JP5361787B2 - Trace substance detection device - Google Patents

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JP5361787B2 JP2010096497A JP2010096497A JP5361787B2 JP 5361787 B2 JP5361787 B2 JP 5361787B2 JP 2010096497 A JP2010096497 A JP 2010096497A JP 2010096497 A JP2010096497 A JP 2010096497A JP 5361787 B2 JP5361787 B2 JP 5361787B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substance detector for a trace amount of substance that can improve detection accuracy when detecting a trace amount of substance such as DNA by measuring current. <P>SOLUTION: A substance detector for a trace amount of substance comprises a measurement chamber having a pair of compartments partitioned via an ion exchange membrane or an ion permeable membrane to accommodate a specimen and a buffer liquid and a pair of electrodes installed in the pair of compartments of the measurement chamber. While active control is performed to make the voltage generated between the electrode pair to be 0 volts or close to 0 volts, a generated current is measured. The detector stores previously set reference response waveforms and calculates cross-correlations between the previously set and stored reference response waveforms and a measured current waveform obtained by measurement of current to determine presence/absence of a substance to be detected and calculate its concentration in the specimen based on the strength and position of the correlation. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えば、DNA(デオキシリボ核酸)等の微量物質を検出するための微量物質検出装置に係り、特に、微量物質の有無や量を電流測定することにより検出するように構成したものにおいて、電極の電位を「0」V、又は、略「0」Vとしながら、発生する電荷量を検出するように構成し、且つ、予め設定・記憶されている基準反応波形と電流測定により得られた測定電流波形との関係から、検体中の被検出対象物質の有無や濃度を検出するようにし、それによって、検出の精度を高めることができるように工夫したものに関する。 The present invention may, for example, relates to a trace substance detecting device for detecting a trace substance such as DNA (deoxyribonucleic acid), in particular, in those configured to detect by current measuring the presence or amount of trace substances, potential "0" V electrode, or, with a substantially "0" V, and configured to detect an amount of charge generated, and were obtained by standard reaction waveforms and current measurement that is previously set and stored from the relationship between the measured current waveform, so as to detect the presence and concentration of the detection target substance in a sample, whereby about everything you need to be able to improve the accuracy of detection.

例えば、DNA等の微量物質を検出する場合には、電圧測定によって検出すものが一般的であった。 For example, when detecting trace substances such as DNA are those to detect the voltage measurement were common.
又、電圧測定ではなく電流測定によって検出するものとして、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6等がある。 Also, as detected by current measurements rather than the voltage measurement, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and the like Patent Document 6.
この種の電流測定の場合には、予め基準電流値を設定・記憶しておき、その基準電流値と電流の計測により得られた測定電流値とを対比して、閾値を超えたか否かによって、検体中の被検出対象物質の有無を判別し、又、測定電流値のピーク値によって、検体中の被検出対象物質のその濃度を算出するようにしている。 In the case of this type of current measurement, it may be set and stored in advance reference current value, and comparing the measured current value obtained by the measurement of the reference current value and the current, depending on whether exceeds the threshold , to determine the presence or absence of the detection target substance in a sample, also by the peak value of the measured current value, and to calculate the concentration of the detection target substance in a sample.

特開2008−233050号公報 JP 2008-233050 JP 特開2007−108160号公報 JP 2007-108160 JP 特開2006−3222号公報 JP 2006-3222 JP 特開2005−69836号公報 JP 2005-69836 JP 特開2008−134255号公報 JP 2008-134255 JP 特開2006−275788号公報 JP 2006-275788 JP

上記従来の構成によると次のような問題があった。 According to the above conventional configuration has the following problems. 通常、計測により得られる測定電流値にはノイズが含まれている。 Usually it contains a noise in the measurement current value obtained by the measurement. この種のノイズは測定チャンバ内に設置される電極の汚染、検体中に含まれる被検出対象物以外の夾雑物、バッファ液の二槽間の濃度の差等に起因して発生するものである。 This kind of noise pollution electrodes installed in the measuring chamber, contaminants other than the detection object contained in the specimen, but caused by the differentially concentration between the two tanks of the buffer solution . そして、このノイズは検出電流本体に重畳されることになるので、閾値を基準とした検体中の被検出対象物質の有無の判別やピーク値に基づいた検体中の被検出対象物質の濃度の計算に誤差が発生してしまうという問題があった。 And this because noise will be superimposed on the detected current body, the calculation of the concentration of the detection target substance in a sample, based on the discrimination and the peak value of the presence or absence of the detection target substance in a sample relative to the threshold error there is a problem that occurs in.
特に、検出初期においては、上記したような理由により、略定常的な又はゆっくりと減衰するオフセットDC電流が測定されてしまうことがあるので、絶対的な「0」点位置の特定が不可能となり、その結果、精度の高い検出が損なわれてしまうという問題があった。 In particular, in the detection initially, for the reasons as described above, because it may substantially steady or offset DC current to slowly decay from being measured, the particular absolute "0" point position becomes impossible As a result, there is a problem that accurate detection is impaired.

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、DNA等の微量物質を電流測定により検出する際の検出精度の向上を図ることができる微量物質検出装置を提供することにある。 The present invention has as its purpose has been accomplished based on such a point provides a detection accuracy trace substance detection apparatus can be improved in detecting a current measuring trace substances such as DNA It lies in the fact.

上記目的を達成するべく本願発明の請求項1による微量物質検出装置は、イオン交換膜又はイオン透過膜を介して区画された一対の室を備え検体及びバッファ液を収容する測定チャンバと、上記測定チャンバの一対の室内に設置された一対の電極と、 上記一対の電極間にノイズに起因して発生する電圧を相殺しながら発生する電流を計測し、予め設定・記憶されている基準反応波形と上記電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、相関の強度と位置から検体中の被検出対象物質の有無と濃度を算出する測定回路と、を具備したことを特徴とするものである。 The trace substance detection apparatus according to claim 1 of the present invention in order to achieve the above object, a measuring chamber containing the sample and a buffer solution comprising a pair of chambers which are partitioned via the ion exchange membrane or an ion permeable membrane, the measuring a pair of electrodes installed in a pair of interior of the chamber, the current generated while offset voltage caused by the noise between the pair of electrodes is measured, and the reference reaction waveform which is previously set and stored and characterized by including a cross-correlation between the measured current waveform obtained by the measurement of the current is calculated, and a measurement circuit for calculating the presence and the concentration of the detection target substance in a sample from the intensity and position of the correlation, the it is intended to.
又、請求項2による微量物質検出装置は、イオン交換膜又はイオン透過膜を介して区画された一対の室を備え検体及びバッファ液を収容する測定チャンバと、上記測定チャンバの一対の室内に設置された一対の電極と、 上記一対の電極間にノイズに起因して発生する電圧を相殺しながら発生する電流を計測し、予め設定・記憶されている基準反応波形と上記電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレットを計算し、その解析結果から検体中の被検出対象物質の有無と濃度を算出する測定回路と、を具備したことを特徴とするものである。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 2, a measuring chamber containing the sample and a buffer solution comprising a pair of chambers which are partitioned via the ion exchange membrane or an ion permeable membrane, placed on a pair of interior of the measurement chamber a pair of electrodes, the current generated while offset voltage caused by the noise between the pair of electrodes is measured, obtained by measuring the reference reaction waveform and the current which is previously set and stored wavelet was calculated with the measured current waveform, it is to a measurement circuit for calculating the presence and the concentration of the detection target substance in a sample from the analysis result, characterized by comprising a.
又、請求項3による微量物質検出装置は、請求項1又は請求項2記載の微量物質検出装置において、上記基準反応波形を上記測定チャンバの温度によって変更するようにしたことを特徴とするものである。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 3 is the trace substance detection apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the reference reaction waveform characterized in that it has to be changed by the temperature of the measurement chamber is there.
又、請求項4による微量物質検出装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量検出装置において、予め複数の基準反応波形を備えていて、被検出対象物質の種類や想定される濃度によって最適な基準反応波形を選択するようにしたことを特徴とするものである。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 4 is the trace detector according to any one of claims 1 to 3, previously provided with a plurality of reference reactions waveform, is the type and assumptions of the target substance it is characterized in that it has to select the optimum reference reaction waveform by concentration that.
又、請求項5による微量物質検出装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、得られた複数の相関強度と位置とから検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するようにしたことを特徴とするものである。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 5, in trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, provided with a pre plurality of reference reactions waveform, the current in all those criteria reaction waveform characterized in that the cross-correlation is calculated between the measured current waveform obtained by the measurement was from the plurality of correlation intensity obtained position to determine, calculate the presence and concentration of the detection target substance in a sample it is an.
又、請求項6による微量物質検出装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレットを計算し、得られた複数の解析結果から検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するようにしたことを特徴とするものである。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 6 is the trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, provided with a pre plurality of reference reactions waveform, the current in all those criteria reaction waveform in which the wavelet with the measured current waveform obtained by the measurement is calculated, characterized in that the presence and concentration of the detection target substance in a sample from a plurality of analysis results obtained were as determined and calculated is there.

以上述べたように本願発明の請求項1による微量物質検出装置は、イオン交換膜又はイオン透過膜を介して区画された一対の室を備え検体及びバッファ液を収容する測定チャンバと、上記測定チャンバの一対の室内に設置された一対の電極と、を具備してなる微量物質検出装置において、上記一対の電極間に発生する電圧を「0」V又は略「0」Vに能動制御しながら発生する電流を計測し、 基準反応波形を予め設定・記憶しておき、上記設定・記憶されている基準反応波形と電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、相関の強度と位置から検体中の被検出対象物質の有無と濃度を算出するように構成されているので、単に基準電流値と測定電流値とを対比する場合に比べて、判別や検出の精度を大幅に向上させること Or trace substance detection apparatus according to claim 1 of the present invention, as mentioned, a measuring chamber containing the sample and a buffer solution comprising a pair of chambers which are partitioned via the ion exchange membrane or an ion permeable membrane, the measurement chamber of a pair of a pair of electrodes which are installed in a room, the trace substance detection apparatus comprising comprises a generation while actively controlling the voltage generated between the pair of electrodes to "0" V or substantially "0" V the current measured in advance set and stored reference reaction waveform, calculate the cross-correlation between the measured current waveform obtained by the measurement of the reference reaction waveforms and current being the set and stored, the strength of the correlation is configured so as to calculate the presence and concentration of the detection target substance in a sample from a position just in comparison with the case of comparing the reference current value measured current, significantly the accuracy of the determination or detection be improved ができる。 Can.
又、請求項2による微量物質検出装置は、イオン交換膜又はイオン透過膜を介して区画された一対の室を備え検体及びバッファ液を収容する測定チャンバと、上記測定チャンバの一対の室内に設置された一対の電極と、を具備してなる微量物質検出装置において、上記一対の電極間に発生する電圧を「0」V又は略「0」Vに能動制御しながら発生する電流を計測し、基準反応波形を予め設定・記憶しておき、上記予め設定・記憶されている基準反応波形と電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレットを計算し、その解析結果から検体中の被検出対象物質の有無と濃度を算出するように構成されているので、単に基準電流値と測定電流値とを対比する場合に比べて、判別や検出の精度を大幅に向上させることができる。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 2, a measuring chamber containing the sample and a buffer solution comprising a pair of chambers which are partitioned via the ion exchange membrane or an ion permeable membrane, placed on a pair of interior of the measurement chamber in trace substance detecting device comprising comprising a pair of electrodes, and measuring a current generated while actively controlling the voltage generated between the pair of electrodes to "0" V or substantially "0" V, advance set and stored reference reaction waveforms, wavelets and measured current waveform obtained by the measurement of the reference reaction waveforms and current being the previously set and stored to calculate, to be detected in a specimen from the analysis results is configured so as to calculate the presence and concentration of the target substance, merely compared with the case of comparing the reference current value measured current, the accuracy of the determination or detection can be greatly improved.
又、請求項3による微量物質検出装置は、請求項1又は請求項2記載の微量物質検出装置において、上記基準反応波形を上記測定チャンバの温度によって変更するように構成されているので、測定チャンバ内の温度に影響されることなく精度の高い検出が可能になる。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 3 is the trace substance detection apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein, since the reference reaction waveform is configured to change the temperature of the measurement chamber, measuring chamber allowing accurate detection without being affected by the temperature of the inner.
又、請求項4による微量物質検出装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、予め複数の基準反応波形を備えていて、被検出物の種類や想定される濃度によって最適な基準反応波形を選択するように構成されているので、それによって、被検出対象物質の種類に応じた精度の高い検出が可能になる。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 4 is the trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, provided with a pre plurality of reference reactions waveform, is the type and assumptions of the detected object that is configured so as to select the optimum reference reaction waveform by concentration, thereby allowing accurate detection in accordance with the type of the target substance.
又、請求項5による微量物質検出装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、得られた複数の相関強度と位置とから検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するように構成されているので、さらに検出精度の向上を図ることができる。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 5, in trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, provided with a pre plurality of reference reactions waveform, the current in all those criteria reaction waveform the calculated cross-correlation between the measured current waveform obtained by the measurement, and a plurality of correlation intensities obtained position to determine, calculate the presence and concentration of the detection target substance in a sample since, it is possible to further improve the detection accuracy.
又、請求項6による微量物質検出装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレット計算を行い、得られた複数の解析結果から検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するように構成されているので、さらに検出精度の向上を図ることができる。 Also, trace substance detection apparatus according to claim 6 is the trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, provided with a pre plurality of reference reactions waveform, the current in all those criteria reaction waveform deeds wavelet calculation of the measured current waveform obtained by the measurement, which is configured to determine, calculate the presence and concentration of the detection target substance in a sample from a plurality of analysis results obtained, further detection it is possible to improve the accuracy of.

本発明の第1、第2の実施の形態を示す図で、微量物質検出装置の全体の構成を示す系統図である。 First present invention, a view showing a second embodiment is a system diagram showing an overall configuration of a trace substance detection apparatus. 本発明の第1、第2の実施の形態を示す図で、微量物質検出装置の制御装置の中の測定回路の構成を示す回路図である。 First present invention, a view showing a second embodiment, is a circuit diagram showing a configuration of the measurement circuit in the control device of a trace substance detection apparatus. 本発明の第1、第2の実施の形態を示す図で、図2に示す測定回路の電流増幅部の構成を詳細に示す回路図である。 First present invention, a view showing a second embodiment is a circuit diagram showing a detailed configuration of the current amplifier of the measurement circuit shown in FIG. 本発明の第1、第2の実施の形態を示す図で、一端に磁気ビーズが結合され他端に酸化還元酵素が結合された状態のDNAを模式的に示す図である。 First present invention, a view showing a second embodiment, which is a diagram schematically showing the DNA of a state oxidoreductase to magnetic beads coupled other end of which is coupled to one end. 本発明の第1、第2の実施の形態を示す図で、測定チャンバ内の反応の様子を示す模式図でてある。 First present invention, a diagram showing the second embodiment, are de schematic diagram showing a state of reaction in the measuring chamber. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、25℃のときの基準反応波形を示す特性図である。 A diagram showing a first embodiment of the present invention, is a characteristic diagram showing the reference reaction waveforms when the 25 ° C.. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、40℃のときの基準反応波形を示す特性図である。 A diagram showing a first embodiment of the present invention, is a characteristic diagram showing the reference reaction waveforms when the 40 ° C.. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、相互相関を説明するための図であって、基準反応波形を示す図である。 A diagram showing a first embodiment of the present invention, a diagram for illustrating the cross-correlation is a diagram showing a reference reaction waveform. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、相互相関を説明するための図であって、測定電流波形を示す図である。 A diagram showing a first embodiment of the present invention, a diagram for illustrating the cross-correlation is a diagram illustrating the measured current waveform. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、相互相関を説明するための図であって、相互相関を示す図である。 A diagram showing a first embodiment of the present invention, a diagram for illustrating the cross-correlation is a diagram showing a cross-correlation.

以下、図1乃至図10を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 10 illustrating a first embodiment of the present invention. 図1は本実施の形態による微量物質検出装置の構成を示す系統図であり、まず、チューブ1がある。 Figure 1 is a system diagram showing a configuration of a trace substance detection apparatus according to the present embodiment, first, there is a tube 1. このチューブ1の一端側(図1中左端)には検体注入部3が設けられていて、この検体注入部3には検体注入器5が設置されている。 This is on one end side of the tube 1 (the left end in FIG. 1) have is provided specimen injection section 3, the sample injector 5 is installed to the specimen injection portion 3. この検体注入器5によって検体6を注入するものである。 This sample injector 5 is intended to inject the specimen 6. この検体6中に被検出対象物質としてのDNAが含まれているものである。 Those that contain DNA as an object to be detected substance in the specimen 6. 又、上記検体注入部3近傍の上記チューブ1には、バッファ液注入部7が設置されていて、このバッファ液注入部7内にはバッファ液9が充填されている。 Further, the specimen injection portion 3 the tube 1 in the vicinity of the buffer solution injection section 7 have been installed, the buffer solution 9 is filled in the buffer solution injection unit 7. 上記バッファ液注入部7は分岐チューブ11を介して上記チューブ1に接続されていて、この分岐チューブ11には第1押当バルブ13が取り付けられている。 The buffer solution injection section 7 have been connected to the tube 1 via the branch tube 11, the first pressing valve 13 is attached to the branch tube 11.

上記バッファ液9であるが、例えば、リン酸二水素カリウムの水溶液とリン酸水素二カリウムの水溶液の混合物に、例えば、ジクロロインドフェノールという電子メディエータを添加した液体である。 Although the above-mentioned buffer solution 9, for example, a mixture of aqueous solution and dipotassium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate, for example, a liquid obtained by adding an electron mediator that dichloroindophenol. 又、上記電子メディエータとは酸化還元酵素と電極との間の電子の移動を媒介するためのものである。 Further, it is used to mediate the transfer of electrons between the oxidoreductase and the electrode and the electron mediator.

上記チューブ1には第1試薬注入部15、第2試薬注入部17が夫々分岐チューブ19、21を介して接続されている。 The said tube 1 first reagent injection portion 15, the second reagent injection portion 17 are connected via the respective branch tubes 19 and 21. 上記第1試薬注入部15内には第1試薬23が充填されている。 The first reagent 23 is filled in the first reagent injection portion 15. 又、第2試薬注入部17内には第2試薬25が充填されている。 Also, in the second reagent injection portion 17 second reagent 25 is filled. 上記第1試薬23であるが、検体6中の被検出対象物質としてのDNAに特異的に接合する部位を備えていて、且つ、磁性体の粒(磁性ビーズ)を有するものである。 It is the first reagent 23, but have a portion that DNA specifically joined as an object to be detected substance in a sample 6, and those having a magnetic particle (magnetic beads). 又、上記第2試薬25であるが、検体6中の被検出対象物質としてのDNAに特異的に接合する部位を備えていて、且つ、酸化若しくは還元酵素を有するものである。 Further, although the above-mentioned second reagent 25, provided with a portion that DNA specifically joined as an object to be detected substance in a sample 6, and those having oxidation or reduction enzyme. 又、上記分岐チューブ19には第2押当バルブ27が取り付けられていると共に上記分岐チューブ21にも第3押当バルブ29が取り付けられている。 Further, the third pressing valve 29 in the branch tube 21 is attached with the above branch tube 19 and the second pressing valve 27 is attached.

上記チューブ1には反応部31が設けられていて、この反応部31には温度制御用ヒータ33が設置されている。 The said tube 1 have is provided reaction unit 31, temperature control heater 33 is installed in the reaction unit 31. 又、反応部31には超音波振動装置35が設置されている。 The ultrasonic vibration device 35 is installed in the reaction unit 31. 上記温度制御ヒータ33によって反応に適した温度環境を実現するものである。 It realizes the temperature environment suitable for reaction by the temperature control heater 33. 又、上記超音波振動装置35によって攪拌効果を高めるようにしているものである。 Also, those that are to increase the stirring effect by the ultrasonic vibration device 35. 又、上記反応部31には第1磁力制御部37が設置されている。 Further, the first magnetic force control unit 37 is installed in the reaction unit 31. この第1磁力制御部37によって、磁気ビーズを付与された検体6内の被検出物質(DNA)を吸着・保持するようにしている。 This first magnetic control unit 37, so as to adsorb and hold the substance to be detected in the specimen 6 granted magnetic beads (DNA). 又、上記温度制御用ヒータ33の図1中左側のチューブ1には第4押当バルブ39が取り付けられている。 Further, the fourth pressing valve 39 is mounted in Figure 1 the tube 1 on the left side of the temperature control heater 33.

上記チューブ1の他端には測定チャンバ41が接続されている。 Measuring chamber 41 is connected to the other end of the tube 1. この測定チャンバ41にはイオン交換膜43が設置されていて、このイオン交換膜43によって一対の室45、47が区画・形成されている。 This measurement chamber 41 have been installed ion exchange membrane 43, a pair of chambers 45 and 47 are partitioned, formed by the ion-exchange membrane 43. これら室45、47には電極51、53が夫々設置されている。 These chambers 45, 47 electrodes 51 and 53 are installed respectively. 又、測定チャンバ41は反応部31に設置された超音波振動装置35又はそれとは別に設けられた超音波振動装置により加振できる構成となっている。 Further, the measuring chamber 41 has a configuration capable vibration by the ultrasonic vibration device provided separately from the ultrasonic vibration device 35 or it is installed in the reaction unit 31.
尚、この実施の形態の場合にはイオン交換膜43を使用しているが、イオン透過膜を使用するようにしてもよい。 Although using an ion exchange membrane 43 in the case of this embodiment, it may be used an ion permeable membrane.

上記測定チャンバ41を挟むように分岐チューブ53、55が接続されていて、これら分岐チューブ53、55は集合されていて、そこにはポンプ57が接続されている。 Have been branched tubes 53 and 55 so as to sandwich the measurement chamber 41 is connected, these branch tubes 53 and 55 have been set, there is a pump 57 is connected. 又、上記分岐チューブ53、チューブ1、分岐チューブ55には第5押当バルブ59、第6押当バルブ61、第7押当バルブ63が取り付けられている。 Further, the branch tube 53, the tube 1, branch to the tube 55 fifth pressing valve 59, the sixth pressing valve 61, seventh pressing valve 63 is attached. 又、上記測定チャンバ41には第2磁力制御部65が設置されている。 Further, the second magnetic force control unit 65 is installed in the measurement chamber 41.

又、制御装置71が設置されていて、この制御装置71には測定回路73が設けられている。 Further, the control unit 71 have been installed, the measuring circuit 73 is provided in the control device 71. 既に説明した各種機器、第1押当バルブ13、第2押当バルブ27、第3押当バルブ29、第4押当バルブ39、第5押当バルブ59、第6押当バルブ61、第7押当バルブ63、温度制御用ヒータ33、超音波振動装置35、第1磁力制御部37、ポンプ57、第2磁力制御部65は、全てこの制御装置71によって制御されるようになっている。 Various devices described above, the first pressing valve 13, the second pressing valve 27, the third pressing valve 29, a fourth pressing valve 39, the fifth pressing valve 59, the sixth pressing valve 61, seventh Pushing the valve 63, temperature control heater 33, the ultrasonic vibration device 35, the first magnetic force control unit 37, the pump 57, the second magnetic force controller 65 are controlled all by the control device 71. 又、電極51、53を介しての電流測定等は上記制御装置71の測定回路73によって制御されるように構成されている。 The current measurement of through electrodes 51 and 53 are configured to be controlled by the measuring circuit 73 of the control device 71.

上記構成によると、まず、第1押当バルブ13、第4押当バルブ39、第5押当バルブ59を開放し、ポンプ57を駆動する。 According to the above configuration, first, the first pressing valve 13, a fourth pressing valve 39, the fifth pressing valve 59 is opened, to drive the pump 57. それによって、チューブ1内に負圧が発生し、バッファ液注入部7内のバッファ液9が吸引されてチューブ1内に充満されることになる。 Thereby, negative pressure is generated in the tube 1, will be filled in the tube 1 buffer solution 9 in the buffer solution injection section 7 is attracted. その状態で、検体注入部3を介して検体注入器5より検体6が注入される。 In this state, the specimen 6 is injected from the specimen injection device 5 through the specimen injection portion 3.
次に、第2押当バルブ27、第3押当バルブ29、第4押当バルブ39、第5押当バルブ59を開放して、ポンプ57による負圧によって、第1試薬注入部15、第2試薬注入部17より、第1試薬23と第2試薬25を若干量引き出す。 Next, the second pressing valve 27, the third pressing valve 29, a fourth pressing valve 39, opens the fifth pressing valve 59, the negative pressure by the pump 57, the first reagent injection portion 15, the from 2 reagent injection portion 17, the first reagent 23 and the second reagent 25 draw a small amount. それと同時に、第1押当バルブ13を開放してバッファ液注入部7よりバッファ液9を引き出す。 At the same time, drawing out the buffer solution 9 from the buffer solution injection section 7 by opening the first pressing valve 13. これによって、反応部31に、検体6、バッファ液9、第1試薬15、第2試薬25を導いて混合させることになる。 Thus, the reaction portion 31, the specimen 6, the buffer solution 9, the first reagent 15, so that the mixing led to a second reagent 25.

次に、第4押当バルブ39、第5押当バルブ59を閉じて、検体6と第1試薬15、第2試薬25とを反応させる。 Next, a fourth pressing valve 39, closing the fifth pressing valve 59, the sample 6 and the first reagent 15 is reacted with the second reagent 25. その際、温度制御用ヒータ33によって温度調整を行うと共に、超音波振動装置35によって超音波振動を付与する。 At that time, it performs temperature adjustment by the temperature control heater 33, applies ultrasonic vibration by the ultrasonic vibration device 35. それによって、反応に適した温度環境が提供されると共に、攪拌・混合作用が働くことになる。 Thereby, the temperature environment is provided that is suitable for the reaction will act agitating-mixing action. 上記検体6と第1試薬15、第2試薬25との反応により、検体6中の被検出対象物質としてのDNAの一端に磁気ビーズが結合されると共に他端に酸化還元酵素が結合されることになる。 The specimen 6 and the first reagent 15 by reaction with a second reagent 25, the oxidoreductase is coupled to the other end with the magnetic beads to one end of the DNA as an object to be detected substance in a specimen 6 is coupled become. その様子を図4に示す。 This is shown in FIG. 図4はDNA81の一端に磁気ビーズ83が結合されると共に他端に酸化還元酵素85が結合されている様子を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing how the oxidoreductase 85 to the other end while being coupled magnetic beads 83 on one end of DNA81 are coupled.

次に、第1磁力制御部37を「オン」して、第1押当バルブ13、第4押当バルブ39、第5押当バルブ59を開放し、且つ、温度制御用ヒータ33によって温度調整を行うと共に、超音波振動装置35によって超音波振動を付与しながら、バッファ液9を流し続ける。 Next, the first magnetic force control unit 37 to "ON", the first pressing valve 13, a fourth pressing valve 39, the fifth pressing valve 59 is opened, and the temperature adjusted by the temperature control heater 33 performs, while applying ultrasonic vibration by the ultrasonic vibration device 35, it continues to flow buffer solution 9. それによって、検体6中の被検出対象物質は第1磁力制御部37によって吸着・保持され、その他のものは洗い流されることになる。 Thereby, the detection target substance in a sample 6 is attracted and held by the first magnetic force control unit 37, and others will be washed away ones.

次に、第1押当バルブ13、第6押当バルブ61、第7押当バルブ63を開放し、ポンプ57の負圧によって吸引することにより、上記第1磁力制御部37によって吸着・保持されている反応後の検体6中の被検出対象物質を測定チャンバ41内に導く。 Next, the first pressing valve 13, the sixth pressing valve 61, opens the seventh pressing valve 63, by suction by the negative pressure of the pump 57, are adsorbed and held by the first magnetic force controller 37 directing detection object substance in a sample 6 after the reaction is in the measuring chamber 41. そして、第6押当バルブ61、第7押当バルブ63を閉じて計測を行う。 The sixth pressing valve 61, performs measurement by closing the seventh pressing valve 63. 計測後は、第1押当バルブ13と第7押当バルブ63を開放して、ポンプ57による負圧によって計測後の検体6等を吸引して洗い流す。 After measurement, open the first pressing valve 13 a seventh pressing valve 63, wash and aspirate the specimen 6 and the like after the measurement by the negative pressure by the pump 57. それによって、ポンプ57自身も洗浄されることになる。 Thereby, so that the pump 57 itself is cleaned.

次に、図2を参照して、制御装置71に設けられた測定回路73の構成について説明する。 Next, with reference to FIG. 2, description will be given of a configuration of the measurement circuit 73 provided in the control device 71. まず、電流増幅部91があり、この電流増幅部91にはA/D変換器93が接続されている。 First, there is current amplifier 91, A / D converter 93 is connected to the current amplifier 91. 上記電流増幅器91により増幅された信号は上記A/D変換器93によってアナログ/デジタル変換され、マイクロコンピュータ95に入力される。 Signal amplified by the current amplifier 91 is an analog / digital conversion by the A / D converter 93, is inputted to the microcomputer 95. 又、上記マイクロコンピュータ95にはI/O97、メモリ99が接続されている。 Further, in the above microcomputer 95 I / O97, memory 99 is connected. 又、上記I/O97には入力手段101と投入センサ103が接続されている。 Further, in the above I / O97 insertion sensor 103 is connected to the input unit 101.

上記電流増幅部91の構成を、図3を参照して、さらに詳しく説明する。 The configuration of the current amplifier 91, with reference to FIG. 3 will be described in more detail. 上記電流増幅器91は、演算増幅器105と抵抗107とから構成されている。 It said current amplifier 91 is constituted by an operational amplifier 105 resistors 107. 上記抵抗107は、演算増幅器105と協働して発生電流を電圧に変換する機能を発揮する。 The resistor 107 serves the function of converting the generated current in cooperation with the operational amplifier 105 to a voltage. 又、+側端子Spは、測定チャンバ41内の一方の電極51側に接続されており、又、−側端子Snは、測定チャンバ41内の他方の電極53側に接続されている。 Moreover, positive terminal Sp is connected to one electrode 51 side in the measuring chamber 41, also - side terminal Sn is connected to the other electrode 53 side of the measuring chamber 41. 又、+側端子Fpと−側端子Fnは、電流流し込み用の端子である。 Also, the positive side and the terminal Fp - side terminal Fn is a terminal for pouring current.
尚、図中符号109は、図1に示す制御装置71に組み込まれた表示部であり、測定結果を表示するためのものである。 Incidentally, reference numeral 109 is a display unit incorporated in the control device 71 shown in FIG. 1, it is intended for displaying the measurement results.

上記構成によると、測定チャンバ41において発生するノイズを含んだ電流成分に起因して、外部のインピーダンスが十分に高い場合、略10〜30mVの直流電圧が生ずる。 According to the above configuration, due to the current components including the noise generated in the measuring chamber 41, when external impedance is sufficiently high, the DC voltage of approximately 10~30mV occurs. 本実施の形態の場合には、まず、この電圧を+側端子Sp及び−側端子Snを介して検出する。 In the present embodiment, first, the voltage positive terminal Sp and - detecting via the negative terminal Sn. 次に、この発生した電圧を相殺するように、演算増幅器105より抵抗107を介して+側端子Fpから−側端子Fnに向かう方向に電流を流す。 Then, so as to cancel the generated voltage, the operational amplifier 105 from via the resistor 107 from the positive terminal Fp - current flows in the direction toward the side pin Fn. これによって、上記発生した電圧を相殺して測定精度の低下を防止するようにしたものである。 Thus, it is obtained so as to prevent deterioration of the measurement accuracy by offsetting the voltage above occurred.
因みに、+側端子Sp及び−側端子Sn間には微量(数ピコアンペア)の電流が流れるのみであり、よって、いわゆる「ドロップ電圧」が生じるようなこともない。 Incidentally, the positive terminal Sp and - in between the side terminal Sn is only current flows traces (a few pico-amperes), therefore, there is no such thing as a so-called "drop voltage" occurs.

ここで、上記測定チャンバ41内における反応について、図5を参照して説明する。 Here, for the reaction in the above measuring chamber 41 will be described with reference to FIG. 上記酸化還元酵素85として酸化酵素(例えば、グルコースオキシダーゼ)を用いた場合の、上記測定チャンバ41内での化学反応を具体的に説明する。 Oxidase (e.g., glucose oxidase) as the oxidoreductase 85 in the case of using the specifically described the chemical reactions within the measurement chamber 41. 上記測定チャンバ41の上側(図5中上方)の室45内には、上記DNA81に結合した酸化酵素96が存在している。 The above measurement is chamber 45 of the upper chamber 41 (upward in FIG. 5), oxidase 96 attached to the DNA81 are present. また、上記測定チャンバ41内にはバッファ液に添加された被酸化物質98と電子メディエータ100も存在している。 Also it is oxidized material 98 and electron mediator 100 added to the buffer solution also exists in the measurement chamber 41. 上記被酸化物質98は、上記酸化酵素96によって酸化され、電子102と陽イオン104を放出する。 The substance to be oxidized 98 is oxidized by the oxidase 96, it emits electrons 102 and positive ions 104. 上記電子102は上記電子メディエータ100に捕らえられ、その結果、上記電子メディエータ100は「負」に荷電される。 The electronic 102 trapped in the electron mediator 100, as a result, the electron mediator 100 is charged to "negative". 「負」に荷電された上記電子メディエータ100は、相対的に「正」電位となる上記電極51側に移動する。 The electron mediator 100, which is charged to the "negative" moves relatively "positive" the electrode 51 side serving as a potential. 一方、上記陽イオン104は、イオン交換膜43を通過して、室47側に設置され、相対的に「負」電位となる上記電極53側に移動し、電子102を受け取る。 On the other hand, the cation 104 passes through the ion exchange membrane 43 is disposed in the chamber 47 side relatively becomes "negative" potential move to the electrode 53 side, it receives electrons 102. その結果、上記室45と上記室47との間には上記イオン交換膜43を隔てて電位差が発生し、上記電極51と上記電極53の間に電流が流れる。 As a result, between the chamber 45 and the chamber 47 a potential difference is generated across the ion exchange membrane 43, a current flows between the electrode 51 and the electrode 53. この電流を測定することにより上記DNA81の検出・定量を行うものである。 And it performs detection and quantification of the DNA81 by measuring this current.

又、上記した例に限らず、上記酸化還元酵素85として上記酸化酵素95の代わりに還元酵素を使用することも考えられる。 Further, not limited to the example described above, it is also conceivable to use reductase instead of the oxidase 95 as the oxidoreductase 85. この場合は、上記被酸化物質98の代わりに被還元物質が使用され、上記電極51から電子メディエータを介して電子が還元酵素へ移動して還元反応が起きる。 In this case, the substance to be reduced instead of the oxidizable material 98 is used, the reduction reaction with electrons via the electron mediator from the electrode 51 is moved to the reductase occurs. このため電子を外部から受け取る上記電極51が「正」極、電子を外部に放出する電極53が「負」極となる。 Thus the electrode 51 which receives electrons from the external electrode "positive", the electrode 53 for emitting electrons to the outside becomes "negative" polarity.
尚、この被検出対象物質の測定は、上記電極51、53間の電圧を測定することでも行うことができる。 The measurement of the object to be detected substance can also be carried out by measuring the voltage between the electrodes 51 and 53.

次に、本実施の形態における被検出対象物の有無の判別、濃度の検出について説明する。 Next, determination of the presence or absence of the detection object in the present embodiment, the detection of the concentration will be described. まず、既に説明したメモリ99には、予め、基準反応波形が設定・記憶されている。 First, the memory 99 already described previously, the reference reaction waveform is set and stored. その基準反応波形の一例を、図6、図7に示す。 An example of the reference reaction waveforms are shown in Figs. 図6は測定チャンバ41の温度が25℃のときの基準反応波形を示す図であり、横軸に時間を取り縦軸に電流値を取りその変化を示した図である。 Figure 6 is a diagram showing the reference reaction waveform when the temperature of the measuring chamber 41 is 25 ° C., illustrates the change takes a current value on the vertical axis takes a time on the horizontal axis. 又、図7は測定チャンバ41の温度が40℃のときの基準反応波形を示す図であり、横軸に時間を取り縦軸に電流値を取りその変化を示した図である。 Further, FIG. 7 is a diagram showing the reference reaction waveform when the temperature of the measuring chamber 41 is 40 ° C., illustrates the change takes a current value on the vertical axis takes a time on the horizontal axis.
尚、図6、図7はあくまで一例であり、様々な測定チャンバ41の温度に対応するように、複数種類の基準反応波形が設定・記憶されているものである。 Incidentally, FIG. 6, FIG. 7 is merely an example, so as to correspond to the temperature of the various measuring chamber 41, in which a plurality of types of reference reactions waveform is set and stored.

そして、本実施の形態の場合には、測定チャンバ41の温度によって最適な基準反応波形を選択し、その基準反応波形と電流計測により得られた実際の測定電流波形との「相互相関」を計算し、その相関の強度と位置から、検体6中における被検出対象物の有無を判別し、且つ、被検出対象物の濃度を算出するようにしたものである。 Then, in the case of this embodiment, select the optimum reference reaction waveform depending on the temperature of the measuring chamber 41, calculates a "cross correlation" between the actual measurement current waveform obtained by the reference reaction waveforms and current measurement and, from the intensity and position of the correlation, to determine the presence or absence of the detection object in a specimen 6, and, in which to calculate the concentration of the detection object.
尚、ここでいう「相互相関」とは、二つの波形の類似性を判別するために使用するものであり、二つの波形の関数の配列が全て「1」であれば「相関あり」となり、全て「0」であれば「相関なし」ということになり、全て「−1」であれば「負の相関あり」ということになる。 Here, the term "correlation" is intended to be used to determine the similarity of the two waveforms, "there is a correlation" If all the sequences of function of the two waveforms "1", all will be that if it is "0" and "no correlation", become if all "-1" that "there is a negative correlation" it. したがって、−1〜1の範囲で、相関強度が数値化されることになる。 Accordingly, in the range of -1 to 1, so that the correlation strength is quantified.

上記相互相関に関してさらに詳しく説明する。 It is explained in more detail with reference to the cross-correlation.
まず、計測された測定電流波形をディジタルデータに変換した波形をx(i)(i=0、1、2---)とし、基準反応波形をディジタルデータに変換した波形をy(i)(i=0、1、2---)とすると、両者の相互相関関数R(j)は次の式(I)に示すようなものである。 First, to convert the measured measured current waveform to a digital data waveform x (i) (i = 0,1,2 ---) and then, the waveform obtained by converting the reference reaction waveform to digital data y (i) ( When i = 0, 1, 2 ---) that, both the cross-correlation function R (j) is as shown in the following formula (I).

上記式(I)に基づいて相互相関を求めることにより二つの波形の類似性を判別するものである。 It is to determine the similarity of the two waveforms by obtaining a cross-correlation based on the above formula (I). 例えば、図8に示すような基準反応波形を想定する。 For example, assume a standard reaction waveform as shown in FIG. 図8は横軸に時間をとの縦軸に電流値をとりその変化を示した図である。 Figure 8 is a graph showing the change takes a current value on the vertical axis and time on the horizontal axis. 一方、実際の測定電流波形が図9に示すようなものであったとする。 On the other hand, the actual measurement current waveform was as shown in FIG. 図9も横軸に時間をとの縦軸に電流値をとりその変化を示した図である。 Figure 9 is also a diagram showing the change takes a current value on the vertical axis and time on the horizontal axis. これら図8、図9に示す基準反応波形と測定電流波形をディジタルデータに変換して、波形x(i)(i=0、1、2---)と波形y(i)(i=0、1、2---)を求める。 These 8 converts the reference reaction waveform and the measured current waveform shown in FIG. 9 to digital data, waveform x (i) (i = 0,1,2 ---) and waveform y (i) (i = 0 , determine the 1, 2, ---). そして、それら両波形x(i)(i=0、1、2---)、y(i)(i=0、1、2---)に式(I)に示すような処理を施すことにより、図10に示すような相互相関の線図を得ることができる。 Then, they both waveforms x (i) (i = 0,1,2 ---), subjected to processing as shown in y (i) (i = 0,1,2 ---) in formula (I) it makes it possible to obtain the diagram of the cross-correlation as shown in FIG. 10. 図10は横軸に時間をとり縦軸に相互相関値をとりその変化を示した図である。 Figure 10 is a graph showing the change taking the cross-correlation value on the vertical axis indicates time on the horizontal axis.

そして、図10に示す相互相関の線図をみると、実際の測定電流波形に大きなノイズが重畳されているにもかかわらず、相互相関の線図において、時刻20あたりで、最大の相関値0.75を示している。 Then, looking at the diagram of the cross-correlation shown in FIG. 10, despite the large noise is superimposed on the actual measurement current waveform, in the diagram of the cross-correlation, per time 20, maximum correlation value 0 It shows a .75. これは、基準反応波形に極めて近い波形が、測定電流波形の時刻20近辺から存在していることを意味しており、これによって、時刻20の位置に波形が存在していると自動的に判別されることになる。 This is very close waveform to the reference reaction waveform, it indicates that the presence of time 20 around the measured current waveform, thereby automatically discriminating the waveform is present at the position of the time 20 It is is will be. そして、相互相関の強度と位置とから被検出対象物質の有無と濃度を得るものである。 Then, those obtaining the presence and concentration of the target substance from the intensity and position of the cross-correlation.

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。 According to the present embodiment above can achieve the following effects.
まず、測定チャンバ41において発生した直流電圧を相殺するように能動制御しているので、電流を高い精度で検出することができ、微量物質の検出精度を高めることができる。 First, since the active control so as to cancel the DC voltage generated in the measuring chamber 41, it is possible to detect the current with high accuracy, it is possible to improve the detection accuracy of the trace substances.
又、相対的にパワーが弱いケミカルノイズは上記能動制御により直ぐに減衰するが、検体6内に被検出対象物質が存在する場合には、明らかな電流ピークをみることができ、高い精度の検出が可能になる。 Moreover, relatively power is weak chemical noise is attenuated immediately by the active control, when there is a detection object substance in the specimen 6 can be seen a clear current peak, high accuracy of detection possible to become.
又、酸化還元反応が迅速に進行することになるので、検出に要する時間が短縮されることになる。 In addition, it means that the redox reaction proceeds rapidly, so that the time required for the detection is shortened.
又、本実施の形態の場合には、電圧を能動的に計測して電流を計測するようにしているので、いわゆる「ドロップ電圧」が発生することはなく、より高い検出精度を実現することができる。 In the case of this embodiment, since so as to measure the actively measured by current-voltage, no so-called "drop voltage" occurs, is possible to achieve a higher detection accuracy it can.
又、この実施の形態の場合には、従来のように、単に、基準電流値と測定電流とを対比することにより、検体6中における被検出対象物質の有無の判別、濃度の算出を行っているのではなく、予め、設定・記憶されている基準反応波形と測定電流波形との相互相関を計算して、その相関強度と位置とから検体6中における被検出対象物質の有無の判別、濃度の算出を行なうようにしているので、判別、検出の精度を高めることができる。 In the case of this embodiment, as in the prior art, simply by comparing the reference current value and the measured current, the determination of the presence or absence of the detection target substance in a specimen 6 by performing a calculation of the concentration rather than it has, in advance, to calculate the cross-correlation between the reference reaction waveform and the measured current waveform which is set and stored, determination of the presence or absence of the detection target substance in a specimen of 6 and a position and its correlation strength, concentration since to perform the calculation, determination, it is possible to enhance the accuracy of detection.

次に、図1乃至図5を参照して本願発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention with reference to FIGS. 又、前記第1の実施の形態の場合には、基準反応波形と測定電流波形との相互相関を計算するようにしたが、この第2の実施の形態の場合には、基準反応波形と測定電流波形の「ウェーブレット」を計算し、その解析の結果から、検体6中における被検出対象物質の有無の判別、濃度の算出を行なうようにしたものである。 In the case of the first embodiment was adapted to calculate a cross-correlation between the reference reaction waveform and the measured current waveform, in the case of the second embodiment, the reference reaction Waveform Measurement calculate the "wavelet" of the current waveform, the result of the analysis, determination of the presence or absence of the detection target substance in a specimen 6, in which to perform the calculation of the concentration.
尚、ここでいう「ウェーブレット」とは、公知の「ウェーブレット解析」を意味しているものである。 Here, the term "wavelet" is one that means "Wavelet Analysis" known. 以下、詳細に説明する。 It will be described in detail below.

まず、「ウェーブレット」とは、ある波形(本実施の形態の場合には測定電流波形)に、特定の波形(本実施の形態の場合には基準反応波形)がどのように混合しているのかを解析する数学的な手法である。 First, the "wavelet", a certain waveform (measured current waveform in the case of this embodiment), whether they were mixed how the (standard reaction waveform in the case of this embodiment) specific waveform it is a mathematical technique for analyzing. まず、良い条件、ノイズなしのときの特定波形を基準反応波形としてメモリ99に記憶させておく。 First, a good condition, is stored in the memory 99 the particular waveform when no noise as the reference reaction waveform. そして、ノイズ混じりの測定電流波形とこの基準反応波形とのウェーブレットを演算することにより、「基準反応波形が測定電流波形に埋まっている位置」、「ゲイン」、「基準反応波形の周波数」を得るものである。 Then, by calculating the wavelet with the measured current waveform of noise mingled with the reference reaction waveforms, "a position where the reference reaction waveform is buried in measured current waveform", obtaining "gain", "the frequency of the reference reaction Waveform" it is intended.

上記「基準反応波形が測定電流波形に埋まっている位置」であるが、薬品(バッファ液9、第1試薬23、第2試薬25)を添加した時点(反応が開始するであろう位置)からある範囲内において基準反応波形の成分が検出されれば、この測定電流波形には基準反応波形を含んでいるものと判断する。 Although the above-mentioned "position reference reaction waveform is buried in measured current waveform", from chemical (liquid buffer 9, the first reagent 23, second reagent 25) (which would react to the start position) when supplemented with if it is detected component of the reference reactions waveform is within a certain range, this measured current waveform is determined shall include the reference reaction waveform. 又、「ゲイン」であるが、上記正当な位置に十分なゲインが認められれば「大きな反応」であり、ゲインが小さければ「小さな反応」があると判別される。 Although a "gain", the as long recognized sufficient gain legitimate position is "big reaction", it is determined that the smaller the gain is a "small reaction". それによって、被検出対象物質の量を計算するものである。 Thereby, it is to calculate the amount of the target substance. さらに、「周波数」であるが、例えば、基準反応波形に対してある範囲内から外れた周波数に出力が認められれば、その出力波形は正当な反応によるものではなくノイズによるものであると判別される。 Further, although a "frequency", for example, as long recognized output frequency deviating from a range with respect to the reference reaction waveform, its output waveform is determined to be due to noise and not due to legitimate reaction that.

因みに、前記第1の実施の形態において説明した相互相関の場合には、基準反応波形と測定電流波形とから、測定電流波形に基準反応波形が存在している場所(時点)と、ゲインを得ることができるが、この第2の実施の形態のウェーブレット解析の場合には、さらに周波数の情報を得ることができるものである。 Incidentally, wherein when a cross correlation described in the first embodiment, and a reference reaction waveform and the measured current waveform, and location (time) in which the reference reaction waveform is present in the measured current waveform to obtain a gain it may be, this in the case of the wavelet analysis of the second embodiment are those which can further obtain information of the frequency.

このように、ウェーブレット解析を使用するこの第2の実施の形態の場合であっても、前記第1の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、「周波数」情報をも得ることができるので、さらに高い精度の検出が可能になる。 Thus, even in the case of the second embodiment that uses wavelet analysis, it is possible to achieve the same effect as the case of the first embodiment, also obtained the "frequency" information it is possible, allowing a higher accuracy of detection.

尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the form of the one embodiment.
例えば、前記一実施の形態の場合には、「0」Vになるような能動制御の理例を挙げて説明したが、それに限定されるものではなく、略「0」Vになるような制御、例えば、±1mV以内に収まるような制御も考えられる。 For example, the in the case of an embodiment has been described by way of relay active control such that "0" V, is not limited thereto, the control such that a substantially "0" V , for example, it may be considered control to fit within ± 1mV.
又、逆電位を加えるように構成することも考えられる。 Further, it is also conceivable to configured to apply a reverse voltage.
又、回路の構成は図2、図3に示した構成のものに限定されることはなく、様々な例が考えられる。 The configuration of the circuit 2 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, There are various examples.
又、前記一実施の形態の場合には、上記基準反応波形を上記測定チャンバの温度によって変更するように構成したが、その際、異なる温度の基準反応波形を何種類用意しておくかは任意である。 Further, the in the case of one embodiment, the reference reaction waveform configured to vary the temperature of the measuring chamber, but this time, either keep what type prepared standards reaction waveforms of different temperatures optionally it is.
又、予め複数の基準反応波形を備えていて、被検出対象物質の種類や想定される濃度によって最適な基準反応波形を選択するように構成することも考えられる。 Also, previously provided with a plurality of reference reactions waveform, it is also conceivable to arranged to select an optimum reference reaction waveforms by concentrations type and assumptions of the target substance.
又、予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、得られた複数の相関強度と位置とから検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するようにすることも考えられる。 Also, analytes from previously provided with a plurality of reference reaction waveform, calculate the cross-correlation between the measured current waveform obtained by the measurement of the current in all those criteria reaction waveforms, a plurality of correlation strength obtained with the position it is conceivable to be determined, calculating the presence and concentration of the detected substance in.
さらに、予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレットを計算し、得られた複数の解析結果から検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するようにすることも考えられる。 Furthermore, previously provided with a plurality of reference reactions waveform wavelet the measured current waveform obtained by the measurement of current was calculated in all those criteria reaction waveform to be detected in a specimen from a plurality of analysis results obtained it is conceivable to be determined, calculating the presence and concentration of the target substance.
又、前記一実施の形態の場合には、測定チャンバとして、反応が行われる室と反応が行われない室の両方を兼備したタイプのものを例に挙げて説明したが、それに限定されるものではない。 Also, those wherein in the case of one embodiment, as the measurement chamber, but those of the type react with chamber in which the reaction is carried out has combines both not performed chamber has been described as an example, that is limited to is not. 例えば、反応が行われると共に電極を備えた室と、その室内にイオン交換膜又はイオン透過膜の特性を持ち樹脂や膜等によって直接又は間接に覆われていて、且つ、電極を備えたものを配置した構成の測定チャンバであってもよい。 For example, a chamber in which the reaction is equipped with electrodes with performed, the chamber has the characteristics of the ion-exchange membrane or an ion permeable membrane covered directly or indirectly by the resin or film, or the like, and, those with an electrode a measuring chamber of the arrangement and configuration may be.
尚、上記直接とは電極にイオン交換膜又はイオン透過膜の樹脂が直接塗布したようなものであり、間接とは上記電極とイオン交換膜又はイオン透過膜の樹脂との間に含水樹脂等が介在しているような構成を意味しているものである。 Incidentally, is like resin electrode to the ion exchange membrane or an ion permeable membrane directly above was applied directly, indirectly and the water-containing resin or the like between the resin of the electrode and the ion-exchange membrane or an ion permeable membrane in which it means the configuration is interposed.
又、前記一実施の形態の場合には、バッファ液の中に電子メディエータを入れた場合を例に挙げて説明したが、例えば、第2試薬注入部の横に第3試薬注入部を設けそこに電子メディエータをいれておき、押当バルブを開放して注入するように構成してもよい。 Further, the in the case of an embodiment has been described by taking a case containing the electron mediator in the buffer solution, for example, there the third reagent injection portion is provided beside the second reagent injection portion previously put electron mediator in may be configured to inject by opening the pressing valve.

本発明は、微量物質を検出するための微量物質検出装置に係り、特に、微量物質の有無や量を電流値を計測することにより検出するように構成したものにおいて、電極の電位を「0」V、又は、略「0」Vとしながら、発生する電荷量を検出するように構成し、且つ、予め設定・記憶されている基準反応波形と電流の計測により得られた測定電流波形との関係から、検体中の被検出対象物質の有無や濃度を検出するようにし、それによって、検出の精度を高めることができるように工夫したものに関し、例えば、DNA(デオキシリボ核酸)の検出に好適である。 The present invention relates to a trace substance detecting device for detecting trace substances, particularly in those configured to detect by measuring the current value the presence or absence or the amount of trace substances, the potential of the electrode "0" V, or, with a substantially "0" V, and configured to detect an amount of charge generated, and the relationship between the measured current waveform obtained by the measurement of the reference reaction waveforms and current are set and stored in advance from to detect the presence and concentration of the detection target substance in a sample, whereby relates everything you need to be able to improve the accuracy of detection, for example, it is suitable for the detection of DNA (deoxyribonucleic acid) .

5 検体6 被検出対象物質41 測定チャンバ43 イオン交換膜45 室47 室51 電極53 電極71 制御装置73 制御回路91 電流増幅部105 演算増幅器107 抵抗 5 sample 6 to be detected substance 41 measuring chamber 43 ion exchange membrane 45 rooms 47 rooms 51 electrode 53 electrode 71 controller 73 control circuit 91 current amplifier 105 operational amplifier 107 resistors

Claims (6)

  1. イオン交換膜又はイオン透過膜を介して区画された一対の室を備え検体及びバッファ液を収容する測定チャンバと、 A measuring chamber containing the sample and a buffer solution comprising a pair of chambers which are partitioned via the ion exchange membrane or an ion permeable membrane,
    上記測定チャンバの一対の室内に設置された一対の電極と、 A pair of electrodes installed in a pair of interior of the measurement chamber,
    上記一対の電極間にノイズに起因して発生する電圧を相殺しながら発生する電流を計測し、予め設定・記憶されている基準反応波形と上記電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、相関の強度と位置から検体中の被検出対象物質の有無と濃度を算出する測定回路と、 Mutual between the pair of electrodes between the current generated while offset voltage caused by the noise is measured, the measured current waveform obtained by the measurement of the reference reaction waveform and the current which is previously set and stored the correlation is calculated, a measurement circuit for calculating the presence and the concentration of the detection target substance in a sample from the intensity and position of the correlation,
    を具備したことを特徴とする微量物質検出装置。 Trace substance detection apparatus characterized by comprising a.
  2. イオン交換膜又はイオン透過膜を介して区画された一対の室を備え検体及びバッファ液を収容する測定チャンバと、 A measuring chamber containing the sample and a buffer solution comprising a pair of chambers which are partitioned via the ion exchange membrane or an ion permeable membrane,
    上記測定チャンバの一対の室内に設置された一対の電極と、 A pair of electrodes installed in a pair of interior of the measurement chamber,
    上記一対の電極間にノイズに起因して発生する電圧を相殺しながら発生する電流を計測し、予め設定・記憶されている基準反応波形と上記電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレットを計算し、その解析結果から検体中の被検出対象物質の有無と濃度を算出する測定回路と、 The current generated while offset voltage caused by the noise between the pair of electrodes is measured, wavelets of measured current waveforms obtained by measuring the reference reaction waveform and the current which is previously set and stored was calculated, the measurement circuit for calculating the presence and the concentration of the detection target substance in a sample from the analysis results,
    を具備したことを特徴とする微量物質検出装置。 Trace substance detection apparatus characterized by comprising a.
  3. 請求項1又は請求項2記載の微量物質検出装置において、 In trace substance detecting device according to claim 1 or claim 2 wherein,
    上記基準反応波形を上記測定チャンバの温度によって変更するようにしたことを特徴とする微量物質検出装置。 Trace substance detection apparatus, characterized in that the reference reaction waveform so as to change the temperature of the measurement chamber.
  4. 請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量検出装置において、 In trace detector according to any one of claims 1 to 3,
    予め複数の基準反応波形を備えていて、被検出対象物質の種類や想定される濃度によって最適な基準反応波形を選択するようにしたことを特徴とする微量物質検出装置。 Previously provided with a plurality of reference reactions waveform trace substance detection device is characterized in that so as to select the optimum reference reaction waveforms by concentrations type and assumptions of the target substance.
  5. 請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、 In trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
    予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形との相互相関を計算し、得られた複数の相関強度と位置とから検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するようにしたことを特徴とする微量物質検出装置。 Have previously provided with a plurality of reference reaction waveform, calculate the cross-correlation between the measured current waveform obtained by the measurement of the current in all those criteria reaction waveform, in a specimen from a plurality of correlation intensity obtained position of trace substance detection apparatus being characterized in that so as to determine, calculate the presence and concentration of the detected substance.
  6. 請求項1〜請求項3の何れかに記載の微量物質検出装置において、 In trace substance detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
    予め複数の基準反応波形を備えていて、それら全ての基準反応波形において電流の計測により得られた測定電流波形とのウェーブレットを計算し、得られた複数の解析結果から検体中の被検出対象物質の有無や濃度を判定・算出するようにしたことを特徴とする微量物質検出装置。 Have previously provided with a plurality of reference reaction waveform, calculate the wavelet and the measurement current waveform obtained by the measurement of the current in all those criteria reaction waveform, resulting detection object substance in a sample from a plurality of analysis results trace substance detection apparatus characterized by the presence and concentration so as to determine and calculated for.
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