JP2000342264A - ポリヌクレオチド検出チップ及びポリヌクレオチド検査装置 - Google Patents
ポリヌクレオチド検出チップ及びポリヌクレオチド検査装置Info
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- JP2000342264A JP2000342264A JP11154655A JP15465599A JP2000342264A JP 2000342264 A JP2000342264 A JP 2000342264A JP 11154655 A JP11154655 A JP 11154655A JP 15465599 A JP15465599 A JP 15465599A JP 2000342264 A JP2000342264 A JP 2000342264A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プローブ毎の相補鎖結合形成を最適温度で行
なうポリヌクレオチド検出チップを提供する。 【解決手段】 ポリヌクレオチド検出チップ１００−１
は、異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固定
される複数の区画１０１〜１０４と、各区画に形成され
る加熱回路と、各区画に形成される温度検出回路とを有
し、各区画の加熱回路、及び温度検出回路が、区画毎に
独立して動作するように形成される。 【効果】 各プローブの相補鎖結合のＴｍ値の温度で、
相補鎖結合形成するのでＴｍ差による相補鎖結合の生成
量及びミスマッチ確率の差異が殆ど生じない。
なうポリヌクレオチド検出チップを提供する。 【解決手段】 ポリヌクレオチド検出チップ１００−１
は、異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固定
される複数の区画１０１〜１０４と、各区画に形成され
る加熱回路と、各区画に形成される温度検出回路とを有
し、各区画の加熱回路、及び温度検出回路が、区画毎に
独立して動作するように形成される。 【効果】 各プローブの相補鎖結合のＴｍ値の温度で、
相補鎖結合形成するのでＴｍ差による相補鎖結合の生成
量及びミスマッチ確率の差異が殆ど生じない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＮＡ、ｍＲＮＡ
等を検出して検査を行なうポリヌクレオチド検出チップ
及びこれを用いる検査装置に関する。
等を検出して検査を行なうポリヌクレオチド検出チップ
及びこれを用いる検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】核酸の塩基配列を測定する従来技術とし
て、予め設計した塩基配列の１本鎖オリゴヌクレオチド
プローブを塩基配列の種類毎に領域を分けて固定したポ
リヌクレオチド検出チップを用い、測定対象である１本
鎖ポリヌクレオチドとオリゴヌクレオチドプローブの相
補鎖結合（ハイブリダイゼーション）の有無を検出する
ポリヌクレオチド検出チップが知られている。ポリヌク
レオチド検出チップの例として、関心のある特定の変異
配列を配置した診断用のポリヌクレオチド検出チップ
（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２７０、４６７−４７０
（１９９５））や、測定対象に存在し得る全ての塩基配
列に相補鎖結合するオリゴヌクレオチドプローブを準備
し、測定対象の塩基配列決定を行なうＳＢＨ（ｓｅｑｕ
ｅｎｉｎｇ ｂｙ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）法が
知られている（Ｊ．ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａ
ｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ、Ｖｏｌ．１、３７５−３８８
（１９９１））。
て、予め設計した塩基配列の１本鎖オリゴヌクレオチド
プローブを塩基配列の種類毎に領域を分けて固定したポ
リヌクレオチド検出チップを用い、測定対象である１本
鎖ポリヌクレオチドとオリゴヌクレオチドプローブの相
補鎖結合（ハイブリダイゼーション）の有無を検出する
ポリヌクレオチド検出チップが知られている。ポリヌク
レオチド検出チップの例として、関心のある特定の変異
配列を配置した診断用のポリヌクレオチド検出チップ
（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２７０、４６７−４７０
（１９９５））や、測定対象に存在し得る全ての塩基配
列に相補鎖結合するオリゴヌクレオチドプローブを準備
し、測定対象の塩基配列決定を行なうＳＢＨ（ｓｅｑｕ
ｅｎｉｎｇ ｂｙ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）法が
知られている（Ｊ．ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａ
ｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ、Ｖｏｌ．１、３７５−３８８
（１９９１））。
【０００３】シリコンウエハに複数の小さな孔（チャン
バ）を形成し、微少量の反応液を効率良く扱えるように
した生化学反応装置が知られている（特開平５−３１７
０３０号公報）。この生化学反応装置では、各チャンバ
毎にペルティエ素子により形成されるヒータ、及び冷却
器を設け、ヒータ、及び冷却器に直接反応液を接触させ
ることにより、反応液の温度制御を行なわせるようにし
ている。
バ）を形成し、微少量の反応液を効率良く扱えるように
した生化学反応装置が知られている（特開平５−３１７
０３０号公報）。この生化学反応装置では、各チャンバ
毎にペルティエ素子により形成されるヒータ、及び冷却
器を設け、ヒータ、及び冷却器に直接反応液を接触させ
ることにより、反応液の温度制御を行なわせるようにし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】オリゴヌクレオチドプ
ローブ（以下、単に、プローブという）と１本鎖ポリヌ
クレオチドの相補鎖結合の熱安定性は、塩基配列毎に異
なる。この理由は、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）の結
合、又はアデニン（Ａ）とウラシル（Ｕ）の結合が、１
塩基あたり２カ所の水素結合であるのに対し、グアシン
（Ｇ）とシトシン（Ｃ）の結合は１塩基あたり３カ所の
水素結合であることにある。その結果、結合力に差異が
生じ、Ａ−Ｔ結合又はＡ−Ｕ結合より、Ｇ−Ｃ結合の方
が強いため、熱安定性が高い。従って、同じ塩基長で熱
安定性を比較する場合、Ａ−Ｔ又はＡ−Ｕ結合のみが存
在する２重結合の熱安定性は最も低く、Ｇ−Ｃ結合のみ
が存在する２重結合の熱安定性は最も高い。相補鎖結合
の熱安定性は、一般的には結合と、結合の解離が５０％
づつ生じる温度（融解温度）（Ｔｍ）で示される。
ローブ（以下、単に、プローブという）と１本鎖ポリヌ
クレオチドの相補鎖結合の熱安定性は、塩基配列毎に異
なる。この理由は、アデニン（Ａ）とチミン（Ｔ）の結
合、又はアデニン（Ａ）とウラシル（Ｕ）の結合が、１
塩基あたり２カ所の水素結合であるのに対し、グアシン
（Ｇ）とシトシン（Ｃ）の結合は１塩基あたり３カ所の
水素結合であることにある。その結果、結合力に差異が
生じ、Ａ−Ｔ結合又はＡ−Ｕ結合より、Ｇ−Ｃ結合の方
が強いため、熱安定性が高い。従って、同じ塩基長で熱
安定性を比較する場合、Ａ−Ｔ又はＡ−Ｕ結合のみが存
在する２重結合の熱安定性は最も低く、Ｇ−Ｃ結合のみ
が存在する２重結合の熱安定性は最も高い。相補鎖結合
の熱安定性は、一般的には結合と、結合の解離が５０％
づつ生じる温度（融解温度）（Ｔｍ）で示される。
【０００５】図１６は、８塩基、２５塩基に於ける％Ｇ
Ｃ法により求めたＴｍ値の計算値を示す図である。図１
６の欄（ａ）は、８塩基長に於けるＴｍの最大値（全て
がＧ−Ｃ結合の場合）を、図１６の欄（ｂ）は、８塩基
長に於けるＴｍの最小値（全てがＡ−Ｔ結合の場合）
を、図１６の欄（ｃ）は、２５塩基長に於けるＴｍの最
大値（全てがＧ−Ｃ結合の場合）を、図１６の欄（ｄ）
は、２５塩基長に於けるＴｍの最小値（全てがＡ−Ｔ結
合の場合）をそれぞれ示す。このように、８塩基長での
Ｔｍは、１５．２°Ｃから５６．２°Ｃまで変化し、２
５塩基長でのＴｍは、５７．７°Ｃから９８．７°Ｃま
で変化する。
Ｃ法により求めたＴｍ値の計算値を示す図である。図１
６の欄（ａ）は、８塩基長に於けるＴｍの最大値（全て
がＧ−Ｃ結合の場合）を、図１６の欄（ｂ）は、８塩基
長に於けるＴｍの最小値（全てがＡ−Ｔ結合の場合）
を、図１６の欄（ｃ）は、２５塩基長に於けるＴｍの最
大値（全てがＧ−Ｃ結合の場合）を、図１６の欄（ｄ）
は、２５塩基長に於けるＴｍの最小値（全てがＡ−Ｔ結
合の場合）をそれぞれ示す。このように、８塩基長での
Ｔｍは、１５．２°Ｃから５６．２°Ｃまで変化し、２
５塩基長でのＴｍは、５７．７°Ｃから９８．７°Ｃま
で変化する。
【０００６】このように、プローブのハイブリダイゼー
ションのＴｍ値が大きく変化する場合には、各プローブ
のハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度で行なう必要
がある。Ｔｍより高温の条件では、１本鎖ポリヌクレオ
チドはプローブと結合しにくく、有効な結果が得られな
い。一方、Ｔｍより低温の条件では、ミスマッチ結合に
よるバックグラウンドノイズが増加し、測定分解能の劣
化を生じる。そのため、ポリヌクレオチド検出チップ
（以下、単に、「検出チップ」という）上に複数種類の
プローブを固定し、検査対象の１本鎖ポリヌクレオチド
試料とハイブリダイゼーションを、ポリヌクレオチド検
出チップ上の温度が一様の状態で行なうと、プローブ毎
の熱安定性の差異により、プローブの相補鎖結合の生成
量の差異、及びミスマッチ確率の差異が生じる問題があ
る。
ションのＴｍ値が大きく変化する場合には、各プローブ
のハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度で行なう必要
がある。Ｔｍより高温の条件では、１本鎖ポリヌクレオ
チドはプローブと結合しにくく、有効な結果が得られな
い。一方、Ｔｍより低温の条件では、ミスマッチ結合に
よるバックグラウンドノイズが増加し、測定分解能の劣
化を生じる。そのため、ポリヌクレオチド検出チップ
（以下、単に、「検出チップ」という）上に複数種類の
プローブを固定し、検査対象の１本鎖ポリヌクレオチド
試料とハイブリダイゼーションを、ポリヌクレオチド検
出チップ上の温度が一様の状態で行なうと、プローブ毎
の熱安定性の差異により、プローブの相補鎖結合の生成
量の差異、及びミスマッチ確率の差異が生じる問題があ
る。
【０００７】従来の検出チップでは、検出チップ上の全
てのプローブ於いてハイブリダイゼーションを行なう温
度は一様に設定し、溶媒の塩濃度の調整や検出チップに
固定するプローブ密度やプローブ塩基長を種類毎に変化
させる手法により、プローブ毎の熱安定性の差異による
プローブの相補鎖結合の生成量の差異、及びミスマッチ
確率の差異を解消する試みがなされている。しかし、上
記従来技術では、Ｔｍの差異による影響の十分な解消に
は至っていない。
てのプローブ於いてハイブリダイゼーションを行なう温
度は一様に設定し、溶媒の塩濃度の調整や検出チップに
固定するプローブ密度やプローブ塩基長を種類毎に変化
させる手法により、プローブ毎の熱安定性の差異による
プローブの相補鎖結合の生成量の差異、及びミスマッチ
確率の差異を解消する試みがなされている。しかし、上
記従来技術では、Ｔｍの差異による影響の十分な解消に
は至っていない。
【０００８】本発明の目的は、Ｔｍの異なる複数種類の
プローブを利用す際に、Ｔｍの差によるプローブの相補
鎖結合の生成量の差異、及びミスマッチ確率の差異が殆
ど生じないポリヌクレオチド検出チップ及びこれを用い
るポリヌクレオチド検出装置を提供することにある。
プローブを利用す際に、Ｔｍの差によるプローブの相補
鎖結合の生成量の差異、及びミスマッチ確率の差異が殆
ど生じないポリヌクレオチド検出チップ及びこれを用い
るポリヌクレオチド検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の検出チップで
は、基板としてｐ−Ｓｉを用い、検出チップの各プロー
ブが固定される区画の面の下層に、ｎ形拡散層で形成す
るヒーター及びｐｎ接合で温度検出部を形成し、ｐｎ接
合の電流電圧特性よりプローブが固定される区画の温度
を測定し、この温度の測定結果に応じて、ヒーターに流
す電力量を調節して、プローブが固定される区画を加熱
して、各プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値に
各プローブが固定される区画の温度を設定制御する。こ
の結果、各種プローブのハイブリダイゼーションを、Ｔ
ｍの違いに従って異なる温度で行なうことができ、Ｔｍ
の差異により、プローブの相補鎖結合の生成量の差異、
及びミスマッチ確率の差異が殆ど生じない。
は、基板としてｐ−Ｓｉを用い、検出チップの各プロー
ブが固定される区画の面の下層に、ｎ形拡散層で形成す
るヒーター及びｐｎ接合で温度検出部を形成し、ｐｎ接
合の電流電圧特性よりプローブが固定される区画の温度
を測定し、この温度の測定結果に応じて、ヒーターに流
す電力量を調節して、プローブが固定される区画を加熱
して、各プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値に
各プローブが固定される区画の温度を設定制御する。こ
の結果、各種プローブのハイブリダイゼーションを、Ｔ
ｍの違いに従って異なる温度で行なうことができ、Ｔｍ
の差異により、プローブの相補鎖結合の生成量の差異、
及びミスマッチ確率の差異が殆ど生じない。
【００１０】本発明のポリヌクレオチド検出チップは、
異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固定され
る複数の区画と、前記区画に形成される加熱回路と、前
記区画に形成される温度検出回路とを有し、（１）前記
各区画の前記加熱回路、及び前記温度検出回路が、前記
区画毎に独立して動作するように形成されること、
（２）前記複数の区画が第１方向、及び第２方向に２次
元に形成され、前記各区画の前記加熱回路、及び前記温
度検出回路が、前記第１方向に形成された前記区画の複
数毎に独立して動作するように形成されること、（３）
前記複数の区画はシリコン基板に形成され、前記各区画
の面にシリコン酸化膜が形成されること、（４）前記複
数の区画はシリコン基板に形成され、前記各区画の面に
シリコン酸化膜が形成され、前記加熱回路が前記シリコ
ン基板と異なる型のシリコン又はポリシリコンにより形
成されること、（５）前記複数の区画はシリコン基板に
形成され、前記各区画の面にシリコン酸化膜が形成さ
れ、前記温度検出回路がｐｎ接合素子により形成される
こと、（６）前記複数の区画が第１方向、及び第２方向
に２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプ
ローブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖結
合の熱安定性の高いものから、前記第１方向の前記区
画、及び前記第２方向の前記区画に、一方向に向けて順
次、前記異なるオリゴヌクレオチドプローブが固定され
ること、（７）前記複数の区画が第１方向、及び第２方
向に２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチド
プローブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖
結合の熱安定性の高いものから、前記２次元に形成され
る前記複数の区画の中心部の前記区画から周辺の前記区
画に向けて、順次、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブが固定されること、（８）前記複数の区画が第１方
向、及び第２方向に２次元に形成され、前記異なるオリ
ゴヌクレオチドプローブに相補的に結合するポリヌクレ
オチドの相補鎖結合の融解温度の高いものから、前記第
１方向の前記区画、及び前記第２方向の前記区画に、一
方向に向けて順次、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブが固定されること、（９）前記複数の区画が第１方
向、及び第２方向に２次元に形成され、前記異なるオリ
ゴヌクレオチドプローブに相補的に結合するポリヌクレ
オチドの相補鎖結合の融解温度の高いものから、前記２
次元に形成される前記複数の区画の中心部の前記区画か
ら周辺の前記区画に向けて、順次、前記異なるオリゴヌ
クレオチドプローブが固定されること、（１０）前記プ
ローブが固定される前記区画の面以外の面に撥水処理が
なされること等に特徴がある。
異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固定され
る複数の区画と、前記区画に形成される加熱回路と、前
記区画に形成される温度検出回路とを有し、（１）前記
各区画の前記加熱回路、及び前記温度検出回路が、前記
区画毎に独立して動作するように形成されること、
（２）前記複数の区画が第１方向、及び第２方向に２次
元に形成され、前記各区画の前記加熱回路、及び前記温
度検出回路が、前記第１方向に形成された前記区画の複
数毎に独立して動作するように形成されること、（３）
前記複数の区画はシリコン基板に形成され、前記各区画
の面にシリコン酸化膜が形成されること、（４）前記複
数の区画はシリコン基板に形成され、前記各区画の面に
シリコン酸化膜が形成され、前記加熱回路が前記シリコ
ン基板と異なる型のシリコン又はポリシリコンにより形
成されること、（５）前記複数の区画はシリコン基板に
形成され、前記各区画の面にシリコン酸化膜が形成さ
れ、前記温度検出回路がｐｎ接合素子により形成される
こと、（６）前記複数の区画が第１方向、及び第２方向
に２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプ
ローブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖結
合の熱安定性の高いものから、前記第１方向の前記区
画、及び前記第２方向の前記区画に、一方向に向けて順
次、前記異なるオリゴヌクレオチドプローブが固定され
ること、（７）前記複数の区画が第１方向、及び第２方
向に２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチド
プローブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖
結合の熱安定性の高いものから、前記２次元に形成され
る前記複数の区画の中心部の前記区画から周辺の前記区
画に向けて、順次、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブが固定されること、（８）前記複数の区画が第１方
向、及び第２方向に２次元に形成され、前記異なるオリ
ゴヌクレオチドプローブに相補的に結合するポリヌクレ
オチドの相補鎖結合の融解温度の高いものから、前記第
１方向の前記区画、及び前記第２方向の前記区画に、一
方向に向けて順次、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブが固定されること、（９）前記複数の区画が第１方
向、及び第２方向に２次元に形成され、前記異なるオリ
ゴヌクレオチドプローブに相補的に結合するポリヌクレ
オチドの相補鎖結合の融解温度の高いものから、前記２
次元に形成される前記複数の区画の中心部の前記区画か
ら周辺の前記区画に向けて、順次、前記異なるオリゴヌ
クレオチドプローブが固定されること、（１０）前記プ
ローブが固定される前記区画の面以外の面に撥水処理が
なされること等に特徴がある。
【００１１】また、本発明のポリヌクレオチド検出チッ
プは、異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固
定される複数の区画と、前記区画に形成される加熱回路
と、前記区画に形成される温度検出回路とを有し、前記
複数の区画が複数の行、及び複数の列をなすように２次
元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプローブ
が前記複数の行の各行の前記区画に固定され、前記複数
の行の各行の前記区画の温度を異なる温度に設定するこ
とを特徴とする。
プは、異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固
定される複数の区画と、前記区画に形成される加熱回路
と、前記区画に形成される温度検出回路とを有し、前記
複数の区画が複数の行、及び複数の列をなすように２次
元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプローブ
が前記複数の行の各行の前記区画に固定され、前記複数
の行の各行の前記区画の温度を異なる温度に設定するこ
とを特徴とする。
【００１２】本発明のポリヌクレオチド検査装置は、異
なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固定される
複数の区画と、前記区画に形成される加熱回路と、前記
区画に形成される温度検出回路とを有し、温度の制御を
行なう前記区画を選択する選択回路と、選択された前記
区画の前記温度検出回路の出力信号に基づいて、前記選
択された前記区画の前記加熱回路に対する入力を制御す
る制御回路とを有し、（１）前記各区画の前記加熱回
路、及び前記温度検出回路が、前記区画毎に独立して動
作するように形成され、前記選択回路は１つの前記区画
を選択すること、（２）前記複数の区画が第１方向、及
び第２方向に２次元に形成され、前記各区画の前記加熱
回路、及び前記温度検出回路が、前記第１方向に形成さ
れた前記区画の複数毎に独立して動作するように形成さ
れ、前記選択回路は、前記第１方向に形成された前記区
画の複数を同時に選択すること、（３）前記選択回路は
ＴＦＴ回路を含むこと、（４）前記プローブが固定され
る前記区画の面以外の面に撥水処理がなされること等に
特徴がある。
なるオリゴヌクレオチドプローブが種類毎に固定される
複数の区画と、前記区画に形成される加熱回路と、前記
区画に形成される温度検出回路とを有し、温度の制御を
行なう前記区画を選択する選択回路と、選択された前記
区画の前記温度検出回路の出力信号に基づいて、前記選
択された前記区画の前記加熱回路に対する入力を制御す
る制御回路とを有し、（１）前記各区画の前記加熱回
路、及び前記温度検出回路が、前記区画毎に独立して動
作するように形成され、前記選択回路は１つの前記区画
を選択すること、（２）前記複数の区画が第１方向、及
び第２方向に２次元に形成され、前記各区画の前記加熱
回路、及び前記温度検出回路が、前記第１方向に形成さ
れた前記区画の複数毎に独立して動作するように形成さ
れ、前記選択回路は、前記第１方向に形成された前記区
画の複数を同時に選択すること、（３）前記選択回路は
ＴＦＴ回路を含むこと、（４）前記プローブが固定され
る前記区画の面以外の面に撥水処理がなされること等に
特徴がある。
【００１３】なお、シリコンウエハに複数の小さなチャ
ンバを形成する特開平５−３１７０３０号公報に記載の
生化学反応装置では、同時に多数の生化学的試料を扱
い、必要に応じて個々の試料について独立に反応条件を
設定する技術思想を開示するが、本願発明の技術思想は
開示されていない。即ち、特開平５−３１７０３０号公
報には、複数種類のプローブが別々に固定される複数の
区画を持つ検出チップの表面に一種類の試料を添加し、
各区画に形成される温度検出部により各区画の温度を測
定しこの温度の測定結果に応じて各区画を加熱して、各
プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値に各区画の
温度を設定制御することの記載は何もない。
ンバを形成する特開平５−３１７０３０号公報に記載の
生化学反応装置では、同時に多数の生化学的試料を扱
い、必要に応じて個々の試料について独立に反応条件を
設定する技術思想を開示するが、本願発明の技術思想は
開示されていない。即ち、特開平５−３１７０３０号公
報には、複数種類のプローブが別々に固定される複数の
区画を持つ検出チップの表面に一種類の試料を添加し、
各区画に形成される温度検出部により各区画の温度を測
定しこの温度の測定結果に応じて各区画を加熱して、各
プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値に各区画の
温度を設定制御することの記載は何もない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下の各実施例では説明を簡単と
するために少数の区画を持つ検出チップを例により説明
するが、実際のポリヌクレオチド検査装置に使用される
検出チップでは、例えば、区画の数は１００×１００、
区画の大きさは５０μｍ×５０μｍ、検出チップの大き
さは１０ｍｍ×１０ｍｍ、検出チップの厚さは０．５ｍ
ｍ〜１ｍｍ程度である。
するために少数の区画を持つ検出チップを例により説明
するが、実際のポリヌクレオチド検査装置に使用される
検出チップでは、例えば、区画の数は１００×１００、
区画の大きさは５０μｍ×５０μｍ、検出チップの大き
さは１０ｍｍ×１０ｍｍ、検出チップの厚さは０．５ｍ
ｍ〜１ｍｍ程度である。
【００１５】（実施例１）図１は、以下で説明する本発
明の実施例１の検出チップ１００−１の構成を示す平面
図である。シリコン酸化膜が形成された表面に、複数の
プローブが固定される区画１０１、１０２、１０３、１
０４が設けられている。各区画には、区画毎にそれぞれ
一種類づつのプローブが固定されている。プローブが固
定される区画の面の外部の領域には、１つのプローブが
固定される区画に対して、３個の端子１１１−１〜１１
１−３、１１２−１〜１１２−３、１１３−１〜１１３
−３、１１４−１〜１１４−３が設けられており、各端
子は配線１２１−１〜１２１−３、１２２−１〜１２２
−３、１２３−１〜１２３−３、１２４−１〜１２４−
３を介して、後述の電圧制御回路へ接続している。但
し、配線１２１−３と１２２−３、及び配線１２３−３
と１２４−３は、それぞれ途中で接続している。
明の実施例１の検出チップ１００−１の構成を示す平面
図である。シリコン酸化膜が形成された表面に、複数の
プローブが固定される区画１０１、１０２、１０３、１
０４が設けられている。各区画には、区画毎にそれぞれ
一種類づつのプローブが固定されている。プローブが固
定される区画の面の外部の領域には、１つのプローブが
固定される区画に対して、３個の端子１１１−１〜１１
１−３、１１２−１〜１１２−３、１１３−１〜１１３
−３、１１４−１〜１１４−３が設けられており、各端
子は配線１２１−１〜１２１−３、１２２−１〜１２２
−３、１２３−１〜１２３−３、１２４−１〜１２４−
３を介して、後述の電圧制御回路へ接続している。但
し、配線１２１−３と１２２−３、及び配線１２３−３
と１２４−３は、それぞれ途中で接続している。
【００１６】図２は、実施例１の検出チップ１００−１
の部分拡大平面図である。図２は、区画１０１の拡大図
である。作用電極端子と定義する端子１１１−１は、ポ
リシリコン層１４１−１により酸化膜の窓１３１−１を
介して後述のシリコン酸化膜の内部に電気的に接続して
いる。同様に、基準電極端子と定義する端子１１１−３
は、ポリシリコン層１４１−３により酸化膜の窓１３１
−３及び窓１３１−４を介して後述のシリコン酸化膜の
内部に電気的に接続している。同様に、温度検出端子と
定義する端子１１１−２は、ポリシリコン層１４１−２
により酸化膜の窓１３１−２を介して後述のシリコン酸
化膜の内部に電気的に接続している。なお、基準電極端
子１１１−３は、基準電位（アース）とするため、他の
区画の基準電極端子と共通に接続することが可能であ
る。シリコン酸化膜の内部には、以下の回路が形成され
ている。
の部分拡大平面図である。図２は、区画１０１の拡大図
である。作用電極端子と定義する端子１１１−１は、ポ
リシリコン層１４１−１により酸化膜の窓１３１−１を
介して後述のシリコン酸化膜の内部に電気的に接続して
いる。同様に、基準電極端子と定義する端子１１１−３
は、ポリシリコン層１４１−３により酸化膜の窓１３１
−３及び窓１３１−４を介して後述のシリコン酸化膜の
内部に電気的に接続している。同様に、温度検出端子と
定義する端子１１１−２は、ポリシリコン層１４１−２
により酸化膜の窓１３１−２を介して後述のシリコン酸
化膜の内部に電気的に接続している。なお、基準電極端
子１１１−３は、基準電位（アース）とするため、他の
区画の基準電極端子と共通に接続することが可能であ
る。シリコン酸化膜の内部には、以下の回路が形成され
ている。
【００１７】図３は、本発明の実施例１の検出チップ１
００−１の内部回路を説明する部分拡大平面図であり、
内部の説明のため、シリコン酸化膜を取り除いた図であ
る。破線１０１は、上述のプローブが固定される区画に
相当する。シリコン酸化膜層の内部には、ｐ−Ｓｉの層
３２を有し、ｎ形拡散層の導電線ヒーター３１、ｎ形拡
散層のｐｎ接合部３３が形成されている。ｐ−Ｓｉ層の
周囲は、シリコン樹脂等の断熱性材料で形成している。
導電性ヒーター３１の両端は、ポリシリコン層を介して
作用電極端子と基準電極端子に電気的に接続している。
また、ｐｎ接合部３３は、ポリシリコン層を介して温度
検出端子に電気的に接続している。
００−１の内部回路を説明する部分拡大平面図であり、
内部の説明のため、シリコン酸化膜を取り除いた図であ
る。破線１０１は、上述のプローブが固定される区画に
相当する。シリコン酸化膜層の内部には、ｐ−Ｓｉの層
３２を有し、ｎ形拡散層の導電線ヒーター３１、ｎ形拡
散層のｐｎ接合部３３が形成されている。ｐ−Ｓｉ層の
周囲は、シリコン樹脂等の断熱性材料で形成している。
導電性ヒーター３１の両端は、ポリシリコン層を介して
作用電極端子と基準電極端子に電気的に接続している。
また、ｐｎ接合部３３は、ポリシリコン層を介して温度
検出端子に電気的に接続している。
【００１８】図４は、図２及び図３のＡ−Ａ’に於ける
断面図であり、端子部の断面を示す。ｐ−Ｓｉの層３
２、ｎ形拡散層の導電線ヒーター３１、シリコン樹脂等
の断熱性材料４２、ポリシリコン層１４１−１、作用電
極端子１１１−１、窓１３１−１、シリコン酸化膜４１
及び４３で構成されている。本発明の実施例の検出チッ
プの作成方法の概要は以下の通りである。先ず、ｐ−Ｓ
ｉ基板３２に、ｎ形拡散層の導電線ヒーター３１、及び
ｎ形拡散層のｐｎ接合部３３を形成した後に、シリコン
酸化膜４１を形成する。次に、さきに形成したシリコン
酸化膜４１の反対側の面からｐ−Ｓｉ基板３２を、所定
の形状でエッチングして、シリコン樹脂等の断熱性材料
４２が充填する空間を形成する。
断面図であり、端子部の断面を示す。ｐ−Ｓｉの層３
２、ｎ形拡散層の導電線ヒーター３１、シリコン樹脂等
の断熱性材料４２、ポリシリコン層１４１−１、作用電
極端子１１１−１、窓１３１−１、シリコン酸化膜４１
及び４３で構成されている。本発明の実施例の検出チッ
プの作成方法の概要は以下の通りである。先ず、ｐ−Ｓ
ｉ基板３２に、ｎ形拡散層の導電線ヒーター３１、及び
ｎ形拡散層のｐｎ接合部３３を形成した後に、シリコン
酸化膜４１を形成する。次に、さきに形成したシリコン
酸化膜４１の反対側の面からｐ−Ｓｉ基板３２を、所定
の形状でエッチングして、シリコン樹脂等の断熱性材料
４２が充填する空間を形成する。
【００１９】図５は、図２及び図３のＢ−Ｂ’に於ける
断面図であり、プローブが固定される区画の中央部の断
面を示す。ｐ−Ｓｉの層３２、ｎ形拡散層の導電線ヒー
ター３１、シリコン樹脂等の断熱性材料４２、シリコン
酸化膜４１で構成されている。 図６は、検出チップの
各端子と電圧制御回路の接続構成を説明する図である。
電圧制御回路６０は、１つのプローブが固定される区画
毎に以下の電極を有する。電極６４−３は、基準電位
（アース）電極であり、基準電極端子１１１−３に接続
する。電極６４−２は、定電圧電源６２に接続し電流検
出器６３を有する電極であり、温度検出端子１１１−２
に接続する。電極６４−１は、可変電圧電源６１に接続
した電極であり、作用電極端子１１１−１に接続する。
断面図であり、プローブが固定される区画の中央部の断
面を示す。ｐ−Ｓｉの層３２、ｎ形拡散層の導電線ヒー
ター３１、シリコン樹脂等の断熱性材料４２、シリコン
酸化膜４１で構成されている。 図６は、検出チップの
各端子と電圧制御回路の接続構成を説明する図である。
電圧制御回路６０は、１つのプローブが固定される区画
毎に以下の電極を有する。電極６４−３は、基準電位
（アース）電極であり、基準電極端子１１１−３に接続
する。電極６４−２は、定電圧電源６２に接続し電流検
出器６３を有する電極であり、温度検出端子１１１−２
に接続する。電極６４−１は、可変電圧電源６１に接続
した電極であり、作用電極端子１１１−１に接続する。
【００２０】なお、電極６４−３は、基準電位（アー
ス）であるため、検出チップ上の全ての区画について共
通に利用できる。電流検出器６３は、検出チップ上のｐ
ｎ接合部に定電圧電源を接続した場合にｐｎ接合部の電
流が検出できる。この接続は順バイアス方向であり、流
れる電流はｐｎ接合部の温度により指数関数的に変化す
る。Ｓｉ層は、熱伝導率が良く、ｐｎ接合部の温度とｐ
−Ｓｉ層の温度はほぼ等しいため、ｐｎ接合部の電流値
によりプローブが固定される区画の温度が検出できる。
ス）であるため、検出チップ上の全ての区画について共
通に利用できる。電流検出器６３は、検出チップ上のｐ
ｎ接合部に定電圧電源を接続した場合にｐｎ接合部の電
流が検出できる。この接続は順バイアス方向であり、流
れる電流はｐｎ接合部の温度により指数関数的に変化す
る。Ｓｉ層は、熱伝導率が良く、ｐｎ接合部の温度とｐ
−Ｓｉ層の温度はほぼ等しいため、ｐｎ接合部の電流値
によりプローブが固定される区画の温度が検出できる。
【００２１】可変電圧電源６１は、作用電極端子と基準
電極端子の間の印加電圧を調節する。作用電極端子と基
準電極端子の間に作用電極端子側を正極となるように電
圧を印加すると、検出チップのｎ形拡散層の導電線ヒー
ターに電流が流れ、ジュール熱が発生する。ジュール熱
の発熱量は、印加電圧を制御する方法、又は電圧印加時
間を制御する方法により調節できる。
電極端子の間の印加電圧を調節する。作用電極端子と基
準電極端子の間に作用電極端子側を正極となるように電
圧を印加すると、検出チップのｎ形拡散層の導電線ヒー
ターに電流が流れ、ジュール熱が発生する。ジュール熱
の発熱量は、印加電圧を制御する方法、又は電圧印加時
間を制御する方法により調節できる。
【００２２】なお、ｐ−Ｓｉ層は基準電極端子１１１−
３により基準電位（アース）となっており、作用電極端
子側を正極となるように接続すると、ｎ形拡散層の導電
線ヒーターとｐ−Ｓｉ層は逆バイアスとなり、ｐ−Ｓｉ
層への電流漏洩は生じない。以上説明した構成により、
本発明では各プローブが固定される区画の温度を測定
し、ジュール熱の加熱により制御することが可能であ
る。
３により基準電位（アース）となっており、作用電極端
子側を正極となるように接続すると、ｎ形拡散層の導電
線ヒーターとｐ−Ｓｉ層は逆バイアスとなり、ｐ−Ｓｉ
層への電流漏洩は生じない。以上説明した構成により、
本発明では各プローブが固定される区画の温度を測定
し、ジュール熱の加熱により制御することが可能であ
る。
【００２３】本発明の検出チップを用いるポリヌクレオ
チド検出検査装置の使用方法は、以下の通りである。使
用者が使用する複数種類の検出チップに関するプローブ
の配置情報、及び、これら各プローブに対するハイブリ
ダイゼーションを適正に実行する温度の情報は、データ
ーベース化されている。使用者は反応槽の中に検出チッ
プをセットする。ポリヌクレオチド検出検査装置は、検
出チップの識別情報、例えばバーコード等を認識し、そ
の検出チップに配置されるプローブの位置情報、又は各
プローブに対するハイブリダイゼーションを適正に実行
する温度の情報をデータベースから得る。
チド検出検査装置の使用方法は、以下の通りである。使
用者が使用する複数種類の検出チップに関するプローブ
の配置情報、及び、これら各プローブに対するハイブリ
ダイゼーションを適正に実行する温度の情報は、データ
ーベース化されている。使用者は反応槽の中に検出チッ
プをセットする。ポリヌクレオチド検出検査装置は、検
出チップの識別情報、例えばバーコード等を認識し、そ
の検出チップに配置されるプローブの位置情報、又は各
プローブに対するハイブリダイゼーションを適正に実行
する温度の情報をデータベースから得る。
【００２４】ポリヌクレオチド試料を反応槽に注入する
と共に、反応槽の全体の温度、及び個々のプローブが固
定される面の温度を、各プローブが配置され位置情報、
又は各プローブに対するハイブリダイゼーションのＴｍ
値の情報に応じて調整し、ハイブリダイゼーションを行
なう。または、試料注入の前に温度設定を開始し、温度
が安定した状態でポリヌクレオチド試料を反応槽に注入
することもできる。
と共に、反応槽の全体の温度、及び個々のプローブが固
定される面の温度を、各プローブが配置され位置情報、
又は各プローブに対するハイブリダイゼーションのＴｍ
値の情報に応じて調整し、ハイブリダイゼーションを行
なう。または、試料注入の前に温度設定を開始し、温度
が安定した状態でポリヌクレオチド試料を反応槽に注入
することもできる。
【００２５】図７は、試料を注入した検出チップ１００
−１の状態を示す断面図である。７３は検出チップ面に
注入した試料溶液、７１と７２は、それぞれ異なるプロ
ーブであり、プローブが固定される区画７１１、７２１
は、それぞれプローブ７１、７２のハイブリダイゼーシ
ョンのＴｍ値の温度に制御されている。シリコン基板の
熱伝導率（約１６８Ｗ／ｍ／Ｋ）は、水溶液の熱伝導率
（約０．６Ｗ／ｍ／Ｋ）と比較して約２８０倍ほど大き
く、プローブが固定される区画の温度を区画毎に設定す
ることが可能である。一定時間のハイブリダイズ過程を
終了の後、検出チップを洗浄する洗浄溶液を用いて非結
合ポリヌクレオチドを洗浄除去する。
−１の状態を示す断面図である。７３は検出チップ面に
注入した試料溶液、７１と７２は、それぞれ異なるプロ
ーブであり、プローブが固定される区画７１１、７２１
は、それぞれプローブ７１、７２のハイブリダイゼーシ
ョンのＴｍ値の温度に制御されている。シリコン基板の
熱伝導率（約１６８Ｗ／ｍ／Ｋ）は、水溶液の熱伝導率
（約０．６Ｗ／ｍ／Ｋ）と比較して約２８０倍ほど大き
く、プローブが固定される区画の温度を区画毎に設定す
ることが可能である。一定時間のハイブリダイズ過程を
終了の後、検出チップを洗浄する洗浄溶液を用いて非結
合ポリヌクレオチドを洗浄除去する。
【００２６】（実施例２）図８は、本発明の実施例２の
検出チップ１００−２を示し、実施例１の検出チップ１
００−１のプローブが固定される区画の面以外の面に撥
水処理を行った検出チップの断面図を示す。実施例２で
は、プローブが固定される区画８０にはプローブが固定
されており、プローブが固定される面以外の領域８１に
は、撥水性被膜が塗布されている。実施例２では、プロ
ーブが固定される区画の面と撥水性被膜塗布面に於ける
水の濡れ性の違いから、試料注入を行なうと図８に示す
ようにプローブ面上にのみ試料溶液８２が存在するよう
にできる。この場合、異なるプローブ面の間の試料溶液
の流動がないため断熱性が良く、個々のプローブが固定
される区画の温度設定が容易になる。
検出チップ１００−２を示し、実施例１の検出チップ１
００−１のプローブが固定される区画の面以外の面に撥
水処理を行った検出チップの断面図を示す。実施例２で
は、プローブが固定される区画８０にはプローブが固定
されており、プローブが固定される面以外の領域８１に
は、撥水性被膜が塗布されている。実施例２では、プロ
ーブが固定される区画の面と撥水性被膜塗布面に於ける
水の濡れ性の違いから、試料注入を行なうと図８に示す
ようにプローブ面上にのみ試料溶液８２が存在するよう
にできる。この場合、異なるプローブ面の間の試料溶液
の流動がないため断熱性が良く、個々のプローブが固定
される区画の温度設定が容易になる。
【００２７】（実施例３）各プローブが固定される区画
に於けるジュール熱制御の方法として、ＴＦＴ回路を利
用すること有効である。図９は、本発明の各実施例での
検出チップの各区画に於けるジュール熱制御をＴＦＴ回
路により行なうことを説明する図である。ＴＦＴ回路が
形成された基板１５０は、検出チップ１００−１、１０
０−２の下面に重ねて使用する。端子９０１、９０２、
９０３、９０４は、各区画の作用電極端子１１１−１、
１１１−２、１１１−３、１１１−４にそれぞれ接続す
る。ＴＦＴゲート９０−１、９０−２、９０−３、９０
−４には、端子９０１、９０２、９０３、９０４がそれ
ぞれ接続する。９１−１、９１−２は電圧印加線、９２
−１、９２−２はそれに接続する電圧印加選択スイッ
チ、９３−１、９３−２はＴＦＴ回路のゲート線であ
る。以上説明した構成により、例えば、作用電極端子１
１１−１は、端子９０１、ＴＦＴゲート９０−１、電圧
印加線９１−１、スイッチ９２−１を経由して、電源９
４に接続する。電圧印加選択スイッチ９２−１、９２−
２は電源９４の内部で、ＯＮ、ＯＦＦが選択される。
に於けるジュール熱制御の方法として、ＴＦＴ回路を利
用すること有効である。図９は、本発明の各実施例での
検出チップの各区画に於けるジュール熱制御をＴＦＴ回
路により行なうことを説明する図である。ＴＦＴ回路が
形成された基板１５０は、検出チップ１００−１、１０
０−２の下面に重ねて使用する。端子９０１、９０２、
９０３、９０４は、各区画の作用電極端子１１１−１、
１１１−２、１１１−３、１１１−４にそれぞれ接続す
る。ＴＦＴゲート９０−１、９０−２、９０−３、９０
−４には、端子９０１、９０２、９０３、９０４がそれ
ぞれ接続する。９１−１、９１−２は電圧印加線、９２
−１、９２−２はそれに接続する電圧印加選択スイッ
チ、９３−１、９３−２はＴＦＴ回路のゲート線であ
る。以上説明した構成により、例えば、作用電極端子１
１１−１は、端子９０１、ＴＦＴゲート９０−１、電圧
印加線９１−１、スイッチ９２−１を経由して、電源９
４に接続する。電圧印加選択スイッチ９２−１、９２−
２は電源９４の内部で、ＯＮ、ＯＦＦが選択される。
【００２８】以下、あるプローブが固定される区画のジ
ュール熱発生量の制御を例として説明する。ここで、そ
のプローブが固定される区画の作用電極端子は、ＴＦＴ
回路の端子９０１と接続しているとする。また、その基
準電極端子はアースされている。先ず、電源９４の内部
で端子９０１の接続している電圧印加選択スイッチ９２
−１をＯＮ（導通）、その他の電圧印加選択スイッチを
ＯＦＦ（絶縁）とする。この状態で、ゲート線選択制御
回路９５の制御により、ある時間ｔだけ、ゲート線９３
−１をＯＮ電位とすると、ＴＦＴゲート９０−１が時間
ｔだけＯＮ状態となる。その結果、プローブが固定され
る区画のヒーターには時間ｔだけ９４の電圧Ｖが接続さ
れ、ジュール熱ｔ・Ｖ｛Ｗ｝が発生する。ジュール熱の
調整はゲートＯＮ時間ｔを変更すれば可能であり、１本
の電圧印加線に属する全てのＴＦＴ回路を独立に調節で
きる。以上の制御を、各電圧印加線毎に行ない、検出チ
ップの各プローブが固定される区画に於けるジュール熱
発生量を制御できる。実施例３に示す構成は、本発明の
各実施例に適用できる。
ュール熱発生量の制御を例として説明する。ここで、そ
のプローブが固定される区画の作用電極端子は、ＴＦＴ
回路の端子９０１と接続しているとする。また、その基
準電極端子はアースされている。先ず、電源９４の内部
で端子９０１の接続している電圧印加選択スイッチ９２
−１をＯＮ（導通）、その他の電圧印加選択スイッチを
ＯＦＦ（絶縁）とする。この状態で、ゲート線選択制御
回路９５の制御により、ある時間ｔだけ、ゲート線９３
−１をＯＮ電位とすると、ＴＦＴゲート９０−１が時間
ｔだけＯＮ状態となる。その結果、プローブが固定され
る区画のヒーターには時間ｔだけ９４の電圧Ｖが接続さ
れ、ジュール熱ｔ・Ｖ｛Ｗ｝が発生する。ジュール熱の
調整はゲートＯＮ時間ｔを変更すれば可能であり、１本
の電圧印加線に属する全てのＴＦＴ回路を独立に調節で
きる。以上の制御を、各電圧印加線毎に行ない、検出チ
ップの各プローブが固定される区画に於けるジュール熱
発生量を制御できる。実施例３に示す構成は、本発明の
各実施例に適用できる。
【００２９】（実施例４）検出チップ上に存在するプロ
ーブのうち、いくつかのプローブのハイブリダイゼーシ
ョンを同じ温度条件で実行できる場合、それらのプロー
ブのプローブが固定される区画を一括して温度制御する
こともできる。図１０は、実施例４を説明する図であ
り、プローブが固定される複数の区画の温度制御を説明
する図である。図１０は、１２個のプローブが固定され
る区画を有する検出チップ１００−３の例である。１０
０１〜１００６は同じ温度条件で使用できるとする。こ
の場合、シリコン酸化膜内部の回路は、図１０の様に配
置する。端子１０１１は、プローブが固定される区画の
作用電極端子である。端子１０１２は区画の基準電極端
子である。実施例４によれば、検出チップ上の端子数を
必要最小限に減らすことができる。実施例４に示す構成
は、本発明の各実施例に適用できる。
ーブのうち、いくつかのプローブのハイブリダイゼーシ
ョンを同じ温度条件で実行できる場合、それらのプロー
ブのプローブが固定される区画を一括して温度制御する
こともできる。図１０は、実施例４を説明する図であ
り、プローブが固定される複数の区画の温度制御を説明
する図である。図１０は、１２個のプローブが固定され
る区画を有する検出チップ１００−３の例である。１０
０１〜１００６は同じ温度条件で使用できるとする。こ
の場合、シリコン酸化膜内部の回路は、図１０の様に配
置する。端子１０１１は、プローブが固定される区画の
作用電極端子である。端子１０１２は区画の基準電極端
子である。実施例４によれば、検出チップ上の端子数を
必要最小限に減らすことができる。実施例４に示す構成
は、本発明の各実施例に適用できる。
【００３０】（実施例５）本発明を実施する際に、検出
チップ上のプローブの配置を、以下の様にすることが有
効である。図１１は、実施例５を説明する図であり、検
出チップ１００−１、１００−２でのプローブの配置を
説明する平面図である。例として、３０種類のプローブ
を有する検出チップ１００−４を用いて説明する。３０
種類のプローブは、ハイブリダイゼーションのＴｍ値の
温度が最も高温のプローブから順に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、…、Ｐ３０とする。この場合、プローブの配置を、
各プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度の
変化の分布がほぼ位置方向に勾配を持つように配置す
る。
チップ上のプローブの配置を、以下の様にすることが有
効である。図１１は、実施例５を説明する図であり、検
出チップ１００−１、１００−２でのプローブの配置を
説明する平面図である。例として、３０種類のプローブ
を有する検出チップ１００−４を用いて説明する。３０
種類のプローブは、ハイブリダイゼーションのＴｍ値の
温度が最も高温のプローブから順に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、…、Ｐ３０とする。この場合、プローブの配置を、
各プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度の
変化の分布がほぼ位置方向に勾配を持つように配置す
る。
【００３１】即ち、最高温度のハイブリダイゼーション
のＴｍ値を持つプローブＰ１と、最低温度のハイブリダ
イゼーションのＴｍ値を持つプローブＰ３０を両端に配
置させる。この結果、検出チップに注入した試料溶液の
温度分布は、最高温度のハイブリダイゼーションのＴｍ
値を持つプローブＰ１を基点に最低温度のハイブリダイ
ゼーションのＴｍ値を持つプローブＰ３０の方向へ、緩
やかな減少傾向を有する。隣り合う区画の設定温度差が
最小となり、温度設定が簡便化される。また、別のプロ
ーブの配置として、最高温度のハイブリダイゼーション
のＴｍ値を持つプローブＰ１をチップの中央に配置し、
最低温度のハイブリダイゼーションのＴｍ値を持つプロ
ーブＰ３０を周辺部分に配置する方法でも、同様の効果
が得られる。実施例５に示す構成は本発明の各実施例に
適用できる。
のＴｍ値を持つプローブＰ１と、最低温度のハイブリダ
イゼーションのＴｍ値を持つプローブＰ３０を両端に配
置させる。この結果、検出チップに注入した試料溶液の
温度分布は、最高温度のハイブリダイゼーションのＴｍ
値を持つプローブＰ１を基点に最低温度のハイブリダイ
ゼーションのＴｍ値を持つプローブＰ３０の方向へ、緩
やかな減少傾向を有する。隣り合う区画の設定温度差が
最小となり、温度設定が簡便化される。また、別のプロ
ーブの配置として、最高温度のハイブリダイゼーション
のＴｍ値を持つプローブＰ１をチップの中央に配置し、
最低温度のハイブリダイゼーションのＴｍ値を持つプロ
ーブＰ３０を周辺部分に配置する方法でも、同様の効果
が得られる。実施例５に示す構成は本発明の各実施例に
適用できる。
【００３２】（実施例６）図１２は、本発明の実施例６
を説明する図であり、検出チップの温度調節用の上蓋を
説明する平面図である。実施例６では、実施例５で示し
た、３０種類のプローブを有する検出チップ１００−４
を用いたハイブリダイゼーションに関して説明する。温
度調節用の上蓋１３００は、使用する検出チップに於け
るプローブの配置に応じて、温度分布を粗調整できる複
数の温度調整領域を有している。各温度調整領域の温度
の調整は、温度制御回路（図示せず）により行なう。図
１２に示す例では、３つの温度調整領域１２０１〜１２
０３を有する。図１１に示す検出チップ１００−４と、
この温度調節用の上蓋１３００を、試料溶液を注入する
空隙を有した状態で、破線で示すＰ１及び破線で示すＰ
３０が、それぞれプローブが固定される区画Ｐ１及びＰ
３０に一致するように重ねる。
を説明する図であり、検出チップの温度調節用の上蓋を
説明する平面図である。実施例６では、実施例５で示し
た、３０種類のプローブを有する検出チップ１００−４
を用いたハイブリダイゼーションに関して説明する。温
度調節用の上蓋１３００は、使用する検出チップに於け
るプローブの配置に応じて、温度分布を粗調整できる複
数の温度調整領域を有している。各温度調整領域の温度
の調整は、温度制御回路（図示せず）により行なう。図
１２に示す例では、３つの温度調整領域１２０１〜１２
０３を有する。図１１に示す検出チップ１００−４と、
この温度調節用の上蓋１３００を、試料溶液を注入する
空隙を有した状態で、破線で示すＰ１及び破線で示すＰ
３０が、それぞれプローブが固定される区画Ｐ１及びＰ
３０に一致するように重ねる。
【００３３】図１３は、図１２のＣ−Ｃ’に於ける、検
出チップに温度調節用の上蓋を重ねた状態を示す断面図
である。この状態で、上蓋と検出チップの空隙１３０１
に試料を注入する。上蓋の温度調整領域は、各温度調整
領域に重なるプローブが固定される区画のプローブのハ
イブリダイゼーションのＴｍ値の温度の平均に設定す
る。例えば、温度調整領域１２０１はプローブＰ１〜プ
ローブＰ４に重なるため、プローブＰ１〜プローブＰ４
のハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度の平均に設定
する。実施例６によれば、上蓋で試料溶液の温度の粗調
整が可能であり、検出チップの温度制御の安定性が増加
する効果を有する。実施例６に示す構成は、本発明の各
実施例に適用できる。
出チップに温度調節用の上蓋を重ねた状態を示す断面図
である。この状態で、上蓋と検出チップの空隙１３０１
に試料を注入する。上蓋の温度調整領域は、各温度調整
領域に重なるプローブが固定される区画のプローブのハ
イブリダイゼーションのＴｍ値の温度の平均に設定す
る。例えば、温度調整領域１２０１はプローブＰ１〜プ
ローブＰ４に重なるため、プローブＰ１〜プローブＰ４
のハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度の平均に設定
する。実施例６によれば、上蓋で試料溶液の温度の粗調
整が可能であり、検出チップの温度制御の安定性が増加
する効果を有する。実施例６に示す構成は、本発明の各
実施例に適用できる。
【００３４】（実施例７）以上の各実施例に於いて、ｐ
形をｎ形とし、電極の正・負を逆とする場合、同様の効
果が達成できる。具体的には、ｎ−Ｓｉ基板を用い、導
電線ヒーター及び温度検出部をｐ形拡散層で形成し、作
用電極端子には負電極を接続し、温度検出端子には正電
極を接続する。但し、ｐ形拡散層は、ｎ形拡散層より電
気伝導率が低いため、ヒーター部にｎ形を使用する実施
例１〜実施例７の方が優れている。
形をｎ形とし、電極の正・負を逆とする場合、同様の効
果が達成できる。具体的には、ｎ−Ｓｉ基板を用い、導
電線ヒーター及び温度検出部をｐ形拡散層で形成し、作
用電極端子には負電極を接続し、温度検出端子には正電
極を接続する。但し、ｐ形拡散層は、ｎ形拡散層より電
気伝導率が低いため、ヒーター部にｎ形を使用する実施
例１〜実施例７の方が優れている。
【００３５】（実施例８）検査対象とする１種類のポリ
ヌクレオチドをオリゴヌクレオチドプローブを使用して
検出する場合、検査対象とする１種類のポリヌクレオチ
ドに対し、複数のオリゴヌクレオチドプローブについ
て、検査対象とするポリヌクレオチドと各種プローブと
の結合の熱安定性を求めて、検査対象とするポリヌクレ
オチドを検出するための最適なプローブの種類と、最適
なプローブと検査対象とするポリヌクレオチドとのハイ
ブリダイゼーションを行なう最適温度とを決定する必要
がある（例えば、Ｊ．ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ
ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ、Ｖｏｌ．１、３７５−３８８
（１９９１））。
ヌクレオチドをオリゴヌクレオチドプローブを使用して
検出する場合、検査対象とする１種類のポリヌクレオチ
ドに対し、複数のオリゴヌクレオチドプローブについ
て、検査対象とするポリヌクレオチドと各種プローブと
の結合の熱安定性を求めて、検査対象とするポリヌクレ
オチドを検出するための最適なプローブの種類と、最適
なプローブと検査対象とするポリヌクレオチドとのハイ
ブリダイゼーションを行なう最適温度とを決定する必要
がある（例えば、Ｊ．ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ
ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ、Ｖｏｌ．１、３７５−３８８
（１９９１））。
【００３６】図１４は、実施例８を説明する図であり、
検出チップ１４００でのプローブの配置を説明する平面
図である。図１４に示すように、検出チップ１４００は
９９区画を持ち、配列番号１から配列番号９の塩基配列
を持つ９種類のオリゴヌクレオチドプローブＰ’１〜
Ｐ’９が、図１４に示すように各区画に固定される。即
ち、図１４に示す検出チップ１４００の９９区画の第１
行から第１１行にプローブＰ’１〜Ｐ’９を固定し、各
行毎の区画の設定温度を異なる温度にする。図１４に示
す例では、各行の区画の設定温度はＴ＝０°Ｃ〜Ｔ＝５
０°Ｃである。なお、図１４に示す例では、各行の区画
の設定温度が順次上昇するように設定しているが、これ
に限らず一般に任意の温度の順に各行の区画の設定温度
を設定しても良いことは言うまでもない。
検出チップ１４００でのプローブの配置を説明する平面
図である。図１４に示すように、検出チップ１４００は
９９区画を持ち、配列番号１から配列番号９の塩基配列
を持つ９種類のオリゴヌクレオチドプローブＰ’１〜
Ｐ’９が、図１４に示すように各区画に固定される。即
ち、図１４に示す検出チップ１４００の９９区画の第１
行から第１１行にプローブＰ’１〜Ｐ’９を固定し、各
行毎の区画の設定温度を異なる温度にする。図１４に示
す例では、各行の区画の設定温度はＴ＝０°Ｃ〜Ｔ＝５
０°Ｃである。なお、図１４に示す例では、各行の区画
の設定温度が順次上昇するように設定しているが、これ
に限らず一般に任意の温度の順に各行の区画の設定温度
を設定しても良いことは言うまでもない。
【００３７】 ＧＴＣＧＴＴＴＴ (配列番号１) ＣＧＴＣＧＴＴＴ (配列番号２) ＣＣＧＴＣＧＴＴ (配列番号３) ＧＣＣＧＴＣＧＴ (配列番号４) ＧＧＣＣＧＴＣＧ (配列番号５) ＴＧＧＣＣＧＴＣ (配列番号６) ＣＴＧＧＣＣＧＴ (配列番号７) ＡＣＴＧＧＣＣＧ (配列番号８) ＣＴＣＧＴＴＴＴ (配列番号９) 検査対象として、配列番号１０の塩基配列を持つ蛍光標
識された１７塩基長のＤＮＡ断片を用いる。配列番号１
０の塩基配列を持つＤＮＡ断片と１塩基のみ異なる３種
類の塩基配列を持ち、配列番号１１から配列番号１３の
塩基配列を持つ蛍光標識された１７塩基長のＤＮＡ断片
は、配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片に対する
多型の例を示す試料である。
識された１７塩基長のＤＮＡ断片を用いる。配列番号１
０の塩基配列を持つＤＮＡ断片と１塩基のみ異なる３種
類の塩基配列を持ち、配列番号１１から配列番号１３の
塩基配列を持つ蛍光標識された１７塩基長のＤＮＡ断片
は、配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片に対する
多型の例を示す試料である。
【００３８】 ＴＧＡＣＣＧＧＣＡＧＣＡＡＡＡＴＧ (配列番号１０) ＴＧＡＣＣＧＧＴＡＧＣＡＡＡＡＴＧ (配列番号１１) ＴＧＡＣＣＧＧＡＡＧＣＡＡＡＡＴＧ (配列番号１２) ＴＧＡＣＣＧＣＣＡＧＣＡＡＡＡＴＧ (配列番号１３) 配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片を図１４に示
す検出チップ１４００に注入して、配列番号１０の塩基
配列を持つＤＮＡ断片と各区画に固定されたプローブと
のハイブリダイゼーションを行なう。各区画では、各区
画に設定された温度条件に於ける、各区画に固定された
プローブと配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片と
の間の結合率を反映した量のＤＮＡ断片が捕捉される。
各区画に捕捉されたＤＮＡ断片の蛍光標識をレーザ照射
して発する蛍光をを測定することにより、配列番号１０
の塩基配列を持つＤＮＡ断片と９種類のプローブＰ’１
〜Ｐ’９の各プローブとの間でのハイブリダイゼーショ
ン温度特性を得ることが出来る。
す検出チップ１４００に注入して、配列番号１０の塩基
配列を持つＤＮＡ断片と各区画に固定されたプローブと
のハイブリダイゼーションを行なう。各区画では、各区
画に設定された温度条件に於ける、各区画に固定された
プローブと配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片と
の間の結合率を反映した量のＤＮＡ断片が捕捉される。
各区画に捕捉されたＤＮＡ断片の蛍光標識をレーザ照射
して発する蛍光をを測定することにより、配列番号１０
の塩基配列を持つＤＮＡ断片と９種類のプローブＰ’１
〜Ｐ’９の各プローブとの間でのハイブリダイゼーショ
ン温度特性を得ることが出来る。
【００３９】図１５は、ＤＮＡ断片とプローブとの間で
のハイブリダイゼーション温度特性の例を示す図であ
る。図１５に於いて、縦軸は、各区画に固定されたプロ
ーブと試料であるＤＮＡ断片との間の結合率を示し、結
合率が１００％であることは試料であるＤＮＡ断片の全
ての断片にプローブが結合した状態を示す、横軸は、各
区画に設定された温度を示す。図１５に示すハイブリダ
イゼーション温度特性１５０１は、配列番号４を持つプ
ローブＰ’４と配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断
片との間での結合の温度特性を示す。
のハイブリダイゼーション温度特性の例を示す図であ
る。図１５に於いて、縦軸は、各区画に固定されたプロ
ーブと試料であるＤＮＡ断片との間の結合率を示し、結
合率が１００％であることは試料であるＤＮＡ断片の全
ての断片にプローブが結合した状態を示す、横軸は、各
区画に設定された温度を示す。図１５に示すハイブリダ
イゼーション温度特性１５０１は、配列番号４を持つプ
ローブＰ’４と配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断
片との間での結合の温度特性を示す。
【００４０】また、配列番号１０の塩基配列を持つＤＮ
Ａ断片に対する多型の例を示す試料である、配列番号１
１から配列番号１３の塩基配列を持つ蛍光標識されたＤ
ＮＡ断片の各試料毎に、同様にハイブリダイゼーション
温度特性の評価を行なうことにより、１塩基だけミスマ
ッチする場合のＤＮＡ断片とプローブとの間での結合の
温度特性も得ることが出来る。図１５に示すハイブリダ
イゼーション温度特性１５０２、１５０３、１５０４
は、それぞれ、配列番号１１から配列番号１３の塩基配
列を持つＤＮＡ断片とプローブＰ’４と間での結合の温
度特性を示す。
Ａ断片に対する多型の例を示す試料である、配列番号１
１から配列番号１３の塩基配列を持つ蛍光標識されたＤ
ＮＡ断片の各試料毎に、同様にハイブリダイゼーション
温度特性の評価を行なうことにより、１塩基だけミスマ
ッチする場合のＤＮＡ断片とプローブとの間での結合の
温度特性も得ることが出来る。図１５に示すハイブリダ
イゼーション温度特性１５０２、１５０３、１５０４
は、それぞれ、配列番号１１から配列番号１３の塩基配
列を持つＤＮＡ断片とプローブＰ’４と間での結合の温
度特性を示す。
【００４１】実施例８で説明した方法では、文献（Ｊ．
ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎ
ｇ、Ｖｏｌ．１、３７５−３８８（１９９１））に記載
されたＦｉｇ．２と同等の測定結果を、４回のハイブリ
ダイゼーション測定により得ることが出来る。実施例８
の方法では、１種類の試料のＤＮＡ断片と複数の種類の
プローブとの間でのハイブリダイゼーションを一度に同
時の行なうので、ＰＣＲ増幅等の試料調整に於ける諸条
件の差に起因する誤差、ハイブリダイゼーション時間の
差に起因する誤差、検出チップの洗浄時間に起因する誤
差も生じにくく、ハイブリダイゼーション温度特性の測
定誤差が少なく、ハイブリダイゼーション温度特性の評
価をより正確にできという特徴を有する。配列番号１０
の塩基配列を持つＤＮＡ断片の検出に最適なハイブリダ
イゼーション温度を実験的に求めることができる。
ＤＮＡ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎ
ｇ、Ｖｏｌ．１、３７５−３８８（１９９１））に記載
されたＦｉｇ．２と同等の測定結果を、４回のハイブリ
ダイゼーション測定により得ることが出来る。実施例８
の方法では、１種類の試料のＤＮＡ断片と複数の種類の
プローブとの間でのハイブリダイゼーションを一度に同
時の行なうので、ＰＣＲ増幅等の試料調整に於ける諸条
件の差に起因する誤差、ハイブリダイゼーション時間の
差に起因する誤差、検出チップの洗浄時間に起因する誤
差も生じにくく、ハイブリダイゼーション温度特性の測
定誤差が少なく、ハイブリダイゼーション温度特性の評
価をより正確にできという特徴を有する。配列番号１０
の塩基配列を持つＤＮＡ断片の検出に最適なハイブリダ
イゼーション温度を実験的に求めることができる。
【００４２】例えば、検査対象の試料の中に、配列番号
１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片と、配列番号１０の塩
基配列を持つＤＮＡ断片に対する多型の例である、配列
番号１１から配列番号１３の塩基配列を持つＤＮＡ断片
とが存在することが予め判明しており、配列番号１０の
塩基配列を持つＤＮＡ断片の存在を判定したい場合、配
列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片とプローブとの
間での結合率と、配列番号１１から配列番号１３の塩基
配列を持つＤＮＡ断片とプローブとの間での結合率との
比が最も大きいプローブ、及びハイブリダイゼーション
温度を選択すれば良い。
１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片と、配列番号１０の塩
基配列を持つＤＮＡ断片に対する多型の例である、配列
番号１１から配列番号１３の塩基配列を持つＤＮＡ断片
とが存在することが予め判明しており、配列番号１０の
塩基配列を持つＤＮＡ断片の存在を判定したい場合、配
列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断片とプローブとの
間での結合率と、配列番号１１から配列番号１３の塩基
配列を持つＤＮＡ断片とプローブとの間での結合率との
比が最も大きいプローブ、及びハイブリダイゼーション
温度を選択すれば良い。
【００４３】図１５に示す例では、区画の設定温度が３
５°Ｃの場合に、プローブＰ’４と配列番号１０の塩基
配列を持つＤＮＡ断片との間での結合率が約５０％であ
り、プローブＰ’４と配列番号１１から配列番号１３の
塩基配列を持つＤＮＡ断片との間での結合率が約１．２
％未満であり、配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断
片とプローブＰ’４との間での結合率と、配列番号１１
から配列番号１３の塩基配列を持つＤＮＡ断片とプロー
ブＰ’４との間での結合率との比が最も大きい。従っ
て、図１５に示す例では、プローブＰ’４と配列番号１
０の塩基配列を持つＤＮＡ断片との間での最適なハイブ
リダイゼーション温度は３５°Ｃとなる。
５°Ｃの場合に、プローブＰ’４と配列番号１０の塩基
配列を持つＤＮＡ断片との間での結合率が約５０％であ
り、プローブＰ’４と配列番号１１から配列番号１３の
塩基配列を持つＤＮＡ断片との間での結合率が約１．２
％未満であり、配列番号１０の塩基配列を持つＤＮＡ断
片とプローブＰ’４との間での結合率と、配列番号１１
から配列番号１３の塩基配列を持つＤＮＡ断片とプロー
ブＰ’４との間での結合率との比が最も大きい。従っ
て、図１５に示す例では、プローブＰ’４と配列番号１
０の塩基配列を持つＤＮＡ断片との間での最適なハイブ
リダイゼーション温度は３５°Ｃとなる。
【００４４】図１５に示す例で説明したような、検出対
象とするＤＮＡ断片とプローブとの間でのハイブリダイ
ゼーション温度特性を、全てのプローブＰ’１〜Ｐ’９
に関して求め、検出対象のＤＮＡ断片の検出に最適なプ
ローブをＰ’ｉ（ｉは、１から９の何れか）とする時、
検出対象とするＤＮＡ断片とプローブＰ’ｉとの間での
結合率と、検出対象とするＤＮＡ断片とプローブＰ’ｊ
（ｊ＝１〜９、但し、ｊ≠ｉ）との間での結合率との比
が最も大きくなるようにプローブＰ’ｉとハイブリダイ
ゼーション温度を求める。以上のようにして、検出対象
とするＤＮＡ断片と複数のプローブとの間でのハイブリ
ダイゼーション温度特性を測定誤差が少なく求めること
ができ、検出対象のＤＮＡ断片の検出に最適なプローブ
の種類と、最適なハイブリダイゼーション温度を求める
ことができる。この結果、目的とするＤＮＡ断片を最適
なハイブリダイゼーション温度の下で行なうことがで
き、より正確に目的とするＤＮＡ断片を検出できる。
象とするＤＮＡ断片とプローブとの間でのハイブリダイ
ゼーション温度特性を、全てのプローブＰ’１〜Ｐ’９
に関して求め、検出対象のＤＮＡ断片の検出に最適なプ
ローブをＰ’ｉ（ｉは、１から９の何れか）とする時、
検出対象とするＤＮＡ断片とプローブＰ’ｉとの間での
結合率と、検出対象とするＤＮＡ断片とプローブＰ’ｊ
（ｊ＝１〜９、但し、ｊ≠ｉ）との間での結合率との比
が最も大きくなるようにプローブＰ’ｉとハイブリダイ
ゼーション温度を求める。以上のようにして、検出対象
とするＤＮＡ断片と複数のプローブとの間でのハイブリ
ダイゼーション温度特性を測定誤差が少なく求めること
ができ、検出対象のＤＮＡ断片の検出に最適なプローブ
の種類と、最適なハイブリダイゼーション温度を求める
ことができる。この結果、目的とするＤＮＡ断片を最適
なハイブリダイゼーション温度の下で行なうことがで
き、より正確に目的とするＤＮＡ断片を検出できる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の検出チップ、及びポリヌクレオ
チド検出装置によれば、検出チップの各区画に固定され
た各プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度
に、検出チップの各区画の温度を設定制御してハイブリ
ダイゼーションを実行するので、Ｔｍの差によるプロー
ブの相補鎖結合の生成量の差異、及びミスマッチ確率の
差異が殆ど生じない検査が可能となる。
チド検出装置によれば、検出チップの各区画に固定され
た各プローブのハイブリダイゼーションのＴｍ値の温度
に、検出チップの各区画の温度を設定制御してハイブリ
ダイゼーションを実行するので、Ｔｍの差によるプロー
ブの相補鎖結合の生成量の差異、及びミスマッチ確率の
差異が殆ど生じない検査が可能となる。
【００４６】
【配列表】 SEQUENCE LISTING ＜110＞ HITACHI、LTD. ＜120＞ Polynucleotide Detection Chips and Polynucleotide Detection Appa ratus 〈130〉 H99009821A1 ＜160＞ 13 ＜210＞ 1 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 1 gtcgtttt 8 ＜210＞ 2 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 2 cgtcgttt 8 ＜210＞ 3 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 3 ccgtcgtt 8 ＜210＞ 4 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 4 gccgtcgt 8 ＜210＞ 5 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA <213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 5 ggccgtcg 8 ＜210＞ 6 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 6 tggccgtc 8 ＜210＞ 7 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 7 ctggccgt 8 <210＞ 8 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 8 actggccg 8 ＜210＞ 9 ＜211＞ 8 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ DNA probe hybridizing with DNA fragment. ＜400＞ 9 ctcgtttt 8 ＜210＞ 10 ＜211＞ 17 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ fluorescently labeled DNA fragment. ＜400＞ 10 tgaccggcagcaaaatg 17 ＜210＞ 11 ＜211＞ 17 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ fluorescently labeled DNA fragment. ＜400＞ 11 tgaccggtagcaaaatg 17 ＜210＞ 12 ＜211＞ 17 ＜212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ fluorescently labeled DNA fragment. ＜400＞ 12 tgaccggaagcaaaatg 17 ＜210＞ 13 ＜211＞ 17 <212＞ DNA ＜213＞ Artificial Sequence ＜220＞ ＜223＞ fluorescently labeled DNA fragment. ＜400＞ 13 tgaccgccagcaaaatg 17 配列表フリーテキスト （１）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （２）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （３）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （４）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （５）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （６）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （７）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （８）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （９）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （１０）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片 （１１）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片 （１２）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片 （１３）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （２）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （３）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （４）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （５）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （６）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （７）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （８）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （９）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の記
録 ＤＮＡ断片に相補結合するＤＮＡプローブ （１０）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片 （１１）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片 （１２）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片 （１３）配列番号１の配列に関する他の関連する情報の
記録 蛍光標識されたＤＮＡ断片
【図１】本発明の実施例１の検出チップの構成を示す平
面図。
面図。
【図２】本発明の実施例１の検出チップの部分拡大平面
図。
図。
【図３】本発明の実施例１の検出チップの内部回路を説
明する部分拡大平面図。
明する部分拡大平面図。
【図４】図２及び図３のＡ−Ａ’に於ける断面図。
【図５】図２及び図３のＢ−Ｂ’に於ける断面図。
【図６】本発明の実施例１の検出チップの各端子と圧制
御回路の接続構成を説明する図。
御回路の接続構成を説明する図。
【図７】本発明の実施例１の検出チップに試料を注入し
た状態を示す断面図。
た状態を示す断面図。
【図８】本発明の実施例２の検出チップであり、プロー
ブが固定される区画の面以外の面に撥水処理を行った検
出チップの断面図。
ブが固定される区画の面以外の面に撥水処理を行った検
出チップの断面図。
【図９】本発明の実施例３を説明する図であり、各実施
例での検出チップの各プローブが固定される区画に於け
るジュール熱制御をＴＦＴ回路により行なうことを説明
する図。
例での検出チップの各プローブが固定される区画に於け
るジュール熱制御をＴＦＴ回路により行なうことを説明
する図。
【図１０】本発明の実施例４を説明する図であり、プロ
ーブが固定される複数の区画の温度制御を説明する図。
ーブが固定される複数の区画の温度制御を説明する図。
【図１１】本発明の実施例５を説明する図であり、検出
チップでのプローブの配置を説明する平面図。
チップでのプローブの配置を説明する平面図。
【図１２】本発明の実施例６を説明する図であり、検出
チップの温度調節用の上蓋を説明する平面図。
チップの温度調節用の上蓋を説明する平面図。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ’に於ける、検出チップに温
度調節用の上蓋を重ねた状態を示す断面図。
度調節用の上蓋を重ねた状態を示す断面図。
【図１４】本発明の実施例８を説明する図であり、検出
チップでのプローブの配置を説明する平面図。
チップでのプローブの配置を説明する平面図。
【図１５】本発明の実施例８に於いて、ＤＮＡ断片とプ
ローブとの間でのハイブリダイゼーション温度特性の例
を示す図。
ローブとの間でのハイブリダイゼーション温度特性の例
を示す図。
【図１６】８塩基、２５塩基に於ける％ＧＣ法により求
めたＴｍ値の計算値を示す図。
めたＴｍ値の計算値を示す図。
３１…ｎ形拡散層の導電線ヒーター、３２…ｐ−Ｓｉの
層、３３…ｎ形拡散層のｐｎ接合部、４２…シリコン樹
脂等の断熱性材料、４１、４３…シリコン酸化膜、６０
…電圧制御回路、６１…可変電圧電源、６２…定電圧電
源、６３…電流検出器、６４−１、６４−２、６４−３
…電極、７１、７２…プローブ、７３、８２…試料溶
液、８１…プローブが固定される区画の面以外の領域、
９０−１〜９０−４…ＴＦＴゲート、９１−１、９１−
２電圧印加線…、…９２−１、９２−２電圧印加選択ス
イッチ、…９３−１、９３−２ＴＦＴ回路のゲート線、
９４…電源、９５…スイッチ選択及びゲート線選スイッ
チ択制御回路、１００−１、１００−２、１００−３、
１００−４、１４００…検出チップ、８０、１０１〜１
０４、７１１、７２１…プローブが固定される区画、１
２１−１〜１２１−３、１２２−１〜１２２−３、１２
３−１〜１２３−３、１２４−１〜１２４−３…配線、
１１１−１、１１２−１、１１３−１、１１４−１…作
用電極端子、１１１−２、１１２−２、１１３−２、１
１４−２…温度検出端子端子、１１１−３、１１３−
２、１１３−３、１１４−３…基準電極端子端子、１３
１−１、１３１−２、１３１−３、１３１−４…酸化膜
の窓、１４１−１、１４１−２、１４１−３…ポリシリ
コン層、１５０…、ＴＦＴ回路が形成された基板、９０
１、９０２、９０３、９０４…ＴＦＴ回路の端子、１０
０１〜１００６…、１０１１…端子、１２０１〜１２０
３…温度調整領域、１３００…温度調節用の上蓋、１３
０１…上蓋と検出チップの空隙、１５０１、１５０２、
１５０３、１５０４…ハイブリダイゼーション温度特
性。
層、３３…ｎ形拡散層のｐｎ接合部、４２…シリコン樹
脂等の断熱性材料、４１、４３…シリコン酸化膜、６０
…電圧制御回路、６１…可変電圧電源、６２…定電圧電
源、６３…電流検出器、６４−１、６４−２、６４−３
…電極、７１、７２…プローブ、７３、８２…試料溶
液、８１…プローブが固定される区画の面以外の領域、
９０−１〜９０−４…ＴＦＴゲート、９１−１、９１−
２電圧印加線…、…９２−１、９２−２電圧印加選択ス
イッチ、…９３−１、９３−２ＴＦＴ回路のゲート線、
９４…電源、９５…スイッチ選択及びゲート線選スイッ
チ択制御回路、１００−１、１００−２、１００−３、
１００−４、１４００…検出チップ、８０、１０１〜１
０４、７１１、７２１…プローブが固定される区画、１
２１−１〜１２１−３、１２２−１〜１２２−３、１２
３−１〜１２３−３、１２４−１〜１２４−３…配線、
１１１−１、１１２−１、１１３−１、１１４−１…作
用電極端子、１１１−２、１１２−２、１１３−２、１
１４−２…温度検出端子端子、１１１−３、１１３−
２、１１３−３、１１４−３…基準電極端子端子、１３
１−１、１３１−２、１３１−３、１３１−４…酸化膜
の窓、１４１−１、１４１−２、１４１−３…ポリシリ
コン層、１５０…、ＴＦＴ回路が形成された基板、９０
１、９０２、９０３、９０４…ＴＦＴ回路の端子、１０
０１〜１００６…、１０１１…端子、１２０１〜１２０
３…温度調整領域、１３００…温度調節用の上蓋、１３
０１…上蓋と検出チップの空隙、１５０１、１５０２、
１５０３、１５０４…ハイブリダイゼーション温度特
性。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｎ 33/543 ５９３ Ｇ０１Ｎ 33/543 ５９３ (72)発明者 村川 克二 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2G045 AA35 DA12 DA13 DA14 FA33 FB02 GC30 HA09 4B024 AA11 AA19 AA20 CA01 CA09 FA18 HA14 HA19 4B029 AA07 AA23 BB20 CC03 CC08 CC11 FA03 FA15 4B063 QA01 QQ43 QQ48 QR32 QR38 QR62 QS03 QS34 QS36 QX02
Claims (15)
- 【請求項１】異なるオリゴヌクレオチドプローブが種類
毎に固定される複数の区画と、前記区画に形成される加
熱回路と、前記区画に形成される温度検出回路とを有す
ることを特徴とするポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項２】請求項１に記載のポリヌクレオチド検出チ
ップに於いて、前記各区画の前記加熱回路、及び前記温
度検出回路が、前記区画毎に独立して動作するように形
成されることを特徴とするポリヌクレオチド検出チッ
プ。 - 【請求項３】請求項１に記載のポリヌクレオチド検出チ
ップに於いて、前記複数の区画が第１方向、及び第２方
向に２次元に形成され、前記各区画の前記加熱回路、及
び前記温度検出回路が、前記第１方向に形成された前記
区画の複数毎に独立して動作するように形成されること
を特徴とするポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項４】請求項１に記載のポリヌクレオチド検出チ
ップに於いて、前記複数の区画はシリコン基板に形成さ
れ、前記各区画の面にシリコン酸化膜が形成されること
を特徴とするポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項５】請求項１に記載のポリヌクレオチド検出に
於いて、前記複数の区画はシリコン基板に形成され、前
記各区画の面にシリコン酸化膜が形成され、前記加熱回
路が前記シリコン基板と異なる型のシリコン又はポリシ
リコンにより形成されることを特徴とするポリヌクレオ
チド検出チップ。 - 【請求項６】請求項１に記載のポリヌクレオチドチップ
に於いて、前記複数の区画はシリコン基板に形成され、
前記各区画の面にシリコン酸化膜が形成され、前記温度
検出回路がｐｎ接合素子により形成されることを特徴と
するポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項７】請求項１に記載のポリヌクレオチドチップ
に於いて、前記複数の区画が第１方向、及び第２方向に
２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖結合
の熱安定性の高いものから、前記第１方向の前記区画、
及び前記第２方向の前記区画に、一方向に向けて順次、
前記異なるオリゴヌクレオチドプローブが固定されるこ
とを特徴とするポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項８】請求項１に記載のポリヌクレオチドチップ
に於いて、前記複数の区画が第１方向、及び第２方向に
２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖結合
の熱安定性の高いものから、前記２次元に形成される前
記複数の区画の中心部の前記区画から周辺の前記区画に
向けて、順次、前記異なるオリゴヌクレオチドプローブ
が固定されることを特徴とするポリヌクレオチド検出チ
ップ。 - 【請求項９】請求項１に記載のポリヌクレオチドチップ
に於いて、前記複数の区画が第１方向、及び第２方向に
２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプロ
ーブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖結合
の融解温度の高いものから、前記第１方向の前記区画、
及び前記第２方向の前記区画に、一方向に向けて順次、
前記異なるオリゴヌクレオチドプローブが固定されるこ
とを特徴とするポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項１０】請求項１に記載のポリヌクレオチドチッ
プに於いて、前記複数の区画が第１方向、及び第２方向
に２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチドプ
ローブに相補的に結合するポリヌクレオチドの相補鎖結
合の融解温度の高いものから、前記２次元に形成される
前記複数の区画の中心部の前記区画から周辺の前記区画
に向けて、順次、前記異なるオリゴヌクレオチドプロー
ブが固定されることを特徴とするポリヌクレオチド検出
チップ。 - 【請求項１１】異なるオリゴヌクレオチドプローブが種
類毎に固定される複数の区画と、前記区画に形成される
加熱回路と、前記区画に形成される温度検出回路とを有
し、前記複数の区画が複数の行、及び複数の列をなすよ
うに２次元に形成され、前記異なるオリゴヌクレオチド
プローブが前記複数の行の各行の前記区画に固定され、
前記複数の行の各行の前記区画の温度を異なる温度に設
定することを特徴とするポリヌクレオチド検出チップ。 - 【請求項１２】異なるオリゴヌクレオチドプローブが種
類毎に固定される複数の区画と、前記区画に形成される
加熱回路と、前記区画に形成される温度検出回路とを有
し、温度の制御を行なう前記区画を選択する選択回路
と、選択された前記区画の前記温度検出回路の出力信号
に基づいて、前記選択された前記区画の前記加熱回路に
対する入力を制御する制御回路とを有することを特徴と
するポリヌクレオチド検査装置。 - 【請求項１３】請求項１２に記載のポリヌクレオチド検
査装置に於いて、前記各区画の前記加熱回路、及び前記
温度検出回路が、前記区画毎に独立して動作するように
形成され、前記選択回路は１つの前記区画を選択するこ
とを特徴とするポリヌクレオチド検査装置。 - 【請求項１４】請求項１２に記載のポリヌクレオチド検
査装置に於いて、前記複数の区画が第１方向、及び第２
方向に２次元に形成され、前記各区画の前記加熱回路、
及び前記温度検出回路が、前記第１方向に形成された前
記区画の複数毎に独立して動作するように形成され、前
記選択回路は、前記第１方向に形成された前記区画の複
数を同時に選択することを特徴とするポリヌクレオチド
検査装置。 - 【請求項１５】請求項１２に記載のポリヌクレオチド検
査装置に於いて、前記各区画の前記加熱回路、及び前記
温度検出回路が、前記区画毎に独立して動作するように
形成され、前記選択回路はＴＦＴ回路を含み１つの前記
区画を選択することを特徴とするポリヌクレオチド検査
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154655A JP2000342264A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | ポリヌクレオチド検出チップ及びポリヌクレオチド検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154655A JP2000342264A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | ポリヌクレオチド検出チップ及びポリヌクレオチド検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000342264A true JP2000342264A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15588996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11154655A Pending JP2000342264A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | ポリヌクレオチド検出チップ及びポリヌクレオチド検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000342264A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053777A2 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-11 | Picoliter Inc. | Device and method for tracking conditions in an assay |
| WO2003027673A1 (fr) * | 2001-07-31 | 2003-04-03 | Olympus Corporation | Appareil d'inspection genique et procede d'extraction d'acide nucleique cible faisant appel a cet appareil |
| JP2003107083A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | 棒状担体およびこれを具備するシリンダー反応容器 |
| WO2003044527A1 (fr) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Riken | Substrat pour microreseau de biomolecules, son processus de fabrication, microreseau de biomolecules et procede de collecte de donnees sur microreseau de biomolecules |
| WO2006033484A1 (ja) * | 2004-09-24 | 2006-03-30 | Kyushu University, National University Corporation | 核酸マイクロアレイ及び核酸プローブの設計方法並びに遺伝子検出方法 |
| JP2006170642A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Hitachi Cable Ltd | バイオセンサアレイ及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-06-02 JP JP11154655A patent/JP2000342264A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053777A2 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-11 | Picoliter Inc. | Device and method for tracking conditions in an assay |
| WO2002053777A3 (en) * | 2000-12-29 | 2003-02-27 | Picoliter Inc | Device and method for tracking conditions in an assay |
| WO2003027673A1 (fr) * | 2001-07-31 | 2003-04-03 | Olympus Corporation | Appareil d'inspection genique et procede d'extraction d'acide nucleique cible faisant appel a cet appareil |
| JP2003107083A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | 棒状担体およびこれを具備するシリンダー反応容器 |
| WO2003044527A1 (fr) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Riken | Substrat pour microreseau de biomolecules, son processus de fabrication, microreseau de biomolecules et procede de collecte de donnees sur microreseau de biomolecules |
| WO2006033484A1 (ja) * | 2004-09-24 | 2006-03-30 | Kyushu University, National University Corporation | 核酸マイクロアレイ及び核酸プローブの設計方法並びに遺伝子検出方法 |
| JP2006170642A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Hitachi Cable Ltd | バイオセンサアレイ及びその製造方法 |
| JP4513540B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2010-07-28 | 日立電線株式会社 | バイオセンサアレイ及びその製造方法 |
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