ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置及びそれによる蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法
【課題】センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、ばらつきのない測定値が得られるようにすること。
【解決手段】ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１は、ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（ＣＮＴ−ＦＥＴ）でなるセンサヘッド２と、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッド２の出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部３とを備え、上記演算部３は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッド２の出力値を記憶する記憶部３０を備え、上記記憶部３０に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッド２の出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する。
【解決手段】ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１は、ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（ＣＮＴ−ＦＥＴ）でなるセンサヘッド２と、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッド２の出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部３とを備え、上記演算部３は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッド２の出力値を記憶する記憶部３０を備え、上記記憶部３０に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッド２の出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（以下、ＣＮＴ−ＦＥＴと略記する）をセンサヘッドとして使用するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置、及び、それによる蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブは、非特許文献１に示すように１９９１年に発見されたものであり、近年、そのようなカーボンナノチューブに代表されるナノカーボン材料には、様々な応用が期待されている。
【０００３】
例えば、電位窓が広いことを利用して、チャネル部分にナノ炭素材料を用いたＦＥＴは、トランジスタのゲート部分に付着した蛋白質やＤＮＡを検知するバイオセンサ装置のセンサヘッドとしての応用が期待されている。チャネルに用いる炭素材料は、ナノカーボン、とくにカーボンナノチューブやカーボンナノワイヤが有望である。
【０００４】
そのようなバイオセンサ装置のセンサヘッドは、例えば、特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】S.Iijima、 Nature Vol.354 p.56 (1991)
【特許文献１】特開２００４−３４７５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、チャネルをカーボンナノチューブで構成するＣＮＴ−ＦＥＴは、設計性がないため、バイオセンサ装置のセンサヘッドに用いても、例えば図３（Ａ）に示すように、製造した個々の素子によって測定値がばらついてしまう。
【０００６】
ここで、図３（Ａ）は、同一構造の３個のＣＮＴ−ＦＥＴ（素子Ａ１，Ａ２，Ａ３）をＰＳＡ（豚血清アルブミン）の濃度を測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置のセンサヘッドとして用いた場合の特性図であり、横軸はＰＳＡ濃度、縦軸はドレイン電流の変化量（ΔＩ）を表している。
【０００７】
同一構造であれば、同一濃度のＰＳＡを測定したならば同一のドレイン電流変化量が得られるべきであるのに、同図に示すように、素子によってばらつきが出てしまう。
【０００８】
このようにばらつく理由は、カーボンナノチューブを製造するときに制御が出来ないことにある。
【０００９】
例えば、図８（Ａ）に示すように、ＣＮＴ−ＦＥＴ１００のソース１０１−ドレイン１０２間に繋がるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）１０３が真っ直ぐでなかったり、図８（Ｂ）に示すように、ソース１０１−ドレイン１０２間に複数のカーボンナノチューブ１０３が繋がったりしてしまう。この他にも、素子によって性質の違うカーボンナノチューブ１０３が繋がってしまう（カイラリティが異なるチューブが繋がってしまう）ことがある。
【００１０】
測定値がばらつかないようにするためには、ソース１０１−ドレイン１０２間の決まった位置に、真っ直ぐなカーボンナノチューブ１０３を、決まった本数で正確に繋げる必要があり、更に、カーボンナノチューブ１０３のカイラリティを制御しなければならない。
【００１１】
しかしながら、現在の技術では、位置制御、本数制御、方向制御（真っ直ぐ繋げる）は、何れもかなり困難である（方向制御に関してはサファイア上で成功例有り）。また、カイラリティの制御については、殆ど不可能である。
【００１２】
このように、ＣＮＴ−ＦＥＴのばらつきを抑えるのは困難であり、個々の素子で測定値がばらつくのでは実用的なバイオセンサのセンサヘッドとして利用することは出来ない。従って、製品として安定したバイオセンサ装置を提供することが出来ない。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、ばらつきのない測定値が得られるＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置及びそれによる蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置の一態様は、蛋白質又はＤＮＡを測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置において、
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドと、
濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッドの出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部と、
を具備し、
上記演算部は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッドの出力値を記憶する記憶部を備え、上記記憶部に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッドの出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法は、ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドを用いたＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置で蛋白質又はＤＮＡを測定する際に、
予め、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを測定して、得られた上記センサヘッドの出力値を記憶しておき、
上記センサヘッドを洗浄後、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定し、
該測定によって得られた上記センサヘッドの出力値を、上記予め記憶しておいた出力値を用いて校正し、
該校正した出力値により上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定値が得られるＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１の構成を示す図である。本一実施形態は、ＰＳＡの濃度を測定する装置である。
【００１９】
このＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１は、センサヘッド２と、該センサヘッド２の出力値からＰＳＡの濃度値を演算して出力する演算部３とから構成される。そして、演算部３は、メモリ等の記憶部３０を備えている。
【００２０】
上記センサヘッド２は、例えば、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような構造のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａで構成されている。ここで、図２（Ａ）はＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａの断面図であり、図２（Ｂ）はＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａの上面図である。
【００２１】
即ち、このＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａは、シリコン基板２１上に構築されたシリカ（酸化膜）２２上にＣＮＴ２３が形成され、該ＣＮＴ２３の両端にソース２４及びドレイン２５が形成されると共に、シリコン基板２１の裏面にバックゲート２６が形成されている。そして、上記ＣＮＴ２３，ソース２４，ドレイン２５上に絶縁膜２７が形成され、更にその上を防水膜２８で覆い、センシングエリアとしてＣＮＴ２３に対応させて防水膜２８にゲート窓２９が開けられている。
【００２２】
このような構成のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａでは、ゲート窓２９に電荷を持つ物質が吸着すると、その電荷によりソース２４−ドレイン２５間を流れる電流値が変化する。
【００２３】
従って、このようなＣＮＴ−ＦＥＴ２０ＡをＰＳＡが溶解された溶液中に浸すと、該溶液中のＰＳＡの濃度に応じてソース２４−ドレイン２５間を流れる電流値が変化するので、演算部３は、ドレイン電流の変化量を検出して、その変化量に基づいてＰＳＡの濃度を演算することが出来る。
【００２４】
ここで、選択的にＰＳＡのみを吸着するように、ゲート窓２９には、アンチＰＳＡを固定しておくことが好ましい。
【００２５】
前述したように、このような構成のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａでは、ＣＮＴ２３の位置、本数、方向、及びカイラリティの制御が行えないため、図３（Ａ）に示すように、製造した個々の素子によって特性がばらついてしまう。
【００２６】
本発明者を含む研究グループは、ＰＳＡ等の蛋白質のこのような構造のセンサヘッド２へのＰＳＡの吸着が、Ｌａｎｇｍｕｉｒ式
Ｃ／ΔＩ＝Ｃ／ΔＩｓｔ＋１／ΔＩｓｔＫｅｑ
で表されることを発見し、発表している（J. Phys. Chem. C, vol.111, No.24, 2007, p.8667-8670）。なおここで、Ｃはセンシングする蛋白質（例えばＰＳＡ）の濃度、ΔＩはドレイン電流の変化、ΔＩｓｔはセンシングする蛋白質がセンサヘッド２上に飽和したときのΔＩ、即ち、極めて高濃度の蛋白質溶液をセンシングしたときのΔＩ、Ｋｅｑは蛋白質のセンサヘッド２上への吸着の強さである。
【００２７】
そして、本発明者は、更に、この蛋白質の吸着がＬａｎｇｍｕｉｒ式で表されることに着目し、これを用いればセンサヘッド２の校正が可能となるのではないかとの知見を得た。即ち、素子の構造とセンシングする蛋白質の種類が同じであれば、Ｋｅｑは同じ値となり、ΔＩをΔＩｓｔで規格化すれば簡単に校正が出来るのではないかと考えた。
【００２８】
図３（Ｂ）は、上記３個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２，Ａ３）のΔＩｓｔの測定結果を示す図である。
【００２９】
このようなΔＩｓｔの測定結果により校正すると、即ち、
ΔＩ＝ΔＩ／Ｉｓｔ
の演算を行い、各素子のＰＳＡ濃度値に対する電流変化量ΔＩをプロットし直すと、図３（Ａ）の特性図は、図３（Ｃ）に示すような特性図に書き替えることが出来る。
【００３０】
このように、簡単に校正を行うことが出来、このため、素子が違っても定量性が確保されることが判明した。
【００３１】
そこで、演算部３に記憶部３０を設け、予め上記ΔＩｓｔを測定して記憶しておき、実際の測定時にはその記憶したΔＩｓｔの値を用いて校正を行うことで、センサヘッド２を構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａにばらつきが有っても、ばらつきのない測定値が得られるＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１を提供できる。
【００３２】
そのため、当該ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１の工場前、あるいは工場出荷後で実際の測定開始前の任意の時点に、図４（Ａ）に示すような前測定を実施する。
【００３３】
即ち、まず、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度のＰＳＡ溶液にセンサヘッド２を浸す、あるいは、そのようなＰＳＡ溶液をセンサヘッド２を構成するＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａのゲート窓２９に塗布し、ΔＩｓｔを測定する（ステップＳ１０）。なお、このときのＰＳＡ溶液の濃度は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度であれば、どのような濃度であっても構わない。そして、その測定したΔＩｓｔを演算部３の記憶部３０に記憶する（ステップＳ１１）。その後、実際の測定に備えて、センサヘッド２を洗浄しておく（ステップＳ１２）。
【００３４】
そして、実際の測定に際しては、図４（Ｂ）に示すような本測定を実施する。
即ち、濃度が未知のＰＳＡ溶液にセンサヘッド２を浸す、あるいは、そのようなＰＳＡ溶液をセンサヘッド２を構成するＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａのゲート窓２９に塗布し、ΔＩを測定する（ステップＳ２０）。そして、演算部３では、その測定したΔＩを、記憶部３０に記憶したΔＩｓｔで除算することで、ΔＩの校正を行う（ステップＳ２１）。その後、この校正したΔＩの値を用いてＰＳＡの濃度値を算出し（ステップＳ２２）、その算出した濃度値を出力する（ステップＳ２３）。
【００３５】
なお、上記ステップＳ２２における濃度値算出は、図３（Ｃ）に示す特性を演算式として記憶部３０に用意しておき、該演算式に校正したΔＩを適用して求める手法や、図３（Ｃ）に示す特性をルックアップテーブルの形態で記憶部３０に用意しておき、該演算式に校正したΔＩに対応する濃度値を読み出す手法等、どのような手法を用いるようにしても構わない。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、センサヘッド２を構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定値が得られるようになる。
【００３７】
なお、本発明者は、別構造のＣＮＴ−ＦＥＴによるセンサヘッド２でも確認実験を行った。
【００３８】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は別構造のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｂの断面図及び上面図である。このＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｂは、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示したＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａにおいて、ゲート窓２９に金属トップゲート４０を設けたものである。
【００３９】
また、図６（Ａ）及び（Ｂ）は更に別構造のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｃの断面図及び上面図である。このＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｃは、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示したＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｂにおいて、金属トップゲート４０を広面積化したものである。
【００４０】
図７（Ａ）は、上記３種類の４個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２）、２０Ｂ（素子Ｂ）、２０Ｃ（素子Ｃ）をＰＳＡの濃度を測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置のセンサヘッド２として用いた場合の特性図である。
【００４１】
図７（Ｂ）は、上記４個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２）、２０Ｂ（素子Ｂ）、２０Ｃ（素子Ｃ）のΔＩｓｔの測定結果を示す図である。
【００４２】
図７（Ｃ）は上記４個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２）、２０Ｂ（素子Ｂ）、２０Ｃ（素子Ｃ）の校正したΔＩのＰＳＡ濃度に対する特性図である。
【００４３】
このように、素子構造が異なると、校正結果には若干の違いが見られる。従って、実際の製品化の際には、上記ステップＳ２２における濃度値算出は、素子構造に応じた演算を行うように構成することが必要であるが、同一構造であれば素子が違っても定量性が確保されることは確認された。
【００４４】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００４５】
例えば、測定対象はＰＳＡに限定されるものではなく、他の蛋白質、あるいはＤＮＡの測定を行う場合にも、本発明は同様に適用可能である。
【００４６】
また、ＣＮＴ−ＦＥＴの構造についても、ＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ以外の構造のものであっても、本発明は同様に適用可能である。
【００４７】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００４８】
（１） 蛋白質又はＤＮＡを測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置において、
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドと、
濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッドの出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部と、
を具備し、
上記演算部は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッドの出力値を記憶する記憶部を備え、上記記憶部に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッドの出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【００４９】
（実施形態との対応）
一実施形態において、ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１が上記ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置に、ソース２４が上記ソースに、ドレイン２５が上記ドレインに、カーボンナノチューブ２３が上記カーボンナノチューブに、ＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが上記カーボンナノチューブ電界効果トランジスタに、センサヘッド２が上記センサヘッドに、演算部３が上記演算部に、記憶部３０が上記記憶部に、それぞれ対応する。
【００５０】
（作用効果）
この（１）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置によれば、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定値が得られる。
【００５１】
（２） 上記センサヘッドの出力値は、上記カーボンナノチューブ電界トランジスタのドレイン電流の変化値であり、
上記濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩ、上記濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩｓｔとしたとき、上記演算部は、
ΔＩ／ΔＩｓｔ
の演算結果に対応する濃度値を求めることを特徴とする（１）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【００５２】
（作用効果）
この（２）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置によれば、簡単な演算で校正を行うことが出来る。
【００５３】
（３） ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドを用いたＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置で蛋白質又はＤＮＡを測定する際に、
予め、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを測定して、得られた上記センサヘッドの出力値を記憶しておき、
上記センサヘッドを洗浄後、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定し、
該測定によって得られた上記センサヘッドの出力値を、上記予め記憶しておいた出力値を用いて校正し、
該校正した出力値により上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法。
【００５４】
（実施形態との対応）
一実施形態において、ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１が上記ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置に、ソース２４が上記ソースに、ドレイン２５が上記ドレインに、カーボンナノチューブ２３が上記カーボンナノチューブに、ＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが上記カーボンナノチューブ電界効果トランジスタに、センサヘッド２が上記センサヘッドに、ステップＳ１０，Ｓ１１が上記予め測定して記憶することに、ステップＳ１２が上記洗浄に、ステップＳ２０が上記濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡの測定に、ステップＳ２１が上記校正に、ステップＳ２２が上記演算に、それぞれ対応する。
【００５５】
（作用効果）
この（３）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法によれば、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、ＣＮＴ−ＦＥＴの構成を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は同一構造ＣＮＴ−ＦＥＴでの素子毎のばらつきを説明する特性図であり、図３（Ｂ）はΔＩｓｔの測定結果を示す図であり、図３（Ｃ）は校正結果を説明するための特性図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法のフローチャートを示す図である。
【図５】図５は、別構造のＣＮＴ−ＦＥＴの構成を示す図である。
【図６】図６は、更に別の構造のＣＮＴ−ＦＥＴの構成を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は３種４個のＣＮＴ−ＦＥＴでの素子毎のばらつきを説明する特性図であり、図７（Ｂ）はΔＩｓｔの測定結果を示す図であり、図７（Ｃ）は校正結果を説明するための特性図である。
【図８】図８は、素子毎のばらつきの原因を説明するためのＣＮＴ−ＦＥＴの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…ＦＥＴバイオセンサ装置、 ２…センサヘッド、 ３…演算部、 ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（ＣＮＴ−ＦＥＴ）、 ２１…シリコン基板、 ２２…シリカ、 ２３…カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、 ２４…ソース、 ２５…ドレイン、 ２６…バックゲート、 ２７…絶縁膜、 ２８…防水膜、 ２９…ゲート窓、 ３０…記憶部、 ４０…金属トップゲート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（以下、ＣＮＴ−ＦＥＴと略記する）をセンサヘッドとして使用するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置、及び、それによる蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブは、非特許文献１に示すように１９９１年に発見されたものであり、近年、そのようなカーボンナノチューブに代表されるナノカーボン材料には、様々な応用が期待されている。
【０００３】
例えば、電位窓が広いことを利用して、チャネル部分にナノ炭素材料を用いたＦＥＴは、トランジスタのゲート部分に付着した蛋白質やＤＮＡを検知するバイオセンサ装置のセンサヘッドとしての応用が期待されている。チャネルに用いる炭素材料は、ナノカーボン、とくにカーボンナノチューブやカーボンナノワイヤが有望である。
【０００４】
そのようなバイオセンサ装置のセンサヘッドは、例えば、特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】S.Iijima、 Nature Vol.354 p.56 (1991)
【特許文献１】特開２００４−３４７５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、チャネルをカーボンナノチューブで構成するＣＮＴ−ＦＥＴは、設計性がないため、バイオセンサ装置のセンサヘッドに用いても、例えば図３（Ａ）に示すように、製造した個々の素子によって測定値がばらついてしまう。
【０００６】
ここで、図３（Ａ）は、同一構造の３個のＣＮＴ−ＦＥＴ（素子Ａ１，Ａ２，Ａ３）をＰＳＡ（豚血清アルブミン）の濃度を測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置のセンサヘッドとして用いた場合の特性図であり、横軸はＰＳＡ濃度、縦軸はドレイン電流の変化量（ΔＩ）を表している。
【０００７】
同一構造であれば、同一濃度のＰＳＡを測定したならば同一のドレイン電流変化量が得られるべきであるのに、同図に示すように、素子によってばらつきが出てしまう。
【０００８】
このようにばらつく理由は、カーボンナノチューブを製造するときに制御が出来ないことにある。
【０００９】
例えば、図８（Ａ）に示すように、ＣＮＴ−ＦＥＴ１００のソース１０１−ドレイン１０２間に繋がるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）１０３が真っ直ぐでなかったり、図８（Ｂ）に示すように、ソース１０１−ドレイン１０２間に複数のカーボンナノチューブ１０３が繋がったりしてしまう。この他にも、素子によって性質の違うカーボンナノチューブ１０３が繋がってしまう（カイラリティが異なるチューブが繋がってしまう）ことがある。
【００１０】
測定値がばらつかないようにするためには、ソース１０１−ドレイン１０２間の決まった位置に、真っ直ぐなカーボンナノチューブ１０３を、決まった本数で正確に繋げる必要があり、更に、カーボンナノチューブ１０３のカイラリティを制御しなければならない。
【００１１】
しかしながら、現在の技術では、位置制御、本数制御、方向制御（真っ直ぐ繋げる）は、何れもかなり困難である（方向制御に関してはサファイア上で成功例有り）。また、カイラリティの制御については、殆ど不可能である。
【００１２】
このように、ＣＮＴ−ＦＥＴのばらつきを抑えるのは困難であり、個々の素子で測定値がばらつくのでは実用的なバイオセンサのセンサヘッドとして利用することは出来ない。従って、製品として安定したバイオセンサ装置を提供することが出来ない。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、ばらつきのない測定値が得られるＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置及びそれによる蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置の一態様は、蛋白質又はＤＮＡを測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置において、
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドと、
濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッドの出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部と、
を具備し、
上記演算部は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッドの出力値を記憶する記憶部を備え、上記記憶部に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッドの出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法は、ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドを用いたＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置で蛋白質又はＤＮＡを測定する際に、
予め、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを測定して、得られた上記センサヘッドの出力値を記憶しておき、
上記センサヘッドを洗浄後、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定し、
該測定によって得られた上記センサヘッドの出力値を、上記予め記憶しておいた出力値を用いて校正し、
該校正した出力値により上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定値が得られるＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１の構成を示す図である。本一実施形態は、ＰＳＡの濃度を測定する装置である。
【００１９】
このＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１は、センサヘッド２と、該センサヘッド２の出力値からＰＳＡの濃度値を演算して出力する演算部３とから構成される。そして、演算部３は、メモリ等の記憶部３０を備えている。
【００２０】
上記センサヘッド２は、例えば、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような構造のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａで構成されている。ここで、図２（Ａ）はＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａの断面図であり、図２（Ｂ）はＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａの上面図である。
【００２１】
即ち、このＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａは、シリコン基板２１上に構築されたシリカ（酸化膜）２２上にＣＮＴ２３が形成され、該ＣＮＴ２３の両端にソース２４及びドレイン２５が形成されると共に、シリコン基板２１の裏面にバックゲート２６が形成されている。そして、上記ＣＮＴ２３，ソース２４，ドレイン２５上に絶縁膜２７が形成され、更にその上を防水膜２８で覆い、センシングエリアとしてＣＮＴ２３に対応させて防水膜２８にゲート窓２９が開けられている。
【００２２】
このような構成のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａでは、ゲート窓２９に電荷を持つ物質が吸着すると、その電荷によりソース２４−ドレイン２５間を流れる電流値が変化する。
【００２３】
従って、このようなＣＮＴ−ＦＥＴ２０ＡをＰＳＡが溶解された溶液中に浸すと、該溶液中のＰＳＡの濃度に応じてソース２４−ドレイン２５間を流れる電流値が変化するので、演算部３は、ドレイン電流の変化量を検出して、その変化量に基づいてＰＳＡの濃度を演算することが出来る。
【００２４】
ここで、選択的にＰＳＡのみを吸着するように、ゲート窓２９には、アンチＰＳＡを固定しておくことが好ましい。
【００２５】
前述したように、このような構成のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａでは、ＣＮＴ２３の位置、本数、方向、及びカイラリティの制御が行えないため、図３（Ａ）に示すように、製造した個々の素子によって特性がばらついてしまう。
【００２６】
本発明者を含む研究グループは、ＰＳＡ等の蛋白質のこのような構造のセンサヘッド２へのＰＳＡの吸着が、Ｌａｎｇｍｕｉｒ式
Ｃ／ΔＩ＝Ｃ／ΔＩｓｔ＋１／ΔＩｓｔＫｅｑ
で表されることを発見し、発表している（J. Phys. Chem. C, vol.111, No.24, 2007, p.8667-8670）。なおここで、Ｃはセンシングする蛋白質（例えばＰＳＡ）の濃度、ΔＩはドレイン電流の変化、ΔＩｓｔはセンシングする蛋白質がセンサヘッド２上に飽和したときのΔＩ、即ち、極めて高濃度の蛋白質溶液をセンシングしたときのΔＩ、Ｋｅｑは蛋白質のセンサヘッド２上への吸着の強さである。
【００２７】
そして、本発明者は、更に、この蛋白質の吸着がＬａｎｇｍｕｉｒ式で表されることに着目し、これを用いればセンサヘッド２の校正が可能となるのではないかとの知見を得た。即ち、素子の構造とセンシングする蛋白質の種類が同じであれば、Ｋｅｑは同じ値となり、ΔＩをΔＩｓｔで規格化すれば簡単に校正が出来るのではないかと考えた。
【００２８】
図３（Ｂ）は、上記３個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２，Ａ３）のΔＩｓｔの測定結果を示す図である。
【００２９】
このようなΔＩｓｔの測定結果により校正すると、即ち、
ΔＩ＝ΔＩ／Ｉｓｔ
の演算を行い、各素子のＰＳＡ濃度値に対する電流変化量ΔＩをプロットし直すと、図３（Ａ）の特性図は、図３（Ｃ）に示すような特性図に書き替えることが出来る。
【００３０】
このように、簡単に校正を行うことが出来、このため、素子が違っても定量性が確保されることが判明した。
【００３１】
そこで、演算部３に記憶部３０を設け、予め上記ΔＩｓｔを測定して記憶しておき、実際の測定時にはその記憶したΔＩｓｔの値を用いて校正を行うことで、センサヘッド２を構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａにばらつきが有っても、ばらつきのない測定値が得られるＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１を提供できる。
【００３２】
そのため、当該ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１の工場前、あるいは工場出荷後で実際の測定開始前の任意の時点に、図４（Ａ）に示すような前測定を実施する。
【００３３】
即ち、まず、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度のＰＳＡ溶液にセンサヘッド２を浸す、あるいは、そのようなＰＳＡ溶液をセンサヘッド２を構成するＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａのゲート窓２９に塗布し、ΔＩｓｔを測定する（ステップＳ１０）。なお、このときのＰＳＡ溶液の濃度は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度であれば、どのような濃度であっても構わない。そして、その測定したΔＩｓｔを演算部３の記憶部３０に記憶する（ステップＳ１１）。その後、実際の測定に備えて、センサヘッド２を洗浄しておく（ステップＳ１２）。
【００３４】
そして、実際の測定に際しては、図４（Ｂ）に示すような本測定を実施する。
即ち、濃度が未知のＰＳＡ溶液にセンサヘッド２を浸す、あるいは、そのようなＰＳＡ溶液をセンサヘッド２を構成するＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａのゲート窓２９に塗布し、ΔＩを測定する（ステップＳ２０）。そして、演算部３では、その測定したΔＩを、記憶部３０に記憶したΔＩｓｔで除算することで、ΔＩの校正を行う（ステップＳ２１）。その後、この校正したΔＩの値を用いてＰＳＡの濃度値を算出し（ステップＳ２２）、その算出した濃度値を出力する（ステップＳ２３）。
【００３５】
なお、上記ステップＳ２２における濃度値算出は、図３（Ｃ）に示す特性を演算式として記憶部３０に用意しておき、該演算式に校正したΔＩを適用して求める手法や、図３（Ｃ）に示す特性をルックアップテーブルの形態で記憶部３０に用意しておき、該演算式に校正したΔＩに対応する濃度値を読み出す手法等、どのような手法を用いるようにしても構わない。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、センサヘッド２を構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定値が得られるようになる。
【００３７】
なお、本発明者は、別構造のＣＮＴ−ＦＥＴによるセンサヘッド２でも確認実験を行った。
【００３８】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は別構造のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｂの断面図及び上面図である。このＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｂは、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示したＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａにおいて、ゲート窓２９に金属トップゲート４０を設けたものである。
【００３９】
また、図６（Ａ）及び（Ｂ）は更に別構造のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｃの断面図及び上面図である。このＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｃは、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示したＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ｂにおいて、金属トップゲート４０を広面積化したものである。
【００４０】
図７（Ａ）は、上記３種類の４個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２）、２０Ｂ（素子Ｂ）、２０Ｃ（素子Ｃ）をＰＳＡの濃度を測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置のセンサヘッド２として用いた場合の特性図である。
【００４１】
図７（Ｂ）は、上記４個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２）、２０Ｂ（素子Ｂ）、２０Ｃ（素子Ｃ）のΔＩｓｔの測定結果を示す図である。
【００４２】
図７（Ｃ）は上記４個のＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ（素子Ａ１，Ａ２）、２０Ｂ（素子Ｂ）、２０Ｃ（素子Ｃ）の校正したΔＩのＰＳＡ濃度に対する特性図である。
【００４３】
このように、素子構造が異なると、校正結果には若干の違いが見られる。従って、実際の製品化の際には、上記ステップＳ２２における濃度値算出は、素子構造に応じた演算を行うように構成することが必要であるが、同一構造であれば素子が違っても定量性が確保されることは確認された。
【００４４】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００４５】
例えば、測定対象はＰＳＡに限定されるものではなく、他の蛋白質、あるいはＤＮＡの測定を行う場合にも、本発明は同様に適用可能である。
【００４６】
また、ＣＮＴ−ＦＥＴの構造についても、ＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ以外の構造のものであっても、本発明は同様に適用可能である。
【００４７】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００４８】
（１） 蛋白質又はＤＮＡを測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置において、
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドと、
濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッドの出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部と、
を具備し、
上記演算部は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッドの出力値を記憶する記憶部を備え、上記記憶部に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッドの出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【００４９】
（実施形態との対応）
一実施形態において、ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１が上記ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置に、ソース２４が上記ソースに、ドレイン２５が上記ドレインに、カーボンナノチューブ２３が上記カーボンナノチューブに、ＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが上記カーボンナノチューブ電界効果トランジスタに、センサヘッド２が上記センサヘッドに、演算部３が上記演算部に、記憶部３０が上記記憶部に、それぞれ対応する。
【００５０】
（作用効果）
この（１）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置によれば、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定値が得られる。
【００５１】
（２） 上記センサヘッドの出力値は、上記カーボンナノチューブ電界トランジスタのドレイン電流の変化値であり、
上記濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩ、上記濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩｓｔとしたとき、上記演算部は、
ΔＩ／ΔＩｓｔ
の演算結果に対応する濃度値を求めることを特徴とする（１）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【００５２】
（作用効果）
この（２）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置によれば、簡単な演算で校正を行うことが出来る。
【００５３】
（３） ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドを用いたＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置で蛋白質又はＤＮＡを測定する際に、
予め、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを測定して、得られた上記センサヘッドの出力値を記憶しておき、
上記センサヘッドを洗浄後、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定し、
該測定によって得られた上記センサヘッドの出力値を、上記予め記憶しておいた出力値を用いて校正し、
該校正した出力値により上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法。
【００５４】
（実施形態との対応）
一実施形態において、ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置１が上記ＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置に、ソース２４が上記ソースに、ドレイン２５が上記ドレインに、カーボンナノチューブ２３が上記カーボンナノチューブに、ＣＮＴ−ＦＥＴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが上記カーボンナノチューブ電界効果トランジスタに、センサヘッド２が上記センサヘッドに、ステップＳ１０，Ｓ１１が上記予め測定して記憶することに、ステップＳ１２が上記洗浄に、ステップＳ２０が上記濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡの測定に、ステップＳ２１が上記校正に、ステップＳ２２が上記演算に、それぞれ対応する。
【００５５】
（作用効果）
この（３）に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法によれば、センサヘッドを構成する個々のＣＮＴ−ＦＥＴにばらつきが有っても、校正することで、ばらつきのない測定結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、ＣＮＴ−ＦＥＴの構成を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は同一構造ＣＮＴ−ＦＥＴでの素子毎のばらつきを説明する特性図であり、図３（Ｂ）はΔＩｓｔの測定結果を示す図であり、図３（Ｃ）は校正結果を説明するための特性図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法のフローチャートを示す図である。
【図５】図５は、別構造のＣＮＴ−ＦＥＴの構成を示す図である。
【図６】図６は、更に別の構造のＣＮＴ−ＦＥＴの構成を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は３種４個のＣＮＴ−ＦＥＴでの素子毎のばらつきを説明する特性図であり、図７（Ｂ）はΔＩｓｔの測定結果を示す図であり、図７（Ｃ）は校正結果を説明するための特性図である。
【図８】図８は、素子毎のばらつきの原因を説明するためのＣＮＴ−ＦＥＴの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…ＦＥＴバイオセンサ装置、 ２…センサヘッド、 ３…演算部、 ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（ＣＮＴ−ＦＥＴ）、 ２１…シリコン基板、 ２２…シリカ、 ２３…カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、 ２４…ソース、 ２５…ドレイン、 ２６…バックゲート、 ２７…絶縁膜、 ２８…防水膜、 ２９…ゲート窓、 ３０…記憶部、 ４０…金属トップゲート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛋白質又はＤＮＡを測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置において、
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドと、
濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッドの出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部と、
を具備し、
上記演算部は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッドの出力値を記憶する記憶部を備え、上記記憶部に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッドの出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【請求項２】
上記センサヘッドの出力値は、上記カーボンナノチューブ電界トランジスタのドレイン電流の変化値であり、
上記濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩ、上記濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩｓｔとしたとき、上記演算部は、
ΔＩ／ΔＩｓｔ
の演算結果に対応する濃度値を求めることを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【請求項３】
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドを用いたＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置で蛋白質又はＤＮＡを測定する際に、
予め、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを測定して、得られた上記センサヘッドの出力値を記憶しておき、
上記センサヘッドを洗浄後、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定し、
該測定によって得られた上記センサヘッドの出力値を、上記予め記憶しておいた出力値を用いて校正し、
該校正した出力値により上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法。
【請求項１】
蛋白質又はＤＮＡを測定するＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置において、
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドと、
濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定して得られた上記センサヘッドの出力値から上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算する演算部と、
を具備し、
上記演算部は、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを予め測定して得られた上記センサヘッドの出力値を記憶する記憶部を備え、上記記憶部に記憶された出力値を用いて、上記センサヘッドの出力値を校正して、上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【請求項２】
上記センサヘッドの出力値は、上記カーボンナノチューブ電界トランジスタのドレイン電流の変化値であり、
上記濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩ、上記濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の蛋白質又はＤＮＡを測定した際の電流の変化値をΔＩｓｔとしたとき、上記演算部は、
ΔＩ／ΔＩｓｔ
の演算結果に対応する濃度値を求めることを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置。
【請求項３】
ソース−ドレイン間にカーボンナノチューブを形成したカーボンナノチューブ電界効果トランジスタでなるセンサヘッドを用いたＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置で蛋白質又はＤＮＡを測定する際に、
予め、濃度の変化に対して同一出力しか得られない濃度の上記蛋白質又はＤＮＡを測定して、得られた上記センサヘッドの出力値を記憶しておき、
上記センサヘッドを洗浄後、濃度が未知の蛋白質又はＤＮＡを測定し、
該測定によって得られた上記センサヘッドの出力値を、上記予め記憶しておいた出力値を用いて校正し、
該校正した出力値により上記蛋白質又はＤＮＡの濃度値を演算することを特徴とするＣＮＴ−ＦＥＴバイオセンサ装置による蛋白質又はＤＮＡの濃度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１４５７３（Ｐ２００９−１４５７３Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７７６８７（Ｐ２００７−１７７６８７）
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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