JP4586329B2 - Dna analysis apparatus and analysis methods - Google Patents

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JP4586329B2
JP4586329B2 JP2003063755A JP2003063755A JP4586329B2 JP 4586329 B2 JP4586329 B2 JP 4586329B2 JP 2003063755 A JP2003063755 A JP 2003063755A JP 2003063755 A JP2003063755 A JP 2003063755A JP 4586329 B2 JP4586329 B2 JP 4586329B2
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潤 小倉
光史 岩館
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カシオ計算機株式会社
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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、サンプルDNA断片を分析するために用いられるDNA分析装置及び分析方法に関する。 The present invention relates to a DNA analyzer and analyzing method used to analyze the sample DNA fragment.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、医療分野、農業分野等の幅広い分野で生物の遺伝子情報が利用されるようになってきているが、遺伝子情報の利用に際しては、DNAの構造解明が不可欠である。 In recent years, the medical field, but the organism of the genetic information in a wide range of fields such as the agricultural sector has come to be used, when the use of genetic information, it is essential to structure elucidation of DNA. DNAは螺旋状によじれあった二本のポリヌクレオチド鎖を有し、それぞれのポリヌクレオチド鎖は4種の塩基(アデニン:A、グアニン:G、シトシン:C、チミン:T)が一次元的に並んだ塩基配列(ヌクレオチド配列)を有し、アデニンとチミン、グアニンとシトシンという相補性に基づいて一方のポリヌクレオチド鎖の塩基が他方のポリヌクレオチド鎖の塩基に結合している。 DNA has two polynucleotide strands were twisted in a spiral, each polynucleotide strands four bases (adenine: A, guanine: G, cytosine: C, thymine: T) are one-dimensionally has aligned nucleotide sequence (nucleotide sequence), adenine and thymine bases of one polynucleotide strand on the basis of complementarity of guanine and cytosine is attached to the base of the other polynucleotide strand.
【0003】 [0003]
DNAの構造解明とは、塩基配列を特定することであるが、DNAの塩基配列を特定するためにDNAマイクロアレイ及びその読取装置が開発されている。 The structure elucidation of DNA, but is to identify the nucleotide sequence, DNA microarrays and their reading apparatuses have been developed to identify the base sequence of DNA. 従来では、DNAマイクロアレイ及びその読取装置を用いて次のようにしてサンプルDNAの塩基配列を特定する。 Conventionally, as follows to identify the base sequence of sample DNA using a DNA microarray and its reading device.
【0004】 [0004]
まず、既知の塩基配列を有した一本鎖のプローブDNA断片を複数種類調製し、複数種のプローブDNA断片をスポットとしてスライドガラス等の固体担体に整列固定させる。 First, the probe DNA fragment of single chain having a known base sequence a plurality of types prepared aligns fixing a plurality of probes DNA fragments to a solid support of a slide glass or the like as a spot. 得られたDNAマイクロアレイ上には、複数のスポットがアレイ上に配列されるが、一つのスポットは一種類のプローブDNA断片の群集であり、スポットごとにプローブDNA断片の塩基配列が異なる。 Obtained on the DNA microarray, a plurality of spots are arranged on the array, one spot is crowd one type of probe DNA fragment, the base sequence of the probe DNA fragments for each spot are different.
【0005】 [0005]
次に、検体から採取したサンプルDNAを一本鎖のサンプルDNA断片に変性して、変性したサンプルDNA断片に蛍光物質等を結合させる。 Then, denatured sample DNA collected from the sample to the sample DNA fragments of single-stranded, is bound to a fluorescent substance or the like in denatured sample DNA fragments. 一般的にサンプルDNA断片は複数種ある。 Generally the sample DNA fragments are more.
【0006】 [0006]
次に、複数種のサンプルDNA断片をDNAマイクロアレイ上に添加すると、複数種のサンプルDNA断片はそれぞれの相補的なプローブDNA断片とハイブリダイズする。 Next, when a plurality of kinds of sample DNA fragments are added to the DNA microarray, a plurality of kinds of sample DNA fragments are each of the probes complementary DNA fragment hybridized. つまり、或る種類のサンプルDNA断片は、複数種類のプローブDNA断片のうち相補性を有するプローブDNA断片とハイブリダイズするが、相補性を有しないプローブDNA断片とはハイブリダイズしない。 That is, certain types of sample DNA fragments is hybridized with the probe DNA fragment having complementarity among a plurality of types of probe DNA fragments do not hybridize to the probe DNA fragments having no complementarity. サンプルDNA断片に蛍光物質でマーキングを施しているため、サンプルDNA断片と結合したプローブDNA断片が蛍光を発することになる。 Since the sample DNA fragments are subjected to marking with a fluorescent substance, bound probe DNA fragments and the sample DNA fragment is to fluoresce.
例えば、TCGGGAAという塩基配列を有するサンプルDNA断片は、AGCCCTTという塩基配列を有するプローブDNA断片と結合し、そのプローブDNA断片からなるスポットから蛍光が発する。 For example, a sample DNA fragment having a nucleotide sequence that TCGGGAA is to bind to the probe DNA fragment having the nucleotide sequence of AGCCCTT, fluorescence emitted from the spots made from the probe DNA fragments.
【0007】 [0007]
次いで、DNAマイクロアレイを読取装置にセッティングして、読取装置にて解析する。 Then setting the reader a DNA microarray analyzes by the reading device. 読取装置は、DNAマイクロアレイ上の蛍光強度分布を計測するものである。 Reader is to measure the fluorescence intensity distribution on the DNA microarray. DNAマイクロアレイ上の蛍光強度分布は二次元の画像として出力される。 Fluorescence intensity distribution on the DNA microarray is outputted as a two-dimensional image. 出力された画像内で蛍光強度が大きいスポットには、サンプルDNA断片の塩基配列と相補的な塩基配列を有したプローブDNA断片が含まれていることを表している。 The spot fluorescence intensity is large in the output image, it indicates that the probe DNA fragments having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the sample DNA fragments are included. 従って、二次元画像中のどのスポットの蛍光強度が大きいかによってサンプルDNA断片の塩基配列を確定することができる。 Therefore, it is possible to determine the nucleotide sequence of the sample DNA fragments by what fluorescence intensity of the spot is larger in two-dimensional image.
【0008】 [0008]
ところが、上記DNAマイクロアレイでは、単にサンプルDNA断片をDNAマイクロアレイ上に添加するだけであるため、サンプルDNA断片の分布が不均一である。 However, in the above DNA microarray, simply because the sample DNA fragments is simply added onto the DNA microarray, the distribution of the sample DNA fragments is not uniform. つまり、DNAマイクロアレイ上の一部のスポット上ではサンプルDNA断片が高濃度になるが、別のスポットではサンプルDNA断片が低濃度となる場合がある。 That is, although the sample DNA fragments is high concentration on some spot on the DNA microarray, in another spot which may sample DNA fragment has a low concentration. 従って、スポットのプローブDNA断片が複数種のサンプルDNA断片のうちの何れかと相補性を有する場合、そのスポット上のサンプルDNA断片の濃度によって蛍光の発光輝度が異なってしまう恐れがある。 Thus, if the probe DNA fragment of interest has one complementarity of a plurality of types of sample DNA fragments, there is a possibility that different emission luminance of the fluorescent by the concentration of sample DNA fragments on the spot.
【0009】 [0009]
以上の問題を解決するために、特許文献1では、基板上に電極をマトリクス状に配列し、それぞれの電極上にプローブDNA断片からなるスポットを固定し、分散媒をこれら電極及びスポットを全て被覆するように基板一面に塗布してなるDNAマイクロアレイについて記載されている。 In order to solve the above problems, Patent Document 1, by arranging the electrode on the substrate in a matrix, the spots in the probe DNA fragments on each of the electrodes is fixed, covering all these electrodes and spot the dispersion medium It has been described for DNA microarray formed by applying to the substrate one surface to.
【0010】 [0010]
特許文献1に記載されたDNAマイクロアレイを用いた同定方法は以下のようになる。 Identification method using a DNA microarray described in Patent Document 1 is as follows. まず、分散媒にサンプルDNA断片を注入する。 First, injecting the sample DNA fragments in the dispersion medium. そして、電極一つずつに順次正電圧を印加していくことによって、点走査を行う。 Then, by gradually applying a sequential positive voltage to the electrodes one by one, performs the point scanning. 複数の電極のうち正電圧を印加されて選択されている電極に向かって、分散媒中のサンプルDNA断片が泳動していくから、選択されている電極のスポットではサンプルDNA断片が高濃度になる。 Toward the electrode which is selected is applied a positive voltage of the plurality of electrodes, since the sample DNA fragments in the dispersion medium is gradually migrating sample DNA fragments is high concentration spot of electrodes that are selected . このような点走査が行われることによって、スポットは一つずつ順次サンプルDNA断片が高濃度な状態となる。 By scanning such a point is performed, the spot is sequentially sample DNA fragments one by one is a high density state. 従って、サンプルDNA断片と相補性を有するスポットはどれも蛍光強度がほぼ等しくなる。 Therefore, any spot having a sample DNA fragment complementarity fluorescence intensity is approximately equal. 以上のように、特許文献1に記載されている技術では、サンプルDNA断片が分散媒中を電気泳動することを利用している。 As described above, in the technique described in Patent Document 1, the sample DNA fragments is using electrophoresing the dispersion medium.
【0011】 [0011]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特表平11−512605号公報【0012】 Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 11-512605 [0012]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、従来のDNAマイクロアレイは、複数種のサンプルDNA断片の中に一部に相補的な塩基配列を有しているものがある場合、サンプルDNA断片同士が電気泳動中に一部ハイブリダイズして結合してしまう。 However, the conventional DNA microarray, if one is to have a nucleotide sequence complementary to a part in the plurality of types of sample DNA fragments, the sample DNA fragments to each other and partially hybridized during electrophoresis It will combine with. そのため、一部ハイブリダイズしたサンプルDNA断片が相補的なスポットにまで泳動しても、そのスポットでハイブリダイズしないため、複数種のサンプルDNA断片の塩基配列を特定することができない。 Therefore, even if some hybridized sample DNA fragment migrates to the complementary spot, since not hybridize with the spot, it is impossible to identify the base sequence of a plurality of types of sample DNA fragments. したがって、サンプルDNA断片を変成して一本鎖状態にするために電気泳動媒体全体が加熱されているが、その後ハイブリダイズするために電気泳動媒体全体を冷却し効率が悪かった。 Thus, the entire electrophoretic medium to the sample DNA fragments to single-stranded state by transformer is heated, the entire electrophoretic medium poor cooling efficiency for subsequent hybridizing. また任意の箇所のスポットのみをハイブリダイズすることもできなかった。 Nor did it is also possible to hybridize the only spot of any of the locations.
【0013】 [0013]
そこで、本発明の目的は、電気泳動中でもサンプルDNA断片が効率よくハイブリダイズすることである。 An object of the present invention is that the sample DNA fragments even during electrophoresis efficiently hybridized.
【0014】 [0014]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明のDNA分析装置は、例えば図1、図2に示すように 電気泳動媒体が入った浴槽(例えば、浴槽71)と、 In order to solve the above problems, DNA analyzer of the invention described in claim 1, for example 1, a bath containing the electrophoretic medium as shown in FIG. 2 (e.g., bath 71),
前記浴槽に並んだ複数のプローブ電極(例えば、プローブ電極35,35,…)と、 A plurality of probe electrodes arranged in the bath (e.g., probe electrode 35, ...),
前記浴槽中に配置され、前記浴槽の幅方向に対向配置した第一電極(例えば、第一電極74)及び第二電極(例えば、第二電極75)と、 Disposed in said bath, a first electrode which is opposed to the width direction of the bath (e.g., first electrode 74) and a second electrode (e.g., the second electrode 75),
既知の塩基配列を有したプローブDNA断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極に配列された複数のスポット(例えば、スポット60,60,…)と、 Together consist of probe DNA fragments having a known base sequence, and a plurality of spots arranged in a plurality of probe electrodes (for example, spots 60, 60 ...),
前記プローブ電極1つにつき1つ設けられ、前記プローブ電極を介して前記複数のスポットの温度を調節する温度調節素子(例えば、温度調節素子72)と、 The probe electrode one per provided, a temperature regulating device for adjusting the temperature of said plurality of spots via the probe electrodes (for example, temperature regulating elements 72),
を備え、 Equipped with a,
前記第一電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番大きく、 前記第一電極側から前記第二電極側に寄るにつれて前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数が減少し、前記第二電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番小さくなるように配置され、 Base number of the first electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is large most, the probe DNA fragments fixed to the spot as from the first electrode side stop at the second electrode side base number is decreased, the number of bases in the second electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is positioned to the most decreases,
前記第一電極側から塩基数が互いに異なる複数種類のサンプルDNA断片が注入され、 Wherein the first plurality of types of bases are different from the electrode side of the sample DNA fragments are injected,
前記第一電極と前記第二電極には、複数種類のサンプルDNA断片が前記電気泳動媒体中を前記第一電極側から前記第二電極側に向かって泳動する電圧が印加され、 Wherein the first electrode and the second electrode, the voltage plural types of sample DNA fragments migrate toward the second electrode side in the electrophoretic medium from said first electrode side is applied,
前記サンプルDNA断片が同程度の体積の前記プローブDNA断片が設けられた前記プローブ電極上方に到達すると予想される所定時間後に、前記第一電極と前記第二電極が等電圧になるような電圧が印加され、且つ前記温度調節素子によってスポット近傍が冷却されることを特徴とする。 After the sample given DNA fragment is expected to reach the probe electrode above the probe DNA fragment of comparable volume provided time, the first electrode and the second electrode is a voltage such that the equipotential It is applied, and is characterized in that near the spot is cooled by the temperature adjuster.
【0015】 [0015]
請求項1に記載の発明では、浴槽中の電気泳動媒体中のサンプルDNA断片をプローブ電極により電気泳動で引きつけられることができる。 In the invention described in claim 1, it is possible to attract the sample DNA fragments in the electrophoresis medium in a bath by electrophoresis by the probe electrode. このときサンプルDNA断片はプローブDNA断片とハイブリダイズする前の段階の変成した状態を維持するために、スポット、つまりプローブDNA断片及びその周囲の電気泳動媒体が比較的高温状態になっているので、このままの温度が続くとサンプルDNA断片及びプローブDNA断片はハイブリダイズできないが、温度調節素子がプローブ電極を介して複数のスポットの温度を調節するので、ハイブリダイゼーションが行われるスポット近傍を局所的に冷却することで効率よく冷やすことができ、これにより互いに相補的なサンプルDNA断片及びプローブDNA断片が容易にハイブリダイズできる。 To maintain denatured state of the previous stage this time the sample DNA fragments to hybridize with the probe DNA fragment, the spot, i.e. because the probe DNA fragments and surrounding electrophoresis medium that is relatively very hot state, Although the sample DNA fragment and a probe DNA fragment when the temperature of this state continues can not hybridize, the temperature regulating element regulates the temperature of the plurality of spots via the probe electrodes, locally cool a neighborhood spot hybridization is performed It can be cooled efficiently by, thereby easily hybridize complementary sample DNA fragment and the probe DNA fragments to each other.
【0016】 [0016]
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のDNA分析装置において、前記温度調節素子が前記複数のプローブ電極のそれぞれに当接し、前記複数のプローブ電極の一部を介して前記複数のスポットの一部の温度を選択的に調節することを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, the DNA analyzer according to claim 1, wherein the temperature regulating device is brought into contact with each of the plurality of probe electrodes, the plurality of through a portion of said plurality of probe electrodes and adjusting a part of the temperature of the spot selectively.
【0017】 [0017]
請求項2に記載の発明では、温度調節素子が任意のプローブ電極に選択的に熱伝導することによって任意の箇所のスポットのみをハイブリダイズすることができる。 In the invention according to claim 2, capable of hybridizing only spots of any point by the temperature regulating device is selectively thermally transferred to any probe electrode. すなわち、所定のプローブ電極のスポットのプローブDNA断片がハイブリダイズしていることが好ましく、所定のプローブ電極以外のプローブ電極のスポットのプローブDNA断片がハイブリダイズしていないことが好ましい場合(例えばステップS19において、第7〜9列目のプローブ電極35上のプローブDNA断片61がハイブリダイズしていることが好ましく、第4〜6列目のプローブ電極35上のプローブDNA断片61がハイブリダイズしていることがハイブリダイズしていないことが好ましい場合)、所定のプローブ電極のスポットのプローブDNA断片がハイブリダイズできる程度に温度を下げ、所定のプローブ電極以外のプローブ電極のスポットのプローブDNA断片がハイブリダイズできない程度に温度を上げるこ In other words, preferably the probe DNA fragment of the spot of a given probe electrode is hybridized, may be preferred that the probe DNA fragment of the spot of the probe electrodes other than the predetermined probe electrodes are not hybridized (for example, step S19 in preferred that the probe DNA fragments 61 on probe electrodes 35 of the first 7-9 column is hybridized probe DNA fragments 61 on probe electrodes 35 in the fourth to sixth column is hybridized it may be preferable to not hybridized), the temperature is lowered to the extent that the probe DNA fragment of the spot of a given probe electrodes can be hybridized, hybridized probe DNA fragment of the spot of a predetermined probe electrodes other than the probe electrode Ageruko the temperature to such a degree that can not be によって、撹拌したときに、分散されにくいスポットと分散されやすいスポットを選択的に形成することができる。 Accordingly, when the stirring, it is possible to selectively form a dispersed easily spot and dispersed hard spot.
【0020】 [0020]
請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載のDNA分析装置において、 According to a third aspect of the invention, the DNA analyzer according to claim 1 or 2,
前記複数のプローブ電極は、一つのプローブ電極又は隣り合う幾つかのプローブ電極からなる複数の電極組に分けられ、 Wherein the plurality of probe electrodes are divided into a plurality of electrode sets comprising a single probe electrode or adjacent some probe electrode,
前記複数の電極組のうちの所定の電極組に配列されたスポット同士は、プローブDNA断片の塩基配列が互いに異なり、且つ一本のプローブDNA断片の塩基数が互いに同一であるか又は前記所定の電極組以外のプローブ電極に配列されたスポットの一本のプローブDNA断片の塩基数よりも互いにより近似することを特徴とする。 Spots arrayed in a predetermined set of electrodes of the plurality of electrode sets is the probe DNA fragment nucleotide sequences are different from each other, and the single probe DNA fragments bases is or of the predetermined identical to each other wherein the approximate each other more than the number of bases electrode sets other than the one of the probe DNA fragments of spots disposed probe electrode.
【0021】 [0021]
DNA断片は塩基数が少なくなるにつれて電気泳動移動度が大きくなる。 DNA fragments electrophoretic mobility as the number of bases is decreased becomes larger. そのため、電気泳動媒体の第一電極側に塩基数の異なる複数種のサンプルDNA断片を注入すると、塩基数の少ないサンプルDNA断片は第二電極側に泳動しやすく、塩基数の多いサンプルDNA断片は流体抵抗が高くなるので第二電極側に泳動しにくい。 Therefore, when injecting a plurality of types of sample DNA fragments having different base number to the first electrode side of the electrophoresis medium, a small sample DNA fragments of number of bases tends to migrate to the second electrode side, many sample DNA fragments of base number the fluid resistance increases hardly migrate to the second electrode side. ここで、請求項4に記載の発明では、複数のスポットは電極組が第二電極に近づくにつれてプローブDNA断片の塩基数が小さくなるから、サンプルDNA断片は第一電極及び第二電極間の電圧によって塩基数のほぼ同じプローブDNA断片のある電極組の上へと泳動する。 Here, in the invention according to claim 4, since the number of bases in the probe DNA fragment as a plurality of spots electrode set is closer to the second electrode is reduced, the sample DNA fragments is the voltage between the first electrode and the second electrode migrate to approximately the same probe on the electrode pairs in the DNA fragment of bases by. 複数のプローブ電極及び複数のスポットが第一電極及び第二電極よりも深い位置に配置されているため、サンプルDNA断片が第一電極から第二電極に向けて泳動している時には、サンプルDNA断片がスポットにまで至らないが、プローブ電極にサンプルDNA断片を引きつけるような第一電極の電圧より高い電圧が印加されると、サンプルDNA断片は深さ方向にも泳動する。 Since a plurality of probe electrodes and a plurality of spots are arranged at a position deeper than the first electrode and the second electrode, when the sample DNA fragments are migrating toward the second electrode from the first electrode, the sample DNA fragments but not reach up to the spot, when the voltage higher than the voltage of the first electrode as attract sample DNA fragments in the probe electrode is applied, the sample DNA fragments also migrate in a depth direction.
従って、サンプルDNA断片は、塩基数のほぼ同じプローブDNA断片のスポットまで泳動する。 Thus, the sample DNA fragments migrate to the spot of substantially the same probe DNA fragment of bases. そのため、サンプルDNA断片を同じ塩基数の相補的なプローブDNA断片のみとハイブリダイズさせることができるから、塩基数の異なるために電気泳動の移動速度が異なる複数種のサンプルDNA断片それぞれの塩基配列を効率よく分析することができる。 Therefore, since the sample DNA fragments can be only the hybridized probe complementary DNA fragments of the same number of bases, the moving speed of the electrophoresis to different bases are different types of sample DNA fragments each nucleotide sequence it can be efficiently analyzed.
【0022】 [0022]
請求項に記載の発明は、図5、図10〜図12に示すように、請求項3に記載のDNA分析装置において、 Invention according to claim 4, 5, as shown in FIGS. 10 to 12, in the DNA analyzing apparatus according to claim 3,
前記第二電極の電位が前記第一電極の電位より高くなるように電圧を所定時間印加する電圧印加工程(ステップSS1、ステップS6、ステップS11)を前記電極組の組数だけ繰り返す電圧制御回路(例えば、電圧制御回路73)を備えることを特徴とする。 The voltage applying step of the potential of the second electrode by a predetermined time applying a voltage to be higher than the potential of the first electrode (step SS1, step S6, step S11) the voltage control circuit repeats a number of sets the electrode unit ( for example, characterized in that it comprises a voltage control circuit 73).
【0023】 [0023]
請求項に記載の発明では、第二電極の電位が第一電極の電位より高くなるように電圧を所定時間印加する電圧印加工程が繰り返されることによって、サンプルDNA断片が第一電極から第二電極に向けて泳動する。 In the invention described in claim 4, by the potential of the second electrode is a voltage applying step of applying a predetermined time a voltage to be higher than the potential of the first electrode is repeated, the sample DNA fragment is first from the first electrode two toward the electrode migrate. これにより移動可能なサンプルDNA断片を適宜移動することができる。 This makes it possible to move the sample DNA fragments can be properly moved.
【0024】 [0024]
請求項に記載の発明は、請求項に記載のDNA分析装置において、前記電圧制御回路による電圧印加工程が繰り返されている時に、前記温度調節素子に発熱動作を行わせ、前記電圧制御回路による電圧印加工程の繰り返しが終了した後には、前記温度調節素子の発熱動作を終了する温度制御回路を備えることを特徴とする。 Invention according to claim 5, in the DNA analyzing apparatus according to claim 4, when the voltage application process according to the voltage control circuit is repeated, to perform the heating operation to the temperature regulating device, said voltage control circuit after the repetition of the voltage application step has been completed by is characterized in that it comprises a temperature control circuit ends the heating operation of the temperature regulating device.
【0025】 [0025]
請求項に記載の発明では、温度制御回路が発熱動作を温度調節素子に行わせているため、ハイブリダイズしないために電気泳動媒体中のサンプルDNA断片が泳動しやすい。 In the invention described in claim 5, the temperature control circuit is to perform the heating operation at a temperature regulating device, the sample DNA fragments in the electrophoresis medium tends to migrate to not hybridize. その後に、温度制御回路が発熱素子の発熱動作を終了させているため、電気泳動媒体の温度が下がり、サンプルDNA断片がハイブリタイズしやすい。 Thereafter, the temperature control circuit is to terminate the heating operation of the heating elements, drops the temperature of the electrophoretic medium, the sample DNA fragment is easily hybridized.
【0026】 [0026]
請求項に記載の発明は、請求項に記載のDNA分析装置において、 The invention described in claim 6 is the DNA analyzer according to claim 4,
前記電圧制御回路は、電圧印加工程のそれぞれの後に、前記複数の電極組のうち前記第二電極から近い順に一つの電極組を選択して、その選択した電極組中の一又は複数のプローブ電極の電位が前記第一電極及び第二電極の少なくとも一方の電位よりも高くなるように電圧を印加することを特徴とする。 Said voltage control circuit, after each voltage applying step, said plurality of electrode pairs by selecting one of the electrode sets in order of distance from the second electrode, one or more probe electrodes in the selected electrode set during potential of and applying a voltage to be higher than at least one of the potential of the first electrode and the second electrode.
【0027】 [0027]
請求項に記載の発明では、電圧印加工程においてサンプルDNA断片が第一電極から第二電極に向けて泳動するが、泳動距離はサンプルDNA断片の塩基数が小さくなるにつれて長くなる。 In the invention of claim 6, although the sample DNA fragments in the voltage applying step migrates toward the second electrode from the first electrode, migration distance becomes longer as the number of bases sample DNA fragment decreases. 例えば、塩基数の少ないサンプルDNA断片は最初の電圧印加工程では第二電極に最も近い電極組に最も近く泳動しているから、その後に電極組が選択されるとその電極組中のプローブ電極の電位が前記第一電極及び第二電極の少なくとも一方の電位よりも高いからその塩基数の少ないサンプルDNA断片は選択された電極組へと深さ方向に泳動する。 For example, small sample DNA fragments of number of bases from the first voltage applying step is closest electrophoretic closest electrode set to the second electrode, subsequent to the electrode set is selected probe electrodes of the electrode set in high potential because less sample DNA fragments of the nucleotide number than at least one of the potential of the first electrode and the second electrode migrates in the depth direction to that electrode sets.
このように、電圧印加工程が繰り返され、電圧印加工程のそれぞれの間に前記複数の電極組のうち前記第二電極から近い順に一つの電極組を選択すると、サンプルDNA断片は、第二電極に近い電極組になるにつれて塩基数が少なくなるように、各電極組に振り分けられる。 Thus, the voltage applying step is repeated, by selecting one set of electrodes the multiple order of distance from the second electrode of the electrode pair during each voltage applying step, the sample DNA fragment, to the second electrode as bases decreases as they become closer to the electrode assembly, it is distributed to each electrode set.
その後、温度制御回路が温度調節素子の発熱動作を終了させているため、電気泳動媒体の温度が下がり、サンプルDNA断片が同じ塩基数の相補的なプローブDNA断片とハイブリダイズしやすい。 Thereafter, the temperature control circuit is to terminate the heating operation of the temperature regulating device, drops the temperature of the electrophoretic medium, the sample DNA fragment is likely to complementary probe DNA fragments hybridized with the same number of bases.
【0028】 [0028]
請求項に記載の発明は、請求項に記載のDNA分析装置において、 The invention described in claim 7 is the DNA analyzer according to claim 6,
前記電圧制御回路は、全ての電極組を選択した後に前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が前記複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加することを特徴とする。 It said voltage control circuit includes a feature that the at least one of the potential of the first electrode and the second electrode after selecting all of the electrode pairs is applied a voltage to be higher than the potential of the plurality of probe electrodes to.
【0029】 [0029]
請求項に記載の発明では、全ての電極組を選択した後に前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加することによって、ハイブリダイズしていないサンプルDNA断片がスポットから離れて、第一電極及び第二電極の少なくとも一方へと泳動する。 In the invention described in claim 7, by applying a voltage to at least one of the potential becomes higher than the potential of the plurality of probe electrodes of the first electrode and the second electrode after selecting all of the electrode pairs , sample DNA fragments not hybridized is away from the spot to migrate to at least one of the first electrode and the second electrode. しかし、相補的なプローブDNA断片とハイブリダイズしたサンプルDNA断片はスポットから離れない。 However, complementary probe DNA fragments hybridized with the sample DNA fragment is not separated from the spot.
従って、サンプルDNA断片は相補的なプローブDNA断片のスポットにのみ分布しているので正確にハイブリダイズしたスポットのみを検知することができる。 Thus, the sample DNA fragments can be detected only spots hybridized precisely because distributed only to spots of the probes complementary DNA fragments.
【0030】 [0030]
請求項に記載の発明は、請求項1からの何れか一項に記載のDNA分析装置において、前記複数のプローブ電極に配列された複数のスポットに対応して設けられた複数のフォトセンサ素子を有することを特徴とする。 Invention according to claim 8, in DNA analyzer according to any one of claims 1 to 7, a plurality of photo provided corresponding to a plurality of spots arranged in a plurality of probe electrodes sensor and having a device.
【0031】 [0031]
請求項に記載の発明では、各フォトセンサ素子がスポット毎にハイブリダイゼーションの有無を検知することができるので複数のスポットを同時に検知することができる。 In the invention according to claim 8, each photosensor element can simultaneously detect a plurality of spots it is possible to detect the presence or absence of hybridization for each spot.
【0032】 [0032]
請求項9記載の発明の分析方法は、 The analytical method of the invention of claim 9, wherein the
電気泳動媒体が入った浴槽と、前記浴槽に並んだ複数のプローブ電極と、前記浴槽中に配置され、前記浴槽の幅方向に対向配置した第一電極及び第二電極と、既知の塩基配列を有したプローブDNA断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極に配列された複数のスポットと、前記プローブ電極1つにつき1つ設けられ、前記プローブ電極を介して前記複数のスポットの温度を調節する温度調節素子と、を備えたDNA分析装置の分析方法において、 A tub containing the electrophoretic medium, and a plurality of probe electrodes arranged in the bath, is placed in the bath, a first electrode and a second electrode which is opposed to the width direction of the bath, the known base sequence together consist of probe DNA fragments having a plurality of spots arranged in a plurality of probe electrodes, the probe electrode one per provided, the temperature to adjust the temperature of the plurality of spots via the probe electrodes and adjusting element, in the analysis method of the DNA analyzer including a
前記第一電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番大きく、 前記第一電極側から前記第二電極側に寄るにつれて前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数が減少し、前記第二電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番小さくなるように配置し、前記第一電極側から塩基数が互いに異なる複数種類のサンプルDNA断片を注入するサンプルDNA注入ステップと、 Base number of the first electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is large most, the probe DNA fragments fixed to the spot as from the first electrode side stop at the second electrode side base number is decreased, the number of bases of the second electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is positioned so as best smaller, plurality bases are different from the first electrode side and sample DNA injection step of injecting the types of sample DNA fragments,
前記第一電極と前記第二電極には、複数種類のサンプルDNA断片が前記電気泳動媒体中を前記第一電極側から前記第二電極側に向かって泳動する電圧を印加し、前記サンプルDNA断片が同程度の体積の前記プローブDNA断片が設けられた前記プローブ電極上方に到達すると予想される所定時間後に、前記第一電極と前記第二電極が等電圧になるような電圧を印加し、且つ前記温度調節素子によってスポット近傍が冷却し、前記サンプルDNA断片を前記プローブ電極に設けられたプローブDNA断片に引き寄せる電気泳動ステップと、 Wherein the first electrode and the second electrode, and applying a voltage to a plurality of types of sample DNA fragments migrate toward the second electrode side in the electrophoretic medium from said first electrode side, the sample DNA fragment There after a predetermined time which is expected to reach the probe electrode above the probe DNA fragment of comparable volume provided by applying a voltage that the first electrode and the second electrode is equipotential, and an electrophoretic step to draw the probe DNA fragments provided near the spot cooling, the sample DNA fragments to the probe electrode by the temperature regulating device,
を含むことを特徴とする。 Characterized in that it comprises a.
【0033】 [0033]
請求項記載の発明では、必要に応じてプローブ電極を介してプローブDNA断片及びその周囲の電気泳動媒体の温度を調節することができるので、任意のプローブDNA断片を選択的にハイブリダイゼーションできる状況にするとともに任意のプローブDNA断片以外のプローブDNA断片近傍のサンプルDNA断片を変成状態を維持することで速やかに電気泳動できるようにすることができる。 Availability In the present invention of claim 9, wherein, it is possible to adjust the temperature of the probe DNA fragments and surrounding electrophoresis medium via its probe electrodes as required, which can selectively hybridize to any probe DNA fragments it is possible to allow rapid electrophoresis to maintain the shift state sample DNA fragment of probe DNA fragments vicinity other than any probe DNA fragments as well as the.
【0034】 [0034]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様について説明する。 The following describes specific embodiments of the present invention with reference to the drawings. ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。 However, it does not limit the scope of the invention to the illustrated examples.
【0035】 [0035]
図1は、DNAを分析するDNA同定装置100を破断して示した正面図であり、図2は、DNA同定装置100の上面図である。 Figure 1 is a front view showing cutaway DNA identification device 100 for analyzing DNA, Figure 2 is a top view of DNA identification device 100.
【0036】 [0036]
このDNA同定装置100は、浴槽71と、浴槽71の上方に配置された紫外線照射器77と、浴槽71の内側の上部で且つ浴槽71の幅方向に水平対向配置された第一電極74及び第二電極75と、浴槽71の底に対して着脱自在なDNAセンサ1と、を備える。 The DNA identification apparatus 100 includes a tub 71, an ultraviolet irradiator 77 located above the bath 71, the first electrode 74 and the a horizontally opposed in the width direction of and tub 71 inside the upper portion of the tub 71 It includes a second electrode 75, and the DNA sensor 1 detachable to the bottom of the tub 71, a.
【0037】 [0037]
DNAセンサ1について図3及び図4を参照して説明する。 With reference to FIGS. 3 and 4 will be described DNA sensor 1. 図3は、DNAセンサ1の平面図であり、図4(a)は、DNAセンサ1の一画素を示した平面図であり、図4(b)は、図4(a)の破断線II−IIで破断して示した断面図である。 Figure 3 is a plan view of the DNA sensor 1, FIG. 4 (a) is a plan view showing one pixel of a DNA sensor 1, FIG. 4 (b), break line II shown in FIG. 4 (a) is a sectional view showing fractured at -II.
DNAセンサ1は、撮像デバイスである光検知デバイス2と、光検知デバイス2の表面全体に成膜された電磁シールド層32と、電磁シールド層32上に形成されたオーバコート層33と、オーバコート層33上に成膜された紫外線遮蔽層34と、紫外線遮蔽層34の表面に配列された複数のプローブ電極35,35,…と、それぞれが一本鎖プローブDNA断片61の群集であるとともにプローブ電極35,35,…上に配列されて固定された複数のスポット60,60,…と、を備える。 DNA sensor 1 includes a light sensing device 2 which is an image pickup device, an electromagnetic shield layer 32 which is formed on the entire surface of the light sensing device 2, an overcoat layer 33 formed on the electromagnetic shield layer 32, overcoat probe and ultraviolet shielding layer 34 which is deposited on the layer 33, a plurality of probe electrodes 35, 35 are arranged on the surface of the ultraviolet blocking layer 34, ... and with each a crowd of single-stranded probe DNA fragments 61 comprising electrodes 35, 35 ... plurality of spots which are fixedly arranged above 60, 60, ... and the.
【0038】 [0038]
光検知デバイス2は、略平板状の透明基板17と、透明基板17の表面上にn行m列(m、nともに2以上の整数である。)のマトリクス状に配列された複数のダブルゲート型電界効果トランジスタで構成されたフォトセンサ素子20,20,…と、を備える。 Light sensing device 2 includes a substantially flat transparent substrate 17, n rows and m columns on the surface of the transparent substrate 17 (m, n are both an integer of 2 or more.) A plurality of double-gate arranged in a matrix of photosensor elements 20, 20 are configured in a type field effect transistor comprises ... a, a. なお、行とは、後述するソースライン42、ドレインライン43に沿って横方向に一直線に並んだm個のフォトセンサ素子20,20,…の並びをいう。 Note that the row and the source lines 42 to be described later, m-number of the photo sensor element 20, 20 arranged in a straight line in the horizontal direction along the drain lines 43, ... refers to the sequence of. 列とは、後述するトップゲートライン44、ボトムゲートライン41に沿って縦方向に一直線に並んだn個のフォトセンサ素子20,20,…の並びをいう。 Column as a top gate lines 44, n-number of the photo sensor element 20, 20 arranged in a straight line longitudinally along the bottom gate line 41 to be described later, ... refers to the sequence of.
【0039】 [0039]
透明基板17は、光に対して透過性(以下、単に透光性という。)を有するとともに絶縁性を有し、石英ガラス等といったガラス基板又はポリカーボネート等といったプラスチック基板である。 Transparent substrate 17, transparent to light (hereinafter, simply referred to as translucent.) Has an insulating property and having a, a plastic substrate such as a glass substrate or a polycarbonate such as quartz glass or the like. この透明基板17の裏面が、光検知デバイス2の裏面を成している。 The rear surface of the transparent substrate 17, forms the rear surface of the light sensing device 2. なお、透光性を有した透明基板17の代わりに、遮光性を有した基板であっても良い。 Instead of the transparent substrate 17 having a light-transmitting property may be a substrate having a light shielding property.
【0040】 [0040]
これらフォトセンサ素子20,20,…は、画素となる光電変換素子である。 These photo sensor elements 20, 20, ... is a photoelectric conversion element serving as a pixel. フォトセンサ素子20は、透明基板17上に形成されたボトムゲート電極21と、ボトムゲート電極21上に形成されたボトムゲート絶縁膜22と、ボトムゲート電極21との間にボトムゲート絶縁膜22を挟むとともにボトムゲート電極21に対向した半導体膜23と、半導体膜23の中央部上に形成されたチャネル保護膜24と、半導体膜23の両端部上に互いに離間して形成された不純物半導体膜25,26と、一方の不純物半導体膜25上に形成されたソース電極27と、他方の不純物半導体膜26上に形成されたドレイン電極28と、ソース電極27及びドレイン電極28上に形成されたトップゲート絶縁膜29と、半導体膜23との間にトップゲート絶縁膜29及びチャネル保護膜24を挟むとともに半導体膜23に対向したト Photosensor element 20, the bottom gate electrode 21 formed on the transparent substrate 17, the bottom gate insulating film 22 formed on the bottom gate electrode 21, the bottom gate insulating film 22 between the bottom gate electrode 21 a semiconductor film 23 facing the bottom gate electrode 21 with sandwiching a channel protective film 24 formed on the central portion of the semiconductor film 23, the impurity semiconductor film formed apart from each other on both ends of the semiconductor film 23 25 , 26, a source electrode 27 formed on one of the impurity semiconductor film 25, and the other of the impurity semiconductor film 26 drain electrode 28 formed on the top gate formed on the source electrode 27 and drain electrode 28 an insulating film 29, opposite the semiconductor film 23 with sandwiching the top gate insulating film 29 and channel protective film 24 between the semiconductor film 23 DOO プゲート電極30と、を具備する。 And Pugeto electrode 30 comprises a.
【0041】 [0041]
透明基板17上には、ボトムゲート電極21がフォトセンサ素子20ごとに形成されている。 On the transparent substrate 17, the bottom gate electrode 21 is formed for each photosensor element 20. また、透明基板17上には、縦方向に延在するm本のボトムゲートライン41,41,…が一列につき一本ずつ形成されており、縦方向に配列された同じ列の各フォトセンサ素子20のボトムゲート電極21は共通のボトムゲートライン41と一体となって形成されている。 Further, on the transparent substrate 17, m the bottom gate lines 41, 41 extending in the vertical direction, ... are formed one by one per row, each photo in the same column which are vertically arranged sensor element bottom gate electrode 21 of the 20 is formed integrally with a common bottom gate line 41. ボトムゲート電極21及びボトムゲートライン41は、導電性及び遮光性を有し、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの合金からなる。 Bottom gate electrode 21 and bottom gate lines 41 have conductivity and light shielding properties, made of, for example, chromium, chromium alloy, aluminum or aluminum alloy, or an alloy thereof.
【0042】 [0042]
ボトムゲート電極21及びボトムゲートライン41上には、全てのフォトセンサ素子20,20,…に共通したボトムゲート絶縁膜22が形成されている。 On the bottom gate electrode 21 and bottom gate lines 41, all of the photo sensor elements 20, 20, the bottom gate insulating film 22 which is common to ... are formed. ボトムゲート絶縁膜22は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン(SiN)又は酸化シリコン(SiO 2 )からなる。 Bottom gate insulating film 22 has an insulating property and translucency, for example, silicon nitride (SiN) or silicon oxide (SiO 2).
【0043】 [0043]
ボトムゲート絶縁膜22上には、半導体膜23がフォトセンサ素子20ごとに形成されている。 On the bottom gate insulating film 22, semiconductor film 23 is formed for each photosensor element 20. 半導体膜23は、平面視して略矩形状を呈しており、アモルファスシリコン又はポリシリコンで形成された層である。 The semiconductor film 23 has a substantially rectangular shape in plan view, a layer formed of amorphous silicon or polysilicon. 半導体膜23上には、チャネル保護膜24が形成されている。 On the semiconductor film 23, the channel protection film 24 is formed. チャネル保護膜24は、パターニングに用いられるエッチャントから半導体膜23の界面を保護する機能を有し、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。 Channel protection film 24 has a function of protecting the interface of the semiconductor film 23 from an etchant used in patterning, it has an insulating property and the light-transmitting, for example, silicon nitride or silicon oxide. 半導体膜23は光に対して感度を示し、半導体膜23に光が入射すると、入射した光量に従った量の電子−正孔対がチャネル保護膜24と半導体膜23との界面付近を中心に発生するようになっている。 The semiconductor film 23 represents the sensitivity to light, when the semiconductor film 23 is a light incident, the amount of electrons in accordance with the amount of incident light - hole pairs around the vicinity of the interface between the channel protective film 24 and the semiconductor film 23 It is adapted to generate. この場合、半導体膜23側にはキャリアとして正孔が発生し、チャネル保護膜24側には電子が発生するようになっている。 In this case, holes occur as a carrier in the semiconductor film 23 side, the channel protective film 24 side is adapted electrons are generated.
【0044】 [0044]
半導体膜23の一端部上には、不純物半導体膜25が一部チャネル保護膜24に重なるようにして形成されており、半導体膜23の他端部上には、不純物半導体膜26が一部チャネル保護膜24に重なるようにして形成されている。 On one end of the semiconductor film 23, the impurity semiconductor film 25 is formed so as to overlap a portion the channel protective film 24, on the other end portion of the semiconductor film 23, the impurity semiconductor film 26 is partially channels It is formed so as to overlap the protective film 24. 不純物半導体膜25,26は、フォトセンサ素子20ごとにパターニングされている。 Impurity semiconductor films 25 and 26 are patterned for each photo sensor element 20. 不純物半導体膜25,26は、n型の不純物イオンを含むアモルファスシリコン(n +シリコン)からなる。 Impurity semiconductor films 25 and 26 are made of amorphous silicon containing n-type impurity ions (n + silicon).
【0045】 [0045]
不純物半導体膜25上には、フォトセンサ素子20ごとにパターニングされたソース電極27が形成されている。 Over the impurity semiconductor film 25, a source electrode 27 which is patterned for each photo sensor element 20 is formed. 不純物半導体膜26上には、フォトセンサ素子20ごとにパターニングされたドレイン電極28が形成されている。 Over the impurity semiconductor film 26, the drain electrode 28 patterned for each photo sensor element 20 is formed. また、ボトムゲート絶縁膜22上には、横方向に延在するm本のソースライン42,42,…が一行につき一本ずつ形成されているとともに、横方向に延在するm本のドレインライン43,43,…が一行につき一本ずつ形成されている。 Further, the bottom gate on the insulating film 22, m of source lines 42, 42 extending transversely, ... together are formed one by one per line, m This drain line extending in the lateral direction 43, 43, ... are formed one by one per line. そして、横方向に配列された同じ行の各フォトセンサ素子20のソース電極27は共通のソースライン42と一体に形成されており、横方向に配列された同じ行の各フォトセンサ素子20のドレイン電極28は共通のドレインライン43と一体に形成されている。 Then, the source electrode 27 in the lateral direction are arranged the respective photo sensor element 20 in the same row are formed integrally with the common source line 42, the drain of each photosensor element 20 in the same row that are arranged in a horizontal direction electrode 28 is formed integrally with the common drain line 43. ソース電極27、ドレイン電極28、ソースライン42及びドレインライン43は、導電性及び遮光性を有しており、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの合金からなる。 Source electrode 27, drain electrode 28, the source lines 42 and the drain line 43 has a conductive and light shielding properties, made of, for example, chromium, chromium alloy, aluminum or aluminum alloy, or an alloy thereof.
【0046】 [0046]
チャネル保護膜24、ソース電極27及びドレイン電極28並びにソースライン42,42,…及びドレインライン43,43,…上には、全てのフォトセンサ素子20,20,…に共通したトップゲート絶縁膜29が形成されている。 Channel protection film 24, the source electrode 27 and drain electrode 28 and source lines 42, 42, ... and the drain line 43, ... in the upper, all of the photo sensor elements 20, 20, the top gate insulating film 29 common to ... There has been formed. トップゲート絶縁膜29は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。 Top gate insulating film 29 has insulating properties and light-transmitting, for example, made of silicon nitride or silicon oxide.
【0047】 [0047]
トップゲート絶縁膜29上には、フォトセンサ素子20ごとにパターニングされたトップゲート電極30が形成されている。 Top on the gate insulating film 29, the top gate electrode 30 patterned for each photo sensor element 20 is formed. また、トップゲート絶縁膜29上には縦方向に延在するn本のトップゲートライン44が一列につき一本ずつ形成されており、縦方向に配列された同じ列の各フォトセンサ素子20のトップゲート電極30は共通のトップゲートライン44と一体に形成されている。 The top of the top gate insulating film is formed on 29 and n top gate lines 44 of the longitudinally extending is formed one by one per row, each in the same column which are vertically arranged photo sensor elements 20 the gate electrode 30 is formed integrally with a common top-gate line 44. トップゲート電極30及びトップゲートライン44は、導電性及び透光性を有し、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物(例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム)で形成されている。 The top gate electrode 30 and top gate lines 44 is electrically conductive and translucent, for example, indium oxide, mixtures containing at least one of zinc oxide or tin oxide or their (e.g., tin-doped indium oxide ( ITO), are formed in the zinc-doped indium oxide).
以上のように構成されたフォトセンサ素子20は、半導体膜23を受光部とした光電変換素子である。 Or photosensor elements 20 configured as described is a photoelectric conversion element and a light receiving portion of the semiconductor film 23. これらフォトセンサ素子20,20,…は共通の保護絶縁膜31によってまとめて被覆されており、保護絶縁膜31はトップゲート電極30及びトップゲートライン44上に形成されている。 These photo sensor elements 20, 20, ... are covered together by a common protective insulating film 31, the protective insulating film 31 is formed on the top gate electrode 30 and top gate lines 44. この保護絶縁膜31は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。 The protective insulating film 31 has insulating properties and light-transmitting, for example, made of silicon nitride or silicon oxide.
【0048】 [0048]
保護絶縁膜31上には、電磁シールド層32が全てのフォトセンサ素子20,20,…に共通して一面に形成されている。 Over the protective insulating film 31, the electromagnetic shield layer 32 is all the photo sensor elements 20, 20 are formed on one side in common ... to. 電磁シールド層32は、導電性及び透光性を有し、例えば酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物で形成されている。 Electromagnetic shield layer 32 is electrically conductive and translucent, for example indium oxide, is formed of a mixture comprising at least one of zinc oxide or tin oxide or their.
【0049】 [0049]
電磁シールド層32上には、オーバコート層33が全てのフォトセンサ素子20,20,…に共通して一面に形成されている。 On the electromagnetic shield layer 32, overcoat layer 33 is all the photo sensor elements 20, 20 are formed on one side in common ... to. オーバコート層33は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。 Overcoat layer 33 has an insulating property and the light-transmitting, for example, silicon nitride or silicon oxide.
【0050】 [0050]
オーバコート層33上には、紫外線遮蔽層34が全てのフォトセンサ素子20,20,…に共通して一面に形成されている。 On overcoat layer 33, the ultraviolet shielding layer 34 is all the photo sensor elements 20, 20 are formed on one side in common ... to. 紫外線遮蔽層34は、後述する蛍光物質を励起させる紫外線を遮光し、紫外線によって励起される蛍光物質から発する蛍光(主に、可視光線)を透過する性質を有する。 Ultraviolet shielding layer 34 shields the ultraviolet rays for exciting the fluorescent substance to be described later, the fluorescence (mainly visible rays) emitted from the fluorescent substance that is excited by ultraviolet rays having a property of transmitting. 紫外線遮蔽層34としては、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタンからなる層が挙げられる。 The ultraviolet shielding layer 34 include a layer made of titanium oxide having an anatase type or rutile type. その他に、高屈折率の誘電体H層と、誘電体H層より低屈折率の誘電体L層とが紫外線波長の1/4の光学膜厚で交互に積層された誘電体多層膜が挙げられる。 Other, dielectric H layers with a high refractive index, include dielectric H layers than the low refractive index of the dielectric L layers and 1/4 of the optical film dielectric multilayer film are alternately stacked to a thickness of the ultraviolet wavelength It is.
【0051】 [0051]
紫外線遮蔽層34上には、縦方向に延在するm本のプローブ電極35,35,…が一列につき一本ずつ形成されている。 On ultraviolet shielding layer 34, m the probe electrodes 35 and 35 extending in the longitudinal direction, ... are formed one by one per row. これらプローブ電極35は長手方向が互いに平行となるように配列されている。 These probe electrodes 35 are arranged such that the longitudinal directions are parallel to each other. また、それぞれのプローブ電極35は同じ列のn個のフォトセンサ素子20,20,…をまとめて被覆するように形成されている。 Further, each of the probe electrodes 35 are formed so as to cover the same n number of photosensor elements 20, 20 of the columns, ... collectively.
【0052】 [0052]
プローブ電極35,35,…上には、プローブ電極35一つにつきn種類のスポット60が列になって固定されており、全体で(m×n)種類のスポット60がマトリクス状になって配列されている。 Probe electrodes 35 and 35, the upper ..., n types of spots 60 per one probe electrode 35 is fixed by in rows, a total of (m × n) kinds of spot 60 is arranged becomes a matrix It is. そして、平面視して一つのフォトセンサ素子20に一種類のスポット60が重なるようにして、一つのフォトセンサ素子20につき一種類のスポット60が配列されている。 Then, as one type of spot 60 in one photo sensor element 20 in plan view overlaps one of the photo sensor element 20 per type of spot 60 is arranged. 一つのスポット60は一本鎖プローブDNA断片61が多数集まった群集であり、一つのスポット60に含まれる多数の一本鎖プローブDNA断片61は同じ塩基配列(ヌクレオチド配列)を有し、スポット60ごとに一本鎖プローブDNA断片61の塩基配列は異なっている。 One spot 60 is a crowd single-stranded probe DNA fragments 61 have gathered a number, a number of single-stranded probe DNA fragments 61 contained in one spot 60 have the same base sequence (nucleotide sequence), the spot 60 nucleotide sequence of the single-stranded probe DNA fragments 61 each are different. 何れのスポット60も、塩基配列が既知のものである。 Any spot 60 is also intended nucleotide sequence is known.
【0053】 [0053]
更には、同じ列のn種類のスポット60は互いに異なる塩基配列の一本鎖プローブDNA断片61からなるが、互いにほぼ同じ塩基数の一本鎖DNA断片61となっている。 Furthermore, n kinds of spots 60 in the same row are made of a single-stranded probe DNA fragments 61 having different base sequences, and has a single-stranded DNA fragments 61 having approximately the same number of bases to each other. つまり、同じ列のn種類のスポット60の一本鎖DNA断片61は、何れも塩基の数がほぼ同じである。 That is, single-stranded DNA fragment 61 of n type spot 60 in the same row are all the number of bases is substantially the same. スポット60の一本鎖プローブDNA断片61の塩基数が列ごとに大幅に異なっても良いが、m列のうち幾つかの隣接しあった列はほぼ同じ塩基数の一本鎖DNA断片61とされていても良い。 Although the base number of the single-stranded probe DNA fragments 61 in the spot 60 may vary significantly for each column, with several adjacent each other columns are of approximately the same number of bases single stranded DNA fragments 61 of m columns it may be. また、スポット60,60,…のm列のうち一列又は隣り合う幾つかの列から成る列組は、ほぼ同じ塩基数の一本鎖DNA断片61とされており、ほぼ同じ塩基数の一本鎖DNA断片61とされた列組が幾つかある。 Also, spots 60, 60 column set consisting of a number of adjacent rows one row or out of ... m rows of is a single-stranded DNA fragments 61 having approximately the same number of bases, nearly one in the same number of bases It is a chain DNA fragments 61 column sets there are several. ほぼ同じ塩基数の一本鎖プローブDNA断片61とされた列組が左に寄るにつれてその塩基数が増えるように、且つ、ほぼ同じ塩基数一本鎖プローブDNA断片61とされた列組が右に寄るにつれて塩基数が減るようにスポット60,60,…が配列されている。 As substantially single-stranded probe DNA fragments 61 and column sets of the same number of bases increases the number of bases as stop at the left, and the column group, which is substantially the same base number single stranded probe DNA fragments 61 right spotted 60,60 as bases is reduced, ... it is arranged as stop at.
従って、複数のプローブ電極35,35,…もプローブDNA断片61の塩基数の数によって分別される。 Thus, a plurality of probe electrodes 35, 35 ... are also sorted by the number of base number of the probe DNA fragments 61. つまり、複数のプローブ電極35,35,…は一つのプローブ電極35又は隣り合う幾つかのプローブ電極35からなる電極組に分けられ、共通の電極組に配列されたスポット60,60,…はそれぞれ一本鎖プローブDNA断片61の塩基数がほぼ同じであるが、塩基配列が異なる。 That is, a plurality of probe electrodes 35, 35, ... is divided into electrode sets consisting of several probe electrode 35 in which one probe electrode 35 or adjacent spots are arranged in a common electrode set 60, 60, ... are respectively Although the base number of the single-stranded probe DNA fragments 61 are substantially the same, nucleotide sequences differ. ここで、「ほぼ同じ」とは、複数の電極組のうちの所定の電極組に配列された複数のスポット同士において、一本のプローブDNA断片の塩基数が、互いに同一であるか又はこの所定の電極組以外のプローブ電極に配列されたスポットの一本のプローブDNA断片の塩基数よりも互いに近似していることを意味する。 Here, "substantially the same", in a plurality of spots arrayed in a predetermined set of electrodes of the plurality of electrode sets, the number of bases single probe DNA fragments, whether identical to each other or the predetermined than the base number of the electrode pairs than the single probe DNA fragment spots disposed probe electrode means that are close to each other.
【0054】 [0054]
以下では、説明を簡単にするために、81個のフォトセンサ素子20,20,…が9行9列にマトリクス状に配列されており、9列のプローブ電極35,35,…が互いに平行となって形成されており、それぞれのプローブ電極35上には9種類のスポット60,60,…が配列されているものとする。 Hereinafter, for simplicity of explanation, 81 pieces of photo sensor elements 20, 20, ... are arranged in a matrix 9 rows and 9 columns, 9 rows of the probe electrodes 35, 35, ... and is parallel to each other it is formed by, on the respective probe electrodes 35 nine spots 60,60, ... are assumed to be arranged. また、左側3列のプローブ電極35,35,35からなる電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61は、スポット60ごとに互いに異なる塩基配列であるが、ほぼ同じ塩基数である。 Further, the spot is formed on the electrode set on consisting of probe electrodes 35,35,35 of the left three columns 60, 60, ... is a probe DNA fragment 61, is a different nucleotide sequence in each spot 60, substantially the same is the number of bases. 中央3列のプローブ電極35,35,35からなる電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61は、スポット60ごとに互いに異なる塩基配列であるが、ほぼ同じ塩基数である。 Spot is formed on the electrode set on consisting of probe electrodes 35,35,35 of the central three columns 60, 60, ... is a probe DNA fragment 61, is a different nucleotide sequence in each spot 60, almost the same number of bases it is. 右側3列のプローブ電極35,35,35からなる電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61は、スポット60ごとに互いに異なる塩基配列であるが、ほぼ同じ塩基数である。 Spot is formed on the electrode set on consisting of probe electrodes 35,35,35 of the right three columns 60, 60, ... is a probe DNA fragment 61, is a different nucleotide sequence in each spot 60, almost the same number of bases it is. また、左側3列のプローブ電極35,35,35からなる電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数は、中央3列のプローブ電極35,35,35の電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数より多く、中央3列のプローブ電極35,35,35からなる電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数は、右側3列のプローブ電極35,35,35からなる電極組上に形成されているスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数より多い。 Further, the spot is formed on the electrode set on consisting of probe electrodes 35,35,35 of the left three columns 60, 60, ... number of bases in the probe DNA fragments 61 in the central three rows of probe electrodes 35,35,35 set of electrodes on the spot is formed on the 60, 60, ... of the probe greater than the number of bases DNA fragments 61, spots are formed on the electrode set on consisting of probe electrodes 35,35,35 of the central three columns 60, 60, the base number of the probe DNA fragments 61 ..., the spot is formed on the electrode set on consisting of probe electrodes 35,35,35 of the right three columns 60, 60, ... greater than the number of bases probe DNA fragments 61 . また、最も左の列プローブ電極35を第1列目とし、最も右の列のプローブ電極35を第9列目とし、プローブ電極35の順番を左から順とする。 Also, the leftmost column probe electrode 35 as a first row, the most right probe electrodes 35 in the column to the ninth column, and forward the order of probe electrodes 35 from the left. つまり、第1列目〜第3列目が一つの共通の電極組となり、第4列目〜第6列目が一つの共通の電極組となり、第7列目〜第9列目が一つの共通の電極組となり、各電極組内では、一本鎖プローブDNA断片61の塩基数が同一であるか又は当該電極組以外の電極組に配列されたスポットの一本のプローブDNA断片の塩基数よりも互いに近似している。 That is, the first row to third row becomes the one common electrode group, the fourth row to the sixth row becomes the one common electrode sets, row to ninth row seventh one become common electrode sets, within each electrode pair, bases of a single probe DNA fragment of the spot number of bases of a single-stranded probe DNA fragments 61 are arranged on or the electrode sets other than the electrode sets are identical They are close to each other than.
【0055】 [0055]
スポット60,60,…をプローブ電極35に固定する方法としては、予め調製したプローブDNA断片を、ポリ陽イオン(ポリ−L−リシン、ポリエチレンイミン等)で表面処理したプローブ電極35に分注装置を用いて点着して、DNAの荷電を利用して光検知デバイス2の表面に静電結合させる方法が適用される。 Spot 60, 60 as the method of fixing the ... to the probe electrodes 35, the previously prepared probe DNA fragments, polycationic (poly -L- lysine, polyethyleneimine or the like) on the surface treated with the probe electrode 35 the dispensing device and wearing point by using a method utilizing the charge of the DNA is electrostatically bound to the surface of the light sensing device 2 is applied.
その他の固定方法として、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基等を有するシランカップリング剤を用いる方法も利用されている。 Other methods of fixing, amino group, aldehyde group, a method using a silane coupling agent having an epoxy group or the like is also utilized. この場合には、アミノ基、アルデヒド基等は、共有結合によりプローブ電極35の表面に導入されるため、ポリ陽イオンによる場合と比較して安定にプローブ電極35に存在する。 In this case, an amino group, an aldehyde group, to be introduced to the surface of the probe electrodes 35 by a covalent bond is present in the stable probe electrodes 35 as compared with the case of poly cations.
その他の固定方法として、反応活性基を導入したオリゴヌクレオチドを合成し、表面処理したプローブ電極35に該オリゴヌクレオチドを点着し、共有結合させる方法もある。 Other methods of fixing, the introduced oligonucleotide reactive group is synthesized, spotted the oligonucleotide probe electrode 35 surface-treated, there is a method of covalently bonding.
【0056】 [0056]
以上のようなDNAセンサ1は、スポット60,60,…を上側にしてDNA読取装置100の浴槽71の底に対して着脱自在となっている。 DNA sensor 1 as described above, the spot 60, 60 is detachable to the ... upward against the bottom of the tub 71 of the DNA reading apparatus 100. なお、浴槽71の深さ方向は、水平方向に対して直交する。 The depth direction of the tub 71, perpendicular to the horizontal direction.
【0057】 [0057]
この浴槽71の上が開放しており、浴槽71内に所定の粘度の電気泳動媒体82を注入できるようになっている。 It has been on the opening of the tub 71, and to be able to inject an electrophoretic medium 82 of a predetermined viscosity into the bathtub 71. 電気泳動媒体82としては、粒子が分散媒に分散してなるコロイド溶液(ゾル)、ゲルを含有した電解溶液、その他の電解溶液等である。 The electrophoretic medium 82, a colloidal solution in which the particles are dispersed in a dispersion medium (sol), the electrolyte solution containing gels, other electrolytic solution or the like.
【0058】 [0058]
この浴槽71は振とう器83の上に載置されており、振とう器83によって浴槽71が振とうされることによって電気泳動媒体82が攪拌されるようになっている。 The tub 71 is mounted on the shaker 83 vibration, electrophoretic medium 82 by the tub 71 is shaken by the shaker 83 is adapted to be agitated. 振とう器83は超音波によって浴槽71を振とうするものであっても良いし、ロータリー式で浴槽71を振とうするものであっても良いし、往復式で浴槽71を振とうするものであっても良い。 Shaker 83 may be one that shaking the tub 71 by ultrasonic, may be one that shaking the tub 71 in rotary, intended to shake the bath 71 by reciprocating it may be.
【0059】 [0059]
また、浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合、浴槽71を上から見ると複数のプローブ電極35,35,…は第一電極74と第二電極75との間で配列され、左端のプローブ電極35は、浴槽71の左壁に形成された第一電極74寄りに位置し、右端のプローブ電極35は、浴槽71の右壁に形成された第二電極75寄りに位置する。 Furthermore, if the DNA sensor 1 to the bottom of the tub 71 is mounted, looking at the tub 71 from above the plurality of probe electrodes 35, 35, ... it is arranged between the first electrode 74 and the second electrode 75, the left end probe electrodes 35 of is located in the first electrode 74 toward formed in the left wall of the tub 71, the right end of the probe electrode 35 is located on the second electrode 75 toward formed in the right wall of the tub 71.
【0060】 [0060]
浴槽71内であって浴槽71の前壁面には、温度調節を行える温度調節素子72がプローブ電極35一つにつき一つ設けられている。 The front wall of the tub 71 a within bath 71, the temperature regulating device 72 capable of performing temperature regulation is provided one one per one probe electrode 35. 温度調節素子72,72,…は、浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合に、それぞれのプローブ電極35,35,…の端部に当接するように設けられており、それぞれのプローブ電極35,35,…を介してスポット60,60,…の温度を調節するものである。 Temperature regulating devices 72, 72, ..., when DNA sensor 1 to the bottom of the tub 71 is mounted, each of the probe electrodes 35 and 35 is provided so as to abut on ... the ends of the respective probe electrodes 35, 35 ... through the spot 60, 60 is to adjust the ... temperature. 温度調節素子72としては、加熱・冷却を行えるペルチェ素子や、加熱を行えるヒータと冷却を行えるヒートシンクとを組み合わせたもの等が挙げられるが、発熱によりプローブ電極35,35,…を選択的に加熱するとともに吸熱によりプローブ電極35,35,…を選択的に冷却することによってプローブ電極35,35,…及びその近傍の温度を調節できるものであれば良い。 The temperature regulating element 72, and a Peltier device capable of performing heating and cooling, but such a combination of a heat sink that enables the heater and the cooling that allows the heating and the like, selectively heat the probe electrode 35, ... and the heating probe electrodes 35 and 35 by the heat absorption as well as, probe electrodes 35, 35 by selectively cooling the ... as long as it can adjust the ... and the temperature in the vicinity thereof. なお、温度調節素子72は、発熱抵抗体、その他の発熱体といった単に加熱のみを行えるものでもよい。 The temperature regulating element 72, the heating resistor may merely perform the heating only such other heating elements.
【0061】 [0061]
また、浴槽71内であって浴槽71の後ろ壁面には、電圧制御を行うための電圧制御回路73(図5に図示)の端子73a,73a,…が複数配設されている。 Also, the rear wall of the tub 71 a within tub 71, the terminal 73a of the voltage control circuit 73 for performing a voltage control (shown in FIG. 5), 73a, ... are more disposed. そして、端子73a,73a,…は、浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合に、プローブ電極35,35,…にそれぞれ接触するように設けられており、電圧制御回路73によってプローブ電極35,35,…に電圧が個別に印加されるようになっている。 Then, the terminal 73a, 73a, ..., when DNA sensor 1 is attached to the bottom of the tub 71, the probe electrode 35 is provided so as to be in contact respectively ..., the probe electrode by the voltage control circuit 73 35, a voltage is adapted to be applied individually to ....
【0062】 [0062]
また、浴槽71内には、光検知デバイス2を駆動するためのドライバ回路76(図5に図示)の端子が複数配設されている。 Also within bath 71, terminals of the driver circuit 76 for driving the light sensing device 2 (shown in FIG. 5) has a plurality of arranged. ドライバ回路76は、図6に示すように、トップゲートドライバ76A、ボトムゲートドライバ76B、ドレインドライバ76Cで構成される。 The driver circuit 76, as shown in FIG. 6, the top gate driver 76A, bottom gate driver 76B, composed of a drain driver 76C. そして、浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合にトップゲートドライバ76A、ボトムゲートドライバ76B、及びドレインドライバ76Cの各端子がトップゲートライン44,44,…、ボトムゲートライン41,41,…及びドレインライン43,43,…にそれぞれ接続するように設けられており、ドライバ回路76によって電圧がトップゲートライン44,44,…、ボトムゲートライン41,41,…及びドレインライン43,43,…に適宜印加されるようになっている。 Then, the top gate driver 76A when DNA sensor 1 is attached to the bottom of the tub 71, bottom gate driver 76B, and top terminals of the drain driver 76C gate lines 44, ..., bottom gate lines 41, 41, ... and the drain line 43 is provided so as to connect the respective ..., voltages top gate line by a driver circuit 76 44, ..., bottom gate lines 41, 41 and the drain line 43, It is adapted to be appropriately applied to .... また、ソースライン42は全て電位Vssに保持され、浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合、ソースライン42,42,…及び電磁シールド層32の電位Vssが接地電位でもよい。 Moreover, all the source lines 42 are held at the potential Vss, when the DNA sensor 1 is attached to the bottom of the tub 71, the source lines 42, 42, ... and the potential Vss of the electromagnetic shield layer 32 may be ground.
【0063】 [0063]
ドライバ回路76によって適宜電圧が所定のタイミングでトップゲートライン44,44,…、ボトムゲートライン41,41,…及びドレインライン43,43,…に印加されることによって、光検知デバイス2が駆動される。 Top gate lines 44, 44 as appropriate voltage at a predetermined timing by the driver circuit 76, ..., bottom gate lines 41, 41 and the drain line 43, by being applied to ..., the light sensing device 2 is driven that. 光検知デバイス2が駆動されるとそれぞれのフォトセンサ素子20で入射した光量が電気信号に変換され、電気信号がドライバ回路76によって検知されることによって、撮像が行われるようになっている。 Amount of light incident on each photosensor element 20 when the light sensing device 2 is driven is converted into an electric signal, an electrical signal by being detected by the driver circuit 76, so that the image is taken.
【0064】 [0064]
上述したフォトセンサ素子20の駆動制御方法について、図面を参照して説明する。 For the drive control method of the photosensor element 20 mentioned above will be explained with reference to the drawings. 図7は、フォトセンサ素子20の基本的な駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートであり、図8は、フォトセンサ素子20の動作概念図であり、図9は、フォトセンサ素子20の出力電圧の光応答特性を示す図である。 Figure 7 is a timing chart showing an example of a basic drive control method of the photosensor element 20, FIG. 8 is an operation conceptual view of the photo sensor element 20, FIG. 9, the output voltage of the photosensor element 20 is a diagram showing the optical response. ここでは、上述したフォトセンサ素子20の構成(図1、図4)を適宜参照しながら説明する。 Here, configuration (Figure 1, Figure 4) of the photosensor element 20 mentioned above will be described with reference to the.
【0065】 [0065]
まず、リセット動作(初期化動作)においては、図7、図8(a)に示すように、コントローラ78の制御により、任意のi列目(1≦i≦m)のトップゲートライン44を介して、i列目のフォトセンサ素子20のトップゲート電極30にパルス電圧(以下、「リセットパルス」と記す;例えば、Vtg=+15Vのハイレベル)φTiを印加して、半導体層23、及び、チャネル保護膜24における半導体層23との界面近傍に蓄積されているキャリア(ここでは、正孔)を放出する(リセット期間Trst)。 First, in the reset operation (initializing operation), FIG. 7, as shown in FIG. 8 (a), under the control of the controller 78, via the top gate line 44 in an arbitrary i-th column (1 ≦ i ≦ m) Te, i-th column of the top gate electrode 30 to the pulse voltage of the photosensor element 20 (hereinafter, referred to as "reset pulse"; for example, Vtg = + 15V high level) is applied to FaiTi, semiconductor layer 23 and, the channel carrier (here, hole) accumulated in the vicinity of the interface between the semiconductor layer 23 in the protective film 24 to emit (reset period Trst).
【0066】 [0066]
次いで、光蓄積動作(電荷蓄積動作)においては、図7、図8(b)に示すように、i列目のトップゲートライン44を介して、i列目のフォトセンサ素子20のトップゲート電極30にローレベル(例えば、Vtg=−15V)のバイアス電圧φTiを印加することにより、リセット動作を終了し、キャリア蓄積動作による光蓄積期間Taがスタートする。 Then, the light accumulating operation (charge accumulating operation), FIG. 7, as shown in FIG. 8 (b), via the top gate line 44 of the i-th column, i th column of the top gate electrode of the photosensor element 20 30 to a low level (e.g., Vtg = -15V) by applying a bias voltage φTi of exit reset operation, the light accumulating period Ta by carrier accumulation operation is started. 光蓄積期間Taにおいては、トップゲート電極21側から入射した光量に応じて半導体層23の入射有効領域、すなわち、キャリア発生領域で電子−正孔対が生成され、生成された電子−正孔対のうちの正孔が、半導体層23、及び、チャネル保護膜24における半導体層23との界面近傍、すなわち、チャネル領域周辺に蓄積される。 In light accumulation period Ta, the incident effective region of the semiconductor layer 23 corresponding to an amount of light incident from the top gate electrode 21 side, i.e., electrons in the carrier generating region - hole pairs are generated, the generated electrons - hole pairs hole of the semiconductor layer 23 and, near the interface between the semiconductor layer 23 in the channel protective film 24, i.e., is stored in the peripheral channel region.
【0067】 [0067]
そして、プリチャージ動作においては、図7、図8(c)に示すように、光蓄積期間Taに並行して、プリチャージ信号φpgに基づいてi列目のフォトセンサ素子20のドレイン電極28に所定の電圧(プリチャージ電圧)Vpgを印加するために各ドレインライン43に電荷を保持させる(プリチャージ期間Tprch)。 Then, in the precharge operation, as shown in FIG. 7, FIG. 8 (c), the parallel to the light accumulating period Ta, the i-th column of the drain electrode 28 of the photo sensor element 20 on the basis of a precharge signal φpg a predetermined voltage to hold the charge to each of the drain line 43 in order to apply a (pre-charge voltage) Vpg (precharge period Tprch). 次いで、読み出し動作においては、図7、図8(d)に示すように、プリチャージ期間Tprchを経過した後、ボトムゲート電極21にハイレベル(例えば、Vbg=+10V)のバイアス電圧(読み出し選択信号;以下、「読み出しパルス」と記す)φBiを印加すること(選択状態)により、フォトセンサ素子20をON状態にする(読み出し期間Tread)。 Then, in the read operation, FIG. 7, as shown in FIG. 8 (d), after the lapse of the pre-charge period Tprch, bias voltage (read selection signal of high level to the bottom gate electrode 21 (e.g., Vbg = + 10V) ; hereinafter referred to as "read pulse") by applying a FaiBi (selected), the photo sensor element 20 in the oN state (read period Tread).
【0068】 [0068]
ここで、読み出し期間Treadにおいては、光が入射されたフォトセンサ素子20のチャネル領域に蓄積されたキャリア(正孔)が逆極性のトップゲート電極30に印加されたVtg(−15V)を緩和する方向に働くため、ボトムゲート電極21のVbg(+15V)によりnチャネルが形成され、ドレイン電流に応じてドレイン電極28及びドレインライン43の電圧(ドレイン電圧)VDは、図9(a)に示すように、プリチャージ電圧Vpgから時間の経過とともに徐々に低下する傾向を示す。 Here, in the read period Tread, alleviating the carrier the light is accumulated in the channel region of the photosensor element 20 is incident Vtg (the holes) is applied to the top gate electrode 30 of the opposite polarity (-15V) for acting in the direction, the bottom n-channel by Vbg (+ 15V) of the gate electrode 21 is formed, a voltage (drain voltage) VD of the drain electrode 28 and the drain line 43 in accordance with the drain current, as shown in Fig. 9 (a) to show a tendency to gradually decrease as time elapses from the precharge voltage Vpg.
【0069】 [0069]
すなわち、光蓄積期間Taにおける光蓄積状態が明状態の場合には、図8(d)に示すように、チャネル領域に入射光量に応じたキャリア(正孔)が捕獲されているため、トップゲート電極30の負バイアスを打ち消すように作用し、この打ち消された分だけボトムゲート電極21の正バイアスによって、フォトセンサ素子20はON状態となる。 That is, since the light accumulation state in the light accumulation period Ta is in the case of the bright state, in which as shown in FIG. 8 (d), the carrier corresponding to the amount of incident light in the channel region (holes) are captured in the top gate acts to cancel the negative bias of the electrode 30, the positive bias of the bottom gate electrode 21 by this canceled the divided photosensor element 20 is in an ON state. そして、この入射光量に応じたON抵抗に従って、図9(a)に示すように、ドレイン電圧VDは、低下することになる。 Then, in accordance with the ON resistance in accordance with the amount of incident light, as shown in FIG. 9 (a), the drain voltage VD is lowered.
【0070】 [0070]
一方、光蓄積状態が暗状態で、チャネル領域にキャリア(正孔)が蓄積されていない場合には、図8(e)に示すように、トップゲート電極30の負バイアスによって、ボトムゲート電極21の正バイアスが打ち消され、フォトセンサ素子20はOFF状態となり、図9(a)に示すように、ドレイン電圧VDが、ほぼそのまま保持されることになる。 On the other hand, optical storage state in the dark state, when the channel region carriers (holes) are not stored, as shown in FIG. 8 (e), the negative bias of the top gate electrode 30, the bottom gate electrode 21 positive bias is canceled, the photo sensor element 20 is turned OFF, as shown in FIG. 9 (a), the drain voltage VD is, will be almost as held.
【0071】 [0071]
したがって、図9(a)に示したように、ドレイン電圧VDの変化傾向は、トップゲート電極30へのリセットパルスφTiの印加によるリセット動作の終了時点から、ボトムゲート電極21に読み出しパルスφBiが印加されるまでの時間(光蓄積期間Ta)に受光した光量に深く関連し、蓄積されたキャリアが多い場合(明状態)には急峻に低下する傾向を示し、また、蓄積されたキャリアが少ない場合(暗状態)には緩やかに低下する傾向を示す。 Accordingly, as shown in FIG. 9 (a), the change trend of the drain voltage VD from the end of the reset operation by the application of the reset pulse φTi to the top gate electrode 30, the read pulse φBi the bottom gate electrode 21 is applied deeply related to the amount of light that is received in time (light accumulation period Ta) until it is, when the accumulated carrier is often a tendency to decrease sharply in the (bright state), and when less accumulated carrier It shows a tendency to decrease gradually in the (dark state). そのため、読み出し期間Treadがスタートして、所定の時間経過後のドレイン電圧VD(=Vrd)を検出することにより、あるいは、所定のしきい値電圧を基準にして、その電圧に至るまでの時間を検出することにより、フォトセンサ素子20に入射した光(照射光)の光量が換算される。 Therefore, the readout period Tread is started, by detecting the drain voltage VD of after a predetermined time period (= Vrd), or, with respect to a predetermined threshold voltage, the time until the voltage by detecting the light amount of the light (irradiation light) incident on the photo sensor element 20 is converted.
【0072】 [0072]
なお、図7に示したタイミングチャートにおいて、プリチャージ期間Tprchの経過後、図8(f)、(g)に示すように、ボトムゲート電極21にローレベル(例えば、Vbg=0V)を印加した状態(非選択状態)を継続すると、フォトセンサ素子20はOFF状態を持続し、図9(b)に示すように、ドレイン電圧VDは、プリチャージ電圧Vpgに近似する電圧を保持する。 Incidentally, in the timing chart shown in FIG. 7, after the elapse of the precharge period Tprch, as shown in FIG. 8 (f), (g), the low level to the bottom gate electrode 21 (e.g., Vbg = 0V) is applied to continuing with state (non-selected state), the photo sensor element 20 is sustained OFF state, as shown in FIG. 9 (b), the drain voltage VD holds a voltage that approximates the pre-charge voltage Vpg. このように、ボトムゲート電極21への電圧の印加状態により、フォトセンサ素子20の読み出し状態を選択、非選択状態に切り替える選択機能が実現される。 Thus, by the state of voltage application to the bottom gate electrode 21, selects the read state of the photo sensor element 20, selection function for switching to a non-selected state is realized.
【0073】 [0073]
浴槽71内であって左壁面の上部には第一電極74が設けられており、右壁面の上部には第二電極75が設けられており、電極74,75は浴槽71の内側において露出している。 The top of the left wall a within tub 71 is provided with a first electrode 74, the upper portion of the right wall is provided with a second electrode 75, the electrode 74 and 75 are exposed inside the bath 71 ing. また、電極74,75は、浴槽71の底に位置したプローブ電極35,35,…よりも上方に位置している。 The electrode 74 and 75, the probe electrodes 35 and 35 located at the bottom of the tub 71, ... are located above the. 電極74,75も電圧制御回路73によって個別に電圧が印加されるようになっている。 So that the voltage is individually applied by the electrodes 74 and 75 the voltage control circuit 73.
【0074】 [0074]
浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合、浴槽71を上から見た(浴槽71の高さ方向に見た)とき、光検知デバイス2の配置位置は、第一電極74と第二電極75との間になる。 If the bottom of the tub 71 DNA sensor 1 is mounted, when viewed tub 71 from above (as viewed in the height direction of the bath 71), the arrangement position of the light sensing device 2 includes a first electrode 74 second It made between the electrode 75. 浴槽71の底にDNAセンサ1が装着された場合、浴槽71を右又は左から見た(浴槽71の幅方向に見た)とき、光検知デバイス2の配置高さは、第一電極74及び第二電極75の配置高さより低い。 If DNA sensor 1 to the bottom of the tub 71 is mounted, when viewed tub 71 from the right or left (as viewed in the width direction of the bath 71), disposed height of the optical detection device 2, and the first electrode 74 lower than the placement height of the second electrode 75.
【0075】 [0075]
浴槽71よりも上方には、下方に向けて光を照射する紫外線照射器77が設けられている。 Above than tub 71, ultraviolet irradiator 77 for irradiating light toward downward. 紫外線照射器77から発光される光は、紫外線の波長域を含み、蛍光の波長域を殆ど含まない。 Light emitted from the ultraviolet irradiator 77 includes a wavelength range of ultraviolet, it contains almost no wavelength range of the fluorescence.
【0076】 [0076]
次に、DNA同定装置100の制御構成について図5を用いて説明する。 It will now be described with reference to FIG. 5 the control structure of the DNA identifying apparatus 100.
このDNA同定装置100は、表示装置81と、全体の制御を司るコントローラ78と、紫外線照射器77を駆動するための照射駆動回路79と、温度調節素子72,72,…を駆動するための温度制御回路80と、を備える。 The DNA identification device 100 includes a display device 81, a controller 78 controls the whole, the irradiation driving circuit 79 for driving the ultraviolet irradiator 77, the temperature regulating element 72, the temperature to drive ... and a control circuit 80.
【0077】 [0077]
コントローラ78は、専用の論理回路であるか、又は、CPU(central processing unit)等を有する演算処理装置であり、所定のタイミングで電圧制御回路73、ドライバ回路76、照射駆動回路79、温度制御回路80、表示装置81及び振とう器83を動作させるものである。 The controller 78 is either a dedicated logic circuit or an arithmetic processing apparatus having a CPU (central processing unit) or the like, the voltage control circuit 73 at predetermined timing, the driver circuit 76, the irradiation driving circuit 79, the temperature control circuit 80, is intended to operate the display device 81 and the shaker 83.
【0078】 [0078]
ドライバ回路76は、図6〜図9を用いて説明したように、コントローラ78からの指示によって光検知デバイス2を駆動して、光検知デバイス2に撮像動作を行わせるものである。 The driver circuit 76, as described with reference to FIGS. 6-9, and drives the light sensing device 2 according to an instruction from the controller 78, the optical sensing device 2 is intended to perform an imaging operation. 光検知デバイス2によって撮像された画像は、ドライバ回路76によってA/D変換されて、ドライバ回路76からコントローラ78に画像データとして出力されるようになっている。 Image captured by the light sensing device 2 is A / D converted by the driver circuit 76 consists of a driver circuit 76 to be output as image data to the controller 78.
【0079】 [0079]
照射駆動回路79は、コントローラ78からの指示によって紫外線照射器77を駆動して、紫外線照射器77に発光動作を行わせるものである。 Irradiation driving circuit 79 drives the ultraviolet irradiator 77 according to an instruction from the controller 78, is intended to perform a light emitting operation in the ultraviolet irradiator 77.
【0080】 [0080]
温度制御回路80は、コントローラ78からの指示によって温度調節素子72,72,…を駆動して、温度調節素子72,72,…に加熱・冷却動作を行わせるものである。 Temperature control circuit 80, the temperature regulating element 72, 72 by the instruction from the controller 78, ... drives the temperature regulating elements 72 and 72, in which to perform heating and cooling operations ... to.
【0081】 [0081]
電圧制御回路73は、コントローラ78からの指示によって端子73a,73a,…、第一電極74、第二電極75に個別に電圧を印加するものである。 Voltage control circuit 73, terminals 73a, 73a, by an instruction from the controller 78 ..., the first electrode 74 is for applying voltage individually to the second electrodes 75.
【0082】 [0082]
表示装置81は、コントローラ78からの指示によって光検知デバイス2で撮像された画像を表示するものである。 Display device 81 is to display the image captured by the optical detection device 2 by an instruction from the controller 78.
【0083】 [0083]
次に、図10〜図12を用いてDNA同定装置100の動作について説明する。 Next, the operation of the DNA identifying apparatus 100 with reference to FIGS. ここで、図10〜図12は、DNA同定装置100の動作の流れを示すフローチャートである。 Here, FIGS. 10 to 12 are flowcharts showing the flow of operation of the DNA identifying apparatus 100.
【0084】 [0084]
まず、検体からDNAを採取して変性し、塩基数が異なる複数種の一本鎖DNA断片を得るが、塩基数が同じで塩基配列の異なる一本鎖DNA断片が複数種含まれていても良い。 First, denatured collected DNA from the sample, but to obtain a single-stranded DNA fragments of plural kinds of bases are different, even if the single-stranded DNA fragments having different base sequences and bases are the same is included more good. 一本鎖DNA断片に蛍光物質を結合させ一本鎖DNA断片を蛍光物質で標識する。 Labeled single-stranded DNA fragments with a fluorescent substance is bound to a fluorescent substance to the single-stranded DNA fragments. 得られた一本鎖DNA断片をサンプルDNA断片という。 Single-stranded DNA fragment obtained that the sample DNA fragment. サンプルDNA断片に標識する蛍光物質としては、例えばCyDyeのCy2やCy3(アマシャム社製)がある。 The fluorescent substance for labeling the sample DNA fragment, for example, a Cy2 or Cy3 (Amersham) for CyDye. 蛍光物質は、DNA同定装置100の紫外線照射器77から出射される紫外線の波長で励起されるものを選択する。 Fluorescent substances are selected which are excited at a wavelength of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiator 77 of the DNA identifying apparatus 100. 蛍光物質は紫外線によって励起されることによって蛍光を発するが、その蛍光の波長は、フォトセンサ素子20の半導体膜23にキャリアを発生させる波長であり、紫外線に対してより長波長の光線が好ましい。 Fluorescent material emits fluorescence by being excited by ultraviolet rays, but the wavelength of the fluorescence is a wavelength for generating carriers in the semiconductor film 23 of the photo sensor element 20, rays of longer wavelength is preferable to ultraviolet light.
【0085】 [0085]
次いで、DNAセンサ1を浴槽71の底に装着し、浴槽71内に電気泳動媒体82を注入する。 Then, wearing the DNA sensor 1 to the bottom of the tub 71, injecting the electrophoresis medium 82 in the bath 71.
次いで、DNA同定装置100の電源を入れて、DNA同定装置100を起動させる。 Then, turning on the DNA identification device 100 to activate the DNA identification device 100.
【0086】 [0086]
そして、DNA同定装置100のコントローラ78が温度制御回路80を制御し、これによって温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って温度調節素子72,72,…を駆動し、温度調節素子72,72,…に加熱動作を行わせる。 Then, the controller 78 of the DNA identifying apparatus 100 controls the temperature control circuit 80, whereby the temperature adjusting device 72, 72 a temperature control circuit 80 according to an instruction of the controller 78 drives the ..., temperature regulating device 72, 72, ... to perform the heating operation on. これにより、温度調節素子72,72,…が発熱し、温度調節素子72,72,…の熱がプローブ電極35,35,…に伝導する。 Thus, the temperature regulating element 72, 72, ... is exothermic, the temperature regulating element 72, 72, ... of the heat probe electrodes 35 and 35, conduct ... to. 温度調節素子72,72,…によってプローブ電極35,35,…が加熱されることによって、浴槽71内の電気泳動媒体82も95℃以上に加熱される。 Temperature regulating devices 72, 72, by the probe electrodes 35, 35 ... is heated by ..., is heated electrophoretic medium 82 in the bath 71 for more than 95 ° C.. 以降も温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って温度調節素子72を制御することによって、電気泳動媒体82が95℃以上に保温される。 Later also by the temperature control circuit 80 controls the temperature regulating device 72 according to an instruction of the controller 78, the electrophoresis medium 82 is maintained at above 95 ° C.. 電気泳動媒体82が95℃以上に加熱されることによって一つのスポット60中のプローブDNA断片61が一部ハイブリダイズすることがない。 Never probe DNA fragments 61 in one spot 60 is hybridized portion by electrophoresis medium 82 is heated above 95 ° C..
【0087】 [0087]
なお、電気泳動媒体82が保温される温度は95℃以上に限らず、一本鎖DNA断片が相補的に結合しないで一本鎖を維持するような温度であれば良い。 The temperature of the electrophoresis medium 82 is kept is not limited to the above 95 ° C., it may be a temperature at which the single-stranded DNA fragments maintain single stranded without complementarily bound. また、浴槽71内に電気泳動媒体82の温度を検出する温度検出器を設け、温度検出器による検出温度をコントローラ78にフィードバックし、コントローラ78が検出温度に従って温度制御回路80を制御することによって、温度制御回路80が電気泳動媒体82を95℃以上に保温するように温度調節素子72,72,…を制御しても良い。 Further, by providing the temperature detector for detecting the temperature of the electrophoretic medium 82 in the bath 71, by feeding back the temperature detected by the temperature detector to the controller 78, the controller 78 controls the temperature control circuit 80 according to the detected temperature, temperature regulating devices 72, 72 so that the temperature control circuit 80 is kept electrophoretic medium 82 than 95 ° C., may be controlled ....
【0088】 [0088]
そして、上述のように得られた複数種の一本鎖サンプルDNA断片を浴槽71の上から浴槽71内に入れる。 Then, I put in the bath 71 the plural types of single stranded sample DNA fragment obtained as described above from the top of the tub 71. 但し、浴槽71全体にサンプルDNA断片を入れるのではなく、第一電極74寄りの平面視してプローブ電極35,35,…が無い部分にサンプルDNA断片を入れ(図1、図2を参照。)、特に第一電極74から離れた部分にサンプルDNA断片が拡散しないように静かに入れる。 However, rather than add the sample DNA fragments to the whole tub 71, the probe electrode 35 in plan view of the first electrode 74 closer, ... put sample DNA fragment portion is not (FIG. 1, refer to FIG. 2. ), particularly the sample DNA fragments is placed quietly so as not to spread to distant parts from the first electrode 74. このとき、一本鎖サンプルDNA断片はPCR増幅に用いられる試薬を一部に含む溶液ごと浴槽71に注入されてもよい。 In this case, single-stranded sample DNA fragments may be injected into the solution for each bath 71 partially including the reagents used in PCR amplification. なお、図1では、複数種の一本鎖サンプルDNA断片のうち、最も塩基数が少ない一本鎖サンプルDNA断片151、最も塩基数が多い一本鎖サンプルDNA断片153、一本鎖サンプルDNA断片151よりも塩基数が多く一本鎖サンプルDNA断片153よりも塩基数が少ない一本鎖サンプルDNA断片152を示す。 In FIG 1, among the plurality of types of single-stranded sample DNA fragments, the most basic fewer single-stranded sample DNA fragment 151, most bases are often single-stranded sample DNA fragment 153, a single-stranded sample DNA fragments 151 shows a single-stranded sample DNA fragment 152 is smaller bases than the number of base many single-stranded sample DNA fragment 153 than.
【0089】 [0089]
温度調節素子72,72,…の発熱によって電気泳動媒体82が95℃以上に加熱されているため、サンプルDNA断片の中に一部に相補的な塩基配列を有しているものがあっても、サンプルDNA断片同士が一部ハイブリダイズして結合してしまうことはない。 Temperature regulating device 72, since the electrophoretic medium 82 is heated above 95 ° C. by ... heat generation, even if one having a nucleotide sequence complementary to a part in the sample DNA fragments , sample DNA fragments with each other never become attached to hybridized partially. 従って、サンプルDNA断片が完全に断片化した状態で電気泳動媒体82中を泳動する。 Thus, the sample DNA fragment migrates electrophoretic medium 82 medium in a state of complete fragmentation.
【0090】 [0090]
次に、図10のステップS1(一回目の電圧印加工程)に示すように、コントローラ78が電圧制御回路73を制御し、これにより電圧制御回路73はコントローラ78の指示に従って、第一電極74の電位が第二電極75の電位より低くなるように第一電極74と第二電極75との間に電圧を印加する。 Next, as shown in step S1 of FIG. 10 (first-time voltage application step), the controller 78 controls the voltage control circuit 73, thereby following the instructions of the voltage control circuit 73 the controller 78, the first electrode 74 potential applying a voltage between the first electrode 74 and the second electrode 75 so as to be lower than the potential of the second electrode 75. また、同時に、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って、全てのプローブ電極35,35,…の電位が第二電極75の電位以下望ましくは第一電極74の電位以下となるように、プローブ電極35,35,…に電圧を印加する。 At the same time, the voltage control circuit 73 receives an instruction from the controller 78, all of the probe electrodes 35, 35, ... are desirably potential below the potential of the second electrode 75 of the to be equal to or less than the potential of the first electrode 74, the probe electrodes 35 and 35, applies a voltage to .... これにより、第一電極74が陰極となり、第二電極75が陽極となり、全てのプローブ電極35,35,…が第二電極75に対して負電圧又は等電圧となる。 Thus, the first electrode 74 is a cathode, the second electrode 75 is an anode, all the probe electrodes 35, 35, ... becomes a negative voltage or a constant voltage to the second electrode 75. ここで、第一電極74の電位は接地電位とするのが望ましく、第一電極74に対する全てのプローブ電極35,35,…それぞれの電圧は等電圧又は負電圧であるのが望ましく、プローブDNA断片にミスハイブリダイズしたサンプルDNA断片がそのプローブDNA断片から分離するのに要する電圧以上であってプローブDNA断片に完全なハイブリダイズをしたサンプルDNA断片がそのプローブDNA断片から分離されない電圧以下である。 Here, it is desirable potential of the first electrode 74 and the ground potential, all the probe electrodes 35 and 35 for the first electrode 74, ... is desirable Each voltage is equal or negative voltage, probe DNA fragments miss hybridized sample DNA fragments in the sample DNA fragments in which the complete hybridized to the probe DNA fragment comprising at voltage higher than that required to separate from the probe DNA fragment is less than or equal to the voltage which is not separated from the probe DNA fragments. ここでのミスハイブリダイズとは、部分的にハイブリダイズしたことを意味し、サンプルDNA断片とプローブDNA断片とのうちの一方の塩基配列の一部が他方の塩基配列の一部又は全体と相補的である場合に、サンプルDNA断片とプローブDNA断片が部分的に結合したことであり、完全なハイブリダイズとは、サンプルDNA断片の全ての塩基がプローブDNA断片の全ての塩基と相補的に結合されることを意味する。 The miss hybridize here, means that the partially hybridized portion of one of the nucleotide sequences of the sample DNA fragment and the probe DNA fragments and part or all of the other nucleotide sequence complementary If a manner is that the sample DNA fragment and the probe DNA fragment was partially bonded, a complete hybridized complementarily bind with all bases of all base probe DNA fragments of sample DNA fragments It is the means that.
【0091】 [0091]
これにより、複数種のサンプルDNA断片が電気泳動媒体82中特に電気泳動媒体82の表層を第二電極75に向けて泳動する。 Thus, it migrates toward a surface of a plurality of types of sample DNA fragments are particularly during electrophoresis medium 82 electrophoretic medium 82 to the second electrode 75. ここで、電圧制御回路73は、以上のような電圧状態を所定時間維持するが、印加時間及び印加電圧は、最も短い第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のために第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61と同程度の体積の相対的に小さい体積のサンプルDNA断片が第7列目のプローブ電極35の上にまで泳動する程度である。 Here, the voltage control circuit 73 is to maintain the voltage state as described above a predetermined time, application time and the applied voltage is almost the same number of bases as the shortest seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 relatively small volume of the sample DNA fragments in the seventh column to the ninth column of the same extent as the probe DNA fragments 61 in the volume is to the extent that migrate up to the top of the seventh row of the probe electrode 35 for . 従って、図13に示すように、塩基数の最も少ないサンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数であるとすると、サンプルDNA断片151が第7列目のプローブ電極35の上まで泳動する。 Accordingly, as shown in FIG. 13, when the smallest sample DNA fragment 151 base number is approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61, the sample DNA fragment 151 7 migrate to the top of the probe electrode 35 th column. しかしながら、サンプルDNA断片152,153はサンプルDNA断片151よりも体積が大きいためにサンプルDNA断片151よりも電気泳動中の流体抵抗が大きく、第7列目のプローブ電極35の上までは泳動しない。 However, the sample DNA fragments 152 and 153 flow resistance increases during electrophoresis than the sample DNA fragment 151 for volume is greater than the sample DNA fragment 151 does not migrate until the top of the seventh row of the probe electrode 35.
ここで、プローブ電極35,35,…に電圧が印加されても、接地された電磁シールド層32がプローブ電極35とフォトセンサ素子20との間にあるため、プローブ電極35,35,…の電界がフォトセンサ素子20の動作に悪影響することはない。 Here, the probe electrode 35, even if a voltage is applied to ..., because in between the electromagnetic shield layer 32 is grounded between the probe electrode 35 and the photo sensor element 20, the probe electrodes 35, 35 ... electric field There never adversely affect the operation of the photosensor element 20.
【0092】 [0092]
第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61と等しい塩基数のサンプルDNA断片が第7列目のプローブDNA断片61上方の電気泳動媒体82中に到達すると予想される所定時間経過後、コントローラ78が電圧制御回路73を制御し、電圧制御回路73が電圧印加状態を解除して第一電極74、第二電極75及び全てのプローブ電極35,35,…を等電圧にする。 After a predetermined time the number of bases in the sample DNA fragments is equal to the seventh row to ninth column of the probe DNA fragments 61 is expected to arrive in the seventh column of the probe DNA fragments 61 above the electrophoretic medium 82, the controller 78 controls the voltage control circuit 73, the voltage control circuit 73 first electrode 74 by releasing the voltage application state, the second electrodes 75 and all the probe electrodes 35 and 35, to ... at equal voltage. そして、コントローラ78がドライバ回路76及び照射駆動回路79を制御し、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を、上述したフォトセンサ素子20の駆動制御方法にしたがって駆動するとともに照射駆動回路79がコントローラ78の指示に従って紫外線照射器77を駆動する(ステップS2)。 Then, the controller 78 controls the driver circuit 76 and the irradiation driving circuit 79, the irradiation driving circuit with the driver circuit 76 is a light sensing device 2 according to an instruction of the controller 78, to drive in accordance with a drive control method of the photosensor element 20 described above 79 drives the ultraviolet irradiator 77 in accordance with an instruction of the controller 78 (step S2).
【0093】 [0093]
これにより紫外線照射器77が発光し、紫外線照射器77で発した紫外線が電気泳動媒体82の表面に面状に照射される。 Thus ultraviolet irradiator 77 emits light, ultraviolet rays emitted by the ultraviolet irradiator 77 is irradiated to the surface to the surface of the electrophoretic medium 82. これによって、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61の上方の電気泳動媒体82中を浮遊するサンプルDNA断片に付着している蛍光物質に紫外線が入射することによって蛍光物質から蛍光が発し、紫外線遮蔽層34、オーバコート層33、電磁シールド層32、保護絶縁膜31、トップゲート電極30、トップゲート絶縁膜29及びチャネル保護膜24を透過して、半導体膜23に入射する。 Thereby, the fluorescence from the fluorescent substance by the ultraviolet fluorescent substances adhering to the sample DNA fragments floating the seventh row - above the electrophoretic medium 82 middle of the ninth column of the probe DNA fragments 61 is incident issued, ultraviolet shielding layer 34, overcoat layer 33, the electromagnetic shield layer 32, the protective insulating film 31, the top gate electrode 30, transmitted through the top gate insulating film 29 and channel protective film 24, is incident on the semiconductor film 23. フォトセンサ素子20,20,…がそれぞれの半導体膜23に入射した蛍光の強度又は光量に応じて電気信号に光電変換することによって、光検知デバイス2は、それぞれのフォトセンサ素子20,20,…で蛍光の強度又は光量を検知し、二次元的な蛍光強度分布を二次元的な画像として取得する。 By photosensor elements 20, 20, ... is photoelectrically converted into an electrical signal corresponding to the intensity or amount of fluorescence incident on each of the semiconductor film 23, the light sensing device 2, each of the photosensor elements 20, 20, ... in detecting the intensity or amount of fluorescence, and acquires a two-dimensional fluorescence intensity distribution as a two-dimensional image. 光検知デバイス2で取得された画像は、ドライバ回路76によってA/D変換されて、画像データとしてドライバ回路76からコントローラ78に出力される。 The image acquired by the light sensing device 2 is A / D converted by the driver circuit 76, and output as image data from the driver circuit 76 to the controller 78.
ここで、紫外線遮蔽層34が設けられているため、紫外線照射器77から発した紫外線はフォトセンサ素子20,20,…に入射せず、フォトセンサ素子20,20,…は紫外線ではほとんど光電変換しない。 Here, since the ultraviolet shielding layer 34 is provided, photo ultraviolet emitted from the ultraviolet irradiation device 77 sensor elements 20, 20, does not enter ... the photosensor elements 20, 20, ... is almost photoelectric conversion in ultraviolet do not do.
【0094】 [0094]
そして、コントローラ78は上記ステップS2においてドライバ回路76から入力した画像データに基づいて第7列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS3)。 Then, the controller 78 determines whether or not it is detected that the seventh row of the photosensor elements 20, 20, fluorescence ... based on image data input from the driver circuit 76 in step S2 (step S3).
【0095】 [0095]
ここで、複数種のサンプルDNA断片の中に第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片がある場合には、そのほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151が図13に示すように上記ステップS1において第7列目のプローブ電極35の上まで泳動していることになる。 Here, when there is a sample DNA fragment of approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 in the plurality of types of sample DNA fragments are relatively of approximately the same number of bases small volume of sample DNA fragment 151 is to have migrated to the top of the seventh column of the probe electrode 35 in the step S1 as shown in FIG. 13. 従って、複数種のサンプルDNA断片の中に第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片がある場合には、図14に示すようにそのサンプルDNA断片から発した蛍光が第7列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体膜23に高強度で入射するから、コントローラ78は上記ステップS3において第7列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS3:Yes)、コントローラ78の処理はステップS4に移行する。 Therefore, when there is approximately the same number of bases in the sample DNA fragment and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 in the plurality of types of sample DNA fragments, the sample DNA fragments as shown in Figure 14 fluorescent light emitted from the seventh row of the photosensor elements 20, 20, ... of from incident high strength in the semiconductor film 23, the controller 78 in step S3 seventh row of photosensor elements 20, 20, ... in determines that it has detected the fluorescence (step S3: Yes), processing of the controller 78 proceeds to step S4. 一方、複数種のサンプルDNA断片の中に第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片がない場合には、ほぼ同じ塩基数のために相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151がほとんどないので第7列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体膜23には蛍光が低強度で入射するか又は殆ど入射しないため、コントローラ78は上記ステップS3において第7列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しなかったので、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が存在しなかったと判定し(ステップS3:No)、コントローラ78の処理はステップS6に移行する。 On the other hand, when there is no sample DNA fragments of approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 in the plurality of types of sample DNA fragments are relatively for substantially the same number of bases since the small volume of the sample DNA fragment 151 is the seventh row of the photosensor elements 20, 20 so little, ... fluorescence in the semiconductor film 23 is not incident or nearly incident at low intensity, the controller 78 step S3 the seventh column of the photo sensor elements 20, 20, ... so not detect fluorescence at at, not about the same number of bases in the sample DNA fragment and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 are present It determines that (step S3: No), processing of the controller 78 proceeds to step S6.
なお、図13は、サンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップS1の時の相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151の泳動位置を表す図面である。 Incidentally, FIG. 13, when the sample DNA fragment 151 is approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61, a relatively small volume of the sample DNA fragments in the case of step S1 is a diagram representing the migration position of 151. 図14は、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61が第7列目近傍まで電気泳動したときに光検知デバイス2で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。 Figure 14 is a seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 with almost the sample DNA fragment 151 having a relatively small volume of the same number of bases seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 is a graph representing the fluorescence intensity distribution of the image acquired by the light sensing device 2 when the gel until the seventh row neighborhood.
【0096】 [0096]
ステップS4においては、コントローラ78が電圧制御回路73を制御し、これにより電圧制御回路73はコントローラ78の指示に従って、第8列目のプローブ電極35の電位が他のプローブ電極35,35,…及び第一電極74より高くなるように電圧を印加する。 In step S4, the controller 78 controls the voltage control circuit 73, thereby the voltage control circuit 73 is a controller according to an instruction 78, the eighth row of the probe electrode 35 the potential of the other probe electrodes 35, ... and voltage is applied so that higher than the first electrode 74. ここでは、第8列目のプローブ電極35以外のプローブ電極35,35,…及び第一電極74を接地電位とし、第8列目のプローブ電極35を正電圧としている。 Here, the eighth row of the probe electrodes 35 other than the probe electrodes 35, 35 ... and the first electrode 74 and the ground potential, and the eighth row of the probe electrode 35 and the positive voltage. 第8列目のプローブ電極35以外のプローブ電極35,35,…、及び第一電極74の電位に対して第8列目のプローブ電極35を正電圧としている。 Eighth row of the probe electrodes 35 other than the probe electrodes 35, 35 ..., and the eighth row of the probe electrode 35 with respect to the potential of the first electrode 74 is a positive voltage. このようにより高い電圧により、第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35からなる電極組が選択され、この後の第一電極74と第二電極75との間の電圧に関わらず、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151を、第8列目のプローブ電極35近傍、つまり第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61近傍に保持することができる。 Such higher voltage, electrode set consisting of the seventh row to ninth row of probe electrodes 35,35,35 are selected, the voltage between the first electrode 74 after the the second electrode 75 regardless, the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 with almost the relatively small volume of the same number of bases sample DNA fragment 151, a probe electrode 35 near the eighth column, that is the seventh column can be held in the vicinity of the probe DNA fragments 61 th to ninth columns. ステップS4及び後述するステップS5では、第二電極75も第一電極74と等電位とする方が、第一電極74−第二電極75方向でのサンプルDNA断片の移動がないので好ましい。 In step S4 and later steps S5, also the second electrode 75 is the mutual equipotential with the first electrode 74, since there is no movement of the sample DNA fragments in the first electrode 74-second electrode 75 direction preferable.
【0097】 [0097]
次いで、コントローラ78がドライバ回路76を制御し、これによりドライバ回路76が光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される。 Then, the controller 78 controls the driver circuit 76, thereby driving the light sensing device 2 is driver circuit 76, obtains the image light sensing device 2 is showing the fluorescence intensity distribution during emission of ultraviolet irradiator 77, the image data is output from the driver circuit 76 to the controller 78. そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第8列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS5)。 Then, the controller 78 determines whether or not based on its image data eighth row of photosensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S5).
【0098】 [0098]
ここで、上記ステップS4において第8列目のプローブ電極35に第一電極74の電圧より高電圧が印加されると、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片は図15に示すように第7列目のプローブ電極35の上方から第8列目のプローブ電極35に向けて沈むように泳動する。 Here, when a high voltage than the voltage of the first electrode 74 is applied to the probe electrode 35 in the eighth column in step S4, approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 sample DNA fragments migrate as sink toward the seventh column of the probe electrode 35 upward from the eighth row of the probe electrodes 35 as shown in Figure 15. 従って、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151が第8列目のプローブ電極35近傍まで泳動すると、図15に示すようにそのサンプルDNA断片から発した蛍光が第8列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、上記ステップS5においてコントローラ78が第8列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS5:Yes)、コントローラ78の処理がステップS6に移行する。 Therefore, the sample DNA fragment 151 of substantially relatively small volume of the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 migrate to the probe electrode 35 near the eighth column, shown in FIG. 15 since the fluorescence emitted from the sample DNA fragment to be incident at a high intensity to the eighth column of the photo sensor elements 20, 20, ... of the semiconductor 23, the controller 78 in step S5 is the eighth row of the photosensor element 20, 20, determined ... in the detected fluorescence (step S5: Yes), processing of the controller 78 proceeds to step S6. ステップS4では、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のために相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151を、第8列目のプローブ電極35近傍に保持することが目的であって、この段階で第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61と相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151とが必ずしもハイブリダイズする必要はない。 In step S4, a relatively small volume of sample DNA fragment 151 for approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 to hold the probe electrode 35 near the eighth row it is an object, the seventh row to ninth column of the probe DNA fragments 61 and relatively small volume of sample DNA fragment 151 is not necessarily hybridize at this stage. 一方、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が第8列目のプローブ電極35まで泳動していない場合には、ステップS5においてコントローラ78が第8列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しないと判定し(ステップS5:No)、コントローラ78の処理がステップS4に移行する。 On the other hand, when approximately the same number of bases in the sample DNA fragment and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 are not migrated to the probe electrode 35 in the eighth column is the controller 78 in step S5 the eighth column of the photo sensor element 20, 20, determines not to detect the fluorescence ... at (step S5: no), processing of the controller 78 proceeds to step S4. コントローラ78の処理がステップS5:No→ステップS4と繰り返されることによって、相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151が第8列目のプローブ電極35近傍まで泳動するまで第8列目のプローブ電極35に第一電極74の電圧より高電圧が印加され続ける。 Processing of the controller 78 Step S5: No → by repeated with step S4, the eighth row of the probe electrode 35 to a relatively small volume of sample DNA fragment 151 migrates to the probe electrode 35 near the eighth row high voltage than the voltage of the first electrode 74 continues to be applied to.
なお、図15は、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のため相対的に小さい体積のサンプルDNA断片151が、上記ステップS4の時のサンプルDNA断片151の泳動位置を表す図面である。 Incidentally, FIG. 15, the seventh column to the ninth column of the relatively small volume of the sample DNA fragment 151 for approximately the same number of bases as the probe DNA fragment 61, the sample DNA fragment 151 when the step S4 is a diagram representing the position of migration. 図16は、サンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス2で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。 Figure 16 is a graph sample DNA fragment 151 represents the fluorescence intensity distribution of the image acquired by the light sensing device 2 when it is almost the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 .
【0099】 [0099]
ステップS6(二回目の電圧印加工程)では、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って第一電極74の電位が第二電極75の電位より低くなるように第一電圧74と第二電圧75との間に電圧を印加する。 In step S6 (second time of voltage application step), the voltage control circuit 73 includes a first voltage 74 so that the potential of the first electrode 74 is lower than the potential of the second electrode 75 in accordance with an instruction of the controller 78 the second voltage 75 a voltage is applied between the. また、同時に、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って、ステップS16の直前まで、第8列目以外の列のプローブ電極35,35,…の電位が第二電極75の電位以下、望ましくは第一電極74の電位以下となるようにプローブ電極35,35,…に電圧を印加し、ステップS16の直前まで、第8列目のプローブ電極35,35,…の電位は、第一電極74の印加電圧以上第二電極75の印加電圧以下に設定されるが、サンプルDNA断片151保持の観点から第二電極75と等電位であることが望ましい。 At the same time, the voltage control circuit 73 receives an instruction from the controller 78, immediately before the step S16, the probe electrodes 35, 35 of the columns other than the eighth column, ... potential below the potential of the second electrode 75, preferably the probe electrode 35 to be equal to or less than the potential of the first electrode 74, a voltage is applied to ..., immediately before the step S16, the eighth row of the probe electrodes 35, 35, ... is the potential, the first electrode 74 of it is set to less than or equal to the applied voltage in the applied voltage above the second electrode 75, it is desirable from the viewpoint of the sample DNA fragment 151 holding a equipotential with the second electrode 75.
【0100】 [0100]
これにより、電気泳動媒体の表層にある相対的に中程度の体積のサンプルDNA152及び相対的に大きい体積のサンプルDNA断片153が電気泳動媒体82中を第二電極75に向けて泳動するが、相対的に中程度の体積のサンプルDNA断片152は相対的に大きい体積のサンプルDNA断片153よりも相対的に流体抵抗が低いので、相対的に大きい体積のサンプルDNA断片153よりも速い速度で泳動する。 Thus, although the electrophoretic medium of relatively moderate volume of sample DNA152 and a relatively large volume of sample DNA fragments 153 in the surface layer to migrate toward the middle electrophoretic medium 82 to the second electrode 75, relative since manner sample DNA fragment 152 moderate volume relatively lower fluid resistance than the sample DNA fragment 153 having a relatively large volume, to run at a faster rate than the sample DNA fragment 153 having a relatively large volume . ここで、電圧制御回路73は、以上のような電圧状態を所定時間維持するが、印加時間及び印加電圧は第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のために相対的に中程度の体積のサンプルDNA断片152が第4列目のプローブ電極35の上にまで泳動する程度である。 Here, the voltage control circuit 73, the voltage state as described above will be maintained for a predetermined time, application time and applied voltage for approximately the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 the volume of the sample DNA fragment 152 relatively medium is enough to migrate to the top of the fourth column of the probe electrode 35. このとき、相対的に大きい体積のサンプルDNA断片153は第4列目のプローブ電極35の上にまで達していない。 In this case, a relatively large volume of sample DNA fragment 153 has not reached the top of the probe electrode 35 in the fourth column. 従って、図17に示すように、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数であるとすると、サンプルDNA断片152が第4列目の上まで泳動する。 Accordingly, as shown in FIG. 17, when the sample DNA fragment 152 and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 to be approximately the same number of bases, the sample DNA fragment 152 to the top of the fourth column migrate. また、相対的に小さい体積サンプルDNA断片151は、以前のステップS4において浴槽71の底に沈むように第8列目のプローブ電極35の電界によりにより第8列目のプローブ電極35近傍に保持されているため、このステップS6においては殆ど泳動しない。 Also, a relatively small volume sample DNA fragment 151 is held by the probe electrode 35 near the eighth column by the electric field in the eighth row of the probe electrodes 35 as sink to the bottom of the bath 71 in the previous step S4 since there hardly migrate in this step S6. なお、上記ステップS5からステップS6に移行した場合、ステップS6以降ステップS15までも第8列目のプローブ電極35にサンプルDNA断片151の保持のための第一電極74の電圧より高電圧が電圧制御回路73によって印加され続ける。 Incidentally, when the process proceeds from step S5 to step S6, a high voltage than the voltage of the first electrode 74 a voltage control for holding the sample DNA fragment 151 also to S6 and subsequent step S15 the eighth row of the probe electrode 35 It continues to be applied by the circuit 73.
【0101】 [0101]
相対的に中程度の体積のサンプルDNA断片が第4列目プローブDNA断片61の上方の電気泳動媒体82まで到達すると予想される所定時間経過後、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って電圧印加状態を解除して第一電極74、第二電極75及びプローブ電極35,35,…(但し、上記ステップS5からステップS6に移行した場合、第8列目のプローブ電極35を除く。)を等電圧にする。 After a predetermined time the volume of the sample DNA fragments relatively medium is expected to reach above the electrophoretic medium 82 of the fourth column probe DNA fragment 61, the voltage control circuit 73, a voltage according to an instruction of the controller 78 the first electrode 74 by releasing the application state, the second electrode 75 and the probe electrodes 35, 35, ... (but, when the process proceeds from step S5 to step S6, except for the probe electrode 35 in the eighth column.) to equal voltage. そして、コントローラ78がドライバ回路76及び照射駆動回路79を制御し、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動するとともに照射駆動回路79がコントローラ78の指示に従って紫外線照射器77を駆動する(ステップS7)。 Then, the controller 78 controls the driver circuit 76 and the irradiation driving circuit 79, drives the ultraviolet irradiator 77 irradiates the drive circuit 79 according to an instruction of the controller 78 along with the driver circuit 76 drives the light sensing device 2 according to an instruction of the controller 78 (step S7). これによりドライバ回路76が光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される。 Thus the driver circuit 76 drives the light sensing device 2 acquires an image light sensing device 2 is showing the fluorescence intensity distribution during emission of ultraviolet irradiator 77, the image data output from the driver circuit 76 to the controller 78 It is.
【0102】 [0102]
そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第4列目のフォトセンサ素子20,20,…で相対的に中程度の体積のサンプルDNA断片152による蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS8)。 Then, the controller 78 the fourth row of photosensor elements 20, 20, ... is determined whether the detected fluorescence by the sample DNA fragment 152 having a volume relatively medium in (step based on the image data S8).
【0103】 [0103]
ここで、電気泳動媒体82の表層に第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に中程度の体積のサンプルDNA152がある場合には、そのほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が図17に示すように上記ステップS6において第4列目のプローブ電極35の上まで泳動していることになる。 Here, if there is an electrophoretic medium on the surface layer of 82 fourth column through the sixth column substantially the volume of the order relatively in the same number of bases as the probe DNA fragments 61 in the sample DNA152, the substantially the same base the number of sample DNA fragments is that they migrate to the top of the fourth column of the probe electrode 35 in the step S6 as shown in Figure 17. 従って、複数種のサンプルDNA断片の中に第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に中程度の体積のサンプルDNA152がある場合には、図18に示すようにそのサンプルDNA断片から発した蛍光が第4列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、コントローラ78は上記ステップS8において第4列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS8:Yes)、コントローラ78の処理はステップS9に移行する。 Therefore, when a plurality of types of samples fourth column through the sixth column substantially the volume of the order relatively in the same number of bases as the probe DNA fragments 61 in the sample DNA152 into DNA fragments in FIG. 18 the sample DNA fluorescence emitted from the fragments fourth row of photosensor elements 20, 20, since incident at ... high strength in the semiconductor 23, the controller 78 of the fourth column in step S8 photosensor as shown elements 20, 20, determined ... in the detected fluorescence (step S8: Yes), the processing of the controller 78 proceeds to step S9. 一方、複数種のサンプルDNA断片の中に第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片152がない場合には、第4列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体膜23には蛍光が低強度で入射するか又は殆ど入射しないため、コントローラ78は上記ステップS8において第4列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しなかったと判定し(ステップS8:No)、コントローラ78の処理はステップS11に移行する。 On the other hand, if there is no fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 with almost the same number of bases in the sample DNA fragment 152 among the plurality of types of sample DNA fragments, the fourth column of the photo sensor element 20 , 20, since ... fluorescence in the semiconductor film 23 is not or hardly enters incident at low intensity, the controller 78 did not detect the fluorescence fourth row of photosensor elements 20, 20, ... in the step S8 It determines that (step S8: No), processing of the controller 78 proceeds to step S11.
なお、図17は、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップS6の時のサンプルDNA断片152の泳動位置を表す図面である。 Incidentally, FIG. 17, when the sample DNA fragment 152 is approximately the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61, represents the position of migration of the sample DNA fragment 152 when the step S6 it is a drawing. 図18は、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス2で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。 Figure 18 is a graph sample DNA fragment 152 represents the fluorescence intensity distribution of the image acquired by the light sensing device 2 when it is almost the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 . 図17、図18においては最も塩基数の少ない相対的に体積の小さいサンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数であるものとしている。 17, it is assumed that the most of the base having a small number of relatively volume small sample DNA fragment 151 has almost the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 in FIG. 18.
【0104】 [0104]
ステップS9においては、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って、第5列目のプローブ電極35の電位が他のプローブ電極35,35,…(但し、上記ステップS5からステップS6に移行した場合、ステップS9及び後述するステップS10における第5列目のプローブ電極35の電位及び第8列目のプローブ電極35の電位は互いに等しく且つ第5列目のプローブ電極35の電位と異なる。)、及び第一電極74より高くなるように電圧を印加する。 In step S9, when the voltage control circuit 73, in accordance with an instruction of the controller 78, the fifth column of the probe electrode 35 potential is other probe electrodes 35, 35, ... (where the process proceeds from step S5 to step S6 , different from the fifth column of the potential of the potential and the eighth row of the potential of the probe electrode 35 are equal to each other and the fifth row of the probe electrodes 35 of probe electrode 35 in the step S9 and later to step S10.), and voltage is applied so that higher than the first electrode 74. ここでは、第5列目のプローブ電極35以外のプローブ電極35,35,…(但し、上記ステップS5からステップS6に移行した場合、第8列目のプローブ電極35を除く。)、及び第一電極74を接地電位とし、第5列目のプローブ電極35を接地電位に対して高電圧としている。 Here, the fifth row of the probe electrodes 35 other than the probe electrodes 35, 35, ... (except However, if the process proceeds from step S5 to step S6, the probe electrode 35 in the eighth column.), And the first the electrode 74 and the ground potential, and a high voltage of a fifth row of the probe electrode 35 with respect to the ground potential. このとき、第二電極75は第一電極74と等電位であることが望ましいが第一電極74の電圧より高くてもよい。 In this case, the second electrode 75 may be higher than it is desirable that the equipotential with the first electrode 74 a voltage of the first electrode 74. これにより、第4列目〜第6列目のプローブ電極35,35,35からなる電極組が選択され、この後の第一電極74と第二電極75との間の電圧に関わらず、第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に中程度の体積のサンプルDNA断片152を、第5列目のプローブ電極35近傍、つまり第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61近傍に保持することができる。 Thus, the electrode assembly comprising a fourth row to the sixth row of the probe electrodes 35,35,35 are selected, regardless of the voltage between the first electrode 74 after the the second electrode 75, the the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 with almost relatively moderate volume of the same number of bases sample DNA fragment 152, the fifth column of the probe electrode 35 near the fourth column that is, second it can be held in the vicinity of the probe DNA fragments 61 in the sixth column. ステップS9及び後述するステップS10では、第二電極75も第一電極74と等電位とする方が、第一電極74−第二電極75方向でのサンプルDNA断片の移動がないので好ましい。 In step S9 and later to step S10, also the second electrode 75 is the mutual equipotential with the first electrode 74, since there is no movement of the sample DNA fragments in the first electrode 74-second electrode 75 direction preferable.
【0105】 [0105]
次いで、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される。 Then, by driving the light sensing device 2 driver circuit 76 according to an instruction of the controller 78, the light sensing device 2 during emission of the ultraviolet irradiator 77 acquires an image representing the fluorescence intensity distribution, the image data driver circuit 76 is output to the controller 78 from. そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第5列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS10)。 Then, the controller 78 determines whether or not based on its image data fifth column of the photo sensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S10).
【0106】 [0106]
ここで、上記ステップS9において第5列目のプローブ電極35に第一電極75より高い電圧が印加されると、第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片は図19に示すように第4列目のプローブ電極35の上方から第5列目のプローブ電極35に向けて沈むように泳動する。 Here, when a voltage higher than the first electrode 75 in the fifth column of the probe electrode 35 in the step S9 is applied, substantially the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 in the sample DNA fragments migrate as sink toward the fourth row of the probe electrode 35 upward from the fifth column of the probe electrodes 35 as shown in FIG. 19. 第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が第5列目のプローブ電極35近傍まで泳動し、保持されると、図20に示すようにそのサンプルDNA断片から発した蛍光が第5列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、上記ステップS10においてコントローラ78が第5列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS10:Yes)、コントローラ78の処理がステップS11に移行する。 Sample DNA fragments of approximately the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 and migrate to the probe electrode 35 near the fifth column, and held, the sample as shown in FIG. 20 photosensor elements 20, 20 of the fluorescence emitted from the DNA fragments fifth column, ... of from incident high strength to the semiconductor 23, the controller 78 in step S10 is the fifth column of the photo sensor elements 20, 20, ... determines that it has detected the fluorescence (step S10: Yes), processing of the controller 78 proceeds to step S11. 一方、第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が第5列目のプローブ電極35まで泳動していない場合には、ステップS10においてコントローラ78が第5列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しないと判定し(ステップS10:No)、コントローラ78の処理がステップS9に移行する。 On the other hand, when almost sample DNA fragments having the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 are not migrated to the probe electrode 35 in the fifth column, the controller 78 in step S10 the fifth column of the photo sensor elements 20, 20, determines not to detect the fluorescence ... at (step S10: no), processing of the controller 78 proceeds to step S9. コントローラ78の処理がステップS9:No→ステップS10と繰り返されることによって、相対的に中程度の体積のサンプルDNA断片152が第5列目のプローブ電極35近傍まで泳動するまで第5列目のプローブ電極35に第一電極74より高い電圧が印加され続ける。 Processing of the controller 78 Step S9: No → by repeated step S10, the fifth column of the probe relatively moderate volume of sample DNA fragments 152 to migrate to the probe electrode 35 near the fifth column a voltage higher than the first electrode 74 is continuously applied to the electrode 35.
なお、図19は、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップS9の時のサンプルDNA断片152の泳動位置を表す図面である。 Incidentally, FIG. 19, when the sample DNA fragment 152 is approximately the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61, represents the position of migration of the sample DNA fragment 152 when the step S9 it is a drawing. 図20は、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス2で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。 Figure 20 is a graph sample DNA fragment 152 represents the fluorescence intensity distribution of the image acquired by the light sensing device 2 when it is almost the same number of bases and the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 .
【0107】 [0107]
ステップS11(三回目の電圧印加工程)では、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って第一電極74の電位が第二電極75の電位より低くなるように第一電圧74と第二電圧75との間に電圧を印加する。 In step S11 (third time of voltage application step), the voltage control circuit 73 includes a first voltage 74 so that the potential of the first electrode 74 is lower than the potential of the second electrode 75 in accordance with an instruction of the controller 78 the second voltage 75 a voltage is applied between the. また、同時に、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って、第5列目及び第8列目のプローブ電極35,35,…の電位をサンプルDNA断片が保持できる電圧に維持するとともに、それ以外の列のプローブ電極35,35,…の電位を第二電極75の電位以下、望ましくは第一電極74の電位以下となるようにプローブ電極35,35,…に電圧を印加する。 At the same time, the voltage control circuit 73 receives an instruction from the controller 78, together with the fifth column and the eighth row of the probe electrodes 35, 35, ... of the potential sample DNA fragments is maintained at the voltage that can be held, otherwise column of the probe electrodes 35 and 35, the following ... potential potential of the second electrode 75, preferably the probe electrodes 35 and 35 to be equal to or less than the potential of the first electrode 74, for applying a voltage to .... 第5列目及び第8列目のプローブ電極35,35,…の電位は、第一電極74の印加電圧以上第二電極75の印加電圧以下に設定されるが、それぞれサンプルDNA断片151、サンプルDNA断片152保持の観点から第二電極75と等電位であることが望ましい。 Fifth column and the eighth row of the probe electrodes 35, 35, ... are of potential, but is set below the applied voltage of the second electrode 75 applied voltage over the first electrode 74, each respective sample DNA fragment 151, the sample it is desirable from the viewpoint of DNA fragments 152 holding a equipotential with the second electrode 75.
【0108】 [0108]
これにより、電気泳動媒体の表層にある保持されずに残った相対的に大きい体積のサンプルDNA断片153が電気泳動媒体82中を第二電極75に向けて泳動する。 Thus, a relatively large volume of sample DNA fragments 153 remaining without being held in the surface layer of the electrophoretic medium to migrate toward the middle electrophoretic medium 82 to the second electrode 75. ここで、電圧制御回路73は、以上のような電圧状態を所定時間維持するが、印加時間及び印加電圧は第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に大きい体積のサンプルDNA断片が第1列目のプローブ電極35の上にまで泳動する程度である。 Here, the voltage control circuit 73 is to maintain the voltage state as described above a predetermined time, application time and the applied voltage relative approximately the same number of bases and the first row to third row of the probe DNA fragments 61 large volume of sample DNA fragments is the degree to which migrate to the top of the probe electrode 35 in the first row. 従って、図21に示すように、サンプルDNA断片153が第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数であるとすると、サンプルDNA断片153が第1列目の上まで泳動する。 Accordingly, as shown in FIG. 21, when the sample DNA fragment 153 is the first column through third column of the probe DNA fragments 61 to be approximately the same number of bases, the sample DNA fragment 153 to the top of the first column migrate. しかしながら、サンプルDNA断片151,152は、それぞれ以前のステップS4,S9以降においてサンプルDNA断片の保持のための電圧がプローブ電極35に印加されて浴槽71の底に沈むように保持されているため、相対的に上方に位置する第一電極74及び第二電極75間の電界に影響されず、このステップS11においては殆ど泳動しない。 However, the sample DNA fragments 151 and 152, the voltage for holding the sample DNA fragments in the respective previous step S4, S9 later is held as it is applied to the probe electrode 35 sink to the bottom of the tub 71, relative manner without being affected by the electric field between the first electrode 74 and second electrode 75 located above, little migration in the step S11. なお、上記ステップS10からステップS11に移行した場合、ステップS11以降ステップS15までも第5列目のプローブ電極35に第一電極74より相対的に高い電圧が電圧制御回路73によって印加され続ける。 Incidentally, when the process proceeds from step S10 to step S11, a relatively higher voltage than the first electrode 74 even after step S11 step S15 in the fifth column of the probe electrode 35 is continuously applied by the voltage control circuit 73.
【0109】 [0109]
相対的に大きい体積のサンプルDNA断片が第1列目プローブDNA断片61の上方の電気泳動媒体82まで到達すると予想される所定時間経過後、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って電圧印加状態を解除して第一電極74、及びプローブ電極35,35,…(但し、上記ステップS5からステップS6に移行した場合、第8列目のプローブ電極35を除き、上記ステップS10からステップS11に移行した場合、第5列目のプローブ電極35を除く。)を等電圧にする。 After a predetermined time to a relatively large volume of sample DNA fragments are expected to reach above the electrophoretic medium 82 of the first row probe DNA fragment 61, the voltage control circuit 73, a voltage application state in accordance with an instruction of the controller 78 the cancel first electrode 74, and probe electrodes 35, 35, ... (however, when the process proceeds from step S5 to step S6, except for the probe electrode 35 in the eighth column, it proceeds from step S10 to step S11 If you, except fifth column of the probe electrode 35.) to equal voltage. なお、第二電極75も第一電極74と等電圧であることが望ましい。 It is desirable also the second electrode 75 is equipotential with the first electrode 74. そして、コントローラ78がドライバ回路76及び照射駆動回路79を制御し、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動するとともに照射駆動回路79がコントローラ78の指示に従って紫外線照射器77を駆動する(ステップS12)。 Then, the controller 78 controls the driver circuit 76 and the irradiation driving circuit 79, drives the ultraviolet irradiator 77 irradiates the drive circuit 79 according to an instruction of the controller 78 along with the driver circuit 76 drives the light sensing device 2 according to an instruction of the controller 78 (step S12). これによりドライバ回路76が光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される。 Thus the driver circuit 76 drives the light sensing device 2 acquires an image light sensing device 2 is showing the fluorescence intensity distribution during emission of ultraviolet irradiator 77, the image data output from the driver circuit 76 to the controller 78 It is.
【0110】 [0110]
そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第4列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS13)。 Then, the controller 78 determines whether the on the basis of the image data the fourth column of the photo sensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S13).
【0111】 [0111]
ここで、電気泳動媒体82の表層に第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片がある場合には、そのほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が図21に示すように上記ステップS11において第1列目のプローブ電極35の上まで泳動していることになる。 Here, when there is approximately the same number of bases in the sample DNA fragments from the first row to third row of the probe DNA fragments 61 in the surface layer of the electrophoresis medium 82 is its almost identical number of bases in the sample DNA fragments FIG It will have been migrating in the step S11 as shown in 21 to the top of the first column of the probe electrode 35. 従って、複数種のサンプルDNA断片の中に第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片がある場合には、図22に示すようにそのサンプルDNA断片から発した蛍光が第1列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、コントローラ78は上記ステップS13において第1列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS13:Yes)、コントローラ78の処理はステップS14に移行する。 Therefore, when there is approximately the same number of bases in the sample DNA fragments from the first row to third row of the probe DNA fragments 61 in the plurality of types of sample DNA fragments, the sample DNA fragments as shown in Figure 22 fluorescent light emitted from the first row photosensor elements 20, 20, since incident at ... high strength in the semiconductor 23, the controller 78 first column of the photo sensor elements 20, 20 in the step S13, ... in determines that it has detected the fluorescence (step S13: Yes), processing of the controller 78 proceeds to step S14. 一方、複数種のサンプルDNA断片153の中に第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片がない場合には、第1列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体膜23には蛍光が低強度で入射するか又は殆ど入射しないため、コントローラ78は上記ステップS13において第1列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しなかったと判定し(ステップS13:No)、コントローラ78の処理は確認ステップSC1に移行する。 On the other hand, when there is no substantially the same number of bases in the sample DNA fragments from the first row to third row of the probe DNA fragments 61 in the plurality of types of sample DNA fragments 153, first column of the photo sensor element 20 , 20, since ... fluorescence in the semiconductor film 23 is not or hardly enters incident at low intensity, the controller 78 first column of the photo sensor elements 20, 20 in the step S13, not detected fluorescence ... in determines that (step S13: No), processing of the controller 78 proceeds to check the step SC1.
なお、図21は、サンプルDNA断片153が第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップS11の時のサンプルDNA断片152の泳動位置を表す図面である。 Incidentally, FIG. 21, if the sample DNA fragment 153 is approximately the same number of bases as the first column through third column of the probe DNA fragments 61, represents the position of migration of the sample DNA fragment 152 when the step S11 it is a drawing. 図22は、サンプルDNA断片153が第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス2で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。 Figure 22 is a graph sample DNA fragment 153 represents the fluorescence intensity distribution of the image acquired by the light sensing device 2 when it is almost the same number of bases as the first column through third column of the probe DNA fragments 61 . 図21、図22においてはサンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数であるものとし、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数であるものとしている。 21, it is assumed in the sample DNA fragment 151 is approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 in FIG. 22, the sample DNA fragment 152 is the fourth column through the sixth column it is assumed and the probe DNA fragment 61 is approximately the same number of bases.
【0112】 [0112]
ステップS14においては、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って、第2列目のプローブ電極35の電位が他のプローブ電極35,35,…(但し、上記ステップS5からステップS6に移行した場合、第8列目のプローブ電極35を除き、上記ステップS10からステップS11に移行した場合、第5列目のプローブ電極35を除く。)、及び第一電極74より高くなるように電圧を印加する。 In step S14, when the voltage control circuit 73, in accordance with an instruction of the controller 78, the second column of the probe electrode 35 potential is other probe electrodes 35, 35, ... (where the process proceeds from step S5 to step S6 except probe electrode 35 in the eighth row, when the process proceeds from step S10 to step S11, except the fifth column of the probe electrode 35.), and applies a voltage to be higher than the first electrode 74 . ここでは、第2列目のプローブ電極35以外のプローブ電極35,35,…、及び第一電極74を接地電位とし、第2列目のプローブ電極35を接地電位に対してより高い電圧としている。 Here, the second column of the probe electrodes 35 other than the probe electrodes 35, 35 ..., and the first electrode 74 and the ground potential, and the probe electrode 35 in the second row and higher voltage than with respect to the ground potential . これにより、第1列目〜第3列目のプローブ電極35,35,35からなる電極組が選択され、この後の第一電極74と第二電極75との間の電圧に関わらず、第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に大きい体積のサンプルDNA断片153を、第2列目のプローブ電極35近傍、つまり第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61近傍に保持することができる。 Thus, the electrode assembly comprising a first row to third row of the probe electrodes 35,35,35 are selected, regardless of the voltage between the first electrode 74 after the the second electrode 75, the the first column through third column of the probe DNA fragments 61 with almost relatively large volume of the same number of bases sample DNA fragment 153, a probe electrode 35 near the second row, i.e. the first row to third row can be held in the vicinity of the probe DNA fragments 61 in the eye. ステップS14及び後述するステップS15では、第二電極75も第一電極74と等電位とする方が、第一電極74−第二電極75方向でのサンプルDNA断片の移動がないので好ましい。 At step S14 and later steps S15, also the second electrode 75 is the mutual equipotential with the first electrode 74, since there is no movement of the sample DNA fragments in the first electrode 74-second electrode 75 direction preferable.
【0113】 [0113]
次いで、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される。 Then, by driving the light sensing device 2 driver circuit 76 according to an instruction of the controller 78, the light sensing device 2 during emission of the ultraviolet irradiator 77 acquires an image representing the fluorescence intensity distribution, the image data driver circuit 76 is output to the controller 78 from. そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第2列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS15)。 Then, the controller 78 determines whether the on the basis of the image data a second row of photosensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S15).
【0114】 [0114]
ここで、上記ステップS14において第2列目のプローブ電極35に第一電極七四に印加される電圧よりも高い電圧が印加されると、第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片は図23に示すように第1列目のプローブ電極35の上から第2列目のプローブ電極35に向けて沈むように泳動する。 Here, when the voltage higher than the voltage applied to the first electrode seventy-four the probe electrode 35 in the second row in the step S14 is applied, the first column through third column of the probe DNA fragments 61 as substantial sample DNA fragments having the same number of bases migrates as sink toward the probe electrode 35 on the second row of the first column of the probe electrode 35 as shown in FIG. 23. 第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が第2列目のプローブ電極35に保持されると、図24に示すようにそのサンプルDNA断片から発した蛍光が第1列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、上記ステップS15においてコントローラ78が第5列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS15:Yes)、コントローラ78の処理が確認ステップSC1に移行する。 When approximately the same number of bases of the sample DNA fragments from the first row to third row of the probe DNA fragments 61 are held in the probe electrode 35 in the second row, originating from the sample DNA fragments as shown in Figure 24 fluorescence first column of the photo sensor elements 20, 20 that, because incident at high intensity ... semiconductor 23, the photo sensor elements 20, 20 of the controller 78 is the fifth column in step S15, the fluorescence ... in It determines that it has detected (step S15: Yes), processing of the controller 78 proceeds to check the step SC1. 一方、第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が第2列目のプローブ電極35まで泳動していない場合には、ステップS15においてコントローラ78が第2列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しないと判定し(ステップS15:No)、コントローラ78の処理がステップS14に移行する。 On the other hand, if the sample DNA fragment approximately the same number of bases and the first row to third row of the probe DNA fragments 61 are not migrated to the probe electrode 35 in the second column is the controller 78 in step S15 the second column of the photo sensor elements 20, 20, determines not to detect the fluorescence ... at (step S15: no), processing of the controller 78 proceeds to step S14. コントローラ78の処理がステップS15:No→ステップS14と繰り返されることによって、サンプルDNA断片が第2列目のプローブ電極35まで泳動するまで第2列目のプローブ電極35に正電圧が印加され続ける。 Processing of the controller 78 is step S15: No → by repeated with step S14, the sample DNA fragments is a positive voltage continues to be applied to the second row of the probe electrode 35 to migrate to the second row of the probe electrode 35.
なお、図23は、相対的に体積の大きいサンプルDNA断片153が第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップS14の時のサンプルDNA断片153の泳動位置を表す図面である。 Incidentally, FIG. 23, when a relatively a large volume sample DNA fragment 153 is approximately the same number of bases as the first column through third column of the probe DNA fragments 61, the sample DNA fragments in the case of the step S14 is a diagram representing the migration position of 153. 図24は、サンプルDNA断片153が第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス2で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。 Figure 24 is a graph sample DNA fragment 153 represents the fluorescence intensity distribution of the image acquired by the light sensing device 2 when it is almost the same number of bases as the first column through third column of the probe DNA fragments 61 .
確認ステップSC1では、コントローラ78が、ステップS3で第7列目のプローブ電極35近傍で蛍光を検知したか、或いはステップS5で第8列目のプローブ電極35近傍で蛍光を検知したかを確認する。 In confirmation step SC1, the controller 78, or detects the fluorescence in the probe electrode 35 near the seventh column step S3, or it is checked whether the detected fluorescence in the probe electrode 35 near the eighth column step S5 . ここで蛍光を検知したと確認したらステップS16に移行し、蛍光を検知していないと確認したら確認ステップSC2に移行する。 Here the process proceeds to step S16 After verifying that detects the fluorescence, the process proceeds to check step SC2 After verifying that it has not detected the fluorescence.
【0115】 [0115]
ステップS16においては、コントローラ78が振とう器83を作動させ、振とう器83が第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片に最適な強度で浴槽71内の電気泳動媒体82を攪拌する。 In step S16, the controller 78 actuates the the shaker 83 vibration, shaker 83 bathtubs at optimum intensity to substantially the same number of bases in the sample DNA fragment and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 agitating the electrophoretic medium 82 in 71. この時、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って、全てのプローブ電極35,35,…、第一電極74及び第二電極75の電圧を接地電位とし、全て等電圧にしてもよいが、撹拌によりサンプルDNA断片が必要以上に広く分散されてしまうようであれば、第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,…を第一電極74より高電圧にしてもよい。 At this time, the voltage control circuit 73 receives an instruction from the controller 78, all of the probe electrodes 35, 35, ..., the voltage of the first electrode 74 and second electrode 75 and the ground potential, may be all like voltage, if the sample DNA fragments seem would be widely dispersed than necessary by agitation, seventh column to the ninth row of the probe electrodes 35, 35, ... 2008 may be a higher voltage than the first electrode 74.
【0116】 [0116]
次いで、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される(ステップS17)。 Then, by driving the light sensing device 2 driver circuit 76 according to an instruction of the controller 78, the light sensing device 2 during emission of the ultraviolet irradiator 77 acquires an image representing the fluorescence intensity distribution, the image data driver circuit 76 is output to the controller 78 from (step S17). そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第7列目〜第9列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS18)。 Then, the controller 78 determines whether or not based on its image data seventh column to the ninth column of the photo sensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S18).
【0117】 [0117]
ここで、上記ステップS16において電気泳動媒体82が攪拌されると、第8列目のプローブ電極35まで泳動したサンプルDNA断片が第7列目のプローブ電極35及び第9列目のプローブ電極35まで拡がる。 Here, when the electrophoretic medium 82 is agitated in step S16, the sample DNA fragments migrated to the probe electrode 35 in the eighth column until the seventh row of the probe electrodes 35 and the ninth row of the probe electrode 35 spread. 第7列目のプローブ電極35及び第9列目のプローブ電極35までサンプルDNA断片が拡がると、図25に示すようにサンプルDNA断片から発した蛍光が第7列目〜第9列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、上記ステップS18においてコントローラ78が第7列目〜第9列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS18:Yes)、コントローラ78の処理が確認ステップSC2に移行する。 The the seventh column of the probe electrodes 35 and the ninth row of the sample DNA fragments to the probe electrode 35 is widened, fluorescent seventh column to the ninth column of the photo emitted from the sample DNA fragments as shown in Figure 25 sensor elements 20, 20, since incident at high intensity ... semiconductor 23, determines that the controller 78 in step S18 is the seventh column to the ninth column of the photo sensor elements 20, 20, ... is detected fluorescence (step S18: Yes), processing of the controller 78 proceeds to check the step SC2. 一方、第7列目のプローブ電極35及び第9列目のプローブ電極35までサンプルDNA断片が拡がっていない場合には、ステップS18においてコントローラ78が7、第9列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しないと判定し(ステップS18:No)、コントローラ78の処理がステップS16に移行する。 On the other hand, when no sample DNA fragments spread to the seventh row of the probe electrodes 35 and the probe electrode 35 in the ninth column, the controller 78 is 7 in step S18, the ninth column of the photo sensor element 20, 20 , determined ... with not detect the fluorescence (step S18: no), processing of the controller 78 proceeds to step S16. コントローラ78の処理がステップS18:No→ステップS16→ステップS17と繰り返されることによって、サンプルDNA断片が7、第9列目のプローブ電極35まで拡がるまで振とう器83が攪拌動作を続ける。 Processing of the controller 78 is step S18: No → by repeated step S16 → step S17, the sample DNA fragment 7, shaker 83 to extend to the probe electrode 35 in the ninth column is continued stirring operation.
確認ステップSC2では、コントローラ78が、ステップS8で第4列目のプローブ電極35近傍で蛍光を検知したか、或いはステップS10で第5列目のプローブ電極35近傍で蛍光を検知したかを確認する。 In confirmation step SC2, the controller 78, or detects the fluorescence in the fourth column of the probe electrode 35 near at step S8, or it is checked whether the detected fluorescence in the probe electrode 35 near the fifth column step S10 . ここで蛍光を検知したと確認したらステップS19に移行し、蛍光を検知していないと確認したら確認ステップSC3に移行する。 Here, the process proceeds to step S19 Once you have verified that detects the fluorescence, and the process proceeds to the confirmation step SC3 Once you have determined not to detect the fluorescence.
【0118】 [0118]
ステップS19においては、コントローラ78が振とう器83を作動させ、振とう器83が第4列目〜第6列目のプローブDNA断片61に最適な強度で浴槽71内の電気泳動媒体82を攪拌する。 In step S19, stirred controller 78 actuates take shaker 83 shaking, the shaker 83 is an electrophoretic medium 82 in the bath 71 at the optimal intensity in the fourth column through the sixth column of the probe DNA fragments 61 to. この時、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って、第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35の電位を他のプローブ電極35,35,…、第一電極74及び第二電極75の電位より高くするように電圧を印加するが、特に第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35以外のプローブ電極35,35,…、第一電極74及び第二電極75を接地電位にする。 At this time, the voltage control circuit 73 receives an instruction from the controller 78, the seventh column to the ninth column of the potential of other probe electrode probe electrodes 35,35,35 35, ..., and the first electrode 74 While applying a voltage to be higher than the potential of the second electrode 75, in particular the seventh column to the ninth row of the probe electrodes 35,35,35 other probe electrodes 35, 35, ..., and the first electrode 74 the second electrode 75 to the ground potential.
【0119】 [0119]
次いで、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される(ステップS20)。 Then, by driving the light sensing device 2 driver circuit 76 according to an instruction of the controller 78, the light sensing device 2 during emission of the ultraviolet irradiator 77 acquires an image representing the fluorescence intensity distribution, the image data driver circuit 76 is output to the controller 78 from (step S20). そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第4列目〜第6列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS21)。 Then, the controller 78 determines whether or not based on its image data fourth column through the sixth column of the photo sensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S21).
【0120】 [0120]
ここで、上記ステップS19において電気泳動媒体82が攪拌されると、第5列目のプローブ電極35まで泳動したサンプルDNA断片が第4列目のプローブ電極35及び第6列目のプローブ電極35まで拡がる。 Here, when the electrophoretic medium 82 is agitated in step S19, the sample DNA fragments migrated to the probe electrode 35 in the fifth column until the fourth column of the probe electrode 35 and the sixth row of the probe electrode 35 spread. 第4列目のプローブ電極35及び第6列目のプローブ電極35までサンプルDNA断片が拡がると、図26に示すようにサンプルDNA断片から発した蛍光が第4列目〜第6列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、上記ステップS21においてコントローラ78が第4列目〜第6列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS21:Yes)、コントローラ78の処理が確認ステップSC3に移行する。 Fourth column of the probe electrode 35 and to the sixth row of the probe electrode 35 if the sample DNA fragments spread, fluorescence fourth column through the sixth column of the photo emitted from the sample DNA fragments as shown in Figure 26 sensor elements 20, 20, since incident at high intensity ... semiconductor 23, determines that the controller 78 in step S21 and the fourth column through the sixth column of the photo sensor elements 20, 20, ... is detected fluorescence (step S21: Yes), processing of the controller 78 proceeds to check the step SC3. 一方、第4列目のプローブ電極35及び第6列目のプローブ電極35までサンプルDNA断片が拡がっていない場合には、ステップS21においてコントローラ78が4、第6列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しないと判定し(ステップS21:No)、コントローラ78の処理がステップS19に移行する。 On the other hand, when the fourth column of the probe electrode 35 and the sixth row of the sample DNA fragments to the probe electrodes 35 do not extend over the controller 78 in step S21 is 4, sixth column of the photo sensor elements 20, 20 , determined ... with not detect the fluorescence (step S21: no), processing of the controller 78 proceeds to step S19. コントローラ78の処理がステップS21:No→ステップS19→ステップS20と繰り返されることによって、サンプルDNA断片が4、第6列目のプローブ電極35まで拡がるまで振とう器83が攪拌動作を続ける。 Processing of the controller 78 is step S21: No → by repeated step S19 → step S20, the sample DNA fragment 4, shaker 83 to extend to the probe electrode 35 in the sixth column is continued stirring operation. 振とう器83による攪拌の時には第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35に第一電極74よりも高電圧が印加されているため、第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35にまで泳動して拡散したサンプルDNA断片が第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35からかなり離れたところまで拡がらない。 Since a high voltage is applied than when the agitation by shaker 83 first electrode 74 in the seventh column to the ninth row of the probe electrodes 35,35,35, column to ninth row 7 sample DNA fragments spread was run until the probe electrode 35,35,35 is not spread far a considerable distance from the seventh row to ninth row of the probe electrodes 35,35,35.
確認ステップSC3では、コントローラ78が、ステップS13で第1列目のプローブ電極35近傍で蛍光を検知したか、或いはステップS15で第2列目のプローブ電極35近傍で蛍光を検知したかを確認する。 In confirmation step SC3, the controller 78, or detects the fluorescence in the probe electrode 35 near the first column step S13, or it is checked whether the detected fluorescence in the probe electrode 35 near the second row step S15 . ここで蛍光を検知したと確認したらステップS22に移行し、蛍光を検知していないと確認したら確認ステップSC4に移行する。 Here, the process proceeds to step S22 Once you have verified that detects the fluorescence, and the process proceeds to the confirmation step SC4 Once you have determined not to detect the fluorescence.
【0121】 [0121]
ステップS22においては、コントローラ78が振とう器83を作動させ、振とう器83が第1列目〜第3列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数の相対的に体積の大きいサンプルDNA断片に最適な強度で浴槽71内の電気泳動媒体82を攪拌する。 In step S22, the controller 78 actuates the the shaker 83 vibration, shaker 83 is larger sample DNA fragment of approximately relative volume of the same number of bases as the first column through third column of the probe DNA fragments 61 agitating the electrophoretic medium 82 in the bath 71 with an optimum intensity. この時、電圧制御回路73は、コントローラ78の指示に従って、第4列目〜第9列目のプローブ電極35,35,…の電位を第1列目〜第3列目のプローブ電極35,35,35、第一電極74及び第二電極75の電位より高くするように電圧を印加するが、特に第1列目〜第3列目のプローブ電極35,35,35、第一電極74及び第二電極75を接地電位にする。 At this time, the voltage control circuit 73 receives an instruction from the controller 78, the fourth column to the ninth row of the probe electrodes 35, 35, ... the potential of the first row to third row of the probe electrodes 35 and 35 , 35, but applies a voltage to be higher than the potential of the first electrode 74 and second electrode 75, in particular the first row to third row of the probe electrodes 35,35,35, the first electrode 74 and the the second electrode 75 to the ground potential.
【0122】 [0122]
次いで、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って光検知デバイス2を駆動し、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される(ステップS23)。 Then, by driving the light sensing device 2 driver circuit 76 according to an instruction of the controller 78, the light sensing device 2 during emission of the ultraviolet irradiator 77 acquires an image representing the fluorescence intensity distribution, the image data driver circuit 76 is output to the controller 78 from (step S23). そして、コントローラ78はその画像データに基づいて第1列目〜第3列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したか否かを判定する(ステップS24)。 Then, the controller 78 determines whether the based on the image data from first column to the third column of the photo sensor elements 20, 20, ... on whether the detected fluorescence (step S24).
【0123】 [0123]
ここで、上記ステップS22において電気泳動媒体82が攪拌されると、第2列目のプローブ電極35まで泳動したサンプルDNA断片が第1列目のプローブ電極35及び第3列目のプローブ電極35まで拡がる。 Here, when the electrophoretic medium 82 is agitated in step S22, the sample DNA fragments migrated to the probe electrode 35 in the second row until the probe electrode 35 in the first row of the probe electrodes 35 and the third column spread. 第1列目のプローブ電極35及び第3列目のプローブ電極35までサンプルDNA断片が拡がると、図27に示すようにサンプルDNA断片から発した蛍光が第1列目〜第3列目のフォトセンサ素子20,20,…の半導体23に高強度で入射するから、上記ステップS24においてコントローラ78が第1列目〜第3列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知したと判定し(ステップS24:Yes)、コントローラ78の処理がステップS25に移行する。 When the sample DNA fragments spread to the probe electrodes 35 in the first row of the probe electrodes 35 and the third column, fluorescence from first column to the third column of the photo emitted from the sample DNA fragments as shown in Figure 27 sensor elements 20, 20, since incident at high intensity ... semiconductor 23, determines that the controller 78 in step S24 is the first column through third column of the photo sensor elements 20, 20, ... is detected fluorescence (step S24: Yes), processing of the controller 78 proceeds to step S25. 一方、第1列目のプローブ電極35及び第3列目のプローブ電極35までサンプルDNA断片が拡がっていない場合には、ステップS24においてコントローラ78が1、第3列目のフォトセンサ素子20,20,…で蛍光を検知しないと判定し(ステップS24:No)、コントローラ78の処理がステップS22に移行する。 On the other hand, if the sample DNA fragments to the probe electrode 35 in the first row of the probe electrodes 35 and the third column has not spread, the controller 78 in step S24 is 1, the third column of the photo sensor elements 20, 20 , determined ... with not detect the fluorescence (step S24: no), processing of the controller 78 proceeds to step S22. コントローラ78の処理がステップS24:No→ステップS22→ステップS23と繰り返されることによって、サンプルDNA断片が1、第3列目のプローブ電極35まで拡がるまで振とう器83が攪拌動作を続ける。 Processing of the controller 78 is step S24: No → by repeated step S22 → step S23, the sample DNA fragment 1, shaker 83 to extend to the probe electrode 35 in the third row is continued stirring operation. 振とう器83による攪拌の時には第4列目〜第9列目のプローブ電極35,35,…に第一電極74よりも高電圧が印加されているため、第4列目〜第9列目のプローブ電極35,35,…にまで泳動して拡散したサンプルDNA断片が第4列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35からかなり離れたところまで拡がらない。 Since the time of agitation by shaker 83 fourth column to the ninth row of the probe electrodes 35 and 35, a voltage higher than the first electrode 74 ... in is applied, the fourth column to the ninth column probe electrodes 35 and 35, ... does not spread far a considerable distance from the sample DNA fragments spread to migrate the fourth column to the ninth row of the probe electrodes 35,35,35 up to.
確認ステップSC4では、コントローラ78が、確認ステップSC1〜確認ステップSC3の少なくともいずれかで蛍光検知されたと確認したかどうかを確認する。 In confirmation step SC4, the controller 78 checks whether or confirmed to have been the fluorescent detection of at least one of confirmation step SC1~ confirmation step SC3. ここで蛍光を検知を確認したと確認したらステップS25に移行し、蛍光を検知を確認していないと確認したら動作を終了する。 Here, the process proceeds to step S25 Once you have confirmed that the fluorescence was confirmed detection, and the operation is terminated Once you have determined not to confirm the detection of the fluorescence.
【0124】 [0124]
以上のようにコントローラ78の処理がステップS25に移行した時点では、スポット60,60,…には、それぞれのプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が高濃度で到達しており、複数種のサンプルDNA断片が塩基数ごとに分別されている。 At the time of the processing of the controller 78 shifts to step S25 as described above, spot 60,60, the ..., almost the same number of bases in the sample DNA fragment and each probe DNA fragment 61 has reached a high concentration, a plurality of kinds of sample DNA fragments are fractionated for each base number. つまり、例えば図28に示すように、サンプルDNA断片151の塩基数が第7列目〜第9列目のスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数と同じである場合には、サンプルDNA断片151が第7列目〜第9列目のスポット60,60,…まで高濃度で到達しており、サンプルDNA断片152の塩基数が第4列目〜第6列目のスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数と同じである場合には、サンプルDNA断片152が第4列目〜第6列目のスポット60,60,…まで高濃度で到達しており、サンプルDNA断片153の塩基数が第1列目〜第3列目のスポット60,60,…のプローブDNA断片61の塩基数と同じである場合には、サンプルDNA断片153が第1列目〜第3列目のスポット That is, for example, as shown in FIG. 28, when the number of bases of the sample DNA fragment 151 is the same as the number of bases in the seventh column to the ninth row of spots 60, 60, ... of the probe DNA fragments 61, sample DNA fragment 151 is the seventh column to the ninth row of spots 60, 60 ... has reached a high concentration to a base number of sample DNA fragments 152 in the fourth row to the sixth row spot 60 , 60, when ... is the same as the number of bases in the probe DNA fragments 61 in the sample DNA fragment 152 is the fourth row to the sixth row of spots 60, 60 have reached a high concentration ... to, sample DNA fragments bases 153 is first row to third row of spots 60, 60 when ... is the same as the number of bases in the probe DNA fragments 61 in the sample DNA fragment 153 is the first column - the third column of the spot 0,60,…まで高濃度で到達している。 0, 60, has been reached at a high concentration up to ....
【0125】 [0125]
ステップS25においては、振とう器83による攪拌が終了し、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って全てのプローブ電極35,35,…、第一電極74及び第二電極75を等電圧にする。 In step S25, the agitation by shaking 83 vibration is completed, the voltage control circuit 73, all of the probe electrodes 35 and 35 in accordance with an instruction of the controller 78, ..., to equal the voltage of the first electrode 74 and the second electrode 75 . 特に、電圧制御回路73は、プローブ電極35,35,…、第一電極74及び第二電極75を接地電位にすることが好ましい。 In particular, the voltage control circuit 73, the probe electrodes 35, 35, ..., it is preferable that the first electrode 74 and second electrode 75 to the ground potential. そして、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って温度調節素子72,72,…を駆動し、温度調節素子72,72,…に冷却動作を行わせる。 The temperature regulating device 72, 72 according to an instruction of the temperature control circuit 80 is the controller 78 drives the ..., temperature regulating device 72, to perform a cooling operation ... the. これにより、温度調節素子72,72,…が吸熱し、熱がプローブ電極35,35,…から温度調節素子72,72,…に伝導し、浴槽71内の電気泳動媒体82が45℃程度に冷却される。 Thus, the temperature regulating element 72, 72, ... is endothermic, heat the probe electrode 35, the temperature regulating element 72 from ..., conducted ... in electrophoretic medium 82 in the bath 71 to about 45 ° C. It is cooled. なお、温度調節素子72,72,…が単に加熱のみを行えるものである場合、温度制御回路80が温度調節素子72,72,…による発熱を停止し、これにより電気泳動媒体82が自然に冷却される。 The temperature regulating element 72, 72, if ... are merely capable of heating only, the temperature control circuit 80 is a temperature regulating device 72, the heat generated by ... stopped, thereby the electrophoretic medium 82 is naturally cooled It is.
【0126】 [0126]
浴槽71内の電気泳動媒体82が冷却されると、サンプルDNA断片が到達したスポット60のプローブDNA断片61がそのサンプルDNA断片と相補的な場合にはそのサンプルDNA断片がそのプローブDNA断片61にハイブリダイズする。 When electrophoresis medium 82 in the bath 71 is cooled, if the probe DNA fragments 61 in the spot 60 where the sample DNA fragment has arrived is complementary to the sample DNA fragment is the sample DNA fragments in the probe DNA fragment 61 hybridizing. 一方、サンプルDNA断片が到達したスポット60のプローブDNA断片61がそのサンプルDNA断片と相補的でない場合には、そのサンプルDNA断片がそのプローブDNA断片61にハイブリダイズしない。 On the other hand, if the probe DNA fragments 61 in the spot 60 where the sample DNA fragment has arrived is not complementary to the sample DNA fragment, the sample DNA fragment is not hybridized to the probe DNA fragment 61.
【0127】 [0127]
所定時間経過後、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って、第一電極74の電位及び第二電極75の電位が全てのプローブ電極35,35,…の電位よりも高くなるように所定の電圧を印加する(ステップS26)。 After a predetermined time, the voltage control circuit 73, in accordance with an instruction of the controller 78, the potential and the second electrode 75 potential is all probe electrodes 35, 35 of the first electrode 74, ... prescribed to be higher than the potential of the applying a voltage (step S26). 特に、電圧制御回路73は、第一電極74及び第二電極75を接地電位とし、第一電極74及び第二電極75に対してプローブ電極35,35,…を負電圧とすることが好ましい。 In particular, the voltage control circuit 73, a first electrode 74 and second electrode 75 and the ground potential, the first electrode 74 and second electrode 75 probe electrodes 35, 35 relative to, it is preferable that the ... negative voltage. ここで、第一電極74に対するプローブ電極35,35,…それぞれの電圧は、プローブDNA断片にミスハイブリダイズしたサンプルDNA断片がそのプローブDNA断片から分離する電圧以上であってプローブDNA断片にハイブリダイズしたサンプルDNA断片がそのプローブDNA断片から分離されない電圧以下である。 Here, the probe electrode 35 and 35 for the first electrode 74, ... each of voltages, hybridized to the probe DNA fragment comprising at voltage higher than a miss hybridized sample DNA fragments in the probe DNA fragment is separated from the probe DNA fragments sample DNA fragments is equal to or less than the voltage that is not separated from the probe DNA fragments.
【0128】 [0128]
プローブ電極35,35,…に負電圧が印加されると、上記ステップS25において複数種のサンプルDNA断片のうちスポット60,60,…のプローブDNA断片61とミスハイブリダイズしたサンプルDNA断片又はプローブDNA断片61とハイブリダイズしていないサンプルDNA断片は、そのプローブDNA断片61と相補的でないため、そのプローブDNA断片61から分離して、第一電極74及び第二電極75まで泳動する。 Probe electrodes 35 and 35, when a negative voltage is applied to ..., spots among the plurality of kinds of sample DNA fragments in step S25 60, 60, ... probe DNA fragments 61 and Miss hybridized sample DNA fragments or probes of DNA sample DNA fragment fragments 61 and unhybridized, because it is not complementary to the probe DNA fragments 61, separated from the probe DNA fragments 61 and migrate to the first electrode 74 and second electrode 75. 一方、複数種のサンプルDNA断片のうちスポット60,60,…のプローブDNA断片とハイブリダイズしたサンプルDNA断片は、そのプローブDNA断片61と相補的であるため、そのプローブDNA断片61から分離せずに結合した状態を維持する。 On the other hand, the sample DNA fragment spots 60,60 and ... probe hybridizing with DNA fragments of the plurality of types of sample DNA fragments are the complementary to the probe DNA fragments 61, without separating from the probe DNA fragments 61 to remain bound to.
【0129】 [0129]
従って、ステップS26後では、複数種のサンプルDNA断片それぞれは、塩基数が同じであって相補的なプローブDNA断片61からなるスポット60にのみ残留する。 Thus, after the step S26, each of the plurality of types of sample DNA fragments, the number of bases will remain only in the spot 60 comprising probes complementary DNA fragments 61 have the same. そして、複数種のサンプルDNA断片それぞれは、塩基数が異なるプローブDNA断片61からなるスポット60に残留しないし、相補的でないプローブDNA断片61からなるスポット60にも残留しない。 Then, each of the plurality of types of sample DNA fragments, to base number does not remain in the spot 60 of different probe DNA fragments 61, nor remain in the spot 60 consisting of probe DNA fragment 61 is not complementary. 例えば図29に示すように、サンプルDNA断片151が第8列目の何れかのスポット60のプローブDNA断片61と同じ塩基数で且つ相補的である場合には、サンプルDNA断片151が第8列目の何れかのスポット60に残留する。 For example, as shown in FIG. 29, if the sample DNA fragment 151 is and complementary with the same number of bases as the probe DNA fragments 61 in one spot 60 in the eighth column, the sample DNA fragment 151 has columns 8 remaining in one spot 60 eyes. 同様に、サンプルDNA断片152が第5列目の何れかのスポット60のプローブDNA断片61と同じ塩基数で且つ相補的である場合には、サンプルDNA断片152が第5列目の何れかのスポット60に残留する。 Similarly, the sample DNA fragment 152 if it is and complementary with the same number of bases as the probe DNA fragments 61 in one spot 60 in the fifth column, the sample DNA fragment 152 is one of the fifth column remaining in the spot 60. サンプルDNA断片153が第2列目の何れかのスポット60のプローブDNA断片61と同じ塩基数で且つ相補的である場合には、サンプルDNA断片153が第2列目の何れかのスポット60に残留する。 If the sample DNA fragment 153 is and complementary with the same number of bases as the probe DNA fragments 61 in one spot 60 of the second column, the sample DNA fragment 153 is one of the spot 60 in the second column remaining. サンプルDNA断片151,152,153が図29のように分布している場合には、画像中の行方向に沿った蛍光強度分布が図30のような蛍光強度分布となる。 When the sample DNA fragments 151, 152 and 153 are distributed as shown in Figure 29, the fluorescence intensity distribution along the row direction in the image is the fluorescent intensity distribution as shown in FIG. 30.
【0130】 [0130]
所定時間経過後、電圧制御回路73が、コントローラ78の指示に従って、第一電極74、第二電極75及び全てのプローブ電極35,35,…を等電圧、例えば、接地電位となるように印加する。 After a predetermined time, the voltage control circuit 73, in accordance with an instruction of the controller 78, the first electrode 74, second electrode 75 and all the probe electrodes 35, 35, ... equal voltage, for example, is applied to the ground potential . そして、ドライバ回路76がコントローラ78の指示に従って、例えば、ステップS3又はステップS5で蛍光確認されていた場合、箇所に対応する列、つまり第7列目〜第9列目のフォトセンサ素子20,20,…を駆動させ、ステップS3又はステップS5、ステップS8又はステップS10、ステップS13又はステップS15、の全てのステップで蛍光確認されていた場合、第1列目〜第9列目のフォトセンサ素子20,20,…を駆動させ、紫外線照射器77の発光中に光検知デバイス2が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路76からコントローラ78に出力される(ステップS27)。 Then, according to the instructions of the driver circuit 76 is the controller 78, for example, if it was fluorescence confirmed in step S3 or step S5, the column corresponding to the location, i.e. the seventh column to the ninth column of the photo sensor elements 20, 20 , ... is driven and step S3 or step S5, step S8 or step S10, step S13 or step S15, all cases had been fluorescent confirmed in step, the first column to the ninth column of the photo sensor element 20 , 20, ... is driven, light sensing device 2 during emission of the ultraviolet irradiator 77 acquires an image representing the fluorescence intensity distribution, the image data is output from the driver circuit 76 to the controller 78 (step S27) . また、温度制御回路80は、上記ステップS25でこのステップS27まで温度調節素子72,72,…を駆動して温度調節素子72,72,…に冷却動作を行わせ、ドライバ回路76による光検知デバイス2の動作が終了した時点で温度調節素子72,72,…による冷却動作を終了する。 The temperature control circuit 80, the temperature regulating element 72, 72 to the step S27 in the above step S25, the temperature regulating element 72 to drive the ..., to perform the cooling operation ..., the light sensing device by the driver circuit 76 temperature regulating devices 72, 72 when the second operation is completed, and ends the cooling operation by .... また、浴槽71内に電気泳動媒体82の温度を検出する温度検出器を設け、温度検出器による検出温度をコントローラ78にフィードバックし、コントローラ78が検出温度に従って温度制御回路80を制御することによって、温度制御回路80がステップS25からステップS27まで電気泳動媒体82を45℃以上に保温するように温度調節素子72,72,…を制御しても良い。 Further, by providing the temperature detector for detecting the temperature of the electrophoretic medium 82 in the bath 71, by feeding back the temperature detected by the temperature detector to the controller 78, the controller 78 controls the temperature control circuit 80 according to the detected temperature, temperature regulating devices 72, 72 so that the temperature control circuit 80 is kept electrophoretic medium 82 to 45 ° C. or higher from step S25 to step S27, may be controlled .... なお、ステップS25に移行することが確定したら、ステップS27では、どの列で蛍光を検知したか確認せずに第1列目〜第9列目のフォトセンサ素子20,20,…を駆動させてもよい。 Incidentally, if determined to migrate to step S25, in step S27, in which without confirming whether the detected fluorescence in column first column to the ninth column of the photo sensor elements 20, 20, to drive the ... it may be.
【0131】 [0131]
そして、コントローラ78が画像データを表示装置81に出力して、どのプローブDNA断片61に完全ハイブリッドが起こったかをフォトセンサ素子20,20,…の光検知した画像データから確認し、予め判っているプローブDNA断片61の塩基配列データからハイブリッドしたサンプルDNA断片の塩基配列をプローブDNA断片61の塩基配列から特定し(ステップS28)、DNA同定装置100の動作が終了する。 Then, the controller 78 outputs to the display device 81 the image data, to verify whether complete hybrid happened to which probe DNA fragments 61 photosensor elements 20, 20, ... from the image data obtained by the light detection, are known in advance the nucleotide sequence of the sample DNA fragments hybridized nucleotide sequence data of the probe DNA fragments 61 to identify the nucleotide sequence of the probe DNA fragments 61 (step S28), the operation of the DNA identifying apparatus 100 is completed. なおステップS28では、コントローラ78に従って表示装置81がハイブリッドしたサンプルDNA断片の塩基配列を表示するようにしてもよい。 Note that in step S28, the display device 81 may display the base sequences of hybridized sample DNA fragments according to the controller 78.
【0132】 [0132]
以上のように、本実施形態では、スポット60,60,…は、第1列目〜第3列目のプローブ電極35,35,35の電極組、第4列目〜第6列目のプローブ電極35,35,35の電極組、第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,35の電極組に分別されている。 As described above, in this embodiment, spots 60, 60 ..., the first row to third row of electrode sets of the probe electrodes 35,35,35, fourth column through the sixth column of the probe electrode sets of the electrodes 35,35,35, are classified into the seventh column to the ninth row of the electrode sets of the probe electrodes 35,35,35. そして、共通の電極組に配列されたスポット60,60,…は塩基数が同じであるが、塩基配列が異なっている。 The common electrode sets spots arranged in a 60, 60, ... is the number of bases are the same, nucleotide sequences differ. 更に、電極組が第二電極75に向かうにつれてスポット60の塩基数が少なくなっている。 Furthermore, the number of bases in the spot 60 is low as the electrode set is directed toward the second electrode 75.
【0133】 [0133]
以上のように構成された中で、第一電極74側にサンプルDNA断片が注入され、ステップS1、ステップS6、ステップS11のように第二電極75と第一電極74との間に電圧が印加されると、サンプルDNA断片が泳動していくが、塩基数の少ないサンプルDNA断片ほど体積が小さいために流体抵抗が低いので第二電極75寄りに泳動する。 Among configured as described above, the sample DNA fragments are injected into the first electrode 74 side, step S1, step S6, the voltage applied between the second electrode 75 and the first electrode 74 as in step S11 Once, the sample DNA fragments will migrate, migrate to the second electrode 75 toward the fluid resistance is low because the volume the smaller the sample DNA fragment having the base number is small. 従って、複数種のサンプルDNA断片が塩基数ごとに分別される。 Therefore, plural kinds of sample DNA fragments are fractionated for each base number. そして、複数種のサンプルDNA断片から、ステップS1で第7列目〜第9列目のプローブDNA断片61とほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片を分別した後に、ステップS4においてそのサンプルDNA断片を第8列目のプローブ電極35側へと深さ方向に泳動させることによって、第8列目のプローブ電極35周辺ではほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が高濃度になる。 Then, a plurality of kinds of sample DNA fragments, after separating the sample DNA fragment of approximately the same number of bases and the seventh column to the ninth column of the probe DNA fragments 61 in step S1, the sample DNA fragments in the step S4 the by electrophoresis and the depth direction to the eighth column of the probe electrode 35 side, approximately the same number of bases in the sample DNA fragments is high concentration at the probe electrodes 35 near the eighth row. ステップS6の後にも同様にステップS9が行われ、ステップS11の後にも同様にステップS14が行われる。 To likewise step after step S6 S9 is performed, likewise the step S14 is also performed after step S11.
【0134】 [0134]
その後、ステップS16、S19、S22においてそれぞれの塩基数に最適な攪拌が行われることによって、それぞれのスポット60にはほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が均等且つ高濃度に分布している。 After that, the optimum agitation for each of the number bases is performed in step S16, S19, S22, is almost the same number of bases in the sample DNA fragments are distributed evenly and high density in each spot 60. そのため、ステップS25において、サンプルDNA断片をほぼ同じ塩基数の相補的なプローブDNA断片61のみとハイブリダイズさせることができる。 Therefore, in step S25, it is possible to substantially complementary probe DNA fragments 61 only hybridized with the same number of bases of the sample DNA fragments. 従って、塩基数の異なる複数種のサンプルDNA断片それぞれの塩基配列をほぼ同時に同定することができる。 Therefore, a plurality of kinds of sample DNA fragments each base sequence different bases substantially can be identified simultaneously. そのため、本DNA同定装置1を用いれば、検体のサンプルDNAから同一塩基数のサンプルDNA断片を抽出する処理を行わなくても良いため、サンプルDNAの構造をより早く解析することができる。 Therefore, using the present DNA identifying apparatus 1, since it is not necessary to perform a process of extracting sample DNA fragments having the same number of bases from the sample DNA of the specimen, the structure of the sample DNA can be more quickly analyze.
【0135】 [0135]
また、処理がステップS25に移行した時点ではそれぞれのスポット60にはほぼ同じ塩基数のサンプルDNA断片が高濃度に分布しているから、その後のステップS25において相補的なプローブDNA断片と結合するサンプルDNA断片の数が多くなる。 Moreover, the sample processing to bind to complementary probe DNA fragments in from the sample DNA fragment of approximately the same number of bases in each spot 60 at the time of the transition to step S25 is distributed in a high concentration, the subsequent step S25 the number of DNA fragments is increased. そのため、その後のステップS27において、サンプルDNA断片と相補的なスポット60から発する蛍光強度が大きくなり、光検知デバイス2によってより効率的に蛍光分布を検出することができる。 Therefore, in the subsequent step S27, the fluorescence intensity emitted sample DNA fragments from complementary spots 60 is increased, it is possible to detect more efficiently the fluorescence distribution by the light sensing device 2.
【0136】 [0136]
また、ステップS26においてプローブ電極35,35,…に電極74及び電極75よりも低電圧を印加しているため、相補的でないスポット60に到達したサンプルDNA断片は負極性を有していることから、そのスポット60から離れて第一電極74及び第二電極75に至る。 The probe electrode 35 in the step S26, since the application of the lower voltage than the electrode 74 and the electrode 75 ... in, since the sample DNA fragments reaching the spot 60 is not complementary is having a negative polarity , it reaches the first electrode 74 and second electrode 75 away from the spot 60. その後のステップS27においては、サンプルDNA断片に相補的でないスポット60から蛍光が発さず、サンプルDNA断片に相補的であるスポット60からは蛍光が発し、その強度がはっきりする。 In subsequent step S27, the sample DNA fragments fluorescence not emitted from the spot 60 is not complementary to, fluorescence emitted from the spots 60 that are complementary to the sample DNA fragment, the intensity is evident. 従って、光検知デバイス2によって取得される画像はコントラストの高く、画像中のどの部分が明るいかを容易に判断することができる。 Accordingly, the image acquired by the light sensing device 2 is high in contrast, what part of the image is bright it can be easily determined.
【0137】 [0137]
また、ステップS26において、サンプルDNA断片が相補的でないスポット60から離れるため、ハイブリダイゼーション後にDNAセンサ1の表面を洗浄する必要がなく、作業効率が向上する。 Further, in step S26, since the sample DNA fragments are separated from the spot 60 is not complementary, it is not necessary to clean the surface of the DNA sensor 1 after hybridization, thereby improving work efficiency. なお、ステップS26では、第一電極74及び第二電極75ともにプローブ電極35,35,…より高い電圧が印加されるが、第一電極74及び第二電極75のいずれか一方のみにプローブ電極35,35,…より高い電圧が印加されてもよい。 In step S26, the first electrode 74 and second electrode 75 together probe electrode 35, although ... higher voltage is applied, the probe electrode 35 to only one of the first electrode 74 and the second electrode 75 , 35, a voltage higher than the ... may be applied.
【0138】 [0138]
また、ステップS1〜ステップS24の間に温度制御回路80が温度調節素子72,72,…を制御することによって、電気泳動媒体82の温度が95℃程度となるため、サンプルDNA断片同士がハイブリダイズせずに変性した状態を維持でき、泳動しやすい。 Further, step S1~ temperature control circuit 80 is a temperature regulating device 72, 72 during the step S24, by controlling the ..., since the temperature of the electrophoretic medium 82 is about 95 ° C., the sample DNA fragments to each other hybridize It can be maintained denatured state without, easy focusing.
【0139】 [0139]
また、温度制御回路80が温度調節素子72,72,…を制御することによって、ステップS25において電気泳動媒体82の温度が45℃程度となるため、サンプルDNA断片が相補的なプローブDNA断片61とハイブリダイズしやすい。 The temperature control circuit 80 is a temperature regulating device 72, by controlling the ..., since the temperature of the electrophoretic medium 82 is about 45 ° C. In step S25, the sample DNA fragments complementary to the probe DNA fragments 61 hybridized easy.
【0140】 [0140]
また、光検知デバイス2の表面に複数種のスポット60,60、…が配列されているため、レンズや顕微鏡が無くとも光検知デバイス2で鮮明な像を撮像することができ、更に走査機構が無くても二次元的な像を撮像することができる。 Further, the light sensing device 2 of a plurality of types of spots on the surface 60,60, because ... are arranged, without the lens or a microscope can image the sharp image in the light sensing device 2, further scanning mechanism without even capable of imaging a two-dimensional image. 従って、DNA同定装置100にレンズ、顕微鏡、走査機構を設けなくても済み、DNA同定装置100を小型化することができる。 Therefore, lenses DNA identification device 100, requires even without providing a microscope, a scanning mechanism, it is possible to reduce the size of the DNA identifying apparatus 100.
また、光検知デバイス2の表面にスポット60,60,…が配列されているため、相補的なスポット60から発した蛍光が殆ど減衰せずに光検知デバイス2のフォトセンサ素子20に入射する。 Further, the spot on the surface of the light sensing device 2 60,60, ... is because it is arranged, fluorescence emitted from the complementary spots 60 is incident on the photo sensor element 20 of the light sensing device 2 with little attenuation. 従って、光検知デバイス2の感度が高くなくても済む。 Thus, the sensitivity of the light sensing device 2 need be not high.
【0141】 [0141]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。 The present invention is not limited to the above embodiments without departing from the scope and spirit of the present invention may be performed various improvements and design changes.
例えば、上記実施形態ではプローブ電極35,35,…は隣り合う三つずつからなる電極組に分けられていたが、一つからなる電極組に分けられていても良いし、二つからなる電極組に分けられていても良いし、四つ以上からなる電極組に分けられていても良い。 For example, the probe electrode 35 in the above embodiment, ... has been been divided into electrode sets consisting of one by three adjacent, may also be divided into electrode sets consisting of one, consisting of two electrodes it may be divided into sets, it may be divided into electrode sets consisting of four or more. また、電極組ごとにプローブ電極35の数が異なっていても良い。 It may also have a different number of probe electrodes 35 for each electrode pair. また、上記実施形態ではフォトセンサ素子20,20,…の縦の列一列につき一つのプローブ電極35が配列されているが、フォトセンサ素子20,20,…の縦の列二列又はそれ以上の列につき一つのプローブ電極35が配列されていても良い。 In the above embodiments photosensor elements 20, 20, ... while the vertical one probe electrode 35 per row one row of are arranged, the photo sensor elements 20, 20, ... vertical column two rows or more of one probe electrode 35 per row may be arranged. また、上記実施形態では一つのスポット60に対して一つのフォトセンサ素子20が対応しているが、隣り合う二つ以上のフォトセンサ素子20に対応して一つのスポット60が対応していて良い。 Although one of the photo sensor element 20 with respect to one spot 60 in the above embodiment corresponds, one spot 60 corresponding to the two adjacent one or more of the photo sensor element 20 may be supported by . 但し、何れの場合においても、同列に配列されたスポット60,60,…はプローブDNA断片61がほぼ同じ塩基数であり、スポット60ごとにプローブDNA断片61の塩基配列が異なっている。 However, in any case, the spot arranged on the same level 60, 60, ... is substantially the same number of bases probe DNA fragment 61, the base sequence of the probe DNA fragments 61 are different for each spot 60.
ステップS4では、第8列目のプローブ電極35,35,…のみがそれ以外のプローブ電極35,35,…より高い電位になったが、これに限らず、共通する電極組、つまり、第7列目〜第9列目のプローブ電極35,35,…をそれ以外のプローブ電極35,35,…より高い電位にしてもよい。 In step S4, the eighth row of the probe electrodes 35, 35, ... only other probe electrodes 35, 35, became higher than ... potential is not limited to this, the common electrode assembly, i.e., 7 th column to the ninth row of the probe electrodes 35, 35, ... of the other probe electrodes 35 and 35, it may be higher than ... potential. ステップS9では、第5列目のプローブ電極35,35,…のみがそれ以外のプローブ電極35,35,…より高い電位になったが、これに限らず、共通する電極組、つまり、第4列目〜第6列目のプローブ電極35,35,…をそれ以外のプローブ電極35,35,…より高い電位にしてもよい。 In step S9, the fifth column of the probe electrodes 35, 35, ... only other probe electrodes 35, 35, became higher than ... potential is not limited to this, the common electrode assembly, i.e., the fourth th column through sixth row of the probe electrodes 35, 35, ... of the other probe electrodes 35 and 35, may be higher than ... potential. ステップS14では、第2列目のプローブ電極35,35,…のみがそれ以外のプローブ電極35,35,…より高い電位になったが、これに限らず、共通する電極組、つまり、第1列目〜第3列目のプローブ電極35,35,…をそれ以外のプローブ電極35,35,…より高い電位にしてもよい。 In step S14, the second column of the probe electrodes 35, 35, ... only other probe electrodes 35, 35, became higher than ... potential is not limited to this, the common electrode assembly, i.e., the first th column through third column of the probe electrodes 35, 35, ... of the other probe electrodes 35 and 35, may be higher than ... potential.
【0142】 [0142]
上記実施形態では、より塩基数が少ないプローブDNA断片61が設けられたプローブ電極35,35,…上方の電気泳動媒体82に、より塩基数が少ない一本鎖サンプルDNA断片を電気泳動して配置させた後に、より塩基数が多いプローブDNA断片61が設けられたプローブ電極35,35,…上方の電気泳動媒体82に、より塩基数が多い一本鎖サンプルDNA断片を電気泳動して配置させたが、より塩基数が多いプローブDNA断片61が設けられたプローブ電極35,35,…上方の電気泳動媒体82に、より塩基数が多い一本鎖サンプルDNA断片を電気泳動して配置させた後に、より塩基数が少ないプローブDNA断片61が設けられたプローブ電極35,35,…上方の電気泳動媒体82に、より塩基数が少ない一本鎖サ In the above embodiment, the probe electrodes 35 and 35 probe DNA fragments 61 more basic fewer are provided, ... over the electrophoretic medium 82, the more basic fewer single-stranded sample DNA fragments by electrophoresis placed after allowed to, probe electrodes 35 and 35 more bases often probe DNA fragment 61 is provided, ... over the electrophoretic medium 82, it is arranged by electrophoresis more bases single-stranded sample DNA fragments often was, but more probe bases often probe DNA fragment 61 is provided electrodes 35, 35, ... over the electrophoretic medium 82, is arranged by electrophoresis more bases are often single-stranded sample DNA fragments later, the probe electrodes 35 and 35 probe DNA fragments 61 more basic fewer are provided, ... upper electrophoresis medium 82, more basic fewer single Kusarisa プルDNA断片を電気泳動して配置させるように、複数種のサンプルDNA断片が初期状態で注入される位置と、プローブ電極35,35,…の位置と、を調整してもよい。 Pull DNA fragment to be disposed by electrophoresis, and a position where the plurality of kinds of sample DNA fragments are injected in the initial state, the probe electrode 35, ... and the position of, it may be adjusted. この場合、ステップS3〜ステップS5とステップS13〜ステップS15が順番を入れ代わり、ステップS16〜ステップS18とステップS22〜ステップS24が順番を入れ代わるように設定される。 In this case, step S3~ steps S5 and S13~ step S15 reverses the functions of the order, step S16~ step S18 and step S22~ step S24 is set to change places the order. また塩基数に関わらずサンプルDNA断片が、サンプルDNA断片とほぼ同数の塩基数のプローブDNA断片61が設けられたプローブ電極35,35,…上方の電気泳動媒体82に、ほぼ同時に泳動されるようにしてもよい。 Also as the sample DNA fragment regardless of the number of bases, the sample DNA fragment and the probe electrode 35 approximately the same number of bases of the probe DNA fragments 61 are provided, ... over the electrophoretic medium 82, which is substantially simultaneously electrophoresed it may be. このとき、コントローラ78は、ステップS3、ステップS8、ステップS13をほぼ同期してもよく、ステップS4、ステップS9、ステップS14をほぼ同期してもよく、ステップS5、ステップS10、ステップS15をほぼ同期してもよい。 At this time, the controller 78, step S3, step S8, may be substantially synchronizing step S13, step S4, step S9, may be substantially synchronizing step S14, step S5, step S10, substantially synchronize step S15 it may be.
【0143】 [0143]
また、上記実施形態では、画素の光電変換素子としてフォトセンサ素子20,20,…を用いた光検知デバイス2を例にして説明したが、光電変換素子としてフォトダイオードを用いた光検知デバイス(撮像デバイス)を用いても良い。 In the above embodiment, the photo sensor elements 20, 20 as the photoelectric conversion elements of pixels has been described with ... an example optical sensing device 2 using the optical sensing device (imaging using a photodiode as a photoelectric conversion element device) may be used. フォトダイオードを用いた光検知デバイスとしては、ハイブリダイゼーションに要する温度が動作可能温度範囲内であれば、CCDイメージセンサ、ダブルゲートトランジスタ以外のCMOSイメージセンサがある。 The light sensing device using a photodiode, as long as within the operating temperature range the temperature is required for hybridization, CCD image sensor, there is a CMOS image sensors other than double gate transistors.
CCDイメージセンサにおいては、フォトダイオードが基板上にn行m列のマトリクス状となって配列されており、それぞれのフォトダイオードの周囲には、フォトダイオードで光電変換された電気信号を転送するための垂直CCD、水平CCDが形成されている。 In CCD image sensor, photodiodes are arranged a matrix of n rows and m columns on the substrate, around the respective photodiodes, for transferring the electrical signal photoelectrically converted by the photodiode vertical CCD, the horizontal CCD is formed. CMOSイメージセンサにおいては、フォトダイオードが基板上にn行m列のマトリクス状となって配列されており、それぞれのフォトダイオードの周囲にはフォトダイオードで光電変換された電気信号を増幅するための画素回路が設けられている。 Pixels for the CMOS image sensor includes a photodiode are arranged in a matrix of n rows and m columns on the substrate, the periphery of each photodiode for amplifying an electrical signal photoelectrically converted by the photodiode circuit is provided.
【0144】 [0144]
また、上記実施形態では、DNA分析装置100が起動してからステップS25の開始までの間中、温度制御回路80が温度調節素子72,72,…を駆動して、電気泳動媒体82が95℃以上に保温されていたが、以下の(a)〜(d)のように温度調節素子72,72,…を制御しても良い。 In the above embodiment, during the after starting DNA analyzer 100 until the start of the step S25, the temperature control circuit 80 is a temperature regulating device 72, 72, ... to drive the electrophoretic medium 82 is 95 ° C. had been maintained at above the temperature regulating element 72, 72 as shown in the following (a) ~ (d), it may be controlled ....
【0145】 [0145]
(a) 上記ステップS3でYesの場合、上記ステップS4からステップS16が開始するまでの間、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って第8列目の温度調節素子72を駆動し、第8列目の温度調節素子72に冷却動作を行わせる。 (A) If Yes in step S3, the period from the step S4 to step S16 is started, the temperature control circuit 80 drives the eighth row of the temperature regulating device 72 according to an instruction of the controller 78, column 8 the eyes of the temperature regulating element 72 to perform a cooling operation. これにより、第8列目の温度調節素子72が吸熱し、第8列目のプローブ電極35が冷却され、第8列目のスポット60,60,…が局所的に45℃程度に冷却される。 Thus, the temperature regulating device 72 of the eighth column absorbs heat, eighth row of the probe electrode 35 is cooled, the eighth row of spots 60, 60, ... are cooled to about locally 45 ° C. . これにより第8列目のスポット60,60,…のプローブDNA断片61がハイブリダイズすることができるようになる。 Thus eighth row of spots 60, 60 ... probe DNA fragments 61 will be able to hybridize. 更に、上記ステップS3でYesの場合、上記ステップS19からステップS27が終了するまでの間、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って第7〜9列目の温度調節素子72,72,72を駆動し、第7〜9列目の温度調節素子72,72,72に冷却動作を行わせる。 Furthermore, the drive in the case of Yes in step S3, the period from the step S19 to step S27 is completed, the temperature control circuit 80 is a second 7-9 column temperature regulating devices 72,72,72 in accordance with an instruction of the controller 78 and to perform the cooling operation to a 7-9 column temperature regulating devices 72,72,72.
【0146】 [0146]
(b) 上記ステップS8でYesの場合、上記ステップS9からステップS19が開始するまでの間、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って第5列目の温度調節素子72を駆動し、第5列目の温度調節素子72に冷却動作を行わせる。 (B) in the case of Yes in step S8, during the above step S9 until the step S19 is started, the temperature control circuit 80 drives the fifth column of the temperature regulating device 72 according to an instruction of the controller 78, the fifth column the eyes of the temperature regulating element 72 to perform a cooling operation. これにより、第5列目の温度調節素子72が吸熱し、第8列目のプローブ電極35が冷却され、第5列目のスポット60,60,…が局所的に45℃程度に冷却される。 Thus, the fifth column of the temperature regulating device 72 absorbs heat, eighth row of the probe electrode 35 is cooled, the fifth row of spots 60, 60, ... are cooled to about locally 45 ° C. . これにより第5列目のスポット60,60,…のプローブDNA断片61がハイブリダイズすることができるようになる。 Accordingly fifth column of spots 60, 60 ... probe DNA fragments 61 will be able to hybridize. 更に、上記ステップS8でYesの場合、上記ステップS22からステップS27が終了するまでの間、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って第4〜6列目の温度調節素子72,72,72を駆動し、第4〜6列目の温度調節素子72,72,72に冷却動作を行わせる。 Furthermore, the drive in the case of Yes in step S8, during the above step S22 to step S27 is completed, the temperature control circuit 80 is a fourth to sixth column temperature regulating devices 72,72,72 in accordance with an instruction of the controller 78 and to perform the cooling operation to a 4-6 column temperature regulating devices 72,72,72.
【0147】 [0147]
(c) 上記ステップS13でYesの場合、上記ステップS14からステップS22が開始するまでの間、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って第2列目の温度調節素子72を駆動し、第2列目の温度調節素子72に冷却動作を行わせる。 Yes in (c) above step S13, the period from the step S14 to step S22 is started, the temperature control circuit 80 drives the second column of the temperature regulating device 72 according to an instruction of the controller 78, the second column the eyes of the temperature regulating element 72 to perform a cooling operation. これにより、第2列目の温度調節素子72が吸熱し、第2列目のプローブ電極35が冷却され、第2列目のスポット60,60,…が局所的に45℃程度に冷却される。 Thus, the second column of the temperature regulating device 72 absorbs heat, the second column of the probe electrode 35 is cooled, the second row of spots 60, 60, ... are cooled to about locally 45 ° C. . これにより第2列目のスポット60,60,…のプローブDNA断片61がハイブリダイズすることができるようになる。 Thus the second row of spots 60, 60 ... probe DNA fragments 61 will be able to hybridize. 更に、上記ステップS13でYesの場合、上記ステップS25からステップS27が終了するまでの間、温度制御回路80がコントローラ78の指示に従って第1〜3列目の温度調節素子72,72,72を駆動し、第1〜3列目の温度調節素子72,72,72に冷却動作を行わせる。 Furthermore, the drive in the case of Yes in step S13, during a period from the step S25 to step S27 is completed, the temperature control circuit 80 is a temperature regulating device 72,72,72 of the first to third column in accordance with an instruction of the controller 78 and to perform the cooling operation in the first to third row of temperature regulating device 72,72,72.
【0148】 [0148]
(d) 上記(a)〜(c)で冷却動作を行っていない温度調節素子72については、温度制御回路80によって駆動されて、加熱動作を行う。 The temperature regulating element 72 is not performed cooling operation in (d) above (a) ~ (c), it is driven by the temperature control circuit 80 performs the heating operation.
【0149】 [0149]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、温度調節素子がプローブ電極を介して複数のスポットの温度を調節するので、ハイブリダイゼーションが行われるスポット近傍を局所的に冷却することで効率よく冷やすことができる。 According to the present invention, the temperature regulating element regulates the temperature of the plurality of spots via the probe electrodes, it is possible to cool efficiently by locally cooling the vicinity spot hybridization is performed.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明が適用されたDNA同定装置を一部破断して示した側面図である。 1 is a side view of the present invention is shown partially broken the applied DNA identification apparatus.
【図2】上記DNA同定装置を示した上面図である。 2 is a top view showing the DNA identifying apparatus.
【図3】上記DNA同定装置に備わる光検知デバイスの幾つかの画素を示した平面図である。 3 is a plan view showing some of the pixels of the light sensing device provided in the DNA identifying apparatus.
【図4】図4(a)は上記光検知デバイスの一つの画素を示した平面図であり、図4(b)はII−II破断線で破断して示した断面図である。 [4] FIG. 4 (a) is a plan view showing one pixel of the light sensing device, FIG. 4 (b) is a sectional view showing fractured at II-II fracture line.
【図5】上記DNA同定装置の制御構成を示したブロック図である。 5 is a block diagram showing a control structure of the DNA identifying apparatus.
【図6】上記DNA同定装置の光検知デバイス及びドライバ回路を示した回路構成図である。 6 is a circuit diagram showing a light sensing device and a driver circuit of the DNA identifying apparatus.
【図7】フォトセンサ素子の基本的な駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートである。 7 is a timing chart showing an example of a basic drive control method of the photosensor element.
【図8】フォトセンサ素子の動作概念図である。 8 is an operation conceptual view of the photo sensor element.
【図9】フォトセンサ素子の出力電圧の光応答特性を示す図である。 9 is a diagram showing the optical response characteristic of the output voltage of the photosensor element.
【図10】上記DNA同定装置の動作を示したフローチャートである。 10 is a flowchart showing the operation of the DNA identifying apparatus.
【図11】図10の続きを示したフローチャートである。 11 is a flowchart showing the continuation of FIG. 10.
【図12】図11の続きを示したフローチャートである。 Is a flowchart showing the continuation of FIG. 12 FIG. 11.
【図13】上記DNA同定装置の動作中における浴槽中のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 13 is a view showing the distribution of sample DNA fragments in a bath during the operation of the DNA identifying apparatus together with the DNA identifying apparatus.
【図14】図13のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 14 is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG.
【図15】上記DNA同定装置の動作中における浴槽中のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 [15] The distribution of the sample DNA fragments in a bath during the operation of the DNA identifying apparatus is a diagram showing together with the DNA identifying apparatus.
【図16】図15のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 16 is a graph showing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG.
【図17】上記DNA同定装置の動作中における浴槽中のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 [17] The distribution of the sample DNA fragments in a bath during the operation of the DNA identifying apparatus is a diagram showing together with the DNA identifying apparatus.
【図18】図17のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 18 is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG. 17.
【図19】上記DNA同定装置の動作中における浴槽中のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 [19] The distribution of the sample DNA fragments in a bath during the operation of the DNA identifying apparatus is a diagram showing together with the DNA identifying apparatus.
【図20】図19のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 Is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG. 20 FIG. 19.
【図21】上記DNA同定装置の動作中における浴槽中のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 [21] The distribution of the sample DNA fragments in a bath during the operation of the DNA identifying apparatus is a diagram showing together with the DNA identifying apparatus.
【図22】図21のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 22 is a graph showing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG. 21.
【図23】上記DNA同定装置の動作中における浴槽中のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 [23] The distribution of the sample DNA fragments in a bath during the operation of the DNA identifying apparatus is a diagram showing together with the DNA identifying apparatus.
【図24】図23のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 Is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG. 24 FIG. 23.
【図25】一回目の攪拌後のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 FIG. 25 is a graph showing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments after stirring one time.
【図26】二回目の攪拌後のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 26 is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments after stirring a second time.
【図27】三回目の攪拌後のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 27 is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments after stirring third time.
【図28】三回目の攪拌後のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 [Figure 28] The distribution of the sample DNA fragments after stirring third time is a diagram showing together with the DNA identifying apparatus.
【図29】ハイブリダイズしていないサンプルDNA断片を第一電極及び第二電極に引き寄せた後のサンプルDNA断片の分布状態を上記DNA同定装置とともに示した図面である。 29 is the distribution of the sample DNA fragments after the sample DNA fragments not hybridized attracted to the first electrode and the second electrode a view showing together with the DNA identifying apparatus.
【図30】図29のサンプルDNA断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。 Is a graph representing the fluorescence intensity distribution by the distribution of the sample DNA fragments in FIG. 30 FIG. 29.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 DNAセンサ2 光検知デバイス20 フォトセンサ素子34 紫外線遮蔽層35 プローブ電極60 スポット61 プローブDNA断片71 浴槽72 温度調節素子74 第一電極75 第二電極73 電圧制御回路76 ドライバ回路77 紫外線照射器80 温度制御回路82 電気泳動媒体83 振とう器100 DNA分析装置151、152、153 サンプルDNA断片 1 DNA sensor 2 light sensing device 20 the photo sensor element 34 ultraviolet shielding layer 35 probe electrode 60 spot 61 probe DNA fragments 71 bath 72 temperature regulating device 74 first electrode 75 second electrode 73 voltage control circuit 76 driver circuit 77 ultraviolet irradiator 80 temperature control circuit 82 the electrophoretic medium 83 shaker 100 DNA analyzer 151, 152 and 153 sample DNA fragments

Claims (9)

  1. 電気泳動媒体が入った浴槽と、 And tub containing the electrophoretic medium,
    前記浴槽に並んだ複数のプローブ電極と、 A plurality of probe electrodes arranged in the bath,
    前記浴槽中に配置され、前記浴槽の幅方向に対向配置した第一電極及び第二電極と、 Disposed in said bath, and a first electrode and a second electrode which is opposed to the width direction of the bath,
    既知の塩基配列を有したプローブDNA断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極に配列された複数のスポットと、 Together consist of probe DNA fragments having a known base sequence, and a plurality of spots arranged in a plurality of probe electrodes,
    前記プローブ電極1つにつき1つ設けられ、前記プローブ電極を介して前記複数のスポットの温度を調節する温度調節素子と、 The probe electrode one per provided, a temperature adjusting element for adjusting the temperature of said plurality of spots via the probe electrodes,
    を備え、 Equipped with a,
    前記第一電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番大きく、 前記第一電極側から前記第二電極側に寄るにつれて前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数が減少し、前記第二電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番小さくなるように配置され、 Base number of the first electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is large most, the probe DNA fragments fixed to the spot as from the first electrode side stop at the second electrode side base number is decreased, the number of bases in the second electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is positioned to the most decreases,
    前記第一電極側から塩基数が互いに異なる複数種類のサンプルDNA断片が注入され、 Wherein the first plurality of types of bases are different from the electrode side of the sample DNA fragments are injected,
    前記第一電極と前記第二電極には、複数種類のサンプルDNA断片が前記電気泳動媒体中を前記第一電極側から前記第二電極側に向かって泳動する電圧が印加され、 Wherein the first electrode and the second electrode, the voltage plural types of sample DNA fragments migrate toward the second electrode side in the electrophoretic medium from said first electrode side is applied,
    前記サンプルDNA断片が同程度の体積の前記プローブDNA断片が設けられた前記プローブ電極上方に到達すると予想される所定時間後に、前記第一電極と前記第二電極が等電圧になるような電圧が印加され、且つ前記温度調節素子によってスポット近傍が冷却されることを特徴とするDNA分析装置。 After the sample given DNA fragment is expected to reach the probe electrode above the probe DNA fragment of comparable volume provided time, the first electrode and the second electrode is a voltage such that the equipotential applied, and DNA analysis apparatus, wherein a vicinity of the spot is cooled by the temperature adjuster.
  2. 前記温度調節素子が前記複数のプローブ電極のそれぞれに当接し、前記複数のプローブ電極の一部を介して前記複数のスポットの一部の温度を選択的に調節することを特徴とする請求項1に記載のDNA分析装置。 Claim 1, wherein the temperature regulating device is brought into contact with each of the plurality of probe electrodes, adjusting the portion of the temperature selectively in the plurality of spots via some of the plurality of probe electrodes DNA analyzer according to.
  3. 前記複数のプローブ電極は、一つのプローブ電極又は隣り合う幾つかのプローブ電極からなる複数の電極組に分けられ、 Wherein the plurality of probe electrodes are divided into a plurality of electrode sets comprising a single probe electrode or adjacent some probe electrode,
    前記複数の電極組のうちの所定の電極組に配列されたスポット同士は、プローブDNA断片の塩基配列が互いに異なり、且つ一本のプローブDNA断片の塩基数が互いに同一であるか又は前記所定の電極組以外のプローブ電極に配列されたスポットの一本のプローブDNA断片の塩基数よりも互いにより近似することを特徴とする請求項1又は2に記載のDNA分析装置。 Spots arrayed in a predetermined set of electrodes of the plurality of electrode sets is the probe DNA fragment nucleotide sequences are different from each other, and the single probe DNA fragments bases is or of the predetermined identical to each other DNA analyzer according to claim 1 or 2, characterized in that approximate each other more than the number of bases of a single probe DNA fragment spots disposed probe electrodes other than the electrode assembly.
  4. 前記第二電極の電位が前記第一電極の電位より高くなるように電圧を所定時間印加する電圧印加工程を前記電極組の組数だけ繰り返す電圧制御回路を備えることを特徴とする請求項3に記載のDNA分析装置。 To claim 3, characterized in that it comprises a voltage control circuit which repeats a voltage applying step of applying a predetermined time a voltage so that the potential of the second electrode is higher than the potential of the first electrode by the set number of the electrode pairs DNA analyzer according.
  5. 前記電圧制御回路による電圧印加工程が繰り返されている時に、前記温度調節素子に発熱動作を行わせ、前記電圧制御回路による電圧印加工程の繰り返しが終了した後には、前記温度調節素子の発熱動作を終了する温度制御回路を備えることを特徴とする請求項4に記載のDNA分析装置。 When the voltage application step by the voltage control circuit is repeated, to perform the heating operation to the temperature regulating device, after the repetition of the voltage applying step by the voltage control circuit is completed, the heating operation of the temperature regulating device DNA analyzer according to claim 4, characterized in that it comprises a temperature control circuit to close.
  6. 前記電圧制御回路は、電圧印加工程のそれぞれの後に、前記複数の電極組のうち前記第二電極から近い順に一つの電極組を選択して、その選択した電極組中の一又は複数のプローブ電極の電位が前記第一電極及び第二電極の少なくとも一方の電位よりも高くなるように電圧を印加することを特徴とする請求項4に記載のDNA分析装置。 Said voltage control circuit, after each voltage applying step, said plurality of electrode pairs by selecting one of the electrode sets in order of distance from the second electrode, one or more probe electrodes in the selected electrode set during DNA analyzing apparatus according to claim 4 in which the potential of and applying a voltage to be higher than at least one of the potential of the first electrode and the second electrode.
  7. 前記電圧制御回路は、すべての電極組を選択した後に前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が前記複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加することを特徴とする請求項6に記載のDNA分析装置。 It said voltage control circuit includes a wherein said that at least one of the potential of the first electrode and the second electrode applies a voltage to be higher than the potential of the plurality of probe electrodes after selecting all electrode sets DNA analyzer according to claim 6.
  8. 前記複数のプローブ電極に配列された複数のスポットに対応して設けられた複数のフォトセンサ素子を有することを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載のDNA分析装置。 DNA analyzing apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a plurality of photo sensor elements provided corresponding to a plurality of spots arranged in a plurality of probe electrodes.
  9. 電気泳動媒体が入った浴槽と、前記浴槽に並んだ複数のプローブ電極と、前記浴槽中に配置され、前記浴槽の幅方向に対向配置した第一電極及び第二電極と、既知の塩基配列を有したプローブDNA断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極に配列された複数のスポットと、前記プローブ電極1つにつき1つ設けられ、前記プローブ電極を介して前記複数のスポットの温度を調節する温度調節素子と、を備えたDNA分析装置の分析方法において、 A tub containing the electrophoretic medium, and a plurality of probe electrodes arranged in the bath, is placed in the bath, a first electrode and a second electrode which is opposed to the width direction of the bath, the known base sequence together consist of probe DNA fragments having a plurality of spots arranged in a plurality of probe electrodes, the probe electrode one per provided, the temperature to adjust the temperature of the plurality of spots via the probe electrodes and adjusting element, in the analysis method of the DNA analyzer including a
    前記第一電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番大きく、 前記第一電極側から前記第二電極側に寄るにつれて前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数が減少し、前記第二電極に一番近い前記スポットに固定された前記プローブDNA断片の塩基数は一番小さくなるように配置し、前記第一電極側から塩基数が互いに異なる複数種類のサンプルDNA断片を注入するサンプルDNA注入ステップと、 Base number of the first electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is large most, the probe DNA fragments fixed to the spot as from the first electrode side stop at the second electrode side base number is decreased, the number of bases of the second electrode and the probe DNA fragments fixed to nearest the spot is positioned so as best smaller, plurality bases are different from the first electrode side and sample DNA injection step of injecting the types of sample DNA fragments,
    前記第一電極と前記第二電極には、複数種類のサンプルDNA断片が前記電気泳動媒体中を前記第一電極側から前記第二電極側に向かって泳動する電圧を印加し、前記サンプルDNA断片が同程度の体積の前記プローブDNA断片が設けられた前記プローブ電極上方に到達すると予想される所定時間後に、前記第一電極と前記第二電極が等電圧になるような電圧を印加し、且つ前記温度調節素子によってスポット近傍が冷却し、前記サンプルDNA断片を前記プローブ電極に設けられたプローブDNA断片に引き寄せる電気泳動ステップと、 Wherein the first electrode and the second electrode, and applying a voltage to a plurality of types of sample DNA fragments migrate toward the second electrode side in the electrophoretic medium from said first electrode side, the sample DNA fragment There after a predetermined time which is expected to reach the probe electrode above the probe DNA fragment of comparable volume provided by applying a voltage that the first electrode and the second electrode is equipotential, and an electrophoretic step to draw the probe DNA fragments provided near the spot cooling, the sample DNA fragments to the probe electrode by the temperature regulating device,
    を含むことを特徴とする分析方法。 Analytical method, which comprises a.
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