(57)【要約】【課題】各撮像素子の周囲に隔壁を形成した撮像装置、及びこれを用いた細胞検出装置を提供する。【解決手段】基板１７上に設けられた複数の光電変換素子２０と、光電変換素子２０を被覆する絶縁膜３２と、互いに隣接する光電変換素子２０同士の間の絶縁膜３２上に設けられ、互いに離間することによって流路が形成される複数の隔壁５１と、を備える撮像装置１である。【選択図】図２
2010091533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた複数の光電変換素子と、
前記光電変換素子を被覆する絶縁膜と、
互いに隣接する前記光電変換素子同士の間の前記絶縁膜上に設けられ、互いに離間することによって流路が形成される複数の隔壁と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の光電変換素子間の対応する第１の電極同士を行方向に接続する第１の配線と、前記複数の光電変換素子間の対応する第２の電極同士を列方向に接続する第２の配線と、を備え、
前記絶縁膜は、前記光電変換素子、前記第１の配線及び前記第２の配線を一括して被覆し、
前記隔壁は、前記絶縁膜上の、前記光電変換素子、前記第１の配線及び前記第２の配線のいずれとも重ならない位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の配線及び前記第２の配線は遮光性材料からなることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記隔壁は、前記絶縁膜上に光硬化性の感光性樹脂を堆積した後、前記基板側から光を照射して前記感光性樹脂を光硬化させ、現像して光硬化しなかった部分を除去することで形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換素子と対応し、前記絶縁膜上の前記隔壁が形成されない部分にウェルを形成し、
前記複数の光電変換素子間の対応する第１の電極同士を行方向に接続する第１の配線及び前記複数の光電変換素子間の対応する第２の電極同士を列方向に接続する第２の配線と対応し、前記絶縁膜上の前記隔壁が形成されない部分に前記流路を形成し、
前記ウェルは前記流路によって接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の電極はボトムゲート電極であり、前記第２の電極はソース電極、及び、ドレイン電極であり、
前記第１の配線は、前記ボトムゲート電極を行又は列のいずれかの方向に接続するボトムゲートラインであり、
前記第２の配線は、前記ソース電極に接続するソースライン、及び、前記ドレイン電極に接続するドレインラインであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置の受光面側に、細胞を含有する溶液の流入部、流出部を形成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の細胞検出装置。
【請求項８】
基板上に設けられた複数の光電変換素子、前記光電変換素子の対応する第１の電極同士を行方向に接続する第１の配線、及び、前記光電変換素子の対応する第２の電極同士を列方向に接続する第２の配線を形成した後に、これらを一括して被覆する絶縁膜を形成し、
次に、前記絶縁膜上に光硬化性の感光性樹脂を接合し、
その後、前記透明基板側から光を照射して、
前記光電変換素子、前記第１の配線及び前記第２の配線のいずれとも重ならない位置の前記感光性樹脂を光硬化させ、現像して光硬化しなかった部分を除去して隔壁を形成することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の電極はボトムゲート電極であり、前記第２の電極はソース電極、及び、ドレイン電極であり、
前記第１の配線は、前記ボトムゲート電極を行又は列のいずれかの方向に接続するボトムゲートラインを有し、
前記第２の配線は、前記ソース電極に接続するソースライン、及び、前記ドレイン電極に接続するドレインラインであることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、細胞検出装置、及び撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な生物種の遺伝子の発現解析を行うためにＤＮＡチップや抗体チップ等の撮像装置やその読取装置が開発されている。撮像装置は、プローブとなる既知の塩基配列のｃＤＮＡや抗体をスライドガラス等の固体担体上にマトリクス状に整列固定させたものである。
【０００３】
また、複数の撮像素子を二次元アレイ状に配列してなる固体撮像デバイスの受光面にＤＮＡや抗体等のプローブ分子をスポットした撮像装置が開発されている。このような撮像装置では、スポットに付着した標識ＤＮＡ等の生体高分子を標識する標識物質により発生する光を各光電変換素子により計測する。固体撮像デバイスの受光面にスポットが点在しており、受光面に付着された生体高分子と光電変換素子との間の距離が近いために標識物質から発した光があまり減衰せずに固体撮像デバイスの受光面に入射するため、僅かな光量でも計測が可能であるという利点がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８６６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本出願人は、上記の固体撮像デバイスの受光面にウェルを形成し、ウェル内に細胞を入れて観察することを検討している。しかし、微小な撮像素子の１つ１つにウェルを形成することは困難である。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、各撮像素子の周囲に隔壁を形成した撮像装置、及びこれを用いた細胞検出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】
以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、基板上に設けられた複数の光電変換素子と、前記光電変換素子を被覆する絶縁膜と、互いに隣接する前記光電変換素子同士の間の前記絶縁膜上に設けられ、互いに離間することによって流路が形成される複数の隔壁と、を備えることを特徴とする撮像装置が提供される。
【０００７】
好ましくは、前記複数の光電変換素子間の対応する第１の電極同士を行方向に接続する第１の配線と、前記複数の光電変換素子間の対応する第２の電極同士を列方向に接続する第２の配線と、を備え、前記絶縁膜は、前記光電変換素子、前記第１の配線及び前記第２の配線を一括して被覆し、前記隔壁は、前記絶縁膜上の、前記光電変換素子、前記第１の配線及び前記第２の配線のいずれとも重ならない位置に設けられる。
好ましくは、前記第１の配線及び前記第２の配線は遮光性材料からなる。
好ましくは、前記隔壁は、前記絶縁膜上に光硬化性の感光性樹脂を堆積した後、前記基板側から光を照射して前記感光性樹脂を光硬化させ、現像して光硬化しなかった部分を除去することで形成される。
かかる隔壁のパターン化においては、通常の微細加工技術がいずれも使用可能であり、例えばフォトマスクの使用又はマスクレス露光によるフォトリソグラフィが利用できる。このとき、使用するフォトレジストは、ネガ型、ポジ型のいずれでも良く、その材質については、通常使用されるものがいずれも使用可能である。
この他、エッチングやスクリーン印刷等も使用可能である。
前記隔壁の材質としては、ある程度の強度（緩やかな液体圧がかかっても壊れない程度）が確保されるものであれば、特に制限はないが、特に親水性を有する材質である場合、前記隔壁によって仕切られる空間（隙間）に溶液を導入しやすくなり、高効率で細胞を捕捉することが可能になる。
好ましくは、前記光電変換素子と対応し、前記絶縁膜上の前記隔壁が形成されない部分にウェルを形成し、前記複数の光電変換素子間の対応する第１の電極同士を行方向に接続する第１の配線及び前記複数の光電変換素子間の対応する第２の電極同士を列方向に接続する第２の配線と対応し、前記絶縁膜上の前記隔壁が形成されない部分に前記流路を形成し、前記ウェルは前記流路によって接続されている。
好ましくは、前記第１の電極はボトムゲート電極であり、前記第２の電極はソース電極、及び、ドレイン電極であり、前記第１の配線は、前記ボトムゲート電極を行又は列のいずれかの方向に接続するボトムゲートラインであり、前記第２の配線は、前記ソース電極に接続するソースライン、及び、前記ドレイン電極に接続するドレインラインである。
【０００８】
本発明の二の態様によれば、撮像装置の受光面側に、細胞を含有する溶液の流入部、流出部を形成したことを特徴とする細胞検出装置が提供される。
【０００９】
本発明の三の態様によれば、基板上に設けられた複数の光電変換素子、前記光電変換素子の対応する第１の電極同士を行方向に接続する第１の配線、及び、前記光電変換素子の対応する第２の電極同士を列方向に接続する第２の配線を形成した後に、これらを一括して被覆する絶縁膜を形成し、次に、前記絶縁膜上に光硬化性の感光性樹脂を接合し、その後、前記透明基板側から光を照射して、前記光電変換素子、前記第１の配線及び前記第２の配線のいずれとも重ならない位置の前記感光性樹脂を光硬化させ、現像して光硬化しなかった部分を除去して隔壁を形成することを特徴とする撮像装置の製造方法が提供される。
【００１０】
好ましくは、前記第１の電極はボトムゲート電極であり、前記第２の電極はソース電極、及び、ドレイン電極であり、前記第１の配線は、前記ボトムゲート電極を行又は列のいずれかの方向に接続するボトムゲートラインを有し、前記第２の配線は、前記ソース電極に接続するソースライン、及び、前記ドレイン電極に接続するドレインラインである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各撮像素子の周囲に隔壁を形成した撮像装置、及びこれを用いた細胞検出装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１３】
図１は分析装置８０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、分析装置８０は、撮像装置１と、撮像装置１に接続されるトップゲートドライバ７４、ボトムゲートドライバ７１及びドレインドライバ７３と、トップゲートドライバ７４、ボトムゲートドライバ７１及びドレインドライバ７３を介して撮像装置１を制御するコンピュータ８１と、コンピュータ８１から出力された信号により出力（表示又はプリント）を行う出力装置８２と、コンピュータ８１により制御される励起光照射装置８３と、を備える。
【００１４】
コンピュータ８１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を備え、撮像装置１のトップゲートドライバ７４、ボトムゲートドライバ７１及びドレインドライバ７３に制御信号を出力することによって、トップゲートドライバ７４、ボトムゲートドライバ７１及びドレインドライバ７３に固体撮像デバイス１０の駆動動作を行わせる機能を有する。また、コンピュータ８１は入力した二次元の画像データに従った画像を出力装置８２に出力させる機能を有する。
【００１５】
出力装置８２はプロッタ、プリンタ又はディスプレイであり、コンピュータ８１のＲＡＭに記録された二次元の画像データを出力する。
励起光照射装置８３は、後述する蛍光色素を励起する励起光を撮像装置１に照射する。
【００１６】
撮像装置１は、固体撮像デバイス１０と、固体撮像デバイス１０を駆動するボトムゲートドライバ７１、ドレインドライバ７３及びトップゲートドライバ７４と、隔壁５１と、を具備する。
【００１７】
図２は、撮像装置１の受光面の一部を示す平面図である。図２に示すように、撮像装置１には、固体撮像デバイス１０の光電変換素子として複数のダブルゲート型電界効果トランジスタ（以下、ダブルゲートトランジスタという。）２０がマトリクス状に配列されている。また、撮像装置１の受光面には、隣接するダブルゲートトランジスタ２０のボトムゲート電極２１の間に、隔壁５１が形成されている。
【００１８】
図３は１つのダブルゲートトランジスタ２０を示す平面図であり、図４は図３のIV−IV矢視断面図である。図２〜図４に示すように、固体撮像デバイス１０は、透明基板１７と、ボトムゲート絶縁膜２２と、トップゲート絶縁膜２９と、保護絶縁膜３２と、平坦化膜３５とを積層してなり、これらの層間に、複数のボトムゲートライン４１、ソースライン４２、ドレインライン４３、トップゲートライン４４、及び、ダブルゲートトランジスタ２０を形成するボトムゲート電極２１、半導体膜２３、チャネル保護膜２４、不純物半導体膜２５，２６、ソース電極２７、ドレイン電極２８、トップゲート電極３１が適宜設けられている。
【００１９】
透明基板１７は、後述する感光性樹脂を感光させる波長の光の透過性を有するとともに、絶縁性を有する。このような透明基板１７としては、石英ガラス等といったガラス基板又はポリカーボネート、ＰＭＭＡ等といったプラスチック基板を用いることができる。
【００２０】
図３、図４に示すように、ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…は何れも、受光部である半導体膜２３と、半導体膜２３上に形成されたチャネル保護膜２４と、ボトムゲート絶縁膜２２を挟んで半導体膜２３の下に形成されたボトムゲート電極２１と、トップゲート絶縁膜２９を挟んで半導体膜２３の上に形成されたトップゲート電極３１と、半導体膜２３の一部に重なるよう形成された不純物半導体膜２５と、半導体膜２３の別の部分に重なるよう形成された不純物半導体膜２６と、不純物半導体膜２５に重なったソース電極２７と、不純物半導体膜２６に重なったドレイン電極２８と、を備え、半導体膜２３において受光した光量に従ったレベルの電気信号を出力するものである。
【００２１】
ボトムゲート電極２１は、ダブルゲートトランジスタ２０ごとに透明基板１７上に形成されている。また、透明基板１７上には横方向に延在する複数本のボトムゲートライン４１，４１，…が形成されており、横方向に配列された同一の行のダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のそれぞれのボトムゲート電極２１が共通のボトムゲートライン４１と一体となって形成されている。ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１は、導電性及び遮光性を有し、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの合金からなる。
【００２２】
ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１，４１，…はボトムゲート絶縁膜２２によってまとめて被覆されている。すなわち、ボトムゲート絶縁膜２２は全てのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…に共通して形成された膜である。ボトムゲート絶縁膜２２は、絶縁性及び光透過性を有し、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。
【００２３】
ボトムゲート絶縁膜２２上には、複数の半導体膜２３がマトリクス状に配列するよう形成されている。半導体膜２３は、ダブルゲートトランジスタ２０ごとに独立して形成されており、それぞれのダブルゲートトランジスタ２０においてボトムゲート電極２１に対して対向配置され、ボトムゲート電極２１との間にボトムゲート絶縁膜２２を挟んでいる。半導体膜２３は、平面視して略矩形状を呈しており、受光した蛍光の光量に応じた量の電子−正孔対を生成するアモルファスシリコン又はポリシリコンで形成された層である。
【００２４】
半導体膜２３上には、チャネル保護膜２４が形成されている。チャネル保護膜２４は、ダブルゲートトランジスタ２０ごとに独立してパターニングされており、それぞれのダブルゲートトランジスタ２０において半導体膜２３の中央部上に形成されている。チャネル保護膜２４は、絶縁性及び光透過性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。チャネル保護膜２４は、パターニングに用いられるエッチャントから半導体膜２３の界面を保護するものである。半導体膜２３に光が入射すると、入射した光量に従った量の電子−正孔対がチャネル保護膜２４と半導体膜２３との界面付近を中心に発生するようになっている。この場合、半導体膜２３にはキャリアとして正孔及び電子が発生する。
【００２５】
半導体膜２３の一端部上には、不純物半導体膜２５が一部、チャネル保護膜２４に重なるようにして形成されており、半導体膜２３の他端部上には、不純物半導体膜２６が一部、チャネル保護膜２４に重なるようにして形成されている。不純物半導体膜２５，２６は、ダブルゲートトランジスタ２０ごとに独立してパターニングされている。不純物半導体膜２５，２６は、ｎ型の不純物イオンを含むアモルファスシリコン（ｎ＋シリコン）からなる。
【００２６】
不純物半導体膜２５上には、ソース電極２７が形成され、不純物半導体膜２６上には、ドレイン電極２８が形成されている。ソース電極２７及びドレイン電極２８はダブルゲートトランジスタ２０ごとに形成されている。縦方向に延在する複数本のソースライン４２，４２，…及びドレインライン４３，４３，…がボトムゲート絶縁膜２２上に形成されている。縦方向に配列された同一の列のダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のソース電極２７は共通のソースライン４２と一体に形成されており、縦方向に配列された同一の列のダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のドレイン電極２８は共通のドレインライン４３と一体に形成されている。ソース電極２７、ドレイン電極２８、ソースライン４２及びドレインライン４３は、導電性及び遮光性を有しており、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの合金からなる。
【００２７】
ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のソース電極２７及びドレイン電極２８並びにソースライン４２，４２，…及びドレインライン４３，４３，…は、トップゲート絶縁膜２９によってまとめて被覆されている。トップゲート絶縁膜２９は全てのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…に共通して形成された膜である。トップゲート絶縁膜２９は、絶縁性及び光透過性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００２８】
トップゲート絶縁膜２９上には、複数のトップゲート電極３１がダブルゲートトランジスタ２０ごとに形成されている。トップゲート電極３１は、それぞれのダブルゲートトランジスタ２０において半導体膜２３に対して対向配置され、半導体膜２３との間にトップゲート絶縁膜２９及びチャネル保護膜２４を挟んでいる。また、トップゲート絶縁膜２９上には横方向に延在する複数本のトップゲートライン４４，４４，…が形成されており、横方向に配列された同一の行のダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のトップゲート電極３１が共通のトップゲートライン４４と一体に形成されている。トップゲート電極３１及びトップゲートライン４４は、導電性及び光透過性を有し、例えばＩＴＯからなる。
【００２９】
ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のトップゲート電極３１及びトップゲートライン４４，４４，…は保護絶縁膜３２によってまとめて被覆され、保護絶縁膜３２は全てのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…に共通して形成された膜である。保護絶縁膜３２は、絶縁性及び光透過性を有し、窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００３０】
保護絶縁膜３２の上面には、平坦化膜３５が設けられている。平坦化膜３５は絶縁性及び光透過性を有し、例えばＰＭＭＡ、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、その他の透明な樹脂を塗布して固体撮像デバイス１０の表面を平坦に形成するものである。平坦化膜３５が設けられた側の面が、固体撮像デバイスの受光面となる。
【００３１】
以上のように構成された固体撮像デバイス１０は、平坦化膜３５の表面を受光面としており、各ダブルゲートトランジスタ２０の半導体膜２３において受光した光量を電気信号に変換するように設けられている。
【００３２】
隔壁５１は、固体撮像デバイス１０の受光面側に設けられている。隔壁５１は、平坦化膜３５上において、ダブルゲートトランジスタ２０のボトムゲート電極２１、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２、ドレインライン４３のいずれとも重ならない位置に設けられている。
【００３３】
各ダブルゲートトランジスタ２０の受光面側のボトムゲート電極２１に対応する部分には、隔壁５１によって仕切られるウェル５２が形成される。なお、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２及びドレインライン４３に対応する部分には隔壁５１が形成されず、流路５３となる。このため、隣接するウェル５２は、流路５３によって接続されている。
【００３４】
本実施形態においては、感光性樹脂を用いて、ダブルゲートトランジスタ２０のボトムゲート電極２１、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２、及びドレインライン４３をフォトマスクとして隔壁５１を形成している。以下、図５〜図７を用いて隔壁５１の形成方法について説明する。
【００３５】
まず、図５に示すように、固体撮像デバイス１０の受光面に、光硬化性の感光性樹脂５４を配置する。例えば、光硬化性の感光性樹脂を塗布してもよいし、シート状の感光性樹脂５４を貼り付けてもよい。
この感光性樹脂５４の膜厚は、使用する細胞の大きさに応じて適宜選定されればよいが、一般的な細胞の大きさは５〜２０μｍであることから、細胞の大きさと同程度かそれ以上であればよく、具体的には５〜２５μｍ程度とされればよい。
【００３６】
次に、図６に示すように、透明基板１７側から光Ｌを照射して、ダブルゲートトランジスタ２０のボトムゲート電極２１、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２及びドレインライン４３のいずれとも重ならない位置の感光性樹脂５４を硬化させる。
【００３７】
その後、現像液に浸し、感光性樹脂５４の光硬化していない部分を除去する。以上により、図７に示すように、固体撮像デバイス１０の受光面側に隔壁５１が形成される。本実施の形態によれば、隔壁５１によって各ダブルゲートトランジスタ２０が仕切られ、ウェル５２が各ダブルゲートトランジスタ２０のボトムゲート電極２１毎に形成される。また、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２及びドレインライン４３と対応する部分に流路５３が形成され、隣接するウェル５２が流路５３により接続された構造となる。
かかる隔壁５１によって仕切られる空間のサイズは、使用する細胞が該空間内に１細胞ずつ収容され、捕捉される（漏出し難い）サイズであればよく、使用する細胞の大きさに応じて適宜設計されることが望ましく、例えば縦５〜３０μｍ程度、横５〜３０μｍの範囲内とされればよい。
また、隣り合う隔壁５１同士の間は、０．５〜５μｍの範囲とされることが好ましい。隔壁５１の間隔が５μｍを超えると、使用する細胞が通り抜けられてしまう虞があり、逆に０．５μｍよりも狭いと、充分な送液効率を確保できなくなる。
【００３８】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
〔実施例１〕
はじめに、感光性樹脂との粘着性を高めるために、ホットプレートを用いて固体撮像デバイス１０を１５０°Cで２０分間焼いた。次に、感光性樹脂として、厚さ２５μｍのフィルム状のＳＵ−８（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社製）を固体撮像デバイス１０の受光面側に貼り、９５°Cで５分間焼いた。その後、ＳＵ−８の表面保護フィルムを剥離し、再び９５°Cで１０分間焼いた。
【００３９】
次に、固体撮像デバイス１０の透明基板１７側から距離１４ｃｍ、３８．８ｍＷ／ｃｍ２の強度で１００秒間ＵＶを照射し、隔壁５１のパターンを形成した。次に、６５°Cで５分間焼き、さらに９５°Cで１５分間焼いた。
【００４０】
次に、現像液（ＳＵ−８  ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ、Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社製）に固体撮像デバイス１０を３分間浸し、その後蒸留水で洗浄することでＳＵ−８の光硬化していない部分を除去した。
【００４１】
最後に、固体撮像デバイス１０を１５０°Cで２０分間焼いた。以上により、隔壁５１が形成された。
【００４２】
〔比較例１〕
なお、比較として、上記実施例１と同様の操作において、現像液に浸す時間を３０秒としたものも作成した。
【００４３】
図８は実施例１、図９は比較例１の固体撮像デバイス１０の受光面側を走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。図８に示すように、実施例１では、隔壁５１によって仕切られるウェル５２が形成されていることがわかる。また、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２及びドレインライン４３に対応する部分に流路５３が形成され、隣接するウェル５２が流路５３によって接続されていることがわかる。
【００４４】
一方、比較例１では、ボトムゲートライン４１、ソースライン４２及びドレインライン４３に対応する部分の感光性樹脂が充分に除去されず、流路５３が形成されていない。このため、隣接するウェル５２が接続されずに独立した形状となっていることがわかる。
【００４５】
上記の固体撮像デバイス１０を用いて形成される細胞検出装置１００について説明する。図１０は細胞検出装置１００の斜視図であり、図１１は細胞検出装置１００の分解斜視図であり、図１２は図１０のXII−XII矢視断面図である。細胞検出装置１００は、固体撮像デバイス１０を含む分析装置８０と、流路形成材１０１と、蓋材１１１とから概略構成される。
【００４６】
流路形成材１０１は枠状であり、固体撮像デバイス１０の受光面側に、受光部を囲むように接合される。流路形成材１０１の対向する角部には、流入孔１０２、流出孔１０３が設けられている。また、流路形成材１０１の中央部には、固体撮像デバイス１０の受光部の位置に貫通孔１０４が設けられている。
流路形成材１０１は、例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコンゴムを用いて形成することができる。
【００４７】
蓋材１１１は、流路形成材１０１の上部に接合される。蓋材１１１の対向する角部には、流入孔１０２、流出孔１０３と対応する位置に流入部１１２、流出部１１３が設けられている。また、蓋材１１１の中央部には、貫通孔１０４よりも小さい孔１１４が設けられている。孔１１４の下側の開口部は、両面テープ１１５によりカバーグラス１１６で蓋されている。孔１１４より、細胞検出装置１００の内部を光学顕微鏡で観察することができる。また、蓋材１１１の流入部１１２と孔１１４との間には、細胞導入部１１７が設けられている。
蓋材１１１は、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂を用いて形成することができる。
【００４８】
ここで、細胞検出装置１００の組立方法について説明する。まず、隔壁５１が形成された固体撮像デバイス１０に対し、受光面の親水化処理を行う。まず、受光面の洗浄のためにプラズマ処理を行う。次に超純水で１０倍に希釈したＢｌｏｃｋｍａｓｔｅｒ（登録商標）ＣＥ５１０（ＪＳＲ社製）を受光面に滴下し３０分間静置する。その後、超純水を用いて受光面を洗浄する。 
【００４９】
次に、固体撮像デバイス１０の受光面側に、受光部を囲むように流路形成材１０１を接合する。なお、流路形成材１０１の厚さは、例えば１０００μｍとすることができる。
その後、流路形成材１０１の上部に蓋材１１１を接合する。以上により、細胞検出装置１００が完成する。
上記の細胞検出装置１００を用いて、細胞の検出を行った。
【００５０】
〔ＪＭ細胞の蛍光染色及び抗体染色〕
培養していたＪＭ細胞９０の溶液に対し、遠心分離（３００Ｇ、４°C、５ｍｉｎ）を行った後に、上清を除去し、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に再懸濁した。細胞染色用蛍光色素（ＣｅｌｌＴｒａｃｋｅｒ  ＲＥＤ  ＣＭＴＰＸ、インビトロジェン社製）を添加し、３７°Cで２０分間静置した。
次に、上述の方法と同様に、遠心分離による洗浄操作を２回行い、過剰な蛍光色素を除去した。続いて、細胞溶液に一次抗体９１（Ｍｏｕｓｅ  ａｎｔｉ−ＣＤ８、ＳＡＮＴＡ  ＣＲＵＺ  ＢＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製）を添加し、暗所４°Cにて１０分間静置した。洗浄操作を1回行い、過剰な一次抗体９１を除去した。さらに、細胞溶液に対し、ホースラディッシュペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）９３で標識した二次抗体９２の溶液（Ｇｏａｔ  ＨＲＰ−ｌａｂｅｌｅｄ  ａｎｔｉ−ｍｏｕｓｅ  ＩｇＧ、ＳＡＮＴＡ  ＣＲＵＺ  ＢＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製）を添加し、暗所４°Cにて１０分間静置した。最後に洗浄操作を1回行い、過剰な二次抗体９２を除去した。
【００５１】
図１３に示すように、３０μｌ／ｍｉｎの流速でＰＢＳを流入部１１２より上記の細胞検出装置１００の内部へ送液し、流出部１１３より排出している状態で、蛍光染色及び抗体染色を行ったＪＭ細胞９０を細胞導入部１１７から貫通孔１０４の内部に導入した。
その後、ＰＢＳの送液を１分間継続した。
【００５２】
図１４は実施例１の固体撮像デバイス１０を用いた細胞検出装置１００を用いた場合における、孔１１４より観察した固体撮像デバイス１０の受光面の蛍光写真である。また、図１５は、比較例１の固体撮像デバイスを１０用いた細胞検出装置１００を用いた場合における、孔１１４より観察した固体撮像デバイス１０の受光面の蛍光写真である。図１４、図１５より、流路５３がある実施例１のほうがウェル５２に捕捉されるＪＭ細胞９０の数が多いことがわかる。一方で、流路５３がない比較例１のほうは、ウェル５２に捕捉されるＪＭ細胞９０の数が少ないことがわかる。
流路５３がある実施例１のウェル５２により捕捉されたＪＭ細胞の数は６２９細胞であり、捕捉効率は８９％に達した。これに対し、流路５３がない比較例１のウェル５２により捕捉されたＪＭ細胞の数は２４５細胞にとどまった。
【００５３】
その後、３０μｌ／ｍｉｎの流速でＨＲＰにより分解される発光基質（ＳｕｐｅｒＳｉｇｎａｌ  ＥＬＩＳＡ  Ｆｅｍｔｏ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｓｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ、ＰＩＥＲＣＥ社製）を流入部１１２より上記の細胞検出装置１００の内部へ送液し、流出部１１３より排出している状態を１５０秒間維持した。送液を止めてから１分後に、固体撮像デバイス１０による撮像動作を行った。また、固体撮像デバイス１０により検出されたシグナルがＨＲＰ９３により標識されたＪＭ細胞９０由来であることを確かめるために、蛍光顕微鏡１２０を用いて固体撮像デバイス１０の受光面を観察した。
【００５４】
図１６は、実施例１の固体撮像デバイス１０の出力画像である。蛍光顕微鏡画像と比較したところ、約９３％のシグナルがＨＲＰ９３により標識されたＪＭ細胞９０由来であることが確認された。
【００５５】
以上示したように、本発明の実施形態によれば、導入した細胞含有溶液内の細胞を隔壁５１により効率よくウェル５２内に捕捉することができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】分析装置８０の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像装置１の受光面の一部を示す平面図である。
【図３】１つのダブルゲートトランジスタ２０を示す平面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視断面図である。
【図５】隔壁５１の形成方法の説明図である。
【図６】隔壁５１の形成方法の説明図である。
【図７】隔壁５１の形成方法の説明図である。
【図８】実施例１の固体撮像デバイス１０の受光面側を走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。
【図９】比較例１の固体撮像デバイス１０の受光面側を走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。
【図１０】細胞検出装置１００の斜視図である。
【図１１】細胞検出装置１００の分解斜視図である。
【図１２】図１０のXII−XII矢視断面図である。
【図１３】細胞検出装置１００内への細胞の導入方法を示す説明図である。
【図１４】実施例１の固体撮像デバイス１０を用いた細胞検出装置１００を用いた場合における、孔１１４より観察した固体撮像デバイス１０の受光面の蛍光写真である。
【図１５】比較例１の固体撮像デバイスを１０用いた細胞検出装置１００を用いた場合における、孔１１４より観察した固体撮像デバイス１０の受光面の蛍光写真である。
【図１６】実施例１の固体撮像デバイス１０の出力画像である。
【符号の説明】
【００５８】
１  撮像装置
１０  固体撮像デバイス
１７  透明基板
２０  ダブルゲートトランジスタ（光電変換素子）
２１  ボトムゲート電極
２７  ソース電極
２８  ドレイン電極
３１  トップゲート電極
４１  ボトムゲートライン
４２  ソースライン
４３  ドレインライン
４４  トップゲートライン
３２  絶縁膜
５１  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図８】
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【図９】
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【図１６】
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