JP4731544B2 - 生体分子検出装置及びそれを用いた生体分子検出方法 - Google Patents
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Description
Analytical Chemistry 66, (1994) 3830-3833
図1は、本発明による生体分子検出装置に使用する絶縁ゲート電界効果トランジスタの構造例を示す図である。図1(a)は断面模式図、図1(b)は平面模式図である。絶縁ゲート電界効果トランジスタは、シリコン基板11の表面にソース12、ドレイン13、及びゲート絶縁物14を形成し、導電性電極15を設けてある。検出プローブを固定化する導電性電極15と絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート16を導電性配線17で接続してある。導電性電極15以外の部分は、遮光部材18で覆われている。遮光部材としては、光透過性の低いプラスチック材や接着剤を使用することができる。また、半導体作製プロセスにおいてアルミニウム層を形成しても良い。本構造を採用することにより、暗箱等を必要とせず簡便に使用することができる。好ましくは、絶縁ゲート電界効果トランジスタは、シリコン酸化物を絶縁膜として用いる金属酸化物半導体(Metal-insulator-semiconducor)電界効果トランジスタ(FET)であるが、薄膜トランジスタ(TFT)を用いても問題はない。
Claims (14)
- 電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタのゲートと配線で接続され、サンプルが導入されるバッファー溶液と接触し、サンプル中のターゲットと結合するプローブが表面に固定化された電極と、
前記バッファー溶液と接触する参照電極と、
前記電極と前記参照電極との間に1kHz未満の周波数の入力電圧波形を印加する電源と、
前記入力電圧波形に対する前記電界効果トランジスタの応答の変化を検出する検出部とを備えることを特徴とする生体分子検出装置。 - 請求項1記載の生体分子検出装置において、前記入力電圧波形の周波数は10Hz以下であることを特徴とする生体分子検出装置。
- 請求項1記載の生体分子検出装置において、前記入力電圧波形は矩形波であり、前記検出部は、前記電界効果トランジスタの応答波形の立ち上がりの変化、又は立下りの変化を検出することを特徴とする生体分子検出装置。
- 請求項1記載の生体分子検出装置において、前記入力電圧波形は正弦波であり、前記検出部は、前記電界効果トランジスタの応答波形の変化を検出することを特徴とする生体分子検出装置。
- 請求項1記載の検出装置において、前記電極は金からなることを特徴とする生体分子検出装置。
- 請求項1記載の生体分子検出装置において、第2の電界効果トランジスタと、前記第2の電界効果トランジスタのゲートと配線で接続され、前記バッファー溶液と接触し、前記サンプル中のターゲットと結合しないプローブが表面に固定化された第2の電極とを備え、
前記検出部は、前記電界効果トランジスタの出力と前記第2の電界効果型トランジスタの出力が入力される差動増幅器を有することを特徴とする生体分子検出装置。 - 請求項1記載の生体分子検出装置において、前記電界効果型トランジスタのソース、ドレイン及びチャネル部分が遮光部材で覆われることを特徴とする検出装置。
- 請求項1記載の生体分子検出装置において、前記プローブは、核酸、抗体、抗原又は酵素であることを特徴とする生体分子検出装置。
- 請求項8記載の生体分子検出装置において、前記プローブはその一端に結合したアルカンチオールを介して前記電極表面に固定化されていることを特徴とする生体分子検出装置。
- サンプル中のターゲットと結合するプローブが表面に固定化された電極を有する電界効果トランジスタの前記電極にバッファー溶液を接触させる工程と、
前記電極と、前記バッファー溶液に接触した参照電極との間に入力電圧波形を印加する工程と、
前記バッファー溶液中にサンプルを注入する工程と、
前記サンプル注入の前後における前記電界効果トランジスタの応答の変化を検出する工程とを有し、
前記入力電圧波形の周波数は1kHz以下であることを特徴とする生体分子検出方法。 - 請求項10記載の生体分子検出方法において、前記電極は前記電界効果型トランジスタのゲートと配線で接続されていることを特徴とする生体分子検出方法。
- 請求項10記載の生体分子検出方法において、前記プローブは、核酸、抗体、抗原又は酵素であることを特徴とする生体分子検出方法。
- 請求項10記載の生体分子検出方法において、前記入力電圧波形は矩形波であり、前記サンプル注入の前後における前記電界効果トランジスタの応答波形の立ち上がりの変化、又は立下りの変化を検出することを特徴とする生体分子検出方法。
- 請求項10記載の生体分子検出方法において、前記入力電圧波形は正弦波であり、前記サンプル注入の前後における前記電界効果トランジスタの応答波形の変化を検出することを特徴とする生体分子検出方法。
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