JP2003057207A - Semiconductor particle-identifying apparatus - Google Patents

Semiconductor particle-identifying apparatus

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JP2003057207A
JP2003057207A JP2001242636A JP2001242636A JP2003057207A JP 2003057207 A JP2003057207 A JP 2003057207A JP 2001242636 A JP2001242636 A JP 2001242636A JP 2001242636 A JP2001242636 A JP 2001242636A JP 2003057207 A JP2003057207 A JP 2003057207A
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Japan
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semiconductor
particles
particle
semiconductor particles
eddy current
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JP2001242636A
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Japanese (ja)
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Mineyuki Murakami
峰雪 村上
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Olympus Corp
Original Assignee
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Publication date
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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor particle-identifying apparatus that utilizes a semiconductor particle composed of a plurality of types of semiconductor materials, that can individually identify particles, even if the types of a substance to be detected is very large without being affected by fluorescent signals for detecting organic substances in the detection of the organism substances, and can perform multiple analysis that can be applied to a very large number of affinity combinations. SOLUTION: The semiconductor particle-identifying apparatus comprises a pipeline that is passed through the inside of semiconductor particles, a magnetic field generation means for generating a magnetic field in the pipeline, and an eddy current detection means for detecting eddy currents that are generated in the semiconductor particles in the pipeline, and then identifies the semiconductor particles using the value of the eddy current that is detected by the eddy current detection means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体粒子識別装置
に係り、異なる組成で構成されるとともに、遺伝子物質
または他の対象物質を表面に付着させることが可能な半
導体粒子をその抵抗に応じて個別に識別、分離し、且
つ、親和性結合に応用できる半導体粒子識別装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for identifying semiconductor particles, which comprises semiconductor particles having different compositions and capable of adhering a genetic material or other target material to the surface thereof according to their resistance. The present invention relates to a semiconductor particle identification device that can be identified, separated, and applied to affinity binding.

【0002】[0002]

【従来の技術】製薬や生物学、医療の研究の評価では、
DNAや細胞、タンパク質、酵素のような生体物質のラ
ベル、検出、分析は非常に重要である。
[Prior Art] In the evaluation of pharmaceutical, biological, and medical research,
Labeling, detection and analysis of biological materials such as DNA, cells, proteins and enzymes are very important.

【0003】特に、検出と分析は、最近の全ての医療診
断や製薬研究において不可欠となっており、基板や粒子
表面に選択的標識能力をもつ種々の生化学的物質を化学
的に結合または付着させ、この基板または粒子を多用な
混合・反応工程に利用することによって得られる表面の
生化学物質に親和性結合した複合反応物を光学的に検出
・分析する方法が一般的である。
In particular, detection and analysis have become indispensable in all recent medical diagnostics and pharmaceutical research, and chemically bind or attach various biochemical substances having selective labeling ability to the surface of substrates or particles. A general method is to optically detect / analyze a complex reaction product having affinity with a biochemical substance on the surface obtained by utilizing this substrate or particle in various mixing / reaction steps.

【0004】現在の技術に伴う一つの限界は、一度に一
つの被検出成分に基づく分離検出しか実施することがで
きず、潜在的に多重の分離を困難かつ時間的消費で高価
なものにしてしまうことにある。
One limitation associated with current technology is that it can only perform separation detection based on one detected component at a time, potentially making multiple separations difficult, time consuming, and expensive. There is something to do.

【0005】この課題は、生物学的研究のみならず、ド
ラッグデリバリ・診断・遺伝子解析に共通するものであ
り、生物学的検出種類、量の多様さを解決する簡便で低
コストで且つ大量並列処理が可能な方法が望まれてい
る。
This problem is common not only to biological research but also to drug delivery, diagnosis, and gene analysis. It is a simple, low-cost, large-scale parallel solution that solves the variety of biological detection types and amounts. A method capable of processing is desired.

【0006】さらには、解析の高速化(または、サンプ
ル毎にさらに多くの情報)や高感度だけでなく、使いや
すさ、低コスト検定に対するニーズも満足することが必
要である。
Further, it is necessary to satisfy not only the high-speed analysis (or more information for each sample) and high sensitivity but also the needs for ease of use and low-cost assay.

【0007】例えば、米国特許No.5,981,18
0には、異なる波長および強度の蛍光色素を複数組み合
わせによってビーズ(微粒子・粒子とも呼ばれる)を個
々に標識し、各波長の蛍光を測定すると共に、生体物質
反応に起因する蛍光を検出して、個々のビーズを識別し
ながら各ビーズ表面上の抗原・抗体反応の検出を行うこ
とによって、一度に複数種類の生体物質について多重解
析を行うようにしたテクニックが開示されている。
For example, US Pat. 5,981,18
In 0, beads (also referred to as fine particles / particles) are individually labeled by combining a plurality of fluorescent dyes having different wavelengths and intensities, the fluorescence at each wavelength is measured, and the fluorescence caused by a biological substance reaction is detected. A technique has been disclosed in which an antigen-antibody reaction on the surface of each bead is detected while identifying each individual bead so that multiple analyzes can be performed on a plurality of types of biological substances at once.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術では、個々のビーズの識別に複数種類
の蛍光検出を利用しているため、ビーズ識別用の蛍光信
号が生体物質検出用の蛍光信号に対してノイズになって
しまうので、高感度測定に対応することができないとい
う問題がある。
However, in the prior art as described above, a plurality of types of fluorescence detection are used for identification of individual beads, so that the fluorescence signal for bead identification is the fluorescence for biological substance detection. Since the signal becomes noise, it is not possible to support high-sensitivity measurement.

【0009】また、上述したような従来技術では、ビー
ズ識別用の蛍光信号と生体物質検出用の蛍光信号の波長
を同じにすることができないため、ビーズ識別用蛍光信
号の波長種類の組み合わせ数に限界があり、一度に行え
る多重解析数が制限されてしまうという問題がある。
Further, in the above-mentioned conventional technique, since the wavelengths of the fluorescence signal for bead identification and the fluorescence signal for biological substance detection cannot be the same, the number of combinations of the wavelength types of the bead identification fluorescence signal is limited. There is a limit, and there is a problem that the number of multiple analyzes that can be performed at one time is limited.

【0010】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、複数種類の半導体材料から構成される半導体粒子
を利用し、生体物質検出において、生体物質検出用の蛍
光信号に影響せず、被検出物質の種類が非常に多い場合
でも粒子を個別に識別することが可能で、膨大な数の親
和性結合に応用でき多重解析を可能にする半導体粒子識
別装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and utilizes semiconductor particles composed of a plurality of types of semiconductor materials, and does not affect the fluorescence signal for detecting a biological substance in the detection of a biological substance. An object of the present invention is to provide a semiconductor particle identification device capable of individually identifying particles even when the number of types of substances to be detected is very large, applicable to a huge number of affinity bonds and enabling multiple analysis. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、(1) 半導体粒子を内部に通過
させる管路と、この管路の内部に磁場を発生させる磁場
発生手段と、この磁場発生手段により上記管路内の半導
体粒子に発生する渦電流を検出する渦電流検出手段とを
有し、上記渦電流検出手段により検出された上記渦電流
の値を用いて上記半導体粒子を識別することを特徴とす
る半導体粒子識別装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (1) a conduit through which semiconductor particles pass, and a magnetic field generating means for generating a magnetic field inside the conduit. Eddy current detecting means for detecting an eddy current generated in the semiconductor particles in the conduit by the magnetic field generating means, and the semiconductor particles using the value of the eddy current detected by the eddy current detecting means. There is provided a semiconductor particle identification device characterized by identifying

【0012】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、後述する第1および第2の実施の
形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to the first and second embodiments described later.

【0013】(作用)半導体粒子を内部に通過せしめる
管路内部に磁場が形成されると、磁場によって半導体粒
子に渦電流が発生する。
(Operation) When a magnetic field is formed inside the conduit through which the semiconductor particles pass, an eddy current is generated in the semiconductor particles by the magnetic field.

【0014】この渦電流は、電磁誘導効果によって、さ
らに外部磁場に作用する。
This eddy current further acts on the external magnetic field by the electromagnetic induction effect.

【0015】また、渦電流の大きさは半導体粒子の抵抗
に依存するため、渦電流に伴って生じる半導体粒子周辺
の電気的変化を検知できれば、半導体粒子を個別に識別
することが可能となる。
Since the magnitude of the eddy current depends on the resistance of the semiconductor particles, if the electrical change around the semiconductor particles caused by the eddy current can be detected, the semiconductor particles can be individually identified.

【0016】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(2) 上記渦電流検出手段により検出され
た上記渦電流を用いて上記半導体粒子の抵抗値を算出す
る抵抗値算出手段をさらに有し、この抵抗値算出手段に
より算出された上記半導体粒子の抵抗値を用いて上記半
導体粒子を識別することを特徴とする(1)に記載の半
導体粒子識別装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (2) resistance value calculating means for calculating the resistance value of the semiconductor particles using the eddy current detected by the eddy current detecting means. Further provided is the semiconductor particle identifying device described in (1), characterized in that the semiconductor particles are identified by using the resistance value of the semiconductor particles calculated by the resistance value calculating means.

【0017】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、後述する第1および第2の実施の
形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to the first and second embodiments described later.

【0018】(作用)磁場発生手段が管路内部に磁場を
形成すると、その磁場によって半導体粒子に渦電流が発
生する。
(Operation) When the magnetic field generating means forms a magnetic field inside the conduit, the magnetic field generates an eddy current in the semiconductor particles.

【0019】この渦電流は、半導体粒子の抵抗に依存し
た量で、電磁誘導効果によってさらに外部磁場に作用す
るため、半導体粒子周辺の電気的変化を検知して、半導
体粒子の抵抗を算出することにより、算出された各半導
体粒子の抵抗値から複数の半導体粒子を個別に識別する
ことが可能となる。
This eddy current is an amount that depends on the resistance of the semiconductor particles, and further acts on the external magnetic field by the electromagnetic induction effect. Therefore, it is necessary to detect the electrical change around the semiconductor particles and calculate the resistance of the semiconductor particles. This makes it possible to individually identify a plurality of semiconductor particles from the calculated resistance value of each semiconductor particle.

【0020】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(3) 上記磁場発生手段は、上記管路内に
磁場を発生させる高周波コイルであり、上記渦電流検出
手段は、上記高周波コイルの共振状態の変化を検出する
ことにより、上記渦電流を検出することを特徴とする
(2)に記載の半導体粒子識別装置が提供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above problems, (3) the magnetic field generating means is a high frequency coil for generating a magnetic field in the conduit, and the eddy current detecting means is the high frequency wave. The semiconductor particle identification device according to (2) is characterized in that the eddy current is detected by detecting a change in the resonance state of the coil.

【0021】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first embodiment described later.

【0022】(作用)高周波コイルが共振回路の構成要
素の一部となっているため、管路中の磁場に半導体粒子
が存在しない場合に比べて、半導体粒子が存在する場合
ではその半導体粒子の抵抗値に依存して高周波コイルの
合成インピーダンスが変化し、それに伴って共振状態も
変化する。
(Operation) Since the high-frequency coil is a part of the components of the resonance circuit, when the semiconductor particles are present in the magnetic field in the conduit, the presence of the semiconductor particles causes The composite impedance of the high frequency coil changes depending on the resistance value, and the resonance state changes accordingly.

【0023】従って、高周波コイルの共振状態の変化を
検出することにより、半導体粒子の抵抗を検知すること
ができる。
Therefore, the resistance of the semiconductor particles can be detected by detecting the change in the resonance state of the high frequency coil.

【0024】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(4) 上記高周波コイルは、上記管路を挟
んで対向して設けられた2つの高周波コイルであること
を特徴とする(3)に記載の半導体粒子識別装置が提供
される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (4) the high-frequency coil is two high-frequency coils provided to face each other with the conduit interposed therebetween ( A semiconductor particle identification device according to 3) is provided.

【0025】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first embodiment described later.

【0026】(作用)2つの高周波コイルが管路を挟む
ように構成されるため、管路を横切るような磁場が発生
する。
(Operation) Since the two high-frequency coils are arranged so as to sandwich the pipeline, a magnetic field that crosses the pipeline is generated.

【0027】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(5) 上記高周波コイルは、上記管路の外
周に設けられた2つの高周波コイルであることを特徴と
する(3)に記載の半導体粒子識別装置が提供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above problems (5), the high frequency coil is two high frequency coils provided on the outer circumference of the conduit. A semiconductor particle identification device as described is provided.

【0028】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first embodiment described later.

【0029】(作用)2つの高周波コイルが管路の外周
に構成されるため、管路に沿った磁場が発生する。
(Operation) Since the two high frequency coils are formed on the outer circumference of the conduit, a magnetic field is generated along the conduit.

【0030】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(6) 上記高周波コイルに発生する電圧を
検出する電圧検出手段を設けたことを特徴とする(3)
に記載の半導体粒子識別装置が提供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above problems, (6) a voltage detecting means for detecting a voltage generated in the high frequency coil is provided (3).
A semiconductor particle identification device according to claim 1 is provided.

【0031】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(7) 上記高周波コイルの共振周波数を検
出する周波数検出手段を設けたことを特徴とする(3)
に記載の半導体粒子識別装置が提供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above problems (7), a frequency detecting means for detecting the resonance frequency of the high frequency coil is provided (3).
A semiconductor particle identification device according to claim 1 is provided.

【0032】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first embodiment described later.

【0033】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(8) 上記磁場発生手段は、上記管路を挟
むように対向して設けられた磁石であり、上記渦電流検
出手段は、上記半導体粒子により発生する誘導電流を検
出することを特徴とする(1)に記載の半導体粒子識別
装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (8) the magnetic field generating means are magnets provided so as to face each other so as to sandwich the pipe line, and the eddy current detecting means is The semiconductor particle identification device according to (1) is characterized in that an induced current generated by the semiconductor particles is detected.

【0034】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第2の実施の形態が対応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the second embodiment described later.

【0035】(作用)磁石が管路を挟むように構成され
ているため、半導体粒子の進行方向の前後において磁束
密度の差が生じ、半導体粒子に渦電流が発生する。
(Operation) Since the magnets are arranged so as to sandwich the duct, a difference in magnetic flux density occurs before and after the semiconductor particles in the traveling direction, and an eddy current is generated in the semiconductor particles.

【0036】この渦電流と磁場との相互作用の結果、さ
らに電磁誘導による起電力が半導体粒子周辺に生じる。
As a result of the interaction between the eddy current and the magnetic field, electromotive force due to electromagnetic induction is further generated around the semiconductor particles.

【0037】ここで、渦電流は、半導体粒子の抵抗と関
係がある。
Here, the eddy current is related to the resistance of the semiconductor particles.

【0038】従って、誘導起電力を検出することによ
り、半導体粒子の抵抗を検知することができる。
Therefore, the resistance of the semiconductor particles can be detected by detecting the induced electromotive force.

【0039】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(9) 半導体粒子を内部に通過させる管路
と、上記管路内の離間した位置に設けられた複数の電極
とを有し、上記複数の電極間の抵抗値を検出することに
より、上記半導体粒子を識別することを特徴とする半導
体粒子識別装置が提供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (9) a pipe through which semiconductor particles pass, and a plurality of electrodes provided at spaced positions in the pipe are provided. Then, a semiconductor particle identification device characterized by identifying the semiconductor particles by detecting the resistance value between the plurality of electrodes is provided.

【0040】(対応する発明の実施の形態)この発明に
関する実施の形態は、後述する第3の実施の形態が対応
する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) An embodiment relating to the present invention corresponds to a third embodiment described later.

【0041】(作用)複数の電極に挟まれた部分の管路
中を液体のみが流動している場合と、半導体粒子が検出
電極に挟まれた管路部分へ到達した場合では、見かけ
上、各電極間の合成インピーダンスが変化する。
(Function) Apparently, when only the liquid is flowing in the conduit between the plurality of electrodes and when the semiconductor particles reach the conduit between the detection electrodes, The combined impedance between the electrodes changes.

【0042】この各電極間の合成インピーダンスの変化
は、半導体粒子の抵抗に依存するため、抵抗変化を検出
することにより、半導体粒子を個別に識別することが可
能となる。
Since the change in the combined impedance between the electrodes depends on the resistance of the semiconductor particles, the semiconductor particles can be individually identified by detecting the change in resistance.

【0043】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(10) 上記半導体粒子は、それぞれ、単
独もしくは複数の半導体物質もしくは不純物を含む半導
体物質の組み合わせからなる異なる抵抗値を有する複数
の種類の粒子であることを特徴とする(1)乃至(9)
のいずれか一つに記載の半導体粒子識別装置が提供され
る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (10) each of the semiconductor particles has a plurality of different resistance values which are made of a single semiconductor material or a combination of a plurality of semiconductor materials or semiconductor materials containing impurities. (1) to (9) characterized by being particles of
A semiconductor particle identification device according to any one of items 1 to 4 is provided.

【0044】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1乃至第3の形態が対応す
る。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first to third embodiments described later.

【0045】(作用)半導体粒子の抵抗は、構成される
半導体物質の種類や不純物の種類および含有量、粒子表
面のコーティング材料、粒子サイズなどにより多様な変
化を持たせることが可能である。
(Function) The resistance of the semiconductor particles can be varied in various ways depending on the type of semiconductor material, the type and content of impurities, the coating material on the particle surface, the particle size, and the like.

【0046】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(11) 上記半導体粒子は、その表面が異
なる種類の被覆材料により被覆されることにより、それ
ぞれ、異なる抵抗値を有する複数の種類の粒子であるこ
とを特徴とする(1)乃至(9)のいずれか一つに記載
の半導体粒子識別装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (11) the surface of each of the semiconductor particles is coated with a coating material of a different type, so that the semiconductor particles have a plurality of resistance values. There is provided a semiconductor particle identifying device according to any one of (1) to (9), characterized in that the semiconductor particle identifying device is a particle of a type.

【0047】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(12) 上記半導体粒子は、それぞれ、異
なる粒子径を有するとともに、異なる抵抗値を有する複
数の種類の粒子であることを特徴とする(1)乃至
(9)のいずれか一つに記載の半導体粒子識別装置が提
供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above problems, (12) the semiconductor particles are a plurality of kinds of particles having different particle diameters and different resistance values. The semiconductor particle identification device according to any one of (1) to (9) is provided.

【0048】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(13) 上記半導体粒子の表面に、DN
A,RNA、遺伝子、染色体、細胞膜、ウイルス、特異
的結合性蛋白質、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホ
ルモン、レセプタ、酵素、核酸等から選択される生体関
連物質が固定されることを特徴とする(1)乃至(9)
のいずれか一つに記載の半導体粒子識別装置が提供され
る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (13) the surface of the above-mentioned semiconductor particles is provided with DN.
A, a bio-related substance selected from A, RNA, gene, chromosome, cell membrane, virus, specific binding protein, antigen, antibody, lectin, hapten, hormone, receptor, enzyme, nucleic acid, etc. is immobilized (1) to (9)
The semiconductor particle identification device according to any one of the above 1 to 3.

【0049】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1乃至第3の実施の形態が対
応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first to third embodiments described later.

【0050】(作用)半導体粒子の表面に固定される生
体関連物質が制限されないので、カスタム性の高い実験
を行うことができる。
(Function) Since the biological substance fixed on the surface of the semiconductor particle is not limited, it is possible to perform an experiment with high customizability.

【0051】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(14) 上記半導体粒子には、生体関連物
質またはこれと親和性結合をするための反応性試薬が蛍
光色素で標識されており、上記蛍光色素を検出するため
の蛍光測定手段をさらに設けたことを特徴とする(1)
乃至(9)のいずれか一つに記載の半導体粒子識別装置
が提供される。
Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (14) the above-mentioned semiconductor particles are labeled with a fluorescent reagent and a biorelevant substance or a reactive reagent for forming an affinity bond therewith. And further comprising fluorescence measuring means for detecting the fluorescent dye (1).
A semiconductor particle identification device according to any one of (9) to (9) is provided.

【0052】(対応する発明の実施の形態)この発明の
実施の形態は、後述する第1乃至第3の実施の形態が対
応する。
(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment of the present invention corresponds to the first to third embodiments described later.

【0053】(作用)フローセル、フローサイトメータ
ー、セルソーターなどの生体物質反応検出器は、被測定
物を流体で移動させながら、蛍光色素で標識された生体
関連物質または反応用試薬の蛍光発光部位を検知するこ
とによって親和性結合結果を測定できるため、短時間で
親和性結合結果を得ることができる。
(Function) A biological substance reaction detector such as a flow cell, a flow cytometer, or a cell sorter moves a measured substance by a fluid and detects a fluorescent emission site of a biological substance or a reaction reagent labeled with a fluorescent dye. Since the affinity binding result can be measured by detecting, the affinity binding result can be obtained in a short time.

【0054】[0054]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明による
半導体粒子識別装置の実施の形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor particle identifying device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0055】(第1実施の形態)図1は、本発明による
半導体粒子識別装置の第1の実施の形態の基本構成を示
す図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a first embodiment of a semiconductor particle identifying apparatus according to the present invention.

【0056】この発明の第1の実施の形態による半導体
粒子識別装置は、次のように構成されている。
The semiconductor particle identifying device according to the first embodiment of the present invention is constructed as follows.

【0057】すなわち、図1に示すように、流(管)路
11には、非相溶性の液体が満たされ、この液体中に
は、特定の抵抗をもつ半導体粒子12が個々に単離され
た状態で存在している。
That is, as shown in FIG. 1, the flow (pipe) path 11 is filled with an immiscible liquid, and the semiconductor particles 12 having a specific resistance are individually isolated in this liquid. Exists in the state of being.

【0058】ここで、半導体粒子12は数μmから数1
00μm程度の粒径で、シリコンやガリウム−ヒ素のよ
うな半導体物質から構成される。
Here, the semiconductor particles 12 are several μm to several 1
It is composed of a semiconductor material such as silicon or gallium-arsenide with a grain size of about 00 μm.

【0059】流(管)路11の断面形状および断面積
は、液体および半導体粒子12が十分に流動できる範囲
において任意に設定することができるが、ここでは、流
(管)路11は透明な材質で作製され、その断面形状は
円管状で円管径は数10μm乃至数mmとする。
The cross-sectional shape and cross-sectional area of the flow (pipe) channel 11 can be arbitrarily set within a range in which the liquid and the semiconductor particles 12 can sufficiently flow, but here, the flow (pipe) channel 11 is transparent. It is made of a material, and its cross-sectional shape is circular and the diameter of the circular tube is several tens of μm to several mm.

【0060】流(管)路11には、この流(管)路11
内部の流体を所定の速度で移動させる液体搬送機構13
が装備してある。
The flow (pipe) path 11 has this flow (pipe) path 11
Liquid transfer mechanism 13 for moving the internal fluid at a predetermined speed
Is equipped with.

【0061】流(管)路11の外側には、この流(管)
路11内部の半導体粒子12の抵抗を測定する粒子特性
検出器14が設けられており、その詳細な構成が図2に
示されている。
Outside the flow (pipe) path 11, this flow (pipe) is provided.
A particle characteristic detector 14 for measuring the resistance of the semiconductor particles 12 inside the passage 11 is provided, the detailed configuration of which is shown in FIG.

【0062】この粒子特性検出器14は、流(管)路1
1を挟んで構成された2つの高周波コイルL1,L2
と、該高周波コイルL1,L2と並列に接続されたコン
デンサCとから構成されるLC共振回路15と、このL
C共振回路15の共振電圧を測定する電圧計16と、こ
の電圧計16からの電圧信号を受けて半導体粒子12の
抵抗を算出する抵抗測定器(抵抗値算出器)17とから
構成されている。
The particle characteristic detector 14 has a flow (pipe) path 1
Two high-frequency coils L1 and L2 that are sandwiched by 1
And an LC resonance circuit 15 including a capacitor C connected in parallel with the high frequency coils L1 and L2, and this L resonance circuit 15.
It is composed of a voltmeter 16 for measuring the resonance voltage of the C resonance circuit 15, and a resistance measuring device (resistance value calculator) 17 for receiving the voltage signal from the voltmeter 16 and calculating the resistance of the semiconductor particles 12. .

【0063】ここで、高周波コイルL1,L2は、半導
体粒子12と同等程度以上の大きさに作製されているも
のとする。
Here, it is assumed that the high frequency coils L1 and L2 are made to have a size equal to or larger than that of the semiconductor particles 12.

【0064】次に、この第1の実施の形態による半導体
粒子識別装置の作用を説明する。
Next, the operation of the semiconductor particle identification device according to the first embodiment will be described.

【0065】いま、液体搬送機構13によって流(管)
路11内の非相溶性液体は、所定の速度で移動している
ものとする。
Now, the liquid transfer mechanism 13 causes a flow (tube).
The immiscible liquid in the passage 11 is assumed to be moving at a predetermined speed.

【0066】図示されていないが、流(管)路11の上
流には、液体中の半導体粒子12が単離される(凝集状
態から個々に分散され個別に移動するような状態にす
る)ような粒子単離機構があるため、半導体粒子12は
個々に単離した状態で導入機構から流(管)路11内部
に導入される。
Although not shown in the figure, the semiconductor particles 12 in the liquid are isolated upstream from the flow (pipe) path 11 (from the agglomerated state to a state where they are individually dispersed and individually moved). Because of the particle isolation mechanism, the semiconductor particles 12 are individually isolated and introduced into the flow (pipe) passage 11 from the introduction mechanism.

【0067】導入後、各半導体粒子12は流(管)路1
1内部を単離した状態で液体と同じ速度で流動する。
After the introduction, each semiconductor particle 12 flows into the flow (pipe) channel 1.
1 Flows at the same speed as a liquid with the inside isolated.

【0068】粒子特性検出器14においては、流(管)
路11を挟んで構成された2つの高周波コイルL1,L
2下に液体のみが流動している場合(抵抗Ro)、LC
共振回路はある一定電圧Voで共振している。
In the particle characteristic detector 14, the flow (tube)
Two high-frequency coils L1 and L configured to sandwich the path 11
2 If only liquid is flowing below (resistance Ro), LC
The resonant circuit resonates at a certain constant voltage Vo.

【0069】このとき2つの高周波コイルL1,L2の
間に挟まれた部分の流(管)路11中には、磁場が発生
している。
At this time, a magnetic field is generated in the flow (pipe) path 11 in the portion sandwiched between the two high frequency coils L1 and L2.

【0070】この状態で、液体搬送機構13により移動
してきた半導体粒子12が図2に示すように、2つの高
周波コイルL1,L2の間に挟まれた流(管)路11部
分へ到達すると、半導体粒子12に渦電流が流れ、2つ
の高周波コイルL1,L2の合成インダクタンスが変化
する。
In this state, when the semiconductor particles 12 moved by the liquid transfer mechanism 13 reach the portion of the flow (pipe) path 11 sandwiched between the two high frequency coils L1 and L2 as shown in FIG. Eddy current flows through the semiconductor particles 12, and the combined inductance of the two high frequency coils L1 and L2 changes.

【0071】このときの半導体粒子12の抵抗をRx、
電圧をVxとすると、 Rx=Ro(Vx/Vo) …式(1) のような関係式となる。
The resistance of the semiconductor particles 12 at this time is Rx,
When the voltage is Vx, the relational expression is Rx = Ro (Vx / Vo) (1).

【0072】抵抗測定器(抵抗値算出器)17に式
(1)を定義すれば、液体の抵抗Roが既知であると
き、電圧VxとVoを電圧計16で測定することによ
り、半導体粒子12の抵抗Rxが得られる。
By defining the equation (1) in the resistance measuring device (resistance value calculating device) 17, when the resistance Ro of the liquid is known, the voltages Vx and Vo are measured by the voltmeter 16 to obtain the semiconductor particles 12 The resistance Rx of is obtained.

【0073】例えば、図3に示すように、半導体粒子1
2として表面が抵抗RM の金属コーティング、内部が抵
抗Rsのシリコンから構成される半導体粒子の抵抗Rx
は、 (1/Rx)=(1/RM )+(1/Rs) …式(2) のような関係式になる。
For example, as shown in FIG.
The surface of the semiconductor particle has a resistance Rm, and the inside has a resistance Rs of silicon.
Is a relational expression such as (1 / Rx) = (1 / RM) + (1 / Rs) (2).

【0074】なお、半導体粒子12の抵抗Rxは、構成
される半導体物質の種類や不純物の種類および含有量、
粒子表面のコーティング材料、粒子サイズなどにより多
様な変化を持たせることが可能である。
The resistance Rx of the semiconductor particles 12 is determined by the type of semiconductor material and the type and content of impurities,
It is possible to make various changes depending on the coating material on the particle surface, the particle size, and the like.

【0075】一般には、比抵抗換算で、少なくとも1/
100乃至数kΩ・cm程度の変化を持たせられる。
Generally, at least 1 / in terms of resistivity
A change of about 100 to several kΩ · cm can be given.

【0076】すなわち、本発明の第1の実施の形態によ
れば、液体中を移動する半導体粒子12の種類が非常に
膨大であっても、粒子特性検出器14における抵抗測定
器(抵抗値算出器)17に式(1)が定義されていれ
ば、電圧計16で測定される電圧信号と既知である抵抗
Roとから粒子特性検出器14により半導体粒子12の
抵抗Rxを算出することができるので、個々の半導体粒
子12を識別することが可能である。
That is, according to the first embodiment of the present invention, even if the number of types of semiconductor particles 12 moving in a liquid is very large, the resistance measuring device (resistance value calculation) in the particle characteristic detector 14 is used. If the equation (1) is defined in the container) 17, the resistance Rx of the semiconductor particles 12 can be calculated by the particle characteristic detector 14 from the voltage signal measured by the voltmeter 16 and the known resistance Ro. Therefore, it is possible to identify the individual semiconductor particles 12.

【0077】さらに、半導体粒子12は自家蛍光を持た
ないため、粒子表面に固定されたDNAなど生体関連物
質の親和性結合を蛍光で測定する場合、その高感度測定
を可能にする。
Furthermore, since the semiconductor particles 12 do not have autofluorescence, high sensitivity measurement is possible when measuring affinity binding of a biological substance such as DNA immobilized on the particle surface by fluorescence.

【0078】なお、この発明の第1の実施の形態の各構
成は、当然、各種の変形・変更が可能である。
The respective configurations of the first embodiment of the present invention can of course be modified or changed in various ways.

【0079】例えば、半導体粒子12はシリコン以外
に、ガリウム−ヒ素、ゲルマニウム、インジウム、リン
などを含む半導体物質のうち単独もしくは複数の半導体
または不純物から構成することができ、さらにプラチ
ナ、金、アルミニウムなどの金属膜層や酸化膜層、窒化
膜層などを設けることができる。
For example, the semiconductor particles 12 may be composed of one or more semiconductors or impurities out of semiconductor materials containing gallium-arsenic, germanium, indium, phosphorus, etc., in addition to silicon, and platinum, gold, aluminum, etc. A metal film layer, an oxide film layer, a nitride film layer, or the like can be provided.

【0080】また、ポリスチレンなど高分子による被覆
を設けることもできる。
Further, a polymer coating such as polystyrene may be provided.

【0081】また、流(管)路11内部を満たすもの
は、液体以外に気体や真空であってもよい。
Further, what fills the inside of the flow (pipe) path 11 may be gas or vacuum other than liquid.

【0082】また、高周波コイルL1,L2は、流
(管)路11内部を移動する半導体粒子12よりも大き
く構成されていればよい。
Further, the high frequency coils L1 and L2 may be configured to be larger than the semiconductor particles 12 moving inside the flow (pipe) path 11.

【0083】また、LC共振回路15は、本実施形態の
他にコルピッツ発振回路、ハートレー発振回路等で構成
されてもよい。
Further, the LC resonance circuit 15 may be composed of a Colpitts oscillation circuit, a Hartley oscillation circuit, etc. other than this embodiment.

【0084】また、LC共振回路15等の共振の変化を
計測するために、電圧計16の代わりに、共振周波数の
変化を検出する周波数カウンタを設けてもよい。
Further, in order to measure the change in the resonance of the LC resonance circuit 15 or the like, a frequency counter for detecting the change in the resonance frequency may be provided instead of the voltmeter 16.

【0085】また、図6に示すように、2つの高周波コ
イルL1,L2は、流(管)路11に沿って外側を周回
するように上流と下流に分割して設けられても構わな
い。
Further, as shown in FIG. 6, the two high frequency coils L1 and L2 may be separately provided upstream and downstream so as to circulate outside along the flow (pipe) path 11.

【0086】一方、半導体粒子12の表面にはDNAの
他、RNA、遺伝子、染色体、細胞膜ウイルス、特異的
結合性蛋白質抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモ
ン、レセプタ、酵素、核酸等の生体関連物質が固定され
ていても構わない。
On the other hand, on the surface of the semiconductor particles 12, in addition to DNA, biological substances such as RNA, gene, chromosome, cell membrane virus, specific binding protein antigen, antibody, lectin, hapten, hormone, receptor, enzyme, nucleic acid, etc. May be fixed.

【0087】さらに、そのような生体関連物質であるD
NAの親和性結合を測定する手段として、図4に示すよ
うに、フローサイトメータ、フローセル、セルソーター
等10が流(管)路11の下流に接続され、半導体粒子
12の抵抗Rxにより半導体粒子12を個々に識別する
ことによって、各半導体粒子12表面上のDNA種類を
特定しながら、どのDNAがどの試薬DNAと反応した
かを個別に検出できるような構成であっても構わない。
Furthermore, such a bio-related substance D
As a means for measuring the affinity binding of NA, as shown in FIG. 4, a flow cytometer, a flow cell, a cell sorter 10 and the like are connected downstream of a flow (pipe) channel 11, and the resistance Rx of the semiconductor particles 12 causes the semiconductor particles 12 to flow. It may be configured such that which DNA reacts with which reagent DNA can be individually detected while identifying the type of DNA on the surface of each semiconductor particle 12 by individually identifying.

【0088】また、図4に示すように、識別された半導
体粒子12の種類によって必要な粒子を抽出できるよう
な半導体粒子抽出機構9が流(管)路11の下流に設け
られていてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, a semiconductor particle extracting mechanism 9 capable of extracting necessary particles depending on the type of the identified semiconductor particles 12 may be provided downstream of the flow (pipe) passage 11. .

【0089】なお、図4においては、流(管)路11の
最下流には廃液用流(管)路7が設けられているととも
に、リザーバー8設けられている構成となっいる。
In FIG. 4, a waste liquid flow (pipe) passage 7 and a reservoir 8 are provided at the most downstream side of the flow (pipe) passage 11.

【0090】(第2の実施の形態)図5は、本発明によ
る半導体粒子識別装置の第2の実施の形態の基本構成を
示す図である。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a basic structure of a second embodiment of the semiconductor particle identifying apparatus according to the present invention.

【0091】この発明の第2の実施の形態による半導体
粒子識別装置は、次のように構成されている。
The semiconductor particle identifying device according to the second embodiment of the present invention is constructed as follows.

【0092】すなわち、図5に示すように、透明な材質
で径が数10μm乃至数mmの円管状流(管)路11に
は、非相溶性の液体が満たされ、液体中には特定の抵抗
をもつ数μmら数100μm程度の粒径の半導体粒子1
2が個々に単離された状態で存在している。
That is, as shown in FIG. 5, an incompatible liquid is filled in a circular tubular flow (pipe) passage 11 made of a transparent material and having a diameter of several tens of μm to several mm, and a specific liquid is contained in the liquid. A semiconductor particle 1 having a resistance of several μm to several 100 μm.
2 exists in an individually isolated state.

【0093】ここでは、図示されていないが、流(管)
路11の上流には流(管)路11内部の流体を所定の速
度で移動させる液体搬送機構が装備してある。
Although not shown here, the flow (tube) is not shown.
A liquid transfer mechanism for moving the fluid inside the flow (pipe) passage 11 at a predetermined speed is provided upstream of the passage 11.

【0094】流(管)路11の外側には、流(管)路1
1内部の半導体粒子12の抵抗を測定する粒子特性検出
器14が設けられている。
Outside the flow (pipe) channel 11, the flow (pipe) channel 1 is provided.
A particle characteristic detector 14 for measuring the resistance of the semiconductor particles 12 in the inside 1 is provided.

【0095】この粒子特性検出器14は、流路を挟んで
磁界を構成する2つの磁石18と、該磁石18の磁界領
域にあって、且つ、流(管)路11の下流側に設けられ
た検出コイル19と、この検出コイル19に発生する誘
導電流を検出する電流計20と、この電流計20からの
電流信号を受けて半導体粒子12の抵抗を算出する抵抗
測定器(抵抗値算出器)17とから構成されている。
The particle characteristic detector 14 is provided in the two magnets 18 forming a magnetic field across the flow path, and in the magnetic field region of the magnets 18 and on the downstream side of the flow (pipe) path 11. Detecting coil 19, an ammeter 20 for detecting an induced current generated in the detecting coil 19, and a resistance measuring device (resistance value calculator for receiving the current signal from the ammeter 20 to calculate the resistance of the semiconductor particles 12). ) 17 and.

【0096】次に、この発明による第2の実施の形態の
半導体粒子識別装置の作用について説明する。
Next, the operation of the semiconductor particle identifying apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.

【0097】いま、液体搬送機構によって流(管)路1
1内の非相溶性液体は所定の速度で移動しているものと
する。
Now, with the liquid transfer mechanism, the flow (pipe) path 1
The immiscible liquid in 1 is assumed to be moving at a predetermined speed.

【0098】図示されていないが、流(管)路11の上
流には、液体中の半導体粒子12が単離される(凝集状
態から個々に分散され個別に移動するような状態にす
る)ような粒子単離機構があるため、半導体粒子12は
個々に単離した状態で導入機構から流(管)路11の内
部に導入される。
Although not shown in the figure, the semiconductor particles 12 in the liquid are isolated upstream from the flow (pipe) channel 11 (from the agglomerated state to a state where they are individually dispersed and individually moved). Due to the particle isolation mechanism, the semiconductor particles 12 are individually isolated and introduced into the flow (pipe) passage 11 from the introduction mechanism.

【0099】導入後、各半導体粒子12は、流(管)路
11内部を単離した状態で液体と同じ速度で流動する。
After the introduction, each semiconductor particle 12 flows at the same speed as the liquid while the inside of the flow (pipe) path 11 is isolated.

【0100】粒子特性検出器14においては、2つの磁
石18に挟まれた部分の流(管)路11中には磁場が発
生しており、この磁界中を液体のみが流動している場合
(抵抗Ro)、検出コイル19にはある一定の誘導電流
Aoが生じる。
In the particle characteristic detector 14, a magnetic field is generated in the flow (pipe) path 11 between the two magnets 18, and only liquid is flowing in this magnetic field ( A certain constant induced current Ao is generated in the resistance Ro) and the detection coil 19.

【0101】ここに、液体搬送機構により移動してきた
半導体粒子12が、図5に示すように磁石18に挟まれ
た流(管)路11部分へ到達すると、半導体粒子12に
渦電流が流れることによって、見かけ上の、検出コイル
19の合成インダクタンスが変化するため、検出コイル
19の誘導電流がAxへと変化す。
Here, when the semiconductor particles 12 moved by the liquid transport mechanism reach the portion of the flow (pipe) path 11 sandwiched by the magnets 18 as shown in FIG. 5, an eddy current flows through the semiconductor particles 12. As a result, the apparent combined inductance of the detection coil 19 changes, so that the induced current of the detection coil 19 changes to Ax.

【0102】この誘導電流Axは、半導体粒子12の抵
抗値Rxに依存するため、抵抗Roが既知であるとき誘
導電流Ax、とAoを電流計で測定することにより、半
導体粒子12の抵抗値Rxが得られる。
Since the induced current Ax depends on the resistance value Rx of the semiconductor particle 12, the resistance value Rx of the semiconductor particle 12 is measured by measuring the induced currents Ax and Ao when the resistance Ro is known. Is obtained.

【0103】なお、半導体粒子12は、構成される半導
体材料の種類や不純物の種類および含有量、粒子表面の
コーティング材料、粒子サイズなどにより、その半導体
粒子12の抵抗値Rxに多様性を持たせることが可能で
あることが一般的に知られている。
The semiconductor particles 12 have various resistance values Rx depending on the type of semiconductor material and the type and content of impurities, the coating material on the particle surface, the particle size, and the like. It is generally known that it is possible.

【0104】すなわち、本発明の第2の実施の形態によ
れば、非常に膨大な種類の半導体粒子12が液体中を移
動している状態であっても、粒子特性検出器14におけ
る抵抗測定器(抵抗値算出器)17において、電流計2
0で測定される誘導電流Axと既知である液体の抵抗R
oとから半導体粒子12の抵抗値Rxを算出することが
できるので、個々の半導体粒子12を識別することが可
能である。
That is, according to the second embodiment of the present invention, the resistance measuring device in the particle characteristic detector 14 can be used even when the semiconductor particles 12 of a very large number are moving in the liquid. (Resistance calculator) 17, ammeter 2
Induced current Ax measured at 0 and known liquid resistance R
Since the resistance value Rx of the semiconductor particles 12 can be calculated from o, it is possible to identify the individual semiconductor particles 12.

【0105】さらに、半導体粒子12は自家蛍光を持た
ないため、粒子表面に固定されたDNAなど生体関連物
質の親和性結合を蛍光で測定する場合、その高感度測定
を可能にする。
Further, since the semiconductor particles 12 do not have autofluorescence, high sensitivity measurement is possible when measuring affinity binding of a biological substance such as DNA immobilized on the particle surface by fluorescence.

【0106】なお、この発明の第2の実施の形態の各構
成は、当然、各種の変形、変更が可能である。
Incidentally, each structure of the second embodiment of the present invention can of course be modified or changed in various ways.

【0107】例えば、検出コイル19は流(管)路11
を外周するように構成されているだけでなく、磁界内部
における流(管)路11外側の側壁に設けられるように
なされていてもよい。
For example, the detection coil 19 is provided in the flow (pipe) path 11
May be provided on the side wall outside the flow (pipe) path 11 inside the magnetic field.

【0108】また、流(管)路11の断面形状および断
面積は、液体および半導体粒子12が十分に流動できる
範囲において、任意に設定することができる。
Further, the cross-sectional shape and cross-sectional area of the flow (pipe) passage 11 can be arbitrarily set within a range in which the liquid and the semiconductor particles 12 can sufficiently flow.

【0109】また、流(管)路11の材質は、透明なも
のに限定される必要はないし、磁石18としても、永久
磁石以外に、超伝導磁石、電磁石等でもよい。
The material of the flow (pipe) path 11 does not have to be limited to a transparent material, and the magnet 18 may be a superconducting magnet, an electromagnet or the like other than the permanent magnet.

【0110】さらに、誘導電流の代わりに誘導電圧を測
定するようにしてもよく、その場合には電流計20の代
わりに、第1の実施の形態のように電圧計16を用いる
ようにしてやればよい。
Further, the induced voltage may be measured instead of the induced current. In that case, instead of the ammeter 20, the voltmeter 16 may be used as in the first embodiment. Good.

【0111】(第3の実施の形態)図7は、本発明によ
る半導体粒子識別装置の第3の実施の形態の基本構成を
示す図である。
(Third Embodiment) FIG. 7 is a diagram showing the basic structure of a third embodiment of the semiconductor particle identifying apparatus according to the present invention.

【0112】この発明の第3の実施の形態による半導体
粒子識別装置は、次のように構成されている。
The semiconductor particle identifying apparatus according to the third embodiment of the present invention is constructed as follows.

【0113】すなわち、図7に示すように、径が数10
μm乃至数mmの円管状流路には非相溶性の液体が満た
され、この液体中には特定の抵抗をもつ数μmから数1
00μm程度の粒径の半導体粒子が個々に単離された状
態で存在している。
That is, as shown in FIG.
An incompatible liquid is filled in the circular tubular flow path of μm to several mm, and this liquid has a specific resistance of several μm to several 1
Semiconductor particles having a particle size of about 00 μm exist in a state of being individually isolated.

【0114】ここでは、図示されていないが、流(管)
路11の上流には、この流(管)路11内部の流体を所
定の速度で移動させる液体搬送機構が装備してある。
Although not shown here, the flow (tube) is not shown.
A liquid transfer mechanism for moving the fluid inside the flow (pipe) passage 11 at a predetermined speed is provided upstream of the passage 11.

【0115】流(管)路11には、半導体粒子12の抵
抗を測定する粒子特性検出器14が設けられている。
A particle characteristic detector 14 for measuring the resistance of the semiconductor particles 12 is provided in the flow (pipe) path 11.

【0116】この粒子特性検出器14は、流(管)路1
1内部に半導体粒子12を通過せしめる空間を確保しな
がら対向配置された2つの検出電極21と、該検出電極
21に接続され、抵抗変化を検出する抵抗測定器(抵抗
値算出器)17とから構成されている。
The particle characteristic detector 14 has a flow (pipe) path 1
1. Two detection electrodes 21 that are arranged to face each other while ensuring a space through which the semiconductor particles 12 pass, and a resistance measuring device (resistance value calculator) 17 that is connected to the detection electrodes 21 and detects a resistance change. It is configured.

【0117】次に、この発明の第3の実施の形態による
半導体粒子識別装置の作用について説明する。
Next, the operation of the semiconductor particle identification device according to the third embodiment of the present invention will be described.

【0118】いま、液体搬送機構によって、流(管)路
11内の非相溶性液体が所定の速度で移動しているもの
とする。
Now, it is assumed that the immiscible liquid in the flow (pipe) path 11 is moving at a predetermined speed by the liquid transport mechanism.

【0119】図示されていないが、流(管)路11の上
流には、液体中の半導体粒子12が単離される(凝集状
態から個々に分散され個別に移動するような状態にす
る)ような粒子単離機構があるため、半導体粒子12は
個々に単離した状態で導入機構から流(管)路11内部
に導入される。
Although not shown in the figure, the semiconductor particles 12 in the liquid are isolated upstream of the flow (pipe) path 11 (from the agglomerated state to a state in which they are individually dispersed and individually moved). Because of the particle isolation mechanism, the semiconductor particles 12 are individually isolated and introduced into the flow (pipe) passage 11 from the introduction mechanism.

【0120】導入後、各半導体粒子12は流(管)路1
1内部を単離した状態で液体と同じ速度で流動する。
After the introduction, each semiconductor particle 12 is allowed to flow through the flow channel 1
1 Flows at the same speed as a liquid with the inside isolated.

【0121】粒子特性検出器14においては、2つの検
出電極21に挟まれた部分の流(管)路11中を液体の
みが流動している場合、検出電極21間にはある一定の
抵抗成分Roが存在する。
In the particle characteristic detector 14, when only the liquid is flowing in the flow (pipe) path 11 between the two detection electrodes 21, there is a certain resistance component between the detection electrodes 21. Ro exists.

【0122】ここに、液体搬送機構により移動してきた
半導体粒子12が検出電極21に挟まれた流(管)路1
1部分へ到達すると、半導体粒子12のもつ抵抗Rxに
より、見かけ上の、検出電極21間の合成インピーダン
スが変化するため、抵抗測定器(抵抗値算出器)17の
検出値がRoからR′へと変化する。
Here, the flow path 1 in which the semiconductor particles 12 moved by the liquid transport mechanism are sandwiched between the detection electrodes 21.
When reaching part 1, the apparent composite impedance between the detection electrodes 21 changes due to the resistance Rx of the semiconductor particles 12, so that the detection value of the resistance measuring device (resistance calculator) 17 changes from Ro to R ′. And changes.

【0123】この抵抗R′は、半導体粒子12の抵抗値
Rxに依存するため、抵抗Roと抵抗R′の差を抵抗測
定器(抵抗値算出器)17で検出することにより、半導
体粒子12のRxが得られる。
Since this resistance R ′ depends on the resistance value Rx of the semiconductor particles 12, the resistance measuring device (resistance value calculating device) 17 detects the difference between the resistance Ro and the resistance R ′, and Rx is obtained.

【0124】なお、半導体粒子12は、構成される半導
体材料の種類や不純物の種類および含有量、粒子表面の
コーティング材料、粒子サイズ等により、半導体粒子の
抵抗Rxに多様性を持たせることが可能であるること
が、一般的に知られている。
The semiconductor particles 12 can have various resistances Rx of the semiconductor particles depending on the kind of semiconductor material, kind and content of impurities, coating material on the particle surface, particle size and the like. It is generally known that

【0125】すなわち、本発明の第3の実施の形態によ
れば、非常に膨大な種類の半導体粒子12が液体中を移
動している状態であっても、粒子特性検出器14におけ
る抵抗測定器(抵抗値算出器)17において抵抗R′と
Roの差から半導体粒子12の抵抗Rxを算出すること
ができるので、個々の半導体粒子12を識別することが
可能である。
That is, according to the third embodiment of the present invention, the resistance measuring device in the particle characteristic detector 14 can be used even when the semiconductor particles 12 of a very large variety are moving in the liquid. Since the (resistance calculator) 17 can calculate the resistance Rx of the semiconductor particles 12 from the difference between the resistances R ′ and Ro, it is possible to identify the individual semiconductor particles 12.

【0126】さらに、半導体粒子12は自家蛍光を持た
ないため、粒子表面に固定されたDNAなど生体関連物
質の親和性結合を蛍光で測定する場合、その高感度測定
を可能にする。
Furthermore, since the semiconductor particles 12 do not have autofluorescence, high sensitivity measurement is possible when measuring affinity binding of a biological substance such as DNA immobilized on the particle surface by fluorescence.

【0127】なお、この発明の第3の実施の形態の各構
成は、当然、各種の変形変更が可能である。
Incidentally, each structure of the third embodiment of the present invention can of course be modified and changed in various ways.

【0128】例えば、検出電極21は、流(管)路11
内において、対向配置で構成されているだけでなく、図
8に示すように、流(管)路11の内側進行方向に分離
された形態として設けられていてもよい。
For example, the detection electrode 21 is connected to the flow (pipe) channel 11
In addition to being configured to face each other, they may be provided in the form of being separated in the inner traveling direction of the flow (pipe) path 11, as shown in FIG.

【0129】また、流(管)路11の断面形状および断
面積は、液体及び半導体粒子12が十分に流動できる範
囲において任意に設定することができる。
Further, the cross-sectional shape and cross-sectional area of the flow (pipe) channel 11 can be arbitrarily set within a range in which the liquid and the semiconductor particles 12 can sufficiently flow.

【0130】[0130]

【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、複数種類の半導体材料から構成される半導体粒
子を利用し、生体物質検出において、生体物質検出用の
蛍光信号に影響せず、被検出物質の種類が非常に多い場
合でも粒子を個別に識別することが可能で、膨大な数の
親和性結合に応用でき多重解析を可能にする半導体粒子
識別装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, semiconductor particles composed of a plurality of types of semiconductor materials are used, and the fluorescence signal for detecting the biological substance is not affected in the detection of the biological substance. It is possible to provide a semiconductor particle identification device that can identify particles individually even when the number of types of substances to be detected is very large, can be applied to a huge number of affinity bonds, and can perform multiple analysis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明による半導体粒子識別装置の第
1の実施の形態の基本構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a first embodiment of a semiconductor particle identification device according to the present invention.

【図2】図2は、図1において、流(管)路11の外側
に、流(管)路11内部の半導体粒子12の抵抗を測定
するために設けられた粒子特性検出器14の詳細な構成
を示す図である。
2 is a detailed view of the particle characteristic detector 14 provided in FIG. 1 outside the flow (pipe) channel 11 for measuring the resistance of the semiconductor particles 12 inside the flow (pipe) channel 11; It is a figure which shows a simple structure.

【図3】図3は、図1における半導体粒子12の一例と
して表面が抵抗RM の金属コーティング、内部が抵抗R
sのシリコンから構成される半導体粒子を示す断面図で
ある。
3 shows an example of the semiconductor particles 12 in FIG. 1 whose surface is a metal coating having a resistance RM and whose inside is a resistance R.
It is sectional drawing which shows the semiconductor particle comprised from s of silicon.

【図4】図4は、本発明による半導体粒子識別装置の第
1の実施の形態の変形例の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a modified example of the first embodiment of the semiconductor particle identifying device according to the present invention.

【図5】図5は、本発明による半導体粒子識別装置の第
2の実施の形態の基本構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a second embodiment of a semiconductor particle identifying device according to the present invention.

【図6】図6は、本発明による半導体粒子識別装置の第
1の実施の形態の変形例の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a modified example of the first embodiment of the semiconductor particle identifying device according to the present invention.

【図7】図7は、本発明による半導体粒子識別装置の第
3の実施の形態の基本構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of a third embodiment of a semiconductor particle identifying device according to the present invention.

【図8】図8は、本発明による半導体粒子識別装置の第
3の実施の形態の変形例の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a modified example of the third embodiment of the semiconductor particle identifying device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7…廃液用流(管)路、 8…リザーバー、 9…半導体粒子抽出機構、 10…フローサイトメータ、フローセル、セルソーター
等、 11…流(管)路、 12…半導体粒子、 13…液体搬送機構、 14…粒子特性検出器、 L1,L2…高周波コイル、 C…コンデンサ、 15…LC共振回路、 16…電圧計、 17…抵抗測定器(抵抗値算出器)、 18…磁石、 19…検出コイル、 20…電流計、 21…検出電極。
7 ... Waste liquid flow (pipe) path, 8 ... Reservoir, 9 ... Semiconductor particle extraction mechanism, 10 ... Flow cytometer, flow cell, cell sorter, etc. 11 ... Flow (pipe) path, 12 ... Semiconductor particles, 13 ... Liquid transfer mechanism , 14 ... Particle characteristic detector, L1, L2 ... High frequency coil, C ... Capacitor, 15 ... LC resonance circuit, 16 ... Voltmeter, 17 ... Resistance measuring device (resistance value calculator), 18 ... Magnet, 19 ... Detection coil , 20 ... Ammeter, 21 ... Detection electrode.

フロントページの続き Fターム(参考) 2G045 CB01 DA13 DA36 FB07 FB12 GC20 2G053 AA21 AB21 BA08 BA13 BA19 BC02 CA03 DA01 DA02 DB02 2G060 AA19 AD06 AF07 AG11 GA01 KA09 4B029 AA07 AA23 AA27 BB01 BB15 BB20 CC03 FA01 FA15 Continued front page    F term (reference) 2G045 CB01 DA13 DA36 FB07 FB12                       GC20                 2G053 AA21 AB21 BA08 BA13 BA19                       BC02 CA03 DA01 DA02 DB02                 2G060 AA19 AD06 AF07 AG11 GA01                       KA09                 4B029 AA07 AA23 AA27 BB01 BB15                       BB20 CC03 FA01 FA15

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体粒子を内部に通過させる管路と、 この管路の内部に磁場を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段により上記管路内の半導体粒子に発生
する渦電流を検出する渦電流検出手段とを有し、 上記渦電流検出手段により検出された上記渦電流の値を
用いて上記半導体粒子を識別することを特徴とする半導
体粒子識別装置。
1. A conduit for passing semiconductor particles therein, a magnetic field generating means for generating a magnetic field inside the conduit, and an eddy current generated in the semiconductor particles in the conduit by the magnetic field generating means. And an eddy current detecting unit for identifying the semiconductor particles by using the value of the eddy current detected by the eddy current detecting unit.
【請求項2】 上記渦電流検出手段により検出された上
記渦電流を用いて上記半導体粒子の抵抗値を算出する抵
抗値算出手段をさらに有し、この抵抗値算出手段により
算出された上記半導体粒子の抵抗値を用いて上記半導体
粒子を識別することを特徴とする請求項1に記載の半導
体粒子識別装置。
2. The semiconductor particle further includes resistance value calculating means for calculating a resistance value of the semiconductor particle by using the eddy current detected by the eddy current detecting means, and the semiconductor particle calculated by the resistance value calculating means. The semiconductor particle identifying device according to claim 1, wherein the semiconductor particles are identified using the resistance value of.
【請求項3】 上記磁場発生手段は、上記管路内に磁場
を発生させる高周波コイルであり、 上記渦電流検出手段は、上記高周波コイルの共振状態の
変化を検出することにより、上記渦電流を検出すること
を特徴とする請求項2に記載の半導体粒子識別装置。
3. The magnetic field generating means is a high frequency coil for generating a magnetic field in the conduit, and the eddy current detecting means detects the change in the resonance state of the high frequency coil to generate the eddy current. The semiconductor particle identification device according to claim 2, wherein the detection is performed.
【請求項4】 上記高周波コイルは、上記管路を挟んで
対向して設けられた2つの高周波コイルであることを特
徴とする請求項3に記載の半導体粒子識別装置。
4. The semiconductor particle identification device according to claim 3, wherein the high-frequency coil is two high-frequency coils that are provided to face each other with the conduit interposed therebetween.
【請求項5】 上記高周波コイルは、上記管路の外周に
設けられた2つの高周波コイルであることを特徴とする
請求項3に記載の半導体粒子識別装置。
5. The semiconductor particle identifying device according to claim 3, wherein the high-frequency coil is two high-frequency coils provided on the outer circumference of the conduit.
【請求項6】 上記高周波コイルに発生する電圧を検出
する電圧検出手段を設けたことを特徴とする請求項3に
記載の半導体粒子識別装置。
6. The semiconductor particle identifying device according to claim 3, further comprising voltage detecting means for detecting a voltage generated in the high frequency coil.
【請求項7】 上記高周波コイルの共振周波数を検出す
る周波数検出手段を設けたことを特徴とする請求項3に
記載の半導体粒子識別装置。
7. The semiconductor particle identifying device according to claim 3, further comprising frequency detecting means for detecting a resonance frequency of the high frequency coil.
【請求項8】 上記磁場発生手段は、上記管路を挟むよ
うに対向して設けられた磁石であり、 上記渦電流検出手段は、上記半導体粒子により発生する
誘導電流を検出することを特徴とする請求項1に記載の
半導体粒子識別装置。
8. The magnetic field generating means is a magnet provided so as to face each other so as to sandwich the conduit, and the eddy current detecting means detects an induced current generated by the semiconductor particles. The semiconductor particle identification device according to claim 1.
【請求項9】 半導体粒子を内部に通過させる管路と、 上記管路内の離間した位置に設けられた複数の電極とを
有し、 上記複数の電極間の抵抗値を検出することにより上記半
導体粒子を識別することを特徴とする半導体粒子識別装
置。
9. A method comprising: a conduit for allowing semiconductor particles to pass therethrough; and a plurality of electrodes provided at spaced positions in the conduit, wherein the resistance value between the plurality of electrodes is detected. A semiconductor particle identification device characterized by identifying semiconductor particles.
【請求項10】 上記半導体粒子は、それぞれ、単独も
しくは複数の半導体物質もしくは不純物を含む半導体物
質の組み合わせからなる異なる抵抗値を有する複数の種
類の粒子であることを特徴とする請求項1乃至9のいず
れか一つに記載の半導体粒子識別装置。
10. The semiconductor particles are a plurality of kinds of particles having different resistance values, each of which is made of a single material or a plurality of semiconductor materials or a combination of semiconductor materials containing impurities. The semiconductor particle identification device according to any one of 1.
【請求項11】 上記半導体粒子は、その表面が異なる
種類の被覆材料により被覆されることにより、それぞ
れ、異なる抵抗値を有する複数の種類の粒子であること
を特徴とする請求項1乃至9のいずれか一つに記載の半
導体粒子識別装置。
11. The semiconductor particles are a plurality of types of particles having different resistance values, respectively, by coating the surfaces of the semiconductor particles with different types of coating materials. The semiconductor particle identification device according to any one of claims.
【請求項12】 上記半導体粒子は、それぞれ、異なる
粒子径を有するとともに、異なる抵抗値を有する複数の
種類の粒子であることを特徴とする請求項1乃至9のい
ずれか一つに記載の半導体粒子識別装置。
12. The semiconductor according to claim 1, wherein each of the semiconductor particles is a plurality of types of particles having different particle diameters and different resistance values. Particle identification device.
【請求項13】 上記半導体粒子の表面に、DNA,R
NA、遺伝子、染色体、細胞膜・ウイルス、特異的結合
性蛋白質、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモ
ン、レセプタ、酵素、核酸等から選択される生体関連物
質が固定されることを特徴とする請求項1乃至9のいず
れか一つに記載の半導体粒子識別装置。
13. DNA, R on the surface of the semiconductor particles.
A biologically relevant substance selected from NA, gene, chromosome, cell membrane / virus, specific binding protein, antigen, antibody, lectin, hapten, hormone, receptor, enzyme, nucleic acid, etc. is immobilized. The semiconductor particle identification device according to any one of 1 to 9.
【請求項14】 上記半導体粒子には、生体関連物質ま
たはこれと親和性結合をするための反応性試薬が蛍光色
素で標識されており、 上記蛍光色素を検出するための蛍光測定手段をさらに設
けたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一つに
記載の半導体粒子識別装置。
14. The semiconductor particle is labeled with a fluorescent dye for a biologically-relevant substance or a reactive reagent for forming an affinity bond with the biological-related substance, and further provided with a fluorescence measuring means for detecting the fluorescent dye. The semiconductor particle identification device according to claim 1, wherein the identification device is a semiconductor particle identification device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093146A (en) * 2016-08-29 2016-11-09 大连海事大学 A kind of capacitive reactance formula oil liquid detection system and preparation method thereof
CN106383146A (en) * 2016-08-29 2017-02-08 大连海事大学 Inductive-reactance type oil detection system and manufacturing method thereof

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