JP2003279534A - ヌクレオチド配列の電気化学的検出装置、分析用カセット、分析用カセットセットおよび分析用カセットの製造方法 - Google Patents

ヌクレオチド配列の電気化学的検出装置、分析用カセット、分析用カセットセットおよび分析用カセットの製造方法

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JP2003279534A
JP2003279534A JP2003055611A JP2003055611A JP2003279534A JP 2003279534 A JP2003279534 A JP 2003279534A JP 2003055611 A JP2003055611 A JP 2003055611A JP 2003055611 A JP2003055611 A JP 2003055611A JP 2003279534 A JP2003279534 A JP 2003279534A
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Jochem Knoche
クノッヘ ヨッヒェム
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
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    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3277—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a redox reaction, e.g. detection by cyclic voltammetry

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプルを採取する場所、例えば患者の場所
で使用することができ、そこで直ちに検出結果を表示で
きるようにする。 【解決手段】 ａ）液体Ｆを充填するための交換可能な
分析用カセット２９を備え、作用電極５１〜５４および
対向電極６１〜６４が分析用カセット２９内に配置され
て液体Ｆに接触でき、ｂ）ディスプレイ１３とエネルギ
ー源９とを有し分析用カセット２９に電気的に接続可能
である携帯型コンピュータ装置５を備え、コンピュータ
装置５が、電極５１〜５４、６１〜６４に電圧及び／又
は電流を印加し、作用電極５１〜５４上に検出すべきヌ
クレオチド配列Ｎが堆積することによって発生する電流
及び／又は電圧信号を検出し、その検出結果をディスプ
レイ１３上に表示し、ｃ）エネルギー源９からエネルギ
ー供給され分析用カセット２９内の液体Ｆを冷却及び／
又は加熱する温度調節素子を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中に存在する
ヌクレオチド配列を電気化学的に検出するために、検出
すべきヌクレオチド配列との特異的親和性を有するバイ
オポリマーに結合されている作用電極と、対向電極とを
備えているヌクレオチド配列の電気化学的検出装置に関
する。
【０００２】さらに本発明は、液体中に存在するヌクレ
オチド配列を電気化学的に検出するためにその電気化学
的検出装置と一緒に使用すされる分析用カセット、複数
の同一構造の分析用カセットから成る分析用カセットセ
ット、並びに携帯型コンピュータに対する追加モジュー
ルに関する。
【０００３】さらにまた、本発明はそのような分析用カ
セットの製造方法にも関する。
【０００４】
【従来の技術】基本装置において交換可能に使用できる
測定用インサートを有するイオン濃度測定装置が知られ
ている（例えば、特許文献１参照）。検査すべき液体は
測定用インサートの中に入れられる。生化学的測定パラ
メータを決定するための測定用カートリッジまたは測定
用セルを交換可能に受け入れるための装置も知られてい
る（例えば、特許文献２参照）。この装置はコンピュー
タ制御された分析システムに接続されている。
【０００５】医療技術の分野では、疾患もしくは発育不
全によって体液中もしくは組織中で惹起された遺伝的に
重要な痕跡が検出されることによって、様々な疾患もし
くは発育不全を検出することができる。例えば疾患惹起
性細菌もしくはウイルスは、それらのＤＮＡ破片、つま
りヌクレオチドもしくはヌクレオチド配列、オリゴヌク
レオチド配列もしくはポリヌクレオチド配列を血液中も
しくは尿中に残す。様々な種類の癌疾患においては、遺
伝的に重要な欠陥を伴う罹患した癌細胞の一部分を体液
中で検出することができる。同様の課題は、食品を腐ら
せる細菌を遺伝的に重要な痕跡を検出することによって
同定することが目指される食品化学の分野にも存在す
る。遺伝的痕跡を検出するという課題は、特に食品中に
存在する構成成分が天然植物または遺伝子制御植物のど
ちらに由来するのかについて解明するために、出所に関
する食品検査においても存在する。
【０００６】この発明は、例えば上記の課題から発生す
るヌクレオチド配列の電気化学的装置を記載することを
意図している。
【０００７】公知の進行によれば、患者から血液サンプ
ルが採取され、それに凝固阻害因子並びに細胞壁を破壊
する物質が添加される。さらに細胞壁を破壊した後に遊
離されるＤＮＡストランドを正確に事前規定された位置
で分割する特殊な酵素が添加される（酵素的切断）。
【０００８】この第１ステップ後に、通常は第２ステッ
プにおいてその後の検出ステップにおける感度を高める
ためにポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）が実施される。
そのような方法は特許文献３に記載されている。ポリメ
ラーゼ連鎖反応では、溶液もしくは液体中に存在するＤ
ＮＡ断片の複製が引き起こされる。このために必要であ
りＤＮＡの構成に関与する４種のアミノ酸である分子成
分がサンプルに添加される。サンプルはその後制御され
ながら加熱され、引き続いて再度冷却される。上記の特
許文献３によると、検出プロセス、即ち第３ステップは
蛍光方法によって実施される。
【０００９】探索すべきＤＮＡ断片を検出するために電
気化学的方法も知られている（例えば、特許文献４、特
許文献５、特許文献６参照）。
【００１０】電気化学的検出方法はさらにまた特許文献
７および特許文献８にも記載されている。特に特許文献
８の明細書に記載されたシステムは、極めて費用が高額
で、経済的観点から大規模な研究室でしか使用できな
い。
【００１１】電気化学的検出方法では、溶液中の探索す
べきＤＮＡ断片もしくはヌクレオチド配列は特殊な受容
体分子もしくはバイオポリマーを用いて、即ち探索すべ
きＤＮＡ断片もしくはヌクレオチド配列に対する適切な
「対応物」を用いてぬらされた特殊な作用電極を用いて
検出される。液体中に浸漬させた作用電極には、正確に
適合するヌクレオチド配列しか堆積しないので、引き続
いて電気的評価によって堆積物を検出することができ
る。
【００１２】このために使用される方法はＰＳＡ（電位
差ストリッピング分析法（ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｉ
ｃ ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ））であ
る。この方法では、作用電極と対向電極との間に電流が
印加される。作用電極と参照電極との間では徐序に上昇
する電圧を測定できる。作用電極上に探索すべき種類の
ヌクレオチド配列が堆積すると、一定の値（例えば０．
８Ｖ）で電圧上昇の停止を観察することができるが、こ
れはこの電圧で例えば探索すべきＤＮＡ断片に含まれて
いるグアニンが酸化されるためである。この電圧プラト
ーの時間幅は、酸化したグアニン量に対する尺度として
使用でき、そこから検査対象のサンプル中に探索すべき
種類のＤＮＡ断片が診断上重要な量で存在するかどうか
を逆推論することができる。
【００１３】この種のプロセスステップに従って動作す
る公知の装置は実験化学の装置である。これらの装置は
それらの大きさのために固定式で使用するのにしか適し
ていない。これらの装置は通常、液体を輸送および配量
し、分析チャンバーを引き続いて洗浄するための高額の
構成要素を含んでいる。これらの構成要素には、リザー
バ（貯蔵容器）、弁、チューブ、ポンプ等が含まれる。
これらによっても装置の据付面積が大きくなる。さらに
これらの構成要素は、流体の清潔さの要求条件が極めて
高水準にあるために、少なからぬ保守費用を必要とす
る。現在一般的に用いられている装置は研究室でしか使
用できないので、当該サンプルはしばしばまず最初に遠
く離れた中央研究室へ輸送されなければならない。これ
は医学において特に急性推移をたどる疾患では大きな欠
点である。
【００１４】
【特許文献１】独国特許第４１３９１２１号明細書
【特許文献２】国際公開第９８／０５９５８号パンフレ
ット
【特許文献３】独国特許出願公開第１９８２６１５３号
明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１９９４０６４７号
明細書
【特許文献５】米国特許第５，３１２，５２７号明細書
【特許文献６】米国特許第５，８７１，９１８号明細書
【特許文献７】国際公開第０１／４２５０８号パンフレ
ット
【特許文献８】国際公開第９５／１２８０８号パンフレ
ット
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、サン
プルを採取する場所、例えば患者の場所、いわゆるポイ
ント・オブ・ケア（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｒｅ）で使
用することができ、そこで直ちに検出結果を表示するヌ
クレオチド配列の電気化学的検出装置を提供することに
ある。さらに、本発明は、この電気化学的検出装置を分
散して使用できるように大量に製造するために、この電
気化学的検出装置のコスト的に良好な製造を可能にする
分析用カセット、複数の同一構造の分析用カセットから
成る分析用カセットセット、および分析用カセットの製
造方法を提供するものとする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】装置に関する課題は、本
発明によれば、冒頭で述べた種類の電気化学的検出装置
において、 ａ）液体を充填するための交換可能な分析用カセットを
備え、作用電極および対向電極が分析用カセット内に配
置されて液体に接触でき、 ｂ）ディスプレイと系統電源に関係しないエネルギー源
とを有し分析用カセットに電気的に接続可能である携帯
型コンピュータ装置を備え、このコンピュータ装置が、
電極に電圧および／または電流を印加し、作用電極上に
検出すべきヌクレオチド配列が堆積することによって発
生する電流および／または電圧信号を検出し、その結果
生じる検出結果をディスプレイ上に表示するように構成
され、 ｃ） エネルギー源からエネルギー供給され、分析用カ
セット内の液体を冷却および／または加熱する温度調節
素子を備えていることによって解決される。
【００１７】携帯型コンピュータ装置とは、本発明の関
連ではモバイル使用を意図されたあらゆるコンピュータ
装置、例えばラップトップ、ノートブック、パームトッ
プもしくは「ハンドヘルド」である。
【００１８】本発明は、特に冒頭で述べた電気化学的検
出方法を携帯型装置によっても実施できるという認識を
基礎としている。この装置を用いると、例えばＰＣＲお
よびＰＳＡを冒頭で述べたように分散して実施すること
ができる。
【００１９】さらに、本発明に従った装置は、液体を輸
送する、循環させるまたは配量するための能動的な構成
要素を回避するという考えに基づいている。これらの代
わりに、好ましくはディスポーザブルカセットすなわち
使い捨て材もしくは消耗材として形成することのできる
交換可能な分析用カセットが存在する。それにより、当
該構成要素の定期的な洗浄および／または保守の必要が
なくなる。本発明に従った装置は、一方では分析用カセ
ットと、他方ではコンピュータ装置とによって、機能的
に有利に交換可能な湿部（「化学モジュール」）と長期
間使用可能な電気部とに分けられている。
【００２０】本発明に従った装置を用いると、実験化学
に関して特殊な訓練を受けていない使用者でも患者の場
所で、もしくは食品化学的サンプル採取の現場でヌクレ
オチド配列を電気化学的に検出することが可能になる。
サンプルを中央研究室へ輸送するための時間が不要にな
る。これは相当に大きな費用削減も意味する。
【００２１】温度調節素子によって、特に簡単に、適切
なアミノ酸を添加されたサンプル液に冒頭で述べたよう
なポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を起こさせることが
可能である。このとき適切な加熱期および冷却期の保持
はコンピュータ装置によって制御することができる。
【００２２】電圧ないしは電流を印加するためにコンピ
ュータ装置のエネルギー源が使用されると好ましい。つ
まりその他の認識は、携帯型コンピュータ装置にいずれ
にしろ存在する系統電源に関係しないエネルギー源を、
同時に電気化学的検出方法を実施するために役立たせる
ことができることにある。携帯型コンピュータ装置の系
統電源に関係しないエネルギー源は特に電池または蓄電
池である。
【００２３】温度調節素子は好ましくはペルチェ素子で
ある。
【００２４】コンピュータ装置が、入力手段（特にキー
ボード）およびディスプレイを備えたコンピュータと、
コンピュータのデジタル・インターフェースに接続可能
でありアナログ・インターフェースを介して分析用カセ
ットに接続可能である追加モジュールとを有していると
好ましい。追加モジュールには、例えばデジタル−アナ
ログ変換器およびアナログ−デジタル変換器を取付ける
ことができる。コンピュータ装置を一方ではコンピュー
タと他方ではモジュールとへ分けることによって、異な
った用途のために、異なった電気的要求を有する追加モ
ジュールを現場に存在する同一コンピュータへ組み込む
ことができる。
【００２５】デジタル・インターフェースは特にＰＣＭ
ＣＩＡ（パーソナル・コンピュータ・メモリカード国際
協会（ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｅｍｏ
ｒｙＣａｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏ
ｃｉａｔｉｏｎ））インターフェースである。コンピュ
ータの適切なインターフェースは例えばキャッシュカー
ド・フォーマットのいわゆるＰＣＭＣＩＡ差込みカード
の挿入を可能にする。
【００２６】コンピュータが、モバイル型の標準コンピ
ュータ、特にラップトップ、ノートブックまたは例えば
パームトップもしくは「ハンドヘルド」のような操作中
に手の中に保持できるコンピュータであると特に有利で
ある。この実施態様においては、例えば現場の患者の側
で担当医が他の責務を果たすことのできるいずれにしろ
存在するコンピュータを使用できるので、コンピュータ
装置をコンピュータと追加モジュールとに分けると特に
顕著に有利である。それにより、本発明に従う装置への
出資費用は低く維持され、装置は広範な使用に特に適す
る。
【００２７】追加モジュールは、好ましくは少なくとも
部分的にコンピュータのハウジング内に挿入可能である
ように構成される。例えば、これは末端側ではＰＣＭＣ
ＩＡ差込みカードのフォーマットである。
【００２８】さらに、追加モジュールが分析用カセット
を挿入するための凹所もしくは開口部を有していると好
ましい。追加モジュールは、例えば分析用カセットのた
めの結合ステーションとして機能することができる。
【００２９】上記の温度調節素子は好ましくは追加モジ
ュールへ取付けられる。温度調節素子は追加モジュール
に挿入されたもしくは結合された分析用カセットに特に
大きな面積で熱的に接触するように組み込まれる。
【００３０】特に好ましい実施態様に従うと、本発明に
よる電気化学的検出装置は、追加モジュールに装着され
電気的に作動可能であり分析用カセットに力を加えるた
めの手段を有している。この力は作用電極および／また
は対向電極の移動へ変換される。これは、分析のプロセ
ス安全性のために上記ＰＣＲの加熱期および冷却期中に
は作用電極がまだ液体もしくは溶液によってぬらされな
い方が有利であるという考えに基づいている。寧ろ、作
用電極はＰＣＲの終了後に初めて電気化学的分析を実施
するために液体または溶液中に浸漬させられるべきであ
る。
【００３１】力を加えるための手段が形状記憶合金を有
する素子を含み、この素子が特に加熱されたときに製造
時に規定された初期状態へ復帰し、このとき力を発生す
ると特に有利である。形状記憶合金は「ｓｈａｐｅ ｍ
ｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙ（形状記憶合金）」の名称でも
よく知られている（例、登録商標ナイチノール（Ｎｉｔ
ｉｎｏｌ）。室温で容易に変形可能であるが、加熱され
ると製造時に特別な処理によって前もって与えられた１
つの形状に復帰する形状記憶合金が存在する。
【００３２】形状記憶素子を加熱するために、これが線
状体または帯状体に形成されている場合、その電気抵抗
に基づいて電圧または電流を帯状体ないしは線状体へ直
接に印加できると有利である。
【００３３】力を加えるための手段は、分析用カセット
を追加モジュール内の凹所へ挿入したときに圧縮させら
れるように追加モジュールに配置される。これは、特別
な復帰メカニズムを必要としないという利点を有してい
る。復帰力は、寧ろ分析用カセットを追加モジュール内
に差込むまたは導入する人間によって作り出される。
【００３４】他の好ましい実施態様に従うと、コンピュ
ータ装置は、検出された電流および／または電圧信号を
使用して液体中に存在する疾患病原体に関するまたは液
体中に存在する病的な体細胞に関する診断を行ってディ
スプレイ上に表示できるように形成されている。適切な
評価はコンピュータにインストールされたソフトウエア
において実施されるが、このソフトウエアは例えば検出
または診断のために必要な判定用データを、コンピュー
タ装置内にあるローカルなデータバンクまたはデータ網
を介して結合された遠隔地のデータバンクから取出す。
遠隔地のデータバンクへの結合は、例えばＷａｖｅＬＡ
Ｎ、ＧＳＭ（汎欧州デジタルセルラーシステム）もしく
はその他のＵＭＴＳ（欧州の次世代携帯通信網）のよう
な無線ネットワークを介して無線で行うことができる。
【００３５】本発明の対象は、特に上記の電気化学的検
出装置のための補助手段または交換手段として適する分
析用カセット自体でもある。液体中に存在するヌクレオ
チド配列を電気化学的に検出するための分析用カセット
は、検出すべきヌクレオチド配列との特異的親和性を有
するバイオポリマーを含む作用電極および対向電極が配
置されている気密および液密のハウジングを備え、この
ハウジングが、ハウジング内の電極に液体をもたらすた
めに、流出口のない液体供給手段を有している。分析用
カセットがディスポーザブルカセットまたは１回の使用
後に廃棄できる交換部品として形成されていると有利で
ある。
【００３６】携帯型コンピュータ装置に電気的に接続で
きる分析用カセットは、電気化学的検出方法の湿部をコ
ンピュータ装置内に配置されている電子的評価部から機
能的に分離できるという利点を有している。それによっ
てモバイル使用において現場で異なったもしくは同一の
ディスポーザブルカセットの使用し携帯型コンピュータ
装置を用いて液体中に存在するヌクレオチド配列のため
の多数の異なったもしくは同一の電気化学的検出方法を
実施することができる。
【００３７】作用電極および対向電極は、好ましくは本
発明による電気化学的検出装置と関連付けて上記で既に
説明したように実施される。携帯型コンピュータ装置へ
の適応に関係する好ましい構成については同様に上記で
既に行った説明を参照されたい。
【００３８】分析用カセットのハウジングが、作用電極
を固定した上部と対向電極を備える下部とを有している
と好ましい。
【００３９】複数の互いに異なるヌクレオチド配列を同
時に検出するために、互いに異なるバイオポリマーを含
む複数の作用電極が存在していてよい。
【００４０】各作用電極は、表面をバイオポリマーで被
覆すること及び／又はバイオポリマーを含浸させること
もできる。
【００４１】分析用カセットのハウジングの下部に、そ
れぞれ１つの対向電極を含む複数のくぼみが形成されて
いると好ましい。それによって、分析のために必要な液
体量を少なく維持することができる。
【００４２】特に好ましい実施態様に従うと、ハウジン
グが圧縮可能な領域を有し、分析用カセットに力を加え
るとその圧縮可能な領域の圧縮によって作用電極が下部
の方向へ移動させられる。このような力は例えばユーザ
ーによって外から加えることができる。好ましい実施態
様では、この力は上記で既に説明したように追加モジュ
ールに取付けられた電気的に作動可能である手段によっ
て加えることができる。圧縮運動によって、作用電極を
ポリメラーゼ連鎖反応のために必要な加熱および冷却期
中にはまだ液体によってぬらされないままにしておくこ
とが可能である。温度調節期の終了後に初めてハウジン
グの上方領域は力を加えることによって下部の方向へ移
動させられ、それによって作用電極はハウジング内に注
入される液体と接触させられる。それにより、分析のプ
ロセス安全性が有利に高められる。
【００４３】圧縮可能な領域がベローズによって形成さ
れると好ましい。
【００４４】他の好ましい実施態様に従うと、分析用カ
セットは、コンピュータ装置から読出し可能であり作用
電極の種類および堅牢性、製造業者および／または製造
番号についてのオプションデータが格納されているメモ
リモジュールを有している。それにより、作用電極を備
えた分析用カセットが異なった検出目的のために故意で
はなく交換されてしまうことを回避できる。このため
に、メモリモジュールはさらに書込み可能ではなく、読
出しのみ可能であると好ましい。メモリモジュールに保
存されたデータは例えば適切な電気的接続手段を介して
コンピュータ装置から読出したりディスプレイに表示し
たりすることができる。
【００４５】メモリモジュールには、好ましくはプロセ
スパラメータ、特に作用電極特有のプロセスパラメータ
を規定するデータも含まれている。例えば、特定の分析
用カセット内に存在するすべての作用電極に対して、検
出の肯定的または否定的な結論を出すための閾値が与え
られている。例えばＰＣＲサイクルの実施回数のような
ＰＣＲパラメータもそこに保存することができる。つま
り、ヒトゲノムのＤＮＡ配列は通常体液中に１回のＰＣ
Ｒが完全に過剰であるような濃度で存在するが、それに
対して大多数のウイルスは検出可能にするためにはＰＣ
Ｒの多数回の実施およびそれとともに２n倍の複製を必
要とする。メモリモジュール内のこの情報を用いて、本
発明による電気化学的検出装置は装置製造の時点にはま
だ規定されていなかった分析用カセットも評価できるこ
とが保証される。この装置はさらにまた、顧客の側の現
場で費用のかかる改良も不要になり、新規疾患の発生の
ような現在の状態へも同様に極めて迅速に対応すること
ができる。
【００４６】流出口のない供給手段は、カニューレを用
いて穿刺可能である特に弾性壁素子を含んでいる。
【００４７】本発明の範囲内には、さらにまた上述した
種類の複数の同一構造の分析用カセットから成る分析用
カセットセットを用意するという認識もあり、各分析用
カセットが１つないしは複数のヌクレオチド配列を検出
するための１つないしは複数の作用電極を有し、分析用
カセットが互いに異なるヌクレオチド配列を検出するの
に又はヌクレオチド配列の相互に相違する組み合わせを
検出するのに適していることによって相互に相違してい
る。そのような分析用カセットセットを用いると、患者
の側の現場にいる医療従事者または食品化学者にとって
簡単に幅広い適用範囲をカバーすることが可能である。
換言すると、医師または化学者は携帯型コンピュータ装
置、並びに問題になっている、例えば手ほどの大きさの
分析用カセットのセットだけを側に持ち合わせていれば
十分である。分析用カセットは、例えば一般的包装内
に、サンプル調製用の溶液入りのアンプル、ディスポー
ザブルシリンジ、ディスポーザブル手袋および同様の補
助手段またはここでは「パーツキット（ｋｉｔ−ｏｆ−
ｐａｒｔｓ）」としてのサブセットと一緒に纏めること
ができるまたは供給することができる。
【００４８】液体中に存在する疾患病原体に関するまた
は液体中に存在する病的体細胞に関する異なった診断の
ための異なった分析用カセットが準備されていると有利
である。例えば、ある分析用カセットはインフルエンザ
を検出するために用意され、適切な表題が付けられてい
る。このようなカセットは、例えば異なったウイルス菌
株を検出するための作用電極を有している。
【００４９】このセットの特に好ましい実施態様に従う
と、異なった分析用カセットが可能性のある診断結果に
関して階層型の進行のために準備されている。
【００５０】例えば、粗診断のための少なくとも１つの
第１分析用カセットが存在し、その後に精密診断のため
に１つまたは複数の別の分析用カセットが配置され、別
の分析用カセットは粗診断の結果に関係して任意に選択
することができる。例えば、第１分析用カセットを用い
て疾患誘発因子としてのウイルスまたは細菌に従って大
まかな分類が行われ、その後必要に応じて別のタイプの
分析用カセットを用いて病原菌の正確な種類が求められ
る。
【００５１】追加モジュールに関する課題は、本発明に
よれば、携帯型コンピュータのデジタル・インターフェ
ースへ接続される追加モジュールであって、交換可能な
分析用カセットを接続するためのアナログ・インターフ
ェースと、分析用カセット内に存在する電極に電圧およ
び／または電流を印加し電気化学的反応によって分析用
カセット内に発生する電流および／または電圧信号を調
節するために構成されている電子回路装置と、分析用カ
セット内に充填された液体を冷却および／または加熱す
るための温度調節素子とを備え、温度調節素子にコンピ
ュータのエネルギー源からエネルギー供給可能であるよ
うに携帯型コンピュータに接続可能である追加モジュー
ルによって解決される。
【００５２】信号調節のためには、例えば増幅器および
／またはアナログ・デジタル変換器が存在する。
【００５３】追加モジュールが、固有もしくはビルトイ
ン式の表示装置なしで実施されると好ましい。測定結果
を表示するためには、表示装置、例えば携帯型コンピュ
ータのモニタもしくはディスプレイを利用することがで
きる。
【００５４】追加モジュール、携帯型コンピュータ、デ
ジタル・インターフェース、分析用カセットおよび電極
の利点および好ましい構成については、本発明に従った
分析用カセットおよび装置に関連して上記に記載した実
施態様が同様に該当する。
【００５５】追加モジュールが、電圧および／または電
流を印加するために必要なエネルギーをコンピュータの
エネルギー源、特に電池もしくは蓄電池から取出せるよ
うに携帯型コンピュータに接続可能であると好ましい。
【００５６】コンパクトな構成にするために、追加モジ
ュールは分析用カセットを挿入するための凹所を有して
いる。
【００５７】コンパクトな構成に関して、インターフェ
ースがＰＣＭＣＩＡインターフェースであると有利であ
る。
【００５８】別の好ましい実施態様に従うと、追加モジ
ュール内で温度調節素子が分析用カセットに大きな面積
で熱的に接触させられる。好ましくは携帯型コンピュー
タから複数の加熱期および冷却期を実施するために駆動
可能である温度調節素子を用いると、分析用カセット内
に存在する液体にポリメラーゼ連鎖反応を引き起こさせ
ることができる。
【００５９】温度調節素子は特にペルチェ素子である。
【００６０】さらに、追加モジュールが、電気的に作動
可能であり分析用カセットに力を加えるための手段を有
していると好ましい。この手段の目的、利点および好ま
しい構成に関しても上記に記載した実施態様を参照され
たい。
【００６１】本発明の範囲内では、さらにまた下記の方
法を用いて、上記の分析用カセットを簡単に製造可能で
あることも分かっている。 ａ）プラスチック成形品が好ましくはプレス成形によっ
て製造される。 ｂ）プラスチック成形品内に、複数の作用電極が固定さ
れる。 ｃ）プラスチック成形品内に、複数の対向電極が取付け
られる。 ｄ）作用電極は、プラスチック成形品に吊り下げられ
て、異なったバイオポリマーを含む液体中に浸漬させら
れる。 ｅ）プラスチック成形品は、作用電極が対向電極の上方
に位置するように折り畳まれる。 ｆ）プラスチック成形品の相互の上に位置するようにな
る壁部分は分析用カセットの気密および液密のハウジン
グを形成するように相互に接着もしくは溶接される。
【００６２】この方法は、液体中に存在するヌクレオチ
ド配列を電気化学的に検出するための分析用カセット以
外の分析用カセットを製造するためにも使用できる。
【００６３】好ましくは、本発明に従った方法では、プ
ラスチック成形品には複数のくぼみが形成され、特に各
対向電極用にそれぞれ１つのくぼみが設けられる。
【００６４】この製造方法を用いると、分析用カセット
は大量にコスト的に良好に製造でき、異なった検出目的
のために用意できる分析用カセットのためのステップ
ａ）〜ステップｃ）並びにｅ）およびｆ）は一貫して実
施できる。つまり、例えばプラスチック成形品の上部お
よび下部はコスト的に良好にたった１つの変形で大量に
製造できる。分析用カセットは作用電極の浸漬もしくは
含浸の後からの作業ステップｄ）によって初めて後の使
用目的に合わせられるので、実際の要求条件に短期間で
対応させることができるかまたは特別な用途に合わせた
少数のカセットもコスト的に良好に製造することができ
る。
【発明の実施の形態】
【００６５】以下において本発明に従った装置、分析用
カセット、追加モジュール並びに製造方法についての実
施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６６】図１では、容器１の中に凝固阻害因子Ｇお
よび場合によっては細胞壁を破壊する物質と一緒に、例
えば血液サンプルのようなサンプルＰがどのように供給
されるのかが示されている。これには、さらに細胞壁の
破壊後に遊離されるＤＮＡストランドもしくはヌクレオ
チド配列を正確に事前に定義された場所で分離（酵素的
切断）させる特異的酵素Ｓが添加される。さらに、引き
続いてポリメラーゼ連鎖反応を実施し、それによって液
体Ｆ中に存在するＤＮＡ断片もしくはヌクレオチド配列
Ｎの複製を達成するためのアミノ酸Ａが添加される。Ｄ
ＮＡ配列はウイルス、細菌または癌細胞に由来する可能
性がある。さらに、ＤＮＡ配列は人間の身体の「正常
な」細胞に由来する可能性もあるので、例えば生涯の経
過における遺伝性疾患についてまたは一定疾患に対する
素因についての兆候のようなヒトゲノムからの情報も入
手することができる。
【００６７】液体Ｆ中に存在するヌクレオチド配列Ｎを
電気化学的に検出するために、折り畳み可能なモバイル
型の標準コンピュータ７を含む携帯型コンピュータ装置
５を有する電気化学的検出装置３が存在する。コンピュ
ータ７のハウジング８には、エネルギー源９としての電
池または蓄電池が存在する。ハウジング８には、さらに
入力手段としてユーザーが入力するためのキーボード１
１並びに検出結果または診断を表示するための旋回式デ
ィスプレイ１３が存在する。蓄電池は時々（図示されて
いない）電源装置または充電器と接続することができ
る。
【００６８】装置３には、さらにまた平らな差込み部２
１を用いてコンピュータ７のハウジング８内の開口部２
３に挿入可能である追加モジュール１９が含まれてい
る。さらに追加モジュール１９には、ディスポーザブル
カセットとして形成された分析用カセット２９（カート
リッジ）を受け入れるための、同様に装置３のコンポー
ネントでもある分厚い受入部２５が含まれている。分析
用カセット２９を受入部２５へ結合させるために最後に
述べた凹所３１がある。
【００６９】コンピュータ７への追加モジュール１９の
電気的接続はＰＣＭＣＩＡインターフェースとして形成
されたデジタル・インターフェース３３を通して行われ
る。この接続は、差込み部２１を開口部２３内へ挿入す
ることによって確立されるが、このとき対応するプラグ
イン接触が完成され、さらに追加モジュール１９のエネ
ルギー源９への接続も実現される。
【００７０】分析用カセット２９の追加モジュール１９
への電気的結合はアナログ・インターフェース３５を介
して行われ、それのプラグイン接続は分析用カセット２
９が凹所３１へ結合されたときに確立される。
【００７１】図２では、ほぼマッチ箱の大きさの分析用
カセット２９が詳細に示されている。これには、蓋状の
上部４１およびたらい状の下部４３を備えた液密のハウ
ジング４０が含まれている。ハウジングは、例えばさら
に下記で説明する製造方法に従ってプラスチックから製
造される。分析用カセット２０の寸法は約５０ｍｍ×３
５ｍｍ×１２ｍｍ（厚さ）である。サイズを小さくした
カセットを含む変形製品もまた可能である。
【００７２】上部４１の右壁部分には、数μｌの液体Ｆ
をハウジング４０内へ注入するためにカニューレを穿刺
することができる弾性壁素子４５が組込まれている。壁
素子４５は、例えば点滴ボトルで使用されているような
穿刺可能な膜である。注射シリンジを用いて、事前に準
備された液体Ｆが分析用カセット２９の内部へ、すなわ
ちレベル４７まで分析チャンバー内へ注入された。
【００７３】弾性壁素子４５の代わりに、さらにまた注
入された液体Ｆが分析チャンバーから逆流するのを防止
する例えば弁を備えた別の液体供給手段が存在していて
もよい。重要なのは、ディスポーザブルカセットとして
形成された分析用カセット２９が提供状態では気密に密
封されており、それによって極めて高度の衛生的要求条
件が必要な場合にも良好な保存性が生じる点である。
【００７４】分析用カセット２９の内部には、電気化学
的検出方法を実施するために必要であり上部４１に取付
けられた４個の作用電極５１、５２、５３、５４と、下
部４３に取付けられメッキされた対向電極６１、６２、
６３、６４と、１つの共通の参照電極７１とを含む電極
セットがある。平らに形成された対向電極６１、６２、
６３、６４は、底面側に下部４３を成形することによっ
て発生するくぼみ６６、６７、６８、６９の中に配置さ
れている。
【００７５】炭素繊維材料または別のこれのためによく
知られている原料から製造された棒状の作用電極５１、
５２、５３、５４は、液体Ｆ中の検出すべきヌクレオチ
ド配列Ｎとの異なった特異的親和性を有する異なったバ
イオポリマーで被覆されている。バイオポリマーもしく
は受容体分子は探索すべきヌクレオチド配列に対する適
合する「対応物」として機能する。適切に準備された作
用電極５１、５２、５３、５４が液体Ｆと接触させられ
ると、そこには専ら正確に適合するヌクレオチド配列Ｎ
だけが堆積するので、その結果引き続いて電気的評価を
用いて堆積物を検出することができる。このために使用
できる方法がいわゆるＰＳＡ（電位差ストリッピング分
析法）である。このため、各作用電極５１、５２、５
３、５４と各対向電極６１、６２、６３、６４との間に
電流が与えられ、その後当該作用電極５１、５２、５
３、５４と参照電極７１との間で徐々に上昇する電圧が
測定される。作用電極５１、５２、５３、５４へ探索す
べき種類のヌクレオチド配列Ｎが堆積すると、０．８Ｖ
で電圧上昇が停止することを観察することができるが、
これはこの電圧で探索すべきＤＮＡ断片中に含まれるグ
アニンが酸化されるためである。この電圧プラトーの時
間幅は酸化されたグアニン量に対する尺度である。そこ
から、検査されたサンプル中に探索すべき種類のＤＮＡ
断片が診断上重要な量で存在するかどうかについて推論
することができる。
【００７６】上部４１にはベローズ７５が組込まれてい
るので、上方から上部４１に外力Ｋを加えることによっ
て作用電極５１、５２、５３、５４をレベル４７の下方
へ沈めることを達成できる。
【００７７】ハウジング４０の左側には、電子式識別チ
ップとして形成されたメモリモジュール７９のための固
定具としても役立つ電気接点ブロック７７がある。（エ
ンドユーザーにとって）読取り専用のメモリモジュール
７９から、コンピュータ装置５によって、作用電極の種
類、取り違えることのあり得ない１つだけ付与される連
続番号に関するデータ、並びに製造業者、製造年月日、
使用期限等に関係する追加の情報、並びに電極特異的プ
ロセスパラメータを呼び出すことができる。
【００７８】図３では、軽量のプラスチック製ハウジン
グを含めて仕上げられた本発明に従った追加モジュール
１９がより正確に示されている。追加モジュール１９
は、携帯型コンピュータ７のデジタル・インターフェー
ス３３へ接続するために、その差込み部２１の端側にプ
ラグインコネクタ８１を有している。差込み部２１の内
部空間には、特に電気化学的分析を実施するために必要
である、例えばＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、電流源も
しくは電圧源および電流計もしくは電圧計のような特定
の電子部品を含んでいる電子回路装置８３が存在する。
コンピュータ７から突出し、従ってユーザーの手の届く
受入部２５の中には、ＰＣＲのために必要な繰り返し制
御される加熱および引き続く冷却を可能にするペルチェ
素子８７が底面側に組込まれている。ペルチェ素子８７
を駆動するための電子部品は差込み部２１内に取付けら
れている。コンピュータ７はペルチェ素子８７にエネル
ギーを供給し、時間的温度推移の制御を行う。
【００７９】追加モジュール１９の凹所３１には、カセ
ットが１つのプラグインコネクタ８５における接点ブロ
ック７７と噛み合うまで、図２の分析用カセット２９を
左から挿入することができる。プラグインコネクタ８５
は、その噛み合いによって、さらに分析用カセット２９
のための保持装置としても機能する。プラグイン接続が
確立されることによって、分析用カセット２９の内部に
ある電極５１、５２、５３、５４、６１、６２、６３、
６４、７１は追加モジュール１９内の電子回路装置８３
と接続される。
【００８０】電気化学的分析を実施するために必要な電
子部品、特に追加モジュール１９内において調節および
場合によっては評価のために存在する部品は、例えば１
枚もしくは複数枚の金属板および／または１つのファラ
デーケージによって電磁的に遮蔽されている。
【００８１】コンピュータ７から追加モジュール１９つ
まりその電子部品を障害なく分離させるために、特別な
独立したアースガイドがある。同様の目的で信号伝送の
ために光カプラーが存在していてもよい。
【００８２】図４では、挿入されている分析用カセット
２９と一緒に追加モジュール１９が示されている。凹所
３１へ分析用カセット２９を挿入する際には、受入部２
５の凹所３１の上側に配置されたプレート８９が形状記
憶素子９１の力に逆らって図３に示された点線位置から
上へ押された。形状記憶素子９１はＳＭＡ［例えばナイ
チノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）のような形状記憶合金（ｓ
ｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙ）］から作られた
波形金属帯として作り上げられている。金属帯の電気抵
抗は、ＰＣＲの終了後に、電圧を印加するまたは電流を
供給することによって金属帯を加熱するために利用され
る。これによって形状記憶素子９１は、製造中に特殊処
理によって事前に規定された元の形状に復帰する。この
元の形状への復帰において形状記憶素子９１と接続され
たプレート８９は外力Ｋ（図３を参照）を発生させ、そ
れによってベローズ７５は圧縮され、それによって作用
電極５１、５２、５３、５４は事前にカニューレ９２を
用いて弾力性壁素子４５を通して分析チャンバー内に注
入されていた液体Ｆ中に浸漬させられる。
【００８３】装置３の作動は下記のステップで実施され
る。 １．サンプルＰを調製して液体Ｆを作成、 ２．コンピュータ装置５への所望の分析用カセット２９
の結合、 ３．必要な限りにおいて、ペルチェ素子８７を使用した
ポリメラーゼ連鎖反応の実施、 ４．形状記憶素子９１を作動させることによって作用電
極５１、５２、５３、５４の液体Ｆ中への浸漬、 ５．ＰＳＡまたはＤＰＶ（微分パルスボルタンメトリー
（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｌｓｅｄ ｖｏｌｔ
ａｍｅｔｒｙ））を用いた電気化学的検出。
【００８４】図５では、１例として電気化学的分析にお
いて発生する曲線９３が示されている。この例では、１
個の作用電極と１個の対向電極との間に１ｐＡ〜１ｎＡ
の間の極めて小さな一定電流が供給され、参照電極と作
用電極との間の時間的電圧推移Ｕ（ｔ）が記録された。
引き続いて、導関数ｄｔ／ｄＵが導出されて曲線９３が
形成された。探索すべき種類のＤＮＡ断片が作用電極に
堆積すると、グアニンの酸化によって０．８Ｖの領域で
著明な最高値が生じるが、このとき最高値下の面積９４
はグアニンの量に比例している。図５に１例として示さ
れたＰＳＡの結果には、左側で酸化還元領域および右側
で電気分解領域が隣接する測定領域９５が示されてい
る。
【００８５】定電流法としてのＰＳＡの代替法として、
定電圧法、好ましくはＤＰＶを使用することができる。
定電圧法は、干渉の影響に対して明らかに頑丈であり、
従って実際的使用においてより良好な信号対雑音比を提
供する。一定電流で励起される「ガルバノスタット」と
は対照的に、「ポテンショスタット」は一定電圧で作動
する。
【００８６】例えば、参照電極と対向電極の間の測定用
セルには制御可能な低抵抗電圧源によって約０．６Ｖ〜
１．２Ｖの範囲内で段階的に上昇する電圧が印加され
る。各電圧段階において規定された時間の間、作用電極
を介してアースへ流れる電流が測定される。得られた信
号の曲線推移は、ｙ軸にｄｔ／ｄＩ、ｘ軸に電流Ｉを記
録すると、ＰＳＡの曲線推移に一致する（図５を参
照）。
【００８７】１回の測定経過において複数の作用電極を
それぞれの電極に付設された電流測定装置を用いて並列
に測定することもできる。換言すると、１つ１つの電極
に固有の電流計を付設すると、１回の測定経過において
すべての作用電極を並列的に評価することができる。こ
の場合は分析用カセット２９を通って流れた総電流およ
び使用された電子機器のデータ収集速度によってのみ制
限される。これは、１回の測定サイクルが約４５秒間し
かかからないので、頻繁に実験領域で遭遇する、電極間
の切り替えのためのマルチプレクサーおよびすべての電
極のシーケンシャルな処理を伴う解決策に比較して、莫
大な時間的利点を意味する。
【００８８】図６は、相互に同一構造であるので、すべ
てを追加モジュール１９内に挿入できる複数の分析用カ
セット２９、９７、９８、９９、１００、１０１からな
る１つの分析用カセットセット９６を概略的に示してい
る。分析用カセット２９、９７、９８、９９、１００、
１０１は、それらが互いに異なるヌクレオチド配列Ｎを
検出するため、ないしはヌクレオチド配列Ｎの互いに異
なる組み合わせを検出するために適していることによっ
て相互に相違している。この例では、詳述した検出方法
が第１分析用カセット２９を使用することによって開始
され、検出結果としてディスプレイ１３に粗診断１０３
が表示される。ディスプレイ１３上では、さらにユーザ
ーへ粗診断１０３の結果に依存して、場合によっては所
望の精密診断１０５のために次のカセットとして分析用
カセット９７を追加モジュール１９内へ挿入しなければ
ならないことが表示される。精密診断１０５も同様にデ
ィスプレイ１３上に表示される。分析用カセット２９、
９７、９８、９９、１００、１０１の階層型の使用は、
図６でさらにまた分析用カセット１０１を用いての引き
続いての精密診断１０７のために指示される。
【００８９】図７〜１１では、分析用カセット２９のコ
スト的に良好な製造方法が具体的に示されている。この
方法は、ハウジング４０の上部４１および下部４３が一
体成形で一緒にされているプラスチック成形品１０９が
プレス成形されることで開始される（図７）。この製造
方法の目的は、折り畳み可能なブリスターパック包装の
ように分析用カセット２９を製造することにある。折り
畳みを保証するために、プラスチック成形品１０９は、
中央の平面１１１に沿って折り曲げることができる。
【００９０】折り曲げ前に、まず第２ステップ（図８）
において作用電極５１、５２、５３、５４並びにこれら
に属する対向電極６１、６２、６３、６４が取付けられ
る。引き続いて第３ステップ（図９）において作用電極
５１、５２、５３、５４はプラスチック成形品に吊り下
げられて液体Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４とともに異なった
特殊なバイオポリマーを含む浴中に、十分な被覆または
ぬれが達成されるまで浸漬させられる。
【００９１】それに引き続いて（図１０）、プラスチッ
ク成形品１０９は、作用電極５１、５２、５３、５４が
これらに属する対向電極６１、６２、６３、６４の上方
に位置するように折り畳まれる。折り畳まれた後、上部
４１および下部４３は最後のステップ（図１１）で縁１
１２、１１３へ気密に接着されるかまたは超音波溶接さ
れる。それにより、不都合な貯蔵条件および気候条件下
でも良好な保存性が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った装置の全体の概略斜視図
【図２】図１の装置の分析用カセットの詳細縦断面図
【図３】図１の装置の追加モジュールの詳細縦断面図
【図４】図２の分析用カセットが挿入されている図３の
追加モジュールの概略図
【図５】図１の装置を用いて検出される信号経過を示す
図。
【図６】分析用カセットセット並びに階層型の進行にお
ける使用を説明する概略図
【図７】本発明に従った製造方法の１例の図
【図８】本発明に従った製造方法の１例の図
【図９】本発明に従った製造方法の１例の図
【図１０】本発明に従った製造方法の１例の図
【図１１】本発明に従った製造方法の１例の図
【符号の説明】
Ａ．．．アミノ酸 Ｆ．．．液体 Ｇ．．．凝固阻害因子 Ｋ．．．外力 Ｐ．．．サンプル Ｓ．．．特異的酵素 Ｎ．．．ヌクレオチド配列 １．．．容器 ３．．．電気化学的検出装置 ５．．．コンピュータ装置 ７．．．コンピュータ ８．．．ハウジング ９．．．エネルギー源 １１．．．キーボード １３．．．ディスプレイ １９．．．追加モジュール ２１．．．差込み部 ２３．．．開口部 ２５．．．受入部 ２９、９７、９８、９９、１００、１０１．．．分析用
カセット ３１．．．凹所 ３３．．．デジタル・インターフェース ３５．．．アナログ・インターフェース ４０．．．ハウジング ４１．．．上部 ４３．．．下部 ４５．．．壁素子 ４７．．．レベル ５１、５２、５３、５４．．．作用電極 ６１、６２、６３、６４．．．対向電極 ６６、６７、６８、６９．．．くぼみ ７１．．．参照電極 ７５．．．ベローズ ７７．．．電気接点ブロック ７９．．．メモリモジュール ８１、８５．．．プラグインコネクタ ８３．．．電子回路装置 ８７．．．ペルチェ素子 ８９．．．プレート ９１．．．形状記憶素子 ９２．．．カニューレ ９３．．．曲線 ９４．．．最高値下の面積 ９５．．．測定領域 ９６．．．分析用カセットセット １０３．．．粗診断 １０５、１０７．．．精密診断 １０９．．．プラスチック成形品 １１１．．．中央の平面
───────────────────────────────────────────────────── 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 27/48 ３１１ Ｇ０１Ｎ 33/53 Ｍ 33/483 33/566 33/53 37/00 １０２ 33/566 27/46 ３３６Ｍ 37/00 １０２ ３８６Ｚ 27/30 ３５１ Ｆターム(参考） 2G045 AA25 BA11 BB16 CA25 CB01 CB21 DA12 DA13 DA14 DA77 FB02 FB05 FB12 GC20 JA01 JA04 JA07 4B029 AA07 BB20 FA15

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体（Ｆ）中に存在するヌクレオチド配
    列（Ｎ）を電気化学的に検出するために、検出すべきヌ
    クレオチド配列（Ｎ）との特異的親和性を有するバイオ
    ポリマーに結合されている作用電極（５１、５２、５
    ３、５４）と、対向電極（６１、６２、６３、６４）と
    を備えているヌクレオチド配列の電気化学的検出装置
    （３）において、 ａ）液体（Ｆ）を充填するための交換可能な分析用カセ
    ット（２９）を備え、作用電極（５１、５２、５３、５
    ４）および対向電極（６１、６２、６３、６４）が分析
    用カセット（２９）内に配置されて液体（Ｆ）に接触で
    き、 ｂ）ディスプレイ（１３）と系統電源に関係しないエネ
    ルギー源（９）とを有し分析用カセット（２９）に電気
    的に接続可能である携帯型コンピュータ装置（５）を備
    え、このコンピュータ装置（５）が、電極（５１、５
    ２、５３、５４、６１、６２、６３、６４）に電圧およ
    び／または電流を印加し、作用電極（５１、５２、５
    ３、５４）上に検出すべきヌクレオチド配列（Ｎ）が堆
    積することによって発生する電流および／または電圧信
    号を検出し、その結果生じる検出結果をディスプレイ
    （１３）上に表示するように構成され、 ｃ） エネルギー源（９）からエネルギー供給され、分
    析用カセット（２９）内の液体（Ｆ）を冷却および／ま
    たは加熱する温度調節素子を備えていること特徴とする
    ヌクレオチド配列の電気化学的検出装置。
  2. 【請求項２】 コンピュータ装置（５）がエネルギー源
    （９）を使用して電圧ないしは電流を印加できるように
    形成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 温度調節素子がペルチェ素子（８７）で
    あることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
  4. 【請求項４】 コンピュータ装置（５）が、入力手段お
    よびディスプレイ（１３）を備えるコンピュータ（７）
    と、コンピュータ（７）のデジタル・インターフェース
    （３３）に接続可能でありアナログ・インターフェース
    （３５）を介して分析用カセット（２９）に接続可能で
    ある追加モジュール（１９）とを有していることを特徴
    とする請求項１乃至３の１つに記載の装置。
  5. 【請求項５】 デジタル・インターフェース（３３）が
    ＰＣＭＣＩＡインターフェースであることを特徴とする
    請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 コンピュータ（７）がモバイル型の標準
    コンピュータであることを特徴とする請求項４又は５記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 追加モジュール（１９）が少なくとも部
    分的にコンピュータ（７）のハウジング（８）内に挿入
    可能であるであることを特徴とする請求項４乃至６の１
    つに記載の装置。
  8. 【請求項８】 追加モジュール（１９）が分析用カセッ
    ト（２９）を挿入するための凹所（３１）を有している
    ことを特徴とする請求項４乃至７の１つに記載の装置。
  9. 【請求項９】 温度調節素子が、挿入された分析用カセ
    ット（２９）に大きな面積で熱的に接触させられるよう
    に追加モジュール（１９）内に取付けられていることを
    特徴とする請求項３乃至８の１つに記載の装置。
  10. 【請求項１０】 追加モジュール（１９）内に、電気的
    に作動可能であり分析用カセット（２９）に力（Ｋ）を
    加えるための手段が取付けられていることを特徴とする
    請求項４乃至９の１つに記載の装置。
  11. 【請求項１１】 力（Ｋ）を加えるための手段が、形状
    記憶合金を有する素子（９１）を含み、この素子（９
    １）が加熱されたときに製造時に規定された初期状態へ
    復帰しこのとき力（Ｋ）を発生することを特徴とする請
    求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 力（Ｋ）を加えるための手段が、分析
    用カセット（２９）を追加モジュール（１９）内の凹所
    （３１）内へ挿入したときに圧縮させられるように追加
    モジュール（１９）内に配置されていることを特徴とす
    る請求項８乃至１１の１つに記載の装置。
  13. 【請求項１３】 コンピュータ装置（５）が、検出され
    た電流および／または電圧信号を使用して液体（Ｆ）中
    に存在する疾患病原体に関するまたは液体（Ｆ）中に存
    在する病的な体細胞に関する診断を行ってディスプレイ
    （１３）上に表示できるように形成されていることを特
    徴とする請求項１乃至１２の１つの記載の装置。
  14. 【請求項１４】 液体（Ｆ）中に存在するヌクレオチド
    配列（Ｎ）を電気化学的に検出するために請求項１乃至
    １３の１つに記載の電気化学的検出装置（３）と一緒に
    使用される分析用カセット（２９）において、検出すべ
    きヌクレオチド配列（Ｎ）との特異的親和性を有するバ
    イオポリマーを含む作用電極（５１、５２、５３、５
    ４）および対向電極（６１、６２、６３、６４）が配置
    されている気密および液密のハウジング（４０）を備
    え、ハウジング（４０）が、ハウジング（４０）内の電
    極（５１、５２、５３、５４、６１、６２、６３、６
    ４）に液体（Ｆ）をもたらすために、流出口のない液体
    供給手段を有していることを特徴とする分析用カセッ
    ト。
  15. 【請求項１５】 ハウジング（４０）が、作用電極（５
    １、５２、５３、５４）を固定した上部（４１）と、対
    向電極（６１、６２、６３、６４）を含む下部（４３）
    とを有していることを特徴とする請求項１４記載の分析
    用カセット。
  16. 【請求項１６】 複数の互いに異なるヌクレオチド配列
    （Ｎ）を同時に検出するために、互いに異なるバイオポ
    リマーを含む複数の作用電極（５１、５２、５３、５
    ４）が存在することを特徴とする請求項１４又は１５記
    載の分析用カセット。
  17. 【請求項１７】 下部（４３）に、それぞれ１つの対向
    電極（６１、６２、６３、６４）を含む複数のくぼみ
    （６６、６７、６８、６９）が形成されていることを特
    徴とする請求項１５又は１６記載の分析用カセット。
  18. 【請求項１８】 ハウジング（４０）が圧縮可能な領域
    （７５）を有し、分析用カセット（２９）に力（Ｋ）が
    加えられたときにその圧縮可能な領域の圧縮により作用
    電極（５１、５２、５３、５４）が下部（４３）の方向
    へ移動可能であることを特徴とする請求項１５乃至１７
    の１つに記載の分析用カセット。
  19. 【請求項１９】 コンピュータ装置（５）から読出し可
    能であり、作用電極（５１、５２、５３、５４）の種類
    および堅牢性、製造業者および／または製造番号につい
    てのオプションデータが格納されているメモリモジュー
    ル（７９）が設けられていることを特徴とする請求項１
    ４乃至１８の１つに記載の分析用カセット。
  20. 【請求項２０】 液体供給手段が、カニューレ（９２）
    を用いて穿刺可能である弾性壁素子（４５）を有してい
    ることを特徴とする請求項１４乃至１９の１つに記載の
    分析用カセット。
  21. 【請求項２１】 請求項１４乃至２０の１つのに記載の
    複数の同一構造の分析用カセット（２９、９７、９８、
    ９９、１００、１０１）から成る分析用カセットセット
    （９６）であって、各分析用カセット（２９、９７、９
    ８、９９、１００、１０１）が、１つないしは複数のヌ
    クレオチド配列（Ｎ）を検出するための１つもしくは複
    数の作用電極（５１、５２、５３、５４）を有し、分析
    用カセット（２９、９７、９８、９９、１００、１０
    １）が、互いに異なるヌクレオチド配列（Ｎ）を検出す
    るためにないしはヌクレオチド配列（Ｎ）の互いに異な
    る組み合わせを検出するために適していることによって
    相互に相違していることを特徴とする分析用カセットセ
    ット。
  22. 【請求項２２】 液体（Ｆ）中に存在する疾患病原体に
    関するまたは液体（Ｆ）中に存在する病的な体細胞に関
    する異なった診断のための異なった分析用カセット（２
    ９、９７、９８、９９、１００、１０１）が準備されて
    いることを特徴とする請求項２１記載のセット。
  23. 【請求項２３】 可能性のある診断結果に関して階層型
    の進行のために異なった分析用カセット（２９、９７、
    ９８、９９、１００、１０１）が準備されていることを
    特徴とする請求項２２記載のセット。
  24. 【請求項２４】 粗診断（１０３）のために少なくとも
    １つの第１分析用カセット（２９）が存在し、その後に
    精密診断（１０５）のために１つもしくは複数の別の分
    析用カセット（９７、９８、９９）が配置され、粗診断
    （１０３）の結果に関係して別の分析用カセット（９
    ７、９８、９９）を任意に選択できることを特徴とする
    請求項２３記載のセット。
  25. 【請求項２５】 携帯型コンピュータ（７）のデジタル
    ・インターフェース（３３）へ接続される追加モジュー
    ル（１９）であって、交換可能な分析用カセット（２
    ９）を接続するためのアナログ・インターフェース（３
    ５）と、分析用カセット（２９）内に存在する電極（５
    １、５２、５３、５４、６１、６２、６３、６４、７
    １）に電圧および／または電流を印加し電気化学的反応
    によって分析用カセット（２９）内に発生する電流およ
    び／または電圧信号を調節するために構成されている電
    子回路装置（８３）と、分析用カセット（２９）内に充
    填された液体（Ｆ）を冷却および／または加熱するため
    の温度調節素子とを備え、温度調節素子にコンピュータ
    （７）のエネルギー源（９）からエネルギー供給可能で
    あるように携帯型コンピュータ（７）に接続可能である
    ことを特徴とする追加モジュール。
  26. 【請求項２６】 追加モジュール（１９）が、電圧およ
    び／または電流を印加するために必要なエネルギーをコ
    ンピュータ（７）のエネルギー源（９）から取出すこと
    ができるように携帯型コンピュータ（７）に接続可能で
    あることを特徴とする請求項２５記載の追加モジュー
    ル。
  27. 【請求項２７】 追加モジュール（１９）が、分析用カ
    セット（２９）を挿入するための凹所（３１）を備えて
    いることを特徴とする請求項２５又は２６記載の追加モ
    ジュール。
  28. 【請求項２８】 デジタル・インターフェース（３３）
    がＰＣＭＣＩＡインターフェースであることを特徴とす
    る請求項２５乃至２７の１つに記載の追加モジュール。
  29. 【請求項２９】 温度調節素子が、挿入された分析用カ
    セット（２９）に大きな面積で熱的に接触させられるこ
    とを特徴とする請求項２５乃至２８の１つに記載の追加
    モジュール。
  30. 【請求項３０】 温度調節素子がペルチェ素子（８７）
    であることを特徴とする請求項２９記載の追加モジュー
    ル。
  31. 【請求項３１】 電気的に作動可能であり分析用カセッ
    ト（２９）に力（Ｋ）を加えるための手段が設けられて
    いることを特徴とする請求項２５乃至３０の１つに記載
    の追加モジュール。
  32. 【請求項３２】 請求項１４乃至２０の１つに記載の分
    析用カセット（２９）の製造方法において、 ａ）プラスチック成形品（１０９）が製造され、 ｂ）プラスチック成形品（１０９）内に複数の作用電極
    （５１、５２、５３、５４）が固定され、 ｃ）プラスチック成形品（１０９）内に複数の対向電極
    （６１、６２、６３、６４）が取付けられ、 ｄ）作用電極（５１、５２、５３、５４）が、プラスチ
    ック成形品（１０９）に吊り下げられて、異なったバイ
    オポリマーを含む液体（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）中に
    浸漬させられ、 ｅ）プラスチック成形品（１０９）が、作用電極（５
    １、５２、５３、５４）が対向電極（６１、６２、６
    ３、６４）の上方に位置するように折り畳まれ、 ｆ）プラスチック成形品（１０９）の相互の上に位置す
    るようになる壁部分が分析用カセット（２９）の気密お
    よび液密のハウジング（４０）を形成するように相互に
    接着もしくは溶接されることを特徴とする分析用カセッ
    トの製造方法。
  33. 【請求項３３】 複数のくぼみ（６６、６７、６８、６
    ９）を備えるプラスチック成形品（１０９）が製造さ
    れ、各対向電極（６１、６２、６３、６４）用にそれぞ
    れ１つのくぼみ（６６、６７、６８、６９）が設けられ
    ていることを特徴とする請求項３２記載の製造方法。
  34. 【請求項３４】 プラスチック成形品（１０９）がプレ
    ス成形によって製造されることを特徴とする請求項３２
    又は３３記載の製造方法。
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