JP4798204B2 - 蛍光検出チップ - Google Patents
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Description
本発明の目的は、各光電変換素子に入射する光の強度の差を明確にすることである。
表面側にプローブがスポットとして固定され、複数の光電変換素子を有する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスの裏面側に設けられ、前記撮像デバイスの受光面に対して傾斜した反射面を有し、前記撮像デバイスの表面側から入射した励起光が前記光電変換素子に再度入射するのを抑止する再入射抑止部材と、
を備えることを特徴としている。
請求項1に記載の蛍光検出チップにおいて、
前記撮像デバイスは、透明基板の表面上に互いに離間して配置され、前記励起光に対して遮光性のボトムゲート電極、光に感度を示す半導体膜、光透過性のトップゲート電極がこの順に積層されてなる複数の光電変換素子を備えることを特徴としている。
なお、下記実施形態では、本発明に係る蛍光検出チップをDNAチップに適用した例を主に開示している。
図1は塩基配列特定支援システム1の概略構成を示す斜視図である。
図1に示すように、塩基配列特定支援システム1は、予め塩基配列が特定されたDNA溶液(以下「プローブ」という。)をスポット2としてダブルゲートトランジスタアレイチップ3の表面上に点在させたDNAチップ4と、DNAチップ4の裏面(底面)から紫外線を励起光として照射する光源5と、DNAチップ4による検出結果を解析・分析するコンピュータ6とを、有している。
図2に示すように、ダブルゲートトランジスタアレイチップ3は、複数のダブルゲートトランジスタ20,20,…を透明基板35(図4参照)上にマトリクス状に配列したものである。各ダブルゲートトランジスタ20は一画素を構成する光電変換素子であり、透明基板35は光透過性及び絶縁性を有し、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、PMMA(polymethyl methacrylate)等といったプラスチック基板である。
図3及び図4に示すように、ダブルゲートトランジスタ20,20,…はそれぞれ、透明基板35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に対向するとともにボトムゲート絶縁膜22をボトムゲート電極21と挟む真性な半導体膜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、不純物半導体膜25上に形成されたソース電極27と、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に対向するとともにトップゲート絶縁膜29及びチャネル保護膜24を半導体膜23と挟むトップゲート電極30とを、具備している。
図7に示すように、コンピュータ6はCPU(Central Processing Unit)7,ROM(Read Only Memory)8,RAM(Random Access Memory)9などから構成されている。CPU7は、ROM8に記録されたプログラムをRAM9に展開してそのプログラムにしたがう処理を実行するようになっている。具体的にコンピュータ6にはDNAチップ4の駆動回路70及び光源5が接続されており、コンピュータ6のCPU7は、RAM9を作業領域としてROM8のプログラムにしたがう処理を実行してDNAチップ4の駆動回路70及び光源5を制御し、DNAチップ4の各ダブルゲートトランジスタ20で受光した光量に応じた画像をモニタ(図1参照)に表示させるようになっている。
始めに、DNAチップ4を塩基配列特定支援システム1の所定位置に設置する前に、作業者は、PCR(Polymerase Chain Reaction)増幅後に蛍光物質が標識された検体遺伝子(検体のDNA)をDNAチップ4の各スポット2に滴下して、その検体遺伝子と既知の一本鎖DNAの集合体である各スポット2のプローブとがハイブリダイゼーションを引き起こすことができるように温度制御や検体遺伝子の電気泳動を適宜行う。ハイブリダイゼーションが完了するように動作完了したら、作業者は、DNAチップ4の複数のスポット2,2,…を点在させた面を洗浄する。この状態において、スポット2のプローブのうち検体遺伝子に対し相補性を有する塩基配列のものがあれば、検体遺伝子はそのプローブと結合し、相補性を有しないスポット2のプローブでは、検体遺伝子はそのプローブとは結合せずにDNAチップ4上から洗い流されている。
本第2の実施形態における塩基配列特定支援システム1は、上記第1の実施形態における塩基配列特定支援システム1とほぼ同様の構成を有している。したがって本第2の実施形態では、上記第1の実施形態で説明した構成要素に図1〜図9と同様の符号を付してその構成要素の詳細な説明を省略している。
第1に、図10に示すように、光源5がDNAチップ4の表面上に配置されており、光源5から照射される励起光が、ダブルゲートトランジスタアレイチップ3を透過せずにそのまま各スポット2に伝播するようになっている。
なお、透明基板35の裏面35aは、図13に示す構成に代えて、例えば図14に示すように多数の反射面から構成されてもよい。
2 スポット
3 ダブルゲートトランジスタアレイチップ(撮像デバイス)
4 DNAチップ(蛍光検出チップ)
5 光源
6 コンピュータ
7 CPU
8 ROM
9 RAM
20 ダブルゲートトランジスタ(光電変換素子)
21 ボトムゲート電極
22 ボトムゲート絶縁膜
23 半導体膜
24 チャネル保護膜
25,26 不純物半導体膜
27 ソース電極
28 ドレイン電極
29 トップゲート絶縁膜
30 トップゲート電極
31 保護絶縁層(保護層)
32 導電体層
33 オーバーコート層
34 励起光遮蔽層
35 透明基板
35a 裏面
41 ボトムゲートライン
42 ソースライン
43 ドレインライン
70 駆動回路
74 トップゲートドライバ
75 ボトムゲートドライバ
76 ドレインドライバ
Claims (2)
- 表面側にプローブがスポットとして固定され、複数の光電変換素子を有する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスの裏面側に設けられ、前記撮像デバイスの受光面に対して傾斜した反射面を有し、前記撮像デバイスの表面側から入射した励起光が前記光電変換素子に再度入射するのを抑止する再入射抑止部材と、
を備えることを特徴とする蛍光検出チップ。 - 前記撮像デバイスは、透明基板の表面上に互いに離間して配置され、前記励起光に対して遮光性のボトムゲート電極、光に感度を示す半導体膜、光透過性のトップゲート電極がこの順に積層されてなる複数の光電変換素子を備えることを特徴とする、請求項1に記載の蛍光検出チップ。
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