JPH1131806A - 電極支持体 - Google Patents

電極支持体

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JPH1131806A
JPH1131806A JP10157949A JP15794998A JPH1131806A JP H1131806 A JPH1131806 A JP H1131806A JP 10157949 A JP10157949 A JP 10157949A JP 15794998 A JP15794998 A JP 15794998A JP H1131806 A JPH1131806 A JP H1131806A
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JP
Japan
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light
electrode
electrodes
electrode support
substrate
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JP10157949A
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English (en)
Inventor
Jean-Frederic Clerc
− フレデリック クレール ジェーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438—Electrodes

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 堆積物によって覆われた電極を含む電極支持
体の費用を低減しかつ支持体の読取りシステムを簡単化
すると共に読み取りの乱れを回避する。 【解決手段】 電極支持体は、基板２２及びこの基板２
２上の電極２４を含む。電極２４の少なくとも１つは、
分子標的２７を認識し、かつ捕獲する能力のある堆積物
である分子センサ２６によって覆われる。分子標的２７
は、波長λ１の第１の光に感応性であり、かつ、分子標
的２７が第１の光によって励起されるとき、波長λ２の
第２の光を発射する能力がある。基板２２及び電極２４
は、少なくとも第１の光又は第２の光に透明である。読
取りシステムは、第１の光を発射する光源６０及び第２
の光を検出する検出手段６２を含む。これらは、生物セ
ンサに応用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、堆積物によって覆
われた少なくとも１つの電極を含む電極支持体及びこの
支持体を読み取る読取りシステムに関する。
【０００２】本発明は、チップが多数の電極を備えて作
られることを要するセンサ又はその他のミニアチェア化
感応性素子の製造に特に応用可能である。
【０００３】センサ又は感応性素子内でこれらの電極の
特定機能を実行する能力があるようにこれらの電極を作
るために、これらの電極を適当な材料によって被覆しな
ければならない。
【０００４】例えば、本発明は、「バイオチップ」のよ
うなミニアチュア化素子の製造に応用可能である。バイ
オチップは、電気回路部分と生物部分を含むチップであ
り、回路部分は、電極の場のような基板上に形成され、
生物部分は、このチップの表面に形成される。
【０００５】この例では、生物生成物と共存性の化合物
を電極上に選択的に堆積しなけらばならない。
【０００６】
【従来の技術】シリコンで作られた電極支持体は知られ
ており、これらの電極支持体は、適当なアドレス指定に
よって、これらの電極上に電気化学堆積を可能にする活
性元素を含む。
【０００７】更に、何が電極上に堆積されるかを読み取
ることを可能にする関連システムが、電極の頂面を照射
する能力のある光源及び電極に面して置かれ、かつ、こ
の光源と関連した光検出手段を使用する。
【０００８】この型式の構造に関して起こる主要な問題
は、それらの費用である。
【０００９】これは、全て添付図面中の図１から３によ
って概略的に示されている。
【００１０】図１は、例えば、シリコンで作られた基板
２を示す。
【００１１】基板２の表面は、分子センサの移植によっ
て機能的にされる。
【００１２】更に、この表面は、いくつもの独立電極Ｅ
１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４のうちの１つの電極、例えば、電
極Ｅ２を選択アドレス指定し、他の電極を選択しないで
おくことによって選択的に機能的にされる。
【００１３】或る１つの電極をアドレス指定すること
は、浴（図示されていない）の基準電圧と異なる電圧を
この電極に印加することに相当し、分子センサは、この
浴内で希釈される。
【００１４】基準電圧からのこの電圧差は、（もしポリ
ピロール又はポリアニリン型導体ポリマが使用されるな
らば）電着現象を、又は（共有移植反応の場合）電荷の
不可逆的転送を引き起こさせるために充分に高くなけれ
ばならない。
【００１５】アドレス指定は、これらの電極が置かれて
いる基板２の表面に制御回路４を創設することによって
達成される。
【００１６】図１に示された例では、制御回路４は、マ
ルチプレクサであって、これは電線路６及び８を通して
高位データ及び低位データを受け、かつ、４つのトラン
ジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４をそれぞれ通して４つの
独立電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を制御する。
【００１７】図１は、また、電圧Ｖをマルチプレクサ４
の出力トランジスタのソースに印加するために使用され
る線路９を示す。
【００１８】電圧Ｖは、マルチプレクサ４を使用して選
択された電極を分極するために使用される。
【００１９】これらの電極（又は、より精確には、これ
らの電極上に堆積された材料）は、・ 図２に概略的に
示されたような光学システムを使用することによって、
又は・ 図３に概略的に示されたように光検出器を基板
２上に組み込むことによって光学的に読み取られる。
【００２０】図２は、電極Ｅ１からＥ４のうちの２つだ
け、例えば、電極Ｅ１及びＥ２を伴う基板２の概略的か
つ部分的断面図である。
【００２１】電極Ｅ１からＥ４は、全ての分子センサ１
０を支持する。
【００２２】電気化学堆積ステップの後、電極を備えた
支持体は、分析物によって覆われ、この分析物は、或る
いくつかの分子センサ上にハイブリッド化されるのに適
した分子標的を含む。
【００２３】次いで、バイブリッド化回路が、図２及び
３に示された例におけるように、分析物の存在下で直接
に読み取られるか又は分析物が除去された後に読み取ら
れる。
【００２４】このようにして、これらの分子センサの或
るもの、例えば、電極Ｅ２に対するセンサがＤＮＡ分岐
１２の所でハイブリッド化されるのに反して、他のセン
サは、ハイブリッド化されない。
【００２５】ＤＮＡ分岐１２は、蛍光標識生成物によっ
て標識され、したがって、このように標識されたＤＮＡ
分岐が図示されていない光源からの波長λ１の光によっ
て照射されると、これらの標識された分岐が他の波長λ
２の光を発射するようになる。
【００２６】波長λ１の光を阻止し、かつ、波長λ２の
光を通過させる能力のあるフィルタ１６を取り付けられ
たレンズ１４が、これらの電極に面して基板２の表面の
上方に置かれる。
【００２７】例えば、電荷結合装置を含む検出手段１８
がレンズ１４の上方に置かれ、それゆえ、レンズ１４
は、検出手段１８と基板２の表面との間に挿入される。
【００２８】検出手段１８は、電荷結合装置上に集束さ
れる波長λ２の光を検出する。
【００２９】図３に概略的かつ部分的に示された変形実
施例（ｖａｒｉｎｔ）では、波長λ２に中心を置いた光
検出器２０が使用され、これらの光検出器は、基板２内
で集積され、かつ、これらの電極に接近して置かれる。
【００３０】上述したように、図１から３に概略的に示
されたようなシステムの主要な問題は、費用、すなわ
ち、 − シリコンで作られた「バイオチップ」の費用、 − 光学システム（図２）又は集積検出器（図３）のど
ちらかによる検出の費用 である。
【００３１】更に、読取りが分析物の存在下で行われる
とき、その読取りは、その分析物の存在によって乱され
る。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、標識
されたＤＮＡ分岐を励起する光又はこれらの分岐によっ
て発射された光に透明である基板及び電極の使用を提案
することによって上述した欠点を克服することである。
【問題を解決するための手段】
【００３３】例えば、この光を発射する光源を基板の下
に置き、このようにすることによって検出手段を電極に
充分に接近して置くことができ、したがって、光学シス
テム（レンズ＋フィルタ）をもはや全く必要としない又
は光源と検出手段の配置を入れ換えても同様の結果が得
られる。
【００３４】更に特に、本発明の目的は、電極支持体で
あり、この支持体は、基板及びこの基板上に形成される
電極を含み、これらの電極の少なくとも１つは、分子標
的を認識し、かつ捕獲する能力のある堆積物によって覆
われるように設計され、これらの分子標的は、第１の光
に感応性でありかつ、これらの分子標的が第１の光によ
って励起されるとき、第１の光と異なった第２の光を発
射する能力があり、この電極支持体は、基板及び電極が
少なくとも第１の光又は第２の光に透明であることを特
徴とする。
【００３５】第１の光の光源が支持体の下に置かれると
き、基板及び電極は、第１の光に透明でなければなら
ず、かつ第２の光の検出手段が支持体の下に置かれると
き、基板及び電極は、第２の光に透明でなければならな
い。
【００３６】分子標的を照射し、かつこれから発射され
る光を検出するのに必要な光学素子を簡単化するため
に、光源と検出手段を支持体の向合った側に置くことが
有利である。
【００３７】種々の可能なレイアウトの選択は、支持体
の応用次第で決まる。
【００３８】分子標的を含む分析物の存在下で読取りを
行う特別の場合には、分子標的によって発射された信号
が分析物の存在に因って劣化（例えば、吸収／焦点外
れ）されるのを回避するために検出手段を支持体の後面
に隣接して置くのが有利である。
【００３９】分析物を支持体内に維持するために、支持
体は、ストリップで包むことができる皿の形をすること
があり、このストリップは、光源が支持体の前面に隣接
して置かれる際は、光源光に透明でなければならない。
【００４０】それゆえ、本発明は、支持体の費用を下
げ、かつこの支持体を読み取る読取りシステムは、先行
技術に比較して簡単化される。
【００４１】支持体の費用を更に下げるために、基板
は、好適にはガラスで作られる。
【００４２】電子手段が基板内へ集積されることがあ
る。
【００４３】本発明の特定実施例によれば、これらの電
子手段は、アドレス指定回路を含み、この回路は、基板
内に集積され、かつ選択電気化学堆積を遂行するために
又はハイブリッド化現象を制御するために電極を制御す
るように設計される。
【００４４】これらの電子手段は、また、加熱手段を含
むことがある。
【００４５】アドレス指定回路の代わりに（又はこれに
加えて）、本発明による支持体は、また多重化回路を含
み、この多重化回路は、基板内に集積され、かつ電極に
アドレス指定された信号を多重化するように設計され
る。
【００４６】好適には、アドレス指定回路及び（又は）
多重化回路は、アモルファス・シリコンで作られる。
【００４７】このことが、また、支持体の費用を下げる
ために寄与する。
【００４８】本発明の第１の特定実施例によれば、電極
間の領域が第１の光を阻止する追加手段を含む。
【００４９】本発明の第２の特定実施例によれば、電極
間の領域が、これらの電極の付近の電位を制御する手段
を含む。
【００５０】追加手段は、好適には、第１の光に不透明
な電極間の領域内に置かれ、かつ、これらの電極から電
気絶縁された導電層を含む。
【００５１】変形実施例として、追加手段は、第１の光
に不透明な電極間の領域内に置かれた電気絶縁層を含
む。
【００５２】本発明の特定実施例によれば、支持体は、
分子標的を含む分析物を容れる能力のある皿を含む。
【００５３】本発明は、また、本発明により電極支持体
を読み取る読取りシステムに関し、この読取りシステム
は、 − 分子標的を励起するために第１の光を発射する能力
のある光源、及び − 第２の光を検出する手段を含む。
【００５４】本発明によるシステムの特定実施例によれ
ば、電極がマトリックスを形成し、かつ検出手段が第２
の光の検出器のマトリックスを含む。
【００５５】これらの検出器は、第１の光を吸収又は反
射しかつ第２の光を通過させる能力のあるフィルタを有
利上、装備することがある。
【００５６】検出器のマトリックスのピッチが、また、
電極のマトリックスのピッチに等しい又はこのピッチよ
り小さくてよい。
【００５７】検出手段は、また、電極と検出手段との間
に光集束手段を使用することを回避するために、電極に
直面して電極に充分に接近して置かれることがある。
【００５８】変形実施例として、検出手段が、基板内へ
集積されるか又は基板の下に置かれることがある。
【００５９】第１の光を発射する能力のある光源が、基
板の下に置かれることがある。
【００６０】検出手段は、また、第２の光の検出器及び
これらの検出器上にこの光を集束する手段を含み、これ
らの集束手段は、これらの検出器と電極との間に置かれ
る。
【００６１】例えば、これらの集束手段は、支持体上に
便益上、置かれるマイクロレンズのネットワーク及び
（又は）マイクロダイアフラムのネットワークを含む。
【００６２】
【発明の実施の形態】本発明による電極支持体は、図４
に斜視図で概略的に示され、これはガラス基板２２及び
この基板２２の表面に形成される電極２４のマトリック
スを含む。
【００６３】各電極２４は、分子センサ、より簡単には
「センサ」と称されるもので構成された電気化学堆積物
によって覆われる。
【００６４】これらのセンサは、波長λ１の光に感応性
である分子標的を認識し、かつ捕獲する能力がある。
【００６５】（「波長λの光」は、λを含むスペクトル
窓を意味する）。
【００６６】全ての電極２４は、それらの表面上にセン
サ２６を坦持し、かつ、これらのセンサの或るいくつか
は、分子標的２７を捕獲してあるが、他のセンサは捕獲
していない。
【００６７】センサが波長λ１の光を受けるとき、分子
標的を捕獲してあるセンサのみがそれらの分子標的を通
して波長λ２の光を発射する。ここに、λ２は、λ１と
異なり、かつ、後で判るように検出することができる。
【００６８】本発明による基板２２は、ガラスで作ら
れ、それであるから基板は、波長λ１の光に透明であ
り、かつ全ての電極２４は、波長λ１の光に透明な導電
材料で作られる。
【００６９】図４に示された例では、本発明による電極
支持体は、また電子手段２８を含み、この電子手段は、
電極２４を坦持するこの基板の表面に隣接したガラス支
持体２２内に集積される。
【００７０】例えば、これらの電子手段は、アモルファ
ス・シリコンで作られる。
【００７１】更に、これらの電子手段は、電極をアドレ
ス指定するアドレス指定回路を含み、この回路は電極機
能化ステップを、換言すると、センサの移植を可能にす
るために設けられる。
【００７２】このアドレス指定回路は、電極のマトリッ
クスの複雑性次第で決まる多重化回路を含むことがあ
る。
【００７３】図５に斜視図で概略的に示される本発明に
よる電極支持体は、この電極支持体がまた電極２４間に
含まれる基板２２の表面領域上に形成される電気絶縁層
３０をまた含むと云う点で、図４に示された支持体とは
異なる。
【００７４】波長λ１の光に不透明な金属層３２が、ま
た、この光を阻止するために絶縁層３０上に形成され
る。
【００７５】金属層３２は、電極２４の付近の電位を制
御する。
【００７６】これらの金属層は、１つ又はいくつかの対
向電極を形成することがある。
【００７７】これらの金属層は、また、電極支持体の不
感応部分を光学的にブロックすることがある。
【００７８】このようにしての光学的ブロッキングは、
マトリックスを光学的に読み取るときの信号対雑音比を
向上する良い方法である。
【００７９】図６は、図５の電極支持体の概略断面図を
示す。
【００８０】１変形実施例では、絶縁層３０が基板２２
上に形成される。
【００８１】これらの層は、有利上、波長λ１の光に不
透明な材料で形成され、かつ、また光学的ブロッキング
を形成する。
【００８２】下記は、図４及び５に示されたような電極
上に電気化学堆積を行っている間のアドレス指定方法を
説明する。
【００８３】図７は、６つの電極を備えたマトリックス
を示す。
【００８４】これらの電極は、このマトリックスの第１
行に対してＥ１１、Ｅ１２、Ｅ１３で指示され、このマ
トリックスの第２行に対してＥ２１、Ｅ２２、Ｅ２３で
指示される。
【００８５】図７は、また、これらの電極を制御する電
子回路３４を示す。
【００８６】この電子回路は、オフセット・レジスタ３
６及び他のオフセット・レジスタ３８を含む。
【００８７】レジスタ３８は、「ラッチ」型転送レジス
タ３８と関連し、後者は、１に等しい利得を有する「バ
ッファ」型増幅段３７と組合わせられ、この組合わせ
は、段３７、レジスタ３８及びレジスタ３９を含み、符
号４０によって識別される。
【００８８】各電極Ｅｉｊは、トランジスタＴｉｊと関
連し、ここに指標ｉは、１と２のうちのどの値であって
もよく、及び指標ｊは、１、２又は３のどの値であって
もよい。
【００８９】２つのレジスタ３６及び３８は、クロック
４２によって制御される。
【００９０】レジスタ３６は、２つの出力を含み、電極
のマトリックスと関連したトランジスタを通して、その
マトリックスの２つの行に対して、それぞれ、これらの
出力の１つは、信号Ｓ１を発生し、及び他の出力は、信
号Ｓ２を発生する。
【００９１】更に特に、トランジスタＴｉｊは、電界効
果トランジスタである。
【００９２】各トランジスタのドレーンは、相当する電
極に接続されている。
【００９３】電極のマトリックス内の第１行と関連した
トランジスタのゲートは、信号Ｓ１を受けるために、レ
ジスタ３６の第１出力に全て接続されている。
【００９４】電極のマトリックス内の第２行と関連した
トランジスタのゲートは、信号Ｓ２を受けるために、レ
ジスタ３６の第２出力に全て接続されている。
【００９５】電極のマトリックスの第１列と関連した２
つのトランジスタのソースは、増幅段３７からの第１出
力に共に接続されており、それであるから制御された電
圧基準Ｖ１が、これらのソースに印加される。
【００９６】電極のマトリックスの第２列と関連した２
つのトランジスタのソースは、増幅段３７からの第２出
力に共に接続されており、それであるから制御された電
圧基準Ｖ２が、これらのソースに印加される。
【００９７】電極のマトリックスの第３列と関連した２
つのトランジスタのソースは、増幅段３７からの第３出
力に共に接続されており、それであるから、Ｖ１及びＶ
２からおそらく分離され、制御された電圧基準Ｖ３が、
これらのソースに印加される。
【００９８】図７で、Ｖｃｃ及びＶｄｄは、レジスタ３
６及び３８用電源電圧を表す。
【００９９】それゆえ、電極をこれらの電極のマトリッ
クス構造を使用して、ディスプレイによって使用される
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のマトリックスにおいて行
われたように、行から行へ逐次に調節することができ
る。
【０１００】電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の各々は、選択機能
化の特性電圧しきい値より低い値（選択されない電極に
対して）又はこのしきい値電圧より高い値（選択された
電極に対して）に等しくてよい。
【０１０１】選択信号Ｓ１及びＳ２がトランジスタのし
きい値を超えるときに限り、電荷は、転送される。これ
らの信号がしきい値を超えることは、そのトランジスタ
が、導通する（「オン」状態）条件である。
【０１０２】例えば、信号Ｓ１が「オン」であっても、
Ｖ１がしきい値電圧Ｖｓより低いならば、トランジスタ
Ｔ１１は、選択されず、かつ、この場合、相当する電極
上に堆積は行われない。
【０１０３】電圧Ｖ１がしきい値電圧Ｖｓを超えるが、
しかし、信号Ｓ１が「オフ」である、換言すると、信号
Ｓ１がトランジスタＴ１１のしきい値より低いときもま
た、このトランジスタは選択されない。
【０１０４】信号Ｓ１が「オン」であり、かつ同時に電
圧Ｖ１がしきい値電圧Ｖｓを超えるとき、堆積がトラン
ジスタＴ１１と関連した電極Ｅ１１上で行われる。
【０１０５】この選択モードは、ディスプレイ技術にお
いて周知であるが、ここに直接応用されて、図４から図
６に示された例で「バイオチップ」を形成する基板２２
のような基板の表面に形成された電極を選択機能的にす
る。
【０１０６】次に、いかに信号Ｓ１、Ｓ２、電圧Ｖ１、
Ｖ２、Ｖ３を発生させるかを説明する。
【０１０７】これらの信号及び電圧は、ディスプレイ装
置に使用される下の説明のようにして得られる。
【０１０８】信号Ｓ１及びＳ２は、図４のオフセット・
レジスタ３６から出力される。
【０１０９】電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、組合わせ４０を
通して電圧Ｖｃｃ及びＶｄｄから出力され、同時に信号
転送が行われ、この間オフセット・レジスタ３６および
並列転送レジスタ３９をスイッチする。
【０１１０】これらの機能は、次のどちらかによって、
すなわち、 − 外部エレクトロニクス（電極上の可動接続）によっ
て、 − 又は、電極を坦持するガラス基板２２の表面にアモ
ルファスで電子回路を作る（したがって、その製造プロ
セスは電極のマトリックスと関連したトランジスタに対
するプロセスと同等である）ことによって達成すること
ができる。
【０１１１】注意するのは、その電子回路のスイッチン
グ周波数は、（約２、３ｋＨｚだけ）低くてよく、か
つ、したがってアモルファス・シリコン内の電子移動度
と共存することである。
【０１１２】上述した製造プロセスは、厚さが約５００
μｍ及び辺が約５００ｍｍのガラス板の工業的処理に使
用することができ、それゆえ、その製造費用は、先行技
術による電極支持体の製造費用よりも低い。
【０１１３】次に、堆積方法を説明する。
【０１１４】図８は、ガラス基板２２及び電極２４を含
む電極支持体を示す。
【０１１５】この電極支持体を容器４６に容れた浴４
４、例えば、ポリピロール浴に漬ける。
【０１１６】対向電極４８をまた電極２４に面して浴４
４内に漬ける。
【０１１７】基準電極５０を使用することができ、これ
もまた、この浴内に置く。
【０１１８】電極２４上に選択堆積を行うために電極２
４と、電極４８と、電極５０とをポテンショメータ５２
に接続する。
【０１１９】図９は、例えば、それぞれ電極２４と関連
した多数の小電極５４の形に、対向電極を基板２２上に
作る可能性を概略的に示す。
【０１２０】この場合、電極５４は、それぞれ絶縁層５
６上に形成された金属層であり、これらの絶縁層自体
は、図９に示されたように、それぞれ電極２４に接近し
て形成される。
【０１２１】堆積を行っている間、各電極２４から関連
した電極５４への電荷の転送がある。
【０１２２】図１０は、対向電極として、図５及び６を
参照して説明した全ての金属層を使用する可能性を概略
的に示す。
【０１２３】それゆえ、これは、必要な浴容積を制限す
る簡単化堆積方法になる。
【０１２４】図１０は、基板２２上に形成された電極２
４及びそれぞれ絶縁層３０上に形成された金属層３２を
示す。
【０１２５】図１０に示された例では、基準電極はな
い。
【０１２６】注意するのは、もし浴容積が大きいなら
ば、基準電極の使用が特に妥当とされることである。
【０１２７】図１０で、符号５８は浴を表す。
【０１２８】次に、図４の電極支持体に対する読取りシ
ステムを説明する。
【０１２９】いかにこの支持体を読み取るかの説明は、
図１１を参照して行われる。この図は、電極２４を支持
するガラス基板２２の断面図を示し、電極２４は、それ
ぞれ分子センサ２６と関連し、これらのセンサの或るい
くつかは、標識された分子標的２７を坦持するのに反し
て他のセンサは、坦持しない。
【０１３０】電極支持体の読取りシステムは、波長λ１
の光を発射するように設計された光源６０を含む。
【００１３１】光源６０は、図１１に示されたようにガ
ラス基板２２の下に置かれる。
【０１３２】標識される分子センサ又は、より精確には
標識された分子標的を坦持する分子センサは、波長λ１
の光を受け、立ち代わって波長λ２の光を発射する。
【０１３３】読取りシステムは、また、波長λ２の光を
検出する検出手段６２を含む。
【０１３４】これらの検出手段６２は、適当な光検出器
（例えば、電荷結合検出器）（ＣＣＤ）のマトリックス
６４を含む。
【０１３５】この検出器のマトリックス６４は、適当な
基板６６上に形成される。
【０１３６】検出手段６２は、また選択性フィルタ６８
を含み、このフィルタは、電荷結合検出器に面して置か
れ、したがって、図１１に示されたように、これらの検
出器と電極２４との間に挿入される。
【０１３７】基板２２の背面照明を考慮して、検出手段
６２を分子センサに充分に接近して位置決めすることが
でき、それであるから電極と光検出器のマトリックスと
の間に光学集束手段の必要はもはや全くない。
【０１３８】ＣＭＯＳ型光子検出マトリックスもまた、
電荷結合検出器（ＣＣＤ）マトリックスの代わりに使用
することができる。
【０１３９】光検出器のマトリックス６４のピッチは、
電極２４のマトリックスのピッチと等しくてよい。
【０１４０】例えば、選択性フィルタ６８を薄膜層（例
えば、互いに異なる屈折率を有する多数のシリコン酸化
物層、チタン層を使用して）作ることができる。
【０１４１】選択性フィルタ６８は、波長λ２の光を通
過させ、かつ波長λ１の光を吸収又は反射する。
【０１４２】波長λ１で不透明な層３０又は層３２の使
用は、これらの不透明層に因る寄生光が先行技術よりも
少ないから、本発明の好適実施例である。
【０１４３】変形実施例として、光検出器のピッチが電
極のピッチより小さくて（したがって、分子センサ群と
同じピッチで）よく、分子センサに対して、これらの光
検出器の精確位置決めを回避する。
【０１４４】図１２は、電極の所で、ガラス基板内に光
検出器のマトリックスを作る可能性を概略的に示す。
【０１４５】図１２は、電極２４のマトリックスを装備
したガラス基板２２を示す。
【０１４６】その場合、符号７０で指示された光検出器
がガラス基板２２内へ集積される。
【０１４７】同図は、なおまた、電極２４上へ移植され
る分子センサ２６を示し、これらの或るものは、標識さ
れた分子標的を坦持する。
【０１４８】図１３は、本発明の変形実施例を概略的に
示す。
【０１４９】図１３に示された場合では、基板２２は、
波長λ２の光に透明である。
【０１５０】光源６０は、電極２４に面して基板２２の
上方に置かれる。
【０１５１】図１１の検出手段６２が、また、図１３に
示された場合に使用されるが、しかしこれらは、基板２
２の下に置かれ、したがって光検出器６４のマトリック
スが波長λ２の光を受けるようになる。
【０１５２】図１３に示された場合では、これらの検出
手段６２は、また集束手段８０を含み、この集束手段
は、光検出器と電極２４との間に置かれ、かつ波長λ２
の光をこれらの光検出器上に集束するように設けられ
る。
【０１５３】これらの集束手段は、マイクロレンズのネ
ットワーク又はマイクロダイアフラムのネットワーク又
はこれらの両方を含むことがあり、これらのマイクロレ
ンズ及び（又は）マイクロダイアフラムは、基板２２の
後面上に形成される。
【０１５４】図４に概略的に示された本発明の例では、
分子標的を含む分析物が除去されて後に分子センサ上の
分子標的のハイブリッド化が読み取られると想定する。
【０１５５】図１４は、分析物の存在下で、この読取り
を行う可能性を概略的に示す。
【０１５６】その際、基板２２が皿８２を含み、この皿
は、分子標的を含む分析物を容れることができ、その底
に電極２４が配置されていることが判る。
【０１５７】基板は、単一要素で形成される（図１４の
場合）又は皿８２を形成するように組み合わせられるこ
とがあるいくつかの要素で形成されてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】既知の電極支持体の概略斜視図。
【図２】既知の電極読取りシステムと関連した既知の電
極支持体の概略断面図。
【図３】図２の読取りシステムの既知の変形実施例の概
略断面図。
【図４】本発明による電極支持体の特定実施例の概略斜
視図。
【図５】本発明による電極支持体の概略斜視図。
【図６】図５の支持体の概略断面図。
【図７】本発明による支持体に対する電極アドレス指定
方法を説明するための電極のマトリックスと電子回路を
含む概略電気回路図。
【図８】本発明による電極支持体の電極上への電気化学
堆積を実施する浴の概略断面図。
【図９】本発明による電極支持体の他の実施例の電極上
への電気化学堆積を実施する浴の概略断面図。
【図１０】本発明による電極支持体の更に他の実施例の
電極上への電気化学堆積の概略断面図。
【図１１】本発明による読取りシステムの概略断面図。
【図１２】本発明による読取りシステムの他の実施例の
概略断面図。
【図１３】本発明による読取りシステムの更に他の実施
例の概略断面図。
【図１４】本発明による電極支持体の他の実施例の概略
断面図。
【符号の説明】
２ 基板 ４ 制御回路、マルチプレクサ １２ ＤＮＡ分岐 １４ レンズ １６ フィルタ １８ 検出手段 ２０ 光検出器 ２２ ガラス基板 ２４ 電極 ２６ 分子センサ ２７ 分子標的 ２８ 電子手段 ３０ 絶縁層 ３２ 金属層 ３４ 電子回路 ３６ オフセット・レジスタ ３６ オフセット・レジスタ ３７ 「バッファ」型増幅段 ３９ 「ラッチ」型転送レジスタ ４０ 組合わせ ４２ クロック ４４ 浴 ４６ 容器 ４８ 対向電極 ５０ 基準電極 ５２ ポテンショメータ ５４ 小電極 ５６ 絶縁層 ５８ 浴 ６０ 光源 ６２ 検出手段 ６４ 光検出器のマトリックス ６６ 基板 ７０ 光検出器 ８０ 集束手段 ８２ 皿 Ｅ１１〜Ｅ１３、Ｅ２１〜Ｅ２３ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 49/00 Ｈ０１Ｌ 29/28 // Ｃ１２Ｎ 15/09 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電極支持体が基板と前記基板上に形成さ
    れる電極とを含み、前記電極の少なくとも１つが分子標
    的を認識しかつ捕獲する能力のある堆積物によって覆わ
    れるように設計され、前記分子標的は第１の光に感応性
    でありかつ、前記分子標的が前記第１の光によって励起
    されるとき、前記第１の光と異なった第２の光を発射す
    る能力がある前記電極支持体であって、前記基板と前記
    電極とが少なくとも前記第１の光又は前記第２の光に透
    明であることを特徴とする電極支持体。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電極支持体において、前
    記基板は、ガラスで作られる電極支持体。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の電極支持体において、電
    子手段が前記基板内に集積される電極支持体。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の電極支持体において、前
    記電子手段は、前記基板内に集積されかつ前記電極を制
    御するように設計されるアドレス指定回路を含む電極支
    持体。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の電極支持体であって、前
    記基板内に集積されかつ前記電極にアドレス指定された
    信号を多重化するように設計される多重化回路を更に含
    む電極支持体。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の電極支持体において、前
    記多重化回路は、アモルファス・シリコンで作られる電
    極支持体。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の電極支持体において、前
    記電極間の領域は、前記第１の光を阻止する追加手段を
    含む電極支持体。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の電極支持体において、前
    記電極間の前記領域は、前記電極の付近の電位を制御す
    る追加手段を含む電極支持体。
  9. 【請求項９】 請求項７記載の電極支持体において、前
    記追加手段は、前記第１の光に不透明な前記電極間の前
    記領域内に置かれかつ前記電極から電気絶縁された導電
    要素を含む電極支持体。
  10. 【請求項１０】 請求項７記載の電極支持体において、
    前記追加手段は、前記第１の光に不透明な前記電極間の
    前記領域内に置かれた電気絶縁要素を含む電極支持体。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の電極支持体であって、
    分子標的を含む分析物を容れるのに適した皿を更に含む
    電極支持体。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の電極支持体を読み取る
    読取りシステムであって、 分子標的を励起するために前記第１の光を発射する能力
    のある光源と、 前記第２の光を検出する検出手段と、を含む読取りシス
    テム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記電極は、マトリックスを形成し、かつ、前記検出手
    段は、前記第２の光の検出器のマトリックスを含むシス
    テム。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載のシステムにおいて、
    前記検出器は、前記第１の光を吸収又は反射し、かつ、
    前記第２の光を通過させるフィルタを取り付けられるシ
    ステム。
  15. 【請求項１５】 請求項１３記載のシステムにおいて、
    前記検出器のマトリックスのピッチは、前記電極のマト
    リックスのピッチに等しいシステム。
  16. 【請求項１６】 請求項１３記載のシステムにおいて、
    前記検出器のマトリックスのピッチは、前記電極のマト
    リックスのピッチより小さいシステム。
  17. 【請求項１７】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記電極と前記検出手段との間に光集束手段を使用する
    ことを防ぐために、前記検出手段は、前記電極に直面し
    て、かつ、前記電極に充分に接近して置かれるシステ
    ム。
  18. 【請求項１８】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記検出手段は、前記基板内に集積されるシステム。
  19. 【請求項１９】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記検出手段は、前記基板の下に置かれるシステム。
  20. 【請求項２０】 請求項１２記載のシステムにおいて、
    前記光源は、前記基板の下に置かれるシステム。
  21. 【請求項２１】 請求項１９記載のシステムにおいて、
    前記検出手段は、前記第２の光の検出器と前記検出器上
    に前記第２の光を集束する集束手段とを含み、前記集束
    手段は、前記検出器と前記電極との間に置かれるシステ
    ム。
  22. 【請求項２２】 請求項５記載の電極支持体において、
    前記多重化回路は、アモルファス・シリコンで作られる
    電極支持体。
  23. 【請求項２３】 請求項８記載の電極支持体において、
    前記追加手段は、前記第１の光に不透明な前記電極間の
    前記領域内に置かれ、かつ、前記電極から電気絶縁され
    た導電要素を含む電極支持体。
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