from an electromagnet that applies a magnetic field to the test sample among the plurality of electromagnets. 前記試料容器は、複数の前記試料を収容するために、ｍ，ｎを２以上の整数としてｍ行×ｎ列に一定間隔で配置された複数の穴部を有し、
前記移動機構は、複数の前記穴部が配置される行方向に前記試料容器をスライドさせるスライド機構を有し、
前記磁化機構は、複数の前記穴部の配置間隔と同じ間隔でｍ行×ｎ列に配置されたｍ×ｎ個の電磁石を有し、
前記制御部は、ｍ×ｎ個の前記電磁石のうち前記検査試料に磁界を印加する電磁石から発生させる磁界の方向を変える機能を有し、
前記磁気センサは、複数の前記試料からの磁気信号を１列ごとに計測するために複数の前記穴部の配置間隔と同じ間隔で１列に並べられたｎ個の磁気センサ素子を有することを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。 The sample container has a plurality of holes arranged at regular intervals in m rows × n columns, where m and n are integers of 2 or more, in order to accommodate a plurality of the samples,
The moving mechanism has a slide mechanism that slides the sample container in a row direction in which a plurality of the holes are arranged,
The magnetization mechanism has m × n electromagnets arranged in m rows × n columns at the same intervals as the arrangement intervals of the plurality of holes,
The controller has a function of changing the direction of a magnetic field generated from an electromagnet that applies a magnetic field to the test sample among the m × n electromagnets
The magnetic sensor has n magnetic sensor elements arranged in one row at the same interval as the arrangement interval of the plurality of hole portions in order to measure magnetic signals from the plurality of samples for each row. The magnetic signal measuring apparatus according to claim 2, wherein the apparatus is a magnetic signal measuring apparatus. 前記磁化機構は、全体で（ｍ＋２）行×（ｎ＋２）列となるように、ｍ行×ｎ列の前記電磁石を囲むように配置された２ｍ＋２ｎ＋４個の電磁石をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の磁気信号計測装置。   The magnetizing mechanism further includes 2m + 2n + 4 electromagnets arranged so as to surround the electromagnets of m rows × n columns so as to be (m + 2) rows × (n + 2) columns as a whole. The magnetic signal measuring device according to 8. 前記磁化機構が発する磁気の前記磁気センサへの干渉を抑えるための磁気シールドをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の磁気信号計測装置。   The magnetic signal measuring device according to claim 2, further comprising a magnetic shield for suppressing interference of the magnetism generated by the magnetization mechanism with the magnetic sensor. 検体に含まれる被検出物質と磁性粒子を備えた試薬とを結合させ、前記磁性粒子からの磁気信号を計測することにより前記被検出物質を検出する磁気信号計測方法であって、
磁性粒子を備えた試薬と被検出物質との結合体を含む複数の試料を所定間隔で配置する工程と、
複数の前記試料の中から検査試料および前記検査試料に隣接した１つ以上の隣接試料を選択し、これら検査試料と隣接試料に一定強度の磁界を同方向に印加して各試料に含まれる磁性粒子を磁化する第１の磁化工程と、
前記第１の磁化工程を経た前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測して第１信号波形を得る工程と、
前記検査試料に印加する磁界の方向のみを変えて前記検査試料および前記隣接試料に一定強度の磁界を印加して各試料に含まれる磁性粒子を磁化する第２の磁化工程と、
前記第２の磁化工程を経た前記検査試料および前記隣接試料からの磁気信号を計測して第２信号波形を得る工程と、
前記第１信号波形から前記第２信号波形を差し引いて差分信号波形を求め、この差分信号波形から前記検査試料に含まれる被検出物質を検出する工程と、を有することを特徴とする磁気信号計測方法。
A magnetic signal measurement method for detecting a substance to be detected by binding a substance to be detected contained in a specimen and a reagent having magnetic particles and measuring a magnetic signal from the magnetic particles,
Arranging a plurality of samples including a conjugate of a reagent having magnetic particles and a substance to be detected at predetermined intervals;
A test sample and one or more adjacent samples adjacent to the test sample are selected from a plurality of the samples, and a magnetic field of a certain strength is applied to the test sample and the adjacent sample in the same direction to include magnetism contained in each sample. A first magnetization step for magnetizing the particles;
Measuring magnetic signals from the inspection sample and the adjacent sample that have undergone the first magnetization step to obtain a first signal waveform;
A second magnetization step of magnetizing the magnetic particles contained by applying a magnetic field of constant intensity in the test sample and the adjacent samples by changing only the direction of the magnetic field applied to the test sample to each sample,
Measuring a magnetic signal from the inspection sample and the adjacent sample that has undergone the second magnetization step to obtain a second signal waveform;
Subtracting the second signal waveform from the first signal waveform to obtain a differential signal waveform, and detecting a substance to be detected contained in the test sample from the differential signal waveform. Method.
複数の前記試料を一円周に沿って等間隔で配置して前記円周の中心を通り前記円周を含む面に垂直な軸の周りに回転させながら、前記検査試料および前記隣接試料にそれぞれ含まれる磁性粒子の磁化と、各試料からの磁気信号の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。   A plurality of the samples are arranged at equal intervals along one circumference and rotated around an axis that passes through the center of the circumference and is perpendicular to the plane including the circumference. The magnetic signal measurement method according to claim 11, wherein magnetization of the magnetic particles contained and measurement of a magnetic signal from each sample are performed. 所定のタイミングで磁化された一群の試料のうちのいずれの試料も連続して前記第１の磁化工程によって磁化されることがないように、前記検査試料の選択を逐次変更することを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。 The selection of the inspection sample is sequentially changed so that any sample of the group of samples magnetized at a predetermined timing is not continuously magnetized by the first magnetization step . The magnetic signal measuring method according to claim 11 . 前記検査試料および前記隣接試料に対して、複数の前記試料の回転面に垂直な方向の磁界を印加することを特徴とする請求項１２に記載の磁気信号計測方法。   The magnetic signal measurement method according to claim 12, wherein a magnetic field in a direction perpendicular to a rotation surface of the plurality of samples is applied to the inspection sample and the adjacent sample. 前記検査試料および前記隣接試料に対して、複数の前記試料の回転面に平行かつ前記試料の回転中心と各試料とを結ぶ方向の磁界を印加することを特徴とする請求項１２に記載の磁気信号計測方法。   The magnetic field according to claim 12, wherein a magnetic field is applied to the inspection sample and the adjacent sample in a direction parallel to a rotation surface of the plurality of samples and connecting the rotation center of the sample and each sample. Signal measurement method. 複数の前記試料を一直線上に等間隔で配置して前記直線の長さ方向にスライドさせながら、前記検査試料および前記隣接試料にそれぞれ含まれる磁性粒子の磁化と、各試料からの磁気信号の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。   While arranging a plurality of samples on a straight line at equal intervals and sliding them in the length direction of the straight line, magnetization of magnetic particles contained in the test sample and the adjacent sample and measurement of magnetic signals from each sample The magnetic signal measurement method according to claim 11, wherein: 複数の前記試料をｍ，ｎを２以上の整数としてｍ行×ｎ列に一定間隔で配置してその行方向にスライドさせながら、前記検査試料および前記隣接試料にそれぞれ含まれる磁性粒子の磁化と、各試料からの磁気信号の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の磁気信号計測方法。   While the plurality of samples are arranged at regular intervals in m rows × n columns with m and n being integers of 2 or more and slid in the row direction, the magnetization of the magnetic particles contained in each of the inspection sample and the adjacent sample, The magnetic signal measurement method according to claim 11, wherein a magnetic signal from each sample is measured. 前記ｍ行×ｎ列の各行および各列において前記検査試料と前記隣接試料とが交互に位置するように前記検査試料を選択し、これらの試料を同時に磁化した後、１列に並べられたｍ個の試料からの磁気信号を前記行方向において連続して計測することを特徴とする請求項１７に記載の磁気信号計測方法。   The test sample is selected so that the test sample and the adjacent sample are alternately positioned in each row and each column of the m rows × n columns, and these samples are magnetized at the same time, and then m arranged in one column. The magnetic signal measuring method according to claim 17, wherein magnetic signals from a single sample are continuously measured in the row direction.
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