バイオセンサ測定装置及びその測定方法
【課題】バイオセンサ測定装置において、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消し測定精度を高める。
【解決手段】バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成り、バイオセンサ部は、基材と、ドレイン電極およびソース電極と、半導体膜と、半導体膜上に配置された絶縁膜と、被測定物が配置される感応膜と、被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、隔壁とを備え、測定部は、一定の電流を出力する電流源と、基準電位部と、出力電圧を測定する電圧計と、参照電圧を印加する参照電圧源とを備え、制御部は、測定部における測定を制御する測定設定部と、電圧計により測定した出力電圧を参照電圧に対応づけて記憶する記憶部と、記憶された出力電圧と参照電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、データマップに基づき被測定物の電位を計算する計算手段とを備えるバイオセンサ測定装置。
【解決手段】バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成り、バイオセンサ部は、基材と、ドレイン電極およびソース電極と、半導体膜と、半導体膜上に配置された絶縁膜と、被測定物が配置される感応膜と、被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、隔壁とを備え、測定部は、一定の電流を出力する電流源と、基準電位部と、出力電圧を測定する電圧計と、参照電圧を印加する参照電圧源とを備え、制御部は、測定部における測定を制御する測定設定部と、電圧計により測定した出力電圧を参照電圧に対応づけて記憶する記憶部と、記憶された出力電圧と参照電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、データマップに基づき被測定物の電位を計算する計算手段とを備えるバイオセンサ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイオセンサ測定装置に関し、特に、電界効果トランジスタを利用したバイオセンサ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液や細胞等の生体試料やその中の特定成分について迅速かつ簡便に濃度等を測定する方法として、電気化学的検出手段によるバイオセンサが実用化されている。その一つとして、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＦＥＴという）を用いたバイオセンサが知られ、特にＩＳＦＥＴ（Ｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ＦＥＴ）と呼ばれている。ＩＳＦＥＴを用いたＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）やタンパク質等の生体成分、細胞などの検出系への応用が盛んに研究されている。
【０００３】
しかしながら、ＩＳＦＥＴを用いたバイオセンサは、トランジスタごとの個体差が大きい。そのため、トランジスタの個体差により、測定結果にばらつきが生じてしまうという問題があった。そこで、個々のバイオセンサごとの個体差に合った最適な参照電圧を設定し、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消するとともに、個々のトランジスタの性能を最大限活かすことができる測定装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明においては、バイオセンサ測定装置において、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消し、測定精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、前記バイオセンサ部は、基材と、前記基材上に離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して前記基材上に配置された半導体膜と、前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁とを備え、前記測定部は、前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、前記ソース電極と接続された基準電位部と、前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、前記参照電極へと参照電圧を印加する参照電圧源とを備え、前記制御部は、前記測定部における測定を制御する測定設定部と、前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記参照電圧に対応づけて記憶する記憶部と、記憶された前記出力電圧と前記参照電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
前記バイオセンサ部は、前記ドレイン電極及び前記ソース電極と絶縁されたゲート電極を備えてもよい。
【０００８】
また、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、前記バイオセンサ部は、基材と、前記基材上に配置されて可変のゲート電圧が印加されるゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁され、離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して配置された半導体膜と、前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁とを備え、前記測定部は、前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、前記ソース電極と接続された基準電位部と、前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、前記ゲート電極へとゲート電圧を印加するゲート電圧源とを備え、前記制御部は、前記測定部における測定を制御する測定設定部と、前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記ゲート電圧に対応づけて記憶する記憶部と、記憶された前記出力電圧と前記ゲート電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記マッピング部は、予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップの補整を行ってもよい。
【００１０】
前記バイオセンサ部は、前記ゲート電極と接続可能なゲート電極用補助電極を備え、参照電極と前記ゲート電極用補助電極とを切り替え可能なメカニカルスイッチを備えてもよい。
【００１１】
前記基材、前記ドレイン電極、前記ソース電極、前記半導体膜、前記絶縁膜及び前記感応膜の少なくとも１つ以上が透明であってもよい。
【００１２】
前記制御部は、前記電圧計により測定した前記出力電圧に基づくデータを表示する表示部を備えてもよい。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、前記バイオセンサ部の参照電極へと可変の参照電圧を印加して出力電圧を測定し、前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧を対応付けて記憶し、前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧から、データマップを作成し、前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、前記参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記参照電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、前記バイオセンサ部のゲート電極へと可変のゲート電圧を印加して出力電圧を測定し、前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧を対応付けて記憶し、前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧から、データマップを作成し、予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップを補整し、前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記ゲート電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、個々のバイオセンサごとの個体差に合った最適な参照電圧を設定し、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消することができるバイオセンサ測定装置及びその測定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はトップゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はボトムゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はボトムゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置におけるバイオセンサ部のＶＧ−ＶＤ特性の一例を示すグラフである。
【図６】被測定物の出力電圧特性による、出力電圧の変化を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の概要を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の概要を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施例に係るバイオセンサ測定装置を用いて電位の変化を測定した結果を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係るバイオセンサ測定装置及びその測定方法について説明する。但し、本発明のバイオセンサは多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態及び実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（バイオセンサ測定装置）
図１は、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。ただし、（ｂ）では、感応膜１５０、及び絶縁膜１５５は省略している。
【００１９】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、バイオセンサ部１００と、測定部２００と、制御部３００とを有する。バイオセンサ部１００は、基材１１０と、ドレイン電極１２０と、ソース電極１３０と、半導体膜１４０と、感応膜１５０と、絶縁膜１５５、参照電極１６０と、隔壁１７０と、被測定部１８０とを有する。測定部２００は、電流源２１０と、基準電位部２２０と、電圧計２３０と、参照電圧源２４０とを有する。制御部３００は、測定を制御し設定する測定設定部３１０と、電圧計２３０により測定された電圧を記憶する記憶部３２０と、記憶部に記憶された電圧に基きデータマップを作成するマッピング部３３０と、データマップと被検査物搭載時の出力電圧から被測定物１８０の電位を算出する計算部３４０部とを有する。
【００２０】
まず、バイオセンサ部１００の構成の詳細について説明する。
【００２１】
基材１１０は絶縁性の材料である。例えば、ガラスなどの無機材料や、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）またはＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などのプラスチック（ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂）に代表される有機材料であってもよい。基材１１０は、透明であることが好ましい。この透明とは、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から第２の絶縁膜１５１上に配置された被測定物１９１を観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００２２】
また、基材１１０の形状は特に限定されることはなく、平板、平膜、フィルム、多孔質膜などの平坦な形状、シリンダ、スタンプ、マルチウェルプレート、マイクロ流路などの立体的な形状であってもよい。フィルムを使用する場合には、その厚さは特に限定されることはないが、例えば、１μｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。
【００２３】
基材１１０がフレキシブルな材料である場合には、基材１１０を曲げることが可能となり、測定時のＦＥＴセンサの設置などの自由度が増加する。また、ロール ｔｏ ロールでのバイオセンサの形成が可能となり、低コストでのバイオセンサの製造が可能となる。
【００２４】
なお、基材１１０上に他の絶縁膜が配置され形成されていてもよい。この場合には、ＦＥＴセンサはその基材１１０上の他の絶縁膜上に形成される。また、この場合には、他の絶縁膜の材料は透明であることが好ましい。
【００２５】
ドレイン電極１２０及びソース電極１３０は、基材１１０上に配置される。
【００２６】
ドレイン電極１２０及びソース電極１３０には、導電性材料を用いる。例えば、チタン、アルミ、銅、金等を用いることができるが、特に透明な導電性材料を用いることが好ましく、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を用いることができる。ドレイン電極１２０及びソース電極１３０の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
【００２７】
半導体膜１４０は、基材１１０上に配置されている。また、半導体膜１４０は、ドレイン電極１２０とソース電極１３０との間に、配置されている。そして、半導体膜１４０は、ドレイン電極１２０とソース電極１３０とにオーミック接触している。
【００２８】
半導体膜１４０の材料としては、絶縁膜１５５を積層可能な材料であればよく、例えばアモルファス酸化物を用いることができる。そのようなアモルファス酸化物の主成分は、ＩｎＭＺｎＯと表すことができ、ここで、Ｍは、Ｇａ（ガリウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）のうち少なくとも１種である。この中でも、アモルファス酸化物としては、ＭがＧａであるＩｎＧａＺｎＯ系のものを用いるのが好ましい。ＩｎＧａＺｎＯ系のアモルファス酸化物は、室温から１５０°Ｃ程度の低温で成膜が可能であることから、基材１１０が耐熱性に乏しいプラスチックやガラスにより構成されている場合でも使用することができる。また、ＩｎＧａＺｎＯ系のアモルファス酸化物には、必要に応じて、Ａｌ、Ｆｅ、Ｓｎなどが加えられていてもよい。
【００２９】
また、半導体膜１４０の別の材料としては、酸化物亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする酸化物半導体から用いられていてもよい。ＺｎＯを主成分とする場合には、真性の酸化物亜鉛の他に、必要に応じて、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、窒素（Ｎ）及び炭素（Ｃ）等のｐ型ドーパント及びホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等のｎ型ドーパントがドーピングされた酸化亜鉛及びマグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などがドーピングされた酸化亜鉛を加えたものであってもよい。さらに、半導体膜１４０は、錫を添加した酸化インジウム（インジウム錫オキサイド：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの酸化物半導体から形成されていてもよい。
【００３０】
半導体膜１４０は、透明であることが好ましい。この透明とは、基材１１０と同様に、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から感応膜１５０に配置された被測定物１８０が観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００３１】
絶縁膜１５５は、ドレイン電極１２０、ソース電極１３０および半導体膜１４０の上に積層して配置される。
【００３２】
絶縁膜１５５は、絶縁性材料が用いられるが、特に、透明な絶縁性材料を用いることが好ましく、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素等を用いることができる。また、プラスチック基板のような透明な有機樹脂からなる基板、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミドのような透明なフィルム等を用いてもよい。絶縁膜１５５の厚さは、５０ｎｍ〜１μｍの範囲で適宜選択することができる。なお、この透明とは、基材１１０と同様に、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から感応膜１５０に配置された被測定物１８０が観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００３３】
感応膜１５０は、絶縁膜１５５と接触し、半導体膜１４０の上方に配置される。また、感応膜１５０は、絶縁膜１５５を介して、間接的に半導体膜１４０と接触して配置される。例えば、感応膜１５０は、絶縁膜１５５を覆って配置されてもよい。感応膜１５０は、被測定物１８０に添加された試料に含まれる被検査物、例えば、細胞、ＤＮＡ、糖鎖、タンパク質等を配置可能なものである。感応膜１５０は、透明な絶縁材料を用い、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化アルミニウム等を用いることができる。
【００３４】
また、図２に示すように、バイオセンサ部１００は、トップゲート型でもよく、半導体膜１４０の上方にゲート電極１４５を有してもよい。なお、図２の（ｂ）では、ゲート電極１４５、感応膜１５０、及び絶縁膜１５５は省略しており、（ｃ）ではゲート電極１４５に係る回路は省略している。
【００３５】
ゲート電極１４５には、導電性材料を用いる。例えば、チタン、アルミ、銅、金等を用いることができるが、特に透明な導電性材料を用いることが好ましく、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を用いることができる。ゲート電極１４５、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
【００３６】
また、ゲート電極１４５は、バイオセンサによる被測定物の特性測定時には、フローティング電極として用いることができる。
【００３７】
ゲート電極１４５、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０の電極材料が透明であると、より確実にサンプルを顕微鏡で観察することが可能となるため、被測定物１８０の配置箇所に応じて、これらの電極の電極材料の１つ以上が透明であることが好ましい。この透明とは、基材１１０と同様に、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から感応膜１５０に配置された被測定物１８０が観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００３８】
隔壁１７０は、被測定物１８０を配置するためのもので、例えば、ガラス、プラスチック等を用いることができる。なお、図１（ｂ）においては、隔壁１７０を上方から見た場合に、四角くなっているが、これに限られず、例えば円形などでもよい。
【００３９】
本発明の一実施形態に係るバイオセンサ部１００は、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０と絶縁された参照電極１６０を被測定物１８０に接触させることで被測定物１８０から出力される電気信号の測定を行う。参照電極１６０は、被測定物１８０に挿入してもよいし、パターンとして形成してもよい。被測定物１８０は、被検査物を投入可能であり、参照電極１６０により電位を測定可能なものであればよく、例えば液体であって、培養液などの薬液である。
【００４０】
なお、これと異なり、被測定物１８０へと参照電極１６０を接触させる代わりに、ゲート電極用補助電極端子（図示せず）を用意し、ゲート電極用補助電極端子とゲート電極１４５とを電気的に接触させて、ゲート電圧ＶＧを印加してもよい。これにより、被測定物１８０が生体物質等の被検査物を添加されている場合においても、被検査物の影響を受けない状態で出力電圧ＶＤを測定することができる。従って、被検査物がセットされた状態であっても、参照電圧ＶＧ及び出力電圧ＶＤを測定し、後述のデータマップを作成することができる。なお、この場合、被測定物１８０に用いる培養液のＶＧ−ＶＤ特性について、予め測定しておき、ゲート電極用補助電極端子を用いて測定したＶＧ−ＶＤ特性と、培養液を被測定物１８０として隔壁１７０に囲まれた領域へと入れ、参照電極１６０を用いて測定したＶＧ−ＶＤ特性との電圧特性差、すなわちシフト量を測定しデータマップ化しておき、ゲート電極用補助電極端子を用いて測定したＶＧ−ＶＤ特性のデータマップから、用いる培養液に応じて電圧ＶＧの電圧値を全体的にシフト量分だけ増減する補整を行い、培養液ごとの特性により生じる測定結果のバラつきを防止することが好ましい。
【００４１】
次に、測定部２００の構成の詳細について説明する。
【００４２】
電流源２１０は、ドレイン電極１２０と電気的に接続される、ドレイン電流ＩＤが一定な定電流源である。
【００４３】
基準電位部２２０は、ソース電極１３０と電気的に接続される、回路のグランド（ＧＮＤ）である。
【００４４】
電圧計２３０は、電流源２１０とドレイン電極１２０との接続部１２５と電気的に接続され、接続部１２５を出力端子として、出力電圧ＶＤを測定する。
【００４５】
従来、バイオセンサ部のトランジスタ特性を評価する場合には、ＶＧ−ＩＤ特性、すなわち参照電圧ＶＧに対するドレイン電流ＩＤを測定し、その関係により、トランジスタ特性を測定していた。
【００４６】
一方、本発明においては、ＶＧ−ＶＤ特性、すなわちドレイン電流ＩＤを固定の値とし、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤを測定し、その関係により、トランジスタ特性を評価する。出力電圧ＶＤを測定することにより、ドレイン電流ＩＤを測定する場合と比べ、バイオセンサ部の電位変化を、増幅度を大きくし感度良く測定することができ、よりバイオセンサ部のトランジスタ特性の把握に優れる。
【００４７】
参照電圧源２４０は、参照電極１６０と電気的に接続され、参照電極１６０へと参照電圧ＶＧを印加する電圧源である。
【００４８】
以上のように、測定部２００は、電流源２１０より固定のドレイン電流ＩＤをドレイン電極１２０へと出力し、参照電圧源２４０より参照電極１６０へと印加する参照電圧ＶＧを変化させた場合における、接続部１２５における出力電圧ＶＤの変化を、電圧計２３０により測定する。
【００４９】
次に、制御部３００の構成の詳細について説明する。
【００５０】
制御部３００は、例えば測定部２００を制御するソフトウェアを備えたパーソナルコンピュータであり、測定部２００を制御するとともに、測定部２００における測定結果を記憶する。
【００５１】
制御部３００の測定設定部３１０は、測定部２００における基本の測定シーケンスを設定し、制御する。すなわち、電流源２１０を制御して、ドレイン電流ＩＤの値を設定したり、参照電圧源２４０を制御して、出力電圧ＶＤの値を設定したりすることができる。
【００５２】
また、測定設定部３１０は、電圧計２３０における電圧測定のタイミングを設定し、制御してもよい。これにより、電圧計２３０により、例えば１秒間隔で電圧を測定するなど、経時的に出力電圧ＶＤを測定することができ、その結果、被検査物である細胞やタンパク質等の経時的な応答性を電気的に検知することが可能となる。
【００５３】
測定部２００がＶＧ−ＶＤ特性を継続的に、参照電圧ＶＧの電圧値の一定間隔ごとに測定するよう、制御部３００の測定設定部３１０において設定してもよい。例えば、出力電圧ＶＤを測定する間隔は０．１Ｖごとなどでよい。精緻なデータマップの作成のためには、ある程度小さな電圧間隔により電圧値を記憶し、データマップを作成することが好ましく、参照電圧ＶＧの電圧値の変化は、０．１Ｖ以下であることが好ましい。
【００５４】
また、記憶部３２０は、電圧計２３０により測定された出力電圧ＶＤを参照電圧ＶＧと対応付けて測定結果として記憶する。記憶部３２０は記憶媒体であり、例えばハードディスク、ＳＳＤ、フラッシュメモリなどである。記憶部３２０は、複数の測定結果を記憶可能である。
【００５５】
マッピング部３３０は、記憶部３２０により記憶された複数の測定結果に基づいて、データマップを作成する。すなわち、出力電圧ＶＤと参照電圧ＶＧとの対応関係を示す複数のデータをデータマップ化することにより、被検査物が搭載されていない状態におけるバイオセンサ部のトランジスタの特性を把握することができる。
【００５６】
データマップは、バイオセンサ部ごとの出力電圧ＶＤの電圧値と参照電圧ＶＧの電圧値との関係が把握できる形式であればよく、例えば表計算ソフトウェアのワークシートの形式でもよい。
【００５７】
本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置においては、マッピング部３３０によりデータマップを作成後、バイオセンサ部１００の被測定物１８０内へと被検査物を搭載して被測定物１８０へと参照電極１６０の動作点電圧として参照電圧ＶＧ１を印加して、電圧計２３０により、被検査物搭載時出力電圧として、出力電圧ＶＤ２を測定する。計算部３４０は、マッピング部３３０において作成されたデータマップを参照し、被検査物が搭載された状態において測定された出力電圧ＶＤ２から、それに対応するデータマップ上の参照電圧ＶＧ２を算出する。参照電圧ＶＧ２は、被検査物搭載時出力電圧である出力電圧ＶＤ２に対応するものとして、被検査物搭載時電圧といえる。計算部３４０は、参照電圧ＶＧ２と参照電圧ＶＧ１との差により、被検査物を搭載したことによる電位の変化を計算する。
【００５８】
バイオセンサ部で用いるトランジスタは、それぞれ、参照電圧ＶＧの電圧値に対する出力電圧ＶＤの電圧値、すなわち出力特性が異なる。そのため、同じ被検査物の測定においても、バイオセンサ部の特性により、測定結果が異なることとなってしまう。しかし、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置においては、計算部３４０により、電位の変化のみを算出することができるため、トランジスタごとの出力特性のバラつきに左右されることなく、被検査物の特性を測定することができる。
【００５９】
なお、マッピング部３３０と計算部３４０とは、１つのソフトウェアにより実現されてもよく、例えば表計算ソフトウェアにより実現されてもよい。
【００６０】
制御部３００は、さらに表示部３５０（図示せず）を有してもよい。表示部３５０は、測定部２００による測定結果を表示するディスプレイ装置である。表示する測定結果としては、例えば、電圧計により測定した出力電圧ＶＤだけでなく、印加している参照電圧ＶＧ、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとのデータマップ、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとの対応関係を示すグラフ、被検査物搭載時の電位の変化などである。
【００６１】
以上のように、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置においては、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができる。
【００６２】
次に、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する。
【００６３】
図３は、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はボトムゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。ただし、（ｂ）では、感応膜１５０、及び絶縁膜１５５は省略しており、（ｃ）ではゲート電極１４５に係る一部の回路は省略している。
【００６４】
図２を参照して前述した本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、トップゲート型の構成であったが、図３に係る実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、ボトムゲート型の構成であり、ゲート電極１４５が、基材１１０上に配置され、ゲート電極１４５は、ゲート絶縁膜１９０により、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０と電気的に絶縁される。ゲート絶縁膜１９０は、基材１１０及びゲート電極１４５上に配置され基材１１０及びゲート電極１４５を覆う。ゲート絶縁膜１９０の材料は、前述した絶縁膜１５５と同様の材料であってもよい。
【００６５】
半導体膜１４０は、ゲート電極１４５の上方に配置される。ゲート電極１４５は、ドレイン電極１２０とソース電極１３０との間から引き出され、ゲート電極１４５が延伸された箇所の上方に隔壁１７０を設けて、被測定物１８０を配置してもよい。これにより、自由に被測定物の配置箇所を設定することができる。
【００６６】
ゲート電極１４５には、測定部２００のゲート電圧源２５０から、ゲート電圧ＶＧが印加される。
【００６７】
なお、図４に示すように、ゲート電極用補助電極端子１４５ａを用意し、ゲート電極用補助電極端子１４５ａとゲート電極１４５とを電気的に接触させて、ゲート電圧ＶＧを印加してもよい。この場合、ゲート電圧源２５０とゲート電極用補助電極端子１４５ａとの間にメカニカルスイッチ２５５を設けて、動作点を決定する際には、スイッチをオンして測定を行う。被検査物の特性を測定する際には、スイッチをオフして、被検査物の特性の測定に影響が出ないようにすることができる。
【００６８】
また、測定部において、参照電圧源２４０とゲート電圧源２５０とを切り替え可能な切替スイッチ（図示せず）を有してもよい。
【００６９】
本実施形態においては、マッピング部３３０において、上述した実施形態における参照電圧ＶＧと、出力電圧ＶＤとのデータマップの作成の代わりに、ゲート電圧ＶＧと、出力電圧ＶＤとのデータマップを作成する。このとき、被検査物を含まない被測定物１８０の出力電圧特性を予め測定しておき、この出力電圧特性に基いてデータマップについて出力電圧ＶＤの測定値をシフトさせる補整を行うことが好ましい。すなわち、培養液等の被測定物１８０自体のｐＨ値等の影響により、ＶＧ−ＶＤ特性は影響を受けるため、図６に示すように、同じ電圧ＶＧを印加したとしても、異なる出力電圧ＶＤとなる。そのため、ゲート電極１４５を用いた被測定物１８０の影響を受けない状態でのＶＧ−ＶＤ特性の測定データによるデータマップを用いて被検査物の電位を計算する際に、被測定物１８０の出力電圧特性を考慮する必要がある。そのため、被測定物１８０の出力電圧特性をあらかじめ測定しておく。被測定物１８０ごとの出力電圧特性に基いて、データマップについて出力電圧ＶＤの測定値をシフトさせる補整を行うことにより、被検査物の電位を被検査物を含まない被測定物１８０自体の影響を考慮することなく算出することができる。これにより、被測定物を搭載しない状態においても、データマップを作成することができる。
【００７０】
（バイオセンサ測定装置による測定方法）
次に、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の流れを説明する。なお、測定方法に用いるバイオセンサ測定装置の各構成の詳細は、上述したとおりである。
【００７１】
まず、隔壁１７０で囲まれた空間へと、生体物質等の被検査物を添加しない状態の被測定物１８０を注入する。被測定物１８０は、例えば培養液などの薬液である。
【００７２】
被測定物１８０へ、参照電極１６０を接触させた状態で、一定の電流ＩＤを電流源２１０において出力し、参照電極１６０において、参照電圧ＶＧを一定範囲で変化させた場合の、出力電圧ＶＤを、電圧計２３０において測定する。
【００７３】
制御部３００の記憶部３２０は、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとを関連付けて記憶する。このとき、記憶部３２０は、時間経過も合わせて記憶してもよい。
【００７４】
以下の手順については、バイオセンサ部のＶＧ−ＶＤ特性のデータマップの一例をグラフ化した図５を参照して説明する。
【００７５】
図５は、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置におけるバイオセンサ部のＶＧ−ＶＤ特性の一例を示すグラフである。
【００７６】
図５を参照すると、被検査物を搭載しない状態において参照電極１６０へと参照電圧ＶＧ１を印加した場合、電圧計２３０では、出力電圧ＶＤ１が測定される。例えば、参照電圧ＶＧ１の電圧値が１．６Ｖのときに、出力電圧ＶＤ１の電圧値が１．１Ｖとなる。この測定結果は、記憶部３２０により記憶され、マッピング部３３０によりデータマップに格納される。
【００７７】
データマップ作成後、被検査物の特性を測定する。被検査物の特性を測定する場合には、被検査物を被測定物１８０内へと搭載して、参照電極１６０へと参照電圧ＶＧ１を印加して、電圧計２３０において被検査物搭載時の出力電圧を測定する。被検査物を搭載してない状態においては、参照電圧ＶＧ１に対応する出力電圧として、出力電圧ＶＤ１が測定されたが、被検査物を搭載した状態においては、被検査物により電位が変化し、出力電圧ＶＤ１と電圧値が異なる出力電圧ＶＤ２が測定される。例えば、参照電圧ＶＧ１として、１．６Ｖの電圧を印加した場合、出力電圧ＶＤ２として電圧値０．９Ｖが測定される。
【００７８】
計算部３４０において、データマップを参照し、出力電圧ＶＤ２に対応する参照電圧ＶＧ２を算出する。例えば、図５に係るバイオセンサ部１００のトランジスタにおいては、出力電圧ＶＤ２が０．９Ｖの場合に、対応する参照電圧ＶＧは、１．７５Ｖとなる。ここで、データマップ上は、参照電圧ＶＧ２と表現されるものは、被検査物搭載時における電位Ｖｓｕｆであり、印加した参照電圧ＶＧ１に、被検査物の電圧特性が加わったものである。したがって、参照電圧ＶＧ２と参照電圧ＶＧ１との差Ｐを求めることにより、被検査物の影響による電位の変化が算出される。例えば、図５に係るバイオセンサ部１００のトランジスタにおいては、参照電圧ＶＧ２が１．７５Ｖ、参照電圧ＶＧ１が１．５Ｖであるから、１．７５Ｖ−１．５Ｖ＝０．２５Ｖであり、被検査物の影響により、被測定物１８０の電位が０．２５Ｖ変化したことが分かる。
【００７９】
図７は、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の概要を示すフローチャートであり、以下、図７を参照しつつ測定方法の流れを説明する。なお、図７における測定方法は、例えば図１や図２に係るバイオセンサ測定装置を用いた場合の測定方法である。
【００８０】
まず、電流源２１０において入力するドレイン電流ＩＤを設定する（Ｓ１００）。ドレイン電流ＩＤは固定値であり、例えば１００ｎＡ以上５００ｎＡ以下の電流値に設定される。
【００８１】
次に、参照電圧源２４０により参照電極１６０へと印加する参照電圧ＶＧを設定し、電圧計２３０において、出力電圧ＶＤの測定を開始する（Ｓ１１０）。
【００８２】
測定した出力電圧ＶＤを、参照電圧ＶＧと関連付けた測定結果として記憶部３２０で記憶する（Ｓ１２０）。
【００８３】
参照電圧ＶＧを所定の電圧値の範囲内で変化させ、出力電圧ＶＤの測定を複数回繰り返し、複数の測定結果を記憶部３２０において記憶する（Ｓ１３０）。所定の電圧値の範囲は、通常被測定物の測定のために参照電圧ＶＧとして印加する範囲の電圧値である。
【００８４】
記憶部３２０に記憶された複数の測定結果から、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとの対応関係を示したデータマップを作成する（Ｓ１４０）。
【００８５】
バイオセンサ部１００の感応部１４０に被検査物を搭載し、参照電圧ＶＧ１を印加して、出力電圧ＶＤ２を測定する（Ｓ１５０）。
【００８６】
出力電圧ＶＤ２に対応する参照電圧ＶＧ２を、データマップを参照して算出する（Ｓ１６０）。
【００８７】
算出された参照電圧ＶＧ２と、参照電圧ＶＧ１との差を求めて、被検査物の搭載による電位の変化を算出する（Ｓ１７０）。
【００８８】
以上の本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法により、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができるバイオセンサ測定方法が提供される。
【００８９】
次に、図８を参照して、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法を説明する。なお、図８における測定方法は、例えば図３や図４に係るバイオセンサ測定装置を用いた場合の測定方法である。
【００９０】
まず、電流源２１０において入力するドレイン電流ＩＤを設定する（Ｓ２００）。ドレイン電流ＩＤは固定値であり、例えば１００ｎＡ以上５００ｎＡ以下の電流値に設定される。
【００９１】
次に、ゲート電圧源２５０によりゲート電極１４５へと印加するゲート電圧ＶＧを設定し、電圧計２３０において、出力電圧ＶＤの測定を開始する（Ｓ２１０）。
【００９２】
測定した出力電圧ＶＤを、ゲート電圧ＶＧと関連付けた測定結果として記憶部３２０で記憶する（Ｓ２２０）。
【００９３】
ゲート電圧ＶＧを所定の電圧値の範囲内で変化させ、出力電圧ＶＤの測定を複数回繰り返し、複数の測定結果を記憶部３２０において記憶する（Ｓ２３０）。所定の電圧値の範囲は、通常被測定物の測定のために参照電圧ＶＧとして印加する範囲の電圧値である。
【００９４】
記憶部３２０に記憶された測定結果から、ゲート電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとの対応関係を示したデータマップを作成する（Ｓ２４０）。予め測定した被測定物の出力電圧特性に応じて、データマップを補整する（Ｓ２４５）。
【００９５】
バイオセンサ部１００の感応部１４０に被検査物を搭載し、参照電圧ＶＧ１を印加して、出力電圧ＶＤ２を測定する（Ｓ２５０）。
【００９６】
出力電圧ＶＤ２に対応する参照電圧ＶＧ２を、データマップを参照して算出する（Ｓ２６０）。
【００９７】
算出された参照電圧ＶＧ２と、参照電圧ＶＧ１との差を求めて、被検査物の搭載による電位の変化を算出する（Ｓ２７０）。
【００９８】
以上の本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法により、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができるバイオセンサ測定方法が提供される。また、被測定物を搭載しない状態においても、データマップを作成することができる。
【実施例】
【００９９】
図９を参照して、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置を用いて電位の変化を測定する方法の一例を説明する。
【０１００】
電流源２１０からドレイン電極１２０へ入力するドレイン電流ＩＤを固定値１００ｎＡに設定する。
【０１０１】
トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４については、被検査物を搭載しない状態において、被測定物１８０に参照電極１６０を接触させる。参照電圧ＶＧを異なる電圧値で複数回印加し、それぞれの参照電圧ＶＧに対応する出力電圧ＶＤを電圧計２３０で測定する。記憶部３２０において測定結果を記憶し、記憶した測定結果に基づき、マッピング部３３０においてデータマップを作成する。
【０１０２】
感応部１５０上の被測定物１８０内に被検査物を搭載する。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４においては、同じ被検査物を、同量搭載した。
【０１０３】
参照電極１６０の動作点電圧として、参照電圧ＶＧ１を印加する。トランジスタ特性に応じて、異なる参照電圧ＶＧを印加してよい。ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４について、それぞれ、１０５０ｍＶ、１０５０ｍＶ、８２０ｍＶ、９５０ｍＶを参照電圧ＶＧ１の電圧値として印加した。
【０１０４】
データマップにおいては、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４において、上記各参照電圧ＶＧ１を印加した場合の出力電圧ＶＤ１の電圧値は、それぞれ、９．３７２Ｖ、７．５７４Ｖ、７．７８４Ｖ、２．２２７Ｖである。
【０１０５】
一方、被検査物を搭載した状態では、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４において、上記各参照電圧ＶＧ１を印加した場合、出力電圧ＶＤ２の電圧値は、それぞれ、５．１９７Ｖ、１．３８６Ｖ、１．６４４Ｖ、０．９０２Ｖであった。
【０１０６】
ここで、データマップにおいて、今度は、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４の出力電圧ＶＤ２の電圧値に対応する参照電圧ＶＧ２を算出すると、参照電圧ＶＧ２の電圧値は、それぞれ、１０７０ｍＶ、１０７０ｍＶ、８４０ｍＶ、９７０ｍＶであった。
【０１０７】
参照電圧ＶＧ２と、参照電圧ＶＧ１との差を求めると、各トランジスタにおいて、いずれも２０ｍＶとなる。すなわち、被検査物を搭載したことにより、被測定物１８０の電位（電圧）が、それぞれ２０ｍＶ変化したことが分かる。また、電位の変化が、トランジスタの特性に関わらずに算出できることが分かる。
【０１０８】
以上のように、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置及びその測定方法により、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１１０ 基材
１２０ ドレイン電極
１３０ ソース電極
１４０ 半導体膜
１４５ ゲート電極
１５０ 感応膜
１５５ 絶縁膜
１６０ 参照電極
１７０ 隔壁
１８０ 被測定物
１９０ ゲート絶縁膜
２１０ 電流源
２２０ 基準電位部
２３０ 電圧計
２４０ 参照電圧源
２５０ ゲート電圧源
３１０ 測定設定部
３２０ 記憶部
３３０ マッピング部
３４０ 計算部
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイオセンサ測定装置に関し、特に、電界効果トランジスタを利用したバイオセンサ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液や細胞等の生体試料やその中の特定成分について迅速かつ簡便に濃度等を測定する方法として、電気化学的検出手段によるバイオセンサが実用化されている。その一つとして、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＦＥＴという）を用いたバイオセンサが知られ、特にＩＳＦＥＴ（Ｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ＦＥＴ）と呼ばれている。ＩＳＦＥＴを用いたＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ）やタンパク質等の生体成分、細胞などの検出系への応用が盛んに研究されている。
【０００３】
しかしながら、ＩＳＦＥＴを用いたバイオセンサは、トランジスタごとの個体差が大きい。そのため、トランジスタの個体差により、測定結果にばらつきが生じてしまうという問題があった。そこで、個々のバイオセンサごとの個体差に合った最適な参照電圧を設定し、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消するとともに、個々のトランジスタの性能を最大限活かすことができる測定装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明においては、バイオセンサ測定装置において、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消し、測定精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、前記バイオセンサ部は、基材と、前記基材上に離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して前記基材上に配置された半導体膜と、前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁とを備え、前記測定部は、前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、前記ソース電極と接続された基準電位部と、前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、前記参照電極へと参照電圧を印加する参照電圧源とを備え、前記制御部は、前記測定部における測定を制御する測定設定部と、前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記参照電圧に対応づけて記憶する記憶部と、記憶された前記出力電圧と前記参照電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
前記バイオセンサ部は、前記ドレイン電極及び前記ソース電極と絶縁されたゲート電極を備えてもよい。
【０００８】
また、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、前記バイオセンサ部は、基材と、前記基材上に配置されて可変のゲート電圧が印加されるゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁され、離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して配置された半導体膜と、前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁とを備え、前記測定部は、前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、前記ソース電極と接続された基準電位部と、前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、前記ゲート電極へとゲート電圧を印加するゲート電圧源とを備え、前記制御部は、前記測定部における測定を制御する測定設定部と、前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記ゲート電圧に対応づけて記憶する記憶部と、記憶された前記出力電圧と前記ゲート電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記マッピング部は、予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップの補整を行ってもよい。
【００１０】
前記バイオセンサ部は、前記ゲート電極と接続可能なゲート電極用補助電極を備え、参照電極と前記ゲート電極用補助電極とを切り替え可能なメカニカルスイッチを備えてもよい。
【００１１】
前記基材、前記ドレイン電極、前記ソース電極、前記半導体膜、前記絶縁膜及び前記感応膜の少なくとも１つ以上が透明であってもよい。
【００１２】
前記制御部は、前記電圧計により測定した前記出力電圧に基づくデータを表示する表示部を備えてもよい。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、前記バイオセンサ部の参照電極へと可変の参照電圧を印加して出力電圧を測定し、前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧を対応付けて記憶し、前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧から、データマップを作成し、前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、前記参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記参照電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法は、バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、前記バイオセンサ部のゲート電極へと可変のゲート電圧を印加して出力電圧を測定し、前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧を対応付けて記憶し、前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧から、データマップを作成し、予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップを補整し、前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記ゲート電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、個々のバイオセンサごとの個体差に合った最適な参照電圧を設定し、トランジスタの個体差による測定結果のばらつきを解消することができるバイオセンサ測定装置及びその測定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はトップゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はボトムゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はボトムゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置におけるバイオセンサ部のＶＧ−ＶＤ特性の一例を示すグラフである。
【図６】被測定物の出力電圧特性による、出力電圧の変化を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の概要を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の概要を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施例に係るバイオセンサ測定装置を用いて電位の変化を測定した結果を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係るバイオセンサ測定装置及びその測定方法について説明する。但し、本発明のバイオセンサは多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態及び実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（バイオセンサ測定装置）
図１は、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。ただし、（ｂ）では、感応膜１５０、及び絶縁膜１５５は省略している。
【００１９】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、バイオセンサ部１００と、測定部２００と、制御部３００とを有する。バイオセンサ部１００は、基材１１０と、ドレイン電極１２０と、ソース電極１３０と、半導体膜１４０と、感応膜１５０と、絶縁膜１５５、参照電極１６０と、隔壁１７０と、被測定部１８０とを有する。測定部２００は、電流源２１０と、基準電位部２２０と、電圧計２３０と、参照電圧源２４０とを有する。制御部３００は、測定を制御し設定する測定設定部３１０と、電圧計２３０により測定された電圧を記憶する記憶部３２０と、記憶部に記憶された電圧に基きデータマップを作成するマッピング部３３０と、データマップと被検査物搭載時の出力電圧から被測定物１８０の電位を算出する計算部３４０部とを有する。
【００２０】
まず、バイオセンサ部１００の構成の詳細について説明する。
【００２１】
基材１１０は絶縁性の材料である。例えば、ガラスなどの無機材料や、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）またはＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などのプラスチック（ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂）に代表される有機材料であってもよい。基材１１０は、透明であることが好ましい。この透明とは、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から第２の絶縁膜１５１上に配置された被測定物１９１を観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００２２】
また、基材１１０の形状は特に限定されることはなく、平板、平膜、フィルム、多孔質膜などの平坦な形状、シリンダ、スタンプ、マルチウェルプレート、マイクロ流路などの立体的な形状であってもよい。フィルムを使用する場合には、その厚さは特に限定されることはないが、例えば、１μｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。
【００２３】
基材１１０がフレキシブルな材料である場合には、基材１１０を曲げることが可能となり、測定時のＦＥＴセンサの設置などの自由度が増加する。また、ロール ｔｏ ロールでのバイオセンサの形成が可能となり、低コストでのバイオセンサの製造が可能となる。
【００２４】
なお、基材１１０上に他の絶縁膜が配置され形成されていてもよい。この場合には、ＦＥＴセンサはその基材１１０上の他の絶縁膜上に形成される。また、この場合には、他の絶縁膜の材料は透明であることが好ましい。
【００２５】
ドレイン電極１２０及びソース電極１３０は、基材１１０上に配置される。
【００２６】
ドレイン電極１２０及びソース電極１３０には、導電性材料を用いる。例えば、チタン、アルミ、銅、金等を用いることができるが、特に透明な導電性材料を用いることが好ましく、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を用いることができる。ドレイン電極１２０及びソース電極１３０の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
【００２７】
半導体膜１４０は、基材１１０上に配置されている。また、半導体膜１４０は、ドレイン電極１２０とソース電極１３０との間に、配置されている。そして、半導体膜１４０は、ドレイン電極１２０とソース電極１３０とにオーミック接触している。
【００２８】
半導体膜１４０の材料としては、絶縁膜１５５を積層可能な材料であればよく、例えばアモルファス酸化物を用いることができる。そのようなアモルファス酸化物の主成分は、ＩｎＭＺｎＯと表すことができ、ここで、Ｍは、Ｇａ（ガリウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）のうち少なくとも１種である。この中でも、アモルファス酸化物としては、ＭがＧａであるＩｎＧａＺｎＯ系のものを用いるのが好ましい。ＩｎＧａＺｎＯ系のアモルファス酸化物は、室温から１５０°Ｃ程度の低温で成膜が可能であることから、基材１１０が耐熱性に乏しいプラスチックやガラスにより構成されている場合でも使用することができる。また、ＩｎＧａＺｎＯ系のアモルファス酸化物には、必要に応じて、Ａｌ、Ｆｅ、Ｓｎなどが加えられていてもよい。
【００２９】
また、半導体膜１４０の別の材料としては、酸化物亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする酸化物半導体から用いられていてもよい。ＺｎＯを主成分とする場合には、真性の酸化物亜鉛の他に、必要に応じて、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、窒素（Ｎ）及び炭素（Ｃ）等のｐ型ドーパント及びホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等のｎ型ドーパントがドーピングされた酸化亜鉛及びマグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などがドーピングされた酸化亜鉛を加えたものであってもよい。さらに、半導体膜１４０は、錫を添加した酸化インジウム（インジウム錫オキサイド：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの酸化物半導体から形成されていてもよい。
【００３０】
半導体膜１４０は、透明であることが好ましい。この透明とは、基材１１０と同様に、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から感応膜１５０に配置された被測定物１８０が観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００３１】
絶縁膜１５５は、ドレイン電極１２０、ソース電極１３０および半導体膜１４０の上に積層して配置される。
【００３２】
絶縁膜１５５は、絶縁性材料が用いられるが、特に、透明な絶縁性材料を用いることが好ましく、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素等を用いることができる。また、プラスチック基板のような透明な有機樹脂からなる基板、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミドのような透明なフィルム等を用いてもよい。絶縁膜１５５の厚さは、５０ｎｍ〜１μｍの範囲で適宜選択することができる。なお、この透明とは、基材１１０と同様に、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から感応膜１５０に配置された被測定物１８０が観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００３３】
感応膜１５０は、絶縁膜１５５と接触し、半導体膜１４０の上方に配置される。また、感応膜１５０は、絶縁膜１５５を介して、間接的に半導体膜１４０と接触して配置される。例えば、感応膜１５０は、絶縁膜１５５を覆って配置されてもよい。感応膜１５０は、被測定物１８０に添加された試料に含まれる被検査物、例えば、細胞、ＤＮＡ、糖鎖、タンパク質等を配置可能なものである。感応膜１５０は、透明な絶縁材料を用い、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化アルミニウム等を用いることができる。
【００３４】
また、図２に示すように、バイオセンサ部１００は、トップゲート型でもよく、半導体膜１４０の上方にゲート電極１４５を有してもよい。なお、図２の（ｂ）では、ゲート電極１４５、感応膜１５０、及び絶縁膜１５５は省略しており、（ｃ）ではゲート電極１４５に係る回路は省略している。
【００３５】
ゲート電極１４５には、導電性材料を用いる。例えば、チタン、アルミ、銅、金等を用いることができるが、特に透明な導電性材料を用いることが好ましく、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を用いることができる。ゲート電極１４５、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
【００３６】
また、ゲート電極１４５は、バイオセンサによる被測定物の特性測定時には、フローティング電極として用いることができる。
【００３７】
ゲート電極１４５、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０の電極材料が透明であると、より確実にサンプルを顕微鏡で観察することが可能となるため、被測定物１８０の配置箇所に応じて、これらの電極の電極材料の１つ以上が透明であることが好ましい。この透明とは、基材１１０と同様に、顕微鏡などの観察機器を用いて基材１１０から感応膜１５０に配置された被測定物１８０が観察することができる程度に透明であればよく、半透明のものは含まれない。
【００３８】
隔壁１７０は、被測定物１８０を配置するためのもので、例えば、ガラス、プラスチック等を用いることができる。なお、図１（ｂ）においては、隔壁１７０を上方から見た場合に、四角くなっているが、これに限られず、例えば円形などでもよい。
【００３９】
本発明の一実施形態に係るバイオセンサ部１００は、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０と絶縁された参照電極１６０を被測定物１８０に接触させることで被測定物１８０から出力される電気信号の測定を行う。参照電極１６０は、被測定物１８０に挿入してもよいし、パターンとして形成してもよい。被測定物１８０は、被検査物を投入可能であり、参照電極１６０により電位を測定可能なものであればよく、例えば液体であって、培養液などの薬液である。
【００４０】
なお、これと異なり、被測定物１８０へと参照電極１６０を接触させる代わりに、ゲート電極用補助電極端子（図示せず）を用意し、ゲート電極用補助電極端子とゲート電極１４５とを電気的に接触させて、ゲート電圧ＶＧを印加してもよい。これにより、被測定物１８０が生体物質等の被検査物を添加されている場合においても、被検査物の影響を受けない状態で出力電圧ＶＤを測定することができる。従って、被検査物がセットされた状態であっても、参照電圧ＶＧ及び出力電圧ＶＤを測定し、後述のデータマップを作成することができる。なお、この場合、被測定物１８０に用いる培養液のＶＧ−ＶＤ特性について、予め測定しておき、ゲート電極用補助電極端子を用いて測定したＶＧ−ＶＤ特性と、培養液を被測定物１８０として隔壁１７０に囲まれた領域へと入れ、参照電極１６０を用いて測定したＶＧ−ＶＤ特性との電圧特性差、すなわちシフト量を測定しデータマップ化しておき、ゲート電極用補助電極端子を用いて測定したＶＧ−ＶＤ特性のデータマップから、用いる培養液に応じて電圧ＶＧの電圧値を全体的にシフト量分だけ増減する補整を行い、培養液ごとの特性により生じる測定結果のバラつきを防止することが好ましい。
【００４１】
次に、測定部２００の構成の詳細について説明する。
【００４２】
電流源２１０は、ドレイン電極１２０と電気的に接続される、ドレイン電流ＩＤが一定な定電流源である。
【００４３】
基準電位部２２０は、ソース電極１３０と電気的に接続される、回路のグランド（ＧＮＤ）である。
【００４４】
電圧計２３０は、電流源２１０とドレイン電極１２０との接続部１２５と電気的に接続され、接続部１２５を出力端子として、出力電圧ＶＤを測定する。
【００４５】
従来、バイオセンサ部のトランジスタ特性を評価する場合には、ＶＧ−ＩＤ特性、すなわち参照電圧ＶＧに対するドレイン電流ＩＤを測定し、その関係により、トランジスタ特性を測定していた。
【００４６】
一方、本発明においては、ＶＧ−ＶＤ特性、すなわちドレイン電流ＩＤを固定の値とし、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤを測定し、その関係により、トランジスタ特性を評価する。出力電圧ＶＤを測定することにより、ドレイン電流ＩＤを測定する場合と比べ、バイオセンサ部の電位変化を、増幅度を大きくし感度良く測定することができ、よりバイオセンサ部のトランジスタ特性の把握に優れる。
【００４７】
参照電圧源２４０は、参照電極１６０と電気的に接続され、参照電極１６０へと参照電圧ＶＧを印加する電圧源である。
【００４８】
以上のように、測定部２００は、電流源２１０より固定のドレイン電流ＩＤをドレイン電極１２０へと出力し、参照電圧源２４０より参照電極１６０へと印加する参照電圧ＶＧを変化させた場合における、接続部１２５における出力電圧ＶＤの変化を、電圧計２３０により測定する。
【００４９】
次に、制御部３００の構成の詳細について説明する。
【００５０】
制御部３００は、例えば測定部２００を制御するソフトウェアを備えたパーソナルコンピュータであり、測定部２００を制御するとともに、測定部２００における測定結果を記憶する。
【００５１】
制御部３００の測定設定部３１０は、測定部２００における基本の測定シーケンスを設定し、制御する。すなわち、電流源２１０を制御して、ドレイン電流ＩＤの値を設定したり、参照電圧源２４０を制御して、出力電圧ＶＤの値を設定したりすることができる。
【００５２】
また、測定設定部３１０は、電圧計２３０における電圧測定のタイミングを設定し、制御してもよい。これにより、電圧計２３０により、例えば１秒間隔で電圧を測定するなど、経時的に出力電圧ＶＤを測定することができ、その結果、被検査物である細胞やタンパク質等の経時的な応答性を電気的に検知することが可能となる。
【００５３】
測定部２００がＶＧ−ＶＤ特性を継続的に、参照電圧ＶＧの電圧値の一定間隔ごとに測定するよう、制御部３００の測定設定部３１０において設定してもよい。例えば、出力電圧ＶＤを測定する間隔は０．１Ｖごとなどでよい。精緻なデータマップの作成のためには、ある程度小さな電圧間隔により電圧値を記憶し、データマップを作成することが好ましく、参照電圧ＶＧの電圧値の変化は、０．１Ｖ以下であることが好ましい。
【００５４】
また、記憶部３２０は、電圧計２３０により測定された出力電圧ＶＤを参照電圧ＶＧと対応付けて測定結果として記憶する。記憶部３２０は記憶媒体であり、例えばハードディスク、ＳＳＤ、フラッシュメモリなどである。記憶部３２０は、複数の測定結果を記憶可能である。
【００５５】
マッピング部３３０は、記憶部３２０により記憶された複数の測定結果に基づいて、データマップを作成する。すなわち、出力電圧ＶＤと参照電圧ＶＧとの対応関係を示す複数のデータをデータマップ化することにより、被検査物が搭載されていない状態におけるバイオセンサ部のトランジスタの特性を把握することができる。
【００５６】
データマップは、バイオセンサ部ごとの出力電圧ＶＤの電圧値と参照電圧ＶＧの電圧値との関係が把握できる形式であればよく、例えば表計算ソフトウェアのワークシートの形式でもよい。
【００５７】
本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置においては、マッピング部３３０によりデータマップを作成後、バイオセンサ部１００の被測定物１８０内へと被検査物を搭載して被測定物１８０へと参照電極１６０の動作点電圧として参照電圧ＶＧ１を印加して、電圧計２３０により、被検査物搭載時出力電圧として、出力電圧ＶＤ２を測定する。計算部３４０は、マッピング部３３０において作成されたデータマップを参照し、被検査物が搭載された状態において測定された出力電圧ＶＤ２から、それに対応するデータマップ上の参照電圧ＶＧ２を算出する。参照電圧ＶＧ２は、被検査物搭載時出力電圧である出力電圧ＶＤ２に対応するものとして、被検査物搭載時電圧といえる。計算部３４０は、参照電圧ＶＧ２と参照電圧ＶＧ１との差により、被検査物を搭載したことによる電位の変化を計算する。
【００５８】
バイオセンサ部で用いるトランジスタは、それぞれ、参照電圧ＶＧの電圧値に対する出力電圧ＶＤの電圧値、すなわち出力特性が異なる。そのため、同じ被検査物の測定においても、バイオセンサ部の特性により、測定結果が異なることとなってしまう。しかし、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置においては、計算部３４０により、電位の変化のみを算出することができるため、トランジスタごとの出力特性のバラつきに左右されることなく、被検査物の特性を測定することができる。
【００５９】
なお、マッピング部３３０と計算部３４０とは、１つのソフトウェアにより実現されてもよく、例えば表計算ソフトウェアにより実現されてもよい。
【００６０】
制御部３００は、さらに表示部３５０（図示せず）を有してもよい。表示部３５０は、測定部２００による測定結果を表示するディスプレイ装置である。表示する測定結果としては、例えば、電圧計により測定した出力電圧ＶＤだけでなく、印加している参照電圧ＶＧ、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとのデータマップ、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとの対応関係を示すグラフ、被検査物搭載時の電位の変化などである。
【００６１】
以上のように、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置においては、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができる。
【００６２】
次に、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する。
【００６３】
図３は、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置の構成を説明する図であり、（ａ）はボトムゲート型のバイオセンサ部の断面図と、バイオセンサ部、測定部及び制御部との接続構成を示す図であり、（ｂ）はバイオセンサ部の上面図であり、（ｃ）はバイオセンサ部の等価回路図である。ただし、（ｂ）では、感応膜１５０、及び絶縁膜１５５は省略しており、（ｃ）ではゲート電極１４５に係る一部の回路は省略している。
【００６４】
図２を参照して前述した本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、トップゲート型の構成であったが、図３に係る実施形態に係るバイオセンサ測定装置は、ボトムゲート型の構成であり、ゲート電極１４５が、基材１１０上に配置され、ゲート電極１４５は、ゲート絶縁膜１９０により、ドレイン電極１２０及びソース電極１３０と電気的に絶縁される。ゲート絶縁膜１９０は、基材１１０及びゲート電極１４５上に配置され基材１１０及びゲート電極１４５を覆う。ゲート絶縁膜１９０の材料は、前述した絶縁膜１５５と同様の材料であってもよい。
【００６５】
半導体膜１４０は、ゲート電極１４５の上方に配置される。ゲート電極１４５は、ドレイン電極１２０とソース電極１３０との間から引き出され、ゲート電極１４５が延伸された箇所の上方に隔壁１７０を設けて、被測定物１８０を配置してもよい。これにより、自由に被測定物の配置箇所を設定することができる。
【００６６】
ゲート電極１４５には、測定部２００のゲート電圧源２５０から、ゲート電圧ＶＧが印加される。
【００６７】
なお、図４に示すように、ゲート電極用補助電極端子１４５ａを用意し、ゲート電極用補助電極端子１４５ａとゲート電極１４５とを電気的に接触させて、ゲート電圧ＶＧを印加してもよい。この場合、ゲート電圧源２５０とゲート電極用補助電極端子１４５ａとの間にメカニカルスイッチ２５５を設けて、動作点を決定する際には、スイッチをオンして測定を行う。被検査物の特性を測定する際には、スイッチをオフして、被検査物の特性の測定に影響が出ないようにすることができる。
【００６８】
また、測定部において、参照電圧源２４０とゲート電圧源２５０とを切り替え可能な切替スイッチ（図示せず）を有してもよい。
【００６９】
本実施形態においては、マッピング部３３０において、上述した実施形態における参照電圧ＶＧと、出力電圧ＶＤとのデータマップの作成の代わりに、ゲート電圧ＶＧと、出力電圧ＶＤとのデータマップを作成する。このとき、被検査物を含まない被測定物１８０の出力電圧特性を予め測定しておき、この出力電圧特性に基いてデータマップについて出力電圧ＶＤの測定値をシフトさせる補整を行うことが好ましい。すなわち、培養液等の被測定物１８０自体のｐＨ値等の影響により、ＶＧ−ＶＤ特性は影響を受けるため、図６に示すように、同じ電圧ＶＧを印加したとしても、異なる出力電圧ＶＤとなる。そのため、ゲート電極１４５を用いた被測定物１８０の影響を受けない状態でのＶＧ−ＶＤ特性の測定データによるデータマップを用いて被検査物の電位を計算する際に、被測定物１８０の出力電圧特性を考慮する必要がある。そのため、被測定物１８０の出力電圧特性をあらかじめ測定しておく。被測定物１８０ごとの出力電圧特性に基いて、データマップについて出力電圧ＶＤの測定値をシフトさせる補整を行うことにより、被検査物の電位を被検査物を含まない被測定物１８０自体の影響を考慮することなく算出することができる。これにより、被測定物を搭載しない状態においても、データマップを作成することができる。
【００７０】
（バイオセンサ測定装置による測定方法）
次に、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の流れを説明する。なお、測定方法に用いるバイオセンサ測定装置の各構成の詳細は、上述したとおりである。
【００７１】
まず、隔壁１７０で囲まれた空間へと、生体物質等の被検査物を添加しない状態の被測定物１８０を注入する。被測定物１８０は、例えば培養液などの薬液である。
【００７２】
被測定物１８０へ、参照電極１６０を接触させた状態で、一定の電流ＩＤを電流源２１０において出力し、参照電極１６０において、参照電圧ＶＧを一定範囲で変化させた場合の、出力電圧ＶＤを、電圧計２３０において測定する。
【００７３】
制御部３００の記憶部３２０は、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとを関連付けて記憶する。このとき、記憶部３２０は、時間経過も合わせて記憶してもよい。
【００７４】
以下の手順については、バイオセンサ部のＶＧ−ＶＤ特性のデータマップの一例をグラフ化した図５を参照して説明する。
【００７５】
図５は、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置におけるバイオセンサ部のＶＧ−ＶＤ特性の一例を示すグラフである。
【００７６】
図５を参照すると、被検査物を搭載しない状態において参照電極１６０へと参照電圧ＶＧ１を印加した場合、電圧計２３０では、出力電圧ＶＤ１が測定される。例えば、参照電圧ＶＧ１の電圧値が１．６Ｖのときに、出力電圧ＶＤ１の電圧値が１．１Ｖとなる。この測定結果は、記憶部３２０により記憶され、マッピング部３３０によりデータマップに格納される。
【００７７】
データマップ作成後、被検査物の特性を測定する。被検査物の特性を測定する場合には、被検査物を被測定物１８０内へと搭載して、参照電極１６０へと参照電圧ＶＧ１を印加して、電圧計２３０において被検査物搭載時の出力電圧を測定する。被検査物を搭載してない状態においては、参照電圧ＶＧ１に対応する出力電圧として、出力電圧ＶＤ１が測定されたが、被検査物を搭載した状態においては、被検査物により電位が変化し、出力電圧ＶＤ１と電圧値が異なる出力電圧ＶＤ２が測定される。例えば、参照電圧ＶＧ１として、１．６Ｖの電圧を印加した場合、出力電圧ＶＤ２として電圧値０．９Ｖが測定される。
【００７８】
計算部３４０において、データマップを参照し、出力電圧ＶＤ２に対応する参照電圧ＶＧ２を算出する。例えば、図５に係るバイオセンサ部１００のトランジスタにおいては、出力電圧ＶＤ２が０．９Ｖの場合に、対応する参照電圧ＶＧは、１．７５Ｖとなる。ここで、データマップ上は、参照電圧ＶＧ２と表現されるものは、被検査物搭載時における電位Ｖｓｕｆであり、印加した参照電圧ＶＧ１に、被検査物の電圧特性が加わったものである。したがって、参照電圧ＶＧ２と参照電圧ＶＧ１との差Ｐを求めることにより、被検査物の影響による電位の変化が算出される。例えば、図５に係るバイオセンサ部１００のトランジスタにおいては、参照電圧ＶＧ２が１．７５Ｖ、参照電圧ＶＧ１が１．５Ｖであるから、１．７５Ｖ−１．５Ｖ＝０．２５Ｖであり、被検査物の影響により、被測定物１８０の電位が０．２５Ｖ変化したことが分かる。
【００７９】
図７は、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法の概要を示すフローチャートであり、以下、図７を参照しつつ測定方法の流れを説明する。なお、図７における測定方法は、例えば図１や図２に係るバイオセンサ測定装置を用いた場合の測定方法である。
【００８０】
まず、電流源２１０において入力するドレイン電流ＩＤを設定する（Ｓ１００）。ドレイン電流ＩＤは固定値であり、例えば１００ｎＡ以上５００ｎＡ以下の電流値に設定される。
【００８１】
次に、参照電圧源２４０により参照電極１６０へと印加する参照電圧ＶＧを設定し、電圧計２３０において、出力電圧ＶＤの測定を開始する（Ｓ１１０）。
【００８２】
測定した出力電圧ＶＤを、参照電圧ＶＧと関連付けた測定結果として記憶部３２０で記憶する（Ｓ１２０）。
【００８３】
参照電圧ＶＧを所定の電圧値の範囲内で変化させ、出力電圧ＶＤの測定を複数回繰り返し、複数の測定結果を記憶部３２０において記憶する（Ｓ１３０）。所定の電圧値の範囲は、通常被測定物の測定のために参照電圧ＶＧとして印加する範囲の電圧値である。
【００８４】
記憶部３２０に記憶された複数の測定結果から、参照電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとの対応関係を示したデータマップを作成する（Ｓ１４０）。
【００８５】
バイオセンサ部１００の感応部１４０に被検査物を搭載し、参照電圧ＶＧ１を印加して、出力電圧ＶＤ２を測定する（Ｓ１５０）。
【００８６】
出力電圧ＶＤ２に対応する参照電圧ＶＧ２を、データマップを参照して算出する（Ｓ１６０）。
【００８７】
算出された参照電圧ＶＧ２と、参照電圧ＶＧ１との差を求めて、被検査物の搭載による電位の変化を算出する（Ｓ１７０）。
【００８８】
以上の本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法により、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができるバイオセンサ測定方法が提供される。
【００８９】
次に、図８を参照して、本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法を説明する。なお、図８における測定方法は、例えば図３や図４に係るバイオセンサ測定装置を用いた場合の測定方法である。
【００９０】
まず、電流源２１０において入力するドレイン電流ＩＤを設定する（Ｓ２００）。ドレイン電流ＩＤは固定値であり、例えば１００ｎＡ以上５００ｎＡ以下の電流値に設定される。
【００９１】
次に、ゲート電圧源２５０によりゲート電極１４５へと印加するゲート電圧ＶＧを設定し、電圧計２３０において、出力電圧ＶＤの測定を開始する（Ｓ２１０）。
【００９２】
測定した出力電圧ＶＤを、ゲート電圧ＶＧと関連付けた測定結果として記憶部３２０で記憶する（Ｓ２２０）。
【００９３】
ゲート電圧ＶＧを所定の電圧値の範囲内で変化させ、出力電圧ＶＤの測定を複数回繰り返し、複数の測定結果を記憶部３２０において記憶する（Ｓ２３０）。所定の電圧値の範囲は、通常被測定物の測定のために参照電圧ＶＧとして印加する範囲の電圧値である。
【００９４】
記憶部３２０に記憶された測定結果から、ゲート電圧ＶＧと出力電圧ＶＤとの対応関係を示したデータマップを作成する（Ｓ２４０）。予め測定した被測定物の出力電圧特性に応じて、データマップを補整する（Ｓ２４５）。
【００９５】
バイオセンサ部１００の感応部１４０に被検査物を搭載し、参照電圧ＶＧ１を印加して、出力電圧ＶＤ２を測定する（Ｓ２５０）。
【００９６】
出力電圧ＶＤ２に対応する参照電圧ＶＧ２を、データマップを参照して算出する（Ｓ２６０）。
【００９７】
算出された参照電圧ＶＧ２と、参照電圧ＶＧ１との差を求めて、被検査物の搭載による電位の変化を算出する（Ｓ２７０）。
【００９８】
以上の本発明の他の実施形態に係るバイオセンサ測定装置による測定方法により、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができるバイオセンサ測定方法が提供される。また、被測定物を搭載しない状態においても、データマップを作成することができる。
【実施例】
【００９９】
図９を参照して、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置を用いて電位の変化を測定する方法の一例を説明する。
【０１００】
電流源２１０からドレイン電極１２０へ入力するドレイン電流ＩＤを固定値１００ｎＡに設定する。
【０１０１】
トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４については、被検査物を搭載しない状態において、被測定物１８０に参照電極１６０を接触させる。参照電圧ＶＧを異なる電圧値で複数回印加し、それぞれの参照電圧ＶＧに対応する出力電圧ＶＤを電圧計２３０で測定する。記憶部３２０において測定結果を記憶し、記憶した測定結果に基づき、マッピング部３３０においてデータマップを作成する。
【０１０２】
感応部１５０上の被測定物１８０内に被検査物を搭載する。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４においては、同じ被検査物を、同量搭載した。
【０１０３】
参照電極１６０の動作点電圧として、参照電圧ＶＧ１を印加する。トランジスタ特性に応じて、異なる参照電圧ＶＧを印加してよい。ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４について、それぞれ、１０５０ｍＶ、１０５０ｍＶ、８２０ｍＶ、９５０ｍＶを参照電圧ＶＧ１の電圧値として印加した。
【０１０４】
データマップにおいては、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４において、上記各参照電圧ＶＧ１を印加した場合の出力電圧ＶＤ１の電圧値は、それぞれ、９．３７２Ｖ、７．５７４Ｖ、７．７８４Ｖ、２．２２７Ｖである。
【０１０５】
一方、被検査物を搭載した状態では、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４において、上記各参照電圧ＶＧ１を印加した場合、出力電圧ＶＤ２の電圧値は、それぞれ、５．１９７Ｖ、１．３８６Ｖ、１．６４４Ｖ、０．９０２Ｖであった。
【０１０６】
ここで、データマップにおいて、今度は、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４の出力電圧ＶＤ２の電圧値に対応する参照電圧ＶＧ２を算出すると、参照電圧ＶＧ２の電圧値は、それぞれ、１０７０ｍＶ、１０７０ｍＶ、８４０ｍＶ、９７０ｍＶであった。
【０１０７】
参照電圧ＶＧ２と、参照電圧ＶＧ１との差を求めると、各トランジスタにおいて、いずれも２０ｍＶとなる。すなわち、被検査物を搭載したことにより、被測定物１８０の電位（電圧）が、それぞれ２０ｍＶ変化したことが分かる。また、電位の変化が、トランジスタの特性に関わらずに算出できることが分かる。
【０１０８】
以上のように、本発明の一実施形態に係るバイオセンサ測定装置及びその測定方法により、バイオセンサの個体差に関わりなく、被検査物の電位を算出することができ、バイオセンサの個体差により測定結果に差が生じることを防止することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１１０ 基材
１２０ ドレイン電極
１３０ ソース電極
１４０ 半導体膜
１４５ ゲート電極
１５０ 感応膜
１５５ 絶縁膜
１６０ 参照電極
１７０ 隔壁
１８０ 被測定物
１９０ ゲート絶縁膜
２１０ 電流源
２２０ 基準電位部
２３０ 電圧計
２４０ 参照電圧源
２５０ ゲート電圧源
３１０ 測定設定部
３２０ 記憶部
３３０ マッピング部
３４０ 計算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、
前記バイオセンサ部は、
基材と、
前記基材上に離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して前記基材上に配置された半導体膜と、
前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、
前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、
前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁と
を備え、
前記測定部は、
前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、
前記ソース電極と接続された基準電位部と、
前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、
前記参照電極へと参照電圧を印加する参照電圧源と
を備え、
前記制御部は、
前記測定部における測定を制御する測定設定部と、
前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記参照電圧に対応づけて記憶する記憶部と、
記憶された前記出力電圧と前記参照電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、
前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段と
を備えることを特徴とするバイオセンサ測定装置。
【請求項２】
前記バイオセンサ部は、前記ドレイン電極及び前記ソース電極と絶縁されたゲート電極を備えることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項３】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、
前記バイオセンサ部は、
基材と、
前記基材上に配置されて可変のゲート電圧が印加されるゲート電極と、
前記ゲート電極と絶縁され、離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して配置された半導体膜と、
前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、
前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、
前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁と
を備え、
前記測定部は、
前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、
前記ソース電極と接続された基準電位部と、
前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、
前記ゲート電極へとゲート電圧を印加するゲート電圧源と
を備え、
前記制御部は、
前記測定部における測定を制御する測定設定部と、
前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記ゲート電圧に対応づけて記憶する記憶部と、
記憶された前記出力電圧と前記ゲート電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、
前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段と
を備えることを特徴とするバイオセンサ測定装置。
【請求項４】
前記マッピング部は、予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップの補整を行うことを特徴とする請求項３に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項５】
前記バイオセンサ部は、前記ゲート電極と接続可能なゲート電極用補助電極を備え、参照電極と前記ゲート電極用補助電極とを切り替え可能なメカニカルスイッチを備えることを特徴とする請求項３または４に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項６】
前記基材、前記ドレイン電極、前記ソース電極、前記半導体膜、前記絶縁膜及び前記感応膜の少なくとも１つ以上が透明であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電圧計により測定した前記出力電圧に基づくデータを表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項８】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、
前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、
前記バイオセンサ部の参照電極へと可変の参照電圧を印加して出力電圧を測定し、
前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧を対応付けて記憶し、
前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧から、データマップを作成し、
前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、
前記参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、
前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記参照電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、
算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算する
ことを特徴とするバイオセンサ測定装置による測定方法。
【請求項９】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、
前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、
前記バイオセンサ部のゲート電極へと可変のゲート電圧を印加して出力電圧を測定し、
前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧を対応付けて記憶し、
前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧から、データマップを作成し、
予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップを補整し、
前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、
参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、
前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記ゲート電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、
算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算する
ことを特徴とするバイオセンサ測定装置による測定方法。
【請求項１】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、
前記バイオセンサ部は、
基材と、
前記基材上に離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して前記基材上に配置された半導体膜と、
前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、
前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、
前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁と
を備え、
前記測定部は、
前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、
前記ソース電極と接続された基準電位部と、
前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、
前記参照電極へと参照電圧を印加する参照電圧源と
を備え、
前記制御部は、
前記測定部における測定を制御する測定設定部と、
前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記参照電圧に対応づけて記憶する記憶部と、
記憶された前記出力電圧と前記参照電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、
前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段と
を備えることを特徴とするバイオセンサ測定装置。
【請求項２】
前記バイオセンサ部は、前記ドレイン電極及び前記ソース電極と絶縁されたゲート電極を備えることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項３】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置であって、
前記バイオセンサ部は、
基材と、
前記基材上に配置されて可変のゲート電圧が印加されるゲート電極と、
前記ゲート電極と絶縁され、離隔して配置されたドレイン電極およびソース電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極にオーミック接触して配置された半導体膜と、
前記半導体膜上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置され、被測定物が配置される感応膜と、
前記被測定物と接触し、可変の参照電圧が印加される参照電極と、
前記感応膜における前記被測定物が配置される周囲に配置された隔壁と
を備え、
前記測定部は、
前記ドレイン電極と接続され、一定の電流を出力する電流源と、
前記ソース電極と接続された基準電位部と、
前記ドレイン電極と前記電流源との接続部を出力端子として、出力電圧を測定する電圧計と、
前記ゲート電極へとゲート電圧を印加するゲート電圧源と
を備え、
前記制御部は、
前記測定部における測定を制御する測定設定部と、
前記電圧計により測定した前記出力電圧を前記ゲート電圧に対応づけて記憶する記憶部と、
記憶された前記出力電圧と前記ゲート電圧とが対応付けられたデータマップを作成するマッピング部と、
前記データマップに基づき前記被測定物の電位を計算する計算手段と
を備えることを特徴とするバイオセンサ測定装置。
【請求項４】
前記マッピング部は、予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップの補整を行うことを特徴とする請求項３に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項５】
前記バイオセンサ部は、前記ゲート電極と接続可能なゲート電極用補助電極を備え、参照電極と前記ゲート電極用補助電極とを切り替え可能なメカニカルスイッチを備えることを特徴とする請求項３または４に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項６】
前記基材、前記ドレイン電極、前記ソース電極、前記半導体膜、前記絶縁膜及び前記感応膜の少なくとも１つ以上が透明であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電圧計により測定した前記出力電圧に基づくデータを表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバイオセンサ測定装置。
【請求項８】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、
前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、
前記バイオセンサ部の参照電極へと可変の参照電圧を印加して出力電圧を測定し、
前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧を対応付けて記憶し、
前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記参照電圧から、データマップを作成し、
前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、
前記参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、
前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記参照電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、
算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算する
ことを特徴とするバイオセンサ測定装置による測定方法。
【請求項９】
バイオセンサ部、測定部、及び制御部から成るバイオセンサ測定装置による測定方法であって、
前記バイオセンサ部のドレイン電極への入力電流を所定の電流値に設定し、
前記バイオセンサ部のゲート電極へと可変のゲート電圧を印加して出力電圧を測定し、
前記測定された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧を対応付けて記憶し、
前記記憶された前記出力電圧及びそれに対応する前記ゲート電圧から、データマップを作成し、
予め測定した被測定物の出力電圧特性により前記データマップを補整し、
前記バイオセンサ部の感応部へと被検査物を搭載し、
参照電極へと所定の参照電圧を印加して被検査物搭載時出力電圧を測定し、
前記データマップに基づき前記被検査物搭載時出力電圧に対応する前記ゲート電圧を被検査物搭載時電圧として算出し、
算出された前記検査物搭載時電圧と、前記参照電極へと印加された前記所定の参照電圧との差を求めて電位の変化を計算する
ことを特徴とするバイオセンサ測定装置による測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９２４８０（Ｐ２０１３−９２４８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５５０９（Ｐ２０１１−２３５５０９）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
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