ＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置
【課題】従来の検査装置をそのまま用いて、多くの検体数の鑑定を行うことができるＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置を提供すること。
【解決手段】複数のプローブを備え、検体と反応させるためのＤＮＡチップにおいて、前記プローブに接続されたプローブ電極９と、前記ＤＮＡチップからの信号出力用電極１０との間に集積回路部１４（１２、１３）を備えた。
【解決手段】複数のプローブを備え、検体と反応させるためのＤＮＡチップにおいて、前記プローブに接続されたプローブ電極９と、前記ＤＮＡチップからの信号出力用電極１０との間に集積回路部１４（１２、１３）を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオテクノロジーにおいて、遺伝子検査（或いはＤＮＡ鑑定。以下、「鑑定」と称する）を行うのにＤＮＡチップが用いられている。このＤＮＡチップは、鑑定したい検体に対するプローブをＤＮＡチップ内に組み込んだものであり、検体中の所定のＤＮＡに結合（反応）するプローブを用意して、当該プローブに所定のＤＮＡが結合したかどうかを電流値によってＤＮＡの種類を鑑定するものである。このようなＤＮＡチップを用いることにより、従来の電気泳動法などと比較して短時間で鑑定を行うことができる。なお、ＤＮＡチップ上に設けられたプローブからの信号は、各プローブに対応して設けられた電極から検査装置に出力され、検査装置で当該信号を増幅して、所定の処理を行っている。
【０００３】
現在のＤＮＡチップは、１つのチップ当たりプローブが例えば３２個設けられている。この場合に、１種類のＤＮＡ鑑定を行うのに３個ほどのプローブを使用するので、１０種類（すなわち、１０検体）のＤＮＡ鑑定しか行うことができない。しかし、１度に鑑定を行う検体数が多いほど検査時間が短縮するので、１度に鑑定を行う検体数を増やすこと、すなわち、ＤＮＡチップ上のプローブ数を増やすことが望まれる。このように、ＤＮＡチップ上のプローブ数を増やすと、それに応じてプローブに対応する電極数も増えることになる。
【０００４】
このように、鑑定したい検体が増えるごとに電極数が増えることになるので、ＤＮＡチップの形状を変更することが必要になるばかりでなく、検査装置のＤＮＡチップを取り扱うユニットまで変更しなければならない。加えて、電極数が多くなると信号線の本数が多くなると、微弱な検出電流（ナノアンペアオーダー）同士が、互いに影響を及ぼして誤検出の原因を招くこともありうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の検査装置をそのまま用いて、多くの検体数の鑑定を行うことができるＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置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】
【０００６】
本発明の一局面に係るＤＮＡチップは、複数のプローブを備え、検体と反応させるためのＤＮＡチップであって、前記プローブに接続されたプローブ電極と、前記ＤＮＡチップからの信号出力用電極との間に集積回路部を備えたことを特徴とする。また、本発明は、このＤＮＡチップを用いた検査装置にも適用可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来の検査装置をそのまま用いて、多くの検体数の鑑定を行うことができるＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るＤＮＡチップが適用される検査装置の概略ブロック図である。
図１において、検査装置は、ＤＮＡチップを装填するカセット機構部１と、ＤＮＡチップに供給する各種試薬をセットする試薬セット部２と、各種試薬をＤＮＡチップに供給するバルブユニット３と、ＤＮＡチップから検出した検出信号を増幅したり、外部とのデータ送受信や検査装置全体の制御を行う主制御部４と、検査装置内で使用する各種電源を供給する電源部５とを備えている。なお。カセット機構部１は、温度制御を行うことができるようになっている。
【０００９】
上記の検査装置において、その動作を簡単に説明する。
鑑定したい検体に対応するプローブが組み込まれたＤＮＡチップに被鑑定用の検体のＤＮＡを注入し、検査装置のカセット機構部１にセットする。次に、カセット機構部１にセットされたＤＮＡチップを定められた温度シーケンスに従って温度制御部で温度制御を行ったり、試薬セット部２から、バルブユニットや試薬送液部を介して各種試薬をＤＮＡチップに供給する。これにより、カセット機構部１内でプローブの反応を実行させる。プローブ反応の判定は、電極から出力される微弱電流を主制御部４に出力し、主制御部４で当該電流を増幅することにより行うことができる。なお、判定結果は、主制御部４より通信部を介して外部機器へ送信してもよい。
【００１０】
図２にＤＮＡチップの概略構成を示す。ＤＮＡチップは、鑑定したい検体を量るためのプローブ６と電極７とが１対１の関係で配置されて、ＤＮＡチップ８を構成している。従って、鑑定したい検体が増えると、それに応じて必然的に電極数も増えることになる。このため、ＤＮＡチップの形状寸法を一定にしようとすれば、電極の形状を小さくし、多数の電極を設けることになるため、この電極の形状を変更により装置側の接点の変更などが必要になる。
【００１１】
このため、本発明においては、ＤＮＡチップに集積回路を搭載している。図３に本発明の一実施形態にかかるＤＮＡチップの概略ブロック図を示す。
本発明の一実施形態に係るＤＮＡチップ１１は、検出用のプローブ９（電極を含む。以下、単に「プローブ」と称する）と、微弱電流を増幅する増幅回路１２と、増幅後の信号を検査装置の主制御部４の指示に基づき、どのプローブの信号を送るかなどを切替えて主制御部４に送信する信号切替回路１３と、ＤＮＡチップと主制御部との接点である電極１０（信号出力用電極）とを備えている。このような構成にすることにより、例えば、信号切替回路１３により、１つの電極当たり、４つのプローブを切り替えることができれば、従来の３２プローブが１つのＤＮＡチップに形成されていたものが、最大で１２８プローブまで１つのＤＮＡチップで形成可能となる。この場合のＤＮＡチップ１１の電極の例としては、電源線１本・接地線１本・プローブアドレス指定線（４本×４本）８本で構成される。なお、増幅回路１２と信号切替回路１３は、１つの集積回路部１４として構成してもよい。
【００１２】
上記の実施形態により、下記の効果が得られる。
【００１３】
ＤＮＡチップについては、
（１）ＤＮＡチップの外形寸法から鑑定する検体によるプローブ数の制限つまり設けられる電極数の制限がなくなり、ある程度のプローブまでが同一寸法のＤＮＡチップで製作が可能となる。
（２）鑑定する検体によるプローブ数増加によるＤＮＡチップの種類の増加が防げる。
（３）プローブ数によって異なっていたＤＮＡチップをある程度プローブ数まで共通化が図れ、ＤＮＡチップのコスト低下が図れる。
（４）ＤＮＡチップに電極数が一定の本数で信号の受け渡しが検査装置と行えることから従来非常に注意をしていた信号の受け渡し方法や電極の接触抵抗なども注意をせずに済み、電極の処理部分が大きく得られ、安定した方法で検査装置と接続できる。
【００１４】
また、検査装置については、
（１）ＤＮＡチップの種類（すなわち、プローブ数）が異なっていても同一の接続方法でＤＮＡチップと接続が可能となる。そのため、ＤＮＡチップの種類による検査装置側での配線などの変更が不要になる。
（２）検出電流の増幅処理をＤＮＡチップで行うので安定した出力が得られ、検査装置側の回路の省略化が図れる。
【００１５】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。例えば、上記の実施形態では、増幅回路などをプローブや電極と同じ面にもうける構成としたが、増幅回路と信号切替回路とをプローブとは異なる面に設けてもよい。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００１６】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るＤＮＡチップが適用される検査装置の概略ブロック図。
【図２】ＤＮＡチップの概略構成を示す図。
【図３】本発明の一実施形態にかかるＤＮＡチップの概略ブロック図。
【符号の説明】
【００１８】
１…カセット機構部
２…試薬セット部
３…バルブユニット
４…主制御部
５…電源部
６…プローブ
７…電極
８…ＤＮＡチップ
９…プローブ
１０…電極
１１…ＤＮＡチップ
１２…増幅回路
１３…信号切替回路
１４…集積回路部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオテクノロジーにおいて、遺伝子検査（或いはＤＮＡ鑑定。以下、「鑑定」と称する）を行うのにＤＮＡチップが用いられている。このＤＮＡチップは、鑑定したい検体に対するプローブをＤＮＡチップ内に組み込んだものであり、検体中の所定のＤＮＡに結合（反応）するプローブを用意して、当該プローブに所定のＤＮＡが結合したかどうかを電流値によってＤＮＡの種類を鑑定するものである。このようなＤＮＡチップを用いることにより、従来の電気泳動法などと比較して短時間で鑑定を行うことができる。なお、ＤＮＡチップ上に設けられたプローブからの信号は、各プローブに対応して設けられた電極から検査装置に出力され、検査装置で当該信号を増幅して、所定の処理を行っている。
【０００３】
現在のＤＮＡチップは、１つのチップ当たりプローブが例えば３２個設けられている。この場合に、１種類のＤＮＡ鑑定を行うのに３個ほどのプローブを使用するので、１０種類（すなわち、１０検体）のＤＮＡ鑑定しか行うことができない。しかし、１度に鑑定を行う検体数が多いほど検査時間が短縮するので、１度に鑑定を行う検体数を増やすこと、すなわち、ＤＮＡチップ上のプローブ数を増やすことが望まれる。このように、ＤＮＡチップ上のプローブ数を増やすと、それに応じてプローブに対応する電極数も増えることになる。
【０００４】
このように、鑑定したい検体が増えるごとに電極数が増えることになるので、ＤＮＡチップの形状を変更することが必要になるばかりでなく、検査装置のＤＮＡチップを取り扱うユニットまで変更しなければならない。加えて、電極数が多くなると信号線の本数が多くなると、微弱な検出電流（ナノアンペアオーダー）同士が、互いに影響を及ぼして誤検出の原因を招くこともありうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の検査装置をそのまま用いて、多くの検体数の鑑定を行うことができるＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置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】
【０００６】
本発明の一局面に係るＤＮＡチップは、複数のプローブを備え、検体と反応させるためのＤＮＡチップであって、前記プローブに接続されたプローブ電極と、前記ＤＮＡチップからの信号出力用電極との間に集積回路部を備えたことを特徴とする。また、本発明は、このＤＮＡチップを用いた検査装置にも適用可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来の検査装置をそのまま用いて、多くの検体数の鑑定を行うことができるＤＮＡチップ及びそのＤＮＡチップを用いた検査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るＤＮＡチップが適用される検査装置の概略ブロック図である。
図１において、検査装置は、ＤＮＡチップを装填するカセット機構部１と、ＤＮＡチップに供給する各種試薬をセットする試薬セット部２と、各種試薬をＤＮＡチップに供給するバルブユニット３と、ＤＮＡチップから検出した検出信号を増幅したり、外部とのデータ送受信や検査装置全体の制御を行う主制御部４と、検査装置内で使用する各種電源を供給する電源部５とを備えている。なお。カセット機構部１は、温度制御を行うことができるようになっている。
【０００９】
上記の検査装置において、その動作を簡単に説明する。
鑑定したい検体に対応するプローブが組み込まれたＤＮＡチップに被鑑定用の検体のＤＮＡを注入し、検査装置のカセット機構部１にセットする。次に、カセット機構部１にセットされたＤＮＡチップを定められた温度シーケンスに従って温度制御部で温度制御を行ったり、試薬セット部２から、バルブユニットや試薬送液部を介して各種試薬をＤＮＡチップに供給する。これにより、カセット機構部１内でプローブの反応を実行させる。プローブ反応の判定は、電極から出力される微弱電流を主制御部４に出力し、主制御部４で当該電流を増幅することにより行うことができる。なお、判定結果は、主制御部４より通信部を介して外部機器へ送信してもよい。
【００１０】
図２にＤＮＡチップの概略構成を示す。ＤＮＡチップは、鑑定したい検体を量るためのプローブ６と電極７とが１対１の関係で配置されて、ＤＮＡチップ８を構成している。従って、鑑定したい検体が増えると、それに応じて必然的に電極数も増えることになる。このため、ＤＮＡチップの形状寸法を一定にしようとすれば、電極の形状を小さくし、多数の電極を設けることになるため、この電極の形状を変更により装置側の接点の変更などが必要になる。
【００１１】
このため、本発明においては、ＤＮＡチップに集積回路を搭載している。図３に本発明の一実施形態にかかるＤＮＡチップの概略ブロック図を示す。
本発明の一実施形態に係るＤＮＡチップ１１は、検出用のプローブ９（電極を含む。以下、単に「プローブ」と称する）と、微弱電流を増幅する増幅回路１２と、増幅後の信号を検査装置の主制御部４の指示に基づき、どのプローブの信号を送るかなどを切替えて主制御部４に送信する信号切替回路１３と、ＤＮＡチップと主制御部との接点である電極１０（信号出力用電極）とを備えている。このような構成にすることにより、例えば、信号切替回路１３により、１つの電極当たり、４つのプローブを切り替えることができれば、従来の３２プローブが１つのＤＮＡチップに形成されていたものが、最大で１２８プローブまで１つのＤＮＡチップで形成可能となる。この場合のＤＮＡチップ１１の電極の例としては、電源線１本・接地線１本・プローブアドレス指定線（４本×４本）８本で構成される。なお、増幅回路１２と信号切替回路１３は、１つの集積回路部１４として構成してもよい。
【００１２】
上記の実施形態により、下記の効果が得られる。
【００１３】
ＤＮＡチップについては、
（１）ＤＮＡチップの外形寸法から鑑定する検体によるプローブ数の制限つまり設けられる電極数の制限がなくなり、ある程度のプローブまでが同一寸法のＤＮＡチップで製作が可能となる。
（２）鑑定する検体によるプローブ数増加によるＤＮＡチップの種類の増加が防げる。
（３）プローブ数によって異なっていたＤＮＡチップをある程度プローブ数まで共通化が図れ、ＤＮＡチップのコスト低下が図れる。
（４）ＤＮＡチップに電極数が一定の本数で信号の受け渡しが検査装置と行えることから従来非常に注意をしていた信号の受け渡し方法や電極の接触抵抗なども注意をせずに済み、電極の処理部分が大きく得られ、安定した方法で検査装置と接続できる。
【００１４】
また、検査装置については、
（１）ＤＮＡチップの種類（すなわち、プローブ数）が異なっていても同一の接続方法でＤＮＡチップと接続が可能となる。そのため、ＤＮＡチップの種類による検査装置側での配線などの変更が不要になる。
（２）検出電流の増幅処理をＤＮＡチップで行うので安定した出力が得られ、検査装置側の回路の省略化が図れる。
【００１５】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。例えば、上記の実施形態では、増幅回路などをプローブや電極と同じ面にもうける構成としたが、増幅回路と信号切替回路とをプローブとは異なる面に設けてもよい。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００１６】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るＤＮＡチップが適用される検査装置の概略ブロック図。
【図２】ＤＮＡチップの概略構成を示す図。
【図３】本発明の一実施形態にかかるＤＮＡチップの概略ブロック図。
【符号の説明】
【００１８】
１…カセット機構部
２…試薬セット部
３…バルブユニット
４…主制御部
５…電源部
６…プローブ
７…電極
８…ＤＮＡチップ
９…プローブ
１０…電極
１１…ＤＮＡチップ
１２…増幅回路
１３…信号切替回路
１４…集積回路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプローブを備え、検体と反応させるためのＤＮＡチップにおいて、前記プローブに接続されたプローブ電極と、前記ＤＮＡチップからの信号出力用電極との間に集積回路部を備えたことを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のＤＮＡチップにおいて、前記プローブ電極の数は、前記信号出力用電極の数の整数倍であることを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＤＮＡチップにおいて、前記集積回路部は、前記プローブからの検出電流を増幅する増幅回路と、前記プローブ電極に対する前記信号出力用電極の接続関係を切り替える信号切替回路とを備えたことを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＤＮＡチップを装着可能であり、温度制御が可能なカセット機構部と、
前記カセット機構部に装着されたＤＮＡチップに、バルブを介して試薬を供給する試薬セット部と、
前記ＤＮＡチップからの出力信号の判定を行う制御部と、を具備することを特徴とする検査装置。
【請求項１】
複数のプローブを備え、検体と反応させるためのＤＮＡチップにおいて、前記プローブに接続されたプローブ電極と、前記ＤＮＡチップからの信号出力用電極との間に集積回路部を備えたことを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のＤＮＡチップにおいて、前記プローブ電極の数は、前記信号出力用電極の数の整数倍であることを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＤＮＡチップにおいて、前記集積回路部は、前記プローブからの検出電流を増幅する増幅回路と、前記プローブ電極に対する前記信号出力用電極の接続関係を切り替える信号切替回路とを備えたことを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＤＮＡチップを装着可能であり、温度制御が可能なカセット機構部と、
前記カセット機構部に装着されたＤＮＡチップに、バルブを介して試薬を供給する試薬セット部と、
前記ＤＮＡチップからの出力信号の判定を行う制御部と、を具備することを特徴とする検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１３３０８０（Ｐ２００６−１３３０８０Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２２４３９（Ｐ２００４−３２２４３９）
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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