JP7218788B2 - 分析用閾値生成装置及び分析用閾値生成方法 - Google Patents
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Description
、抗原、抗体等の生体物質を分析するための分析用閾値生成装置及び分析用閾値生成方法
に関する。
病の発見及び治療の効果等を定量的に分析する免疫検定法(immunoassay)が知られてい
る。酵素により標識された抗原又は抗体を検出するELISA法(Enzyme-Linked Immuno
Sorbent Assay)は免疫検定法の一つであり、コスト等のメリットから広く普及している
。
酵素反応等を合計した時間が数時間から1日程度であり、分析に長時間を要する。そこで
、光ディスクに固定された抗体と試料中の抗原を結合させ、抗原に抗体が設けられた粒子
をさらに結合させ、光ヘッドで走査することにより、光ディスク上に捕捉された粒子を短
時間に計数する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、光ディスクの
トラッキング構造が形成される面に生体試料及び粒子を付着させ、光ピックアップで信号
の変化を検出する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
した粒子を計数することが可能である。この際、パルスにはノイズに起因するパルスも含
まれるため、パルス振幅及びパルス幅などに所定の条件を設けることで、粒子に起因する
パルスを選択的に計数し、粒子に結合した検出対象物質を計数することを行っている。
幅に関する条件が固定されたままだと、同じサンプルを分析してもばらつきが発生するた
めに計数結果が変化してしまい、分析精度が低下するおそれがある。
的は、粒子を計数する際の条件によらず検出対象物質を計数することが可能な分析用閾値
生成装置及び分析用閾値生成方法を提供することにある。
照射光を照射し、照射光による分析用基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成
する光ピックアップを備える。分析用基板には、検出対象物質と検出対象物質に結合する
粒子とが表面に固定されている。分析用閾値生成装置は、受光レベル信号に含まれるパル
スのパルス幅について一対の閾値、またはパルスのパルス振幅について一対の閾値を生成
する閾値演算部を備える。分析用閾値生成装置は、パルス幅がパルス幅についての一対の
閾値の範囲内に存在するかを判定するか、またはパルス振幅がパルス振幅についての一対
の閾値の範囲内に存在するかを判定するパルス判定部を備える。分析用閾値生成装置は、
パルス判定部が生成された一対の閾値の範囲内に存在すると判定したパルスを計数し、計
数したパルスの計数値を出力するパルス計数部を備える。分析用閾値生成装置は、閾値演
算部が生成した一対の閾値と、パルス計数部が出力した計数値と、に基づいて、分析条件
ごとに一対の閾値を生成する閾値補正部を備える。分析用閾値生成装置は、閾値補正部で
生成された一対の閾値を分析条件とともに記憶し、ユーザによって分析条件が選択された
場合、選択された分析条件とともに記憶された一対の閾値を分析に用いる一対の閾値とし
て選択するパラメータ選択部を備える。
子とが表面に固定された分析用基板に照射光を照射する照射ステップを含む。分析用閾値
生成方法は、照射光による分析用基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成する
信号生成ステップを含む。分析用閾値生成方法は、受光レベル信号に含まれるパルスが、
パルス幅について設定された一対の閾値、またはパルスがパルス振幅について設定された
一対の閾値の範囲内に存在するかを判定する判定ステップを含む。分析用閾値生成方法は
、判定ステップにおいて、設定された一対の閾値の範囲内に存在すると判定されたパルス
を計数し、計数したパルスの計数値を出力する計数値出力ステップを含む。分析用閾値生
成方法は、生成された各一対の閾値と計数値出力ステップで出力された計数値とに基づい
て、分析条件ごとに一対の閾値を生成する閾値生成ステップを含む。分析用閾値生成装置
は、閾値生成ステップで生成された一対の閾値を分析条件とともに記憶し、ユーザによっ
て分析条件が選択された場合、選択された分析条件とともに記憶された一対の閾値を分析
に用いる一対の閾値として選択するパラメータ選択ステップを含む。
な分析用閾値生成装置及び分析用閾値生成方法を提供することができる。
。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合があ
る。
まず、第1実施形態に係る分析用閾値生成装置及び分析用閾値生成方法について詳細に
説明する。
0と、システム制御部40と、を備える。この実施形態では、分析用閾値生成装置100
と、ディスクドライブ20とを備えた分析装置200を例として説明する。
、ブルーレイディスク(BD)、DVD、コンパクトディスク(CD)等の光ディスクと
同等の円板形状を有する。分析用基板10は、例えば、一般的に光ディスクに用いられる
ポリカーボネート樹脂又はシクロオレフィンポリマー等の樹脂材料で形成されている。な
お、分析用基板10は、上記の光ディスクに限定されるものではなく、他の形態又は所定
の規格に準拠した光ディスクを用いることもできる。
対象物質13、粒子14及び抗体15などが固定された分析対象となる領域である(図4
参照)。本実施形態では、分析用基板10の中心部に位置決め孔12が形成されており、
分析用基板10の中心Caに対して同一円周Cb上に中心部がそれぞれ位置するように、
8つの反応領域11が等間隔に形成されている。ただし、反応領域11の数又は形成位置
はこれに限定されるものではない。
に交互に配置されたトラック領域10cが形成されている。凸部10a及び凹部10bは
、分析用基板10の内周部から外周部に向かってスパイラル状に形成されている。凸部1
0aは光ディスクのランドに相当する。凹部10bは光ディスクのグルーブに相当する。
凹部10bの半径方向のピッチに相当するトラックピッチは例えば320nmである。
物質13に結合する粒子14とが固定されている。分析用基板10の表面には、検出対象
物質13と特異的に結合する抗体15が固定されている。抗体15は検出対象物質13を
認識して結合し、検出対象物質13が分析用基板10の表面に捕捉される。一方、粒子1
4には検出対象物質13を認識する抗体16が複数設けられており、粒子14は抗体16
を介して検出対象物質13と結合し、サンドイッチ構造を形成している。
。このような抗原を検出対象物質13として用いることにより、疾病の発見などに役立て
ることができる。例えばエクソソームなどの検出対象物質13は、モニタリング対象の疾
患状態に応じ、体液内の濃度が変化するため、バイオマーカーとしての役割を果たすこと
ができる。検出対象物質13であるエクソソームの大きさは100nm程度である。
、例えばポリマー粒子、金属粒子、シリカ粒子などの標識用ビーズなどが挙げられる。粒
子14は、内部にフェライト等の磁性材料を含む磁気ビーズなどであってもよい。粒子1
4の大きさは200nm程度である。
、ターンテーブル駆動部23と、ガイド軸24と、光ピックアップ25と、を備える分析
用基板駆動装置である。ディスクドライブ20は、周知の情報再生用ディスクドライブを
用いることができる。
基板10が載置される。
ち、図5の上方向及び下方向に駆動される。分析用基板10は、クランパ22が下方向に
駆動されると、クランパ22とターンテーブル21とによって、ターンテーブル21上に
保持される。具体的には、分析用基板10の中心Caがターンテーブル21の回転軸C1
上に位置するように保持される。
と共に、回転軸C1回りに回転駆動させる。ターンテーブル駆動部23としてスピンドル
モータを用いてもよい。ターンテーブル駆動部23は、ドライブ制御部44のターンテー
ブル駆動回路44aによって制御される。
配置されている。すなわち、ガイド軸24は、ターンテーブル21の回転軸C1に直交す
る方向に沿って配置されている。
軸24に沿って、ターンテーブル21の回転軸C1に直交する方向であり、分析用基板1
0の半径方向に、かつ、分析用基板10と並行に駆動される。光ピックアップ25は、ド
ライブ制御部44の光ピックアップ駆動回路44bによって制御される。
板10に照射光25bを照射する。照射光25bは例えばレーザ光である。照射光25b
は対物レンズ25aによって分析用基板10の表面に集光される。分析用基板10を回転
させた状態で光ピックアップ25が分析用基板10の半径方向に駆動されることにより、
照射光25bは凹部10bに沿って走査される。
レベル信号JSを生成する。図1に示すように、光ピックアップ25は、受光レベル信号
JSをパルス検出回路30のパルス情報抽出部31へ出力する。
部32と、パルス判定部33と、パルス計数部34と、を備える。
得し、粒子14に起因するパルス信号の解析を行うことで検出対象物質13の計数情報を
取得する。パルス検出回路30は、例えば専用回路基板などのハードウェアである。
する。パルス情報には、例えば、パルス幅及びパルス振幅などが含まれる。パルス情報抽
出部31は、パラメータ記憶部32に記憶されている抽出パラメータの設定値を読み出し
、抽出パラメータの設定値に基づいて受光レベル信号JSに含まれるパルス情報を抽出し
てもよい。例えば、パルス情報としてパルス幅を抽出する場合、パルス幅を抽出するため
の抽出電圧Vthを抽出パラメータとし、抽出電圧Vthにおけるパルス幅をパルス情報
として抽出してもよい。また、パルス情報としてパルス振幅を抽出する場合、パルスのピ
ーク値などをパルス情報として抽出してもよい。抽出されたパルス情報は、パルス判定部
33に出力される。
ータの設定値を記憶する。判定パラメータは受光レベル信号JSに含まれるパルスが粒子
14に起因するパルスか否かを判定するために用いられる。本実施形態において、判定パ
ラメータの設定値は閾値である。判定パラメータとしては、例えば、パルス振幅の上限側
の閾値電圧である振幅上限電圧VH、パルス振幅の下限側の閾値電圧である振幅下限電圧
VL、パルス幅の上限側の閾値時間であるパルス幅上限時間TH、パルス幅の下限側の閾
値時間であるパルス幅下限時間TLなどが挙げられる。
パルス振幅の方向に設定された上限値及び下限値からなる一対の閾値の範囲内に存在する
か否かを判定する。具体的には、パルス判定部33は、パルス幅がパルス幅についての一
対の閾値の範囲内に存在するかを判定するか、またはパルス振幅がパルス振幅についての
一対の閾値の範囲内に存在するかを判定する。パルス判定部33はパラメータ記憶部32
から判定パラメータの設定値を読み出し、パルス情報抽出部31で抽出されたパルス情報
が設定値の範囲内であった場合に、パルス判定部33は粒子14に起因したパルスと判定
する。
てもよい。例えば、パルス判定部33は、抽出電圧Vthにおけるパルス幅がパルス幅下
限時間TL~パルス幅上限時間THの範囲内である場合に、粒子14に起因したパルスと
判定する。また、パルス判定部33は、パルス振幅が振幅下限電圧VL~振幅上限電圧V
Hの範囲内である場合に、粒子14に起因したパルスと判定する。パルス判定部33は、
受光レベル信号JSに含まれるパルスが粒子14に起因するパルスと判定した場合に、計
数値がインクリメントされるようパルス計数部34に検出信号を出力する。
。具体的には、パルス計数部34は、検出信号をリアルタイムで取得し、粒子14に起因
するパルスを計数する。計数値はパルス計数部34からシステム制御部40の閾値演算部
41に出力されるが、ユーザが計数値を確認できるように計数値を表示部45に出力して
もよい。なお、後述するように、閾値演算部41は、一対の閾値のうちの少なくとも一方
の閾値を設定された変化分を単位として繰り返し変化させて、新たな一対の閾値を生成す
る。そして、パルス判定部33がその生成された一対の閾値の範囲内に存在すると判定し
たパルスを計数し、変化分ごとのパルスの計数値を出力する。
と、測定制御部43と、ドライブ制御部44と、表示部45と、閾値補正部46と、を備
える。
値、判定パラメータに関する演算処理及び設定を実施する。システム制御部40は、ソフ
トウェアプログラムがインストールされたコンピュータであってもよい。
定に関する処理を実行する。補正測定では、照射光25bの強度及び分析用基板10の反
射特性の状態などに応じて一対の閾値を補正するための測定が実施される。本測定では、
補正測定によって補正された一対の閾値で検出対象物質13が実際に分析される。
基板10の回転などの補正測定に関する制御命令を出力する。
位として繰り返し変化させて、新たな一対の閾値を生成する。具体的には、閾値演算部4
1は、受光レベル信号JSに含まれるパルスのパルス幅について一対の閾値、またはパル
スのパルス振幅について一対の閾値を生成する。そして、閾値演算部41は、パルス計数
部34がパルスを計数するごとに、一対の閾値のうちの少なくとも一方の閾値を変化させ
た新たな一対の閾値を、所定の値に至るまで繰り返し生成する。閾値演算部41は、例え
ば上限又は下限の閾値のみを設定された変化分を単位として繰り返し変化させて、新たな
一対の閾値を生成してもよい。また、閾値演算部41は、上限及び下限の閾値を設定され
た変化分を単位として繰り返し変化させて、新たな一対の閾値を生成してもよい。上限及
び下限の閾値を変化させる場合は、上限と下限の間隔を一定に保ったまま両方の閾値を変
化させてもよい。さらに、上限及び下限の閾値を変化させる変化量は必ずしも一定でなく
てもよく、例えば所定の範囲においてその範囲外よりも変化量を小さく、または大きく設
定してもよい。上述したように、パルス計数部34は、閾値演算部41が一対の閾値を生
成するごとに、パルス判定部33が一対の閾値の範囲内に存在すると判定したパルスを計
数し、変化分ごとのパルスの計数値を出力する。
した計数値と、に基づいて、分析に用いる一対の閾値を生成する。
部34が出力した計数値を度数とした度数分布を生成してもよい。そして、閾値補正部4
6は度数分布に基づいて、分析に用いる一対の閾値を生成してもよい。また、閾値補正部
46は度数分布が最頻値をとる階級の値に基づいて、分析に用いる一対の閾値を生成して
もよい。度数分布はヒストグラムであってもよい。閾値補正部46はヒストグラムの積分
値に基づいて、分析に用いる一対の閾値を生成してもよい。
の値をパラメータ記憶部32に記憶させる。
によって補正測定又は本測定の実施の選択が可能な入力部を備えていてもよい。また、測
定制御部43は、入力部で選択された情報に基づいて、ドライブ制御部44に計数の開始
、中断及び終了などを命令したり、閾値演算部41及び閾値補正部46に演算処理を命令
したりしてもよい。
御する。ドライブ制御部44は、例えば、ディスクドライブ20において、分析用基板1
0の測定開始位置及び測定終了位置のような測定位置などを制御することができる。ドラ
イブ制御部44は、例えば、ターンテーブル駆動回路44a、光ピックアップ駆動回路4
4bなどを備えていてもよい。
ンテーブル駆動回路44aは、ターンテーブル21が分析用基板10及びクランパ22と
共に一定の線速度で回転するようにターンテーブル駆動部23を制御する。
クアップ駆動回路44bは、光ピックアップ25をガイド軸24に沿って移動させたり、
光ピックアップ25の対物レンズ25aを上下方向に移動させたりする。
なくとも一方が変更されるごとに同じ位置を繰り返して測定するようディスクドライブ2
0を制御する。例えば、ドライブ制御部44は、光ピックアップ25が測定開始位置及び
測定終了位置などに移動するよう光ピックアップ25を制御する。補正測定の時間を短く
するため、補正測定の範囲は、本測定の範囲よりも狭いことが好ましい。具体的には、閾
値演算部41で変化させて得られた新たな一対の閾値の範囲内に存在するパルスを計数す
る領域は、分析に用いる一対の閾値で計数する領域よりも狭いことが好ましい。
の計数値が得られるように測定開始位置及び測定終了位置を決定してもよい。測定開始位
置及び測定終了位置が予め設定されている場合、一対の閾値の少なくとも一方の閾値を変
更しながら計数を繰り返すだけでよく、校正を簡略化することができるため好ましい。補
正測定時において所定の計数値が得られるように測定開始位置及び測定終了位置を決定す
る場合、所定量以上の計数値で補正することができ、安定した補正を行うことができるた
め好ましい。この場合、閾値演算部41を介してディスクドライブ20の測定開始位置及
び測定終了位置が制御される。ただし、本測定で測定される全測定対象領域を補正測定の
対象とすると時間がかかるため、本測定の測定領域の中央付近であって、全測定対象領域
よりも狭い範囲とすることが好ましい。
正測定に関する情報としては、ユーザが次の処理を選択できるような補正測定の補正精度
等の付加情報などが挙げられる。本測定に関する情報としては、本測定における計数値な
どが挙げられる。表示部45としては、ユーザに補正測定又は本測定に関する情報を提示
することができれば特に限定されないが、例えばディスプレイ等が挙げられる。
る各工程を説明する。なお、本実施形態では、横軸を走査時間(走査位置)、縦軸を電圧
とするグラフにおいて、粒子14が存在する場合は下に凸のパルスが発生する系について
説明する。具体的には、本実施形態では、便宜上、振幅下限電圧VL,振幅上限電圧VH
及び抽出電圧Vthが電圧に比例する0~+100の範囲の整数である場合について説明
する。本実施形態では、反射光を何も検出しない場合の信号レベルを100、分析用基板
10上に粒子14及び異物などが存在しない場合の信号レベルを基準電圧Vbaseとし
、粒子14が存在する場合は基準電圧Vbaseより小さい値をとる系について説明する
。なお、基準電圧Vbaseの値は、分析用基板10の状態及び照射光25bの強度など
に依存する。
強度(電圧値)をそのまま用いてもよく、振幅下限電圧VL,振幅上限電圧VH及び抽出
電圧Vthは小数であってもよい。また、基準電圧Vbaseを0としてもよく、パルス
の極性を反転させて粒子14が存在する場合に上に凸のパルスが発生する系であってもよ
い。
測定を実施する場合(YES)にはステップS2に処理を進め、補正測定を実施しない場
合(NO)にはステップS10に処理を進める。光ピックアップ25のレーザの経年変化
などの長期的な変動のみを考慮する場合は、補正測定を毎回する必要はないため、本測定
のみを実施するためにステップS10に処理を進めてもよい。補正測定を実施するか否か
は、ユーザがグラフィカルユーザインタフェース(GUI)などを介して選択してもよい
し、使用期間又は使用回数などの情報に基づいて閾値演算部41が判定してもよい。
メータ設定部42を制御する。また、閾値演算部41は、振幅上限電圧VHの値を、予め
設定された値である初期値VH0より十分大きな値であるVmaxに設定するようパラメ
ータ設定部42を制御する。なお、振幅下限電圧VL及び振幅上限電圧VHに代えてパル
ス幅上限時間TH及びパルス幅下限時間TLを用いる場合は、閾値演算部41は、抽出電
圧Vthの値を、予め設定された値である初期値Vth0に設定するようパラメータ設定
部42を制御すればよい。そして、閾値演算部41は、ステップS3に処理を進める。
制御する。具体的には、閾値演算部41は、光ピックアップ25を補正測定用の測定開始
位置から測定終了位置まで分析用基板10の半径方向に移動させたり、分析用基板10を
一定の速度で回転させたりするようドライブ制御部44を制御する。
象物質13と検出対象物質13に結合する粒子14とが表面に固定された分析用基板10
に照射光25bを照射する(照射ステップ)。そして、光ピックアップ25は、照射光2
5bによる分析用基板10からの反射光を受光して受光レベル信号JSを生成する(信号
生成ステップ)。生成された受光レベル信号JSに含まれるパルスのパルス情報はパルス
情報抽出部31によって取得される。パルス判定部33は、受光レベル信号JSに含まれ
るパルスが、パルス幅について設定された一対の閾値、または受光レベル信号JSに含ま
れるパルスがパルス振幅について設定された一対の閾値の範囲内に存在するか否かを判定
する(判定ステップ)。パルス判定部33は、受光レベル信号JSに含まれるパルスが一
対の閾値の範囲内に存在すると判定した場合に、計数値がインクリメントされるようパル
ス計数部34に検出信号を出力する。パルス計数部34は、一対の閾値の範囲内に存在す
るパルスを計数して計数値を閾値演算部41へ出力する。すなわち、パルス計数部34は
、判定ステップにおいて、設定された一対の閾値の範囲内に存在すると判定されたパルス
を計数し、計数したパルスの計数値を出力する(計数値出力ステップ)。そして、ステッ
プS4へ処理を進める。
4の計数値を、設定された振幅下限電圧VLの値と関連付けて計数テーブルに記憶する。
そして、ステップS5へ処理を進める。
圧VLをインクリメントした値で再設定するようパラメータ設定部42を制御する。例え
ば、閾値演算部41は、設定された振幅下限電圧VLの値がVLnの場合、VLnをイン
クリメントしてパラメータ記憶部32の振幅下限電圧VLをVLn+1=VLn+1(n
は0以上Vmax未満の整数)とするようパラメータ設定部42に通知する。なお、本実
施形態では、閾値演算部41は、元々の振幅下限電圧VLに1を加えているが、加える数
値は1でなくてもよい。そして、閾値演算部41は、ステップS6へ処理を進める。
ったか否かを判定する。閾値演算部41は、振幅下限電圧VLの設定値がVmax未満の
場合(NO)にはステップS3へ処理を進め、振幅下限電圧VLの設定値がVmax以上
の場合(YES)にはステップS7へ処理を進める。
、パルス計数部34がパルスを計数するごとに、一対の閾値のうちの少なくとも一方の閾
値を変化させた新たな一対の閾値を、所定の値に至るまで繰り返し生成している(第一閾
値生成ステップ)。具体的には、閾値演算部41は、振幅下限電圧VLに1ずつ繰り返し
加えて異なる一連の値、すなわち新たな一対の閾値に変化させ、複数の値の振幅下限電圧
VLを得ている。ここで、振幅下限電圧VLの設定値が0~Vmaxまで計数された場合
、例えば図7に示すような計数テーブルが完成する。
の閾値ごとに計数された計数値が右欄に記憶されている。具体的には、計数テーブルには
、振幅下限電圧VLの設定値Vnにそれぞれ関連づけられた計数値Count(vn)が記憶され
ている。VL=0からVL=Vmaxで設定された場合のそれぞれの計数値は、Count(0)
からCount(vmax)として計数テーブルに記憶されている。なお、計数値Count(vn)は、振幅
下限電圧VLの設定値がVnである場合の計数値を示している(ここでは、nは0~Vm
axの整数)。
一対の閾値の範囲内に存在すると判定したパルスを計数し、変化分ごとのパルスの計数値
を出力している。本実施形態では、変化分ごとのパルスの計数値は、以下の数式(1)に
示すように、dCount(vn)で表される。
閾値補正部46は、各一対の閾値を階級とし、パルス計数部34が出力した計数値を度
数とした度数分布を生成している。本実施形態では、度数分布をヒストグラムとし、振幅
下限電圧VLを階級及びdCount(vn)を度数とし、VL=0からVL=Vmaxまでグラフ
化することにより、図8に示すようなヒストグラムが得られる。そして、閾値補正部46
は、ステップS8へ処理を進める。
値と、計数値出力ステップで出力された計数値とに基づいて、分析に用いる一対の閾値を
生成する(第二閾値生成ステップ)。閾値補正部46は、度数分布に基づいて、分析に用
いる一対の閾値を生成してもよい。本実施形態では、閾値補正部46は、ヒストグラムに
基づいて適切な振幅下限電圧VL及び振幅上限電圧VHを生成する。
値を生成してもよい。図8では、度数分布がヒストグラムである例について説明している
。ヒストグラムが最頻値をとる度数の値をdCount(vlc)とした場合の階級の値を電圧VL
cとすると、電圧VLcは粒子14に起因したパルス信号の振幅の代表値であると考えら
れる。すなわち、電圧VLcは、分析用基板10に照射される光の強度並びに分析用基板
10及び粒子14の反射特性などが考慮された信号の強度に略比例するパラメータと考え
ることができる。したがって、振幅下限電圧VL及び振幅上限電圧VHは、得られた電圧
VLcに基づいて補正することができる。同様に、抽出電圧Vthも、得られた電圧VL
cに基づいて補正することができる。具体的には、出荷時における初期値から、以下の数
式(2),数式(3)及び数式(4)に従って各パラメータの補正値を演算することがで
きる。
VHa=VHi(VLcp/VLci) (3)
Vtha=Vthi(VLcp/VLci) (4)
なお、数式(2)、数式(3)及び数式(4)中、VLi,VHi,Vthi及びVL
ciは、それぞれ、出荷時における振幅下限電圧VL,振幅上限電圧VH,抽出電圧Vt
h及び電圧VLcの初期値である。数式(2)、数式(3)及び数式(4)中、VLcp
はヒストグラムから導き出された電圧VLcの値である。数式(2)、数式(3)及び数
式(4)中、VLa,VHa及びVthaは、それぞれ、補正測定によって演算された振
幅下限電圧VL,振幅上限電圧VH及び抽出電圧Vthの補正値である。
岐させ、光強度の測定値に応じてパルス判定条件を補正する方法も考えられる。しかしな
がら、この方法では、分析用基板10や粒子14の光学特性のばらつきを考慮することは
できない。また、分析用基板10に照射光25bを照射する前に光強度を測定するための
光学システム及び測定システムを構築する必要がある。そのため、ディスクドライブ20
に対するハードウェアの追加が必要となるため、構成の複雑化や高コスト化、及びディス
クドライブ20自体の選定自由度の低下につながるおそれもある。一方、本実施形態に係
る分析用閾値生成装置100及び分析用閾値生成方法によれば、分析用基板10に照射さ
れる光の強度並びに分析用基板10及び粒子14の反射特性などを考慮した一対の閾値が
生成され得る。
用いる一対の閾値を生成してもよい。具体的には、得られたヒストグラムにおいて、図9
の網掛け部で示すように、全積分値(全面積)に対する上限側及び下限側の積分値(面積
)がそれぞれ所定の割合以下となる度数をそれぞれ振幅下限電圧VLa及び振幅上限電圧
VHaと決定してもよい。この場合、ヒストグラムが正規分布でなく、電圧VLcがヒス
トグラムの中心からずれている場合であっても、上記のように所定の割合に基づいて一対
の閾値を補正することができるため、安定した本測定が可能となる。所定の割合は適宜定
めることができるが、例えば5%~10%としてもよい。
パラメータの補正値を演算してもよい。
上記数式(5)中、VLcpはヒストグラムにより得られた電圧VLcの値であり、V
baseは上述した基準電圧の値である。
限電圧VH及び振幅下限電圧VLを、分析に用いる一対の閾値として再設定するようパラ
メータ設定部42を制御する。そして、閾値補正部46は、ステップS10へ処理を進め
る。
14を計数するようドライブ制御部44を制御する。具体的には、閾値補正部46は、本
測定用の測定開始位置から測定終了位置まで、光ピックアップ25を分析用基板10の半
径方向に移動させたり、分析用基板10を一定の速度で回転させたりするようドライブ制
御部44を制御する。
位置から測定終了位置まで分析用基板10を本測定し、パルス検出回路30において粒子
14に起因するパルスを計数する。粒子14の計数は、分析に用いる一対の閾値で計数す
ることを除き、ステップS3と同様に、パルス検出回路30で実施される。そして、閾値
補正部46は、ステップS11へ処理を進める。
り返し変化させているが、一対の閾値のうちの両方の閾値を設定された変化分を単位とし
て繰り返し変化させてもよい。例えば、ステップS2において、振幅下限電圧VLを0,
振幅上限電圧VHを1とし、ステップS5でインクリメントしてVLをVLn+1=VL
n+1,VHをVLn+1+1=VLn+2とすることで、dCount(vn)に相当する分布を
直接求めてもよい。この場合、ステップS6における補正測定終了の条件は、VHの設定
値がVmaxになった時などにしてもよい。
幅下限電圧VL及び振幅上限電圧VHを補正する方法を説明した。しかしながら、パルス
波形を正規分布として考えれば、パルス振幅とパルス幅は比例する。そのため、振幅下限
電圧VLをパルス幅下限時間TLに、振幅上限電圧VHをパルス幅上限時間THに置き換
えて、同様の測定をしても、同等の効果が得られる。
25bを照射し、照射光25bによる分析用基板10からの反射光を受光して受光レベル
信号JSを生成する光ピックアップ25を備える。分析用基板10には、検出対象物質1
3と検出対象物質13に結合する粒子14とが表面に固定されている。分析用閾値生成装
置100は、受光レベル信号JSに含まれるパルスのパルス幅について一対の閾値、また
はパルスのパルス振幅について一対の閾値を生成する閾値演算部41を備える。分析用閾
値生成装置100は、パルス幅がパルス幅についての一対の閾値の範囲内に存在するかを
判定するか、またはパルス振幅がパルス振幅についての一対の閾値の範囲内に存在するか
を判定するパルス判定部33を備える。分析用閾値生成装置100は、パルス判定部33
が生成された一対の閾値の範囲内に存在すると判定したパルスを計数し、計数したパルス
の計数値を出力するパルス計数部34を備える。分析用閾値生成装置100は、閾値演算
部41が生成した一対の閾値と、パルス計数部34が出力した計数値と、に基づいて、分
析に用いる一対の閾値を生成する閾値補正部46を備える。閾値演算部41は、パルス計
数部34がパルスを計数するごとに、一対の閾値のうちの少なくとも一方の閾値を変化さ
せた新たな一対の閾値を、所定の値に至るまで繰り返し生成する。
に結合する粒子14とが表面に固定された分析用基板10に照射光25bを照射する照射
ステップを含む。分析用閾値生成方法は、照射光25bによる分析用基板10からの反射
光を受光して受光レベル信号JSを生成する信号生成ステップを含む。分析用閾値生成方
法は、受光レベル信号JSに含まれるパルスが、パルス幅について設定された一対の閾値
、またはパルスがパルス振幅について設定された一対の閾値の範囲内に存在するかを判定
する判定ステップを含む。分析用閾値生成方法は、判定ステップにおいて、設定された一
対の閾値の範囲内に存在すると判定されたパルスを計数し、計数したパルスの計数値を出
力する計数値出力ステップを含む。分析用閾値生成方法は、計数値出力ステップにおいて
パルスを計数するごとに、一対の閾値のうちの少なくとも一方の閾値を変化させた新たな
一対の閾値を、所定の値に至るまで繰り返し生成する第一閾値生成ステップを含む。分析
用閾値生成方法は、生成された各一対の閾値と計数値出力ステップで出力された計数値と
に基づいて、分析に用いる一対の閾値を生成する第二閾値生成ステップを含む。
プ25から分析用基板10への照射強度、並びに分析用基板10及び粒子14の反射特性
が変動した場合であっても、判定パラメータを補正してパルスの検出を行うことができる
。したがって、本実施形態に係る分析用閾値生成装置100及び分析用閾値生成方法によ
れば、粒子を計数する際の条件によらず検出対象物質13を計数することができる。
次に、第2実施形態に係る分析用閾値生成装置100及び分析用閾値生成方法について
詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一の構成には同一符号を付し、重複する説明は
省略する。
択部47をさらに備えている。
析条件と関連付けて記憶する記憶部である。すなわち、閾値補正部46は分析条件と関連
付けて、分析に用いる一対の閾値を記憶部に記憶させている。また、分析に用いる一対の
閾値は、補正された閾値とも言える。分析条件と関連づけて記憶された補正された一対の
閾値は、例えばユーザが分析条件に応じて測定制御部43などを介して選択することがで
きる。パラメータ選択部47は、測定制御部43からの指示に基づいて、分析条件と対応
した補正された一対の閾値をパラメータ設定部42に出力し、パラメータ設定部42を介
してパラメータ記憶部32に記憶させる。分析条件が同じ場合であれば、概ねヒストグラ
ムの形状が同じであることを前提とすると、分析条件に応じてパルス関連パラメータを選
択することにより、補正測定を本測定ごとに実施する必要がなくなる。
る。分析用基板10に起因する場合としては、例えば分析用基板10の種類及び表面状態
、分析用基板10に粒子14を固定する方法、粒子14を固定するために用いた試薬、粒
子14の種類並びに粒子の製造ロットを変更した場合などが挙げられる。ディスクドライ
ブ20に起因する場合としては、例えばディスクドライブ20の機種、ディスクドライブ
20の読み込み速度及びレーザーパワーの制御方法を変更した場合などが挙げられる。分
析条件は、例えばディスクアッセイプロトコル1及びディスクアッセイプロトコル2など
の名称で記憶されていてもよい。
ける各工程を説明する。ステップS1~ステップS11は、第1実施形態と同様であるた
め説明を省略する。
一対の閾値を選択するか否かを判定する。過去に同様の条件で補正測定されて補正された
一対の閾値が記憶されている場合は、再度補正測定をせずに、例えばユーザなどがパラメ
ータ選択部47に記憶されている補正された一対の閾値を選択し(YES)、ステップS
10に処理を進める。一方、ユーザが新規の条件及び補正測定のやり直しを希望する場合
などは、補正された一対の閾値を選択せず(NO)、ステップS2~ステップS8と同様
の処理が実施され、ステップS13に処理を進める。
れた一対の閾値が、分析条件と関連づけてパラメータ選択部47に記憶される。パラメー
タ選択部47に補正された一対の閾値を記憶しておくことにより、同様の条件で測定する
時に、記憶された補正された一対の閾値を選択するだけで、補正測定を実施しなくても、
補正測定を実施したのと大凡同様の精度で、本測定を実施することができる。
ば、分析条件が異なっていても、それぞれの分析条件に適した補正された一対の閾値を選
択することができる。したがって、本実施形態に係る分析用閾値生成装置100及び分析
用閾値生成方法によれば、粒子を計数する際の条件によらず検出対象物質13を計数する
ことができる。
定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である
。
13 検出対象物質、
14 粒子、
25 光ピックアップ、
25b 照射光、
33 パルス判定部、
34 パルス計数部、
41 閾値演算部、
46 閾値補正部、
100 分析用閾値生成装置、
JS 受光レベル信号
Claims (2)
- 検出対象物質と前記検出対象物質に結合する粒子とが表面に固定された分析用基板に照
射光を照射し、前記照射光による前記分析用基板からの反射光を受光して受光レベル信号
を生成する光ピックアップと、
前記受光レベル信号に含まれるパルスのパルス幅について一対の閾値、または前記パル
スのパルス振幅について一対の閾値を生成する閾値演算部と、
前記パルス幅がパルス幅についての一対の閾値の範囲内に存在するかを判定するか、ま
たは前記パルス振幅がパルス振幅についての一対の閾値の範囲内に存在するかを判定する
パルス判定部と、
前記パルス判定部が前記生成された一対の閾値の範囲内に存在すると判定したパルスを
計数し、前記計数したパルスの計数値を出力するパルス計数部と、
前記閾値演算部が生成した一対の閾値と、前記パルス計数部が出力した計数値と、に基
づいて、分析条件ごとに一対の閾値を生成する閾値補正部と、
前記閾値補正部で生成された一対の閾値を分析条件とともに記憶し、ユーザによって分
析条件が選択された場合、選択された分析条件とともに記憶された一対の閾値を分析に用
いる一対の閾値として選択するパラメータ選択部と、
を備える分析用閾値生成装置。 - 検出対象物質と前記検出対象物質に結合する粒子とが表面に固定された分析用基板に照
射光を照射する照射ステップと、
前記照射光による前記分析用基板からの反射光を受光して受光レベル信号を生成する信
号生成ステップと、
前記受光レベル信号に含まれるパルスが、パルス幅について設定された一対の閾値、ま
たは前記パルスがパルス振幅について設定された一対の閾値の範囲内に存在するかを判定
する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて、前記設定された一対の閾値の範囲内に存在すると判定され
たパルスを計数し、前記計数したパルスの計数値を出力する計数値出力ステップと、
生成された各一対の閾値と前記計数値出力ステップで出力された計数値とに基づいて、
分析条件ごとに一対の閾値を生成する閾値生成ステップと、
生成された一対の閾値を分析条件とともに記憶し、ユーザによって分析条件が選択され
た場合、選択された分析条件とともに記憶された一対の閾値を分析に用いる一対の閾値と
して選択する選択ステップと、
を含む分析用閾値生成方法。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010109195A (ja) | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Sunx Ltd | レーザ発振器およびこれを用いたレーザ加工機 |
JP2015194405A (ja) | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社Jvcケンウッド | 分析装置及び分析方法 |
JP2015194403A (ja) | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社Jvcケンウッド | 分析装置及び分析方法 |
JP2016070782A (ja) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社Jvcケンウッド | 分析装置及び分析方法 |
US20170074776A1 (en) | 2015-09-15 | 2017-03-16 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Threshold selector for flow cytometer |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0862274A (ja) * | 1994-08-19 | 1996-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 部分放電測定方法と装置 |
EP2871762B1 (en) * | 2013-11-06 | 2019-02-27 | ams AG | Voltage converter and method for voltage conversion |
-
2021
- 2021-12-23 JP JP2021209231A patent/JP7218788B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010109195A (ja) | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Sunx Ltd | レーザ発振器およびこれを用いたレーザ加工機 |
JP2015194405A (ja) | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社Jvcケンウッド | 分析装置及び分析方法 |
JP2015194403A (ja) | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社Jvcケンウッド | 分析装置及び分析方法 |
JP2016070782A (ja) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社Jvcケンウッド | 分析装置及び分析方法 |
US20170074776A1 (en) | 2015-09-15 | 2017-03-16 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Threshold selector for flow cytometer |
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