JP2009168508A - Dna chip device, mobile terminal device, and information communication system - Google Patents

Dna chip device, mobile terminal device, and information communication system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable generation of a digital signal to which information related to the time variation of a reaction in hybridization is converted. <P>SOLUTION: The DNA chip device includes an electrodes 12 for holding detecting DNA; an integration circuit 110 for integrating a current flowing in the electrode 12 for a fixed time when hybridization is created by a detecting DNA and DNA to be detected and converting the current to a voltage, and then outputting the analog voltage signal obtained; a ladder resistor group 120 for generating a plurality of potentials based on a reference voltage; a comparator 130 for outputting a plurality of signals that indicates the comparison result of the voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit 110 and the plurality of potentials generated from the latter resistor group 120, by one of respective two types of levels; and an encoder circuit 140 for outputting the digital signal uniquely identified by the levels of the plurality of signals output from the comparator 130. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電流検出方式によりDNA情報を判定することが可能なDNAチップ装置、携帯端末装置、及び情報連絡システムに関する。   The present invention relates to a DNA chip device capable of determining DNA information by a current detection method, a portable terminal device, and an information communication system.

近年、生物学、医学分野での遺伝子解析等において、特定の配列を有するDNAを検出するためのDNAチップが開発されている。この種のDNAチップにおいては、従来から電気化学的にチップ上でDNAを合成させるものがある。基板上でのDNAの合成方法は、例えば、特許文献1に詳しい。   In recent years, DNA chips for detecting DNA having a specific sequence have been developed in gene analysis and the like in the fields of biology and medicine. In this type of DNA chip, there is a conventional one that synthesizes DNA on the chip electrochemically. A method for synthesizing DNA on a substrate is detailed in, for example, Patent Document 1.

従来のDNA配列のハイブリダイゼーション検出にはスキャナーと呼ばれる装置が用いられる。スキャナーでは、DNAに蛍光物質を付けたプローブの写真を撮影し、その色の状態からハイブリダイゼーションを検出している。   A device called a scanner is used for conventional hybridization detection of DNA sequences. The scanner takes a photo of a probe with a fluorescent substance attached to DNA, and detects hybridization from the color state.

しかしながら、蛍光物質を写真撮影する方法では、大規模な装置が必要であり、簡単に検出結果を知ることができない。また、蛍光の内部消光のために一定量以上の蛍光物質をプローブとして導入することは困難である、などの欠点も有している。   However, in the method of taking a photograph of the fluorescent substance, a large-scale device is required, and the detection result cannot be easily known. In addition, it has a drawback that it is difficult to introduce a certain amount or more of a fluorescent substance as a probe for the internal quenching of fluorescence.

そこで、近年では、DNAのハイブリダイゼーションの状態を、酵素反応等を利用して電流を計測し、電流値から判断する電流検出方式のDNAチップが注目されている。この種のDNAチップで計測される電流は数nA程度の微小電流である。そのため、電流検出方式のDNAチップでは、積分回路等を用い、ある時間積算した電流値を電圧値に変換して計測し、判断時に再度電圧値を逆変換して得られる電流値からハイブリダイゼーションの状態を判断している。   Therefore, in recent years, a DNA chip of a current detection system that draws attention from the current value by measuring the current of the DNA hybridization using an enzyme reaction or the like has attracted attention. The current measured by this type of DNA chip is a minute current of about several nA. Therefore, in a current detection type DNA chip, an integration circuit or the like is used to convert a current value integrated for a certain period of time into a voltage value and measure it. Judging the state.

このような電流検出型のDNAチップの中には、特許文献2のように、電流値を電圧値に変換後、得られたアナログの電圧信号をデジタル信号に変換することで、DNAチップ装置からデジタル信号を出力する構成とし、情報処理を行いやすくしたものもある。
特表2000−514802号公報 特開2006−78265号公報
In such a current detection type DNA chip, as disclosed in Patent Document 2, after converting the current value into a voltage value, the obtained analog voltage signal is converted into a digital signal. Some digital signals are output to facilitate information processing.
Special Table 2000-514802 JP 2006-78265 A

しかしながら、上述の特許文献2の技術では、DNAチップ装置から出力されるデジタル信号は、検出された電流値に対応する電圧値が所定の範囲内にあるか否かの情報しか含んでいないため、ハイブリダイゼーションにおける反応の時間的変化に関する詳細な情報を得ることができず、病気の進行度や細菌汚染地帯の汚染度を判定したり、あるいは患者や病原菌・ウイルスへの薬の効果を判定したりすることが困難であるという問題があった。   However, in the technique of Patent Document 2 described above, the digital signal output from the DNA chip device includes only information on whether or not the voltage value corresponding to the detected current value is within a predetermined range. Inability to obtain detailed information on the temporal changes in the reaction during hybridization, it is possible to determine the degree of disease progression, the degree of contamination of bacterial contamination areas, or the effect of drugs on patients, pathogens, and viruses. There was a problem that it was difficult to do.

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ハイブリダイゼーションにおける反応の時間的変化に関する情報をデジタル信号として生成することが可能なDNAチップ装置、携帯端末装置、及び情報連絡システム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 provides a DNA chip device, a portable terminal device, and an information communication system that can generate information on a temporal change in a reaction in hybridization as a digital signal. Objective.

本発明に係るDNAチップ装置は、検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、基準電圧に基づいて複数の異なる電位を生成するラダー抵抗群と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、前記ラダー抵抗群から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベルのいずれかで示す複数の信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータから出力される複数の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するエンコーダ回路とを備えたことを特徴とする。   The DNA chip device according to the present invention integrates a current flowing through the electrode for a certain period of time to generate a voltage when hybridization occurs between the electrode for holding the detection DNA and the detection DNA and the detection DNA. An integration circuit that converts and outputs the obtained analog voltage signal, a ladder resistor group that generates a plurality of different potentials based on a reference voltage, a voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit, and the ladder A comparator that outputs a plurality of signals each indicating one of two types of comparison results with a plurality of potentials generated from a resistor group, and a digital signal uniquely determined by the levels of the plurality of signals output from the comparator And an encoder circuit for outputting.

また、本発明に係るDNAチップ装置は、検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するウインドコンパレータと、前記ウインドコンパレータから前記デジタル電圧信号が出力される時間を計測し、その計測時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するカウンタとを備えたことを特徴とする。   In addition, the DNA chip device according to the present invention integrates a current flowing through the electrode for a certain period of time when hybridization occurs between the electrode for holding the detection DNA and the detection DNA and the detection DNA. An integration circuit for converting to voltage and outputting the obtained analog voltage signal, and a voltage level of the analog voltage signal output from the integration circuit within a range between two threshold values And a counter that measures a time during which the digital voltage signal is output from the window comparator and outputs a digital signal that is uniquely determined by the measurement time. .

本発明に係る携帯端末装置は、検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、基準電圧に基づいて複数の異なる電位を生成するラダー抵抗群と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、前記ラダー抵抗群から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベルのいずれかで示す複数の信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータから出力される複数の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するエンコーダ回路とを備えたDNAチップ装置と、前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された情報を表示出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。   The portable terminal device according to the present invention integrates a current flowing through the electrode for a certain period of time into a voltage when hybridization occurs between the electrode for holding the detection DNA and the detection DNA and the detection DNA. An integration circuit that converts and outputs the obtained analog voltage signal, a ladder resistor group that generates a plurality of different potentials based on a reference voltage, a voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit, and the ladder A comparator that outputs a plurality of signals each indicating one of two types of comparison results with a plurality of potentials generated from a resistor group, and a digital signal uniquely determined by the levels of the plurality of signals output from the comparator And a digital signal value output from the DNA chip device. Determining means for determining the information given response, characterized by comprising an output means for displaying and outputting information determined by the determining means.

また、本発明に係る携帯端末装置は、検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するウインドコンパレータと、前記ウインドコンパレータから前記デジタル電圧信号が出力される時間を計測し、その計測時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するカウンタとを備えたDNAチップ装置と、前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された情報を表示出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。   The portable terminal device according to the present invention integrates a current flowing through the electrode for a certain period of time when hybridization between the electrode for holding the detection DNA and the detection DNA and the detection DNA occurs. An integration circuit for converting to voltage and outputting the obtained analog voltage signal, and a voltage level of the analog voltage signal output from the integration circuit within a range between two threshold values A DNA comparator comprising: a window comparator that outputs a digital voltage signal; and a counter that measures a time during which the digital voltage signal is output from the window comparator and outputs a digital signal uniquely determined by the measurement time; Determining means for determining information associated with a value of a digital signal output from the DNA chip device; Characterized by comprising an output means for displaying and outputting information determined by the constant unit.

本発明に係る情報連絡システムは、検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、基準電圧に基づいて複数の異なる電位を生成するラダー抵抗群と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、前記ラダー抵抗群から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベルのいずれかで示す複数の信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータから出力される複数の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するエンコーダ回路とを備えたDNAチップ装置と、前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する手段とを具備し、決定した情報が一定以上の危険を示す情報である場合に当該情報を送信する携帯端末装置と、前記携帯端末装置から送信された情報を受信して当該情報とデータベースとの照合を行い、一致する場合に所定の機関に備えられる装置への連絡を行うサーバ装置とを備えたことを特徴とする。   The information communication system according to the present invention integrates a current flowing through the electrode for a certain period of time into a voltage when hybridization occurs between the electrode for holding the detection DNA and the detection DNA and the detection DNA. An integration circuit that converts and outputs the obtained analog voltage signal, a ladder resistor group that generates a plurality of different potentials based on a reference voltage, a voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit, and the ladder A comparator that outputs a plurality of signals each indicating one of two types of comparison results with a plurality of potentials generated from a resistor group, and a digital signal uniquely determined by the levels of the plurality of signals output from the comparator A DNA chip device provided with an encoder circuit for outputting a digital signal output from the DNA chip device Means for determining information associated with the mobile terminal device, and when the determined information is information indicating a certain level of danger or more, the mobile terminal device that transmits the information, and the information transmitted from the mobile terminal device And a server device that compares the information with a database and contacts a device provided in a predetermined organization if they match.

また、本発明に係る情報連絡システムは、検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するウインドコンパレータと、前記ウインドコンパレータから前記デジタル電圧信号が出力される時間を計測し、その計測時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するカウンタとを備えたDNAチップ装置と、前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する手段とを具備し、決定した情報が一定以上の危険を示す情報である場合に当該情報を送信する携帯端末装置と、前記携帯端末装置から送信された情報を受信して当該情報とデータベースとの照合を行い、一致する場合に所定の機関に備えられる装置への連絡を行うサーバ装置とを備えたことを特徴とする。   In addition, the information communication system according to the present invention integrates a current flowing through the electrode for a certain period of time when hybridization occurs between the electrode for holding the detection DNA and the detection DNA and the detection DNA. An integration circuit for converting to voltage and outputting the obtained analog voltage signal, and a voltage level of the analog voltage signal output from the integration circuit within a range between two threshold values A DNA comparator comprising: a window comparator that outputs a digital voltage signal; and a counter that measures a time during which the digital voltage signal is output from the window comparator and outputs a digital signal uniquely determined by the measurement time; Means for determining information associated with a value of a digital signal output from the DNA chip device. When the determined information is information indicating a certain level of danger, the mobile terminal device that transmits the information and the information transmitted from the mobile terminal device are received, the information and the database are collated, and And a server device for contacting a device provided in a predetermined engine.

本発明によれば、ハイブリダイゼーションにおける反応の時間的変化に関する情報をデジタル信号として生成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to generate information relating to a temporal change in reaction in hybridization as a digital signal.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態に係る携帯端末装置の外観を図1及び図2に示す。   The appearance of a mobile terminal device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS.

図1及び図2に示される携帯端末装置100は、後述するDNAチップ装置の装着が可能なハンディタイプ(例えば手帳サイズで、重さが200g〜300g程度)のDNA情報検出装置であり、検査対象となるDNAの検査結果などを画面表示させたりすることが可能となっている。この携帯端末装置100は、特定の細菌やウイルス(例えば、炭疽菌やSARSウイルスなど)が検出された場合に、所定のサーバへの連絡を行うための有線及び無線の各通信機能(例えば、電子メール機能)や、警報音を発するアラーム機能なども備えている。   A portable terminal device 100 shown in FIGS. 1 and 2 is a handy type DNA information detection device (for example, a notebook size and weighing about 200 g to 300 g) to which a DNA chip device, which will be described later, can be attached. It is possible to display the test result of DNA to be displayed on the screen. The mobile terminal device 100 has a wired and wireless communication function (for example, an electronic device) for contacting a predetermined server when a specific bacterium or virus (for example, anthrax or SARS virus) is detected. E-mail function) and an alarm function that emits an alarm sound.

上記携帯端末装置100は、表示部101、入力部102、チップ装着部103、メモリカード装着部104、バッテリ105、ACアダプタ端子106、RS−232Cインタフェース107、USBインタフェース108などを備えている。   The portable terminal device 100 includes a display unit 101, an input unit 102, a chip mounting unit 103, a memory card mounting unit 104, a battery 105, an AC adapter terminal 106, an RS-232C interface 107, a USB interface 108, and the like.

表示部101は、DNAのハイブリダイゼーションにおける反応の進み具合いを示す情報や、特定の病原菌やウイルスの検出結果などの情報を表示するほか、装着されるDNAチップ装置から得られる製造日や使用期限日といった情報を表示したり、バッテリ残量、時刻、温度などの各種の情報を表示したりすることができるLCDである。入力部102は、電源投入や入力操作などを行うためのボタン類である。チップ装着部103は、後述するDNAチップ装置を装着する部分である。メモリカード装着部104は、検査結果などの情報を記憶するためのメモリカードを装着する部分である。バッテリ105は、リチャージャブルな電池である。ACアダプタ端子106は、外部より交流電源を取り込むものである。RS−232Cインタフェース107は、RS−232Cの仕様にしたがって他の機器との間で情報通信を行うためのインタフェースである。USBインタフェース108は、USBの仕様にしたがって他の機器との間で情報通信を行うためのインタフェースである。   The display unit 101 displays information indicating the progress of the reaction in DNA hybridization, information such as detection results of specific pathogens and viruses, and the manufacturing date and expiration date obtained from the attached DNA chip device. It is an LCD that can display various information such as remaining battery level, time, and temperature. The input unit 102 is buttons for performing power-on, input operation, and the like. The chip mounting part 103 is a part for mounting a DNA chip device to be described later. The memory card mounting unit 104 is a part for mounting a memory card for storing information such as inspection results. The battery 105 is a rechargeable battery. The AC adapter terminal 106 takes in AC power from outside. The RS-232C interface 107 is an interface for performing information communication with other devices in accordance with the RS-232C specifications. The USB interface 108 is an interface for performing information communication with other devices in accordance with USB specifications.

ここで、チップ装着部103に装着されるDNAチップ装置は、いわゆる電流検出方式でDNA検出を行うタイプのものである。すなわち、被検出用DNA(ターゲットDNA)をチップに滴下し、ハイブリダイゼーションを生じさせ、洗浄を行なうと、被検出用DNAに対して完全に相補的な配列を持つ検出用DNA(プローブDNA)のみが2本鎖を形成し、そこに挿入剤を添加すると、2本鎖を形成しているDNAに挿入剤が結合し、電極に電圧を印加すると、挿入剤が電気化学反応を起こし、電流が流れるという仕組みを利用している。   Here, the DNA chip device mounted on the chip mounting unit 103 is of a type that performs DNA detection by a so-called current detection method. That is, when a DNA to be detected (target DNA) is dropped on a chip, hybridization is performed, and washing is performed, only the DNA for detection (probe DNA) having a completely complementary sequence to the DNA to be detected is obtained. Forms a double strand, and when an intercalating agent is added thereto, the intercalating agent binds to the DNA that forms the double strand, and when a voltage is applied to the electrode, the intercalating agent causes an electrochemical reaction, and an electric current is generated. It uses a mechanism of flowing.

図3は、携帯端末装置100のチップ装着部103に装着されるDNAチップ装置の構成の一例を示す図である。また、図4は、同DNAチップ装置におけるユニットセルの構成の一例を示す図である。なお、実際に使用するDNAチップ装置の構成としては、以下に示すものに限定する必要はなく、電流検出方式に基づくものであれば、他の構成のものを採用してもよい。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a DNA chip device mounted on the chip mounting unit 103 of the mobile terminal device 100. FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a unit cell in the DNA chip device. The configuration of the DNA chip device actually used is not limited to the one shown below, and other configurations may be adopted as long as they are based on the current detection method.

DNAチップ装置10においては、例えば、図3に示されるように、複数のユニットセル11、入力制御部15及び出力制御部16が基板17上に形成されている。   In the DNA chip device 10, for example, as shown in FIG. 3, a plurality of unit cells 11, an input control unit 15, and an output control unit 16 are formed on a substrate 17.

ここで、ユニットセル11は、図4に示されるように、電極12、検出用DNA合成部13、ハイブリッドDNA検出部14とそれらを接続する配線層18を備えている。   Here, as shown in FIG. 4, the unit cell 11 includes an electrode 12, a detection DNA synthesis unit 13, a hybrid DNA detection unit 14, and a wiring layer 18 that connects them.

電極12は表面上にあらかじめ核酸を配置しており、検出用DNA合成部13から電流が入力されると、核酸から検出用DNA(プローブDNA)を合成する。また、合成された検出用DNAと被検出用DNA(ターゲットDNA)のハイブリダイゼーションによるハイブリッドDNAを検出可能とするリガンドと酵素との反応による2次電流をハイブリッドDNA検出部14へ出力する。   The electrode 12 has a nucleic acid preliminarily arranged on the surface, and when a current is input from the detection DNA synthesis unit 13, the detection DNA (probe DNA) is synthesized from the nucleic acid. In addition, a secondary current resulting from the reaction between the ligand and the enzyme capable of detecting the hybrid DNA by hybridization of the synthesized detection DNA and the DNA to be detected (target DNA) is output to the hybrid DNA detection unit 14.

検出用DNA合成部13は、入力制御部15から電流が入力されると、電極12の上にあらかじめ配置された核酸から検出用DNAを合成する。   When the current is input from the input control unit 15, the detection DNA synthesis unit 13 synthesizes the detection DNA from the nucleic acid previously arranged on the electrode 12.

ハイブリッドDNA検出部14は、電極12からリガンドと酵素との反応による2次電流を検出し、出力制御部16へ出力する。   The hybrid DNA detection unit 14 detects a secondary current due to the reaction between the ligand and the enzyme from the electrode 12 and outputs it to the output control unit 16.

入力制御部15は、複数のユニットセル11のうち選択したユニットセルの検出用DNA合成部13に電流を入力する。   The input control unit 15 inputs a current to the detection DNA synthesis unit 13 of the unit cell selected from the plurality of unit cells 11.

出力制御部16は、ユニットセル11のハイブリッドDNA検出部14において検出された2次電流を出力制御するものであり、2次電流の値を、後述するデジタル電圧信号に変換(以下、デジタルデータ化ともいう)して出力する。   The output control unit 16 controls the output of the secondary current detected by the hybrid DNA detection unit 14 of the unit cell 11, and converts the value of the secondary current into a digital voltage signal described later (hereinafter referred to as digital data conversion). (Also called) and output.

基板17は、DNAチップ装置10を構成する電気回路の基板であり、各電気回路を配線層18で接続している。   The substrate 17 is a substrate of an electric circuit constituting the DNA chip device 10, and each electric circuit is connected by a wiring layer 18.

配線層18は、基板17上の電気・電子部品間を相互に接続する。   The wiring layer 18 connects electrical / electronic components on the substrate 17 to each other.

次に、以上のように構成されたDNAチップ装置10の動作を図5を用いて説明する。 Next, the operation of the DNA chip device 10 configured as described above will be described with reference to FIG.

図示しない制御部は、基板17の上の複数のユニットセルのうち検出用DNAを合成させるユニットセル11を選択し、その選択情報を入力制御部15に入力する(S1)。入力制御部15は、選択したユニットセル11の検出用DNA合成部13に電流を入力する(S2)。入力された電流により検出用DNA合成部13は、電極12の上にあらかじめ配置された核酸から検出用DNAを合成する(S3)。このDNA合成の方法については、特許文献1の第45〜47頁に記載の「合成工程」に詳しい。   A control unit (not shown) selects the unit cell 11 for synthesizing the detection DNA from the plurality of unit cells on the substrate 17 and inputs the selection information to the input control unit 15 (S1). The input control unit 15 inputs a current to the detection DNA synthesis unit 13 of the selected unit cell 11 (S2). The detection DNA synthesizer 13 synthesizes the detection DNA from the nucleic acid previously arranged on the electrode 12 by the input current (S3). This DNA synthesis method is detailed in the “synthesis process” described on pages 45 to 47 of Patent Document 1.

次に、この電極12の上の検出用DNAと、あらかじめ特定の酵素と反応するリガンドに浸しておいた被検出用DNAをハイブリダイゼーションさせる。これを洗浄すると、リガンドによりハイブリットDNAだけが電極12の上に残る。これに酵素を反応させると数nA程度の微小な2次電流が生じる。この2次電流をハイブリッドDNA検出部14で検出し(S4)、出力制御部16に出力する(S5)。出力制御部16では、2次電流の時間的変化に応じたデジタル信号を生成して出力する(S6)。   Next, the detection DNA on the electrode 12 is hybridized with the detection DNA that has been immersed in a ligand that reacts with a specific enzyme in advance. When this is washed, only the hybrid DNA remains on the electrode 12 due to the ligand. When an enzyme is reacted with this, a minute secondary current of about several nA is generated. This secondary current is detected by the hybrid DNA detection unit 14 (S4) and output to the output control unit 16 (S5). The output control unit 16 generates and outputs a digital signal corresponding to the temporal change of the secondary current (S6).

次に、図5中に示される出力制御部16の回路構成の例について説明する。ここでは、2つの例を挙げる。   Next, an example of the circuit configuration of the output control unit 16 shown in FIG. 5 will be described. Here are two examples.

図6は、DNAチップ装置10内の出力制御部16の第1の回路構成例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a first circuit configuration example of the output control unit 16 in the DNA chip device 10.

図6の回路構成例では、出力制御部16は、スイッチSW_I、積分回路110、ラダー抵抗群120、コンパレータ130、及びエンコーダ回路140を備えている。   In the circuit configuration example of FIG. 6, the output control unit 16 includes a switch SW_I, an integration circuit 110, a ladder resistor group 120, a comparator 130, and an encoder circuit 140.

前述の電極12は、具体的には、検出用DNAが固定された作用極WE(working electrode)とこの作用極に対向して設けられる補助極CE(counter electrode)とで構成される。   Specifically, the electrode 12 is composed of a working electrode WE (working electrode) to which the detection DNA is fixed and an auxiliary electrode CE (counter electrode) provided opposite to the working electrode.

スイッチSW_Iは、電極12と積分回路110との間に設けられ、電極12から流れる電流の流入に対してオン/オフの切替を行うものである。なお、図6中には示されていないが、ユニットセル毎に存在する複数の電極の中から1つの電極12を選択するための切替も行えるようになっている。   The switch SW_I is provided between the electrode 12 and the integration circuit 110, and performs on / off switching with respect to inflow of current flowing from the electrode 12. Although not shown in FIG. 6, switching for selecting one electrode 12 from a plurality of electrodes existing for each unit cell can be performed.

積分回路110は、オペアンプ(差動増幅器)111、コンデンサC、リセット用スイッチSW_Rなどを備え、検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに電極12に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力するものである。即ち、積分回路110は、電流電圧変換を行うものである。   The integration circuit 110 includes an operational amplifier (differential amplifier) 111, a capacitor C, a reset switch SW_R, and the like, and integrates a current flowing through the electrode 12 for a certain period of time when hybridization occurs between the detection DNA and the detection DNA. The voltage is converted into a voltage and the obtained analog voltage signal is output. That is, the integration circuit 110 performs current-voltage conversion.

ラダー抵抗群120は、基準電圧VRに基づいて複数の異なる電位を生成するものである。例えば、基準電圧VRを5Vとし、生成される複数の電位がそれぞれ4.5V、4.0V、3.5V、3.0V、2.5V、2.0V、1.5V、1.0Vとなるように構成される。   The ladder resistor group 120 generates a plurality of different potentials based on the reference voltage VR. For example, the reference voltage VR is 5 V, and the generated potentials are 4.5 V, 4.0 V, 3.5 V, 3.0 V, 2.5 V, 2.0 V, 1.5 V, and 1.0 V, respectively. Configured as follows.

コンパレータ130は、複数(n個)のオペアンプ(差動増幅器)131〜13nを備え、積分回路110から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、ラダー抵抗群120から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベル(例えば、ロウレベル「0」とハイレベル「1」)のいずれかで示す複数(n個)の信号を出力するものである。   The comparator 130 includes a plurality (n) of operational amplifiers (differential amplifiers) 131 to 13n, and the voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit 110 and the plurality of potentials generated from the ladder resistor group 120 are compared. A plurality (n) of signals indicating the comparison results at one of two levels (for example, low level “0” and high level “1”) are output.

エンコーダ回路140は、コンパレータ130から出力される複数(n個)の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するものである。例えば、8個のオペアンプ131〜138があり、それぞれのレベルが「1」,「1」,「1」,「0」,「0」,「0」,「0」,「0」であるときには、バイナリビットで表現されるデジタル値として例えば「00000111」を出力する。このエンコーダ回路140は、例えば、クロック信号に同期して一定時間毎に上記デジタル信号を出力する。これにより、電圧波形の変化の経緯を把握することが可能となる。   The encoder circuit 140 outputs a digital signal that is uniquely determined by the levels of a plurality (n) of signals output from the comparator 130. For example, when there are eight operational amplifiers 131 to 138 and the respective levels are “1”, “1”, “1”, “0”, “0”, “0”, “0”, “0” For example, “00000111” is output as a digital value expressed in binary bits. For example, the encoder circuit 140 outputs the digital signal at regular intervals in synchronization with a clock signal. Thereby, it becomes possible to grasp the background of the change in the voltage waveform.

検出動作の開始にあたっては、まず、図示しない制御部により、スイッチSW_Iをオフの状態にすると共に、スイッチSW_Rをオンの状態にしてコンデンサCをリセットする。準備が整った後、スイッチSW_Iをオンの状態にすると共に、スイッチSW_Rをオフの状態にし、クロック信号をエンコーダ140に供給し、検出動作を開始する。   In starting the detection operation, first, a control unit (not shown) turns off the switch SW_I and turns on the switch SW_R to reset the capacitor C. After the preparation is completed, the switch SW_I is turned on, the switch SW_R is turned off, the clock signal is supplied to the encoder 140, and the detection operation is started.

被検出用DNAと検出用DNAとのハイブリダイゼーション、洗浄によるハイブリットDNAの生成、及び酵素による反応が生じると、電極12から積分回路110側へと電流が流れる。   When hybridization occurs between the DNA to be detected and the detection DNA, the generation of hybrid DNA by washing, and the reaction by the enzyme, a current flows from the electrode 12 to the integrating circuit 110 side.

電極12から流れ出した電流は、積分回路110により電圧に変換され、コンパレータ130内のオペアンプ131〜13nの入力端子(+)へそれぞれ送られる。同時に、これらオペアンプ131〜13nの入力端子(−)には、基準電圧VRを分割した複数の電圧(4.5V、4.0V、3.5V、…)がそれぞれ送られている。オペアンプ131〜13nは、入力した2つの電圧を比較し、入力端子(−)から入力した電圧が、入力端子(+)から入力した電圧よりも大きいときはロウレベル「0」を出力し、一方、小さいときはハイレベル「1」を出力する。   The current flowing out from the electrode 12 is converted into a voltage by the integrating circuit 110 and sent to the input terminals (+) of the operational amplifiers 131 to 13n in the comparator 130, respectively. At the same time, a plurality of voltages (4.5 V, 4.0 V, 3.5 V,...) Obtained by dividing the reference voltage VR are sent to the input terminals (−) of the operational amplifiers 131 to 13 n, respectively. The operational amplifiers 131 to 13n compare two input voltages, and output a low level “0” when the voltage input from the input terminal (−) is larger than the voltage input from the input terminal (+). When it is small, a high level “1” is output.

電極12から流れ出した電流により、積分回路110内のコンデンサCに電荷が蓄積されると、図7に示されるように、積分回路110の出力電圧は時間の経過とともに徐々に下降していく。このため、最初はオペアンプ131〜13nの出力は全てがロウレベル「0」であるが、時間の経過とともに各オペアンプの出力は順番にロウレベル「0」からハイレベル「1」へと順次切り換わっていく。また、エンコーダ回路140から出力されるデジタル信号の値は、最初は「00000000」(8ビットの場合)であるが、時間の経過とともに右側から順に各ビットの値が0から1へと順次切り換わっていく。   When electric charges are accumulated in the capacitor C in the integration circuit 110 due to the current flowing out from the electrode 12, the output voltage of the integration circuit 110 gradually decreases as time passes as shown in FIG. For this reason, all the outputs of the operational amplifiers 131 to 13n are initially at the low level “0”, but the output of each operational amplifier is sequentially switched from the low level “0” to the high level “1” as time passes. . In addition, the value of the digital signal output from the encoder circuit 140 is initially “00000000” (in the case of 8 bits), but the value of each bit is sequentially switched from 0 to 1 sequentially from the right side as time passes. To go.

こうして得られるデジタル信号の値を用いることにより、時間の経過に対する反応の進み具合いや反応の度合いを把握することが可能となるため、特定の細菌やウイルスを精度良く判定することができ、また、病気の進行度や細菌汚染地帯の汚染度を予測したり、患者や病原菌・ウイルスへの薬の効果を予測したりすることが容易となる。   By using the value of the digital signal obtained in this way, it becomes possible to grasp the progress of reaction and the degree of reaction over time, so it is possible to accurately determine specific bacteria and viruses, It becomes easy to predict the degree of disease progression and the degree of contamination in bacterial contaminated areas, and the effect of drugs on patients, pathogens, and viruses.

図8は、DNAチップ装置10内の出力制御部16の第2の回路構成例を示す図である。なお、図6と共通する要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   FIG. 8 is a diagram illustrating a second circuit configuration example of the output control unit 16 in the DNA chip device 10. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in FIG. 6, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図8の回路構成例では、出力制御部16は、スイッチSW_I、積分回路110、ウインドコンパレータ150、及びカウンタ160を備えている。   In the circuit configuration example of FIG. 8, the output control unit 16 includes a switch SW_I, an integration circuit 110, a window comparator 150, and a counter 160.

ウインドコンパレータ150は、オペアンプ(差動増幅器)151,152、論理回路153を備え、積分回路110から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、予め設定された2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するものである。例えば、2つのしきい値電圧Vr_H,Vr_Lと、積分回路110からウインドコンパレータ150に入力される電圧Vinとの関係が、「Vr_L<Vin<Vr_H」となっている間は、例えばハイレベル「1」を出力する。すなわち、このウインドコンパレータ150は、電圧Vinが、しきい値電圧Vr_Hからしきい値電圧Vr_Lに達するまでの時間(積分時間)を示すパルス信号を出力する。   The window comparator 150 includes operational amplifiers (differential amplifiers) 151 and 152 and a logic circuit 153, and the voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit 110 is sandwiched between two preset threshold values. The digital voltage signal of a certain level is output while it is within. For example, while the relationship between the two threshold voltages Vr_H and Vr_L and the voltage Vin input from the integrating circuit 110 to the window comparator 150 is “Vr_L <Vin <Vr_H”, for example, the high level “1” Is output. That is, the window comparator 150 outputs a pulse signal indicating the time (integration time) until the voltage Vin reaches the threshold voltage Vr_L from the threshold voltage Vr_H.

カウンタ160は、ウインドコンパレータ150から一定レベルのデジタル電圧信号が出力される時間(積分時間)を計測し、その計測した時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するものである。すなわち、ウインドコンパレータ150からの信号入力がハイレベル「1」になった時点からクロック信号に同期してクロックのカウントを開始し、ウインドコンパレータ150からの信号入力がロウレベル「0」になった時点でカウントを終了する。例えば、カウントしたクロック数(カウンタ値)が「5」であるときには、バイナリビットで表現されるデジタル値として例えば「0000101」を出力する。あるいは、クロック数(カウンタ値)から得られる上記積分時間を示すデジタル値を出力するようにしてもよい。また、上記カウンタ160は、例えば、クロック信号に同期して一定時間毎に上記デジタル信号を出力するように構成してもよい。これにより、電圧波形の変化の経緯を把握することが可能となる。   The counter 160 measures the time (integration time) at which a constant level digital voltage signal is output from the window comparator 150 and outputs a digital signal uniquely determined by the measured time. In other words, clock counting starts in synchronization with the clock signal from the time when the signal input from the window comparator 150 becomes high level “1”, and when the signal input from the window comparator 150 becomes low level “0”. End the count. For example, when the counted clock number (counter value) is “5”, for example, “0000101” is output as a digital value expressed by binary bits. Alternatively, a digital value indicating the integration time obtained from the number of clocks (counter value) may be output. Further, the counter 160 may be configured to output the digital signal at regular intervals in synchronization with a clock signal, for example. Thereby, it becomes possible to grasp the background of the change in the voltage waveform.

検出動作の開始にあたっては、まず、図示しない制御部により、スイッチSW_Iをオフの状態にすると共に、スイッチSW_Rをオンの状態にしてコンデンサCをリセットし、カウンタ160もリセットする。準備が整った後、スイッチSW_Iをオンの状態にすると共に、スイッチSW_Rをオフの状態にし、クロック信号をカウンタ160に供給し、検出動作を開始する。   In starting the detection operation, first, the control unit (not shown) turns off the switch SW_I, turns on the switch SW_R, resets the capacitor C, and resets the counter 160. After the preparation is completed, the switch SW_I is turned on, the switch SW_R is turned off, the clock signal is supplied to the counter 160, and the detection operation is started.

電極12において、被検出用DNAと検出用DNAとのハイブリダイゼーション、洗浄によるハイブリットDNAの生成、及び酵素による反応が生じると、電極12から積分回路110側へと電流が流れる。   When the electrode 12 undergoes hybridization between the DNA to be detected and the DNA for detection, generation of hybrid DNA by washing, and reaction by an enzyme, a current flows from the electrode 12 to the integrating circuit 110 side.

電極12から流れ出した電流は、積分回路110により電圧に変換され、ウインドコンパレータ150内のオペアンプ151の入力端子(−)及びオペアンプ152の入力端子(+)へそれぞれ送られる。同時に、オペアンプ151の入力端子(+)には4.0Vのしきい値電圧Vr_Hが送られており、オペアンプ152の入力端子(−)には、1.5Vのしきい値電圧Vr_Lが送られている。オペアンプ151,152は、入力した2つの電圧を比較し、入力端子(−)から入力した電圧が、入力端子(+)から入力した電圧よりも大きいときはロウレベル「0」を出力し、一方、小さいときはハイレベル「1」を出力する。論理回路153は、オペアンプ151からの信号入力がハイレベル「1」で且つオペアンプ152からの信号入力がハイレベル「1」であるときにのみ、ハイレベル「1」を出力し、それ以外のときにはロウレベル「0」を出力する。   The current flowing out from the electrode 12 is converted into a voltage by the integrating circuit 110 and sent to the input terminal (−) of the operational amplifier 151 and the input terminal (+) of the operational amplifier 152 in the window comparator 150, respectively. At the same time, the threshold voltage Vr_H of 4.0 V is sent to the input terminal (+) of the operational amplifier 151, and the threshold voltage Vr_L of 1.5 V is sent to the input terminal (−) of the operational amplifier 152. ing. The operational amplifiers 151 and 152 compare two input voltages, and output a low level “0” when the voltage input from the input terminal (−) is larger than the voltage input from the input terminal (+). When it is small, a high level “1” is output. The logic circuit 153 outputs the high level “1” only when the signal input from the operational amplifier 151 is the high level “1” and the signal input from the operational amplifier 152 is the high level “1”. Low level “0” is output.

電極12から流れ出した電流により、積分回路110内のコンデンサCに電荷が蓄積されると、図9に示されるように、積分回路110の出力電圧は時間の経過とともに徐々に下降していく。このため、最初はウインドコンパレータ150の出力はロウレベル「0」であるが、ウインドコンパレータ150に入力される電圧が4.0Vのしきい値電圧Vr_Hを下回った時点でウインドコンパレータ150の出力はハイレベル「1」となり、ウインドコンパレータ150に入力される電圧が1.5Vのしきい値電圧Vr_Lを下回った時点でウインドコンパレータ150の出力はロウレベル「0」となる。   When electric charge is accumulated in the capacitor C in the integrating circuit 110 due to the current flowing out from the electrode 12, the output voltage of the integrating circuit 110 gradually decreases with time as shown in FIG. Therefore, initially, the output of the window comparator 150 is low level “0”, but when the voltage input to the window comparator 150 falls below the threshold voltage Vr_H of 4.0 V, the output of the window comparator 150 is high level. When the voltage input to the window comparator 150 becomes lower than the threshold voltage Vr_L of 1.5V, the output of the window comparator 150 becomes low level “0”.

カウンタ160は、ウインドコンパレータ150からの信号入力がハイレベル「1」になった時点でカウントを開始し、ウインドコンパレータ150からの信号入力がロウレベル「0」になった時点でカウントを終了する。カウントしたクロック数(カウンタ値)が例えば「5」であるときには、デジタル値として例えば「0000101」を出力する。あるいは、クロック数(カウンタ値)から得られる上記積分時間を示すデジタル値を出力する。   The counter 160 starts counting when the signal input from the window comparator 150 becomes high level “1”, and ends counting when the signal input from the window comparator 150 becomes low level “0”. When the counted clock number (counter value) is “5”, for example, “0000101” is output as a digital value. Alternatively, a digital value indicating the integration time obtained from the number of clocks (counter value) is output.

なお、出力されたデジタル値より得られる積分時間:T、積分回路110におけるコンデンサの容量:C、ウインドコンパレータ150におけるしきい値電圧の差:Vに基づき、周知の計算式:CV=ITを利用することにより、電極12より流れる電流Iを算出することも可能である。   Based on the integration time obtained from the output digital value: T, the capacitance of the capacitor in the integration circuit 110: C, and the threshold voltage difference in the window comparator 150: V, a well-known calculation formula: CV = IT is used. By doing so, it is also possible to calculate the current I flowing from the electrode 12.

こうして得られるデジタル信号の値を用いることにより、任意の2点のしきい値電圧間の電圧波形の変化の度合い(傾き)、すなわち反応速度を把握することが可能となり、その後の反応の変化も予測できるため、特定の細菌やウイルスを精度良く判定することができ、また、病気の進行度や細菌汚染地帯の汚染度を予測したり、患者や病原菌・ウイルスへの薬の効果を予測したりすることが容易となる。   By using the value of the digital signal thus obtained, it becomes possible to grasp the degree of change (slope) of the voltage waveform between two arbitrary threshold voltages, that is, the reaction rate, and the subsequent reaction change Because it can predict, it can accurately determine specific bacteria and viruses, predict the degree of disease progression, the degree of contamination in bacterial contaminated areas, and predict the effects of drugs on patients, pathogens, and viruses. Easy to do.

図10は、携帯端末装置100内で生成されるデジタル値と表示部101に表示される検査結果との対応関係を示すテーブル情報を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating table information indicating a correspondence relationship between a digital value generated in the mobile terminal device 100 and a test result displayed on the display unit 101.

図10に示されるテーブル情報は、携帯端末装置100内の所定の記憶媒体に記憶されており、図示しない判定部もしくは制御部が表示部101に検査結果を表示させる際に使用する。   The table information shown in FIG. 10 is stored in a predetermined storage medium in the mobile terminal device 100, and is used when a determination unit or a control unit (not shown) displays the inspection result on the display unit 101.

図10中の「デジタル出力」に示されるデジタル値は、表示部101に表示すべき「検査結果」の内容を特定するための値であり、バイナリビットで表現される。図10の例では、病原菌が検出された可能性が最も低いことを示す「0000」から、病原菌が検出された可能性が最も高いことを示す「1111」までが、16段階に分けて表現されている。なお、図10の例では、4桁のデジタル値が示されているが、桁数はこれに限定されるものではない。例えば8桁で表現するようにしてもよい。なお、図10の例では、検査結果が上から危険度の高い順に並べられているが、場合によっては、検査結果が上から危険度の低い順となるように並べておく必要がある。   A digital value indicated by “digital output” in FIG. 10 is a value for specifying the content of the “inspection result” to be displayed on the display unit 101, and is expressed by binary bits. In the example of FIG. 10, “0000” indicating that the pathogen is least likely to be detected to “1111” indicating that the pathogen is most likely detected is divided into 16 stages. ing. In the example of FIG. 10, a 4-digit digital value is shown, but the number of digits is not limited to this. For example, it may be expressed by 8 digits. In the example of FIG. 10, the inspection results are arranged in the descending order of the risk level, but in some cases, the inspection results need to be arranged in the descending order of the risk degree.

例えば、図6の回路構成例によれば、図7の概念図からわかるように、電圧が低ければ低いほど、病原菌が検出された可能性が高くなる傾向がある。デジタル値が例えば「0000001」のときは病原菌が検出された可能性は低く、デジタル値が例えば「1111111」のときは病原菌が検出された可能性が最も高い。このような場合は、図10の例のように、検査結果が上から危険度の高い順に並べられていて問題はない。   For example, according to the circuit configuration example of FIG. 6, as can be seen from the conceptual diagram of FIG. 7, the lower the voltage, the higher the possibility that pathogenic bacteria have been detected. For example, when the digital value is “0000001”, the possibility that the pathogen is detected is low, and when the digital value is “1111111”, the possibility that the pathogen is detected is the highest. In such a case, as in the example of FIG. 10, there is no problem because the inspection results are arranged in descending order of risk.

一方、図8の回路構成例によれば、図9の概念図からわかるように、カウンタ値が小さければ小さいほど、反応が速いことを示し、病原菌が検出された可能性が高くなる傾向がある。カウンタ値が例えば「15」のとき(即ち、デジタル値が例えば「0001111」のとき)は病原菌が検出された可能性はそれほど高くなく、カウンタ値が「1」のとき(即ち、デジタル値が例えば「0000001」のとき)は病原菌が検出された可能性は最も高い。このような場合は、図10の例に示される検査結果が上から危険度の低い順となるように並べておく。   On the other hand, according to the circuit configuration example of FIG. 8, as can be seen from the conceptual diagram of FIG. 9, the smaller the counter value, the faster the reaction, and the more likely that pathogenic bacteria have been detected. . For example, when the counter value is “15” (that is, when the digital value is “0001111”, for example), the possibility that pathogenic bacteria have been detected is not so high. When the counter value is “1” (that is, when the digital value is, for example, In the case of “0000001”), it is most likely that the pathogenic bacteria have been detected. In such a case, the inspection results shown in the example of FIG. 10 are arranged in order of increasing risk from the top.

また、検査結果は、図10の例に示されるものに限定されるものではない。例えば、具体的な病原体名(炭疽菌、SARSウイルスなど)に対応した複数段階の検査結果を示す情報がセルユニット毎に用意されていてもよいし、病原体名ではなくて特定の遺伝子や個体に該当する可能性を複数段階で示す情報がセルユニット毎に用意されていてもよい。   Further, the inspection result is not limited to that shown in the example of FIG. For example, information indicating a plurality of test results corresponding to specific pathogen names (anthrax, SARS virus, etc.) may be prepared for each cell unit, or not a pathogen name but a specific gene or individual. Information indicating a corresponding possibility in a plurality of stages may be prepared for each cell unit.

図11は、携帯端末装置100内のDNAチップ装置10及び周辺の各種要素を含む構成を示すブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram showing a configuration including the DNA chip device 10 in the mobile terminal device 100 and various peripheral elements.

携帯端末装置100は、前述したDNAチップ装置10を着脱可能に搭載し、また、選択部20、取出部30、設定部40、判定部50、出力部60および制御部70を備えている。DNAチップ装置10には、既に説明した複数のユニットセル11、入力制御部15および出力制御部16が備えられる。   The portable terminal device 100 detachably mounts the above-described DNA chip device 10 and includes a selection unit 20, an extraction unit 30, a setting unit 40, a determination unit 50, an output unit 60, and a control unit 70. The DNA chip device 10 includes a plurality of unit cells 11, an input control unit 15, and an output control unit 16 that have already been described.

選択部20は、前述の入力部102を通じて入力されるユーザの選択指示に従って、複数のユニットセルの中から指定されたユニットセル11を選択するものである。   The selection unit 20 selects a designated unit cell 11 from among a plurality of unit cells in accordance with a user selection instruction input through the input unit 102 described above.

取出部30は、ユーザから提供される試料から被検出用DNAを取り出すものである。   The extraction unit 30 extracts the DNA to be detected from the sample provided by the user.

設定部40は、前述の入力部102を通じて入力されるユーザの選択指示に従って、前述の出力制御部16に備えられるウインドコンパレータ150における2つのしきい値電圧(Vr_H,Vr_L)の値の設定を行うものである。   The setting unit 40 sets values of two threshold voltages (Vr_H, Vr_L) in the window comparator 150 provided in the output control unit 16 in accordance with a user's selection instruction input through the input unit 102. Is.

判定部50は、出力制御部16から出力されるデジタル値に基づき、例えば図10に示した情報テーブルを参照して該当する検査結果を判定するものである。   Based on the digital value output from the output control unit 16, the determination unit 50 refers to, for example, the information table illustrated in FIG.

出力部60は、前述の表示部101やスピーカ、もしくは所定のサーバへの連絡を行う通信機能に相当するものであり、設定部40により設定された設定情報や判定部50により判定された検査結果を表示出力したり、予め指定された特定の検査結果が得られた場合に警告音やメッセージなどを音声出力したり、もしくは当該検査結果を所定のサーバへ送信出力したりするものである。   The output unit 60 corresponds to the communication function for contacting the display unit 101, the speaker, or a predetermined server described above, and the setting information set by the setting unit 40 and the inspection result determined by the determination unit 50. Is output, or when a specific inspection result designated in advance is obtained, a warning sound or a message is output as a sound, or the inspection result is transmitted and output to a predetermined server.

制御部70は、携帯端末装置100全体を制御し、DNAチップ装置10内のユニットセル11を選択する処理や、出力制御部16内へクロック信号やカウンタリセット信号を供給する処理、出力制御部16内のスイッチ類をオン・オフする処理、判定部50に表示部101へ出力すべき検査結果を決定させる処理などの制御を行うものである。   The control unit 70 controls the entire mobile terminal device 100, selects a unit cell 11 in the DNA chip device 10, processes to supply a clock signal and a counter reset signal to the output control unit 16, and the output control unit 16 Controls such as a process for turning on and off the switches, and a process for causing the determination unit 50 to determine an inspection result to be output to the display unit 101 are performed.

前述の判定部50は、図12に示されるように、データ溜込回路51と最終判定回路52とを備えている。   The aforementioned determination unit 50 includes a data accumulation circuit 51 and a final determination circuit 52, as shown in FIG.

データ溜込回路51は、制御部70から供給されるクロック信号に同期して、一定時間ごとに、DNAチップ装置10から得られる個々のデジタル値を履歴として溜め込むものである。このデータ溜込回路51は必ずしも必要とされる回路ではなく、省略することも可能である。最終判定回路52は、データ溜込回路51に溜め込まれた個々のデジタル値、もしくはDNAチップ装置10から直接得られるデジタル値に基づき、例えば図10の参照テーブルを参照して、最終的に表示部101に表示すべき検査結果を決定するものである。また、上記最終判定回路52は、データ溜込回路51に溜め込まれた個々のデジタル値に基づいて電圧波形の変化の経緯を示すグラフ等を検査結果として生成したり、当該電圧波形の変化のパターンと予め用意されている複数種のパターンとの照合を行うことによって病原体名や個体などを特定する検査結果を生成したりすることもできる。こうして得られる検査結果は、病気の進行度や細菌汚染地帯の汚染度を判定したり、患者や病原菌・ウイルスへの薬の効果を判定したりする上での有効なデータとなる。   The data accumulation circuit 51 accumulates individual digital values obtained from the DNA chip device 10 as a history at regular intervals in synchronization with the clock signal supplied from the control unit 70. The data accumulation circuit 51 is not necessarily required and can be omitted. Based on the individual digital values stored in the data storage circuit 51 or the digital values obtained directly from the DNA chip device 10, the final determination circuit 52 finally refers to, for example, the reference table of FIG. The inspection result to be displayed in 101 is determined. Further, the final determination circuit 52 generates a graph or the like indicating the history of the change of the voltage waveform based on the individual digital values accumulated in the data accumulation circuit 51 as a test result, or the change pattern of the voltage waveform. It is also possible to generate a test result that identifies a pathogen name, an individual, or the like by comparing with a plurality of patterns prepared in advance. The test results obtained in this way are effective data for determining the degree of disease progression and the degree of contamination of bacterial contamination zones, and determining the effects of drugs on patients, pathogens, and viruses.

次に、図13のフローチャートを参照して、携帯端末装置100の動作の一例を説明する。   Next, an example of the operation of the mobile terminal device 100 will be described with reference to the flowchart of FIG.

携帯端末装置100には、予め検出用DNAが固定されたDNAチップ装置10が装着されているものとする。   The portable terminal device 100 is assumed to be equipped with a DNA chip device 10 on which detection DNA is fixed in advance.

検出動作の開始にあたっては、制御部70がDNAチップ装置10内のスイッチ類の初期設定やユニットセル11の選択などの設定処理を行い、クロック信号をDNAチップ装置10内の回路に供給し、検出動作を開始する(ステップS11)。   At the start of the detection operation, the control unit 70 performs setting processing such as initial setting of switches in the DNA chip device 10 and selection of the unit cell 11, supplies a clock signal to a circuit in the DNA chip device 10, and performs detection. The operation is started (step S11).

DNAチップ装置10内の検出用DNA(プローブDNA)に対し、被検出用DNA(ターゲットDNA)が滴下され(ステップS12)、被検出用DNAと検出用DNAとのハイブリダイゼーションにより反応が生じると(ステップS13)、電極12から積分回路110側へと電流が流れる。   When the DNA to be detected (target DNA) is dropped onto the detection DNA (probe DNA) in the DNA chip device 10 (step S12), a reaction occurs due to the hybridization between the DNA to be detected and the DNA for detection ( Step S13), a current flows from the electrode 12 to the integrating circuit 110 side.

電極12から流れ出した電流は、積分回路110により電圧に変換され(ステップS14)、コンパレータ130及びエンコーダ回路140(図6)を経由して、もしくはウインドコンパレータ150及びカウンタ160(図8)を経由して、DNAチップ装置10からデジタル信号が出力される(ステップS15)。   The current flowing out from the electrode 12 is converted into a voltage by the integrating circuit 110 (step S14), and passes through the comparator 130 and the encoder circuit 140 (FIG. 6) or through the window comparator 150 and the counter 160 (FIG. 8). Thus, a digital signal is output from the DNA chip device 10 (step S15).

そして、判定部50(図11)が、DNAチップ装置10から出力されたデジタル信号に基づき、該当する検査結果が決定し、その検査結果を表示部101に表示出力したり、あるいは外部へ通知したりする(ステップS16)。   Then, the determination unit 50 (FIG. 11) determines a corresponding test result based on the digital signal output from the DNA chip device 10, and displays the test result on the display unit 101 or notifies the outside. (Step S16).

このように本実施形態の携帯端末装置100によれば、ハイブリダイゼーションにおける反応の時間的変化に関する詳細な情報を得ることができるため、病気の進行度や細菌汚染地帯の汚染度を判定したり、あるいは患者や病原菌・ウイルスへの薬の効果を判定したりすることが容易となる。   As described above, according to the mobile terminal device 100 of the present embodiment, detailed information on the temporal change of the reaction in hybridization can be obtained, so that the degree of disease progression and the degree of contamination of the bacterial contamination zone can be determined, Or it becomes easy to judge the effect of a medicine with respect to a patient, a pathogenic microbe, or a virus.

図14は、携帯端末装置100を用いて危険な病原菌などが検出された場合の情報連絡を行うための情報連絡システムの構成の一例を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of an information communication system for performing information communication when a dangerous pathogen or the like is detected using the mobile terminal device 100.

この情報連絡システムは、検査担当者が携帯する携帯端末装置100やパーソナルコンピュータ(PC)200のほかに、データベース(DB)を備えたサーバ310およびパーソナルコンピュータ(PC)320が設けられた緊急保安機関300や、緊急連絡を受ける省庁400、報道各局500、研究機関600を含む。   This information communication system is an emergency security organization provided with a server 310 having a database (DB) and a personal computer (PC) 320 in addition to the portable terminal device 100 and personal computer (PC) 200 carried by an inspector. 300, ministries and agencies 400 that receive emergency communications, news stations 500, and research institutions 600.

携帯端末装置100は、例えば現地にて特定の病原菌を検出した場合に、前述の通信機能により、その検出結果に対応するデジタル値を含むデータをネットワークN経由で緊急保安機関300へ送信するか、もしくはパーソナルコンピュータ(PC)200を介してネットワークN経由で緊急保安機関300へ送信する。   For example, when a specific pathogen is detected locally, the mobile terminal device 100 transmits data including a digital value corresponding to the detection result to the emergency security organization 300 via the network N by the communication function described above. Alternatively, it is transmitted to the emergency security organization 300 via the network N via the personal computer (PC) 200.

サーバ310は、携帯端末装置100から送信されたデータを受信した場合に、データベース(DB)に登録されているデジタル値との照合を行うものである。パーソナルコンピュータ(PC)320は、サーバ310に対して各種の処理を要求することができる。緊急保安機関300は、サーバ310での照合の結果から、特定の病原菌が検出されたことの確証が得られた場合、関係する各省庁400へその旨を連絡する。   When the server 310 receives data transmitted from the mobile terminal device 100, the server 310 performs verification with a digital value registered in a database (DB). The personal computer (PC) 320 can request the server 310 for various processes. If the emergency security organization 300 confirms that a specific pathogen has been detected from the result of the verification at the server 310, the emergency security organization 300 notifies the relevant ministries and agencies 400 to that effect.

省庁400は、サーバ310から特定の病原菌が検出された旨を連絡を受けた場合に、報道各局500や研究機関600へ必要な連絡を行う。報道各局500は、緊急保安機関300から連絡を受けた場合に、その情報公開を行う。研究機関600は、緊急保安機関300から連絡を受けた場合に、その対処方法を検討する。   When the ministry and agency 400 receives notification from the server 310 that a specific pathogen has been detected, the ministry and agency 400 makes necessary communication to the news stations 500 and the research institution 600. When the news station 500 receives a notification from the emergency security organization 300, it releases the information. When the research institution 600 receives a notification from the emergency security organization 300, the research institution 600 examines a countermeasure method.

次に、図15のフローチャートを参照して、情報連絡システムの動作の一例を説明する。   Next, an example of the operation of the information communication system will be described with reference to the flowchart of FIG.

ここでは、検査担当者が検査要請を受けて、検出装置である携帯端末装置100を現地に持って行き、検査対象である検査用DNAを検査する場合を想定している。   Here, it is assumed that a tester receives a test request, takes the portable terminal device 100 that is a detection device to the site, and tests the test DNA that is the test target.

携帯端末装置100においては、検査対象のサンプルを採取し(ステップS21)、DNAチップ装置10にて検査を行い(ステップS22)、特定の病原菌が確認された(もしくは、一定以上の危険レベルが検出された)か否かを調べる(ステップS23)。   In the portable terminal device 100, a sample to be inspected is collected (step S21) and inspected by the DNA chip device 10 (step S22), and a specific pathogen is confirmed (or a certain level of danger level is detected). Is checked) (step S23).

特定の病原菌が確認されなければ(ステップS23の「異常なし」)、安全が確認され、処理を終了する。一方、特定の病原菌が確認された場合には(ステップS23の「異常あり」)、携帯端末装置100は、その検出結果に対応するデジタル値を含むデータを緊急保安機関300へ転送する(ステップS24)。   If no specific pathogen is confirmed (“no abnormality” in step S23), safety is confirmed and the process is terminated. On the other hand, when a specific pathogen is confirmed (“abnormal” in step S23), the mobile terminal device 100 transfers data including a digital value corresponding to the detection result to the emergency security organization 300 (step S24). ).

サーバ310は、携帯端末装置100から転送されたデータに含まれるデジタル値とデータベース(DB)に登録されている情報との照合を行う(ステップS25)。   The server 310 collates the digital value included in the data transferred from the mobile terminal device 100 with the information registered in the database (DB) (step S25).

サーバ310での照合結果から、特定の病原菌が確認されなければ(ステップS25の「異常なし」)、安全が確認され、処理を終了する。一方、特定の病原菌が確認された場合には(ステップS25の「異常あり」)、緊急保安機関300は、関係する各省庁400へその旨を連絡する(ステップS26)。   If a specific pathogen is not confirmed from the collation result in the server 310 (“no abnormality” in step S25), safety is confirmed, and the process ends. On the other hand, when a specific pathogen is confirmed (“abnormal” in step S25), the emergency security organization 300 notifies the related ministries and agencies 400 (step S26).

省庁400は、サーバ310から特定の病原菌が検出された旨を連絡を受けると、報道各局500や研究機関600へ必要な連絡を行う(ステップS27)。   When the ministry and agency 400 receives notification from the server 310 that a specific pathogen has been detected, the ministry and agency 400 makes necessary communications to the news stations 500 and the research institution 600 (step S27).

これにより、報道各局500はその情報公開を行い、研究機関600はその対処方法を検討する。   As a result, the news station 500 releases the information, and the research institution 600 examines a countermeasure method.

このように本実施形態の情報連絡システムによれば、携帯端末装置100及び緊急保安機関300を通じて特定の病原菌が検出されたことの確証が得られた場合には、その旨が関係する各省庁を介して報道各局500や研究機関に連絡されるので、検出された病原菌による被害の拡大を防ぐことができる。また、事故や災害現場での疾病の早期発見、病原体の個体識別のみならず、医療現場での活用も期待でき、利用範囲は広い。   As described above, according to the information communication system of the present embodiment, when confirmation that a specific pathogen has been detected through the mobile terminal device 100 and the emergency security organization 300 is obtained, the respective ministries and agencies concerned are notified. Therefore, it is possible to prevent the spread of damage caused by the detected pathogenic bacteria. In addition to the early detection of illnesses in accidents and disaster sites and individual identification of pathogens, it can be expected to be used in medical settings, and the range of use is wide.

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の一実施形態に係る携帯端末装置100の外観を示す斜視図。The perspective view which shows the external appearance of the portable terminal device 100 which concerns on one Embodiment of this invention. 携帯端末装置100の外観を別の方向から示す斜視図。The perspective view which shows the external appearance of the portable terminal device 100 from another direction. 携帯端末装置100のチップ装着部103に装着されるDNAチップ装置10の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the DNA chip apparatus 10 with which the chip | tip mounting part 103 of the portable terminal device 100 is mounted | worn. DNAチップ装置10におけるユニットセル11の構成の一例を示す図。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a unit cell 11 in a DNA chip device 10. FIG. DNAチップ装置10の構成と動作を説明するための図。The figure for demonstrating the structure and operation | movement of the DNA chip apparatus. DNAチップ装置10内の出力制御部16の第1の回路構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a first circuit configuration example of an output control unit 16 in the DNA chip device 10. 第1の回路構成例から得られるデジタル値を説明するための図。The figure for demonstrating the digital value obtained from the 1st circuit structural example. DNAチップ装置10内の出力制御部16の第2の回路構成例を示す図。The figure which shows the 2nd circuit structural example of the output control part 16 in the DNA chip apparatus 10. FIG. 第2の回路構成例から得られるデジタル値を説明するための図。The figure for demonstrating the digital value obtained from the 2nd circuit structural example. 携帯端末装置100内で生成されるデジタル値と表示部101に表示される検査結果との対応関係を示すテーブル情報を示す図。The figure which shows the table information which shows the correspondence of the digital value produced | generated in the portable terminal device 100, and the test result displayed on the display part 101. FIG. 携帯端末装置100内のDNAチップ装置10及び周辺の各種要素を含む構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration including a DNA chip device 10 in a mobile terminal device 100 and various peripheral elements. データ溜込回路51と最終判定回路52とを備えた判定部50の一例を示す図。The figure which shows an example of the determination part 50 provided with the data accumulation circuit 51 and the final determination circuit 52. FIG. 携帯端末装置100の動作の一例を示すフローチャート。5 is a flowchart showing an example of the operation of the mobile terminal device 100. 携帯端末装置100を用いて危険な病原菌などが検出された場合の情報連絡を行うための情報連絡システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the information communication system for performing information communication when dangerous pathogen etc. are detected using the portable terminal device. 情報連絡システムの動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of an information communication system.

符号の説明Explanation of symbols

10…DNAチップ装置、11…ユニットセル、12…電極、13…検出用DNA合成部、14…ハイブリッドDNA検出部、15…入力制御部、16…出力制御部、17…基板、18…配線層、20…選択部、30…取出部、40…設定部、50…判定部、60…出力部、70…制御部、101…表示部、102…入力部、103…チップ装着部、104…メモリカード装着部、105…バッテリ、106…ACアダプタ端子、107…RS−232Cインタフェース、108…USBインタフェース、110…積分回路、120…ラダー抵抗群、130…コンパレータ、140…エンコーダ回路、150…ウインドコンパレータ、160…カウンタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... DNA chip apparatus, 11 ... Unit cell, 12 ... Electrode, 13 ... Detection DNA synthetic | combination part, 14 ... Hybrid DNA detection part, 15 ... Input control part, 16 ... Output control part, 17 ... Board | substrate, 18 ... Wiring layer , 20 ... selection part, 30 ... extraction part, 40 ... setting part, 50 ... determination part, 60 ... output part, 70 ... control part, 101 ... display part, 102 ... input part, 103 ... chip mounting part, 104 ... memory Card mounting part, 105 ... Battery, 106 ... AC adapter terminal, 107 ... RS-232C interface, 108 ... USB interface, 110 ... Integral circuit, 120 ... Ladder resistor group, 130 ... Comparator, 140 ... Encoder circuit, 150 ... Window comparator 160 ... Counter.

Claims (8)

検出用DNAを保持するための電極と、
前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、
基準電圧に基づいて複数の異なる電位を生成するラダー抵抗群と、
前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、前記ラダー抵抗群から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベルのいずれかで示す複数の信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータから出力される複数の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するエンコーダ回路と
を備えたことを特徴とするDNAチップ装置。
An electrode for holding the DNA for detection;
An integration circuit that integrates a current flowing through the electrode when the hybridization between the detection DNA and the detection DNA occurs and converts the current into a voltage for a certain period of time, and outputs the obtained analog voltage signal;
A ladder resistor group that generates a plurality of different potentials based on a reference voltage;
A comparator that outputs a plurality of signals each indicating a comparison result between a voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit and a plurality of potentials generated from the ladder resistor group in one of two levels;
A DNA chip device comprising: an encoder circuit that outputs digital signals uniquely determined by the levels of a plurality of signals output from the comparator.
請求項1に記載のDNAチップ装置において、
前記エンコーダ回路は、クロック信号に同期して一定時間毎に前記デジタル信号を出力することを特徴とするDNAチップ装置。
The DNA chip device according to claim 1,
The DNA chip device, wherein the encoder circuit outputs the digital signal at regular intervals in synchronization with a clock signal.
検出用DNAを保持するための電極と、
前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、
前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するウインドコンパレータと、
前記ウインドコンパレータから前記デジタル電圧信号が出力される時間を計測し、その計測時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するカウンタと
を備えたことを特徴とするDNAチップ装置。
An electrode for holding the DNA for detection;
An integration circuit that integrates a current flowing through the electrode when the hybridization between the detection DNA and the detection DNA occurs and converts the current into a voltage for a certain period of time, and outputs the obtained analog voltage signal;
A window comparator that outputs a digital voltage signal at a constant level while the voltage value of the analog voltage signal output from the integrating circuit is within a range between two threshold values;
A DNA chip device comprising: a counter that measures a time during which the digital voltage signal is output from the window comparator and outputs a digital signal uniquely determined by the measurement time.
請求項3に記載のDNAチップ装置において、
前記カウンタは、所定のクロック信号に同期して一定時間毎に前記デジタル信号を出力するすることを特徴とするDNAチップ装置。
The DNA chip device according to claim 3,
The DNA chip device, wherein the counter outputs the digital signal at regular intervals in synchronization with a predetermined clock signal.
検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、基準電圧に基づいて複数の異なる電位を生成するラダー抵抗群と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、前記ラダー抵抗群から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベルのいずれかで示す複数の信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータから出力される複数の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するエンコーダ回路とを備えたDNAチップ装置と、
前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された情報を表示出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする携帯端末装置。
An analog voltage signal obtained by integrating an electrode for holding the detection DNA and a current flowing through the electrode when the hybridization between the detection DNA and the DNA to be detected occurs and integrating the current for a certain period of time. An integrator circuit that outputs a plurality of different potentials based on a reference voltage, a voltage value of an analog voltage signal output from the integrator circuit, and a plurality of potentials generated from the ladder resistor group A comparator that outputs a plurality of signals each indicating a comparison result with one of two levels, and an encoder circuit that outputs a digital signal uniquely determined by the levels of the plurality of signals output from the comparator A DNA chip device;
Determining means for determining information associated with a value of a digital signal output from the DNA chip device;
And an output unit that displays and outputs the information determined by the determination unit.
検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するウインドコンパレータと、前記ウインドコンパレータから前記デジタル電圧信号が出力される時間を計測し、その計測時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するカウンタとを備えたDNAチップ装置と、
前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された情報を表示出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする携帯端末装置。
An analog voltage signal obtained by integrating an electrode for holding the detection DNA and a current flowing through the electrode when the hybridization between the detection DNA and the DNA to be detected occurs and integrating the current for a certain period of time. An output circuit that outputs a digital voltage signal at a constant level while the voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit is in a range between two threshold values; A DNA chip device comprising: a counter that measures a time during which the digital voltage signal is output from the window comparator and outputs a digital signal uniquely determined by the measurement time;
Determining means for determining information associated with a value of a digital signal output from the DNA chip device;
And an output unit that displays and outputs the information determined by the determination unit.
検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、基準電圧に基づいて複数の異なる電位を生成するラダー抵抗群と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値と、前記ラダー抵抗群から生成された複数の電位との比較結果をそれぞれ2種類のレベルのいずれかで示す複数の信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータから出力される複数の信号のレベルによって一意に決まるデジタル信号を出力するエンコーダ回路とを備えたDNAチップ装置と、前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する手段とを具備し、決定した情報が一定以上の危険を示す情報である場合に当該情報を送信する携帯端末装置と、
前記携帯端末装置から送信された情報を受信して当該情報とデータベースとの照合を行い、一致する場合に所定の機関に備えられる装置への連絡を行うサーバ装置と
を備えたことを特徴とする情報連絡システム。
An analog voltage signal obtained by integrating an electrode for holding the detection DNA and a current flowing through the electrode when the hybridization between the detection DNA and the DNA to be detected occurs and integrating the current for a certain period of time. An integrator circuit that outputs a plurality of different potentials based on a reference voltage, a voltage value of an analog voltage signal output from the integrator circuit, and a plurality of potentials generated from the ladder resistor group A comparator that outputs a plurality of signals each indicating a comparison result with one of two levels, and an encoder circuit that outputs a digital signal uniquely determined by the levels of the plurality of signals output from the comparator Determine the DNA chip device and the information associated with the value of the digital signal output from the DNA chip device A portable terminal device for transmitting the information if that and means, determined information indicates the risk of more than a certain,
A server device that receives the information transmitted from the mobile terminal device, collates the information with a database, and contacts the device provided in a predetermined organization when the information matches. Information communication system.
検出用DNAを保持するための電極と、前記検出用DNAと被検出用DNAとによるハイブリダイゼーションが生じるときに前記電極に流れる電流を一定時間積分して電圧に変換し、得られたアナログ電圧信号を出力する積分回路と、前記積分回路から出力されたアナログ電圧信号の電圧値が、2つのしきい値に挟まれた範囲内にある間、一定レベルのデジタル電圧信号を出力するウインドコンパレータと、前記ウインドコンパレータから前記デジタル電圧信号が出力される時間を計測し、その計測時間によって一意に決まるデジタル信号を出力するカウンタとを備えたDNAチップ装置と、前記DNAチップ装置から出力されるデジタル信号の値に対応付けられている情報を決定する手段とを具備し、決定した情報が一定以上の危険を示す情報である場合に当該情報を送信する携帯端末装置と、
前記携帯端末装置から送信された情報を受信して当該情報とデータベースとの照合を行い、一致する場合に所定の機関に備えられる装置への連絡を行うサーバ装置と
を備えたことを特徴とする情報連絡システム。
An analog voltage signal obtained by integrating an electrode for holding the detection DNA and a current flowing through the electrode when the hybridization between the detection DNA and the DNA to be detected occurs and integrating the current for a certain period of time. An output circuit that outputs a digital voltage signal at a constant level while the voltage value of the analog voltage signal output from the integration circuit is in a range between two threshold values; A DNA chip device comprising a counter for measuring a time at which the digital voltage signal is output from the window comparator and outputting a digital signal uniquely determined by the measurement time; and a digital signal output from the DNA chip device. Means for determining information associated with the value, and the determined information indicates a certain level of danger. A portable terminal device for transmitting the information when it is broadcast,
A server device that receives the information transmitted from the mobile terminal device, collates the information with a database, and contacts the device provided in a predetermined organization when the information matches. Information communication system.
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