JP2005069728A - General-purpose living body relevant information recorded medium, its manufacturing method, its manufacturing device, detection device for general-purpose living body relevant information recorded medium, and medical system using these - Google Patents

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Kazuto Nakamura
和人 中村
Junichi Toyama
純一 遠山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for manufacturing a biosensor easily with a printer or a personal computer for domestic use, and for performing detection. <P>SOLUTION: The biosensor is manufactured from an ink jet by an ink tank filled with a living body relevant material which is compatible with an ink jet printer. The sensor is constituted so that reading is performed by a CD drive for a general PC, and an inspection result is read by a personal computer and transmitted to a medical/inspection institution by Internet. The medical institution receives data by a communication wherein the security is secured, and transmits a diagnosis result. Ordering of the tank filled with the living body relevant material and a base material, and payment for a diagnosis fee or the like are performed by an internet protocol wherein the security is secured. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイオチップおよびバイオセンサー等を、インクジェットプリンタやパソコン内蔵のCDドライブなど、汎用市販機器を用いて家庭内やオフィスにおいて製作・検出・診断し、インターネットを介して診断情報を医療機関等に送信するバイオチップおよびバイオセンサーなどの汎用生体関連情報記録済媒体、その製造方法、製作装置、及び、汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置、並びにこれらを用いた医療システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、バイオチップの代表的な一形態として、アフィメトリックス型やスタンフォード型のDNAチップが知られている。これらは、各社によって実用化され、例えば、アジレントテクノロジー社のDNAチップでは、専用のインクジェットプリント技術によって、数万以上のDNAをスポットし、検体のDNAとハイブリダイゼーションによって二重鎖となって固定化されたものを、あらかじめ蛍光標識されスポットされたDNAの蛍光発光によって、専用スキャナで検出している。(図4 および非特許文献1参照)
また、特許文献1では、個人が携帯型保健医療情報端末を利用して、体温、血圧、服薬などの保健医療情報の定時、異常時、任意時の閲覧を日常的に可能にするものとして、個人がインターネット経由で医療施設にある自己の医療保険情報データベースにデータを登録する手段と、その個人が自己の登録情報の閲覧を可能にすることをシステム化してビジネスモデルとしている。
【0003】
しかし、このようなモデルでは、新たに医療用携帯端末を準備しなければならず、また、体温や血圧などの簡易な医療情報のほかに、昨今、進展が著しいDNA関連診断や、バイオチップによる高度な診断においては、医療機関や検査機関に出向く必要があり、何らかの疾患を負っている患者や、高齢者には負担を強いるものであることには変わりない。
【0004】
また、特許文献2には、インターネット、専用回線、郵便、宅配便等によって不特定大衆の遺伝子多型や変異などのヒューマンゲノム情報と治療法、薬剤適合性、体質解析、疾病予防などの連鎖解析を容易にする技術が開示されている。この先行例は、疾病等と対応する遺伝子情報の関連付けを公開し、実際の遺伝子情報やサンプルを伝送することで、不特定多数の各種疾病予防等に役立てるビジネスモデルである。
【0005】
上記先行特許出願では、遺伝子情報を共有するわけであるが、家庭での、いわゆるトレンド検査など、個人ベースの疾患の移行を時系列に診断することはできない。また、個々人の情報に関しては、継続性が少なく、多数を対象にしなければビジネスが成立しない可能性もある。
【0006】
【特許文献1】特開2002−183316号公報
【特許文献2】特開2001−292600号公報
【非特許文献1】
http://www.chem.agilent.com/cag/country/JP/products/PDS2433.htm
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のDNAチップは、高密度であり解析結果情報も多くなるメリットはあるが、スライドグラス1枚程度で数十万円と非常に高価であり、検出器においても図4〜図6 に示すような専用のスキャナとPCが必要である。
【0008】
したがって、一般家庭はおろか通常の開業医・小規模病院であっても、これらを用いて、DNAチップによる遺伝子診断をはじめとする生体関連物質の検出、血液検査、各種抗体の検査、O157など菌の検出、インフルエンザウィルスの検出などを行うことは事実上不可能であり、これらの検査の不便さと高価格、検査結果受領までの大幅な遅滞を生じている。
【0009】
また、DNAチップによる遺伝子情報収集には、継続的なトレンド診断は不要とされている。一方、血液状態の経年変化や、抗原抗体検査、ウィルスの検出においては、発症予知や予防診断と言う意味で、平時からのトレンドデータの管理と判断・診断が必要となっている。しかし、こうしたバイオチップによる従来の検査形態では、前述のような多大な設備や、医療機関へのアクセスが必要なため普及するには多くの問題点を有している。
【0010】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コスト性に優れ、一般家庭での簡易診断、予防診断、症状の傾向診断ができるバイオチップおよびバイオセンサーなどの汎用生体関連情報記録済媒体、およびその製造方法、製作装置、検出装置、並びにこれらを用いた医療システムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討した。その結果、一般家庭に普及している既存のプリンタやパソコンが微細化・高機能化していることに着目し、これを利用して簡易なバイオチップやバイオセンサーを製作するとともに、検出を行い、同様に普及が進んでいるインターネット経由で、所望の医療機関に送信することで上記目的を達成できることを見出した。すなわち、近年、高精度、微量吐出が可能となり、一般家庭への普及も著しい市販プリンタを、DNAスポッターとして利用し、DNAチップやバイオチップ、バイオセンサーを製作し、同様にパソコンに内蔵されるCDドライブにて製作したバイオチップやバイオセンサーでの検体の反応を既存あるいは簡易的な付加部品で読み取り、解析し、インターネットなどの通信網で医療機関に送信することで、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0012】
請求項1の汎用生体関連情報記録済媒体は、上記の課題を解決するために、汎用パソコン用記憶媒体上に、生体関連物質が読み取り可能な状態で固定化されてなることを特徴としている。
【0013】
請求項2の汎用生体関連情報記録済媒体は、上記の課題を解決するために、バイオチップまたはバイオセンサーであることを特徴としている。
【0014】
上記の構成によれば、基材として既存の汎用パソコン用記憶媒体が用いられるので、既存の汎用パソコン及び周辺機器を用いることで、印刷アダプタでCDレーベルを印刷するように、生体関連物質を汎用パソコン用記憶媒体上に塗布または滴下することにより、容易かつコンパクトに生体関連情報を記憶した記憶媒体を得ることができる。
【0015】
請求項3の汎用生体関連情報記録済媒体は、上記の課題を解決するために、生体関連物質として、粒子が固定化されてなる粒子センサーであることを特徴としている。
【0016】
上記の構成によれば、生体関連物質として、花粉やハウスダストその他の生体関連粒子を固定化することにより、アレルゲン等の量の検出がより簡便に行える。
【0017】
請求項4の汎用生体関連情報記録済媒体の製造方法は、上記の課題を解決するために、印字手段により、生体関連物質を汎用パソコン用記憶媒体に対して印字することにより、汎用パソコン用記憶媒体上に生体関連物質を読み取り可能な状態で固定化することを特徴としている。
【0018】
請求項5の汎用生体関連情報記録媒体の製作装置は、上記の課題を解決するために、インクタンク内の生体関連物質をインクジェット用ノズルを介して汎用パソコン記憶媒体に対し吐出するインクジェットプリンタと、インクジェットプリンタに接続可能である、生体関連物質を充填するためのインクタンクと、前記汎用パソコン用記憶媒体を前記インクジェットプリンタに対し支持するためのホルダと、を備えたことを特徴としている。
【0019】
上記の構成によれば、市販のインクジェットプリンタを用いて、簡便に生体関連物質を汎用パソコン用記憶媒体に塗布または滴下することができる。このため、コスト性に優れ、一般家庭での簡易診断、予防診断、症状の傾向診断ができるバイオチップおよびバイオセンサーなどの汎用生体関連情報記録済媒体を得ることができる。また、製作装置自体が、上記インクジェットプリンタを備えてなることで、汎用パソコン用記憶媒体に対し、利便性よく生体関連物質を塗布または滴下することができる。
【0020】
請求項6の製作装置は、上記の課題を解決するために、汎用パソコン用記憶媒体に対し生体関連物質を滴下又は塗布、若しくは外部滴下機材より導入するための生体関連物質導入手段と、滴下又は塗布された生体関連物質の飛散を防止するための蓋体と、を備えたことを特徴としている。
【0021】
上記の構成によれば、製作装置が上記生体関連物質導入手段を備えることで、既存のインクジェットプリンタの機能をよりスムーズに汎用生体関連情報記録済媒体の製作に活用できる。また、上記蓋体を有することで、生体関連物質による機器系統の汚染を未然に防止することができる。
【0022】
請求項7の汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置は、上記の課題を解決するために、請求項1〜3のいずれか1項に記載の汎用生体関連情報記録済媒体上の生体関連物資を検体と反応させた上記汎用生体関連情報記録済媒体を挿入するための汎用パソコン用ドライブと、汎用生体関連情報記録済媒体上の反応済み検体の蛍光物質を励起するための励起光源と、蛍光発光波長の読取手段と、蛍光の検出信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。
【0023】
上記の構成によれば、汎用パソコン用ドライブに上記本発明の汎用生体関連情報記録済媒体を挿入し、該媒体に固定化された蛍光ラベル、蛍光標識抗体等の情報を既存のパソコン及び周辺機器の機能を利用して、より簡便に検出することができる。このため、コスト性に優れ、一般家庭での簡易診断、予防診断、症状の傾向診断ができるバイオチップおよびバイオセンサーなどの汎用生体関連情報記録済媒体上の生体関連情報を医療機関等においてより効率的に利用することができる。
【0024】
請求項8の検出装置は、上記の課題を解決するために、汎用パソコン用ドライブが、蛍光パターンの励起及び読み取りを、汎用パソコン用記憶媒体に用いられる光記憶及び読み出しを行う光学系を用いて行う光学サーボ系を備えてなることを特徴としている。
【0025】
上記の構成によれば、CDドライブ等の既存の汎用パソコン用ドライブが、既存のCD、CDR、CDRW、DVD等の光記録及び読み出し光学系と同じ光学系を用いて蛍光パターンの励起及び読み取りを行う光学サーボ系を供えているので、新たに他の光学系やサーボ系を追加装着す必要がない。
【0026】
請求項9の検出装置は、上記の課題を解決するために、検体が有する生体関連情報を、汎用パソコン用記憶媒体上に読み取り可能な状態で印字して固定化する第1出力部、第1出力部の出力を制御する第1制御部、を有する汎用生体関連情報記録済媒体の製作装置と、汎用パソコン用ドライブに挿入された前記汎用生体関連情報記録済媒体が有する生体関連情報に応じた信号を検出する第2出力部、前記第2出力部からの信号を処理する演算部、前記演算部における演算結果から検体が有する生体関連情報を解析して診断を行う第2制御部、前記第2制御部が行った診断結果を、インターネット通信を介して医療機関または検査機関に伝送する通信制御部、を有する汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置と、を備えた医療システムであって、前記検出装置は、他の生体関連物質に関する情報、検査手法、及び取扱説明等の前記生体関連情報に関する情報をインターネット通信を介して受信するための受信部を備え、前記通信制御部は、前記受信部から得た情報を解析すると共に、前記医療機関または検査機関からの検査結果の受け取りと共に診察料の電子取引を制御することを特徴としている。
【0027】
上記の構成によれば、コスト性に優れ、一般家庭での簡易診断、予防診断、症状の傾向診断ができるバイオチップおよびバイオセンサーなどの汎用生体関連情報記録済媒体、およびこれらの製作装置、検出装置、並びにこれらを用いた医療システムを提供することができる。
【0028】
すなわち、上記医療システムによって、医療機関・検査機関と家庭検査がタイムラグなく行われ、トレンドデータが管理でき、診断費用は、インターネット経由で、あらかじめ登録された口座やクレジットカードから引き落とされる仕組みを、インターネットの最新技術で安全に確立できる。
【0029】
ここでいう、汎用パソコンの制御部での「診断結果」とそれに基づく医療機関での医師による「診断」とは、医療上での意味合いが異なることは自明のものとする。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【0031】
本実施の形態に係る汎用生体関連情報記録済媒体は、たとえば、CD,CDR,CDRW,DVD等の光記録及び読み出しが可能な汎用パソコン用記憶媒体上に、生体関連物質が読み取り可能な状態で固定化されてなる。
【0032】
本実施の形態に係る汎用生体関連情報記録済媒体の製作装置は、一般家庭やオフィスに設置された、市販インクジェットプリンタを内蔵または必要に応じて外付けした構成である。
【0033】
CDドライブを含むパーソナルコンピュータ(汎用パソコン,PC)またはディジタルカメラを含み、これと生体関連物質を充填した前記市販インクジェットプリンタとコンパチブルなインクタンク、バイオチップを製作するための基材、およびモデム等を介してPCに接続されたインターネット、同様にインターネットに接続された医療・検査機関のデータベース、医療機関と前記プリンタ、PCを所有し医療・検査機関と契約をした個人または法人が登録した口座またはクレジットカードなどの課金情報を含んでいる。
【0034】
図2は、本実施の形態に係る汎用生体関連情報記録済媒体の製作装置に備えられるインクジェットプリンタ17を示す説明図である。図2において、印刷アダプタ8(ホルダ)は、印刷CD19のラベル印刷を行うアダプタを示している。図2に示されるように、インクジェットプリンタ17は、市販のインクジェットプリンタの給紙トレイ18上に印刷アダプタ8を載置してインクジェットプリンタに取り付けられたインクジェットノズルを介して、インクタンクからの生体関連物質をCD19上に印字して固定化する。
【0035】
図3は、本実施の形態の製作装置のインクタンクとして好適に用いられる市販プリンタのインクタンク20a, 20b, 20cを示す説明図である。インクタンク20a, 20b, 20c中には、検体、蛍光標識抗体、その他、必要に応じて複数種類の生体関連物質を格納してもよく、また、同一種類の生体関連物質を充填してもよい。さらに、花粉などの粒子固定用の接着剤・吸着剤を充填してもよい。
【0036】
また、図7は、本実施の形態の製作装置に用いられるインクジェットプリンタノズル部24の底面図である。図7に示すノズル配列は、その一例であり、1インチに180個のノズルが存在する。
【0037】
上記ノズル配列は、ピッチで言えば、0.14mmであるが、これらのノズルが千鳥格子状に配列されたり、ヘッド位置を工夫することにより、たとえば、図8に示すように、1/2880インチ(=8.8μm)のピッチでドット印刷することが可能である。
【0038】
さらに液滴の量を制御することによって、図9に示すような微細なドットの生成が可能である。これは、バイオチップやDNAチップとして十分に機能を満足する微細さであり、家庭内でのターゲットを絞った比較的簡便なバイオセンサー、バイオチップを製作するには十分である。
図10〜16は、CD様の形状の生体関連物質基材に、生体関連物質をインクジェットで塗布、印刷し読み取るまでの実施例を示している。
【0039】
図10は、一般的なCDやCDR、DVD等の記録ビット構成を示している。ここでは、CDを例にとって、記録ライン28に沿って、いわゆるビットが記録されていることを示している。通常音楽CD等は、射出成形機で金型により大量生産され、29aの円の0ビット、29bの長円の1ビットで、それぞれ16ビットで構成されているのが普通である。これらのビット=ピットは、左と右の信号が直列に書き込まれたシリアル記録で、渦巻状に外周部から内周部に向かって連続して書き込まれている。ここでは、同期信号や誤り修正用ビットなどは省略して記述してある。要するに、これらのビットは、光学系のピット追従サーボ信号として用いられる。
【0040】
図11は、0ビットのみで表した、サンプリング1回分のデータ記録を示す。例えば、左チャンネル16個のビット 30 と右チャンネル16個のビットが直列であり、時間軸32に沿って読み出される。
図12は、CDの記録面側から見たピットトレースの軌跡=記録ライン28 であり、図13は、 バイオ物質のインクジェット塗布した様子を示す模式図である。同図に示すように、生体関連物質を、読み取り時の便宜等を考えて、ある程度領域を決めて、左チャネル信号(16ビット)30の所定の位置に固定化する。すなわち、必ずしもピットの位置に正確に一致しなくとも、CDのピットが膨大であることから、生体関連物質のいずれかがピット上に吐出され、全部がピットと重ならなくとも許容される。
図14は、ピット上にバイオ物質が正確に塗布された状態を示す。CDのピットトレースは、ピット信号を拾いながら、それを追従するようサーボが動作するため、図13で示したようにどれか1〜2個のピットのみを塞ぎ過ぎることのないようにして、サーボトレースが働くようにしなければならない。
【0041】
このように、本発明では、生体関連物質固有の情報に基づいて記録ライン28上の特定の位置に生体関連物質33をインクジェット塗布していく。より具体的には、図14に示すように、インクジェット塗布された生体関連物質33は、その物質固有の種類等に基づいて、記録ライン28上の複数点に固定化される。このとき、ある程度範囲を決めて、例えば読み取りラインの初期すなわち中心に近い部分のピット列周辺に、生体関連物質33を固定化しておけば、記録ライン28上の少なくともいずれかのビットに複数固定化されているので、通常の読み取り操作により読み取りが可能となる。
【0042】
図15は、一般的なCDやCDRなどの読取メカニズムを模式化したものである。CD 27は、36のテーパ−がついた軸中心調芯メカニズムでほぼ中心にセッティングされ、押さえメカニズム35によって固定される。CDは、この場合下側のモータから回転され、バイオ物質が蛍光マーカーをもったものである場合は、蛍光発光体の励起用ランプやLED37で下面から照射される。37はこのような接近した形態でなくとも、CD面を照射することができれば、CDドライブの下面の適当な場所から全体を照射してもかまわない。通常ビット読取メカニズムは、ピットのサーボとレース(横矢印)と上下のフォーカシングを行い、ピットを読み取る。この特許システムの場合、読み取る信号は、例えば発光強度により、通常の0ピットより大きくなるよう設計されているとすれば、バイオ物質の蛍光信号は、常に1のレベルで読取を行うことができる。図14では、バイオ物質は円形で塗布されるように図示してあるが、これが長円形であってもかまわない。また、通常の1ビットのピットの2〜3倍の長さであってもかまわない。
【0043】
バイオ物資の塗布は、必ずしも1種類では、判定解析ができないため、複数であることが多い。しかしながら従来のバイオチップでは、指定された座標上に特定のバイオ物質、例えばDNAが滴下塗布されていることが多かった。しかし、本特許においては、家庭用プリンタやパソコンを用いて診断を行うため、もともと多種類のバイオ物質を塗布して測定することは難しい。そこで、図16に示すように、44a〜44cに至るような、ある区域を設けて、その内部にピットになるべく重なるよう、かつトレースが可能な密度で、それぞれ複数の領域内で同じバイオ物質を塗布することで、複数のバイオ物質の検出が容易となる。それは、回転体であるCDで、ピットの位置を、渦巻状の軌跡上でXY座標のように定義するのが難しく、複数の同心円状の軌跡が含まれた、扇状のブロック領域であれば、その領域の特定は比較的容易であると言う考えに基づいている。当然ながら、領域ブロックは、図16で示したように大きくはなくともよい。
【0044】
一方、上述したように、図4〜図6は、従来から、最も微細と考えられているDNAチップの検査装置の例であり、スキャナと呼ばれるものである。各図に示すように、従来のスキャナは形状的にも大きく、専用PCを必要とし、さらにDNA解析情報データベースを必要とする。
【0045】
本発明に係る生体関連物質(バイオ物質)とは、例えばDNAや蛋白質をいい、例えば、抗体や糖鎖がこれに含まれる。その他、本発明に係る生体関連物質としては、花粉やハウスダスト等の粒子類、その他、アレルゲンとされる粒子類も含まれる。ただし粒子の大きさは、CDのピットの間隔や大きさに対してほぼ類似したオーダーでなければならないことは明らかである。
【0046】
本発明の汎用生体関連情報記録済媒体としては、バイオチップ、DNAチップ、バイオセンサー等が挙げられる。
【0047】
本発明に係るバイオセンサーの製造方法としては、例えば、CD形状に加工された基材を、CDラベルを印刷するための上述したような印刷アダプタにより、インクジェットプリンタを用いて、生体関連物質を所定の場所に印刷を行う等が挙げられる。基材には、生体関連物質の付着性のよい表面処理あるいは、付着してほしくない部所には撥水性などの処理を行っておくとよい。
【0048】
本発明の汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置等を用いた、生体関連情報の具体的な検出方法としては、CDドライブ内蔵の光学系で読取可能な例えば蛍光発色を施した蛍光標識抗体等を用いる方法が挙げられる。
【0049】
あるいは、生体関連物質が、予め、所定の反応によって、ピットの長さ方向が0、1で判断できるよう変成するように作られている方法等を用いてもよい。
【0050】
前記工程で製造されたCD型バイオセンサーは、検体が滴下され、光学的発色や、ピット長が可変したものを、CDドライブで読取を行う。通常のCDピットの読取とコンパチブルに配置され、これによってディジタル信号で、検査結果は読取が行われ、PCのメモリーに格納される。医療機関との契約者は、このデータをセキュリティの確保された通信手段によってインターネットから、医療検査機関に転送し、個々のデータベースに格納することができる。ディジタルカメラを用いるのはもっと簡易な方法で、例えば蛍光を発する生体関連物質の場合、図示してはいないが簡単なブラックライトを照射して、蛍光発光を撮影し、そのパターンを医療機関に送信することになる。
【0051】
次に、本実施の形態に係る医療システムについて以下に説明する。
図1は、本実施の形態の医療システムの全体構成を示す説明図である。
ブロック1は、機器類が一般家庭や事務所に存在することを示している。本医療システムでは、家庭用(オフィス用)プリンタ 7、ディジタルカメラ 13、PC 6 が基本的な構成要素である。このブロック 1の中で、バイオチップ基材 9 および 生体関連物質充填インクタンク 10 を購入し、 印刷アダプタ 8に、CD 19 状にセットする家庭用プリンタ 7 では、例えば、インターネットからダウンロードしたりバイオチップ作成セットに付属するバイオセンサー描画ソフトによって、バイオチップ基材9に生体関連物質がインクジェット式に印刷塗布され、バイオチップ 12 (汎用生体関連情報記録済媒体)を作成する。
【0052】
作成された、バイオチップ 12には、被検者の検体 11が、滴下等されて、生体関連物質と反応する。反応した生体関連物質は、例えばレーザ励起されれば発光するので、CDをPC用CDドライブに挿入し、既存読取光学系 16を介して発光部のデータを採取する。あるいは、発光の励起のために一部専用読取光学系 15が付属されてもよい。一方、CDの発光状態を、オフラインで、ディジタルカメラ 13で、読み取っても良い。
読み取られたデータは、インターネット通信網 5 に接続されたパソコン 6から、インターネット網を介して医療機関・検査機関 4 に送信される。医療検査4は、独自でバイオ解析情報(バイオインフォマチックス) 3を、独自で有するか、同様にインターネット網からダウンロードして、前記データ内容を解析する。
【0053】
また、医療機関からは、インターネット網を通して前述の診断解析結果を1の家庭や事務所の個人に通知したり家庭内治療指示を指示する。その代償として、医療機関はあらかじめインターネット網 5あるいはオフラインで登録された、家庭 1 の代表者・利用者の銀行口座やクレジットカードから、診断費用、バイオチップ基材 9、生体関連物質充填インクタンク 10 などの費用を引き落とし、それらは銀行やクレジット会社の明細で通知される。
【0054】
以上のように、本発明の医療システムでは、一般家庭に普及している既存のプリンタやパソコンが微細化・高機能化していることに着目し、これを利用して簡易なバイオチップやバイオセンサーを製作するとともに、検出を行い、同様に普及が進んでいるインターネット経由で、所望の医療機関に送信する。これにより、コスト性に優れ、一般家庭での簡易診断、予防診断、データトレンド診断ができる。また、この医療システムを用いれば、医療機関・検査機関と家庭内検査がタイムラグなく行われ、データ管理ができ、診断・検査費用は、インターネット経由で、登録された口座やクレジットカードから安全確実に引き落とされる。
【0055】
【発明の効果】
本発明のバイオチップおよびバイオセンサーなどの汎用生体関連情報記録済媒体、およびこれらの製造方法、製作装置、検出装置、並びにこれらを統合し、家庭内検査と医療機関診断・判定・モニターを通信網で融合した医療システムは、以上のように、家庭やオフィス内で目的に応じたバイオセンサー等を、既設のプリンタやパソコンで製作・検査を行い、これらをインターネットで専門の医療・検査機関に転送し、結果を受け取れるようにし、その料金もインターネットにて課金徴収されるようにしたので高度なバイオセンサーをもちいた検査を、医療機関に出向くことなく、また継続的にトレンドを測定できるため、在宅で高度な医療診断・検査を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】バイオビジネスモデルの一実施例を示す説明図である。
【図2】本実施の形態に係る汎用生体関連情報記録済媒体の製作装置に備えられるインクジェットプリンタ17を示す説明図である。
【図3】本実施の形態の製作装置のインクタンクとして好適に用いられる市販プリンタのインクタンク20a, 20b, 20cを示す説明図である。
【図4】従来より用いられるDNAチップ用スキャナである。
【図5】上記スキャナの概略構造を示す説明図である。
【図6】上記スキャナの概略構造を示す説明図である。
【図7】市販インクジェットプリンタのノズル構成を示す説明図である。
【図8】市販インクジェットプリンタによるドットイメージである。
【図9】市販インクジェットプリンタの液滴ドットイメージである。
【図10】一般的なCDの記録信号概念図である。
【図11】CDの記録信号(0ビットのみで表現)を示す説明図である。
【図12】CDのピットトレースの概念図(記録面から見た)である。
【図13】生体関連物質のインクジェット塗布の模式図である。
【図14】CD全体での生体関連物質の塗布状態(記録面から見た)を示す説明図である。
【図15】CDの読取メカニズムを示す説明図である。
【図16】生体関連物質塗布パターンを示す説明図である。
【符号の説明】
1 家庭や事務所の領域
2 取引窓口
3 バイオ関連解析・診断情報
4 医療機関・検査機関
5 インターネット
6 家庭用・事務用PC
7 家庭用(・事務用インクジェット)プリンタ(印字手段)
8 印刷アダプタ(ホルダ)
9 バイオチップ基材
10 生体関連物質充填インクタンク
11 検体
12 バイオチップ
13 ディジタルカメラ
14 PC用CDドライブ
15 専用読取光学系
16 既存読取光学系
17インクジェットプリンタ本体
18 給紙トレイ
19 CD
20a インクタンク
20b インクタンク
20c インクタンク
21 DNAチップ専用スキャナふた
22 DNAチップ専用スキャナ本体
23 DNAチップ専用スキャナ用PC
24 インクジェットプリンタノズル部(下面)
25 インクジェットノズルの構成
26 中心穴
27 CD
28 記録ライン
29 記録ビットの拡大図
29a 小ビット(0)
29b 大ビット(1)
30 左チャンネル信号(16ビット)
31 右チャンネル信号(16ビット)
32 読取時間軸
33 インクジェット塗布された生体関連物質
34 スピンドル軸
35 押さえメカニズム
36 下側回転軸心調芯メカニズム
37 励起用ランプまたはLED
38、40 サーボメカニズム固定メカニズム
39 サーボメカニズム(横軸駆動用)
41 読取光学系および内蔵フォーカシングメカニズム
42 励起ランプ固定メカニズム
43 通常ピット読取光学系先端部
44a 〜44c 特定の生体関連物質の塗布領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention manufactures, detects, and diagnoses biochips and biosensors in homes and offices using general-purpose commercially available devices such as inkjet printers and CD drives built in personal computers, and provides diagnostic information via the Internet to medical institutions, etc. The present invention relates to a general-purpose biological related information recorded medium such as a biochip and a biosensor to be transmitted to the device, a manufacturing method thereof, a manufacturing apparatus, a general-purpose biological related information recorded medium detection device, and a medical system using these.
[0002]
[Prior art]
In recent years, Affymetrix-type and Stanford-type DNA chips are known as a typical form of biochip. These have been put to practical use by various companies. For example, in the DNA chip of Agilent Technologies, more than tens of thousands of DNAs are spotted by a special inkjet printing technique and immobilized in double strands by hybridization with the DNA of the specimen. This is detected by a dedicated scanner by fluorescence emission of DNA that has been fluorescently labeled and spotted in advance. (See FIG. 4 and Non-Patent Document 1)
In Patent Document 1, an individual can use a portable health care information terminal to regularly view health information such as body temperature, blood pressure, medication, etc. on a regular basis, at an abnormal time, and at any time, A business model is created by systematizing a means for an individual to register data in his / her medical insurance information database in a medical facility via the Internet and enabling the individual to browse his / her registered information.
[0003]
However, in such a model, a new medical portable terminal must be prepared, and in addition to simple medical information such as body temperature and blood pressure, DNA-related diagnosis and biochips that have made remarkable progress in recent years In advanced diagnosis, it is necessary to go to a medical institution or inspection institution, and it is still a burden on patients suffering from some kind of disease and the elderly.
[0004]
In addition, Patent Document 2 discloses human genome information such as genetic polymorphisms and mutations of unspecified masses and treatment methods, drug compatibility, constitution analysis, disease prevention, etc. via the Internet, dedicated lines, mail, courier services, etc. A technique for facilitating the above is disclosed. This prior example is a business model that is useful for preventing various unspecified diseases by publishing associations between genetic information corresponding to diseases and the like and transmitting actual genetic information and samples.
[0005]
In the above-mentioned prior patent application, genetic information is shared, but it is impossible to diagnose individual-based disease transitions in time series such as so-called trend tests at home. Moreover, regarding individual information, there is little continuity, and there is a possibility that a business cannot be established unless a large number is targeted.
[0006]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2002-183316
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-292600
[Non-Patent Document 1]
http: // www. chem. Agilent. com / cag / country / JP / products / PDS2433. htm
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional DNA chip has a merit that it has a high density and increases analysis result information, but it is very expensive at several hundreds of thousands of yen for a single slide glass. A special scanner and PC as shown in Fig. 1 are required.
[0008]
Therefore, even if it is a general practitioner or a small hospital as well as a general household, it can be used to detect bio-related substances such as genetic diagnosis using DNA chips, blood tests, various antibody tests, O157 Detection, detection of influenza virus, etc. are virtually impossible, resulting in the inconvenience and high price of these tests and a significant delay in receiving the test results.
[0009]
In addition, continuous trend diagnosis is not required for gene information collection using a DNA chip. On the other hand, in the secular change of blood state, antigen antibody test, and virus detection, trend data management and judgment / diagnosis from normal times are necessary in the sense of onset prediction and preventive diagnosis. However, the conventional inspection form using such a biochip has many problems for its widespread use because it requires access to a large amount of facilities and medical institutions as described above.
[0010]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and its purpose is general-purpose such as biochips and biosensors that are excellent in cost and can perform simple diagnosis, preventive diagnosis, and symptom trend diagnosis in general homes. It is an object of the present invention to provide a living body related information recorded medium, a manufacturing method thereof, a manufacturing apparatus, a detecting apparatus, and a medical system using them.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present application have made extensive studies in order to achieve the above object. As a result, we focused on the fact that existing printers and personal computers that are widely used in general households have become finer and more functional, and using this, we made simple biochips and biosensors, detected them, Similarly, the present inventors have found that the above object can be achieved by transmitting to a desired medical institution via the Internet, which has been spreading widely. That is, in recent years, a commercially available printer that has become capable of high-precision, small-volume ejection and has been widely used in general households is used as a DNA spotter to produce DNA chips, biochips, and biosensors, which are also built into personal computers. The above objective can be achieved by reading and analyzing the reaction of the sample on a biochip or biosensor manufactured by a CD drive with existing or simple additional parts, and transmitting it to a medical institution via a communication network such as the Internet. The headline and the present invention were completed.
[0012]
In order to solve the above-described problem, the general-purpose bio-related information recorded medium of claim 1 is characterized in that it is immobilized on a general-purpose personal computer storage medium in a readable state.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a general-purpose biological-related-information-recorded medium that is a biochip or a biosensor in order to solve the above problems.
[0014]
According to the above configuration, since an existing general-purpose personal computer storage medium is used as a base material, a bio-related substance can be used as a general-purpose personal computer and peripheral devices so that a CD label can be printed with a print adapter. By applying or dropping onto a personal computer storage medium, it is possible to obtain a storage medium in which living body related information is stored easily and compactly.
[0015]
In order to solve the above-described problems, the general-purpose biological-related information recorded medium of claim 3 is a particle sensor in which particles are immobilized as a biological-related substance.
[0016]
According to said structure, the quantity of allergen etc. can be detected more simply by immobilizing pollen, house dust, and other biological related particles as biological related substances.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a general-purpose biomedical information recorded medium. In order to solve the above-mentioned problem, the biometric substance is printed on a general-purpose personal computer storage medium by printing means. It is characterized by immobilizing a biological substance on a medium in a readable state.
[0018]
An apparatus for producing a general-purpose bio-related information recording medium according to claim 5 is an inkjet printer that discharges a bio-related substance in an ink tank to a general-purpose personal computer storage medium via an inkjet nozzle in order to solve the above-described problem; It is characterized by comprising an ink tank that can be connected to an ink jet printer and filled with a biological substance, and a holder that supports the storage medium for a general-purpose personal computer with respect to the ink jet printer.
[0019]
According to said structure, a biological material can be apply | coated or dripped easily to the storage medium for general purpose personal computers using a commercially available inkjet printer. For this reason, it is possible to obtain a general-purpose biological information-recorded medium such as a biochip and a biosensor that is excellent in cost and can perform simple diagnosis, preventive diagnosis, and symptom trend diagnosis in general homes. In addition, since the production apparatus itself includes the above-described ink jet printer, it is possible to conveniently apply or drop the biological substance on a general-purpose personal computer storage medium.
[0020]
In order to solve the above-described problem, the manufacturing apparatus according to claim 6 includes a biological substance introduction means for dripping or applying a biological substance to a storage medium for a general-purpose personal computer or introducing it from an external dripping device, And a lid for preventing scattering of the applied biological substance.
[0021]
According to said structure, a production apparatus is provided with the said biological body related substance introduction means, Therefore The function of the existing inkjet printer can be utilized more smoothly for manufacture of the general purpose biological body related information recorded medium. Moreover, by having the said cover body, contamination of the apparatus system | strain by a biological material can be prevented beforehand.
[0022]
In order to solve said subject, the detection apparatus for general purpose bio-related information recorded media of Claim 7 WHEREIN: The bio-related material on the general-purpose bio-related information recorded medium of any one of Claims 1-3. A general-purpose personal computer drive for inserting the above-mentioned general-purpose biological-related information recorded medium that has reacted with the specimen, an excitation light source for exciting the fluorescent substance of the reacted specimen on the general-purpose biological-related information recorded medium, An emission wavelength reading unit and an output unit for outputting a fluorescence detection signal are provided.
[0023]
According to the above configuration, the general-purpose bio-related information-recorded medium of the present invention is inserted into a general-purpose personal computer drive, and information such as fluorescent labels and fluorescent-labeled antibodies immobilized on the medium is stored in existing personal computers and peripheral devices. This function can be used for simpler detection. For this reason, bio-related information on general-purpose bio-related information recorded media such as biochips and biosensors that are cost-effective and can be used for simple diagnosis, preventive diagnosis, and symptom trend diagnosis in general homes is more efficient in medical institutions. Can be used.
[0024]
In order to solve the above-described problem, the detection device according to claim 8 uses an optical system in which a drive for a general-purpose personal computer performs excitation and reading of a fluorescent pattern, and optical storage and readout used for a storage medium for general-purpose personal computers. It is characterized by comprising an optical servo system to perform.
[0025]
According to the above configuration, an existing general-purpose personal computer drive such as a CD drive can excite and read a fluorescent pattern using the same optical system as an optical recording and reading optical system such as an existing CD, CDR, CDRW, or DVD. Since an optical servo system is provided, there is no need to newly install another optical system or servo system.
[0026]
In order to solve the above-described problem, the detection device according to claim 9 prints and fixes biological-related information included in the specimen in a readable state on a storage medium for general-purpose personal computers. A general-purpose bio-related information recorded medium manufacturing apparatus having a first control unit for controlling the output of the output unit, and the bio-related information included in the general-purpose bio-related information recorded medium inserted in a general-purpose personal computer drive A second output unit that detects a signal, a calculation unit that processes a signal from the second output unit, a second control unit that analyzes a biological related information of a specimen from a calculation result in the calculation unit, and the second 2 A medical system comprising a general-purpose biological related information recorded medium detection device having a communication control unit that transmits a diagnosis result made by the control unit to a medical institution or a testing institution via Internet communication. The detection apparatus includes a receiving unit for receiving information related to the biological related information such as information related to other biological related substances, examination methods, and handling instructions via Internet communication, and the communication control unit includes the reception The information obtained from the department is analyzed, and the electronic transaction of the examination fee is controlled together with the reception of the examination result from the medical institution or the examination institution.
[0027]
According to the above-described configuration, general-purpose bio-related information recorded media such as biochips and biosensors that are excellent in cost and can be used for simple diagnosis, preventive diagnosis, and symptom trend diagnosis in general households, and production devices and detection thereof. Devices and medical systems using these devices can be provided.
[0028]
In other words, with the above medical system, home inspection with medical institutions / laboratories can be performed without time lag, trend data can be managed, and diagnostic costs can be withdrawn from a pre-registered account or credit card via the Internet. Can be established safely with the latest technology.
[0029]
It is self-evident that the “diagnosis result” in the control unit of the general-purpose personal computer and the “diagnosis” by the doctor in the medical institution based on the diagnosis have different medical meanings.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0031]
The general-purpose bio-related information-recorded medium according to the present embodiment is in a state in which a bio-related substance can be read on a general-purpose personal computer storage medium capable of optical recording and reading such as CD, CDR, CDRW, and DVD. It is fixed.
[0032]
The general-purpose living body related information recording medium production apparatus according to the present embodiment has a configuration in which a commercially available inkjet printer installed in a general home or office is built in or externally attached as necessary.
[0033]
Including a personal computer (general-purpose personal computer, PC) including a CD drive or a digital camera, and an ink tank compatible with the above-described commercially available inkjet printer filled with a biological material, a base material for manufacturing a biochip, a modem, and the like Internet connected to PC via PC, similarly database of medical / inspection institution connected to Internet, medical institution and printer, account or credit registered by individual or corporation who owns PC and contracts with medical / inspection institution Includes billing information such as cards.
[0034]
FIG. 2 is an explanatory view showing the ink jet printer 17 provided in the production apparatus for a general-purpose biological related information recorded medium according to the present embodiment. In FIG. 2, the print adapter 8 (holder) indicates an adapter that performs label printing of the print CD 19. As shown in FIG. 2, the ink jet printer 17 is a bio-related device from an ink tank through an ink jet nozzle mounted on the ink jet printer by placing the print adapter 8 on a paper feed tray 18 of a commercially available ink jet printer. The material is printed on CD 19 and immobilized.
[0035]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing ink tanks 20a, 20b, and 20c of a commercially available printer that is preferably used as the ink tank of the manufacturing apparatus of the present embodiment. The ink tanks 20a, 20b, and 20c may store specimens, fluorescently labeled antibodies, and other types of biological materials as necessary, and may be filled with the same type of biological materials. . Further, an adhesive / adsorbent for fixing particles such as pollen may be filled.
[0036]
FIG. 7 is a bottom view of the ink jet printer nozzle portion 24 used in the manufacturing apparatus of the present embodiment. The nozzle arrangement shown in FIG. 7 is an example, and there are 180 nozzles per inch.
[0037]
The nozzle arrangement is 0.14 mm in terms of pitch, but by arranging these nozzles in a staggered pattern or by devising the head position, for example, 1/2880 as shown in FIG. It is possible to print dots at a pitch of inches (= 8.8 μm).
[0038]
Further, by controlling the amount of droplets, it is possible to generate fine dots as shown in FIG. This is fine enough to satisfy a function as a biochip or DNA chip, and is sufficient for producing a relatively simple biosensor and biochip targeted at home.
FIGS. 10 to 16 show an embodiment from the application of a biological substance to a CD-like biological substance base material by inkjet, printing and reading.
[0039]
FIG. 10 shows a recording bit configuration of a general CD, CDR, DVD or the like. Here, taking a CD as an example, a so-called bit is recorded along the recording line 28. Normally, music CDs and the like are mass-produced by an injection molding machine using a mold, and are usually composed of 16 bits each consisting of 0 bits in a 29a circle and 1 bit in an ellipse 29b. These bits = pits are serial recording in which the left and right signals are written in series, and are continuously written in a spiral shape from the outer peripheral portion toward the inner peripheral portion. Here, the synchronization signal and the error correction bit are omitted. In short, these bits are used as a pit following servo signal of the optical system.
[0040]
FIG. 11 shows data recording for one sampling represented by only 0 bits. For example, 16 bits 30 of the left channel and 16 bits of the right channel are serially read along the time axis 32.
FIG. 12 is a pit trace locus viewed from the recording surface side of a CD = recording line 28, and FIG. 13 is a schematic diagram showing a state where a biomaterial is applied by inkjet. As shown in the figure, the bio-related substance is fixed to a predetermined position of the left channel signal (16 bits) 30 with a certain area determined in consideration of convenience at the time of reading. That is, even if it does not necessarily coincide with the position of the pits, since the pits of the CD are enormous, any of the bio-related substances is discharged onto the pits, and it is allowed even if the whole does not overlap with the pits.
FIG. 14 shows a state in which the biomaterial is accurately applied on the pit. In the pit trace of a CD, the servo operates so as to follow the pit signal while picking up the pit signal, so that only one or two pits are not blocked too much as shown in FIG. Trace must work.
[0041]
As described above, in the present invention, the biological material 33 is applied by ink jetting to a specific position on the recording line 28 based on information unique to the biological material. More specifically, as shown in FIG. 14, the biological material 33 applied by inkjet is fixed to a plurality of points on the recording line 28 based on the type or the like unique to the material. At this time, if the range is determined to some extent and the biological material 33 is fixed around the pit row at the beginning of the reading line, that is, near the center, for example, a plurality of bits are fixed to at least one bit on the recording line 28 Therefore, it can be read by a normal reading operation.
[0042]
FIG. 15 schematically illustrates a reading mechanism such as a general CD or CDR. The CD 27 is set substantially at the center by an axis centering mechanism having a taper of 36, and is fixed by a pressing mechanism 35. The CD is rotated from the lower motor in this case, and when the biomaterial has a fluorescent marker, the CD is irradiated from the lower surface by an excitation lamp or LED 37 of a fluorescent light emitter. Even if 37 is not in such a close form, if the CD surface can be irradiated, the entire surface may be irradiated from an appropriate place on the lower surface of the CD drive. The normal bit reading mechanism reads the pit by performing pit servo, race (horizontal arrow), and vertical focusing. In the case of this patent system, if the signal to be read is designed to be larger than the normal 0 pit, for example, due to the emission intensity, the fluorescence signal of the biomaterial can always be read at a level of 1. In FIG. 14, the biomaterial is illustrated as being applied in a circular shape, but it may be an oval shape. Further, it may be 2 to 3 times as long as a normal 1-bit pit.
[0043]
The application of biomaterials is not necessarily performed with one type, and therefore, there are many cases in which a plurality of biomaterials are applied. However, in the conventional biochip, a specific biomaterial, for example, DNA is often dropped on the designated coordinates. However, in this patent, since diagnosis is performed using a home printer or a personal computer, it is difficult to apply and measure many kinds of biomaterials. Therefore, as shown in FIG. 16, a certain area such as 44a to 44c is provided, and the same biomaterial is placed in a plurality of regions at a density capable of being traced so as to overlap as much as possible inside the pit. By applying, it becomes easy to detect a plurality of biomaterials. It is a CD that is a rotating body, and it is difficult to define the position of a pit like an XY coordinate on a spiral trajectory, and if it is a fan-shaped block area containing a plurality of concentric trajectories, The identification of the area is based on the idea that it is relatively easy. Of course, the area block may not be large as shown in FIG.
[0044]
On the other hand, as described above, FIGS. 4 to 6 are examples of DNA chip inspection apparatuses that have been conventionally considered to be the finest, and are called scanners. As shown in each figure, the conventional scanner is large in shape, requires a dedicated PC, and further requires a DNA analysis information database.
[0045]
The biological material (biomaterial) according to the present invention refers to, for example, DNA or protein, and includes, for example, antibodies and sugar chains. In addition, the biological material according to the present invention includes particles such as pollen and house dust, and other particles that are allergens. However, it is clear that the size of the particles must be on the order of similarity to the spacing and size of the CD pits.
[0046]
Examples of the general-purpose biological-related information-recorded medium of the present invention include a biochip, a DNA chip, and a biosensor.
[0047]
As a biosensor manufacturing method according to the present invention, for example, a substrate processed into a CD shape is preliminarily disposed of a biological substance using an inkjet printer with a print adapter as described above for printing a CD label. For example, printing may be performed in this place. The base material may be subjected to a surface treatment with good adhesion of a biological substance or a treatment such as water repellency at a portion where it is not desired to adhere.
[0048]
As a specific method for detecting biological information using the detection device for general-purpose biological information recorded medium of the present invention, a fluorescently labeled antibody that can be read by an optical system with a built-in CD drive, etc. The method using is mentioned.
[0049]
Alternatively, a method or the like in which the biological substance is modified in advance so that the pit length direction can be determined as 0 or 1 by a predetermined reaction may be used.
[0050]
The CD-type biosensor manufactured in the above-described process reads a sample with a sample dropped and optical color development or a variable pit length with a CD drive. It is arranged to be compatible with normal CD pit reading, whereby the inspection result is read with a digital signal and stored in the memory of the PC. A contractor with a medical institution can transfer this data from the Internet to a medical examination institution through a secure communication means and store it in an individual database. Using a digital camera is a simpler method. For example, in the case of a bio-related substance that emits fluorescence, a simple black light (not shown) is illuminated, the fluorescence emission is photographed, and the pattern is transmitted to a medical institution. Will do.
[0051]
Next, the medical system according to the present embodiment will be described below.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the medical system of the present embodiment.
Block 1 indicates that the equipment is present in a general home or office. In this medical system, a home (office) printer 7, a digital camera 13, and a PC 6 are the basic components. In this block 1, the biochip base material 9 and the bio-related substance-filled ink tank 10 are purchased and set in the print adapter 8 in a CD 19 form. For example, the home printer 7 can be downloaded from the Internet or biochip The bio-related material is printed and applied to the biochip substrate 9 in an ink-jet manner by the biosensor drawing software attached to the creation set to create a biochip 12 (general-purpose bio-related information recorded medium).
[0052]
The specimen 11 of the subject is dropped on the biochip 12 thus produced and reacts with the biological substance. The reacted biological substance emits light when, for example, laser excitation is performed. Therefore, a CD is inserted into the PC CD drive, and data of the light emitting unit is collected through the existing reading optical system 16. Alternatively, a partially dedicated reading optical system 15 may be attached for excitation of light emission. On the other hand, the light emission state of the CD may be read off-line by the digital camera 13.
The read data is transmitted from the personal computer 6 connected to the Internet communication network 5 to the medical institution / inspection organization 4 via the Internet network. The medical examination 4 has its own bioanalysis information (bioinformatics) 3 or similarly downloads it from the Internet network and analyzes the data contents.
[0053]
In addition, the medical institution notifies the above-mentioned diagnosis analysis result to an individual in one home or office or gives an instruction for home treatment through the Internet network. As a compensation, the medical institution can obtain diagnosis costs, biochip base material 9, bio-related substance-filled ink tank 10 from the bank account or credit card of representative / user of household 1 registered in advance on the Internet 5 or offline. Deduct expenses such as, and they will be notified on the bank or credit company statement.
[0054]
As described above, in the medical system of the present invention, attention is paid to the fact that existing printers and personal computers that are widely used in general households are miniaturized and highly functionalized, and simple biochips and biosensors are utilized by using this. Is detected, and transmitted to the desired medical institution via the Internet, which is also becoming popular. Thereby, it is excellent in cost property, and simple diagnosis, preventive diagnosis, and data trend diagnosis in a general home can be performed. In addition, with this medical system, in-house inspections with medical institutions / inspection institutions can be performed without time lag, data management can be performed, and diagnosis / inspection costs can be safely and securely stored from registered accounts and credit cards via the Internet. Be debited.
[0055]
【The invention's effect】
General-purpose living body related information recorded medium such as biochip and biosensor of the present invention, and manufacturing method, manufacturing apparatus, detection apparatus thereof, and integration thereof, and communication between home inspection and medical institution diagnosis / judgment / monitor As described above, the medical system integrated in the system, as described above, manufactures and inspects biosensors, etc. according to the purpose in the home or office using existing printers and personal computers, and transfers them to specialized medical / inspection institutions via the Internet. The results are collected and the charges are collected via the Internet, so it is possible to measure the trend continuously without going to a medical institution for testing using advanced biosensors. With this, it is possible to provide advanced medical diagnosis / testing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a biobusiness model.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an ink jet printer 17 provided in the general-purpose bio-related information recorded medium manufacturing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing ink tanks 20a, 20b, and 20c of a commercially available printer that is preferably used as an ink tank of the manufacturing apparatus of the present embodiment.
FIG. 4 is a conventionally used DNA chip scanner.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic structure of the scanner.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic structure of the scanner.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a nozzle configuration of a commercially available inkjet printer.
FIG. 8 is a dot image by a commercially available inkjet printer.
FIG. 9 is a droplet dot image of a commercially available inkjet printer.
FIG. 10 is a conceptual diagram of a general CD recording signal.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a CD recording signal (represented only by 0 bits);
FIG. 12 is a conceptual diagram (viewed from the recording surface) of a CD pit trace.
FIG. 13 is a schematic diagram of inkjet coating of a biological substance.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an application state (viewed from the recording surface) of a biological substance on the entire CD.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a CD reading mechanism.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a bio-related substance application pattern.
[Explanation of symbols]
1 Home and office areas
2 trading window
3 Bio-related analysis / diagnosis information
4 Medical institutions and inspection institutions
5 Internet
6 Home and office PC
7 Household (and office inkjet) printers (printing means)
8 Print adapter (holder)
9 Biochip substrate
10 Ink tank filled with bio-related substances
11 specimens
12 Biochip
13 Digital camera
14 CD drive for PC
15 Dedicated reading optical system
16 Existing reading optical system
17 Inkjet printer body
18 Paper tray
19 CD
20a Ink tank
20b Ink tank
20c ink tank
21 Dedicated scanner lid for DNA chip
22 Dedicated scanner body for DNA chip
23 PC for exclusive use of DNA chip scanner
24 Inkjet printer nozzle (bottom)
25 Inkjet nozzle configuration
26 Center hole
27 CD
28 recording lines
29 Enlarged view of recording bits
29a Small bit (0)
29b Large bit (1)
30 Left channel signal (16 bits)
31 Right channel signal (16 bits)
32 Reading time axis
33 Inkjet-coated biomaterials
34 Spindle shaft
35 Pressing mechanism
36 Lower rotation axis alignment mechanism
37 Excitation lamp or LED
38, 40 Servo mechanism fixing mechanism
39 Servo mechanism (for horizontal axis drive)
41 Reading optical system and built-in focusing mechanism
42 Excitation lamp fixing mechanism
43 Normal pit reading optical system tip
44a to 44c Application area of specific biological substance

Claims (9)

汎用パソコン用記憶媒体上に、生体関連物質が読み取り可能な状態で固定化されてなることを特徴とする汎用生体関連情報記録済媒体。A general-purpose bio-related information recorded medium, wherein a bio-related substance is immobilized in a readable state on a general-purpose personal computer storage medium. バイオチップまたはバイオセンサーであることを特徴とする請求項1記載の汎用生体関連情報記録済媒体。2. The general-purpose biological related information recorded medium according to claim 1, wherein the medium is a biochip or a biosensor. 生体関連物質として粒子が固定化されてなる粒子センサーであることを特徴とする請求項1または2記載の汎用生体関連情報記録済媒体。3. The general-purpose biological information-recording medium according to claim 1, wherein the general-purpose biological information-recording medium is a particle sensor in which particles are immobilized as a biological material. 印字手段により、生体関連物質を汎用パソコン用記憶媒体に対して印字することにより、汎用パソコン用記憶媒体上に生体関連物質を読み取り可能な状態で固定化することを特徴とする汎用生体関連情報記録済媒体の製造方法。General-purpose bio-related information recording characterized in that the bio-related substance is readable on the general-purpose personal computer storage medium by printing the bio-related substance on the general-purpose personal computer storage medium by the printing means. Manufacturing method of finished media. インクタンク内の生体関連物質をインクジェット用ノズルを介して汎用パソコン記憶媒体に対し吐出するインクジェットプリンタと、
インクジェットプリンタに接続可能である、生体関連物質を充填するためのインクタンクと、
前記汎用パソコン用記憶媒体を前記インクジェットプリンタに対し支持するためのホルダと、
を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の汎用生体関連情報記録済媒体の製作装置。
An inkjet printer that discharges bio-related substances in the ink tank to a general-purpose personal computer storage medium via an inkjet nozzle;
An ink tank that can be connected to an ink jet printer and is filled with a biological material;
A holder for supporting the general-purpose personal computer storage medium with respect to the inkjet printer;
The apparatus for producing a general-purpose biological-related information recorded medium according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
汎用パソコン用記憶媒体に対し生体関連物質を滴下又は塗布、若しくは外部滴下機材より導入するための生体関連物質導入手段と、
滴下又は塗布された生体関連物質の飛散を防止するための蓋体と、
を備えたことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の製作装置。
A bio-related substance introduction means for introducing or applying a bio-related substance to a storage medium for general-purpose personal computers from an external dripping device;
A lid for preventing splashing of the bio-related substance dropped or applied;
The manufacturing apparatus according to claim 3, further comprising:
請求項1〜3のいずれか1項に記載の汎用生体関連情報記録済媒体上の生体関連物資を検体と反応させた上記汎用生体関連情報記録済媒体を挿入するための汎用パソコン用ドライブと、
汎用生体関連情報記録済媒体上の反応済み検体の蛍光物質を励起するための励起光源と、
蛍光発光波長の読取手段と、
蛍光の検出信号を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置。
A drive for a general-purpose personal computer for inserting the general-purpose biological-related information recorded medium obtained by reacting the biological-related material on the general-purpose biological-related information recorded medium according to any one of claims 1 to 3 with a specimen;
An excitation light source for exciting the fluorescent substance of the reacted specimen on the general-purpose biological-related information recorded medium;
Reading means of fluorescence emission wavelength;
An output means for outputting a fluorescence detection signal;
A general-purpose living body-related information recording medium detecting device comprising:
汎用パソコン用ドライブが、蛍光パターンの励起及び読み取りを、汎用パソコン用記憶媒体に用いられる光記憶及び読み出しを行う光学系を用いて行う光学サーボ系を備えてなることを特徴とする請求項7記載の汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置。8. The general-purpose personal computer drive is provided with an optical servo system that performs excitation and reading of a fluorescent pattern using an optical system that performs optical storage and readout used in a general-purpose personal computer storage medium. General-purpose living body-related information recording medium detection device. 検体が有する生体関連情報を、汎用パソコン用記憶媒体上に読み取り可能な状態で印字して固定化する第1出力部、
第1出力部の出力を制御する第1制御部、
を有する汎用生体関連情報記録済媒体の製作装置と、
汎用パソコン用ドライブに挿入された前記汎用生体関連情報記録済媒体が有する生体関連情報に応じた信号を検出する第2出力部、
前記第2出力部からの信号を処理する演算部、
前記演算部における演算結果から検体が有する生体関連情報を解析して診断を行う第2制御部、
前記第2制御部が行った診断結果を、インターネット通信を介して医療機関または検査機関に伝送する通信制御部、
を有する汎用生体関連情報記録済媒体用検出装置と、を備えた医療システムであって、
前記検出装置は、他の生体関連物質に関する情報、検査手法、及び取扱説明等の前記生体関連情報に関する情報をインターネット通信を介して受信するための受信部を備え、
前記通信制御部は、前記受信部から得た情報を解析すると共に、前記医療機関または検査機関からの検査結果の受け取りと共に診察料の電子取引を制御することを特徴とする医療システム。
A first output unit that prints and immobilizes biological related information of the specimen in a readable state on a storage medium for general-purpose personal computers;
A first control unit for controlling the output of the first output unit;
An apparatus for producing a general-purpose bio-related information recorded medium comprising:
A second output unit for detecting a signal corresponding to the bio-related information of the general-purpose bio-related information recorded medium inserted in the drive for a general-purpose personal computer;
An arithmetic unit for processing a signal from the second output unit;
A second control unit that performs diagnosis by analyzing biological-related information of the specimen from the calculation result in the calculation unit;
A communication control unit for transmitting a diagnosis result made by the second control unit to a medical institution or a testing institution via Internet communication;
A medical system comprising a general-purpose biological-related information recorded medium detection device comprising:
The detection apparatus includes a receiving unit for receiving information related to the biological related information such as information related to other biological related substances, examination methods, and handling instructions via Internet communication,
The said communication control part analyzes the information obtained from the said receiving part, and controls the electronic transaction of a consultation fee with reception of the test result from the said medical institution or a test | inspection organization, The medical system characterized by the above-mentioned.
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