JP2002181775A - マルチチャンネルｉｓｆｅｔ - Google Patents
マルチチャンネルｉｓｆｅｔInfo
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- JP2002181775A JP2002181775A JP2000378835A JP2000378835A JP2002181775A JP 2002181775 A JP2002181775 A JP 2002181775A JP 2000378835 A JP2000378835 A JP 2000378835A JP 2000378835 A JP2000378835 A JP 2000378835A JP 2002181775 A JP2002181775 A JP 2002181775A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロプレート等のような多数の試料
の測定時間の短縮を図ることができるマルチチャンネル
ＩＳＦＥＴを提供する。 【解決手段】 先端部にＩＳＦＥＴ１２の感応部１１を
有すると共にこの先端部がマイクロプレート６の孔７に
挿入可能な直径を有する複数のＩＳＦＥＴセンサ部４
と、この複数のＩＳＦＥＴセンサ部４をマイクロプレー
ト６の孔７の間隔に合わせて配列した等間隔で着脱自在
に保持するホルダ２とを有し、このホルダ２が前記ＩＳ
ＦＥＴセンサ部４を取り付けた状態でその感応部１１と
電気的に接続されてイオン濃度の測定値を求める演算処
理部２３を有する。
の測定時間の短縮を図ることができるマルチチャンネル
ＩＳＦＥＴを提供する。 【解決手段】 先端部にＩＳＦＥＴ１２の感応部１１を
有すると共にこの先端部がマイクロプレート６の孔７に
挿入可能な直径を有する複数のＩＳＦＥＴセンサ部４
と、この複数のＩＳＦＥＴセンサ部４をマイクロプレー
ト６の孔７の間隔に合わせて配列した等間隔で着脱自在
に保持するホルダ２とを有し、このホルダ２が前記ＩＳ
ＦＥＴセンサ部４を取り付けた状態でその感応部１１と
電気的に接続されてイオン濃度の測定値を求める演算処
理部２３を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロプレー
ト等の孔にセットされた複数の試料を一度に測定するた
めのマルチチャンネルＩＳＦＥＴ(Ion-sensitive field
-effect transistor：イオン感応電界効果トランジス
タ）に関する。
ト等の孔にセットされた複数の試料を一度に測定するた
めのマルチチャンネルＩＳＦＥＴ(Ion-sensitive field
-effect transistor：イオン感応電界効果トランジス
タ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば細胞の組織培養時の培
養条件を適切に保つことや、プレート内で培養されてい
る細胞に対する薬液感受性を評価すること等のために、
溶媒液のイオン濃度測定が広く行われている。さらに、
近年は培養条件を多種多様に変化させることや、多種多
様の薬液に対する感受性評価のために、細胞を多数の孔
（ウェル）からなるマイクロプレート内で培養させ、多
種多様の条件で評価を行うことが頻繁に行われている。
このような背景から、マイクロプレートのうちの個々の
溶液のイオン濃度を迅速に測定する要求が増えている。
養条件を適切に保つことや、プレート内で培養されてい
る細胞に対する薬液感受性を評価すること等のために、
溶媒液のイオン濃度測定が広く行われている。さらに、
近年は培養条件を多種多様に変化させることや、多種多
様の薬液に対する感受性評価のために、細胞を多数の孔
（ウェル）からなるマイクロプレート内で培養させ、多
種多様の条件で評価を行うことが頻繁に行われている。
このような背景から、マイクロプレートのうちの個々の
溶液のイオン濃度を迅速に測定する要求が増えている。
【０００３】マイクロプレートのうちの個々の溶液のイ
オン濃度は、例えばイオン濃度感受性色素を溶媒液に添
加して、その色の変化から求める方法が一般的である。
しかしながら、この方法では色素自体が細胞に与える影
響やイオン濃度の変化域に応じた色素の選択が必要であ
るなどの欠点があった。
オン濃度は、例えばイオン濃度感受性色素を溶媒液に添
加して、その色の変化から求める方法が一般的である。
しかしながら、この方法では色素自体が細胞に与える影
響やイオン濃度の変化域に応じた色素の選択が必要であ
るなどの欠点があった。
【０００４】そこで、従来よりイオン濃度の測定をガラ
ス電極を初めとするイオン電極（以下、単に電極とい
う）を用いて行うこともあった。また、電極の中にはマ
イクロプレートを用いて複数の孔に入れられた測定対象
試料のイオン濃度を測定するために、先端部分の形状を
マイクロプレートの孔に合わせて細くしたものもある。
このような特殊な形状の電極を用いることにより、試料
をマイクロプレートに載せた状態で即イオン濃度を測定
することが可能となる。
ス電極を初めとするイオン電極（以下、単に電極とい
う）を用いて行うこともあった。また、電極の中にはマ
イクロプレートを用いて複数の孔に入れられた測定対象
試料のイオン濃度を測定するために、先端部分の形状を
マイクロプレートの孔に合わせて細くしたものもある。
このような特殊な形状の電極を用いることにより、試料
をマイクロプレートに載せた状態で即イオン濃度を測定
することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
極を用いた従来のイオン濃度計では、試料が入れられた
マイクロプレートの数だけ測定動作を繰り返す必要があ
って煩わしかった。そこで、前記電極を試料の数だけ並
べて、複数の試料を一度に測定することが考えられる
が、電極はその先端部を細くすることはできるものの、
基端部を細く形成することは難しく、これをマイクロプ
レートの孔の間隔に合わせて並べることは難しかった。
極を用いた従来のイオン濃度計では、試料が入れられた
マイクロプレートの数だけ測定動作を繰り返す必要があ
って煩わしかった。そこで、前記電極を試料の数だけ並
べて、複数の試料を一度に測定することが考えられる
が、電極はその先端部を細くすることはできるものの、
基端部を細く形成することは難しく、これをマイクロプ
レートの孔の間隔に合わせて並べることは難しかった。
【０００６】さらに、被検体となる試料の中には酵素や
試薬に加えて血液、細胞、尿などを測定する場合があ
り、試料の混合や汚染を避けるために毎回の測定におい
てガラス電極を丁寧に洗浄する必要があった。そして、
この洗浄工程は作業効率を著しく低下させるものとなっ
ていた。加えて、ガラス電極はその形状が特殊であるこ
とから高価にならざるをえず、また破損しやすいことか
ら、前記洗浄工程は極めて困難なものとなり、複数のガ
ラス電極を用いたイオン濃度計を形成することは現実的
ではなかった。
試薬に加えて血液、細胞、尿などを測定する場合があ
り、試料の混合や汚染を避けるために毎回の測定におい
てガラス電極を丁寧に洗浄する必要があった。そして、
この洗浄工程は作業効率を著しく低下させるものとなっ
ていた。加えて、ガラス電極はその形状が特殊であるこ
とから高価にならざるをえず、また破損しやすいことか
ら、前記洗浄工程は極めて困難なものとなり、複数のガ
ラス電極を用いたイオン濃度計を形成することは現実的
ではなかった。
【０００７】この発明は、上述の事柄を考慮に入れてな
されたものであって、その目的は、マイクロプレート等
のような多数の試料の測定時間の短縮を図ることができ
るマルチチャンネルＩＳＦＥＴを提供することである。
されたものであって、その目的は、マイクロプレート等
のような多数の試料の測定時間の短縮を図ることができ
るマルチチャンネルＩＳＦＥＴを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のマルチチャンネルＩＳＦＥＴは、先端部に
ＩＳＦＥＴの感応部を有すると共にこの先端部がマイク
ロプレートの孔に挿入可能な直径を有する複数のＩＳＦ
ＥＴセンサ部と、この複数のＩＳＦＥＴセンサ部をマイ
クロプレートの孔の間隔に合わせて配列した等間隔で着
脱自在に保持するホルダとを有し、このホルダが前記Ｉ
ＳＦＥＴセンサ部を取り付けた状態でその感応部と電気
的に接続されてイオン濃度の測定値を求める演算処理部
を有することを特徴としている。
め、本発明のマルチチャンネルＩＳＦＥＴは、先端部に
ＩＳＦＥＴの感応部を有すると共にこの先端部がマイク
ロプレートの孔に挿入可能な直径を有する複数のＩＳＦ
ＥＴセンサ部と、この複数のＩＳＦＥＴセンサ部をマイ
クロプレートの孔の間隔に合わせて配列した等間隔で着
脱自在に保持するホルダとを有し、このホルダが前記Ｉ
ＳＦＥＴセンサ部を取り付けた状態でその感応部と電気
的に接続されてイオン濃度の測定値を求める演算処理部
を有することを特徴としている。
【０００９】ＩＳＦＥＴはＩＣの製造工程を用いてシリ
コンウェハ上に一度に大量に製造できるだけでなく、小
型化を達成できマイクロプレートの孔に挿入可能な間隔
で複数のＩＳＦＥＴセンサ部を並べることができる。し
たがって、複数の試料を同時に測定することが可能とな
る。つまり、各孔に入った試料を一つずつ測定する場合
に比べてはるかに測定時間が短くなり、測定の迅速化を
図ることができる。
コンウェハ上に一度に大量に製造できるだけでなく、小
型化を達成できマイクロプレートの孔に挿入可能な間隔
で複数のＩＳＦＥＴセンサ部を並べることができる。し
たがって、複数の試料を同時に測定することが可能とな
る。つまり、各孔に入った試料を一つずつ測定する場合
に比べてはるかに測定時間が短くなり、測定の迅速化を
図ることができる。
【００１０】さらに、比較電極として固体参照電極（特
開平１１−２５８１９８号）を採用すれば、従来の電極
よりも小型で安価な測定部を実現できるという利点もあ
る。また、安価にすることによって使い捨てとして使用
することが可能となる。加えて、ＩＳＦＥＴと固体参照
電極を用いることで従来の電極のように内部液の補充を
する必要がなくなる。このことにより、特にマイクロプ
レートを用いて行われる組織培養など、外部からの汚染
物質の混入を防ぐことが必要な実験では、内部液の漏れ
出しによる汚染のリスクも除去することができる。さら
に、ＩＳＦＥＴと固体参照電極はガラス電極のように容
易に破損することがないので、取り扱いの煩わしさも除
くことができる。
開平１１−２５８１９８号）を採用すれば、従来の電極
よりも小型で安価な測定部を実現できるという利点もあ
る。また、安価にすることによって使い捨てとして使用
することが可能となる。加えて、ＩＳＦＥＴと固体参照
電極を用いることで従来の電極のように内部液の補充を
する必要がなくなる。このことにより、特にマイクロプ
レートを用いて行われる組織培養など、外部からの汚染
物質の混入を防ぐことが必要な実験では、内部液の漏れ
出しによる汚染のリスクも除去することができる。さら
に、ＩＳＦＥＴと固体参照電極はガラス電極のように容
易に破損することがないので、取り扱いの煩わしさも除
くことができる。
【００１１】前記感応部を構成するＩＳＦＥＴと、この
ＩＳＦＥＴに接続されて出力信号のみをホルダへ出力す
るアンプ回路とを一つのシリコンウェハ上に形成した場
合には、ＩＳＦＥＴセンサ部の小型化と測定値の安定化
を両立することができる。
ＩＳＦＥＴに接続されて出力信号のみをホルダへ出力す
るアンプ回路とを一つのシリコンウェハ上に形成した場
合には、ＩＳＦＥＴセンサ部の小型化と測定値の安定化
を両立することができる。
【００１２】前記ホルダが各ＩＳＦＥＴセンサ部によっ
て測定されたイオン濃度をそれぞれ表示する表示部を有
する場合には、測定時にすぐに複数の試料のイオン濃度
を確認することができる。
て測定されたイオン濃度をそれぞれ表示する表示部を有
する場合には、測定時にすぐに複数の試料のイオン濃度
を確認することができる。
【００１３】前記ホルダの演算処理部が外部の情報処理
装置と通信可能とする通信ポートを有する場合には、測
定値を外部のコンピュータなどに記録することが可能と
なり、使用者はイオン濃度の測定値を記録用紙にメモす
る必要がなく、それだけ作業効率を向上できる。
装置と通信可能とする通信ポートを有する場合には、測
定値を外部のコンピュータなどに記録することが可能と
なり、使用者はイオン濃度の測定値を記録用紙にメモす
る必要がなく、それだけ作業効率を向上できる。
【００１４】前記ホルダが一度の操作でＩＳＦＥＴセン
サ部を交換可能とする操作ノブを有する場合には、複数
のＩＳＦＥＴセンサ部を迅速に交換でき、それだけ作業
効率を向上できる。
サ部を交換可能とする操作ノブを有する場合には、複数
のＩＳＦＥＴセンサ部を迅速に交換でき、それだけ作業
効率を向上できる。
【００１５】前記ホルダがＩＳＦＥＴセンサ部を一直線
上に配置した状態で保持するものである場合には、各Ｉ
ＳＦＥＴセンサ部を容易にマイクロプレートの孔に合わ
せて挿入することができると共に、複数の試料を同時に
測定できる。
上に配置した状態で保持するものである場合には、各Ｉ
ＳＦＥＴセンサ部を容易にマイクロプレートの孔に合わ
せて挿入することができると共に、複数の試料を同時に
測定できる。
【００１６】前記ホルダの厚みをマイクロプレートの孔
の間隔と同じとし、複数のホルダをその厚さ方向に重ね
合わせた状態で連結することにより、二次元的に配列さ
れたマイクロプレートの孔にそれぞれ対応するＩＳＦＥ
Ｔセンサ部を挿入可能とした場合には、二次元的に配列
されたマイクロプレートの全ての孔に入れられた試料を
同時に測定することも可能となり、作業効率を可及的に
向上できる。
の間隔と同じとし、複数のホルダをその厚さ方向に重ね
合わせた状態で連結することにより、二次元的に配列さ
れたマイクロプレートの孔にそれぞれ対応するＩＳＦＥ
Ｔセンサ部を挿入可能とした場合には、二次元的に配列
されたマイクロプレートの全ての孔に入れられた試料を
同時に測定することも可能となり、作業効率を可及的に
向上できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照しながら説明する。まず、図１は本発明のマルチチャ
ンネルＩＳＦＥＴ１の全体構成を示す図であり、図１
（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図である。図１にお
いて、２はマルチチャンネルＩＳＦＥＴ１の本体（ホル
ダ）、３はこのホルダ２に取り付けられた把手、４はホ
ルダ２に対して一直線上かつ等間隔に取り付けられる複
数のＩＳＦＥＴセンサ部、５はマイクロプレート、７は
マイクロプレート５の孔である。なお、本発明において
試料が注入されるのはマイクロプレート５に限定するも
のではなく、このマイクロプレート５の孔７に類似の形
の容器を並べてもよい。
照しながら説明する。まず、図１は本発明のマルチチャ
ンネルＩＳＦＥＴ１の全体構成を示す図であり、図１
（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図である。図１にお
いて、２はマルチチャンネルＩＳＦＥＴ１の本体（ホル
ダ）、３はこのホルダ２に取り付けられた把手、４はホ
ルダ２に対して一直線上かつ等間隔に取り付けられる複
数のＩＳＦＥＴセンサ部、５はマイクロプレート、７は
マイクロプレート５の孔である。なお、本発明において
試料が注入されるのはマイクロプレート５に限定するも
のではなく、このマイクロプレート５の孔７に類似の形
の容器を並べてもよい。
【００１８】前記ＩＳＦＥＴセンサ部４は孔７のピッチ
ｄに合わせて前記ホルダ２に取付けられている。また、
８は前記ホルダ２のＩＳＦＥＴセンサ部の取付け部分の
上部に取付けられた測定結果の表示部（測定値表示
窓）、９は前記把手３の側面に設けられた操作ノブであ
り、この操作ノブ９の操作によって前記ＩＳＦＥＴセン
サ部４は一度に脱着できる。さらに、前記前記把手３の
上部には外部の処理装置との通信用の通信ポート（ＩＴ
機器接続用コネクタ）１０を形成している。
ｄに合わせて前記ホルダ２に取付けられている。また、
８は前記ホルダ２のＩＳＦＥＴセンサ部の取付け部分の
上部に取付けられた測定結果の表示部（測定値表示
窓）、９は前記把手３の側面に設けられた操作ノブであ
り、この操作ノブ９の操作によって前記ＩＳＦＥＴセン
サ部４は一度に脱着できる。さらに、前記前記把手３の
上部には外部の処理装置との通信用の通信ポート（ＩＴ
機器接続用コネクタ）１０を形成している。
【００１９】図２はＩＳＦＥＴセンサ部４の一部を拡大
して示す一部破断斜視図である。図２において、１１は
前記ＩＳＦＥＴセンサ部４の感応部であり、１２は感応
部１１の要部を構成するＩＳＦＥＴ、１３はこのＩＳＦ
ＥＴ１２に電気的に接続されて増幅し、出力信号のみを
ホルダ２側へ出力するアンプ回路、１４はＩＳＦＥＴ１
２とアンプ回路１３を同一シリコンウェハ上に形成して
なるＩＣチップ、１５は固体参照電極（以下、参照電極
という）、１６はこの参照電極１５を形成する共に前記
ＩＣチップ１４を貼り付けた支持基板である。
して示す一部破断斜視図である。図２において、１１は
前記ＩＳＦＥＴセンサ部４の感応部であり、１２は感応
部１１の要部を構成するＩＳＦＥＴ、１３はこのＩＳＦ
ＥＴ１２に電気的に接続されて増幅し、出力信号のみを
ホルダ２側へ出力するアンプ回路、１４はＩＳＦＥＴ１
２とアンプ回路１３を同一シリコンウェハ上に形成して
なるＩＣチップ、１５は固体参照電極（以下、参照電極
という）、１６はこの参照電極１５を形成する共に前記
ＩＣチップ１４を貼り付けた支持基板である。
【００２０】１７は前記支持基板１６の先端部に形成さ
れたＩＳＦＥＴ１２および参照電極１５を露出した状態
でアンプ回路１３等を外部と水密状態にするためのモー
ルド、１８は外部と遮断された前記支持基板１６上にパ
ターン形成された配線、１９はこの配線１８をＩＣチッ
プ１４に接続される接続部、２０は前記モールド１７に
よって仕切られたＩＳＦＥＴセンサ部４の先端部分を外
部に露出するために形成された開孔である。なお、接続
部１９はＩＣチップ１４と配線１８をワイヤーボンディ
ングもしくはバンプ等によって接続してなる。
れたＩＳＦＥＴ１２および参照電極１５を露出した状態
でアンプ回路１３等を外部と水密状態にするためのモー
ルド、１８は外部と遮断された前記支持基板１６上にパ
ターン形成された配線、１９はこの配線１８をＩＣチッ
プ１４に接続される接続部、２０は前記モールド１７に
よって仕切られたＩＳＦＥＴセンサ部４の先端部分を外
部に露出するために形成された開孔である。なお、接続
部１９はＩＣチップ１４と配線１８をワイヤーボンディ
ングもしくはバンプ等によって接続してなる。
【００２１】すなわち、前記ＩＳＦＥＴ１２のゲート部
と参照電極１５は開孔２０によって外部に露出してお
り、この部分がＩＳＦＥＴセンサ部４の感応部１１を形
成しているが、それ以外の部分はプラスチックなどから
なるＩＳＦＥＴセンサ部４のケース内にモールドされ、
絶縁及び耐水性を持たされるようにしてある。
と参照電極１５は開孔２０によって外部に露出してお
り、この部分がＩＳＦＥＴセンサ部４の感応部１１を形
成しているが、それ以外の部分はプラスチックなどから
なるＩＳＦＥＴセンサ部４のケース内にモールドされ、
絶縁及び耐水性を持たされるようにしてある。
【００２２】なお、図２にはＩＳＦＥＴセンサ部４とホ
ルダ２との接続部の図示を省略しているが、配線が正確
に接続できるように形状を工夫している。具体的には、
例えばＩＳＦＥＴセンサ部４のプラスチックケースの形
状を非対称にしたり、支持基板とホルダ２のコネクタの
接続部が正確にかみ合うような切欠き等を設けたりして
いる。
ルダ２との接続部の図示を省略しているが、配線が正確
に接続できるように形状を工夫している。具体的には、
例えばＩＳＦＥＴセンサ部４のプラスチックケースの形
状を非対称にしたり、支持基板とホルダ２のコネクタの
接続部が正確にかみ合うような切欠き等を設けたりして
いる。
【００２３】また、ホルダ２に対するＩＳＦＥＴセンサ
部４の着脱は図１に示す操作ノブ９によってワンタッチ
操作で行うことができる。すなわち、作業者は本例のマ
ルチチャンネルＩＳＦＥＴ１を用いるときに、一列に並
べて配置されているＩＳＦＥＴセンサ部４を一度に装着
して、複数の孔７中のイオン濃度を測定可能であり、か
つ、測定後に操作ノブ９を操作することによって全ての
ＩＳＦＥＴセンサ部４を一度に取り外すことができるよ
うに構成している。
部４の着脱は図１に示す操作ノブ９によってワンタッチ
操作で行うことができる。すなわち、作業者は本例のマ
ルチチャンネルＩＳＦＥＴ１を用いるときに、一列に並
べて配置されているＩＳＦＥＴセンサ部４を一度に装着
して、複数の孔７中のイオン濃度を測定可能であり、か
つ、測定後に操作ノブ９を操作することによって全ての
ＩＳＦＥＴセンサ部４を一度に取り外すことができるよ
うに構成している。
【００２４】本発明のようにＩＳＦＥＴ１２を用いた感
応部１１を形成する場合には、ＩＣチップ１４および比
較電極１５が入る程度であれば、ＩＳＦＥＴセンサ部４
の太さを自由に設定可能であり、従来の電極の場合のよ
うに大きさに制限がないので、比較的ピッチｄの細かい
（マイクロプレート５の７ｍｍピッチよりも細かい）孔
７に合わせてＩＳＦＥＴセンサ部４を並べることが可能
となる。また、ガラスのような破損しやすい材料を用い
ないので、取扱いが容易となる。
応部１１を形成する場合には、ＩＣチップ１４および比
較電極１５が入る程度であれば、ＩＳＦＥＴセンサ部４
の太さを自由に設定可能であり、従来の電極の場合のよ
うに大きさに制限がないので、比較的ピッチｄの細かい
（マイクロプレート５の７ｍｍピッチよりも細かい）孔
７に合わせてＩＳＦＥＴセンサ部４を並べることが可能
となる。また、ガラスのような破損しやすい材料を用い
ないので、取扱いが容易となる。
【００２５】さらに、ＩＳＦＥＴ１２を用いたＩＳＦＥ
Ｔセンサ部４はガラス電極に比べてはるかに安価に作成
でき、これを使い捨てとして使用することも可能とな
る。つまり、一回の測定でＩＳＦＥＴセンサ部４を交換
することにより、センサ部を洗浄する手間を省略でき、
それだけ作業効率を向上できる。さらには、ＩＳＦＥＴ
センサ部４を使い捨てとすることにより、測定対象試料
が他の試料によって汚染することを確実に防止すること
ができる。
Ｔセンサ部４はガラス電極に比べてはるかに安価に作成
でき、これを使い捨てとして使用することも可能とな
る。つまり、一回の測定でＩＳＦＥＴセンサ部４を交換
することにより、センサ部を洗浄する手間を省略でき、
それだけ作業効率を向上できる。さらには、ＩＳＦＥＴ
センサ部４を使い捨てとすることにより、測定対象試料
が他の試料によって汚染することを確実に防止すること
ができる。
【００２６】図３はマルチチャンネルＩＳＦＥＴ１の回
路構成例を示す概略図である。図３において、２１はホ
ルダ２の内部に設けられ、１２個のＩＳＦＥＴセンサ部
４からのアナログ出力信号Ｏ1 〜Ｏ12のうち一つを選択
するマルチプレクサ、２２はこのマルチプレクサ２１に
よって選択されたアナログ値の出力信号Ｏを１６ビット
のデジタル値の出力信号Ｏｄに変換するＡＤコンバー
タ、２３はＡＤコンバータ２２によってデジタル値に変
換された出力信号Ｏｄを取り込んで校正係数と比較演算
し、イオン濃度に変換して表示部８に送りだす演算処理
部である。
路構成例を示す概略図である。図３において、２１はホ
ルダ２の内部に設けられ、１２個のＩＳＦＥＴセンサ部
４からのアナログ出力信号Ｏ1 〜Ｏ12のうち一つを選択
するマルチプレクサ、２２はこのマルチプレクサ２１に
よって選択されたアナログ値の出力信号Ｏを１６ビット
のデジタル値の出力信号Ｏｄに変換するＡＤコンバー
タ、２３はＡＤコンバータ２２によってデジタル値に変
換された出力信号Ｏｄを取り込んで校正係数と比較演算
し、イオン濃度に変換して表示部８に送りだす演算処理
部である。
【００２７】また、表示部８では各ＩＳＦＥＴセンサ部
４に対応する各孔７のイオン濃度を数字で対応付けて表
示させる。一方、演算処理部２３では、通信ポート１０
を介して図外のＩＴ機器に接続することにより、上位演
算処理装置と交信して出力信号Ｏｄを上位装置の指示に
従って送り出したりする。なお、この出力信号Ｏｄの送
り出しはイオン濃度の測定動作に伴って順次行ってもよ
い。すなわち、前記ホルダ２の任意の位置に設けられた
測定ボタンの操作によって、前記イオン濃度の測定動作
と通信ポート１０を介する出力信号Ｏｄの送信を行って
もよい。
４に対応する各孔７のイオン濃度を数字で対応付けて表
示させる。一方、演算処理部２３では、通信ポート１０
を介して図外のＩＴ機器に接続することにより、上位演
算処理装置と交信して出力信号Ｏｄを上位装置の指示に
従って送り出したりする。なお、この出力信号Ｏｄの送
り出しはイオン濃度の測定動作に伴って順次行ってもよ
い。すなわち、前記ホルダ２の任意の位置に設けられた
測定ボタンの操作によって、前記イオン濃度の測定動作
と通信ポート１０を介する出力信号Ｏｄの送信を行って
もよい。
【００２８】前記ホルダ２の厚みを孔７の間隔と同じと
し、その厚さ方向に複数重ねられるように構成してもよ
い。このように構成することにより、行列方向（二次元
方向）において一度に複数の孔７に対してＩＳＦＥＴセ
ンサ部４を挿入可能であり、それだけ測定にかかる手間
を少なくすることができる。
し、その厚さ方向に複数重ねられるように構成してもよ
い。このように構成することにより、行列方向（二次元
方向）において一度に複数の孔７に対してＩＳＦＥＴセ
ンサ部４を挿入可能であり、それだけ測定にかかる手間
を少なくすることができる。
【００２９】なお、前述のようにホルダ２を重ねる場
合、演算処理部２３には重ねられた別のホルダ２の演算
処理部２３と図外の別途通信ポートによって通信し、全
てのホルダ２に接続された各ＩＳＦＥＴセンサ部４から
の出力信号Ｏを前記通信ポート１０から一括して送信で
きることが望ましい。さらに、ホルダ２を多段重ねる場
合は、最前面のもの以外の表示部８は隠れて見えないの
で、最前面のもの以外の表示部８を省略し、全ての出力
信号Ｏを最前面のものに表示させる。これによりコスト
ダウンをはかることができる。
合、演算処理部２３には重ねられた別のホルダ２の演算
処理部２３と図外の別途通信ポートによって通信し、全
てのホルダ２に接続された各ＩＳＦＥＴセンサ部４から
の出力信号Ｏを前記通信ポート１０から一括して送信で
きることが望ましい。さらに、ホルダ２を多段重ねる場
合は、最前面のもの以外の表示部８は隠れて見えないの
で、最前面のもの以外の表示部８を省略し、全ての出力
信号Ｏを最前面のものに表示させる。これによりコスト
ダウンをはかることができる。
【００３０】また、ホルダ２をロボットに取り付けて、
測定の自動化を図ることも可能である。具体的にはＸ−
Ｙ−Ｚステージにホルダ２を取り付けて、測定位置へ上
位の演算処理装置で移動させて測定し、その結果を上位
演算処理装置で演算処理し、その結果を表示するように
してもよい。また、センサ部の自動洗浄やチップの自動
交換の機能を付けることも可能である。
測定の自動化を図ることも可能である。具体的にはＸ−
Ｙ−Ｚステージにホルダ２を取り付けて、測定位置へ上
位の演算処理装置で移動させて測定し、その結果を上位
演算処理装置で演算処理し、その結果を表示するように
してもよい。また、センサ部の自動洗浄やチップの自動
交換の機能を付けることも可能である。
【００３１】なお、上述した例では一つのＩＣチップ１
４にＩＳＦＥＴ１２だけでなくアンプ回路１３を設けて
いるので、大量生産できてコスト安に形成できると共
に、ノイズの影響を最小限に抑えることも可能となり、
より正確な測定をおこなうことができる。しかしなが
ら、ＩＳＦＥＴセンサ部４が単純なＩＳＦＥＴ１３と参
照電極１５のみで形成され、ホルダ２内部の回路でそれ
ぞれのＩＳＦＥＴ１３についての演算増幅を行うように
してもよい。
４にＩＳＦＥＴ１２だけでなくアンプ回路１３を設けて
いるので、大量生産できてコスト安に形成できると共
に、ノイズの影響を最小限に抑えることも可能となり、
より正確な測定をおこなうことができる。しかしなが
ら、ＩＳＦＥＴセンサ部４が単純なＩＳＦＥＴ１３と参
照電極１５のみで形成され、ホルダ２内部の回路でそれ
ぞれのＩＳＦＥＴ１３についての演算増幅を行うように
してもよい。
【００３２】さらには、前記マイクロプレート５にＩＳ
ＦＥＴセンサ部４の位置決め用治具を取り付けて、測定
の位置が狂わないようにすることができる。これによっ
て、ホルダ２を手に持って測定するときの手ぶれによる
測定誤差を防止することができる。
ＦＥＴセンサ部４の位置決め用治具を取り付けて、測定
の位置が狂わないようにすることができる。これによっ
て、ホルダ２を手に持って測定するときの手ぶれによる
測定誤差を防止することができる。
【００３３】また、上述の例では８個（図１参照）また
は１２個（図３参照）のＩＳＦＥＴセンサ部４を一つの
ホルダ２に取付け可能とする例を示している。これは、
大多数のマイクロプレート５が８行１２列の孔７を有し
ている現状を考慮に入れて例示している。すなわち、一
行ずつまたは一列ずつ順番に測定を行うことができるよ
うに構成している。これによって、孔７を一つずつ測定
する場合に比べてはるかに測定時間が少なく、測定の迅
速化と効率化が図れる。
は１２個（図３参照）のＩＳＦＥＴセンサ部４を一つの
ホルダ２に取付け可能とする例を示している。これは、
大多数のマイクロプレート５が８行１２列の孔７を有し
ている現状を考慮に入れて例示している。すなわち、一
行ずつまたは一列ずつ順番に測定を行うことができるよ
うに構成している。これによって、孔７を一つずつ測定
する場合に比べてはるかに測定時間が少なく、測定の迅
速化と効率化が図れる。
【００３４】しかしながら、本発明は一つのホルダ２に
取付け可能とするＩＳＦＥＴセンサ部４の数を限定する
ものではない。例えば１２列用のホルダで４列分を外し
て、８行分の測定に用いることもできる。また、８×１
２のマイクロプレート５に限らず、他の孔数のマイクロ
プレート５等にも測定ピッチｄを合わせるようにホルダ
２やＩＳＦＥＴセンサ部４を作り変えて対応すればよい
ことである。
取付け可能とするＩＳＦＥＴセンサ部４の数を限定する
ものではない。例えば１２列用のホルダで４列分を外し
て、８行分の測定に用いることもできる。また、８×１
２のマイクロプレート５に限らず、他の孔数のマイクロ
プレート５等にも測定ピッチｄを合わせるようにホルダ
２やＩＳＦＥＴセンサ部４を作り変えて対応すればよい
ことである。
【００３５】さらに、前記ホルダ２はＩＳＦＥＴセンサ
部４に加えてピペットなどを取付け可能とし、試料の採
取を行うときに使用可能としてもよいことはいうまでも
ない。
部４に加えてピペットなどを取付け可能とし、試料の採
取を行うときに使用可能としてもよいことはいうまでも
ない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、マイ
クロプレートのように多数の試料が短いピッチで並べら
れた場合であっても、複数の試料のイオン濃度の測定を
短時間で一度に行うことができ、測定時間の短縮を図る
ことができる。また、ＩＳＦＥＴはガラス電極等を使う
イオン電極に比べて安価にて形成できるので、センサ部
を使い捨てとすることができ、測定対象試料を他の試料
によって汚染するおそれをなくす事ができる。
クロプレートのように多数の試料が短いピッチで並べら
れた場合であっても、複数の試料のイオン濃度の測定を
短時間で一度に行うことができ、測定時間の短縮を図る
ことができる。また、ＩＳＦＥＴはガラス電極等を使う
イオン電極に比べて安価にて形成できるので、センサ部
を使い捨てとすることができ、測定対象試料を他の試料
によって汚染するおそれをなくす事ができる。
【図１】本発明のマルチチャンネルＩＳＦＥＴの全体構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】前記マルチチャンネルＩＳＦＥＴの要部を拡大
して示す図である。
して示す図である。
【図３】前記マルチチャンネルＩＳＦＥＴを構成する電
気回路の概略図である。
気回路の概略図である。
１…マルチチャンネルＩＳＦＥＴ、２…ホルダ、４…Ｉ
ＳＦＥＴセンサ部、５…マイクロプレート、７…孔、８
…表示部、９…操作ノブ、１０…通信ポート、１１…感
応部、１２…ＩＳＦＥＴ、１３…アンプ回路、１４…Ｉ
Ｃチップ（シリコンウェハ）、２３…演算処理部。
ＳＦＥＴセンサ部、５…マイクロプレート、７…孔、８
…表示部、９…操作ノブ、１０…通信ポート、１１…感
応部、１２…ＩＳＦＥＴ、１３…アンプ回路、１４…Ｉ
Ｃチップ（シリコンウェハ）、２３…演算処理部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 剛 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 野村 聡 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 Ｆターム(参考） 2G058 CC01 GA11 GD07
Claims (7)
- 【請求項１】 先端部にＩＳＦＥＴの感応部を有すると
共にこの先端部がマイクロプレートの孔に挿入可能な直
径を有する複数のＩＳＦＥＴセンサ部と、この複数のＩ
ＳＦＥＴセンサ部をマイクロプレートの孔の間隔に合わ
せて配列した等間隔で着脱自在に保持するホルダとを有
し、このホルダが前記ＩＳＦＥＴセンサ部を取り付けた
状態でその感応部と電気的に接続されてイオン濃度の測
定値を求める演算処理部を有することを特徴とするマル
チチャンネルＩＳＦＥＴ。 - 【請求項２】 前記感応部を構成するＩＳＦＥＴと、こ
のＩＳＦＥＴに接続されて出力信号のみをホルダへ出力
するアンプ回路とを一つのシリコンウェハ上に形成した
請求項１に記載のマルチチャンネルＩＳＦＥＴ。 - 【請求項３】 前記ホルダが各ＩＳＦＥＴセンサ部によ
って測定されたイオン濃度をそれぞれ表示する表示部を
有する請求項１または２に記載のマルチチャンネルＩＳ
ＦＥＴ。 - 【請求項４】 前記ホルダの演算処理部が外部の情報処
理装置と通信可能とする通信ポートを有する請求項１〜
３の何れかに記載のマルチチャンネルＩＳＦＥＴ。 - 【請求項５】 前記ホルダが一度の操作でＩＳＦＥＴセ
ンサ部を交換可能とする操作ノブを有する請求項１〜４
の何れかに記載のマルチチャンネルＩＳＦＥＴ。 - 【請求項６】 前記ホルダがＩＳＦＥＴセンサ部を一直
線上に配置した状態で保持するものである請求項１〜５
の何れかに記載のマルチチャンネルＩＳＦＥＴ。 - 【請求項７】 前記ホルダの厚みをマイクロプレートの
孔の間隔と同じとし、複数のホルダをその厚さ方向に重
ね合わせた状態で連結することにより、二次元的に配列
されたマイクロプレートの孔にそれぞれ対応するＩＳＦ
ＥＴセンサ部を挿入可能とした請求項６に記載のマルチ
チャンネルＩＳＦＥＴ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378835A JP2002181775A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | マルチチャンネルｉｓｆｅｔ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378835A JP2002181775A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | マルチチャンネルｉｓｆｅｔ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002181775A true JP2002181775A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=18847323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000378835A Pending JP2002181775A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | マルチチャンネルｉｓｆｅｔ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002181775A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006118907A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Dkk Toa Corp | 吸引式水質計 |
| CN101131375B (zh) * | 2006-08-23 | 2010-05-12 | 中国科学院电子学研究所 | 一种离子敏场效应传感器专用高精度放大器电路 |
| DE102021210044A1 (de) | 2021-09-10 | 2023-03-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Messsystem, Probenkörper, Elektrodenvorrichtung und Verfahren zum Messen einer Vielzahl von Analyten |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60155964A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | イオン活量測定方法および装置 |
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| JPH02243961A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-28 | Konica Corp | 化学分析装置 |
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| JPH07333195A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Metrohm Ag | ボルタンメトリー装置 |
| JPH0843399A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-16 | Shimadzu Corp | 自動試料注入装置 |
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-
2000
- 2000-12-13 JP JP2000378835A patent/JP2002181775A/ja active Pending
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| DE102021210044A1 (de) | 2021-09-10 | 2023-03-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Messsystem, Probenkörper, Elektrodenvorrichtung und Verfahren zum Messen einer Vielzahl von Analyten |
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