ハイブリッド基板、測定基板、データ基板、測定装置、再生装置、および測定再生装置
【課題】測定対象者や診断者が測定データを安全に保有することができ、かつ、個人情報を保護することのできるハイブリッド基板を提供する。
【解決手段】試料の測定が可能な測定基板２と、データの記録が可能なデータ基板３と、これら両基板を連結している連結領域４とを備え、データ基板３は、測定基板２にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域３ｂを有する。
【解決手段】試料の測定が可能な測定基板２と、データの記録が可能なデータ基板３と、これら両基板を連結している連結領域４とを備え、データ基板３は、測定基板２にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域３ｂを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の測定、特に物理的または化学的測定を行うための、ハイブリッド基板、ハイブリッド基板を構成する測定基板、データ基板、測定装置、再生装置、および測定再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、試料を測定するための技術が発展し、測定を行う測定装置の開発が進んでいる。以下には、測定装置の一例として、生体試料の測定を行う測定装置について説明する。生体試料とは、例えばＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などである。近年、これら生体試料の測定（アッセイ）を迅速に、効率良く、正確にそして低コストで実施するためにさまざまな測定装置が開発されている。
【０００３】
このような生体試料を測定するための測定装置の中には、民生のデジタル情報機器を融合させたものがある。特許文献１には、このような民生のデジタル情報機器を融合させた測定装置に用いられる測定器具の一例として、バイオコンパクトディスクと呼ばれているディスクが開示されている。バイオコンパクトディスクでは、コンパクトディスク（ＣＤ）やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）と同様な形状のディスク基板は、測定を行うアッセイ領域と、プロトコル情報を記録した情報記録領域とに分かれている。また、特許文献１には、バイオコンパクトディスクの情報記録領域に予め記録されているプロトコル情報を、読取り装置によって読取りながら、そのプロトコルを用いてアッセイ前からアッセイ後に至るプロセスを制御する装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１にて開示されたバイオコンパクトディスクの平面図を図１４に示す。図１４に示すように、バイオコンパクトディスク８０は、円周方向に区分されたアッセイセクタ８１およびソフトウェアセクタ８２を含んでいる。また、バイオコンパクトディスク８０は、直径が２０〜２００ｍｍ、厚さが０．５〜３ｍｍである。このバイオコンパクトディスク８０は、従来のＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ読取り装置に装填されて回転される。なお、このような読取り装置に装填するため、バイオコンパクトディスク８０には、中央穴８３が設けられている。読取り装置にて回転を制御することによって、アッセイセクタ８１上の適切な部位に試薬および試料を送り出すことができる。回転速度や回転のタイミング制御などのプロトコルは、ソフトウェアセクタ８２に予め記録されている。
【０００５】
上記のように、従来、ＣＤまたはＤＶＤを利用することにより、コストの低減と回転することで遠心分離とが可能な装置や、バイオコンパクトディスクが提案されている。そのため、これらにより病院等の治療拠点や家庭において、正確に試料のデジタル測定を行うことができる。
【特許文献１】特表２０００−５１５６３２公報（平成１２年１１月２１日公表）
【特許文献２】特開２００３−６６００３公報（平成１５年３月５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のバイオコンパクトディスク８０では、アッセイされた結果である測定データを安全に使用したり、保管したりする方法が開示されていない。従って、例えば、病院等の治療拠点や家庭で測定した後に、測定データをカルテの一部として測定対象者である例えば患者が安心して保有したり、他の治療拠点に持参して診断や治療に生かしたりすることができない。
【０００７】
なお、測定データを保有するには、上記従来のバイオコンパクトディスクにおける読み出し専用のソフトウェアセクタ８２を、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷにおける記録媒体に置き換えて、記録可能な領域である情報セクタとする方法が、容易に考えられる。
【０００８】
しかしながら、記録可能な領域（情報セクタ）に測定データを記録した場合、測定対象者や診断者は、バイオコンパクトディスクに搭載されたアッセイ素子（アッセイセクタ８１）を一緒に保管、あるいは携帯することになる。すると、アッセイに使用した試薬や病原菌などによる汚染が生じ、二次的な疾病を引き起こす恐れがある。また、測定対象者本人や診断者がバイオコンパクトディスクを安易に廃棄してしまうと、環境汚染の恐れも生じる。また、測定対象者本人ではなく治療拠点において保管する場合でも、測定データだけを必要に応じて取り出せるように保管すべきであり、アッセイ素子（アッセイセクタ８１）は別途厳重に保管しなければ上記と同様な問題が生じる。つまり、従来のバイオコンパクトディスクに測定データを記録するだけでは、測定対象者や診断者などへの二次的な感染や、環境汚染等の問題が生じる。
【０００９】
また、従来のバイオコンパクトディスクに情報セクタを設けて測定データを記録する場合には、さらに、第３者によって測定データが改竄されたり、あるいは架空のデータを作成されて、情報セクタに記録される危険性がある。そのため、セキュリティー上、大きな問題が生じる。そこで、測定対象者個人の情報を第３者にデータの内容を知られないように、情報を保護する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、測定対象者や診断者が測定データを安全に保有することができ、かつ、個人情報を保護することのできるハイブリッド基板、測定基板、データ基板、測定装置、再生装置、および測定再生装置を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るハイブリッド基板は、上記課題を解決するために、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板と、これら両基板を連結している連結領域とを備え、データ基板は、測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域を有することを特徴としている。
【００１２】
上記構成によると、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板とを有しているので、測定基板にて試料の測定を行い、その測定結果である測定データを暗号化したデータである暗号化測定データを、データ基板上の暗号化データ記録領域に記録することができる。また、測定基板とデータ基板とが連結領域により連結されているので、データ基板に暗号化測定データを記録した後、不要となった測定基板を、保管が必要なデータ基板に対して連結領域にて切り離すことができる。
【００１３】
測定基板が試薬や病原菌などが残った基板である場合には、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されてもよいし、あるいは所定の廃棄方法によって安全に廃棄してもよい。データ基板を測定基板から切り離すことにより、測定対象者や診断者等のデータ管理者は、二次感染や汚染の心配をすることなく、保管を要するデータ基板のみを、安全に保管することができる。なお、上記の切り離しは、連結領域が設けられているので容易となる。また、切り離しには、例えば適当な分断装置を使用してもよい。
【００１４】
また、測定データは暗号化されているので、測定対象者や診断者以外の第３者には、勝手に測定データの内容を読まれることはない。例えば、暗号化に鍵を用いて、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有すれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データを測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。
【００１５】
また、本発明に係るハイブリッド基板は、上記構成に加え、ディスク形状であり、上記データ基板の直径が光ディスクの規格径に設定されていてもよい。
【００１６】
上記構成によると、測定データが記録されたデータ基板は、光ディスクの規格径に設定されているので、市販の光ディスク再生装置を利用して暗号を復号することのできる手段を備えるだけで、再生可能となり、利便性が一層向上する。
【００１７】
本発明に係る測定装置は、上記課題を解決するために、上記ハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、上記測定手段により測定された結果を示すデータを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、上記暗号化データ記録領域に暗号化測定データを記録する記録手段と、を備えることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、測定手段によってハイブリッド基板の測定基板において試料の測定を行い、データ暗号化手段によって測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化して暗号化測定データとする。そして、記録手段によって暗号化測定データをデータ基板の暗号化データ記録領域に記録することができる。測定データを暗号化することができるので、測定対象者や診断者以外の第３者には、勝手に測定データの内容を読まれることはない。例えば、暗号化に鍵を用いて、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有すれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。なお、鍵は測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータ（測定者）が用意したり、測定装置内で生成してもよい。
【００１９】
本発明に係る再生装置は、上記課題を解決するために、上記何れかのハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、上記暗号化測定データを再生する再生手段と、再生された暗号化測定データを復号するデータ復号化手段と、を備えることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、ハイブリッド基板のデータ基板に記録された暗号化測定データを復号化することができる。例えば、暗号化に鍵が用いられており、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有していれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データを測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。測定対象者が、例えば、データ基板を他の治療拠点に持参して、診断者により再生することで、復号化された測定データは、診断や治療に生かしたりすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る測定再生装置は、上記課題を解決するために、上記測定装置と上記再生装置とを備えていてもよい。
【００２２】
上記構成によると、上記再生装置および上記測定装置と同様の作用効果を実現することができる。
【００２３】
また、本発明に係るハイブリッド基板は、上記構成に加え、上記測定データの暗号化が対称暗号化方式における共通鍵を用いて行われている場合、上記暗号化データ記録領域は、前記共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵を記録してもよい。
【００２４】
上記構成によると、共通鍵で暗号化された暗号化測定データと、共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵とを、データ基板上の暗号化データ記録領域に記録する。
【００２５】
共通鍵で測定データを暗号化し、その共通鍵を公開鍵で暗号化しているため、上記ハイブリッド基板を用いることで、暗号化と復号化が高速で行うことができる。加えて、公開鍵とペアの秘密鍵を有している、例えば測定対象者や診断者（データ利用者）のみが測定データを復号することができる。そのため、第３者は測定データを復号できず測定データの漏洩を防止できる。
【００２６】
例えば、測定する試料が生体試料である場合を例に、具体的に説明する。一般に生体試料（ＤＮＡやたんぱく質など）の情報量は非常に多く、容量の多い測定データを非対称暗号化方式で暗号化・復号化するには時間がかかる。そこで、高速の対称暗号化方式によって測定データを暗号化・復号化する。しかし、対照暗号化方式は、共通鍵をデータ利用者本人だけでなく測定者も持ってしまうため、測定データの漏洩など個人情報が保護できない。そこで、共通鍵をさらに非対称暗号化方式を用いて暗号化・復号化すれば、復号化に必要な秘密鍵は測定対象者や診断者（データ利用者）だけ持つことになる。よって、第３者は復号できず測定データの漏洩を防止することができる。
【００２７】
本発明の測定装置は、上記ハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、対称暗号化方式の共通鍵を用いて測定データを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、非対称暗号化方式の公開鍵を用いて前記共通鍵を暗号化して暗号化共通鍵とする共通鍵暗号化手段と、前記暗号化データ記録領域に暗号化測定データと暗号化共通鍵とを上記暗号化データ記録領域に記録する記録手段と、を備えていてもよい。
【００２８】
上記構成によると、データ暗号化手段が共通鍵で測定データを暗号化し、共通鍵暗号化手段が共通鍵を公開鍵で暗号化する。そのため、上記測定装置を用いることで、暗号化を高速で行うことができる。加えて、公開鍵とペアの秘密鍵を有している、例えば測定対象者や診断者（データ利用者）のみが、測定データを復号することができる。そのため、第３者は測定データを復号できず測定データの漏洩を防止できる。なお、共通鍵は、測定対象者や診断者が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータが用意したり、測定装置内で生成してもよい。公開鍵は、測定対象者や診断者が予め用意し、測定装置のオペレータに渡したほうがよい。
【００２９】
また、本発明の測定装置は、上記構成に加え、上記共通鍵を生成する鍵生成手段を有していてもよい。
【００３０】
上記構成によると、より安全な解読されない共通鍵を、用意に作成することができる。
【００３１】
本発明の再生装置は、上記ハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、上記暗号化測定データと上記暗号化共通鍵とを再生する再生手段と、非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて上記暗号化共通鍵を復号する共通鍵復号化手段と、上記復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号手段と、を備えていてもよい。
【００３２】
上記構成によると、共通鍵復号化手段が非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて暗号化共通鍵を復号し、データ復号手段が復号化された共通鍵により暗号化測定データを復号する。そのため、上記再生装置を用いることで、暗号化測定データの復号化を高速で行うことができる。さらに、公開鍵とペアの秘密鍵を有している、例えば測定対象者や診断者（データ利用者）のみが、測定データを復号することができる。そのため、第３者は測定データを復号できず測定データの漏洩を防止できる。なお、共通鍵は、測定対象者や診断者が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータが用意したり、測定装置内で生成してもよい。
【００３３】
また、本発明に係る測定再生装置は、上記課題を解決するために、上記測定装置と上記再生装置とを備えていてもよい。
【００３４】
上記構成によると、上記再生装置および上記測定装置と同様の作用効果を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るハイブリッド基板は、上記のように、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板と、これら両基板を連結している連結領域とを備え、前記データ基板は、上記測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域を有している。
【００３６】
上記構成によると、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板とを有しているので、測定基板にて試料の測定を行い、その測定結果である測定データを暗号化したデータである暗号化測定データを、データ基板上の暗号化データ記録領域に記録することができる。また、測定基板とデータ基板とが連結領域により連結されているので、データ基板に暗号化測定データを記録した後、不要となった測定基板を、保管が必要なデータ基板に対して連結領域にて切り離すことができる。
【００３７】
測定基板が試薬や病原菌などが残った基板である場合には、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されてもよいし、あるいは所定の廃棄方法によって安全に廃棄してもよい。データ基板を測定基板から切り離すことにより、測定対象者や診断者等のデータ管理者は、二次感染や汚染の心配をすることなく、保管を要するデータ基板のみを、安全に保管することができる。なお、上記の切り離しは、連結領域が設けられているので容易となる。また、切り離しには、例えば適当な分断装置を使用してもよい。
【００３８】
また、測定データは暗号化されているので、測定対象者や診断者以外の第３者には、勝手に測定データの内容を読まれることはない。例えば、暗号化に鍵を用いて、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有すれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データを測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図９に基づいて以下に説明する。
【００４０】
（ハイブリッド基板の構成）
本発明に係るハイブリッド基板の形状は、例えば、プレート形状、ディスク形状、円筒形状など、どのようなものであってもよいが、本実施形態ではディスク形状のハイブリッド基板（以下、測定ディスクと略す）を例に挙げて説明する。測定ディスクは、回転することによって、ディスク上の複数の測定セルや測定流路などを高速で検索しながら測定することが可能なため、今後の普及が期待される基板である。
【００４１】
図１は本発明の実施の形態における測定ディスク１を示す平面図である。図１に示すように、測定ディスク１は、測定基板２、データ基板３および連結領域４を備えている。連結領域４は細い幅の円環状に形成されており、連結領域４に対して径方向の外側領域は、測定基板２となり、内側領域はデータ基板３となっている。
【００４２】
連結領域４は、連結部４ａと切欠き部４ｂとからなる。連結部４ａは、測定基板２とデータ基板３とを連結するものであり、連結領域４の円周方向において複数個が分散して形成されている。もちろん、連結部４ａの個数は限定されない。これら連結部４ａと隣の連結部４ａとの間は、切欠き部４ｂ、即ち空間となっている。したがって、測定ディスク１は、切欠き部４ｂによって測定基板２とデータ基板３とに分離され、連結部４ａによって連結されている。連結領域４の構造は、上記したものに限らず、例えば、切り欠き部４ｂが無く、連結部４ａを円周方向に連続して形成し、連結部４ａの厚みを測定基板２やデータ基板３の基板厚みよりも薄くすることで、測定基板２とデータ基板３とを切り離しやすくした構造としてもよい。
【００４３】
連結部４ａは、カッターなどの刃物で容易に切断でき、この切断により、図２に示すように、測定ディスク１を測定基板２とデータ基板３とに切り離すことができる。なお、測定基板２とデータ基板３との切り離しには専用の切断装置を使用することもできる。この場合、連結領域４の構造は上記のものに限定されず、上記切断装置によって切断可能な領域として形成されていればよい。
【００４４】
データ基板３には、データを記録可能な記録領域３ａが設けられており、この領域内に、後述する暗号化測定データが記録できる暗号化データ記録領域３ｂが設けられている。記録領域３ａは、通常の光記媒体（例えば多層膜構造もの）が成膜され、その他にトラッキング用のグルーブや番地情報などが例えば凹凸形状にて記録されている。記録媒体の材料としては、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどに使われている色素材料や、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷなどに使われている相変化材料などが使用可能である。トラッキングのための凹凸形状として、グルーブ形状を使うことができ、このほかに例えばウォブルピット形状を使用することができる。また、番地情報など消去不可能な情報は、凹凸のピット形状で形成したり、あるいは前記凹凸のグルーブをウォブルさせて形成する。たとえばＣＤやＤＶＤは前者の例であり、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒは後者の例である。
【００４５】
測定基板２は、試料の測定が可能な測定領域２ａを備えている。本実施形態では、測定領域２ａには、測定用セルが設けられているものとして説明するが、測定領域２ａでは、試料の測定が可能になっていれば他のものが設けられていてもよい。測定用セルの種類には、例えば電気泳動やクロマトグラフィーを行うための流路が設けられたものや、ＤＮＡハイブリダイゼーションを行うマイクロセルなど色々なものがあるが、限定はされない。本実施形態では、測定用セルとして、マイクロチャネル又はマイクロキャピラリと呼ばれる泳動路５ｅを流路として用いた電気泳動チップである測定チップ５ｘを、測定領域２ａに設けた例を挙げて説明する。また、本実施形態では、測定領域２ａに、測定チップ５ｘが複数設けられているが、設けられる個数についての限定は無い。マイクロキャピラリを用いた電気泳動チップを使用した電気泳動については後述する。
【００４６】
電気泳動チップでは、例えば蛍光分子が結合したＤＮＡやたんぱく質が電気泳動され、励起光を照射することによって泳動の速度を検出し、その質量や電荷を分析することができる。測定基板２で測定された結果を示す測定データは、後述するように暗号化され、上述のデータ基板３の記録領域３ａ内の暗号化データ記録領域３ｂに記録される。
【００４７】
暗号化された測定データ（暗号化測定データ）がデータ基板３の暗号化測定領域に記録された後、連結領域４にて切断することで、測定基板２とデータ基板３とは切り離される。切断後、測定基板２は試薬や病原菌などが残った基板である場合もあるので、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されるのが好ましい。データ基板３には測定データが記録されており、例えば患者である測定対象者や診断者（データ管理者）が保有して測定データを利用してもよい。データ基板３は測定基板２から切り離されているため、測定対象者や診断者は、試薬や病原菌の危険にさらされることが無く、安心してデータ基板３を保有することができる。
【００４８】
ここで、悪意のある第３者が、データ基板から測定データを盗もうとしたとする。例えば、測定データが個人のＤＮＡやたんぱく質などの生体に関わる情報であると、個人のプライバシー情報の流出となってしまう。しかしながら、データ基板３に記録された測定データは暗号化されているため、通常は第３者が読み出すことは困難である。そのため、たとえ測定データが盗まれても、個人のプライバシーは保護される。
【００４９】
暗号化のための鍵は、測定対象者本人や診断者などのデータ利用者と、測定を行う測定者（オペレータ）等で共有するようになっていればよい。このとき、暗号化のための鍵は、データ利用者や測定者が用意するのがよい。あるいは、測定ディスク１を用いて試料の測定を行う測定再生装置１３内に鍵生成回路を備えておいて、例えば測定が完了すると毎回乱数を発生させて鍵を生成してもよい。測定データを暗号化した後は、データ利用者のみが鍵を持ち、その後の診察などで測定データを復号する。
【００５０】
なお、本実施形態の測定ディスク１は、上記構成加えて、測定基板２に、測定ディスク毎の固有コード９３が描画されていてもよい。固有コード９３を目視できるように、例えばアルファベットと数字の組み合わせを、インクによってプリントしてもよい。本実施形態では、図１に示すように、固有コード９３として、「ＦＣ３４Ｐ０８６」を、測定ディスク１に、インクによってプリントしてある。あるいは、固有コード９３を、測定ディスク１のディスク基板の成型時に、エンボス加工をすることによって作成してもよい。
【００５１】
測定領域２ａの測定チップ５ｘにおいて試料の測定が終了したら、固有コードである「ＦＣ３４Ｐ０８６」を、たとえば測定者が目視で確認し、測定再生装置１３の入力部(例えばキーボード)から「ＦＣ３４Ｐ０８６」を入力する。入力された固有コードが測定データと共にデータ基板３の記録領域３ａに記録される。
【００５２】
測定基板２とデータ基板３とが切り離された後、一方のデータ基板３に記録された固有コードを読み出せば、他方の測定基板２に描画された固有コード９３と照合することができる。このように、固有コードを使用すると、測定基板２とデータ基板３との照合を容易に行うことができる。
【００５３】
さらに固有コード９３の代わりに、以下に示すような識別子を使用してもよい。この識別子は、図１に示すように、連結領域４を挟んだ測定基板２とデータ基板３とに跨った領域４ｃに、目視によって照合可能なようにプリントされる。この領域４ｃを拡大した図を図３に示す。例として、図３では、上記固有コード「ＦＣ３４Ｐ０８６」の代わりに、識別子として、バーコード４ｄが用いられている。バーコードを用いる理由は、バーコードを真ん中で切断した後に、切断されたバー同士を合わせることで、目視で確認しやすい識別子だからである。もちろん、識別子は、バーコードに限定されない。
【００５４】
まず、連結部４ａによって、測定基板２とデータ基板３とが連結されている状態でバーコード４ｄを測定基板２とデータ基板３とに跨るように、プリントする。図３に示すように、バーコード４ｄを形成するそれぞれのバーが、バーの長手方向にて、測定基板２とデータ基板３とを跨ぐようにする。試料の測定が終了し、測定データがデータ基板３に記録された後に、この測定基板２とデータ基板３とを切り離すと、バーコード４ｄは、連結部４ａと切欠き部４ｂとによってほぼ真ん中で切断される。測定基板２とデータ基板３とを切り離した後、測定基板２とデータ基板３とを照合したい場合は、互いに元のようにバーコードが合わせ、目視によって同一のバーコードであるかどうかを確認することで、照合することができる。このほか、識別子としてアルファベットや数字を、測定基板２とデータ基板３とに跨って記録してもよい。また、これに限らず固有の模様を用いても良い。跨って記録するには、例えばインクジェットなどによってプリントを行えばよい。識別子をプリントすることにより、測定ディスク１の１枚１枚に固有コードを安価で高速に描画することができる。
【００５５】
なお、測定ディスク１の全体の直径（測定基板２を含む直径）を、コンパクトディスクやデジタルビデオディスクの規格に準拠したサイズである１２ｃｍとし、データ基板３の直径（測定基板２から切り離された後の直径）を同規格の小径サイズである８ｃｍとしておけば、測定データが記録された小径サイズの保存ディスク（データ基板３）を市販のＣＤ−ＲＯＭ装置やＤＶＤ−ＲＯＭ装置などにて再生でき、利便性が一層向上する。また、保存ディスク（データ基板３）はサイズが小さいため、携帯や保管などにも適している。
【００５６】
上記の測定ディスク１を使用した場合、後述する試料の測定が専門の検査機関だけでなく広く一般家庭に普及すれば、たとえば家庭にて測定対象者である測定対象者本人やその介護者自らが測定チップ５ｘの数分定期的に測定し、定期測定の結果を示すデータが記録された小径ディスクのみを病院に持参して、診断を受けることが可能となる。そのため、測定対象者や介護者の肉体的、心理的負担を大幅に軽減できる。
【００５７】
ここで、測定ディスク１の断面構造について図４を用いて説明する。図４に示すように、測定ディスク１の構造は、測定基板２およびデータ基板３どちらも、基本的にプラスチックの基板４１にプラスチックのカバー層４２を接着剤等で張り合わせた構造である。なお、接着剤の代わりにプラスチック同士の熱溶着によって接着しても良い。例えば、基板４１の厚みは１．２ｍｍあるいは０．６ｍｍ、カバー層４２の厚みは０．１ｍｍである。基板４１には、光ビームのフォーカスサーボやトラッキングサーボを行うために、反射光を光ピックアップ７に返すための反射膜４４が成膜されている。また、基板４１には、記録領域３ａにおいて、反射膜４４と同一面内に記録媒体６０が成膜されている。また、基板４１には後述する泳動路５ｅと液溜５ａ〜液溜５ｄとが成型加工されている。この、泳動路５ｅと液溜５ｄ（どの液溜であってもよいが、ここでは液溜ｄを用いて説明する）とが形成されている基板４１における測定領域２ａの断面の斜視図を、図５に示す。なお、同図では、説明の便宜上、測定チップ５ｘの全体は図示せず、その一部として、泳動路５ｅと液溜５ｄとの断面を示している。
【００５８】
図５に示すように、基板４１には、泳動路５ｅと液溜５ｄ以外に、泳動路５ｅにおける測定後のバンドを光ビームａで検出するために、光ビームａを誘引走査するための案内溝（グルーブ）４３，４３，・・・が形成されている。案内溝４３の深さおよび幅は、例えば光ビームａの波長が６５０ｎｍ、光ピックアップ（記録手段、再生手段）７における対物レンズの開口数が０．６の場合、幅が３００〜８００ｎｍ、深さが３０〜７０ｎｍである。
【００５９】
（測定再生装置の構成）
次に、本発明に係る測定再生装置について説明する。本実施形態では、測定ディスク１を用いた測定と測定データの暗号化と、データ基板３に記録された暗号化測定データの再生とを行う測定再生装置について説明するが、測定ディスク１を用いた測定と測定データの暗号化とを行う測定装置と、データ基板３に記録された暗号化測定データを読み出す再生装置とが別々に設けられていてもかまわない。
【００６０】
本実施例の測定再生装置１３は、ディスク形状の基板を使用する装置であるが、例えば、基板がプレート形状、あるいは円筒形状であれば、それに適した装置構成となる。
【００６１】
図４は、本実施形態の測定再生装置１３の要部を示すブロック図である。測定再生装置１３は、光ピックアップ（記録手段、再生手段、測定手段）７、記録再生回路５４、サーボ回路５５、コントローラ５６、電気泳動電源供給回路５９、コネクタ９を備えている。
【００６２】
光ピックアップ７は、光ピックアップ要部５１と対物レンズ５２と対物レンズアクチュエータ５３とを備えている。光ピックアップ要部５１は、図示しない半導体レーザ、コリメートレンズ、ビームスプリッタおよびフォトディテクタなど、半導体レーザから出射されたレーザビームを、対物レンズ５２を介して測定ディスク１に照射するとともに、測定ディスク１からの反射光を、対物レンズ５２を介して受光し、再生信号を得るための周知の構成を備えている。
【００６３】
光ピックアップ要部５１の半導体レーザから出射された光ビームａは、光ピックアップ７内の対物レンズ５２によって測定ディスク１に集光される。光ビームａが測定ディスク１において測定基板２の測定領域２ａに集光した場合は、集光スポットが反射膜４４に焦点を結ぶようにフォーカスサーボが行われる。これにより、上述のトラッキング用の案内溝（グルーブ）に導かれて光ビームａが泳動路５ｅ上の所望の検出位置にアクセスし、走査される。また、反射膜４４と泳動路５ｅの底面がほぼ同一平面であるので、泳動路５ｅにも焦点を結ぶことができ、高感度の測定検出が可能である。
【００６４】
測定ディスク１の記録領域３ａにおいては、反射膜４４に代わり記録媒体６０が成膜されており、光ビームａは記録媒体６０にも焦点を結ぶ。そのため、記録領域３ａ内の暗号化データ記録領域３ｂに、暗号化した測定データの記録が可能である。この記録領域３ａにおいても、上記案内溝と同様な案内溝（図示せず）が形成されている。この案内溝にトラッキングを行いながら、記録再生をする技術は、従来の光ディスクの技術の範疇であり、よく知られているため、説明は省略する。
【００６５】
測定ディスク１からの反射光は、光ピックアップ要部５１のフォトディテクタにて電気信号に変換される。このフォトディテクタは、よく知られているサーボ用の分割ディテクタと情報読取り用のディテクタとを含んでいる。サーボ用の分割ディステクタの出力信号ｂはサーボ回路５５に送られ、フォーカスサーボやトラッキングサーボを行うために、誤差信号ｈが対物レンズアクチュエータ５３にフィードバックされる。情報読取り用のディテクタの出力信号ｊは、光ビームａが測定基板２の測定領域２ａを走査しているときは電気泳動のバンドの検出光量を変換した電気信号となり、記録再生回路５４へ送られて記憶される。また、光ビームａがデータ基板３の記録領域３ａを走査している時は、暗号化された測定データ（暗号化測定データ）を読み出した信号となり、記録再生回路５４に入力されて、復号化された測定データｅがコントローラ５６へ送られる。なお、測定データの記録時は、以下に説明するように、記録再生回路５４において測定データの暗号化が行われ、記録信号ｃとして光ピックアップ要部５１に送られる。そして、内蔵された半導体レーザから記録レーザパルスがデータ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに照射され、暗号化データの記録が行われる。
【００６６】
コントローラ５６は、以下の通り各種の制御を行う。まず、電気泳動電源供給回路５９に命令信号ｆを出力して、電源電圧ｉをコネクタ９に送り出し、図１に示したように液溜５ａ〜５ｄに電源電圧ｉを供給し、以下で説明する電気泳動のプロセスの制御を行う。また、コントローラ５６は、記録再生回路５４へ命令信号ｅを送り、測定基板２からの検出光の測定、測定データの暗号化・復号化、データ基板３への記録・再生を行う。また、暗号化された測定データと一緒に各種管理情報を記録して、これを再生して動作の制御を行う。たとえば、管理情報に未使用の測定チップ５ｘの番号を記録し、これを読み出して出力する。さらに、管理情報に従って、未使用の測定チップ５ｘを有効とし、測定を開始する制御手段も兼ねる。また、サーボ回路５５へ命令信号ｇを送り、データ記録領域における適切なトラックへ光ビームａをアクセスさせる。また、測定基板２にデータ基板３が接続されたままであるか、あるいは切り離されてデータ基板３のみであるかを、光ピックアップ７への反射光量信号に基づいて事前に判定する手段も兼ねる。
【００６７】
測定データの暗号化・復号化およびデータ基板３への記録・再生は、記録再生回路５４にて行われる。図６は、記録再生回路５４をさらに詳細に説明する図である。なお、記録再生回路５４は、ハードウェアで構成する場合と、ＣＰＵやメモリを用いてソフトウェアで構成する場合と、両方が混在する場合があるが、いずれも機能的には同一であるため、本実施形態ではハードウェアで構成する例を示す。また、その他の回路でもソフトウェアや混在の方式を使用してもよい。
【００６８】
記録再生回路５４は、図６に示すように、記録ブロック２１、再生ブロック２２、測定回路（測定手段）２３、記憶回路２４を備えている。
【００６９】
初めに、電気泳動における蛍光の測定時には、光ピックアップ７が測定基板２の測定領域２ａに移動し、電気泳動のバンドの蛍光量を検出する。光ピックアップ７から送られた検出光量ｊ１は、記録再生回路５４における測定回路２３において測定される。測定回路２３は、たとえば８ビットのＡ／Ｄ変換器であり、コントローラからの指令によって、測定ディスクの回転中に泳動路を横切るタイミングで検出光量ｊ１をサンプリングする。測定データａａは記憶回路２４に一時的に記憶される。
【００７０】
次に、測定データの記録時は、まず記憶回路２４の測定データａｂを記録ブロック２１に送る。記録ブロック２１は、測定データ暗号化回路（データ暗号化手段）２１ａおよび記録回路（記録手段）２１ｃを含んでいる。測定データ暗号化回路２１ａでは、暗号化のための鍵ａｃを用いて、測定データａｂを暗号化する。ここで、「検出光量ｊ１」はアナログ値、「測定データａａ」はデジタル値、「測定データaｂ」は記憶されていたデジタル値であるため、符号を使い分けている。例えば、暗号化の方式として、対称暗号化方式（共通鍵暗号化方式とも呼ぶ）を使用すると、測定データを高速で暗号化できる。対称暗号化方式における鍵は、共通鍵とも呼ばれるため、以後は暗号化のための鍵ａｃを共通鍵ａｃと呼ぶことにする。共通鍵ａｃは、たとえば測定対象者本人や診断者が用意し、測定者（測定再生装置１３のオペレータ）によって入力される。なお、測定者によって入力する代わりに、測定再生装置１３内に図示しない共通鍵生成回路を備えてもよい。共通鍵生成回路では、乱数を発生させて共通鍵ａｃを生成する。この場合、暗号化後は、共通鍵ａｃは測定対象者本人や診断者に渡され、後述する暗号化測定データの復号時に使用する。
【００７１】
測定データ暗号化回路２１ａにより暗号化された測定データである暗号化測定データａｄは、記録回路２１ｃに送られる。記録回路２１ｃでは、この暗号化測定データａｄを記録信号ｃとして光ピックアップ７に出力する。記録信号ｃに基づいて、光ピックアップ７から光ビームａが、データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに照射され、記録が行われる。これで試料の測定とデータの記録は終了する。この後、上述のように測定基板２とデータ基板３は切り離される。
【００７２】
次に、暗号化測定データの復号について説明する。データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録された暗号化測定データは、光ピックアップ７によって読み出され、読み出した信号ｊ２が、記録再生回路５４の再生ブロック２２に送られる。再生ブロック２２には、再生回路（再生手段）２２ａ、測定データ復号回路（データ復号化手段）２２ｃが含まれる。再生回路２２ａで再生された暗号化測定データａｊは、測定データ復号回路２２ｃにおいて共通鍵ａｃを用いて復号され、測定データが得られる。なお、この共通鍵ａｃは上述したように、測定対象者本人や診断者が所有しており、例えば、測定者によって入力される。
【００７３】
上記のように、測定データは共通鍵ａｃによって暗号化してデータ基板に記録される。共通鍵ａｃは、測定対象者本人や診断者のみが持っておいたほうがよい。復号化時は、測定対象者本人や診断者がこの共通鍵ａｃを使用して、測定データに復号する。したがって、データ基板３への記録は測定者でもできるが、読取りは測定対象者本人や診断者しかできなくなる。つまり測定データは暗号化されており、測定対象者本人や診断者しか見ることができないため、測定対象者本人の個人情報を保護することができる。さらに、測定基板２は、例えば、切り離して廃棄するか、検査機関で厳重に保管する。したがって、測定対象者本人や診断者は、感染や環境汚染の心配のない安全なデータ基板だけを保有し、必要に応じて測定データを使用すればよい。
【００７４】
なお、上記の記録再生回路５４は、測定回路２３、記憶回路２４および記録ブロック２１からなる測定および記録を行う部材と、再生ブロック２２からなる再生を行う部材と、の両方を備えた例を示した。しかし、測定再生装置１３を、測定およびデータの記録を行う測定装置と、再生のみを行う再生装置とに分けて使用する場合もある。つまり、検査機関で測定者が測定装置において測定対象者に関する試料の測定を行ってデータの記録を行い、データ基板３を測定基板２から切り離した後に、測定対象者本人に渡す。そして、測定対象者はデータ基板３だけを持参して、別の診察機関の再生装置においてデータを復号し、診断を受けることもできる。例えば、測定対象者である患者は専門の検査機関で検査を行い、データ基板３のみをかかりつけの個人医院等に持ち込み、診察を受けることができる。この場合は、測定装置には上記再生ブロック２２は不要であり、上記測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１を備えればよい。逆に、再生装置には上記測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１は不要であり、上記再生ブロック２２を備えればよい。
【００７５】
なお、上記測定では、測定ディスク１は、ターンテーブルに設置されて回転される。この、ターンテーブル１１について説明する。図７は、測定再生装置１３における、測定ディスク１を装着した状態のターンテーブル１１の要部を示す斜視図である。測定ディスク１は、ターンテーブル１１に載せられ、コネクタ９，９，・・・によってターンテーブル１１に固定される。コネクタ９は、便宜上３つのみ示しているものの、実際には測定チップ５ｘと同数の搭載されている。コネクタ９は、測定ディスク１の最外周部に引き出して配線された電極６ａ〜６ｄに接続され、電源コード１０，１０，・・・を介して電源電圧ｉが供給される。ターンテーブル１１はスピンドルモータ１２によって所定の回転速度で回転される。なお、再生においては、データ基板３のみがターンテーブル１１に配置されることになる。
【００７６】
（測定再生装置における測定および記録）
測定再生装置１３が行う測定および記録の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下に行われる。
【００７７】
測定を開始すると（ステップ１、以後Ｓ１のように称する）、まず測定基板２へ光ピックアップ７を移動する（Ｓ２）。測定基板２が切り離されているか、あるいは切り離されずに存在するかを確認する（Ｓ３）。データ基板３のみであること、つまり、測定基板２が切り離されていることを確認すると（Ｓ３においてＮＯ）、動作は終了する（Ｓ９）。このとき、測定不可の表示を表示部（図示せず）にしてもよい。測定基板２が存在する場合には（Ｓ３においてＹＥＳ）、試料として、たとえばＤＮＡの測定サンプルの注入指示を、表示部（図示せず）に表示する（Ｓ４）。なお、注入指示は測定者に対して行うものであり、例えば注入が自動化されている場合には、表示しなくてもよい。試料（測定サンプル）に対して電気泳動を行う（Ｓ５）。このとき、電気泳動電源供給回路５９から所望の電源電圧ｉがコネクタ９を介して測定チップ５ｘに供給され、電気泳動が行われる。
【００７８】
電気泳動が終了すると、光ピックアップ７によって泳動パターンのバンドからの蛍光を検出する（Ｓ６）。そして、電気泳動の測定結果を示す測定データを記憶し（Ｓ７）、測定を終了する（Ｓ８）。その後、測定データをデータ基板３に記録する。
【００７９】
次に測定データの記録動作（Ｓ１０）について説明する。データ記録を開始すると（Ｓ２１）、まず、共通鍵を入力する（Ｓ２２）。共通鍵は上述の通り、測定再生装置１３内で生成してもよい。共通鍵を使用して測定データを暗号化し暗号化測定データとする（Ｓ２３）。データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに光ピックアップ７を移動し（Ｓ２４）、暗号化測定データを記録する（Ｓ２５）。測定再生装置１３に切断装置が備えられていれば、測定基板とデータ基板を切り離して（Ｓ２６）、データ記録を終了する（Ｓ２７）。切断装置がなければＳ２６は必要なく、Ｓ２７でデータ記録を終了した後に、測定者がカッター等で切り離してもよい。
【００８０】
（測定再生装置における再生）
次に、測定再生装置１３がデータ基板３から測定データを再生する動作を、図９のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下で行われる。
【００８１】
データ再生を開始すると（Ｓ３１）、まずデータ基板３を再生における所定位置に装填する（Ｓ３２）。その後、記録領域３ａへ光ピックアップ７を移動する（Ｓ３３）。そして記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録された暗号化測定データを再生する（Ｓ３４）。そして、共通鍵を用いて暗号化測定データを復号し（Ｓ３５）、データ再生を終了する（Ｓ３６）。
【００８２】
以上によれば、測定基板２の測定領域２ａにおいて試料の測定を行い、データ暗号化手段である測定データ暗号化回路２１ａによって、測定データを暗号化方式における鍵（共通鍵）を用いて暗号化して暗号化測定データとする。そして、記録手段である光ピックアップ７および記録回路２１ｃによって暗号化測定データをデータ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録する。その後、測定基板２とデータ基板３とは連結領域４において切断される。測定基板２は試薬や病原菌などが残った基板である場合もあり、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されるのがよい。あるいは安全な方法で廃棄してもよい。データ基板３は暗号化された測定データが記録されており、一般の測定対象者や診断者が保有するが、データのみ記録された基板であるため、２次感染などの危険性がなくなる。なお、共通鍵は一般の測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータ（測定者）が用意したり、測定再生装置１３内で生成してもよい。
【００８３】
次に、再生手段である光ピックアップ７および再生回路２２ａによって記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂの暗号化測定データを再生し、データ復号化手段である測定データ復号回路２２ｃにおいて鍵を用いて暗号化測定データを復号する。なお、前記鍵（共通鍵）は上述の通り、一般の測定対象者や診断者が予め用意してもよいし、測定再生装置１３内に鍵を生成する鍵生成手段を備えていてもよい。
【００８４】
鍵は、一般の測定対象者や診断者のみが厳重に保有する。このため、暗号化測定データを測定データに復号できるのは一般の測定対象者本人や診断者のみとなる。従って、測定者や悪意のある第３者は、測定データを見ることはできないし、もちろん複製しても見ることはできない。つまり個人情報の保護が可能である。
【００８５】
以上には、本発明に係るハイブリッド基板、測定再生装置の一例として、測定ディスク１とそれを用いる測定再生装置１３を例に挙げて、その主要部と暗号化・復号化方法について説明した。上記測定ディスク１を用いた電気泳動の方法について、以下にその概略を説明する。
【００８６】
（測定チップの構造）
図１に示すように、測定基板２の測定領域２ａは、測定ディスク１の中心から放射状に配置された複数の測定チップ５ｘ，５ｘ，・・・を備えている。本実施形態では、８つの測定チップ５ｘが測定基板２に搭載されている。図示しないが、各測定チップ５ｘには番号が割り当てられ、この番号を参照して測定チップ５ｘの使用済みのものと未使用のものとを区別できるようになっている。
【００８７】
本実施形態では、測定チップ５ｘの一例として、測定チップ５ｘが電気泳動チップである場合を説明する。図１に示すように、測定チップ５ｘは、液溜５ａ〜５ｄと泳動路５ｅとを備えている。この電気泳動チップの構造は、一般に使われている構造であり、例えば特許文献２に測定例と共に開示されている。
【００８８】
泳動路５ｅは、溝状に形成され、測定ディスク１の径方向に延びる第１泳動路とこれに直交する方向に延びる第２泳動路とからなり、これら２つの経路が十字形をなすように配置されている。液溜５ａ〜５ｄは、泳動路５ｅの４つの端部に泳動路５ｅと連通するようにそれぞれ１つ配置されている。
【００８９】
泳動路５ｅの幅および深さは数μｍ〜数百μｍであり、液溜５ａ〜５ｄの直径は数百μｍ〜数ｍｍである。このように細い泳動路５ｅは一般にマイクロキャピラリと呼ばれている。泳動路５ｅは、上述したようにカバー層によって密閉されている。一方、液溜５ａ〜５ｄは、バッファ溶液やサンプル溶液が注入されるため、測定ディスク１の表面に露出している。
【００９０】
また、本実施形態では、液溜５ａ〜５ｄに接続された電極（電源接続配線）６ａ〜６ｄが記録領域の最外周部（測定ディスク１の最外周部）に引き出して形成されている。それら電極端部に上記測定再生装置１３からコネクタ９を介して電気泳動用の電源が供給される。具体的には、液溜５ａに電極６ａ、液溜５ｂに電極６ｂ、液溜５ｃに電極６ｃ、液溜５ｄに電極６ｄがそれぞれ接続されている。
【００９１】
ここで、図５に示すように、泳動路５ｅの下部には金属の反射膜４４を成膜しない。なぜならば、電気泳動のための電界が金属の反射膜４４によって生じにくくなるからである。なお、金属を使わない反射膜の場合はこの限りではない。この反射膜４４の有無は、以下の通り、測定基板２の有無の判断として利用できる。反射光は、反射膜４４によって反射されれば強く、反射されなければ弱くなる。したがって、反射膜４４がある案内溝４３の領域と、反射膜４４が無い泳動路５ｅの領域とには、反射光の相対的な差が生じる。よって反射光を上記記録再生回路５４にて検出すれば、測定基板２の有無を知ることができる。つまり、測定ディスク１において、測定基板２が存在する場合には反射膜４４の有無によって高いレベルの反射光量と低いレベルの反射光とが検出され、測定基板２が切り離されていて存在せずデータ基板３のみとなっている場合には、低いレベルの反射光量のみが検出されることにより、測定基板２の有無を判断できる。なお、上記に限らず、例えば、データ基板３の記録領域３ａに、測定基板２の有無の情報を記録しておけば、測定基板２の有無情報を読み出すことによって、測定基板２の有無を知ることもできる。
【００９２】
以上の通り、測定チップ５ｘのすべてを使用した後に切り離された測定ディスク１であるか、あるいは未使用の測定チップ５ｘが残っている測定ディスク１であるかを判別することができる。これにより、測定再生装置１３が、測定チップ５ｘを使い切った測定ディスク１に誤って測定操作を行うこと、あるいは測定が未終了の測定ディスク１に誤って測定操作を拒否することなどの誤動作を防止することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態では、測定基板２が有する測定チップ５ｘとして電気泳動チップの例を用いているが、これに限らず測定チップ５ｘとしては、その他に例えば、インキュベーションや、カラムクロマトグラフィーなどの他のチップが用いられてもかまわない。
【００９４】
（測定チップにおける電気泳動）
測定チップ５ｘにおける測定のプロセスを図１および図７を用いて説明する。初めに、バッファ溶液を気泡が入らないように図１に示す液溜５ａ〜５ｄに注入し、その後サンプル溶液（測定を行う試料を溶解した溶液）を液溜５ａに注入する。なおバッファ溶液やサンプル溶液の注入は測定者が行ってもよいし、自動化されており、コントローラ５６による制御の下で行ってもよい。そして、図７に示す電源コード１０およびコネクタ９から電極６ａに＋電圧電源（数十〜数百ボルト）を接続し、電極６ｃをグランドに接続する。この時、電極６ｂおよび電極６ｄは開放しておく。これにより、液溜５ａに＋電圧（数十〜数百ボルト）が印加され、液溜５ｃにゼロボルトが印加され、注入されたサンプル（試料、たとえばＤＮＡ）は、泳動路５ｅ（マイクロキャピラリ）の中を液溜５ａから液溜５ｃに向かって泳動する。
【００９５】
次に、サンプル溶液に含まれるサンプルが泳動路５ｅにおける十文字の交点に到達したら、電極６ｂを＋電圧電源（数十〜数キロボルト）に接続し、電極６ｄをグランドに接続する。また、電極６ａ及び電極６ｃは開放する。従って、電気泳動用の電極を、電極６ａ及び電極６ｃから、電極６ｂ及び電極６ｄに切り替えることになる。これにより、液溜５ｂに＋電圧（数十〜数キロボルト）が印加され、液溜５ｄにゼロボルトが印加され、注入されたサンプルは泳動路５ｅの中を液溜５ｂから液溜５ｄに向かって泳動する。このようなマイクロキャピラリを用いた電気泳動測定の原理は良く知られているため、詳細な説明は省略する。なお、電圧の印加はコントローラ５６による制御の下で行われるものとする。
【００９６】
〔実施の形態２〕
本発明の測定記録装置に関する他の実施形態について、図１０〜図１２に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１にて説明した構成と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の測定記録装置は、実施の形態１における測定記録装置と比較して、記録再生回路の構成が異なっている。本実施形態の図１０の記録再生回路５４’は、図６に示した記録再生回路５４の別の例である。なお、本実施形態では、実施の形態１と同様に、記録再生回路５４’をハードウェアで構成する例を示すが、ソフトウェアや、混在方式を使用してもよい。
【００９８】
（記録再生回路）
記録再生回路５４’は、図１０に示すように、記録ブロック２１’、再生ブロック２２’、測定回路２３、記憶回路２４を備えている。
【００９９】
まず、試料の測定時には、光ピックアップ７が測定基板２の測定領域２ａに移動し、電気泳動のバンドの蛍光量を検出する。
【０１００】
検出光量ｊ１は、記録再生回路５４’における測定回路２３において測定される。測定回路２３は、たとえば８ビットのＡ／Ｄ変換器であり、コントローラからの指令によって、測定ディスクの回転中に泳動路を横切るタイミングで検出光量ｊ１をサンプリングする。測定データａａは記憶回路２４に一時的に記憶される。
【０１０１】
次に、測定データの記録時は、まず記憶回路２４の測定データａｂを記録ブロック２１’に送る。記録ブロック２１’は、測定データ暗号化回路２１ａおよび記録回路２１ｃに加えて、さらに共通鍵生成回路２１ｄおよび共通鍵暗号化回路２１ｂを備えている。共通鍵生成回路２１ｄでは、擬似乱数を発生して、共通鍵ａｃを生成する。測定データ暗号化回路２１ａでは、生成した共通鍵ａｃを用いて、測定データａｂを暗号化する。本実施例でも、暗号化の方式として、対称暗号化方式を使用し、高速で測定データを暗号化する。共通鍵ａｃは、たとえば測定対象者本人や診断者が用意し、測定者（測定再生装置のオペレータ）によって入力してもよいが、本実施例では共通鍵生成回路２１ｄを使用する。
【０１０２】
本実施形態では、共通鍵ａｃは、別途、共通鍵暗号化回路２１ｂにおいて、非対称暗号化方式（公開鍵方式とも呼ぶ）の公開鍵ａｇを用いて暗号化される。公開鍵ａｇは、たとえば測定対象者本人や診断者が用意し、測定者によって入力されるものとする。非対称暗号化方式の特徴は、暗号化に使用する公開鍵ａｇと、復号化に使用する秘密鍵ａｈとが異なるため、測定者には公開鍵ａｇのみを渡し、測定対象者本人や診断者のみが秘密鍵ａｈを所有すれば、暗号化された共通鍵が第３者によって復号されることは無く、測定データの復号の危険性はない。
【０１０３】
暗号化された測定データである暗号化測定データａｄと暗号化された共通鍵である暗号化共通鍵ａｆとは、記録回路２１ｃに送られる。記録回路２１ｃでは、この暗号化測定データａｄと暗号化共通鍵ａｆとを記録信号ｃとして出力する。この記録信号ｃに基づいて、光ピックアップ７から光ビームａが、データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに照射され、記録が行われる。この後、上述のように測定基板２とデータ基板３は切り離される。これで測定とデータの記録は終了する。
【０１０４】
次に、測定データの復号について説明する。データ基板３の記録領域３ａと暗号化データ記録領域３ｂとに記録された暗号化測定データと暗号化共通鍵とは、光ピックアップ７によって読み出され、読み出した信号ｊ２が再生ブロック２２’に送られる。再生ブロック２２’には、再生回路２２ａ、測定データ復号回路２２ｃに加えて、共通鍵復号回路２２ｂが含まれる。再生回路２２ａで再生された暗号化共通鍵ａｉは、共通鍵復号回路２２ｂにおいて秘密鍵ａｈによって復号され、共通鍵ａｋが測定データ復号回路２２ｃに送られる。測定データ復号回路２２ｃでは、再生回路２２ａで再生された暗号化測定データａｊを、共通鍵ａｃを用いて復号し、測定データを得る。
【０１０５】
上記のように、測定データは共通鍵によって暗号化され、データ基板３に記録される。また、共通鍵はさらに公開鍵によって暗号化され、同様にデータ基板３に記録される。共通鍵は測定再生装置１３内で生成し、公開鍵は測定対象者本人や診断者から測定者に渡し、秘密鍵は測定対象者本人や診断者のみが持っておく。測定データ及び共通鍵の復号化は、測定対象者本人や診断者が秘密鍵を入力して共通鍵に復号し、さらに共通鍵を用いて測定データに復号することによって行われる。従って、測定者は暗号化に必要な公開鍵しか入手できず、測定対象者本人や診断者だけが復号化に必要な秘密鍵を持つことになる。つまり測定データは暗号化されており、測定者や第３者は測定データを見ることはできない。すなわち、測定データは測定対象者本人や診断者しか見ることができないため、個人情報を保護することができる。
【０１０６】
なお、実施の形態１と同様に上記の記録再生回路５４’は、測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１’からなる測定およびデータの記録を行う部材と、再生ブロック２２’からなる再生を行う部材との両方を備えた例を示したが、測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１’を備えた測定装置と、再生ブロック２２’のみを備えた再生装置とに分けても構わない。
【０１０７】
なお、上記記録再生回路５４’の制御はコントローラ５６により行われる。つまり、本実施形態では、コントローラ５６は、実施の形態１の制御に加え、共通鍵の生成、共通鍵の暗号化・復号化の制御を行う。
【０１０８】
（測定再生装置における測定および記録）
本実施形態の測定再生装置の測定及び記録の動作を、図１１のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下で行われる。測定の動作は図８に示したＳ１〜Ｓ９と同様であるため説明は省略する。実施の形態１に記載したＳ１０におけるデータの記録が異なっているので、このデータの記録（Ｓ１０’）について説明する。
【０１０９】
データ記録を開始すると（Ｓ３１）、まず、共通鍵を生成する（Ｓ３２）。ここでは、共通鍵生成回路２１ｄにより生成されるが、共通鍵は上述の通り、測定者が入力してもよい。次に、共通鍵を使用して測定データを暗号化する（Ｓ３３）。さらに、公開鍵を用いて共通鍵を暗号化する（Ｓ３４）。そして、データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに光ピックアップ７を移動し（Ｓ３５）、暗号化測定データと暗号化共通鍵を記録する（Ｓ３６）。測定基板２とデータ基板３とを切り離して（Ｓ３７）、データ記録を終了する（Ｓ３８）。本実施形態の測定再生装置に切断装置がなければＳ３７は必要なく、Ｓ３８でデータ記録を終了した後に、測定者がカッター等で切り離してもよい。
【０１１０】
（測定再生装置における再生）
本実施形態の測定再生装置が、データ基板３から測定データを再生する動作を、図１２のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下で行われる。
【０１１１】
データ再生を開始すると（Ｓ４１）、まずデータ基板３を再生における所定位置に装填する（Ｓ４２）。その後、記録領域３ａへ光ピックアップ７を移動する（Ｓ４３）。そして記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録された暗号化測定データと暗号化共通鍵を再生する（Ｓ４４）。次に、秘密鍵を用いて暗号化共通鍵を復号する（Ｓ４５）。そして、復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号し（Ｓ４６）、データ再生を終了する（Ｓ４７）。
【０１１２】
以上によれば、測定領域２ａにおいて試料の測定行い、データ暗号化手段である測定データ暗号化回路２１ａによって測定データを対称暗号化方式における共通鍵ａｃを用いて暗号化して暗号化測定データとする。そして、共通鍵ａｃを非対称暗号化方式における公開鍵を用いて共通鍵暗号化手段である共通鍵暗号化回路２１ｂにおいて暗号化して暗号化共通鍵とする。そして、記録手段である光ピックアップ７および記録回路２１ｃによって暗号化測定データａｄと暗号化共通鍵ａｆをデータ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域に記録する。その後、測定基板２とデータ基板３とは連結領域４において切断される。測定基板２は試薬や病原菌などが残った基板である場合があるので、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されるのがよい。あるいは安全な方法で廃棄してもよい。データ基板３には暗号化測定データと暗号化共通鍵が記録されており、一般の測定対象者や診断者が保有するが、データのみが記録された基板であるため、２次感染などの危険性がなくなる。なお、共通鍵は、一般の測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意してもよいし、測定再生装置のオペレータ（測定者）が用意したり、測定再生装置内で生成してもよい。公開鍵は、一般の測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意し、測定装置のオペレータ（測定者）に渡す。
【０１１３】
次に、再生手段である光ピックアップ７および再生回路２２ａによって記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂの暗号化データと暗号化共通鍵とを再生し、共通鍵復号手段（共通鍵復号化回路２２ｂ）によって非対称暗号化方式における秘密鍵ａｈを用いて暗号化共通鍵ａｉを復号し、復号された共通鍵ａｋを用いてデータ復号化手段（測定データ復号回路２２ｃ）において暗号化測定データａｊを復号する。測定対象者や診断者が予めに用意する秘密鍵ａｈは公開鍵ａｇと一緒に生成されるが、秘密鍵ａｈは一般の測定対象者や診断者（データ利用者）のみが厳重に保有する。このため、暗号化測定データを復号できるのは一般の測定対象者本人や診断者のみとなる。測定者や悪意のある第３者は、測定データを見ることはできないし、もちろん複製しても見ることはできない。したがって、個人情報の保護が可能である。なお、秘密鍵ａｈと公開鍵ａｇとを、測定対象者や診断者が予めに用意する場合、暗号化方式が決まっていれば、手計算でもできるが、解読されないためには、例えばコンピュータを使って桁数の多い秘密鍵・公開鍵を生成するのがよい。それ以外に、本実施形態の測定再生装置内に鍵生成回路を備えてもかまわない。
【０１１４】
本実施の形態のように、共通鍵で測定データを暗号化し、さらに共通鍵を公開鍵で暗号化するメリットは、暗号化と復号化が高速で行え、かつ一般の測定対象者や診断者（データ利用者）のみが測定データを復号できる点である。一般に生体試料（ＤＮＡやたんぱく質など）の情報量は非常に多く、容量の多い測定データを非対称暗号化方式で暗号化・復号化するには時間がかかる。そこで、高速の対称暗号化方式によって測定データを暗号化・復号化する。しかし、対照暗号化方式は、共通鍵をデータ利用者本人だけでなく測定者も持ってしまうため、測定データの漏洩など個人情報が保護できない。そこで、共通鍵をさらに非対称暗号化方式を用いて暗号化・復号化すれば、復号化に必要な秘密鍵は一般の測定対象者や診断者（データ利用者）本人だけ持つことになるため、測定データの漏洩を防止できる。
【０１１５】
〔実施の形態３〕
本発明のハイブリッド基板に関する他の実施形態について、図１３に基づいて以下に説明する。上述の実施の形態１および２では、図１に示すように測定用セルの一例として電気泳動チップを挙げて説明した。本実施形態では、電気泳動チップの代わりに、他の形状のセルを使用したハイブリッド基板について説明する。
【０１１６】
図１３は、アッセイ用の微小なセル１０６（たとえば、ＤＮＡハイブリダイゼーション用セル）が形成されている、本実施形態のハイブリッド基板１０１の構造を示す図である。ハイブリッド基板１０１の形状は、上述のディスク形状ではなく、カード形状となっている。このカード形状のハイブリッド基板（以下、測定カードと称す）１０１は、測定基板１０２、データ基板１０３、および連結領域１０４からなる。
測定基板１０２は、試料の測定が可能な測定領域１０２ｂを備えている。また、測定領域１０２ｂには、上述した泳動路５ｅの代わりに、アッセイ用のセル１０６が、多数形成されている。各セル１０６のサイズは、いずれも、１０μｍ〜１ｍｍである。このセル１０６の数やサイズは限定されない。セル１０６の間には、一方向に案内溝が設けられている。また、測定領域１０２ｂには、図示しない番地情報が設けられていてもよい。
【０１１７】
データ基板１０３は、データの記録が可能な記録領域１０３ａを備えている。記録領域１０３ａは、暗号化したデータを記録可能な暗号化データ記録領域１０３ｂを含んでいる。
【０１１８】
連結領域１０４は、実施の形態１の連結領域４と同様、測定基板１０２とデータ基板１０３とを接続するものであり、連結部１０４ａと切欠き部１０４ｂとからなる。連結部１０４ａは、測定基板１０２とデータ基板１０３とを連結するものであり、測定基板１０２とデータ基板１０３の間において複数個が分散して形成されている。もちろん、連結部１０４ａの個数は限定されない。これら連結部１０４ａと隣の連結部１０４ａとの間は、切欠き部１０４ｂ、即ち空間となっている。したがって、測定カード１０１は、切欠き部１０４ｂによって測定基板１０２とデータ基板１０３とに分離され、連結部１０４ａによって連結されている。
【０１１９】
なお、本発明に係るハイブリッド基板は、電気泳動に限らず、ハイブリダイゼーション、インキュベーション、およびカラムクロマトグラフィーなどの、他のアッセイにおいても使用可能である。
【０１２０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２１】
本発明のハイブリッド基板は、次のようなハイブッリド測定基板としての構成であってもよい。すなわち、本発明に係るハイブッリド測定基板は、物理的または化学的測定を行う測定基板と、測定データを記録するデータ基板と、これら両基板を連結する連結手段とを備え、前記測定基板は、物理的または化学的測定を行う測定領域を備え、前記
データ基板は、測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する記録領域とを備えていてもよい。
【０１２２】
また、本発明に係る測定装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する測定装置であって、前記測定領域において物理的または化学的測定を行う測定手段と、前記暗号化方式の鍵を用いて測定データを暗号化するデータ暗号化手段と、前記記録領域に暗号化測定データを記録する記録手段と、を備えていてもよい。
【０１２３】
また、本発明に係る再生装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する再生装置であって、前記記録領域に記録された暗号化測定データを再生する再生手段と、前記鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号化手段と、を備えてもよい。
【０１２４】
また、本発明に係るハイブッリド測定基板は、上記構成に加え、前記暗号化は対称暗号化方式における共通鍵を用いて行い、前記共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵を前記記録領域に記録してもよい。
【０１２５】
また、本発明に係る測定装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する測定装置であって、前記測定領域において物理的または化学的測定を行う測定手段と、前記対称暗号化方式の共通鍵を用いて測定データを暗号化するデータ暗号化手段と、前記非対称暗号化方式の公開鍵を用いて前記共通鍵を暗号化する共通鍵暗号化手段と、前記記録領域に暗号化測定データと暗号化共通鍵を記録する記録手段と、を備えてもよい。
【０１２６】
また、本発明に係る再生装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する再生装置であって、前記記録領域に記録された暗号化測定データと暗号化共通鍵を再生する再生手段と、非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて暗号化共通鍵を復号する共通鍵復号化手段と、前記復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号手段と、を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明のハイブリッド基板および測定再生装置は、高精度の診断を容易に安価で行うために、光ディスクの技術と生体測定チップの技術を融合させ、患者である測定対象者の住居の近所にある治療拠点あるいは、患者である測定対象者の居住する家庭内において、身近なデジタル医療測定機器を普及させることに大きく貢献することができる。そのため、本発明は、例えば、医療機器分野、測定装置分野、光ディスク分野等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る実施の一形態の測定ディスクを示す平面図である。
【図２】図１の測定ディスクにおいて、使用済みの測定基板を切り離して、データ基板を保管できることを示す図である。
【図３】図１の測定ディスクにおける連結領域に跨ったバーコードを示す図である。
【図４】図１の測定ディスクを使用する測定再生装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１の測定ディスクの測定領域における泳動路と液溜との断面を示す斜視図である。
【図６】図３に示した測定再生装置における記録再生回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図３に示した測定再生装置における、図１の測定ディスクを装着した状態のターンテーブルを示す斜視図である。
【図８】図３の測定装置における測定および記録動作を示すフローチャートである。
【図９】図３の測定再生装置における再生動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る他の実施形態の記録再生回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の記録再生回路における測定及び記録動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１０の記録再生回路における再生動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る他の実施形態のハイブリッド基板を示す平面図である。
【図１４】従来のバイオコンパクトディスクの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 測定ディスク（ハイブリッド基板）
２，１０２ 測定基板
２ａ，１０２ｂ 測定領域
３，１０３ データ基板
３ａ，１０３ａ 記録領域
３ｂ，１０３ｂ 暗号化データ記録領域
４ 連結領域
５ａ〜５ｄ 液溜
５ｅ 泳動路
５ｘ 測定チップ
６ａ〜６ｄ 電極
７ 光ピックアップ（記録手段、再生手段、測定手段）
１３ 測定再生装置
２１，２１’ 記録ブロック
２１ａ 測定データ暗号化回路（データ暗号化手段）
２１ｃ 記録回路（記録手段）
２１ｄ 共通鍵生成回路（鍵生成手段）
２２，２２’ 再生ブロック
２２ａ 再生回路（再生手段）
２２ｃ 測定データ復号回路（データ復号化手段）
２３ 測定回路（測定手段）
４４ 反射膜
５４，５４’ 記録再生回路
５６ コントローラ
１０１ 測定カード（ハイブリッド基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の測定、特に物理的または化学的測定を行うための、ハイブリッド基板、ハイブリッド基板を構成する測定基板、データ基板、測定装置、再生装置、および測定再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、試料を測定するための技術が発展し、測定を行う測定装置の開発が進んでいる。以下には、測定装置の一例として、生体試料の測定を行う測定装置について説明する。生体試料とは、例えばＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などである。近年、これら生体試料の測定（アッセイ）を迅速に、効率良く、正確にそして低コストで実施するためにさまざまな測定装置が開発されている。
【０００３】
このような生体試料を測定するための測定装置の中には、民生のデジタル情報機器を融合させたものがある。特許文献１には、このような民生のデジタル情報機器を融合させた測定装置に用いられる測定器具の一例として、バイオコンパクトディスクと呼ばれているディスクが開示されている。バイオコンパクトディスクでは、コンパクトディスク（ＣＤ）やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）と同様な形状のディスク基板は、測定を行うアッセイ領域と、プロトコル情報を記録した情報記録領域とに分かれている。また、特許文献１には、バイオコンパクトディスクの情報記録領域に予め記録されているプロトコル情報を、読取り装置によって読取りながら、そのプロトコルを用いてアッセイ前からアッセイ後に至るプロセスを制御する装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１にて開示されたバイオコンパクトディスクの平面図を図１４に示す。図１４に示すように、バイオコンパクトディスク８０は、円周方向に区分されたアッセイセクタ８１およびソフトウェアセクタ８２を含んでいる。また、バイオコンパクトディスク８０は、直径が２０〜２００ｍｍ、厚さが０．５〜３ｍｍである。このバイオコンパクトディスク８０は、従来のＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ読取り装置に装填されて回転される。なお、このような読取り装置に装填するため、バイオコンパクトディスク８０には、中央穴８３が設けられている。読取り装置にて回転を制御することによって、アッセイセクタ８１上の適切な部位に試薬および試料を送り出すことができる。回転速度や回転のタイミング制御などのプロトコルは、ソフトウェアセクタ８２に予め記録されている。
【０００５】
上記のように、従来、ＣＤまたはＤＶＤを利用することにより、コストの低減と回転することで遠心分離とが可能な装置や、バイオコンパクトディスクが提案されている。そのため、これらにより病院等の治療拠点や家庭において、正確に試料のデジタル測定を行うことができる。
【特許文献１】特表２０００−５１５６３２公報（平成１２年１１月２１日公表）
【特許文献２】特開２００３−６６００３公報（平成１５年３月５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のバイオコンパクトディスク８０では、アッセイされた結果である測定データを安全に使用したり、保管したりする方法が開示されていない。従って、例えば、病院等の治療拠点や家庭で測定した後に、測定データをカルテの一部として測定対象者である例えば患者が安心して保有したり、他の治療拠点に持参して診断や治療に生かしたりすることができない。
【０００７】
なお、測定データを保有するには、上記従来のバイオコンパクトディスクにおける読み出し専用のソフトウェアセクタ８２を、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷにおける記録媒体に置き換えて、記録可能な領域である情報セクタとする方法が、容易に考えられる。
【０００８】
しかしながら、記録可能な領域（情報セクタ）に測定データを記録した場合、測定対象者や診断者は、バイオコンパクトディスクに搭載されたアッセイ素子（アッセイセクタ８１）を一緒に保管、あるいは携帯することになる。すると、アッセイに使用した試薬や病原菌などによる汚染が生じ、二次的な疾病を引き起こす恐れがある。また、測定対象者本人や診断者がバイオコンパクトディスクを安易に廃棄してしまうと、環境汚染の恐れも生じる。また、測定対象者本人ではなく治療拠点において保管する場合でも、測定データだけを必要に応じて取り出せるように保管すべきであり、アッセイ素子（アッセイセクタ８１）は別途厳重に保管しなければ上記と同様な問題が生じる。つまり、従来のバイオコンパクトディスクに測定データを記録するだけでは、測定対象者や診断者などへの二次的な感染や、環境汚染等の問題が生じる。
【０００９】
また、従来のバイオコンパクトディスクに情報セクタを設けて測定データを記録する場合には、さらに、第３者によって測定データが改竄されたり、あるいは架空のデータを作成されて、情報セクタに記録される危険性がある。そのため、セキュリティー上、大きな問題が生じる。そこで、測定対象者個人の情報を第３者にデータの内容を知られないように、情報を保護する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、測定対象者や診断者が測定データを安全に保有することができ、かつ、個人情報を保護することのできるハイブリッド基板、測定基板、データ基板、測定装置、再生装置、および測定再生装置を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るハイブリッド基板は、上記課題を解決するために、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板と、これら両基板を連結している連結領域とを備え、データ基板は、測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域を有することを特徴としている。
【００１２】
上記構成によると、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板とを有しているので、測定基板にて試料の測定を行い、その測定結果である測定データを暗号化したデータである暗号化測定データを、データ基板上の暗号化データ記録領域に記録することができる。また、測定基板とデータ基板とが連結領域により連結されているので、データ基板に暗号化測定データを記録した後、不要となった測定基板を、保管が必要なデータ基板に対して連結領域にて切り離すことができる。
【００１３】
測定基板が試薬や病原菌などが残った基板である場合には、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されてもよいし、あるいは所定の廃棄方法によって安全に廃棄してもよい。データ基板を測定基板から切り離すことにより、測定対象者や診断者等のデータ管理者は、二次感染や汚染の心配をすることなく、保管を要するデータ基板のみを、安全に保管することができる。なお、上記の切り離しは、連結領域が設けられているので容易となる。また、切り離しには、例えば適当な分断装置を使用してもよい。
【００１４】
また、測定データは暗号化されているので、測定対象者や診断者以外の第３者には、勝手に測定データの内容を読まれることはない。例えば、暗号化に鍵を用いて、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有すれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データを測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。
【００１５】
また、本発明に係るハイブリッド基板は、上記構成に加え、ディスク形状であり、上記データ基板の直径が光ディスクの規格径に設定されていてもよい。
【００１６】
上記構成によると、測定データが記録されたデータ基板は、光ディスクの規格径に設定されているので、市販の光ディスク再生装置を利用して暗号を復号することのできる手段を備えるだけで、再生可能となり、利便性が一層向上する。
【００１７】
本発明に係る測定装置は、上記課題を解決するために、上記ハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、上記測定手段により測定された結果を示すデータを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、上記暗号化データ記録領域に暗号化測定データを記録する記録手段と、を備えることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、測定手段によってハイブリッド基板の測定基板において試料の測定を行い、データ暗号化手段によって測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化して暗号化測定データとする。そして、記録手段によって暗号化測定データをデータ基板の暗号化データ記録領域に記録することができる。測定データを暗号化することができるので、測定対象者や診断者以外の第３者には、勝手に測定データの内容を読まれることはない。例えば、暗号化に鍵を用いて、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有すれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。なお、鍵は測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータ（測定者）が用意したり、測定装置内で生成してもよい。
【００１９】
本発明に係る再生装置は、上記課題を解決するために、上記何れかのハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、上記暗号化測定データを再生する再生手段と、再生された暗号化測定データを復号するデータ復号化手段と、を備えることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、ハイブリッド基板のデータ基板に記録された暗号化測定データを復号化することができる。例えば、暗号化に鍵が用いられており、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有していれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データを測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。測定対象者が、例えば、データ基板を他の治療拠点に持参して、診断者により再生することで、復号化された測定データは、診断や治療に生かしたりすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る測定再生装置は、上記課題を解決するために、上記測定装置と上記再生装置とを備えていてもよい。
【００２２】
上記構成によると、上記再生装置および上記測定装置と同様の作用効果を実現することができる。
【００２３】
また、本発明に係るハイブリッド基板は、上記構成に加え、上記測定データの暗号化が対称暗号化方式における共通鍵を用いて行われている場合、上記暗号化データ記録領域は、前記共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵を記録してもよい。
【００２４】
上記構成によると、共通鍵で暗号化された暗号化測定データと、共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵とを、データ基板上の暗号化データ記録領域に記録する。
【００２５】
共通鍵で測定データを暗号化し、その共通鍵を公開鍵で暗号化しているため、上記ハイブリッド基板を用いることで、暗号化と復号化が高速で行うことができる。加えて、公開鍵とペアの秘密鍵を有している、例えば測定対象者や診断者（データ利用者）のみが測定データを復号することができる。そのため、第３者は測定データを復号できず測定データの漏洩を防止できる。
【００２６】
例えば、測定する試料が生体試料である場合を例に、具体的に説明する。一般に生体試料（ＤＮＡやたんぱく質など）の情報量は非常に多く、容量の多い測定データを非対称暗号化方式で暗号化・復号化するには時間がかかる。そこで、高速の対称暗号化方式によって測定データを暗号化・復号化する。しかし、対照暗号化方式は、共通鍵をデータ利用者本人だけでなく測定者も持ってしまうため、測定データの漏洩など個人情報が保護できない。そこで、共通鍵をさらに非対称暗号化方式を用いて暗号化・復号化すれば、復号化に必要な秘密鍵は測定対象者や診断者（データ利用者）だけ持つことになる。よって、第３者は復号できず測定データの漏洩を防止することができる。
【００２７】
本発明の測定装置は、上記ハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、対称暗号化方式の共通鍵を用いて測定データを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、非対称暗号化方式の公開鍵を用いて前記共通鍵を暗号化して暗号化共通鍵とする共通鍵暗号化手段と、前記暗号化データ記録領域に暗号化測定データと暗号化共通鍵とを上記暗号化データ記録領域に記録する記録手段と、を備えていてもよい。
【００２８】
上記構成によると、データ暗号化手段が共通鍵で測定データを暗号化し、共通鍵暗号化手段が共通鍵を公開鍵で暗号化する。そのため、上記測定装置を用いることで、暗号化を高速で行うことができる。加えて、公開鍵とペアの秘密鍵を有している、例えば測定対象者や診断者（データ利用者）のみが、測定データを復号することができる。そのため、第３者は測定データを復号できず測定データの漏洩を防止できる。なお、共通鍵は、測定対象者や診断者が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータが用意したり、測定装置内で生成してもよい。公開鍵は、測定対象者や診断者が予め用意し、測定装置のオペレータに渡したほうがよい。
【００２９】
また、本発明の測定装置は、上記構成に加え、上記共通鍵を生成する鍵生成手段を有していてもよい。
【００３０】
上記構成によると、より安全な解読されない共通鍵を、用意に作成することができる。
【００３１】
本発明の再生装置は、上記ハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、上記暗号化測定データと上記暗号化共通鍵とを再生する再生手段と、非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて上記暗号化共通鍵を復号する共通鍵復号化手段と、上記復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号手段と、を備えていてもよい。
【００３２】
上記構成によると、共通鍵復号化手段が非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて暗号化共通鍵を復号し、データ復号手段が復号化された共通鍵により暗号化測定データを復号する。そのため、上記再生装置を用いることで、暗号化測定データの復号化を高速で行うことができる。さらに、公開鍵とペアの秘密鍵を有している、例えば測定対象者や診断者（データ利用者）のみが、測定データを復号することができる。そのため、第３者は測定データを復号できず測定データの漏洩を防止できる。なお、共通鍵は、測定対象者や診断者が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータが用意したり、測定装置内で生成してもよい。
【００３３】
また、本発明に係る測定再生装置は、上記課題を解決するために、上記測定装置と上記再生装置とを備えていてもよい。
【００３４】
上記構成によると、上記再生装置および上記測定装置と同様の作用効果を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るハイブリッド基板は、上記のように、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板と、これら両基板を連結している連結領域とを備え、前記データ基板は、上記測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域を有している。
【００３６】
上記構成によると、試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板とを有しているので、測定基板にて試料の測定を行い、その測定結果である測定データを暗号化したデータである暗号化測定データを、データ基板上の暗号化データ記録領域に記録することができる。また、測定基板とデータ基板とが連結領域により連結されているので、データ基板に暗号化測定データを記録した後、不要となった測定基板を、保管が必要なデータ基板に対して連結領域にて切り離すことができる。
【００３７】
測定基板が試薬や病原菌などが残った基板である場合には、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されてもよいし、あるいは所定の廃棄方法によって安全に廃棄してもよい。データ基板を測定基板から切り離すことにより、測定対象者や診断者等のデータ管理者は、二次感染や汚染の心配をすることなく、保管を要するデータ基板のみを、安全に保管することができる。なお、上記の切り離しは、連結領域が設けられているので容易となる。また、切り離しには、例えば適当な分断装置を使用してもよい。
【００３８】
また、測定データは暗号化されているので、測定対象者や診断者以外の第３者には、勝手に測定データの内容を読まれることはない。例えば、暗号化に鍵を用いて、鍵を測定対象者や診断者のみが厳重に保有すれば、暗号化測定データを復号できるのは測定対象者本人や診断者のみとなる。つまり、測定対象者や診断者以外の第３者は、測定データを見ることはできないし、鍵を複製することはまずできないので測定データを測定データの内容を知ることはできない。従って、個人情報の保護が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図９に基づいて以下に説明する。
【００４０】
（ハイブリッド基板の構成）
本発明に係るハイブリッド基板の形状は、例えば、プレート形状、ディスク形状、円筒形状など、どのようなものであってもよいが、本実施形態ではディスク形状のハイブリッド基板（以下、測定ディスクと略す）を例に挙げて説明する。測定ディスクは、回転することによって、ディスク上の複数の測定セルや測定流路などを高速で検索しながら測定することが可能なため、今後の普及が期待される基板である。
【００４１】
図１は本発明の実施の形態における測定ディスク１を示す平面図である。図１に示すように、測定ディスク１は、測定基板２、データ基板３および連結領域４を備えている。連結領域４は細い幅の円環状に形成されており、連結領域４に対して径方向の外側領域は、測定基板２となり、内側領域はデータ基板３となっている。
【００４２】
連結領域４は、連結部４ａと切欠き部４ｂとからなる。連結部４ａは、測定基板２とデータ基板３とを連結するものであり、連結領域４の円周方向において複数個が分散して形成されている。もちろん、連結部４ａの個数は限定されない。これら連結部４ａと隣の連結部４ａとの間は、切欠き部４ｂ、即ち空間となっている。したがって、測定ディスク１は、切欠き部４ｂによって測定基板２とデータ基板３とに分離され、連結部４ａによって連結されている。連結領域４の構造は、上記したものに限らず、例えば、切り欠き部４ｂが無く、連結部４ａを円周方向に連続して形成し、連結部４ａの厚みを測定基板２やデータ基板３の基板厚みよりも薄くすることで、測定基板２とデータ基板３とを切り離しやすくした構造としてもよい。
【００４３】
連結部４ａは、カッターなどの刃物で容易に切断でき、この切断により、図２に示すように、測定ディスク１を測定基板２とデータ基板３とに切り離すことができる。なお、測定基板２とデータ基板３との切り離しには専用の切断装置を使用することもできる。この場合、連結領域４の構造は上記のものに限定されず、上記切断装置によって切断可能な領域として形成されていればよい。
【００４４】
データ基板３には、データを記録可能な記録領域３ａが設けられており、この領域内に、後述する暗号化測定データが記録できる暗号化データ記録領域３ｂが設けられている。記録領域３ａは、通常の光記媒体（例えば多層膜構造もの）が成膜され、その他にトラッキング用のグルーブや番地情報などが例えば凹凸形状にて記録されている。記録媒体の材料としては、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどに使われている色素材料や、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷなどに使われている相変化材料などが使用可能である。トラッキングのための凹凸形状として、グルーブ形状を使うことができ、このほかに例えばウォブルピット形状を使用することができる。また、番地情報など消去不可能な情報は、凹凸のピット形状で形成したり、あるいは前記凹凸のグルーブをウォブルさせて形成する。たとえばＣＤやＤＶＤは前者の例であり、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒは後者の例である。
【００４５】
測定基板２は、試料の測定が可能な測定領域２ａを備えている。本実施形態では、測定領域２ａには、測定用セルが設けられているものとして説明するが、測定領域２ａでは、試料の測定が可能になっていれば他のものが設けられていてもよい。測定用セルの種類には、例えば電気泳動やクロマトグラフィーを行うための流路が設けられたものや、ＤＮＡハイブリダイゼーションを行うマイクロセルなど色々なものがあるが、限定はされない。本実施形態では、測定用セルとして、マイクロチャネル又はマイクロキャピラリと呼ばれる泳動路５ｅを流路として用いた電気泳動チップである測定チップ５ｘを、測定領域２ａに設けた例を挙げて説明する。また、本実施形態では、測定領域２ａに、測定チップ５ｘが複数設けられているが、設けられる個数についての限定は無い。マイクロキャピラリを用いた電気泳動チップを使用した電気泳動については後述する。
【００４６】
電気泳動チップでは、例えば蛍光分子が結合したＤＮＡやたんぱく質が電気泳動され、励起光を照射することによって泳動の速度を検出し、その質量や電荷を分析することができる。測定基板２で測定された結果を示す測定データは、後述するように暗号化され、上述のデータ基板３の記録領域３ａ内の暗号化データ記録領域３ｂに記録される。
【００４７】
暗号化された測定データ（暗号化測定データ）がデータ基板３の暗号化測定領域に記録された後、連結領域４にて切断することで、測定基板２とデータ基板３とは切り離される。切断後、測定基板２は試薬や病原菌などが残った基板である場合もあるので、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されるのが好ましい。データ基板３には測定データが記録されており、例えば患者である測定対象者や診断者（データ管理者）が保有して測定データを利用してもよい。データ基板３は測定基板２から切り離されているため、測定対象者や診断者は、試薬や病原菌の危険にさらされることが無く、安心してデータ基板３を保有することができる。
【００４８】
ここで、悪意のある第３者が、データ基板から測定データを盗もうとしたとする。例えば、測定データが個人のＤＮＡやたんぱく質などの生体に関わる情報であると、個人のプライバシー情報の流出となってしまう。しかしながら、データ基板３に記録された測定データは暗号化されているため、通常は第３者が読み出すことは困難である。そのため、たとえ測定データが盗まれても、個人のプライバシーは保護される。
【００４９】
暗号化のための鍵は、測定対象者本人や診断者などのデータ利用者と、測定を行う測定者（オペレータ）等で共有するようになっていればよい。このとき、暗号化のための鍵は、データ利用者や測定者が用意するのがよい。あるいは、測定ディスク１を用いて試料の測定を行う測定再生装置１３内に鍵生成回路を備えておいて、例えば測定が完了すると毎回乱数を発生させて鍵を生成してもよい。測定データを暗号化した後は、データ利用者のみが鍵を持ち、その後の診察などで測定データを復号する。
【００５０】
なお、本実施形態の測定ディスク１は、上記構成加えて、測定基板２に、測定ディスク毎の固有コード９３が描画されていてもよい。固有コード９３を目視できるように、例えばアルファベットと数字の組み合わせを、インクによってプリントしてもよい。本実施形態では、図１に示すように、固有コード９３として、「ＦＣ３４Ｐ０８６」を、測定ディスク１に、インクによってプリントしてある。あるいは、固有コード９３を、測定ディスク１のディスク基板の成型時に、エンボス加工をすることによって作成してもよい。
【００５１】
測定領域２ａの測定チップ５ｘにおいて試料の測定が終了したら、固有コードである「ＦＣ３４Ｐ０８６」を、たとえば測定者が目視で確認し、測定再生装置１３の入力部(例えばキーボード)から「ＦＣ３４Ｐ０８６」を入力する。入力された固有コードが測定データと共にデータ基板３の記録領域３ａに記録される。
【００５２】
測定基板２とデータ基板３とが切り離された後、一方のデータ基板３に記録された固有コードを読み出せば、他方の測定基板２に描画された固有コード９３と照合することができる。このように、固有コードを使用すると、測定基板２とデータ基板３との照合を容易に行うことができる。
【００５３】
さらに固有コード９３の代わりに、以下に示すような識別子を使用してもよい。この識別子は、図１に示すように、連結領域４を挟んだ測定基板２とデータ基板３とに跨った領域４ｃに、目視によって照合可能なようにプリントされる。この領域４ｃを拡大した図を図３に示す。例として、図３では、上記固有コード「ＦＣ３４Ｐ０８６」の代わりに、識別子として、バーコード４ｄが用いられている。バーコードを用いる理由は、バーコードを真ん中で切断した後に、切断されたバー同士を合わせることで、目視で確認しやすい識別子だからである。もちろん、識別子は、バーコードに限定されない。
【００５４】
まず、連結部４ａによって、測定基板２とデータ基板３とが連結されている状態でバーコード４ｄを測定基板２とデータ基板３とに跨るように、プリントする。図３に示すように、バーコード４ｄを形成するそれぞれのバーが、バーの長手方向にて、測定基板２とデータ基板３とを跨ぐようにする。試料の測定が終了し、測定データがデータ基板３に記録された後に、この測定基板２とデータ基板３とを切り離すと、バーコード４ｄは、連結部４ａと切欠き部４ｂとによってほぼ真ん中で切断される。測定基板２とデータ基板３とを切り離した後、測定基板２とデータ基板３とを照合したい場合は、互いに元のようにバーコードが合わせ、目視によって同一のバーコードであるかどうかを確認することで、照合することができる。このほか、識別子としてアルファベットや数字を、測定基板２とデータ基板３とに跨って記録してもよい。また、これに限らず固有の模様を用いても良い。跨って記録するには、例えばインクジェットなどによってプリントを行えばよい。識別子をプリントすることにより、測定ディスク１の１枚１枚に固有コードを安価で高速に描画することができる。
【００５５】
なお、測定ディスク１の全体の直径（測定基板２を含む直径）を、コンパクトディスクやデジタルビデオディスクの規格に準拠したサイズである１２ｃｍとし、データ基板３の直径（測定基板２から切り離された後の直径）を同規格の小径サイズである８ｃｍとしておけば、測定データが記録された小径サイズの保存ディスク（データ基板３）を市販のＣＤ−ＲＯＭ装置やＤＶＤ−ＲＯＭ装置などにて再生でき、利便性が一層向上する。また、保存ディスク（データ基板３）はサイズが小さいため、携帯や保管などにも適している。
【００５６】
上記の測定ディスク１を使用した場合、後述する試料の測定が専門の検査機関だけでなく広く一般家庭に普及すれば、たとえば家庭にて測定対象者である測定対象者本人やその介護者自らが測定チップ５ｘの数分定期的に測定し、定期測定の結果を示すデータが記録された小径ディスクのみを病院に持参して、診断を受けることが可能となる。そのため、測定対象者や介護者の肉体的、心理的負担を大幅に軽減できる。
【００５７】
ここで、測定ディスク１の断面構造について図４を用いて説明する。図４に示すように、測定ディスク１の構造は、測定基板２およびデータ基板３どちらも、基本的にプラスチックの基板４１にプラスチックのカバー層４２を接着剤等で張り合わせた構造である。なお、接着剤の代わりにプラスチック同士の熱溶着によって接着しても良い。例えば、基板４１の厚みは１．２ｍｍあるいは０．６ｍｍ、カバー層４２の厚みは０．１ｍｍである。基板４１には、光ビームのフォーカスサーボやトラッキングサーボを行うために、反射光を光ピックアップ７に返すための反射膜４４が成膜されている。また、基板４１には、記録領域３ａにおいて、反射膜４４と同一面内に記録媒体６０が成膜されている。また、基板４１には後述する泳動路５ｅと液溜５ａ〜液溜５ｄとが成型加工されている。この、泳動路５ｅと液溜５ｄ（どの液溜であってもよいが、ここでは液溜ｄを用いて説明する）とが形成されている基板４１における測定領域２ａの断面の斜視図を、図５に示す。なお、同図では、説明の便宜上、測定チップ５ｘの全体は図示せず、その一部として、泳動路５ｅと液溜５ｄとの断面を示している。
【００５８】
図５に示すように、基板４１には、泳動路５ｅと液溜５ｄ以外に、泳動路５ｅにおける測定後のバンドを光ビームａで検出するために、光ビームａを誘引走査するための案内溝（グルーブ）４３，４３，・・・が形成されている。案内溝４３の深さおよび幅は、例えば光ビームａの波長が６５０ｎｍ、光ピックアップ（記録手段、再生手段）７における対物レンズの開口数が０．６の場合、幅が３００〜８００ｎｍ、深さが３０〜７０ｎｍである。
【００５９】
（測定再生装置の構成）
次に、本発明に係る測定再生装置について説明する。本実施形態では、測定ディスク１を用いた測定と測定データの暗号化と、データ基板３に記録された暗号化測定データの再生とを行う測定再生装置について説明するが、測定ディスク１を用いた測定と測定データの暗号化とを行う測定装置と、データ基板３に記録された暗号化測定データを読み出す再生装置とが別々に設けられていてもかまわない。
【００６０】
本実施例の測定再生装置１３は、ディスク形状の基板を使用する装置であるが、例えば、基板がプレート形状、あるいは円筒形状であれば、それに適した装置構成となる。
【００６１】
図４は、本実施形態の測定再生装置１３の要部を示すブロック図である。測定再生装置１３は、光ピックアップ（記録手段、再生手段、測定手段）７、記録再生回路５４、サーボ回路５５、コントローラ５６、電気泳動電源供給回路５９、コネクタ９を備えている。
【００６２】
光ピックアップ７は、光ピックアップ要部５１と対物レンズ５２と対物レンズアクチュエータ５３とを備えている。光ピックアップ要部５１は、図示しない半導体レーザ、コリメートレンズ、ビームスプリッタおよびフォトディテクタなど、半導体レーザから出射されたレーザビームを、対物レンズ５２を介して測定ディスク１に照射するとともに、測定ディスク１からの反射光を、対物レンズ５２を介して受光し、再生信号を得るための周知の構成を備えている。
【００６３】
光ピックアップ要部５１の半導体レーザから出射された光ビームａは、光ピックアップ７内の対物レンズ５２によって測定ディスク１に集光される。光ビームａが測定ディスク１において測定基板２の測定領域２ａに集光した場合は、集光スポットが反射膜４４に焦点を結ぶようにフォーカスサーボが行われる。これにより、上述のトラッキング用の案内溝（グルーブ）に導かれて光ビームａが泳動路５ｅ上の所望の検出位置にアクセスし、走査される。また、反射膜４４と泳動路５ｅの底面がほぼ同一平面であるので、泳動路５ｅにも焦点を結ぶことができ、高感度の測定検出が可能である。
【００６４】
測定ディスク１の記録領域３ａにおいては、反射膜４４に代わり記録媒体６０が成膜されており、光ビームａは記録媒体６０にも焦点を結ぶ。そのため、記録領域３ａ内の暗号化データ記録領域３ｂに、暗号化した測定データの記録が可能である。この記録領域３ａにおいても、上記案内溝と同様な案内溝（図示せず）が形成されている。この案内溝にトラッキングを行いながら、記録再生をする技術は、従来の光ディスクの技術の範疇であり、よく知られているため、説明は省略する。
【００６５】
測定ディスク１からの反射光は、光ピックアップ要部５１のフォトディテクタにて電気信号に変換される。このフォトディテクタは、よく知られているサーボ用の分割ディテクタと情報読取り用のディテクタとを含んでいる。サーボ用の分割ディステクタの出力信号ｂはサーボ回路５５に送られ、フォーカスサーボやトラッキングサーボを行うために、誤差信号ｈが対物レンズアクチュエータ５３にフィードバックされる。情報読取り用のディテクタの出力信号ｊは、光ビームａが測定基板２の測定領域２ａを走査しているときは電気泳動のバンドの検出光量を変換した電気信号となり、記録再生回路５４へ送られて記憶される。また、光ビームａがデータ基板３の記録領域３ａを走査している時は、暗号化された測定データ（暗号化測定データ）を読み出した信号となり、記録再生回路５４に入力されて、復号化された測定データｅがコントローラ５６へ送られる。なお、測定データの記録時は、以下に説明するように、記録再生回路５４において測定データの暗号化が行われ、記録信号ｃとして光ピックアップ要部５１に送られる。そして、内蔵された半導体レーザから記録レーザパルスがデータ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに照射され、暗号化データの記録が行われる。
【００６６】
コントローラ５６は、以下の通り各種の制御を行う。まず、電気泳動電源供給回路５９に命令信号ｆを出力して、電源電圧ｉをコネクタ９に送り出し、図１に示したように液溜５ａ〜５ｄに電源電圧ｉを供給し、以下で説明する電気泳動のプロセスの制御を行う。また、コントローラ５６は、記録再生回路５４へ命令信号ｅを送り、測定基板２からの検出光の測定、測定データの暗号化・復号化、データ基板３への記録・再生を行う。また、暗号化された測定データと一緒に各種管理情報を記録して、これを再生して動作の制御を行う。たとえば、管理情報に未使用の測定チップ５ｘの番号を記録し、これを読み出して出力する。さらに、管理情報に従って、未使用の測定チップ５ｘを有効とし、測定を開始する制御手段も兼ねる。また、サーボ回路５５へ命令信号ｇを送り、データ記録領域における適切なトラックへ光ビームａをアクセスさせる。また、測定基板２にデータ基板３が接続されたままであるか、あるいは切り離されてデータ基板３のみであるかを、光ピックアップ７への反射光量信号に基づいて事前に判定する手段も兼ねる。
【００６７】
測定データの暗号化・復号化およびデータ基板３への記録・再生は、記録再生回路５４にて行われる。図６は、記録再生回路５４をさらに詳細に説明する図である。なお、記録再生回路５４は、ハードウェアで構成する場合と、ＣＰＵやメモリを用いてソフトウェアで構成する場合と、両方が混在する場合があるが、いずれも機能的には同一であるため、本実施形態ではハードウェアで構成する例を示す。また、その他の回路でもソフトウェアや混在の方式を使用してもよい。
【００６８】
記録再生回路５４は、図６に示すように、記録ブロック２１、再生ブロック２２、測定回路（測定手段）２３、記憶回路２４を備えている。
【００６９】
初めに、電気泳動における蛍光の測定時には、光ピックアップ７が測定基板２の測定領域２ａに移動し、電気泳動のバンドの蛍光量を検出する。光ピックアップ７から送られた検出光量ｊ１は、記録再生回路５４における測定回路２３において測定される。測定回路２３は、たとえば８ビットのＡ／Ｄ変換器であり、コントローラからの指令によって、測定ディスクの回転中に泳動路を横切るタイミングで検出光量ｊ１をサンプリングする。測定データａａは記憶回路２４に一時的に記憶される。
【００７０】
次に、測定データの記録時は、まず記憶回路２４の測定データａｂを記録ブロック２１に送る。記録ブロック２１は、測定データ暗号化回路（データ暗号化手段）２１ａおよび記録回路（記録手段）２１ｃを含んでいる。測定データ暗号化回路２１ａでは、暗号化のための鍵ａｃを用いて、測定データａｂを暗号化する。ここで、「検出光量ｊ１」はアナログ値、「測定データａａ」はデジタル値、「測定データaｂ」は記憶されていたデジタル値であるため、符号を使い分けている。例えば、暗号化の方式として、対称暗号化方式（共通鍵暗号化方式とも呼ぶ）を使用すると、測定データを高速で暗号化できる。対称暗号化方式における鍵は、共通鍵とも呼ばれるため、以後は暗号化のための鍵ａｃを共通鍵ａｃと呼ぶことにする。共通鍵ａｃは、たとえば測定対象者本人や診断者が用意し、測定者（測定再生装置１３のオペレータ）によって入力される。なお、測定者によって入力する代わりに、測定再生装置１３内に図示しない共通鍵生成回路を備えてもよい。共通鍵生成回路では、乱数を発生させて共通鍵ａｃを生成する。この場合、暗号化後は、共通鍵ａｃは測定対象者本人や診断者に渡され、後述する暗号化測定データの復号時に使用する。
【００７１】
測定データ暗号化回路２１ａにより暗号化された測定データである暗号化測定データａｄは、記録回路２１ｃに送られる。記録回路２１ｃでは、この暗号化測定データａｄを記録信号ｃとして光ピックアップ７に出力する。記録信号ｃに基づいて、光ピックアップ７から光ビームａが、データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに照射され、記録が行われる。これで試料の測定とデータの記録は終了する。この後、上述のように測定基板２とデータ基板３は切り離される。
【００７２】
次に、暗号化測定データの復号について説明する。データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録された暗号化測定データは、光ピックアップ７によって読み出され、読み出した信号ｊ２が、記録再生回路５４の再生ブロック２２に送られる。再生ブロック２２には、再生回路（再生手段）２２ａ、測定データ復号回路（データ復号化手段）２２ｃが含まれる。再生回路２２ａで再生された暗号化測定データａｊは、測定データ復号回路２２ｃにおいて共通鍵ａｃを用いて復号され、測定データが得られる。なお、この共通鍵ａｃは上述したように、測定対象者本人や診断者が所有しており、例えば、測定者によって入力される。
【００７３】
上記のように、測定データは共通鍵ａｃによって暗号化してデータ基板に記録される。共通鍵ａｃは、測定対象者本人や診断者のみが持っておいたほうがよい。復号化時は、測定対象者本人や診断者がこの共通鍵ａｃを使用して、測定データに復号する。したがって、データ基板３への記録は測定者でもできるが、読取りは測定対象者本人や診断者しかできなくなる。つまり測定データは暗号化されており、測定対象者本人や診断者しか見ることができないため、測定対象者本人の個人情報を保護することができる。さらに、測定基板２は、例えば、切り離して廃棄するか、検査機関で厳重に保管する。したがって、測定対象者本人や診断者は、感染や環境汚染の心配のない安全なデータ基板だけを保有し、必要に応じて測定データを使用すればよい。
【００７４】
なお、上記の記録再生回路５４は、測定回路２３、記憶回路２４および記録ブロック２１からなる測定および記録を行う部材と、再生ブロック２２からなる再生を行う部材と、の両方を備えた例を示した。しかし、測定再生装置１３を、測定およびデータの記録を行う測定装置と、再生のみを行う再生装置とに分けて使用する場合もある。つまり、検査機関で測定者が測定装置において測定対象者に関する試料の測定を行ってデータの記録を行い、データ基板３を測定基板２から切り離した後に、測定対象者本人に渡す。そして、測定対象者はデータ基板３だけを持参して、別の診察機関の再生装置においてデータを復号し、診断を受けることもできる。例えば、測定対象者である患者は専門の検査機関で検査を行い、データ基板３のみをかかりつけの個人医院等に持ち込み、診察を受けることができる。この場合は、測定装置には上記再生ブロック２２は不要であり、上記測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１を備えればよい。逆に、再生装置には上記測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１は不要であり、上記再生ブロック２２を備えればよい。
【００７５】
なお、上記測定では、測定ディスク１は、ターンテーブルに設置されて回転される。この、ターンテーブル１１について説明する。図７は、測定再生装置１３における、測定ディスク１を装着した状態のターンテーブル１１の要部を示す斜視図である。測定ディスク１は、ターンテーブル１１に載せられ、コネクタ９，９，・・・によってターンテーブル１１に固定される。コネクタ９は、便宜上３つのみ示しているものの、実際には測定チップ５ｘと同数の搭載されている。コネクタ９は、測定ディスク１の最外周部に引き出して配線された電極６ａ〜６ｄに接続され、電源コード１０，１０，・・・を介して電源電圧ｉが供給される。ターンテーブル１１はスピンドルモータ１２によって所定の回転速度で回転される。なお、再生においては、データ基板３のみがターンテーブル１１に配置されることになる。
【００７６】
（測定再生装置における測定および記録）
測定再生装置１３が行う測定および記録の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下に行われる。
【００７７】
測定を開始すると（ステップ１、以後Ｓ１のように称する）、まず測定基板２へ光ピックアップ７を移動する（Ｓ２）。測定基板２が切り離されているか、あるいは切り離されずに存在するかを確認する（Ｓ３）。データ基板３のみであること、つまり、測定基板２が切り離されていることを確認すると（Ｓ３においてＮＯ）、動作は終了する（Ｓ９）。このとき、測定不可の表示を表示部（図示せず）にしてもよい。測定基板２が存在する場合には（Ｓ３においてＹＥＳ）、試料として、たとえばＤＮＡの測定サンプルの注入指示を、表示部（図示せず）に表示する（Ｓ４）。なお、注入指示は測定者に対して行うものであり、例えば注入が自動化されている場合には、表示しなくてもよい。試料（測定サンプル）に対して電気泳動を行う（Ｓ５）。このとき、電気泳動電源供給回路５９から所望の電源電圧ｉがコネクタ９を介して測定チップ５ｘに供給され、電気泳動が行われる。
【００７８】
電気泳動が終了すると、光ピックアップ７によって泳動パターンのバンドからの蛍光を検出する（Ｓ６）。そして、電気泳動の測定結果を示す測定データを記憶し（Ｓ７）、測定を終了する（Ｓ８）。その後、測定データをデータ基板３に記録する。
【００７９】
次に測定データの記録動作（Ｓ１０）について説明する。データ記録を開始すると（Ｓ２１）、まず、共通鍵を入力する（Ｓ２２）。共通鍵は上述の通り、測定再生装置１３内で生成してもよい。共通鍵を使用して測定データを暗号化し暗号化測定データとする（Ｓ２３）。データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに光ピックアップ７を移動し（Ｓ２４）、暗号化測定データを記録する（Ｓ２５）。測定再生装置１３に切断装置が備えられていれば、測定基板とデータ基板を切り離して（Ｓ２６）、データ記録を終了する（Ｓ２７）。切断装置がなければＳ２６は必要なく、Ｓ２７でデータ記録を終了した後に、測定者がカッター等で切り離してもよい。
【００８０】
（測定再生装置における再生）
次に、測定再生装置１３がデータ基板３から測定データを再生する動作を、図９のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下で行われる。
【００８１】
データ再生を開始すると（Ｓ３１）、まずデータ基板３を再生における所定位置に装填する（Ｓ３２）。その後、記録領域３ａへ光ピックアップ７を移動する（Ｓ３３）。そして記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録された暗号化測定データを再生する（Ｓ３４）。そして、共通鍵を用いて暗号化測定データを復号し（Ｓ３５）、データ再生を終了する（Ｓ３６）。
【００８２】
以上によれば、測定基板２の測定領域２ａにおいて試料の測定を行い、データ暗号化手段である測定データ暗号化回路２１ａによって、測定データを暗号化方式における鍵（共通鍵）を用いて暗号化して暗号化測定データとする。そして、記録手段である光ピックアップ７および記録回路２１ｃによって暗号化測定データをデータ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録する。その後、測定基板２とデータ基板３とは連結領域４において切断される。測定基板２は試薬や病原菌などが残った基板である場合もあり、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されるのがよい。あるいは安全な方法で廃棄してもよい。データ基板３は暗号化された測定データが記録されており、一般の測定対象者や診断者が保有するが、データのみ記録された基板であるため、２次感染などの危険性がなくなる。なお、共通鍵は一般の測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意してもよいし、測定装置のオペレータ（測定者）が用意したり、測定再生装置１３内で生成してもよい。
【００８３】
次に、再生手段である光ピックアップ７および再生回路２２ａによって記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂの暗号化測定データを再生し、データ復号化手段である測定データ復号回路２２ｃにおいて鍵を用いて暗号化測定データを復号する。なお、前記鍵（共通鍵）は上述の通り、一般の測定対象者や診断者が予め用意してもよいし、測定再生装置１３内に鍵を生成する鍵生成手段を備えていてもよい。
【００８４】
鍵は、一般の測定対象者や診断者のみが厳重に保有する。このため、暗号化測定データを測定データに復号できるのは一般の測定対象者本人や診断者のみとなる。従って、測定者や悪意のある第３者は、測定データを見ることはできないし、もちろん複製しても見ることはできない。つまり個人情報の保護が可能である。
【００８５】
以上には、本発明に係るハイブリッド基板、測定再生装置の一例として、測定ディスク１とそれを用いる測定再生装置１３を例に挙げて、その主要部と暗号化・復号化方法について説明した。上記測定ディスク１を用いた電気泳動の方法について、以下にその概略を説明する。
【００８６】
（測定チップの構造）
図１に示すように、測定基板２の測定領域２ａは、測定ディスク１の中心から放射状に配置された複数の測定チップ５ｘ，５ｘ，・・・を備えている。本実施形態では、８つの測定チップ５ｘが測定基板２に搭載されている。図示しないが、各測定チップ５ｘには番号が割り当てられ、この番号を参照して測定チップ５ｘの使用済みのものと未使用のものとを区別できるようになっている。
【００８７】
本実施形態では、測定チップ５ｘの一例として、測定チップ５ｘが電気泳動チップである場合を説明する。図１に示すように、測定チップ５ｘは、液溜５ａ〜５ｄと泳動路５ｅとを備えている。この電気泳動チップの構造は、一般に使われている構造であり、例えば特許文献２に測定例と共に開示されている。
【００８８】
泳動路５ｅは、溝状に形成され、測定ディスク１の径方向に延びる第１泳動路とこれに直交する方向に延びる第２泳動路とからなり、これら２つの経路が十字形をなすように配置されている。液溜５ａ〜５ｄは、泳動路５ｅの４つの端部に泳動路５ｅと連通するようにそれぞれ１つ配置されている。
【００８９】
泳動路５ｅの幅および深さは数μｍ〜数百μｍであり、液溜５ａ〜５ｄの直径は数百μｍ〜数ｍｍである。このように細い泳動路５ｅは一般にマイクロキャピラリと呼ばれている。泳動路５ｅは、上述したようにカバー層によって密閉されている。一方、液溜５ａ〜５ｄは、バッファ溶液やサンプル溶液が注入されるため、測定ディスク１の表面に露出している。
【００９０】
また、本実施形態では、液溜５ａ〜５ｄに接続された電極（電源接続配線）６ａ〜６ｄが記録領域の最外周部（測定ディスク１の最外周部）に引き出して形成されている。それら電極端部に上記測定再生装置１３からコネクタ９を介して電気泳動用の電源が供給される。具体的には、液溜５ａに電極６ａ、液溜５ｂに電極６ｂ、液溜５ｃに電極６ｃ、液溜５ｄに電極６ｄがそれぞれ接続されている。
【００９１】
ここで、図５に示すように、泳動路５ｅの下部には金属の反射膜４４を成膜しない。なぜならば、電気泳動のための電界が金属の反射膜４４によって生じにくくなるからである。なお、金属を使わない反射膜の場合はこの限りではない。この反射膜４４の有無は、以下の通り、測定基板２の有無の判断として利用できる。反射光は、反射膜４４によって反射されれば強く、反射されなければ弱くなる。したがって、反射膜４４がある案内溝４３の領域と、反射膜４４が無い泳動路５ｅの領域とには、反射光の相対的な差が生じる。よって反射光を上記記録再生回路５４にて検出すれば、測定基板２の有無を知ることができる。つまり、測定ディスク１において、測定基板２が存在する場合には反射膜４４の有無によって高いレベルの反射光量と低いレベルの反射光とが検出され、測定基板２が切り離されていて存在せずデータ基板３のみとなっている場合には、低いレベルの反射光量のみが検出されることにより、測定基板２の有無を判断できる。なお、上記に限らず、例えば、データ基板３の記録領域３ａに、測定基板２の有無の情報を記録しておけば、測定基板２の有無情報を読み出すことによって、測定基板２の有無を知ることもできる。
【００９２】
以上の通り、測定チップ５ｘのすべてを使用した後に切り離された測定ディスク１であるか、あるいは未使用の測定チップ５ｘが残っている測定ディスク１であるかを判別することができる。これにより、測定再生装置１３が、測定チップ５ｘを使い切った測定ディスク１に誤って測定操作を行うこと、あるいは測定が未終了の測定ディスク１に誤って測定操作を拒否することなどの誤動作を防止することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態では、測定基板２が有する測定チップ５ｘとして電気泳動チップの例を用いているが、これに限らず測定チップ５ｘとしては、その他に例えば、インキュベーションや、カラムクロマトグラフィーなどの他のチップが用いられてもかまわない。
【００９４】
（測定チップにおける電気泳動）
測定チップ５ｘにおける測定のプロセスを図１および図７を用いて説明する。初めに、バッファ溶液を気泡が入らないように図１に示す液溜５ａ〜５ｄに注入し、その後サンプル溶液（測定を行う試料を溶解した溶液）を液溜５ａに注入する。なおバッファ溶液やサンプル溶液の注入は測定者が行ってもよいし、自動化されており、コントローラ５６による制御の下で行ってもよい。そして、図７に示す電源コード１０およびコネクタ９から電極６ａに＋電圧電源（数十〜数百ボルト）を接続し、電極６ｃをグランドに接続する。この時、電極６ｂおよび電極６ｄは開放しておく。これにより、液溜５ａに＋電圧（数十〜数百ボルト）が印加され、液溜５ｃにゼロボルトが印加され、注入されたサンプル（試料、たとえばＤＮＡ）は、泳動路５ｅ（マイクロキャピラリ）の中を液溜５ａから液溜５ｃに向かって泳動する。
【００９５】
次に、サンプル溶液に含まれるサンプルが泳動路５ｅにおける十文字の交点に到達したら、電極６ｂを＋電圧電源（数十〜数キロボルト）に接続し、電極６ｄをグランドに接続する。また、電極６ａ及び電極６ｃは開放する。従って、電気泳動用の電極を、電極６ａ及び電極６ｃから、電極６ｂ及び電極６ｄに切り替えることになる。これにより、液溜５ｂに＋電圧（数十〜数キロボルト）が印加され、液溜５ｄにゼロボルトが印加され、注入されたサンプルは泳動路５ｅの中を液溜５ｂから液溜５ｄに向かって泳動する。このようなマイクロキャピラリを用いた電気泳動測定の原理は良く知られているため、詳細な説明は省略する。なお、電圧の印加はコントローラ５６による制御の下で行われるものとする。
【００９６】
〔実施の形態２〕
本発明の測定記録装置に関する他の実施形態について、図１０〜図１２に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１にて説明した構成と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の測定記録装置は、実施の形態１における測定記録装置と比較して、記録再生回路の構成が異なっている。本実施形態の図１０の記録再生回路５４’は、図６に示した記録再生回路５４の別の例である。なお、本実施形態では、実施の形態１と同様に、記録再生回路５４’をハードウェアで構成する例を示すが、ソフトウェアや、混在方式を使用してもよい。
【００９８】
（記録再生回路）
記録再生回路５４’は、図１０に示すように、記録ブロック２１’、再生ブロック２２’、測定回路２３、記憶回路２４を備えている。
【００９９】
まず、試料の測定時には、光ピックアップ７が測定基板２の測定領域２ａに移動し、電気泳動のバンドの蛍光量を検出する。
【０１００】
検出光量ｊ１は、記録再生回路５４’における測定回路２３において測定される。測定回路２３は、たとえば８ビットのＡ／Ｄ変換器であり、コントローラからの指令によって、測定ディスクの回転中に泳動路を横切るタイミングで検出光量ｊ１をサンプリングする。測定データａａは記憶回路２４に一時的に記憶される。
【０１０１】
次に、測定データの記録時は、まず記憶回路２４の測定データａｂを記録ブロック２１’に送る。記録ブロック２１’は、測定データ暗号化回路２１ａおよび記録回路２１ｃに加えて、さらに共通鍵生成回路２１ｄおよび共通鍵暗号化回路２１ｂを備えている。共通鍵生成回路２１ｄでは、擬似乱数を発生して、共通鍵ａｃを生成する。測定データ暗号化回路２１ａでは、生成した共通鍵ａｃを用いて、測定データａｂを暗号化する。本実施例でも、暗号化の方式として、対称暗号化方式を使用し、高速で測定データを暗号化する。共通鍵ａｃは、たとえば測定対象者本人や診断者が用意し、測定者（測定再生装置のオペレータ）によって入力してもよいが、本実施例では共通鍵生成回路２１ｄを使用する。
【０１０２】
本実施形態では、共通鍵ａｃは、別途、共通鍵暗号化回路２１ｂにおいて、非対称暗号化方式（公開鍵方式とも呼ぶ）の公開鍵ａｇを用いて暗号化される。公開鍵ａｇは、たとえば測定対象者本人や診断者が用意し、測定者によって入力されるものとする。非対称暗号化方式の特徴は、暗号化に使用する公開鍵ａｇと、復号化に使用する秘密鍵ａｈとが異なるため、測定者には公開鍵ａｇのみを渡し、測定対象者本人や診断者のみが秘密鍵ａｈを所有すれば、暗号化された共通鍵が第３者によって復号されることは無く、測定データの復号の危険性はない。
【０１０３】
暗号化された測定データである暗号化測定データａｄと暗号化された共通鍵である暗号化共通鍵ａｆとは、記録回路２１ｃに送られる。記録回路２１ｃでは、この暗号化測定データａｄと暗号化共通鍵ａｆとを記録信号ｃとして出力する。この記録信号ｃに基づいて、光ピックアップ７から光ビームａが、データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに照射され、記録が行われる。この後、上述のように測定基板２とデータ基板３は切り離される。これで測定とデータの記録は終了する。
【０１０４】
次に、測定データの復号について説明する。データ基板３の記録領域３ａと暗号化データ記録領域３ｂとに記録された暗号化測定データと暗号化共通鍵とは、光ピックアップ７によって読み出され、読み出した信号ｊ２が再生ブロック２２’に送られる。再生ブロック２２’には、再生回路２２ａ、測定データ復号回路２２ｃに加えて、共通鍵復号回路２２ｂが含まれる。再生回路２２ａで再生された暗号化共通鍵ａｉは、共通鍵復号回路２２ｂにおいて秘密鍵ａｈによって復号され、共通鍵ａｋが測定データ復号回路２２ｃに送られる。測定データ復号回路２２ｃでは、再生回路２２ａで再生された暗号化測定データａｊを、共通鍵ａｃを用いて復号し、測定データを得る。
【０１０５】
上記のように、測定データは共通鍵によって暗号化され、データ基板３に記録される。また、共通鍵はさらに公開鍵によって暗号化され、同様にデータ基板３に記録される。共通鍵は測定再生装置１３内で生成し、公開鍵は測定対象者本人や診断者から測定者に渡し、秘密鍵は測定対象者本人や診断者のみが持っておく。測定データ及び共通鍵の復号化は、測定対象者本人や診断者が秘密鍵を入力して共通鍵に復号し、さらに共通鍵を用いて測定データに復号することによって行われる。従って、測定者は暗号化に必要な公開鍵しか入手できず、測定対象者本人や診断者だけが復号化に必要な秘密鍵を持つことになる。つまり測定データは暗号化されており、測定者や第３者は測定データを見ることはできない。すなわち、測定データは測定対象者本人や診断者しか見ることができないため、個人情報を保護することができる。
【０１０６】
なお、実施の形態１と同様に上記の記録再生回路５４’は、測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１’からなる測定およびデータの記録を行う部材と、再生ブロック２２’からなる再生を行う部材との両方を備えた例を示したが、測定回路２３、記憶回路２４、および記録ブロック２１’を備えた測定装置と、再生ブロック２２’のみを備えた再生装置とに分けても構わない。
【０１０７】
なお、上記記録再生回路５４’の制御はコントローラ５６により行われる。つまり、本実施形態では、コントローラ５６は、実施の形態１の制御に加え、共通鍵の生成、共通鍵の暗号化・復号化の制御を行う。
【０１０８】
（測定再生装置における測定および記録）
本実施形態の測定再生装置の測定及び記録の動作を、図１１のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下で行われる。測定の動作は図８に示したＳ１〜Ｓ９と同様であるため説明は省略する。実施の形態１に記載したＳ１０におけるデータの記録が異なっているので、このデータの記録（Ｓ１０’）について説明する。
【０１０９】
データ記録を開始すると（Ｓ３１）、まず、共通鍵を生成する（Ｓ３２）。ここでは、共通鍵生成回路２１ｄにより生成されるが、共通鍵は上述の通り、測定者が入力してもよい。次に、共通鍵を使用して測定データを暗号化する（Ｓ３３）。さらに、公開鍵を用いて共通鍵を暗号化する（Ｓ３４）。そして、データ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに光ピックアップ７を移動し（Ｓ３５）、暗号化測定データと暗号化共通鍵を記録する（Ｓ３６）。測定基板２とデータ基板３とを切り離して（Ｓ３７）、データ記録を終了する（Ｓ３８）。本実施形態の測定再生装置に切断装置がなければＳ３７は必要なく、Ｓ３８でデータ記録を終了した後に、測定者がカッター等で切り離してもよい。
【０１１０】
（測定再生装置における再生）
本実施形態の測定再生装置が、データ基板３から測定データを再生する動作を、図１２のフローチャートを用いて説明する。以下の動作はコントローラ５６の制御の下で行われる。
【０１１１】
データ再生を開始すると（Ｓ４１）、まずデータ基板３を再生における所定位置に装填する（Ｓ４２）。その後、記録領域３ａへ光ピックアップ７を移動する（Ｓ４３）。そして記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂに記録された暗号化測定データと暗号化共通鍵を再生する（Ｓ４４）。次に、秘密鍵を用いて暗号化共通鍵を復号する（Ｓ４５）。そして、復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号し（Ｓ４６）、データ再生を終了する（Ｓ４７）。
【０１１２】
以上によれば、測定領域２ａにおいて試料の測定行い、データ暗号化手段である測定データ暗号化回路２１ａによって測定データを対称暗号化方式における共通鍵ａｃを用いて暗号化して暗号化測定データとする。そして、共通鍵ａｃを非対称暗号化方式における公開鍵を用いて共通鍵暗号化手段である共通鍵暗号化回路２１ｂにおいて暗号化して暗号化共通鍵とする。そして、記録手段である光ピックアップ７および記録回路２１ｃによって暗号化測定データａｄと暗号化共通鍵ａｆをデータ基板３の記録領域３ａの暗号化データ記録領域に記録する。その後、測定基板２とデータ基板３とは連結領域４において切断される。測定基板２は試薬や病原菌などが残った基板である場合があるので、検査機関などで冷凍保存するなど厳重に保管されるのがよい。あるいは安全な方法で廃棄してもよい。データ基板３には暗号化測定データと暗号化共通鍵が記録されており、一般の測定対象者や診断者が保有するが、データのみが記録された基板であるため、２次感染などの危険性がなくなる。なお、共通鍵は、一般の測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意してもよいし、測定再生装置のオペレータ（測定者）が用意したり、測定再生装置内で生成してもよい。公開鍵は、一般の測定対象者や診断者（測定データの利用者）が予め用意し、測定装置のオペレータ（測定者）に渡す。
【０１１３】
次に、再生手段である光ピックアップ７および再生回路２２ａによって記録領域３ａの暗号化データ記録領域３ｂの暗号化データと暗号化共通鍵とを再生し、共通鍵復号手段（共通鍵復号化回路２２ｂ）によって非対称暗号化方式における秘密鍵ａｈを用いて暗号化共通鍵ａｉを復号し、復号された共通鍵ａｋを用いてデータ復号化手段（測定データ復号回路２２ｃ）において暗号化測定データａｊを復号する。測定対象者や診断者が予めに用意する秘密鍵ａｈは公開鍵ａｇと一緒に生成されるが、秘密鍵ａｈは一般の測定対象者や診断者（データ利用者）のみが厳重に保有する。このため、暗号化測定データを復号できるのは一般の測定対象者本人や診断者のみとなる。測定者や悪意のある第３者は、測定データを見ることはできないし、もちろん複製しても見ることはできない。したがって、個人情報の保護が可能である。なお、秘密鍵ａｈと公開鍵ａｇとを、測定対象者や診断者が予めに用意する場合、暗号化方式が決まっていれば、手計算でもできるが、解読されないためには、例えばコンピュータを使って桁数の多い秘密鍵・公開鍵を生成するのがよい。それ以外に、本実施形態の測定再生装置内に鍵生成回路を備えてもかまわない。
【０１１４】
本実施の形態のように、共通鍵で測定データを暗号化し、さらに共通鍵を公開鍵で暗号化するメリットは、暗号化と復号化が高速で行え、かつ一般の測定対象者や診断者（データ利用者）のみが測定データを復号できる点である。一般に生体試料（ＤＮＡやたんぱく質など）の情報量は非常に多く、容量の多い測定データを非対称暗号化方式で暗号化・復号化するには時間がかかる。そこで、高速の対称暗号化方式によって測定データを暗号化・復号化する。しかし、対照暗号化方式は、共通鍵をデータ利用者本人だけでなく測定者も持ってしまうため、測定データの漏洩など個人情報が保護できない。そこで、共通鍵をさらに非対称暗号化方式を用いて暗号化・復号化すれば、復号化に必要な秘密鍵は一般の測定対象者や診断者（データ利用者）本人だけ持つことになるため、測定データの漏洩を防止できる。
【０１１５】
〔実施の形態３〕
本発明のハイブリッド基板に関する他の実施形態について、図１３に基づいて以下に説明する。上述の実施の形態１および２では、図１に示すように測定用セルの一例として電気泳動チップを挙げて説明した。本実施形態では、電気泳動チップの代わりに、他の形状のセルを使用したハイブリッド基板について説明する。
【０１１６】
図１３は、アッセイ用の微小なセル１０６（たとえば、ＤＮＡハイブリダイゼーション用セル）が形成されている、本実施形態のハイブリッド基板１０１の構造を示す図である。ハイブリッド基板１０１の形状は、上述のディスク形状ではなく、カード形状となっている。このカード形状のハイブリッド基板（以下、測定カードと称す）１０１は、測定基板１０２、データ基板１０３、および連結領域１０４からなる。
測定基板１０２は、試料の測定が可能な測定領域１０２ｂを備えている。また、測定領域１０２ｂには、上述した泳動路５ｅの代わりに、アッセイ用のセル１０６が、多数形成されている。各セル１０６のサイズは、いずれも、１０μｍ〜１ｍｍである。このセル１０６の数やサイズは限定されない。セル１０６の間には、一方向に案内溝が設けられている。また、測定領域１０２ｂには、図示しない番地情報が設けられていてもよい。
【０１１７】
データ基板１０３は、データの記録が可能な記録領域１０３ａを備えている。記録領域１０３ａは、暗号化したデータを記録可能な暗号化データ記録領域１０３ｂを含んでいる。
【０１１８】
連結領域１０４は、実施の形態１の連結領域４と同様、測定基板１０２とデータ基板１０３とを接続するものであり、連結部１０４ａと切欠き部１０４ｂとからなる。連結部１０４ａは、測定基板１０２とデータ基板１０３とを連結するものであり、測定基板１０２とデータ基板１０３の間において複数個が分散して形成されている。もちろん、連結部１０４ａの個数は限定されない。これら連結部１０４ａと隣の連結部１０４ａとの間は、切欠き部１０４ｂ、即ち空間となっている。したがって、測定カード１０１は、切欠き部１０４ｂによって測定基板１０２とデータ基板１０３とに分離され、連結部１０４ａによって連結されている。
【０１１９】
なお、本発明に係るハイブリッド基板は、電気泳動に限らず、ハイブリダイゼーション、インキュベーション、およびカラムクロマトグラフィーなどの、他のアッセイにおいても使用可能である。
【０１２０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２１】
本発明のハイブリッド基板は、次のようなハイブッリド測定基板としての構成であってもよい。すなわち、本発明に係るハイブッリド測定基板は、物理的または化学的測定を行う測定基板と、測定データを記録するデータ基板と、これら両基板を連結する連結手段とを備え、前記測定基板は、物理的または化学的測定を行う測定領域を備え、前記
データ基板は、測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する記録領域とを備えていてもよい。
【０１２２】
また、本発明に係る測定装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する測定装置であって、前記測定領域において物理的または化学的測定を行う測定手段と、前記暗号化方式の鍵を用いて測定データを暗号化するデータ暗号化手段と、前記記録領域に暗号化測定データを記録する記録手段と、を備えていてもよい。
【０１２３】
また、本発明に係る再生装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する再生装置であって、前記記録領域に記録された暗号化測定データを再生する再生手段と、前記鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号化手段と、を備えてもよい。
【０１２４】
また、本発明に係るハイブッリド測定基板は、上記構成に加え、前記暗号化は対称暗号化方式における共通鍵を用いて行い、前記共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵を前記記録領域に記録してもよい。
【０１２５】
また、本発明に係る測定装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する測定装置であって、前記測定領域において物理的または化学的測定を行う測定手段と、前記対称暗号化方式の共通鍵を用いて測定データを暗号化するデータ暗号化手段と、前記非対称暗号化方式の公開鍵を用いて前記共通鍵を暗号化する共通鍵暗号化手段と、前記記録領域に暗号化測定データと暗号化共通鍵を記録する記録手段と、を備えてもよい。
【０１２６】
また、本発明に係る再生装置は、上記ハイブリッド測定基板を使用する再生装置であって、前記記録領域に記録された暗号化測定データと暗号化共通鍵を再生する再生手段と、非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて暗号化共通鍵を復号する共通鍵復号化手段と、前記復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号手段と、を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明のハイブリッド基板および測定再生装置は、高精度の診断を容易に安価で行うために、光ディスクの技術と生体測定チップの技術を融合させ、患者である測定対象者の住居の近所にある治療拠点あるいは、患者である測定対象者の居住する家庭内において、身近なデジタル医療測定機器を普及させることに大きく貢献することができる。そのため、本発明は、例えば、医療機器分野、測定装置分野、光ディスク分野等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る実施の一形態の測定ディスクを示す平面図である。
【図２】図１の測定ディスクにおいて、使用済みの測定基板を切り離して、データ基板を保管できることを示す図である。
【図３】図１の測定ディスクにおける連結領域に跨ったバーコードを示す図である。
【図４】図１の測定ディスクを使用する測定再生装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１の測定ディスクの測定領域における泳動路と液溜との断面を示す斜視図である。
【図６】図３に示した測定再生装置における記録再生回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図３に示した測定再生装置における、図１の測定ディスクを装着した状態のターンテーブルを示す斜視図である。
【図８】図３の測定装置における測定および記録動作を示すフローチャートである。
【図９】図３の測定再生装置における再生動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る他の実施形態の記録再生回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の記録再生回路における測定及び記録動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１０の記録再生回路における再生動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る他の実施形態のハイブリッド基板を示す平面図である。
【図１４】従来のバイオコンパクトディスクの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 測定ディスク（ハイブリッド基板）
２，１０２ 測定基板
２ａ，１０２ｂ 測定領域
３，１０３ データ基板
３ａ，１０３ａ 記録領域
３ｂ，１０３ｂ 暗号化データ記録領域
４ 連結領域
５ａ〜５ｄ 液溜
５ｅ 泳動路
５ｘ 測定チップ
６ａ〜６ｄ 電極
７ 光ピックアップ（記録手段、再生手段、測定手段）
１３ 測定再生装置
２１，２１’ 記録ブロック
２１ａ 測定データ暗号化回路（データ暗号化手段）
２１ｃ 記録回路（記録手段）
２１ｄ 共通鍵生成回路（鍵生成手段）
２２，２２’ 再生ブロック
２２ａ 再生回路（再生手段）
２２ｃ 測定データ復号回路（データ復号化手段）
２３ 測定回路（測定手段）
４４ 反射膜
５４，５４’ 記録再生回路
５６ コントローラ
１０１ 測定カード（ハイブリッド基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板と、これら両基板を連結している連結領域とを備え、
前記データ基板は、上記測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域を有することを特徴とするハイブリッド基板。
【請求項２】
ディスク形状であり、上記データ基板の直径が光ディスクの規格径に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド基板。
【請求項３】
上記測定データの暗号化が対称暗号化方式における共通鍵を用いて行われている場合、
上記暗号化データ記録領域は、前記共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵を記録することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド基板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド基板を構成する、測定基板。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド基板を構成する、データ基板。
【請求項６】
請求項１または２に記載のハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、
上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、
上記測定手段により測定された結果を示すデータを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、
上記暗号化データ記録領域に暗号化測定データを記録する記録手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項３に記載のハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、
上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、
対称暗号化方式の共通鍵を用いて測定データを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、
非対称暗号化方式の公開鍵を用いて前記共通鍵を暗号化して暗号化共通鍵とする共通鍵暗号化手段と、
前記暗号化データ記録領域に暗号化測定データと暗号化共通鍵とを上記暗号化データ記録領域に記録する記録手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項８】
上記共通鍵を生成する鍵生成手段を有することを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載のハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、
上記暗号化測定データを再生する再生手段と、
再生された暗号化測定データを復号するデータ復号化手段と、
を備えることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１０】
請求項３に記載のハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、
上記暗号化測定データと上記暗号化共通鍵とを再生する再生手段と、
非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて上記暗号化共通鍵を復号する共通鍵復号化手段と、
上記復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号手段と、
を備えることを特徴とする再生装置。
【請求項１１】
請求項６の測定装置と請求項９の再生装置とを備えることを特徴とする測定再生装置。
【請求項１２】
請求項７または８の測定装置と請求項１０の再生装置とを備えることを特徴とする測定再生装置。
【請求項１】
試料の測定が可能な測定基板と、データの記録が可能なデータ基板と、これら両基板を連結している連結領域とを備え、
前記データ基板は、上記測定基板にて試料を測定した結果を示す測定データを暗号化した暗号化測定データを記録する暗号化データ記録領域を有することを特徴とするハイブリッド基板。
【請求項２】
ディスク形状であり、上記データ基板の直径が光ディスクの規格径に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド基板。
【請求項３】
上記測定データの暗号化が対称暗号化方式における共通鍵を用いて行われている場合、
上記暗号化データ記録領域は、前記共通鍵を非対称暗号化方式の公開鍵で暗号化した暗号化共通鍵を記録することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド基板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド基板を構成する、測定基板。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド基板を構成する、データ基板。
【請求項６】
請求項１または２に記載のハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、
上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、
上記測定手段により測定された結果を示すデータを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、
上記暗号化データ記録領域に暗号化測定データを記録する記録手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項３に記載のハイブリッド基板を使用して試料の測定を行う測定装置であって、
上記測定基板において試料の測定を行う測定手段と、
対称暗号化方式の共通鍵を用いて測定データを暗号化して暗号化測定データとするデータ暗号化手段と、
非対称暗号化方式の公開鍵を用いて前記共通鍵を暗号化して暗号化共通鍵とする共通鍵暗号化手段と、
前記暗号化データ記録領域に暗号化測定データと暗号化共通鍵とを上記暗号化データ記録領域に記録する記録手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項８】
上記共通鍵を生成する鍵生成手段を有することを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載のハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、
上記暗号化測定データを再生する再生手段と、
再生された暗号化測定データを復号するデータ復号化手段と、
を備えることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１０】
請求項３に記載のハイブリッド基板のデータ基板に記録されたデータを再生する装置であって、
上記暗号化測定データと上記暗号化共通鍵とを再生する再生手段と、
非対称暗号化方式における秘密鍵を用いて上記暗号化共通鍵を復号する共通鍵復号化手段と、
上記復号化された共通鍵を用いて暗号化測定データを復号するデータ復号手段と、
を備えることを特徴とする再生装置。
【請求項１１】
請求項６の測定装置と請求項９の再生装置とを備えることを特徴とする測定再生装置。
【請求項１２】
請求項７または８の測定装置と請求項１０の再生装置とを備えることを特徴とする測定再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−９３３８４（Ｐ２００７−９３３８４Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８３０９２（Ｐ２００５−２８３０９２）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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