JP2011214907A - Energization test cassette used for energization test of nucleic acid concentration quantitative analyzing apparatus, and energization test method - Google Patents

Energization test cassette used for energization test of nucleic acid concentration quantitative analyzing apparatus, and energization test method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately conduct an energization test of a current detection type nucleic acid concentration quantitative analyzing apparatus in an inexpensive manner in a short time.SOLUTION: An analyzing apparatus 60 includes a probe pin 82, a detection means 90, and an analysis means 100. The analyzing apparatus 60 is loaded with an analysis cassette incorporating a DNA chip and obtains a concentration of a specimen DNA immobilized on the DNA chip. The energization test of the detection means 90 is conducted by loading the analyzing apparatus 60 with an energization test cassette. The energization test cassette contains a plurality of current detection pads, a plurality of resistance parts connected to the current detection pads and having mutually different resistance values, and a resistance circuit board on which voltage application pads connected to the resistance parts are formed. The energization test of the detection means 90 is conducted by abutting the probe pin 82 against the voltage application pad, applying a voltage to the resistance part to detect a current value from the current detection pad, and comparing a resistance value calculated based on the detected current value and an actual resistance value of the resistance part.

Description

本発明は、電流検出型の核酸濃度定量分析システムが備えた核酸濃度定量分析装置の通電検査に用いる通電検査用カセット、および、これを用いた通電検査方法に関する。   The present invention relates to a current-carrying test cassette used for a current-carrying test of a nucleic acid concentration-quantitative analyzer provided in a current detection type nucleic acid concentration-quantitative analysis system, and a current-carrying test method using the same.

電流検出型の核酸濃度定量分析システムは、DNAチップが内蔵された核酸濃度定量分析用カセット、および、分析用カセット30が装着される核酸濃度定量分析装置を備えている。   The current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis system includes a nucleic acid concentration quantitative analysis cassette in which a DNA chip is incorporated, and a nucleic acid concentration quantitative analysis device in which the analysis cassette 30 is mounted.

DNAチップには、複数の作用極、各作用極との間に電圧が印加される複数の対極、および、各作用極ならびに各対極に接続された複数の測定極が形成されている。複数の作用極には、互いに異なる数の1本鎖のDNAプローブが固定化されている。   The DNA chip is formed with a plurality of working electrodes, a plurality of counter electrodes to which a voltage is applied between each working electrode, and a plurality of working electrodes and a plurality of measuring electrodes connected to each counter electrode. Different numbers of single-stranded DNA probes are immobilized on the plurality of working electrodes.

一方、核酸濃度定量分析装置は、複数の測定極に当接する複数のプローブピン、検出手段、および、分析手段などを備えている。検出手段は、プローブピンに接続されていて、対極に電圧を印加する電圧印加回路、および、作用極からの電流を検出する電流検出回路を有している。   On the other hand, the nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus includes a plurality of probe pins that contact a plurality of measurement electrodes, detection means, analysis means, and the like. The detection means includes a voltage application circuit that is connected to the probe pin and applies a voltage to the counter electrode, and a current detection circuit that detects a current from the working electrode.

このシステムは、次のように検体の濃度を求める。まず、1本鎖の検体DNAと1本鎖のDNAプローブとをハイブリダイゼーション反応(2本鎖化反応)させて、核酸挿入剤を結合させる。その後、複数のプローブピンを複数の測定極に当接させて、検出手段によって、複数の対極に電圧を印加するとともに、複数の作用極からの複数の微小反応電流を検出する。その後、分析手段によって、検出した複数の電流値を基に、検体の濃度を求める(例えば、特許文献1ないし3を参照。)。   This system determines the analyte concentration as follows. First, a single-stranded sample DNA and a single-stranded DNA probe are subjected to a hybridization reaction (double-stranded reaction) to bind a nucleic acid insertion agent. Thereafter, a plurality of probe pins are brought into contact with the plurality of measurement electrodes, and a voltage is applied to the plurality of counter electrodes by the detection means, and a plurality of minute reaction currents from the plurality of working electrodes are detected. Thereafter, the concentration of the specimen is obtained by the analyzing means based on the detected plurality of current values (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特開2004−309462号公報JP 2004-309462 A 特開2006−266795号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-266795 特開2009−244186号公報JP 2009-244186 A

上述のシステムを用いて検体の濃度を求める前には、核酸濃度定量分析装置の通電検査、特には、微小電流の検出を担う電流検出回路の通電検査を行うことが望まれる。   Before obtaining the analyte concentration using the above-described system, it is desirable to conduct an energization test of the nucleic acid concentration quantitative analyzer, particularly an energization test of a current detection circuit responsible for detecting a minute current.

電流検出回路の通電検査の方法としては、既知の濃度の検体DNAを用いて反応電流を検出して、その電流値と得られるべき電流値とを比較したり、求めた濃度と実際の検体の濃度とを比較する方法がある。しかし、この方法を用いると、作用極に検体DNAを供給して、ハイブリダイゼーション反応させる必要があるため、通電検査に相当な時間が掛かってしまう。また、DNAチップは、再利用できないため、コストが掛かってしまう。さらに、複数の作用極に同一濃度の検体DNAを供給するため、異なる作用極から同一の電流値が検出されることもあり、電流検出回路の個々の信号配置まで検査することができない。   As a method for conducting a current detection of the current detection circuit, a reaction current is detected using a sample DNA having a known concentration, and the current value is compared with a current value to be obtained. There is a method of comparing the concentration. However, when this method is used, it is necessary to supply the sample DNA to the working electrode to cause a hybridization reaction, and therefore, it takes a considerable time for the energization test. In addition, since the DNA chip cannot be reused, the cost is increased. Furthermore, since the same concentration of sample DNA is supplied to a plurality of working electrodes, the same current value may be detected from different working electrodes, and it is not possible to inspect even individual signal arrangements of the current detection circuit.

また、テスタなどの電気計測機器を使用して検査する方法も考えられるが、核酸濃度定量分析装置を分解する必要があり、時間および作業工数が掛かってしまう。   In addition, a method for testing using an electrical measuring instrument such as a tester is conceivable, but it is necessary to disassemble the nucleic acid concentration quantitative analyzer, which takes time and man-hours.

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、電流検出型の核酸濃度定量分析装置の通電検査を安価で短時間かつ的確に行うことを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to accurately conduct a current test of a current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus at a low cost in a short time.

上記の目的を達成するために、本発明に係る通電検査用カセットは、1本鎖の検体DNAがハイブリダイゼーション反応する1本鎖のDNAプローブが固定化された複数の作用極、対極、前記複数の作用極に接続された複数の第1電流検出パッド、および、前記対極に接続された第1電圧印加パッドが形成されたDNAチップと、前記DNAチップを収納して前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに対応した位置に第1開口が形成されたチップ容器とを有する分析用カセットを装着可能なホルダと、前記第1開口から挿入されて前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに当接するプローブピンと、前記プローブピンに接続されて前記対極に電圧を印加して前記複数の作用極からの複数の反応電流値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した複数の電流値に基づいて検体の濃度を得る分析手段と、を備えた電流検出型の核酸濃度定量分析装置の通電検査に用いる通電検査用カセットであって、複数の第2電流検出パッド、前記複数の第2電流検出パッドに接続されて互いに異なる抵抗値を持つ複数の抵抗部、および、前記複数の抵抗部に接続された第2電圧印加パッドが形成された抵抗回路基板と、前記抵抗回路基板を収納して前記複数の第2電流検出パッドおよび前記電圧印加パッドに対応した位置に第2開口が形成されて前記ホルダに装着可能な基板容器と、を具備したことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, a current-carrying test cassette according to the present invention includes a plurality of working electrodes, counter electrodes, and a plurality of the plurality of working electrodes to which a single-stranded DNA probe that hybridizes with a single-stranded sample DNA is immobilized. A plurality of first current detection pads connected to the working electrode; a DNA chip on which the first voltage application pad connected to the counter electrode is formed; and the plurality of first current detections housed in the DNA chip A holder capable of mounting an analysis cassette having a pad and a chip container having a first opening formed at a position corresponding to the first voltage application pad; and the plurality of first current detections inserted through the first opening. A probe pin abutting on the pad and the first voltage application pad; and a plurality of reaction currents connected to the probe pin to apply a voltage to the counter electrode and from the plurality of working electrodes A cassette for energization testing used for an energization test of a current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus, comprising: a detection means for detecting a concentration; and an analysis means for obtaining a concentration of a sample based on a plurality of current values detected by the detection means. A plurality of second current detection pads, a plurality of resistance parts connected to the plurality of second current detection pads and having different resistance values, and a second voltage application connected to the plurality of resistance parts A resistive circuit board on which a pad is formed, and a board that accommodates the resistive circuit board and has a second opening formed at a position corresponding to the plurality of second current detection pads and the voltage application pad and can be attached to the holder And a container.

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る通電検査方法は、1本鎖の検体DNAがハイブリダイゼーション反応する1本鎖のDNAプローブが固定化された複数の作用極、対極、前記複数の作用極に接続された複数の第1電流検出パッド、および、前記対極に接続された第1電圧印加パッドが形成されたDNAチップと、前記DNAチップを収納して前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに対応した位置に第1開口が形成されたチップ容器とを有する分析用カセットを装着可能なホルダと、前記第1開口から挿入されて前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに当接するプローブピンと、前記プローブピンに接続されて前記対極に電圧を印加して前記複数の作用極からの複数の反応電流値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した複数の電流値に基づいて検体の濃度を得る分析手段と、を備えた電流検出型の核酸濃度定量分析装置の通電検査方法であって、複数の第2電流検出パッド、前記複数の第2電流検出パッドに接続されて互いに異なる抵抗値を持つ複数の抵抗部、および、前記複数の抵抗部に接続された第2電圧印加パッドが形成された抵抗回路基板と、前記抵抗回路基板を収納して前記複数の第2電流検出パッドおよび前記電圧印加パッドに対応した位置に第2開口が形成された基板容器と、を有する通電検査用カセットを前記核酸濃度定量分析装置に装着する第1工程と、前記第1工程後に、前記プローブピンを前記第2開口から挿入して前記複数の第2電流検出パッドおよび前記第2電圧印加パッドに当接させる第2工程と、前記第2工程後に、前記複数の抵抗部に電圧を印加して前記複数の第2電流検出パッドからの複数の電流値を検出する第3工程と、前記第3工程後に、前記検出手段が検出した複数の電流値に基づいて算出した前記複数の抵抗部の抵抗値と前記複数の抵抗部の実際の抵抗値とを比較する第4工程と、を具備したことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the energization test method according to the present invention includes a plurality of working electrodes, counter electrodes, and the like, on which a single-stranded DNA probe that hybridizes with a single-stranded sample DNA is immobilized. A plurality of first current detection pads connected to a plurality of working electrodes; a DNA chip on which a first voltage application pad connected to the counter electrode is formed; and the plurality of first currents housed in the DNA chip. A holder capable of mounting an analysis cassette having a detection pad and a chip container having a first opening formed at a position corresponding to the first voltage application pad; and the plurality of first currents inserted through the first opening A probe pin that contacts the detection pad and the first voltage application pad, and a plurality of reaction currents connected to the probe pin to apply a voltage to the counter electrode and from the plurality of working electrodes A current detecting type nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus comprising: a detecting means for detecting a concentration; and an analyzing means for obtaining a sample concentration based on a plurality of current values detected by the detecting means. The second current detection pad, the plurality of resistance portions connected to the plurality of second current detection pads and having different resistance values, and the second voltage application pad connected to the plurality of resistance portions are formed. A current-carrying inspection cassette comprising: a resistance circuit board; and a substrate container that houses the resistance circuit board and has a second opening formed at a position corresponding to the plurality of second current detection pads and the voltage application pad. After the first step of attaching to the nucleic acid concentration quantitative analysis device and the first step, the probe pin is inserted from the second opening and is applied to the plurality of second current detection pads and the second voltage application pads. After the second step, after the second step, by applying a voltage to the plurality of resistance portions to detect a plurality of current values from the plurality of second current detection pads, and after the third step And a fourth step of comparing the resistance values of the plurality of resistance portions calculated based on the plurality of current values detected by the detection means with the actual resistance values of the plurality of resistance portions. And

本発明によれば、電流検出型の核酸濃度定量分析装置の通電検査を安価で短時間かつ的確に行うことができる。   According to the present invention, it is possible to accurately conduct a current test of a current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus at a low cost in a short time.

DNAチップの上面図である。It is a top view of a DNA chip. 分析用カセットの斜視図である。It is a perspective view of the cassette for analysis. 図2の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2. 図2中の流路パッキンの斜視図である。It is a perspective view of the flow path packing in FIG. 分析装置の筐体の内部の概略図である。It is the schematic inside the housing | casing of an analyzer. 分析装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of an analyzer. 通電検査用カセットの斜視図である。It is a perspective view of the cassette for electric current inspection. 通電検査用カセットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the cassette for electricity inspection. 抵抗回路基板の上面図である。It is a top view of a resistance circuit board. 抵抗回路基板の抵抗回路の回路図である。It is a circuit diagram of the resistance circuit of a resistance circuit board.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る通電検査用カセット、および、通電検査方法について説明する。
[First Embodiment]
An energization inspection cassette and an energization inspection method according to the first embodiment of the present invention will be described.

まず、電流検出型の核酸濃度定量分析システムについて、図1ないし図10を用いて説明する。   First, a current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis system will be described with reference to FIGS.

電流検出型の核酸濃度定量分析システム(以下、単に「分析システム」という。)は、DNAチップ10が内蔵された核酸濃度定量分析用カセット(以下、単に「分析用カセット」という。)30、および、分析用カセット30が装着される核酸濃度定量分析装置(以下、単に「分析装置」という。)60を備えている。分析システムは、DNAチップ10からの複数の反応電流を検出・分析して、検体DNAの濃度を得る。   A current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis system (hereinafter simply referred to as “analysis system”) includes a nucleic acid concentration quantitative analysis cassette (hereinafter simply referred to as “analysis cassette”) 30 in which a DNA chip 10 is incorporated. , A nucleic acid concentration quantitative analyzer (hereinafter simply referred to as “analyzer”) 60 to which the analysis cassette 30 is attached. The analysis system detects and analyzes a plurality of reaction currents from the DNA chip 10 to obtain the concentration of the sample DNA.

DNAチップ10について、図1を用いて説明する。図1は、DNAチップ10の上面図である。   The DNA chip 10 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a top view of the DNA chip 10.

DNAチップ10は、矩形板状の絶縁基板、ならびに、絶縁基板上に積層された金属層および絶縁層から構成されている。絶縁基板および絶縁層は、例えば、ガラス、Si、樹脂などからなる。金属層は、例えば金からなる。金属層および絶縁層は、パターニングされていて、絶縁基板の主面上には、複数の3電極系12(複数の作用極13、複数の対極14、複数の参照極15)、複数の測定極18、および、3電極系12の3種の電極13〜15と測定極18とを電気的に接続する複数の配線が形成されている。   The DNA chip 10 includes a rectangular plate-shaped insulating substrate, and a metal layer and an insulating layer stacked on the insulating substrate. The insulating substrate and the insulating layer are made of, for example, glass, Si, resin, or the like. The metal layer is made of, for example, gold. The metal layer and the insulating layer are patterned, and a plurality of three-electrode systems 12 (a plurality of working electrodes 13, a plurality of counter electrodes 14, and a plurality of reference electrodes 15), a plurality of measuring electrodes are formed on the main surface of the insulating substrate. 18 and a plurality of wirings that electrically connect the three types of electrodes 13 to 15 of the three-electrode system 12 and the measurement electrode 18 are formed.

3電極系12の3電極13〜15および測定極18は、DNAチップ10の主面上に露出している。なお、DNAチップ10の主面上の3電極系12の3種の電極13〜15および測定極18以外の部分は、絶縁層により被覆されている。   The three electrodes 13 to 15 and the measurement electrode 18 of the three-electrode system 12 are exposed on the main surface of the DNA chip 10. The portions other than the three types of electrodes 13 to 15 and the measurement electrode 18 of the three-electrode system 12 on the main surface of the DNA chip 10 are covered with an insulating layer.

複数の3電極系12は、図1に示したように、DNAチップ10の主面上の長軸方向の一方の領域(図1の上側の領域)に配列されている。本実施形態では、例えば、30個の3電極系12が5行6列で配列されている。各3電極系12は、2個の作用極13、1個の対極14、および、1個の参照極15を有している。2個の作用極13は、対極14と参照極15との間に配列されている。   As shown in FIG. 1, the plurality of three-electrode systems 12 are arranged in one region (the upper region in FIG. 1) in the major axis direction on the main surface of the DNA chip 10. In the present embodiment, for example, 30 three-electrode systems 12 are arranged in 5 rows and 6 columns. Each three-electrode system 12 has two working electrodes 13, one counter electrode 14, and one reference electrode 15. The two working electrodes 13 are arranged between the counter electrode 14 and the reference electrode 15.

また、複数の測定極18は、DNAチップ10の主面上の長軸方向の他方の領域(図1の下側の領域)に配列されている。本実施形態では、72個の測定極18が4行18列で配列されている。60個の測定極18は、配線を介して、それぞれ60個の作用極13に電気的に接続されている(作用極13に接続された測定極18を「電流検出パッド18a」と呼ぶ。)。また、2個の測定極18は、共通電極として、配線を介して、30個の対極14に電気的に接続されている(対極14に接続された測定極18を「電圧印加パッド18b」と呼ぶ。)。さらに、2個の測定極18は、共通電極として、配線を介して、30個の参照極15に電気的に接続されている。   Further, the plurality of measurement electrodes 18 are arranged in the other region in the major axis direction on the main surface of the DNA chip 10 (the lower region in FIG. 1). In the present embodiment, 72 measurement poles 18 are arranged in 4 rows and 18 columns. The 60 measuring electrodes 18 are electrically connected to 60 working electrodes 13 via wirings (the measuring electrodes 18 connected to the working electrodes 13 are referred to as “current detection pads 18a”). . In addition, the two measurement electrodes 18 are electrically connected to 30 counter electrodes 14 through a wiring as a common electrode (the measurement electrode 18 connected to the counter electrode 14 is referred to as a “voltage application pad 18b”. Call it.) Further, the two measurement electrodes 18 are electrically connected to the 30 reference electrodes 15 through a wiring as a common electrode.

作用極13は、1本鎖のDNAプローブが固定化される電極であり、反応電流を検出する電極である。本実施形態では、例えば、60個の作用極13の表面積は、互いに異なっていて、60個の作用極13には、それぞれの表面積に比例した互いに異なる数の1本鎖のDNAプローブが固定されている。   The working electrode 13 is an electrode on which a single-stranded DNA probe is immobilized, and is an electrode for detecting a reaction current. In this embodiment, for example, the surface areas of 60 working electrodes 13 are different from each other, and different numbers of single-stranded DNA probes proportional to the respective surface areas are fixed to the 60 working electrodes 13. ing.

対極14は、作用極13との間に所定の電圧を印加して電流を供給する電極である。参照極15は、作用極13との間の電圧を所定の電圧特性に制御するために、電極電圧を対極14にフィードバックさせる電極である。このフィードバックによって、対極14が印加する電圧が制御されて、各種の検出条件に左右されない精度の高い電流検出を行うことができる。   The counter electrode 14 is an electrode that supplies a current by applying a predetermined voltage to the working electrode 13. The reference electrode 15 is an electrode that feeds back an electrode voltage to the counter electrode 14 in order to control the voltage between the working electrode 13 and a predetermined voltage characteristic. By this feedback, the voltage applied by the counter electrode 14 is controlled, and highly accurate current detection that is not affected by various detection conditions can be performed.

分析用カセット30について、図2ないし図4を用いて説明する。図2は、分析用カセット30の斜視図である。図3は、図2の分解斜視図である。図4は、図2中の流路パッキン50の斜視図である。   The analysis cassette 30 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view of the analysis cassette 30. FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. FIG. 4 is a perspective view of the flow path packing 50 in FIG.

分析用カセット30は、DNAチップ10、チップ容器40、および、流路パッキン50を備えている。DNAチップ10および流路パッキン50は、チップ容器40の内部に収納されている。   The analysis cassette 30 includes a DNA chip 10, a chip container 40, and a flow path packing 50. The DNA chip 10 and the flow path packing 50 are accommodated in the chip container 40.

チップ容器40は、矩形箱状に形成されている。チップ容器40は、トップカバー42およびボトムカバー44から構成されている。ボトムカバー44は、トップカバー42にねじ止めされている。   The chip container 40 is formed in a rectangular box shape. The chip container 40 includes a top cover 42 and a bottom cover 44. The bottom cover 44 is screwed to the top cover 42.

トップカバー42には、検体、電解液および薬液などの注入孔42aおよび排出孔42bが形成されている。また、トップカバー42には、複数のプローブピン82が挿入される測定開口42cが形成されている。測定開口42cは、DNAチップ10の複数の測定極18に対応した位置に形成されている。なお、図1のDNAチップ10の主面上に、破線142cにより測定開口42cの配置を示した。   The top cover 42 is formed with injection holes 42a and discharge holes 42b for specimens, electrolytic solutions, and chemical solutions. The top cover 42 has a measurement opening 42c into which a plurality of probe pins 82 are inserted. The measurement openings 42 c are formed at positions corresponding to the plurality of measurement electrodes 18 of the DNA chip 10. In addition, arrangement | positioning of the measurement opening 42c was shown with the broken line 142c on the main surface of the DNA chip 10 of FIG.

DNAチップ10は、複数の電極が形成された主面が上方を向くように、ボトムカバー44上に載置されている。DNAチップ10は、トップカバー42とボトムカバー44との間に配置されている。   The DNA chip 10 is placed on the bottom cover 44 so that the main surface on which a plurality of electrodes are formed faces upward. The DNA chip 10 is disposed between the top cover 42 and the bottom cover 44.

流路パッキン50は、樹脂からなり、略板状に形成されている。複数の3電極系12が形成されたDNAチップ10の主面上の領域に載置されている。ボトムカバー44がトップカバー42にねじ止めされると、流路パッキン50は、DNAチップ10とトップカバー42とに挟まれて、DNAチップ10の主面に密着する。   The flow path packing 50 is made of resin and is formed in a substantially plate shape. A plurality of three-electrode systems 12 are mounted on a region on the main surface of the DNA chip 10 formed thereon. When the bottom cover 44 is screwed to the top cover 42, the flow path packing 50 is sandwiched between the DNA chip 10 and the top cover 42 and is in close contact with the main surface of the DNA chip 10.

流路パッキン50の下面(DNAチップ10との接触面)には、蛇行した溝52が形成されている。この溝52は、複数の3電極系12に対応した位置に形成されている。また、流路パッキン50の上面(DNAチップ10との接触面の裏面)には、2つの突出部54a,54bが形成されている。突出部54a,54bは、トップカバー42の注入孔42aおよび排出孔42bに対応した位置に形成されている。流路パッキン50には、溝52の終端から突出部54a,54bの内部を通って注入孔42aおよび排出孔42bまで延びた貫通孔56a,56bが形成されている。溝52および貫通孔56a,56bは、検体、電解液および薬液などの流路58となる。なお、図1のDNAチップ10の主面上に、破線150,158により流路パッキン50および流路58の配置を示した。   A serpentine groove 52 is formed on the lower surface of the flow path packing 50 (contact surface with the DNA chip 10). The groove 52 is formed at a position corresponding to the plurality of three-electrode systems 12. In addition, two protrusions 54a and 54b are formed on the upper surface of the flow path packing 50 (the back surface of the contact surface with the DNA chip 10). The protrusions 54a and 54b are formed at positions corresponding to the injection hole 42a and the discharge hole 42b of the top cover 42. In the flow path packing 50, through holes 56a and 56b extending from the end of the groove 52 through the inside of the protrusions 54a and 54b to the injection hole 42a and the discharge hole 42b are formed. The groove 52 and the through holes 56a and 56b serve as a channel 58 for a specimen, an electrolytic solution, a chemical solution, and the like. The arrangement of the flow path packing 50 and the flow path 58 is indicated by broken lines 150 and 158 on the main surface of the DNA chip 10 in FIG.

分析装置60について、図5および図6を用いて説明する。図5は、分析装置60の筐体62の内部の概略図である。図6は、分析装置60の概略ブロック図である。   The analyzer 60 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a schematic diagram of the inside of the housing 62 of the analyzer 60. FIG. 6 is a schematic block diagram of the analyzer 60.

分析装置60は、分析用カセット30が装着されて、DNAチップ10からの複数の反応電流を検出・分析して、検体DNAの濃度を得る。分析装置60は、筐体62の内部に、カセット支持手段70、プローブピンユニット80、プローブピン駆動手段86、検出手段90、および、分析手段100などを備えている。   The analysis apparatus 60 is equipped with the analysis cassette 30, detects and analyzes a plurality of reaction currents from the DNA chip 10, and obtains the concentration of the sample DNA. The analysis apparatus 60 includes a cassette support means 70, a probe pin unit 80, a probe pin drive means 86, a detection means 90, an analysis means 100, and the like inside a housing 62.

カセット支持手段70は、カセットホルダ72、ガイドレール74、および、カセットホルダ駆動手段76などを有している。   The cassette support means 70 includes a cassette holder 72, a guide rail 74, a cassette holder driving means 76, and the like.

カセットホルダ72は、ほぼ直方体形状に形成されていて、その上面の略中央には、分析用カセット30の外形に対応した、略矩形状の支持凹部72aが形成されている。分析用カセット30は、カセットホルダ72の支持凹部72aに装着される。   The cassette holder 72 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a substantially rectangular support recess 72 a corresponding to the outer shape of the analysis cassette 30 is formed in the approximate center of the upper surface thereof. The analysis cassette 30 is mounted in the support recess 72 a of the cassette holder 72.

ガイドレール74は、カセットホルダ72を水平移動可能に支持している。ホルダ駆動手段76は、カセットホルダ72を、分析用カセット30が取外し可能な装着位置(図5の破線)と、DNAチップ10の測定が可能な測定位置(図5の実線)との間で移動させる。ホルダ駆動手段76は、複数の駆動ローラ、および、駆動ローラを駆動するモータなどから構成されている。なお、筐体62には、カセットホルダ72が通過するカセット挿通口62aが形成されている。   The guide rail 74 supports the cassette holder 72 so as to be horizontally movable. The holder driving means 76 moves the cassette holder 72 between a mounting position where the analysis cassette 30 can be removed (broken line in FIG. 5) and a measuring position where the DNA chip 10 can be measured (solid line in FIG. 5). Let The holder driving means 76 includes a plurality of driving rollers, a motor that drives the driving rollers, and the like. The casing 62 is formed with a cassette insertion port 62a through which the cassette holder 72 passes.

プローブピンユニット80は、複数本のプローブピン82およびプローブピンホルダ84を有している。複数本のプローブピン82は、プローブピンホルダ84によって、ピン先端が下方を向いた状態で保持されている。複数本のプローブピン82は、DNAチップ10の測定極18の配置に対応して、互いに間隔を空けて配列されている。なお、本実施形態では、プローブピン82の本数は、測定極18の数と同数の72本である。72本のプローブピン82は、測定極18の配列と同様に、4行18列で配列されている。   The probe pin unit 80 has a plurality of probe pins 82 and a probe pin holder 84. The plurality of probe pins 82 are held by a probe pin holder 84 with the pin tips facing downward. The plurality of probe pins 82 are arranged at intervals from each other in accordance with the arrangement of the measurement electrodes 18 of the DNA chip 10. In the present embodiment, the number of probe pins 82 is 72, which is the same as the number of measurement poles 18. The 72 probe pins 82 are arranged in 4 rows and 18 columns, similarly to the arrangement of the measurement poles 18.

プローブピン駆動手段86は、支柱86a、支持アーム86b、および、アーム駆動手段86cを有している。支柱86aは、筐体62の底板に立設されている。支持アーム86bは、水平に延びていて、支柱86aに支持されている。支持アーム86bは、アーム駆動手段86cによって、水平方向および鉛直方向に移動する。プローブホルダ84は、支持アーム86bに取り付けられていて、支持アーム86bとともに昇降および水平移動する。   The probe pin driving means 86 has a column 86a, a support arm 86b, and an arm driving means 86c. The column 86 a is erected on the bottom plate of the housing 62. The support arm 86b extends horizontally and is supported by the column 86a. The support arm 86b is moved in the horizontal direction and the vertical direction by the arm driving means 86c. The probe holder 84 is attached to the support arm 86b, and moves up and down and horizontally with the support arm 86b.

プローブピン駆動手段86は、反応電流の検出時には、プローブピンユニット80を水平方向および鉛直方向に移動させて、複数本のプローブピン82を測定位置にある分析用カセット30の測定開口42cを通して、DNAチップ10の測定極18に当接させる。   When detecting the reaction current, the probe pin driving means 86 moves the probe pin unit 80 in the horizontal direction and the vertical direction, and passes the plurality of probe pins 82 through the measurement openings 42c of the analysis cassette 30 at the measurement position. It is brought into contact with the measuring electrode 18 of the chip 10.

検出手段90は、反応電流を検出する電流検出回路92a、および、電圧を印加する電圧印加回路92bを有する検出印加回路基板92を有している。検出印加回路基板92は、複数本のプローブピン82に電気的に接続されている。検出印加回路基板92の電圧印加回路92bは、プローブピン82を介して、配線により対極14に接続された測定極18(電圧印加パッド18b)に電圧を印加する。同時に、検出印加回路基板92の電流検出回路92aは、プローブピン82を介して、配線により作用極13に接続された測定極18(電流検出パッド18a)からの反応電流を検出する。   The detection means 90 includes a detection application circuit board 92 having a current detection circuit 92a for detecting a reaction current and a voltage application circuit 92b for applying a voltage. The detection application circuit board 92 is electrically connected to a plurality of probe pins 82. The voltage application circuit 92 b of the detection application circuit board 92 applies a voltage to the measurement electrode 18 (voltage application pad 18 b) connected to the counter electrode 14 via the wiring via the probe pin 82. At the same time, the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92 detects the reaction current from the measurement electrode 18 (current detection pad 18a) connected to the working electrode 13 by wiring via the probe pin 82.

なお、例えば、検出印加回路基板92の電圧印加回路92bは、1.2V以下の電圧を印加して、検出印加回路基板92の電流検出回路92aは、300nA以下の微小電流を検出できる。電流検出回路92aの電流検出の精度は、1%未満である。   For example, the voltage application circuit 92b of the detection application circuit board 92 applies a voltage of 1.2 V or less, and the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92 can detect a minute current of 300 nA or less. The accuracy of current detection of the current detection circuit 92a is less than 1%.

インタフェース部120は、検出印加回路基板92に接続されている。また、インタフェース部120は、後述する演算処理部102に接続されている。インタフェース部120は、検出印加回路基板92からの反応電流に基づいた信号を入力して、演算処理部102に出力する。   The interface unit 120 is connected to the detection application circuit board 92. The interface unit 120 is connected to an arithmetic processing unit 102 described later. The interface unit 120 inputs a signal based on the reaction current from the detection application circuit board 92 and outputs the signal to the arithmetic processing unit 102.

分析手段100は、演算処理部102および記憶部104を有している。演算処理部102は、インタフェース部120からの信号を入力して、記憶部104に保存された解析プログラムなどを読み出して、検体DNAの濃度を求める。求められた濃度データや検出された電流値データなどは、記憶部104に保存される。   The analysis unit 100 includes an arithmetic processing unit 102 and a storage unit 104. The arithmetic processing unit 102 receives a signal from the interface unit 120, reads an analysis program stored in the storage unit 104, and obtains the concentration of the sample DNA. The obtained concentration data, detected current value data, and the like are stored in the storage unit 104.

その他、図5には図示しないが、分析装置60は、筐体62の内部に、DNAチップ10に検体、電解液および薬液などを供給する送液手段126、DNAチップ10の温度を調節する温度調節手段128、および、これらを制御する制御部124などを備えている。制御部124は、インタフェース部120に接続されている。制御部124は、記憶部104に保存された制御プログラムやユーザの入力に基づいて、プローブピン駆動手段86、送液手段126、および、温度調節手段128を制御する。   In addition, although not shown in FIG. 5, the analyzer 60 includes a liquid feeding means 126 for supplying a sample, an electrolytic solution, a chemical solution, and the like to the DNA chip 10 inside the housing 62, and a temperature for adjusting the temperature of the DNA chip 10. The adjusting means 128 and the control part 124 which controls these are provided. The control unit 124 is connected to the interface unit 120. The control unit 124 controls the probe pin driving unit 86, the liquid feeding unit 126, and the temperature adjusting unit 128 based on a control program stored in the storage unit 104 and a user input.

また、分析装置60は、筐体62の外部に、キーボード、マウスおよびモニタなどのユーザインタフェース122を備えている。ユーザインタフェース122は、演算処理部102に接続されている。   In addition, the analysis device 60 includes a user interface 122 such as a keyboard, a mouse, and a monitor outside the housing 62. The user interface 122 is connected to the arithmetic processing unit 102.

次に、電流検出型の核酸濃度定量分析方法(以下、単に「分析方法」という。)について説明する。   Next, a current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis method (hereinafter simply referred to as “analysis method”) will be described.

表面積の異なる複数の作用極13にDNAプローブを固定化したDNAチップ10を内蔵した分析用カセット30を用意する。なお、濃度を調べたいDNAの1本鎖とハイブリダイゼーション反応する1本鎖のDNAプローブが固定化されている。この分析用カセット30を分析装置60のカセットホルダ72に装着して、測定位置に移動させる。   An analysis cassette 30 having a DNA chip 10 in which a DNA probe is immobilized on a plurality of working electrodes 13 having different surface areas is prepared. A single-stranded DNA probe that hybridizes with a single strand of DNA whose concentration is to be examined is immobilized. The analysis cassette 30 is mounted on the cassette holder 72 of the analyzer 60 and moved to the measurement position.

続いて、送液手段126によって、1本鎖の検体DNAを、注入孔42aから流路パッキン50の流路58内に注入して、複数の作用極13に供給する。また、温度調節手段128によって、チップ容器40の開口を通して、DNAチップ10を加熱して、DNAプローブと検体DNAとをハイブリダイゼーション反応させる。続いて、送液手段126によって、流路58内に洗浄液を注入して、反応せずに残った1本鎖の検体DNAを洗い流す。その後、送液手段126によって、核酸挿入剤を流路58内に注入し、作用極13、対極14、参照極15に供給する。核酸挿入剤は、電気化学的に活性な性質を持っていて、2本鎖になったDNAに選択的に結合する。   Subsequently, the single-stranded sample DNA is injected into the flow path 58 of the flow path packing 50 from the injection hole 42 a by the liquid feeding means 126 and supplied to the plurality of working electrodes 13. In addition, the temperature control means 128 heats the DNA chip 10 through the opening of the chip container 40 to cause a hybridization reaction between the DNA probe and the sample DNA. Subsequently, the liquid feeding means 126 injects a washing liquid into the flow path 58 to wash away the single-stranded sample DNA remaining without reacting. Thereafter, the nucleic acid insertion agent is injected into the flow path 58 by the liquid feeding means 126 and supplied to the working electrode 13, the counter electrode 14 and the reference electrode 15. The nucleic acid insertion agent has electrochemically active properties and selectively binds to double-stranded DNA.

この状態で、プローブピンユニット80を移動させて、複数本のプローブピン82の先端をDNAチップ10の測定極18に接触させる。複数本のプローブピン82を複数の測定極18に接触させた状態で、検出印加回路基板92の電圧印加回路92bによって、複数組の作用極13と対極14との間(電圧印加パッド18bと電流検出パッド18aとの間)に所定の電圧を印加するとともに、三端子法を用いて、検出印加回路基板92の電流検出回路92aによって、複数の作用極13に流れる反応電流を検出する。検出手段90が検出した複数の反応電流に基づいて、分析手段100によって、検体DNAの濃度を得る。   In this state, the probe pin unit 80 is moved to bring the tips of the plurality of probe pins 82 into contact with the measurement electrode 18 of the DNA chip 10. With the plurality of probe pins 82 in contact with the plurality of measurement electrodes 18, the voltage application circuit 92 b of the detection application circuit board 92 is connected between the plurality of sets of the working electrode 13 and the counter electrode 14 (the voltage application pad 18 b and the current). A predetermined voltage is applied to the detection pad 18a), and a reaction current flowing through the plurality of working electrodes 13 is detected by the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92 using the three-terminal method. Based on the plurality of reaction currents detected by the detection means 90, the analysis means 100 obtains the concentration of the sample DNA.

なお、本実施形態では、複数の作用極13の表面積は、互いに異なっていて、複数の作用極13には、それぞれの表面積に比例した互いに異なる数のDNAプローブが固定されている。そのため、作用極13の表面積が大きい程、多くの2本鎖が存在して、反応電流が大きくなる。分析手段100は、複数の電流値から校正データを取得して、これを基に濃度を求める。   In the present embodiment, the surface areas of the plurality of working electrodes 13 are different from each other, and different numbers of DNA probes proportional to the respective surface areas are fixed to the plurality of working electrodes 13. Therefore, the larger the surface area of the working electrode 13, the more double strands exist and the reaction current increases. The analysis unit 100 obtains calibration data from a plurality of current values and obtains the concentration based on the calibration data.

次に、本実施形態に係る通電検査用カセットおよび通電検査方法について説明する。   Next, the electricity supply inspection cassette and the electricity supply inspection method according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る通電検査用カセット230について、図7ないし図10を用いて説明する。図7は、通電検査用カセット230の斜視図である。図8は、通電検査用カセット230の分解斜視図である。図9は、抵抗回路基板210の上面図である。図10は、抵抗回路基板210の抵抗回路220の回路図である。   A current inspection cassette 230 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view of the power supply inspection cassette 230. FIG. 8 is an exploded perspective view of the cassette 230 for energization inspection. FIG. 9 is a top view of the resistance circuit board 210. FIG. 10 is a circuit diagram of the resistance circuit 220 of the resistance circuit board 210.

通電検査用カセット230は、上述の分析装置60に装着されて、主に、検出印加回路基板92の電流検出回路92aの通電検査に用いるものである。通電検査用カセット230は、抵抗回路基板210、および、基板容器240を備えている。抵抗回路基板210は、基板容器240の内部に収納されている。   The electricity inspection cassette 230 is mounted on the above-described analyzer 60 and is mainly used for the electricity inspection of the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92. The electricity inspection cassette 230 includes a resistance circuit board 210 and a board container 240. The resistance circuit board 210 is accommodated in the board container 240.

抵抗回路基板210は、DNAチップ10と同等の外形・寸法に形成されている。抵抗回路基板210は、絶縁基板、ならびに、絶縁基板上に積層された金属層、抵抗層および絶縁層から構成されている。金属層、抵抗層および絶縁層がパターニングされて、絶縁基板の主面上には、複数の測定極218、複数の抵抗部222、および、抵抗部222を介して測定極218(電圧印加パッド218a)と測定極218(電流検出パッド218b)とを電気的に接続する複数の配線224が形成されている。   The resistance circuit board 210 is formed to have the same outer shape and dimensions as the DNA chip 10. The resistance circuit board 210 includes an insulating substrate, a metal layer stacked on the insulating substrate, a resistance layer, and an insulating layer. The metal layer, the resistance layer, and the insulating layer are patterned, and the measurement electrode 218 (voltage application pad 218a) is provided on the main surface of the insulating substrate via the plurality of measurement electrodes 218, the plurality of resistance portions 222, and the resistance portion 222. ) And the measurement electrode 218 (current detection pad 218b) are formed with a plurality of wirings 224.

複数の測定極218は、抵抗回路基板210の主面上に露出している。なお、抵抗回路基板210の主面上の測定極218以外の部分は、絶縁層により被覆されている。   The plurality of measurement electrodes 218 are exposed on the main surface of the resistance circuit board 210. Note that portions other than the measurement electrode 218 on the main surface of the resistance circuit board 210 are covered with an insulating layer.

本実施形態では、図10に示したように、抵抗回路基板210の測定極218は、DNAチップ10の測定極18に相当する位置に、DNAチップ10の測定極18と同数の72個形成されている。72個の測定極218のうち、抵抗回路基板210の電流検出パッド218aは、DNAチップ10の電流検出パッド18aに相当する位置に、DNAチップ10の電流検出パッド18aと同数の60個形成されている。また、抵抗回路基板210の電圧印加パッド218bは、DNAチップ10の電圧印加パッド18bに相当する位置に、DNAチップ10の電圧印加パッド18bと同数の2個形成されている。抵抗回路基板210の各電流検出パッド218aには、1つの抵抗部222が接続されている。60個の抵抗部222には、共通電極である電圧印加パッド218bから電圧が印加される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, 72 measurement poles 218 of the resistance circuit board 210 are formed in the same number as the measurement poles 18 of the DNA chip 10 at positions corresponding to the measurement poles 18 of the DNA chip 10. ing. Of the 72 measurement electrodes 218, the current detection pads 218a of the resistance circuit board 210 are formed in the same number as the current detection pads 18a of the DNA chip 10 at 60 positions at positions corresponding to the current detection pads 18a of the DNA chip 10. Yes. Further, two voltage application pads 218b of the resistive circuit board 210 are formed at the positions corresponding to the voltage application pads 18b of the DNA chip 10 in the same number as the voltage application pads 18b of the DNA chip 10. One resistor 222 is connected to each current detection pad 218a of the resistor circuit board 210. A voltage is applied to the 60 resistor portions 222 from the voltage application pad 218b which is a common electrode.

複数の抵抗部222は、それぞれ異なる抵抗値を持っている。抵抗部222の抵抗値は、DNAチップ10の抵抗値、すなわち、対極14と作用極13との間の抵抗値と同等に設定されている。設定すべき抵抗部222の抵抗値は、上述した、検出印加回路基板92がDNAチップ10に印加する電圧(例えば1.2V以下)、および、検出印加回路基板92が検出する電流(例えば300nA以下)に基づいて、オームの法則により試算できる。複数の抵抗部222の抵抗値は、例えば数Mオーム以上に設定されている。なお、検出印加回路基板92の検出精度が1%未満であるため、複数の抵抗部222には、それぞれ1%以上異なる抵抗値を設定することが望ましい。   The plurality of resistance units 222 have different resistance values. The resistance value of the resistance unit 222 is set to be equal to the resistance value of the DNA chip 10, that is, the resistance value between the counter electrode 14 and the working electrode 13. The resistance value of the resistance unit 222 to be set includes the voltage applied by the detection application circuit board 92 to the DNA chip 10 (for example, 1.2 V or less) and the current detected by the detection application circuit board 92 (for example, 300 nA or less). ) Based on Ohm's law. The resistance values of the plurality of resistor units 222 are set to, for example, several M ohms or more. Since the detection accuracy of the detection application circuit board 92 is less than 1%, it is desirable to set different resistance values for the plurality of resistance portions 222 by 1% or more.

基板容器240は、トップカバー242およびボトムカバー244から構成されている。基板容器240の外形は、チップ容器40の外形と同一寸法に形成されている。基板容器240のトップカバー242には、チップ容器40のトップカバー42と同一の位置に測定開口242cが形成されている。なお、図9の抵抗回路基板210の主面上に、破線442cにより測定開口242cの配置を示した。本実施形態では、基板容器240のトップカバー242には、チップ容器40のトップカバー42とは異なり、注入孔および排出孔は形成されていない。   The substrate container 240 includes a top cover 242 and a bottom cover 244. The outer shape of the substrate container 240 is formed to have the same dimensions as the outer shape of the chip container 40. A measurement opening 242 c is formed in the top cover 242 of the substrate container 240 at the same position as the top cover 42 of the chip container 40. In addition, arrangement | positioning of the measurement opening 242c was shown with the broken line 442c on the main surface of the resistive circuit board 210 of FIG. In the present embodiment, unlike the top cover 42 of the chip container 40, the injection hole and the discharge hole are not formed in the top cover 242 of the substrate container 240.

抵抗回路基板210は、複数の測定極218が形成された主面が上方を向くように、ボトムカバー244上に載置されている。抵抗回路基板210は、トップカバー242とボトムカバー244との間に配置されていて、基板容器240内に固定されている。本実施形態では、通電検査用カセット230は、流路パッキンを有していない。   The resistance circuit board 210 is placed on the bottom cover 244 so that the main surface on which the plurality of measurement electrodes 218 are formed faces upward. The resistance circuit board 210 is disposed between the top cover 242 and the bottom cover 244 and is fixed in the board container 240. In the present embodiment, the electricity inspection cassette 230 does not have a flow path packing.

以下、本実施形態に係る通電検査方法について説明する。   Hereinafter, the energization inspection method according to the present embodiment will be described.

まず、通電検査用カセット230を、分析装置60のカセットホルダ72に装着して、測定位置に移動させる。基板容器240は、チップ容器40の外形と同等に形成されているため、カセットホルダ72の支持凹部72aに装着される。   First, the electricity inspection cassette 230 is mounted on the cassette holder 72 of the analyzer 60 and moved to the measurement position. Since the substrate container 240 is formed in the same shape as the outer shape of the chip container 40, the substrate container 240 is attached to the support recess 72 a of the cassette holder 72.

この状態で、プローブピンユニット80を移動させて、複数本のプローブピン82の先端を抵抗回路基板210の測定極218に接触させる。複数本のプローブピン82を複数の測定極218に接触させた状態で、検出印加回路基板92の電圧印加回路92bによって、複数組の測定極218間(電圧印加パッド218aと電流検出パッド218bとの間)に所定の電圧を印加するとともに、三端子法を用いて、検出印加回路基板92の電流検出回路92aによって、複数の抵抗部222に流れる反応電流を検出する。印加した電圧および検出された電流に基づいて算出した複数の抵抗値と抵抗部222の実際の複数の抵抗値とを比較することによって、検出印加回路基板92の電流検出回路92aの通電確認を行う。   In this state, the probe pin unit 80 is moved, and the tips of the plurality of probe pins 82 are brought into contact with the measurement electrode 218 of the resistance circuit board 210. In a state where the plurality of probe pins 82 are in contact with the plurality of measurement electrodes 218, the voltage application circuit 92b of the detection application circuit board 92 causes a plurality of sets of measurement electrodes 218 (between the voltage application pad 218a and the current detection pad 218b). In addition, a predetermined voltage is applied, and a reaction current flowing through the plurality of resistance portions 222 is detected by the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92 using the three-terminal method. By comparing a plurality of resistance values calculated based on the applied voltage and the detected current and a plurality of actual resistance values of the resistor section 222, energization confirmation of the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92 is performed. .

以下、本実施形態に係る通電検査用カセット230および通電検査方法の効果について説明する。   Hereinafter, the effects of the electricity inspection cassette 230 and the electricity inspection method according to the present embodiment will be described.

上述したとおり、分析システムを用いて検体の濃度を求める前には、核酸濃度定量分析装置60の通電検査、特には、微小電流の検出を担う電流検出回路92aの通電検査を行うことが望まれる。   As described above, before obtaining the concentration of the sample using the analysis system, it is desirable to conduct an energization test of the nucleic acid concentration quantitative analyzer 60, particularly an energization test of the current detection circuit 92a responsible for detecting a minute current. .

本実施形態によれば、通電検査用カセット230を用いるため、作用極13に検体DNAを供給して、ハイブリダイゼーション反応させる必要がなく、短時間で検出印加回路基板92の電流検出回路92aの通電検査を行うことができる。また、通電検査用カセット230は、再利用が可能であり、通電検査に掛かるコストを抑制することができる。さらに、通電検査用カセット230には、互いに抵抗値の異なる複数の抵抗回路220が形成されていて、これらの抵抗回路220を流れる電流を検出することによって、通電検査を行うため、電流検出回路92aの個々の信号配置まで検査することができる。   According to the present embodiment, since the current inspection cassette 230 is used, there is no need to supply the sample DNA to the working electrode 13 to cause a hybridization reaction, and the current detection circuit 92a of the detection application circuit board 92 is energized in a short time. Inspection can be performed. In addition, the energization inspection cassette 230 can be reused, and the cost for the energization inspection can be suppressed. Further, a plurality of resistance circuits 220 having different resistance values are formed in the current-carrying inspection cassette 230. In order to conduct a current-carrying inspection by detecting currents flowing through these resistance circuits 220, a current detection circuit 92a. Up to individual signal configurations.

さらに、本実施形態に係る通電検査方法を用いて、プローブピン82と測定極18との通電確認、または、プローブピン82と検出印加回路基板92との通電確認などを行っても良い。   Furthermore, the energization check between the probe pin 82 and the measurement electrode 18 or the energization confirmation between the probe pin 82 and the detection application circuit board 92 may be performed using the energization inspection method according to the present embodiment.

[他の実施形態]
上記の実施形態は、単なる例示であって、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、抵抗回路220は、絶縁基板上に積層された金属層、抵抗層および絶縁層がパターニングされて形成されているが、絶縁基板上に積層された金属層がパターニングされて形成された配線224に抵抗チップを半田付けして形成されていても良い。
[Other Embodiments]
The above embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the resistance circuit 220 is formed by patterning a metal layer, a resistance layer, and an insulating layer stacked on an insulating substrate, but the metal layer stacked on the insulating substrate is patterned. The wiring 224 formed in this way may be formed by soldering a resistance chip.

また、上記の実施形態では、基板容器240のトップカバー242には、通電検査において使用されない注入孔42aや排出孔42bが形成されていないが、これらが形成されていても良い。基板容器240として、チップ容器40を用いるため、製造コストを抑えることができる。   In the above embodiment, the top cover 242 of the substrate container 240 is not formed with the injection hole 42a and the discharge hole 42b that are not used in the energization inspection, but these may be formed. Since the chip container 40 is used as the substrate container 240, the manufacturing cost can be reduced.

10…DNAチップ、12…3電極系、13…作用極、14…対極、15…参照極、18…測定極、18a…電流検出パッド、18b…電圧印加パッド、30…分析用カセット、40…チップ容器、42…トップカバー、42a…注入孔、42b…排出孔、42c…測定開口、44…ボトムカバー、50…流路パッキン、52…溝、54a,54b…突出部、56a,56b…貫通孔、60…分析装置、62…筐体、62a…カセット挿通口、70…カセット支持手段、72…カセットホルダ、72a…支持凹部、74…ガイドレール、76…ホルダ駆動手段、80…プローブピンユニット、82…プローブピン、84…プローブピンホルダ、86…プローブピン駆動手段、90…検出手段、92…検出印加回路基板、92a…電流検出回路、92b…電圧印加回路、100…分析手段、102…演算処理部、104…記憶部、120…インタフェース部、122…ユーザインタフェース、124…制御部、126…送液手段、128…温度調節手段、210…抵抗回路基板、218…測定極、218a…電流検出パッド、218b…電圧印加パッド、220…抵抗回路、222…抵抗部、224…配線、230…通電検査用カセット、240…基板容器、242…トップカバー、242c…測定開口、244…ボトムカバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... DNA chip, 12 ... 3 electrode system, 13 ... Working electrode, 14 ... Counter electrode, 15 ... Reference electrode, 18 ... Measuring electrode, 18a ... Current detection pad, 18b ... Voltage application pad, 30 ... Analysis cassette, 40 ... Chip container, 42 ... top cover, 42a ... injection hole, 42b ... discharge hole, 42c ... measurement opening, 44 ... bottom cover, 50 ... flow path packing, 52 ... groove, 54a, 54b ... projection, 56a, 56b ... penetration Hole: 60 ... Analyzer, 62 ... Case, 62a ... Cassette insertion port, 70 ... Cassette support means, 72 ... Cassette holder, 72a ... Support recess, 74 ... Guide rail, 76 ... Holder drive means, 80 ... Probe pin unit , 82 ... Probe pin, 84 ... Probe pin holder, 86 ... Probe pin driving means, 90 ... Detection means, 92 ... Detection application circuit board, 92a ... Current detection circuit 92b ... Voltage application circuit, 100 ... analyzing unit, 102 ... calculation processing unit, 104 ... storage unit, 120 ... interface unit, 122 ... user interface, 124 ... control unit, 126 ... liquid feeding unit, 128 ... temperature adjusting unit, 210 ... resistance circuit board, 218 ... measurement electrode, 218a ... current detection pad, 218b ... voltage application pad, 220 ... resistance circuit, 222 ... resistance part, 224 ... wiring, 230 ... cassette for current inspection, 240 ... substrate container, 242 ... Top cover, 242c ... Measurement opening, 244 ... Bottom cover

Claims (8)

1本鎖の検体DNAがハイブリダイゼーション反応する1本鎖のDNAプローブが固定化された複数の作用極、対極、前記複数の作用極に接続された複数の第1電流検出パッド、および、前記対極に接続された第1電圧印加パッドが形成されたDNAチップと、前記DNAチップを収納して前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに対応した位置に第1開口が形成されたチップ容器とを有する分析用カセットを装着可能なホルダと、
前記第1開口から挿入されて前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに当接するプローブピンと、
前記プローブピンに接続されて前記対極に電圧を印加して前記複数の作用極からの複数の反応電流値を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した複数の電流値に基づいて検体の濃度を得る分析手段と、
を備えた電流検出型の核酸濃度定量分析装置の通電検査に用いる通電検査用カセットであって、
複数の第2電流検出パッド、前記複数の第2電流検出パッドに接続されて互いに異なる抵抗値を持つ複数の抵抗部、および、前記複数の抵抗部に接続された第2電圧印加パッドが形成された抵抗回路基板と、
前記抵抗回路基板を収納して前記複数の第2電流検出パッドおよび前記電圧印加パッドに対応した位置に第2開口が形成されて前記ホルダに装着可能な基板容器と、
を具備したことを特徴とする通電検査用カセット。
A plurality of working electrodes, a counter electrode, and a plurality of first current detection pads connected to the plurality of working electrodes, to which a single-stranded DNA probe for hybridizing a single-stranded sample DNA is immobilized, and the counter electrode A DNA chip on which a first voltage application pad is formed, and a first opening is formed at a position corresponding to the plurality of first current detection pads and the first voltage application pad. A holder capable of mounting an analysis cassette having a chip container,
Probe pins inserted from the first openings and contacting the first current detection pads and the first voltage application pads;
Detecting means connected to the probe pin and applying a voltage to the counter electrode to detect a plurality of reaction current values from the plurality of working electrodes;
Analyzing means for obtaining the concentration of the specimen based on a plurality of current values detected by the detecting means;
A cassette for energization inspection used for energization inspection of a current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus comprising:
A plurality of second current detection pads, a plurality of resistance parts connected to the plurality of second current detection pads and having different resistance values, and a second voltage application pad connected to the plurality of resistance parts are formed. A resistive circuit board,
A substrate container accommodating the resistor circuit board and having a second opening formed at a position corresponding to the plurality of second current detection pads and the voltage application pad;
A cassette for energization inspection characterized by comprising:
前記第2電流検出パッドの数が前記第1電流検出パッドの数と同数であることを特徴とする請求項1に記載の通電検査用カセット。   2. The cassette for energization inspection according to claim 1, wherein the number of the second current detection pads is the same as the number of the first current detection pads. 前記第2電圧印加パッドの数が前記第1電圧印加パッドの数と同数であることを特徴とする請求項1または2に記載の通電検査用カセット。   The number of the said 2nd voltage application pad is the same number as the number of the said 1st voltage application pad, The cassette for electricity supply inspection of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記基板容器の外形が前記チップ容器の外形と同一寸法であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の通電検査用カセット。   The external inspection cassette according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer shape of the substrate container has the same dimensions as the outer shape of the chip container. 前記基板容器の第2開口が形成された位置が前記チップ容器の第1開口が形成された位置と同一位置であることを特徴とする請求項4に記載の通電検査用カセット。   The cassette for energization inspection according to claim 4, wherein a position where the second opening of the substrate container is formed is the same position as a position where the first opening of the chip container is formed. 前記複数の抵抗部は前記検出手段の電流検出精度以上に互いに異なる抵抗値を持つことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の通電検査用カセット。   6. The cassette for energization inspection according to claim 1, wherein the plurality of resistance portions have resistance values different from each other more than a current detection accuracy of the detection unit. 1本鎖の検体DNAがハイブリダイゼーション反応する1本鎖のDNAプローブが固定化された複数の作用極、対極、前記複数の作用極に接続された複数の第1電流検出パッド、および、前記対極に接続された第1電圧印加パッドが形成されたDNAチップと、前記DNAチップを収納して前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに対応した位置に第1開口が形成されたチップ容器とを有する分析用カセットを装着可能なホルダと、
前記第1開口から挿入されて前記複数の第1電流検出パッドおよび前記第1電圧印加パッドに当接するプローブピンと、
前記プローブピンに接続されて前記対極に電圧を印加して前記複数の作用極からの複数の反応電流値を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した複数の電流値に基づいて検体の濃度を得る分析手段と、
を備えた電流検出型の核酸濃度定量分析装置の通電検査方法であって、
複数の第2電流検出パッド、前記複数の第2電流検出パッドに接続されて互いに異なる抵抗値を持つ複数の抵抗部、および、前記複数の抵抗部に接続された第2電圧印加パッドが形成された抵抗回路基板と、
前記抵抗回路基板を収納して前記複数の第2電流検出パッドおよび前記電圧印加パッドに対応した位置に第2開口が形成された基板容器と、
を有する通電検査用カセットを前記核酸濃度定量分析装置に装着する第1工程と、
前記第1工程後に、前記プローブピンを前記第2開口から挿入して前記複数の第2電流検出パッドおよび前記第2電圧印加パッドに当接させる第2工程と、
前記第2工程後に、前記複数の抵抗部に電圧を印加して前記複数の第2電流検出パッドからの複数の電流値を検出する第3工程と、
前記第3工程後に、前記検出手段が検出した複数の電流値に基づいて算出した前記複数の抵抗部の抵抗値と前記複数の抵抗部の実際の抵抗値とを比較する第4工程と、
を具備したことを特徴とする通電検査方法。
A plurality of working electrodes, a counter electrode, and a plurality of first current detection pads connected to the plurality of working electrodes, to which a single-stranded DNA probe for hybridizing a single-stranded sample DNA is immobilized, and the counter electrode A DNA chip on which a first voltage application pad is formed, and a first opening is formed at a position corresponding to the plurality of first current detection pads and the first voltage application pad. A holder capable of mounting an analysis cassette having a chip container,
Probe pins inserted from the first openings and contacting the first current detection pads and the first voltage application pads;
Detecting means connected to the probe pin and applying a voltage to the counter electrode to detect a plurality of reaction current values from the plurality of working electrodes;
Analyzing means for obtaining the concentration of the specimen based on a plurality of current values detected by the detecting means;
A current detection type nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus comprising:
A plurality of second current detection pads, a plurality of resistance parts connected to the plurality of second current detection pads and having different resistance values, and a second voltage application pad connected to the plurality of resistance parts are formed. A resistive circuit board,
A substrate container in which a second opening is formed at a position corresponding to the plurality of second current detection pads and the voltage application pad, containing the resistance circuit board;
A first step of mounting a cassette for energization inspection having the nucleic acid concentration quantitative analysis apparatus,
After the first step, a second step in which the probe pin is inserted from the second opening and brought into contact with the plurality of second current detection pads and the second voltage application pad;
A third step of detecting a plurality of current values from the plurality of second current detection pads by applying a voltage to the plurality of resistance portions after the second step;
A fourth step of comparing the resistance values of the plurality of resistance portions calculated based on the plurality of current values detected by the detection means with the actual resistance values of the plurality of resistance portions after the third step;
An electrical inspection method characterized by comprising:
前記検出手段は電流値を検出する電流検出回路を有し、前記電流検出回路の通電を検査することを特徴とする請求項7に記載の通電検査方法。   The energization inspection method according to claim 7, wherein the detection unit includes a current detection circuit that detects a current value, and inspects the energization of the current detection circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107855142A (en) * 2017-11-01 2018-03-30 深圳市第二人民医院 A kind of detection chip and detection device based on microflow control technique
CN110361419A (en) * 2019-07-08 2019-10-22 上海同果智能科技有限公司 High/low temperature probe station test device
CN112675933A (en) * 2019-10-18 2021-04-20 利多(香港)有限公司 Microfluidic chip for detecting analyte

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