(57)【要約】【課題】時間に対する制約が課される場合であってもラッシュ電流を抑制し得る電子機器及びラッシュ電流抑制方法を提案する。【解決手段】電流信号が供給される信号線に対してそれぞれ接続される回路を所定の順序で順次駆動し、駆動対象の回路に対して、信号線を介して電流信号を供給し、駆動対象の回路が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に、信号線に対する電位を上昇させる。【選択図】図１１
2010068721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流信号が供給される信号線に対してそれぞれ接続される回路を所定の順序で順次駆動する駆動手段と、
駆動対象の回路に対して、上記信号線を介して電流信号を供給する供給手段と、
上記駆動対象の回路が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に、上記信号線に対する電位を上昇させる電位制御手段と
を有する電子機器。
【請求項２】
上記電位制御手段は、
上記駆動対象の回路の前に駆動対象であった回路に対して上記供給手段が供給した電流信号の電流量に応じて、上記信号線に対して上昇させるべき電位のレベルを切り換える、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
上記回路は、
上記電流信号に応じた電圧を保持し、該電圧を用いて、核酸の増殖反応の場となる容器に割り当てられる熱源素子を発熱させる回路である、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
電流信号が供給される信号線に対してそれぞれ接続される回路を所定の順序で順次駆動する駆動ステップと、
駆動対象の回路に対して、上記信号線を介して電流信号を供給する供給ステップと、
上記駆動対象の回路が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に、上記信号線に対する電位を上昇させる電位制御ステップと
を有するラッシュ電流抑制方法。
【請求項５】
上記電位制御ステップでは、
上記駆動対象の回路の前に駆動対象であった回路に対して上記供給手段が供給した電流信号の電流量に応じて、上記信号線に対して上昇させるべき電位のレベルを切り換える、請求項４に記載のラッシュ電流抑制方法。
【請求項６】
上記回路は、
上記電流信号に応じた電圧を保持し、該電圧を用いて、核酸の増殖反応の場となる容器に割り当てられる熱源素子を発熱させる回路である、請求項５に記載のラッシュ電流抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラッシュ電流を抑制する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラッシュ電流を抑制する手法として、給電量を増大させるソフトスタート制御が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００８−１０７６８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる制御手法は給電量を次第に増大させるものであるため、目的とすべき給電量に達するまでの時間が遅延することになる。したがって、時間に制約がある電子機器に適用する場合には、この制御手法の適用は困難となる。
【０００４】
時間に対する制約が課される電子機器として、例えばＰＣＲ (Polymerase  Chain  reaction) 装置がある。このＰＣＲ装置は、温度制御により核酸を増殖させるものであるが、温度制御時間が基準に対して長短すると、核酸の増殖反応が適切に行われないといった傾向がある。
【０００５】
従来、本出願人により提案されているＰＣＲ装置では、核酸の増殖反応の場となる複数の微小容器ごとに設けられる発熱回路に対して、該発熱回路に設けられる薄膜トランジスタ等の熱源素子を発熱させるための電流信号が、共通の信号線を介して所定の順序で与えられる。
【０００６】
このＰＣＲ装置では、ある発熱対象の発熱回路に電流信号を与える場合、該発熱回路に対して、現在の発熱対象よりも前に発熱対象であった別の発熱回路に与えた電流信号がラッシュ電流として作用することによって、調整すべき微小容器の温度が目標温度からずれることがあった。
【０００７】
このようなＰＣＲ装置以外にも、時間に対する制約が課される電子機器は存在し、このような電子機器でのラッシュ電流を抑制する手法が望まれる。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、時間に対する制約が課される場合であってもラッシュ電流を抑制し得る電子機器及びラッシュ電流抑制方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明は、電子機器であって、電流信号が供給される信号線に対してそれぞれ接続される回路を所定の順序で順次駆動する駆動手段と、駆動対象の回路に対して、信号線を介して電流信号を供給する供給手段と、駆動対象の回路が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に、信号線に対する電位を上昇させる電位制御手段とをもつ。
【００１０】
また本発明は、ラッシュ電流抑制方法であって、電流信号が供給される信号線に対してそれぞれ接続される回路を所定の順序で順次駆動する駆動ステップと、駆動対象の回路に対して、信号線を介して電流信号を供給する供給ステップと、駆動対象の回路が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に、信号線に対する電位を上昇させる電位制御ステップとをもつ。
【発明の効果】
【００１１】
信号線に対してそれぞれ接続された回路を所定の順序で駆動する場合、駆動対象の回路の前に駆動対象であった回路に対して供給した電流信号は、駆動対象の回路の駆動時点に信号線に残る。
【００１２】
本発明では、この残留電流が信号線に存在していても、駆動対象の回路が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に信号線の電位が上昇されるため、当該残留電流がラッシュ電流として、駆動対象の回路に流入することを抑制することができる。したがって、本発明では、時間に対する制約が課される場合であってもラッシュ電流を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）リアルタイムＰＣＲ装置の構造
図１において、本実施の形態によるリアルタイムＰＣＲ装置１の構造を示す。このリアルタイムＰＣＲ装置１は、反応室１１に対して、複数の基板１１〜１７を所定間隔で層状に配置した構造を有する。
【００１５】
反応基板１２は、基準層となる基板であり、該基板には、核酸の増殖反応の場とされる容器（以下、これをウェルとも呼ぶ）ＵＬが高密度に形成される。これらウェルＵＬには、増殖対象の標的核酸及びその標的核酸の増殖に要する各種物質（プライマー、緩衝液、酵素、ｄＮＴＰ、蛍光色素等）が与えられる。
【００１６】
例えば６［ｃｍ］四方の反応基板１２を用いた場合、１［μＬ］以下の容量でなる４万個程度のウェルＵＬを形成することが可能となる。したがってこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、反応室１１を小型化した場合であっても、同種又は異種でなる多くの標的核酸を取り扱うことが可能となる。
【００１７】
発熱基板１３は、反応基板１２に対して下側の層として配される基板であり、該基板のうち、反応基板１２と対向する面には、各ウェルＵＬにそれぞれ対応付けて熱源素子ＨＤが配され、これら熱源素子ＨＤの周囲には複数の感温素子ＴＤが配される。この熱源素子ＨＤには例えばＴＦＴ(Thin  Film  Transistor)等が用いられ、感温素子ＴＤには例えばピンダイオード等が用いられる。
【００１８】
このリアルタイムＰＣＲ装置１では、各ウェルＵＬに対応する熱源素子ＨＤが、該熱源素子ＨＤを囲む複数の感温素子ＴＤからセンシングされる温度に応じて個別に制御される。
【００１９】
これによりこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、例えば各ウェルＵＬに与えられる標的核酸の種が異なる等に起因して温度条件が異なる場合であっても、高密度に配される各ウェルＵＬの温度を、増殖サイクルとして規定される変性ステージ、アニーリングステージ、伸長ステージの各ステージに要する温度を基準として高精度で調整することができる。この結果、リアルタイムＰＣＲ装置１は、温度に起因する増殖反応結果の誤り率を低減して検出精度を向上し得るようになされている。
【００２０】
発熱補助基板１４は、発熱基板１３に対して下側の層として配される基板である。この発熱補助基板１４は、反応室１１全体における熱を吸収又は発散することで、該反応室１１を設定温度に維持する。
【００２１】
したがってこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、現ステージで設定される温度から次ステージで設定すべき温度にウェルＵＬの温度を移行させるまでの時間（温度勾配の時間）を高速化できるようになされている。ちなみに、発熱補助基板１４には例えばペルチェ素子等が用いられる。
【００２２】
発光基板１５は、反応基板１２に対して上側の層として配される基板であり、該基板のうち、反応基板１２と対向する面には、各ウェルＵＬにそれぞれ対応させて、インターカレータ等の蛍光物に対する励起光を照射する光源素子ＬＳが配される。この光源素子ＬＳには例えばＬＥＤ(Light  Emitting  Diode)が用いられる。
【００２３】
励起光透過基板１６は、反応基板１２と発光基板１５との中間層として配される基板であり、光源素子ＬＳから照射される励起光を透過し、該励起光以外の光を反射する。この励起光透過基板１６には例えばダイクロイックミラーが用いられる。
【００２４】
この励起光透過基板１６のうち発光基板１５と対向する面には、該発光基板１５の各光源素子ＬＳの光軸に対応する位置を基準とする周囲に対して、当該光源素子ＬＳから照射される励起光の散乱光を受光する受光素子ＬＤＢが配される。
【００２５】
このリアルタイムＰＣＲ装置１では、１回の増殖サイクルが終了した時点で直ちに次の増殖サイクルを開始するのではなく、図２に示すように、各回の増殖サイクルの終了時点から、光源素子ＬＳの光量を調整するための期間（以下、これをキャリブレーション期間とも呼ぶ）ＣＦが設けられている。そしてこのキャリブレーション期間ＣＦごとに、各受光素子ＬＤＢで受光される散乱光量が一定となるように、各ウェルＵＬに対応する光源素子ＬＳの光量が個別に制御される。
【００２６】
これによりこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、各光源素子ＬＳにおける製造上のばらつきのみならず、当該光源素子ＬＳの経時的変動があっても、各ウェルＵＬに到達される励起光量を一定とすることができる。この結果、リアルタイムＰＣＲ装置１は、励起光によって励起される蛍光量を、各ウェルＵＬでの核酸量自体を反映したものとして検出精度を向上し得るようになされている。
【００２７】
蛍光透過基板１７は、発熱基板１３と発熱補助基板１４との中間層として配される基板であり、励起光によって励起される蛍光物の蛍光を透過し、該蛍光以外の光を反射する。また発熱補助基板１４と対向する面には、各ウェルＵＬにそれぞれ対応させて、当該ウェルで励起される蛍光を受光する受光素子ＬＤＡが配される。リアルタイムＰＣＲ装置１では、これら受光素子ＬＤＡで受光される蛍光量に応じた標的核酸量が、増殖サイクル単位で算出される。
【００２８】
またこのリアルタイムＰＣＲ装置１では、現在と前回のキャリブレーション期間で得られた散乱光量に差がある場合、その差を有する散乱光量を照射する光源素子ＬＳに対応付けられるウェルＵＬでの標的核酸量が、該差に応じて調整される。
【００２９】
これによりこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、光源素子ＬＳに経時的変動があったとしても標的核酸量を、励起光量を基準として均一化できるようになされている。
【００３０】
（２）温度制御ユニットの構成
次に、このリアルタイムＰＣＲ装置１における温度制御ユニットの構成について説明する。温度制御ユニットは、図３に示すように、ウェル数に対応する複数対の発熱回路２０１及び温度センシング回路３０１……発熱回路２０ｎ及び温度センシング回路３０ｎと、温度制御部５０とを含む構成とされる。
【００３１】
（２−１）発熱回路及び温度センシング回路の構成
発熱回路２０１〜２０ｎ及び温度センシング回路３０１〜３０ｎは、励起光が透過可能な例えばガラス等でなる発熱基板１３（図１）に設けられる。
【００３２】
各発熱回路２０１〜２０ｎはそれぞれ１つのＴＦＴ２０Ｘを有し、これらＴＦＴ２０Ｘは、図４に示すように、発熱基板１３の一面に対して、反応基板１２（図１）に形成される各ウェルにそれぞれ対応させてマトリクス状に配される。
【００３３】
一方、各温度センシング回路３０はそれぞれ複数のピンダイオード（以下、これをピンダイオード群とも呼ぶ）３０Ｘを有し、これらピンダイオード群３０Ｘは、図４に示したように、各発熱回路２０１〜２０ｎがもつＴＦＴ２０Ｘの周囲に一定の距離をもって所定間隔ごとに配される。
【００３４】
ここで、発熱回路２０及び温度センシング回路３０における具体的な回路構成例を挙げる。ただし、各対の発熱回路２０１及び温度センシング回路３０１……発熱回路２０ｎ及び温度センシング回路３０ｎはそれぞれ同一の構成であるため、１対の発熱回路２０１及び温度センシング回路３０１に着目して説明する。
【００３５】
図５に示すように、発熱回路２０１は、熱源素子ＨＤ（図１）として機能するＴＦＴ２０Ｘと、スイッチング素子として機能するトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３と、発熱制御素子として機能するコンデンサＣ１とを有する。
【００３６】
一方、温度センシング回路３０１は、感温素子ＴＤ（図１）として機能するピンダイオード群３０Ｘと、スイッチング素子として機能するトランジスタＴ４，Ｔ５と、電圧計ＶＰとを有する。
【００３７】
発熱回路２０１におけるトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のゲートには、パルス信号ＰＳ１が温度制御部５０における走査駆動部５１（図３）から与えられ、温度センシング回路３０１におけるトランジスタＴ３，Ｔ４のゲートには、パルス信号ＰＳ１とは反転した関係にあるパルス信号ＰＳ２が走査駆動部５１から与えられる。
【００３８】
例えば、パルス信号ＰＳ１が「Ｈｉｇｈ」状態にある場合（発熱回路２０１が駆動状態にある場合）、パルス信号ＰＳ２が「Ｌｏｗ」状態にある（温度センシング回路３０１が非駆動状態にある）。この状態では、発熱回路２０１におけるトランジスタＴ１，Ｔ２はオン状態にあり、発熱回路２０１におけるトランジスタＴ３と、温度センシング回路３０１におけるトランジスタＴ４，Ｔ５はオフ状態にある。
【００３９】
この状態の場合、発熱回路２０１には、発熱に要する信号（以下、これを発熱制御信号とも呼ぶ）Ｉｓｉｇが温度制御部５０における制御信号供給部５３（図３）から与えられる。発熱回路２０１では、ＴＦＴ２０ＸにおけるドレインとゲートがトランジスタＴ２により短絡されているため、発熱制御信号ＩｓｉｇはトランジスタＴ１を介してＴＦＴ２０Ｘに流れる。
【００４０】
この結果、ＴＦＴ２０Ｘには、発熱制御信号Ｉｓｉｇに応じたゲート・ソース間電圧が発生し、この電圧が、ＴＦＴ２０Ｘに発生させるべき熱源要素として、コンデンサＣ１に保持されることとなる。
【００４１】
ＴＦＴ２０Ｘがエンハンスメント型トランジスタ（すなわち閾値Ｖｔｈ＞０）である場合、該ＴＦＴ２０Ｘは飽和領域で動作することになるので、ＴＦＴ２０Ｘにおけるゲート・ソース間電圧をＶｇｓとすると、該電圧Ｖｇｓと発熱制御信号Ｉｓｉｇとの間には、次式
【００４２】
【数１】
2010068721.tif 000003
【００４３】
の関係が成立する。ちなみにこの（１）式における「μ」はキャリアの移動度を、「Ｃｏｘ」は単位面積当たりのゲート容量を、「Ｗ」はチャネルの幅を、「Ｌ」はチャネルの長さを示す記号である。
【００４４】
これに対して、パルス信号ＰＳ１が「Ｌｏｗ」状態にある場合（発熱回路２０１が非駆動状態にある場合）、パルス信号ＰＳ２が「Ｈｉｇｈ」状態にある（温度センシング回路３０１が非駆動状態にある）。この状態における発熱回路２０１では、トランジスタＴ１，Ｔ２はオフ状態にあり、トランジスタＴ３がオン状態にあるため、電源電圧ＶＣＣからＴＦＴ２０Ｘにおけるソース端のグランドに向かって電流が流れる。
【００４５】
電源電圧ＶＣＣからＴＦＴ２０Ｘに与えられる電圧は、該ＴＦＴ２０Ｘが飽和領域で動作する電圧よりも高く設定される。つまり、ＴＦＴ２０Ｘが飽和領域で動作するように、該ＴＦＴ２０Ｘに対する電源電圧ＶＣＣは十分に高く、トランジスタＴ３のオン抵抗は十分に低く設定される。
【００４６】
したがって、ＴＦＴ２０Ｘに流れる電流Ｉｄｒｖはドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓには依存せず、次式
【００４７】
【数２】
2010068721.tif 000004
【００４８】
によって与えられる。
【００４９】
一般に、ＴＦＴでは（１）式及び（２）式の右辺に現れる各パラメータがばらつくものであるが、この発熱回路２０１では、ＴＦＴ２０Ｘが飽和領域で動作するので、該パラメータの値に関係なく、電流Ｉｄｒｖと発熱制御信号Ｉｓｉｇとは一致することとなる。
【００５０】
したがって、ＴＦＴ２０Ｘでの発熱量は、該ＴＦＴ２０Ｘの特性ばらつきによらず、温度制御部５０（図３）から与えられる発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値と、電源電圧ＶＣＣとの積で決まる正確なものとなる。
【００５１】
また発熱制御信号Ｉｓｉｇは、発熱調整部５２（図３）において、その電流値を正確に可変することができるものである。したがって、この発熱回路２０１は、温度制御部５０（図３）での電流制御によって、ＴＦＴ２０Ｘを通じてウェルに対する温度を正確に可変することが可能となる。
【００５２】
一方、温度センシング回路３０１には、パルス信号ＰＳ１が「Ｌｏｗ」状態（発熱回路２０１が非駆動状態）、かつ、パルス信号ＰＳ２が「Ｈｉｇｈ」状態（温度センシング回路３０１が駆動状態）にある場合、固定値の側温制御信号Ｉｄｅｔが温度制御部５０における制御信号供給部５３（図３）から与えられる。
【００５３】
この場合、温度センシング回路３０では、側温制御信号ＩｄｅｔはトランジスタＴ４を介して直列に接続された複数のピンダイオード群３０Ｘに流れる。この結果、これらピンダイオード群３０Ｘには電圧が加わり、該電圧が電圧計ＶＰによって計測されることになる。
【００５４】
この電圧計３２における計測値は、温度制御部５０（図３）によってＴＦＴ２０Ｘ周囲における平均的な温度を示すパラメータとして取り込まれ、該温度制御部５０（図３）において、発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値を決定するために用いられる。
【００５５】
このようにして各対の発熱回路２０及び温度センシング回路３０は、温度制御部５０（図２）の制御のもとで動作するようになされている。
【００５６】
（２−２）温度制御部の構成
他方、温度制御部５０は、図３に示したように、走査駆動部５１、発熱調整部５２、制御信号供給部５３及びＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換部５４を含む構成とされる。
【００５７】
走査駆動部５１は、各発熱回路２０１〜２０ｎに対して、所定間隔ごとに駆動期間をもつ同位相又は異位相のパルス信号（ＰＳ１（図５））を送出する一方、各温度センシング回路３０１〜３０ｎに対して、対とされる発熱回路２０に送出されるパルス信号とは反転した関係にあるパルス信号（ＰＳ２（図５））を送出する。
【００５８】
これにより走査駆動部５１は、各発熱回路２０１及び温度センシング回路３０１……発熱回路２０ｎ及び温度センシング回路３０ｎを対ごとに所定の順序で循環的に駆動させるようになされている。
【００５９】
発熱調整部５２には、各温度センシング回路３０から、ＴＦＴ２０Ｘ周囲における平均的な温度（以下、これを熱源周囲平均温とも呼ぶ）を示す信号が、Ａ／Ｄ変換部５４を介してデータとして与えられる。
【００６０】
発熱調整部５２は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)、発熱調整プログラムが格納されるＲＯＭ(Read  Only  Memory) 、該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random  Access  Memory)を含む構成とされる。
【００６１】
この発熱調整部５２は、発熱調整プログラムと、熱源周囲平均温とに基づいて、各発熱回路２０１〜２０ｎに対する発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値を決定することによって、各発熱回路２０１〜２０ｎにおけるＴＦＴ２０Ｘでの発熱量を調整する。
【００６２】
制御信号供給部５３は、発熱調整部５２により決定される電流値の信号（発熱制御信号Ｉｓｉｇ（図５））を生成し、これを該当する発熱回路に対して、該発熱回路が駆動対象にあるときに送出する。
【００６３】
また制御信号供給部５３は、固定値の信号（側温制御信号Ｉｄｅｔ（図５））を、各温度センシング回路３０１〜３０ｎに対して駆動状態となった際にそれぞれ送出するようになされている。
【００６４】
ここで、発熱調整部５２における具体的な処理内容を説明する。発熱調整部５２は、ウェルに与えるべき温度（以下、これをウェル温度とも呼ぶ）として、変性段階に要する温度（９５℃）から標的核酸の種に応じて増減した温度を初期設定する（図６:ステップＳＰ１）。
【００６５】
また発熱調整部５２は、変性段階，アニーリング段階，伸長段階への移行タイミングを計測し（図６:ステップＳＰ２）、該移行タイミングとなったときには、ウェル温度の設定を、その移行すべき段階に要する温度（９５℃、５５℃又は７２℃）から標的核酸の種に応じて増減した温度に変更する（図６:ステップＳＰ３）。
【００６６】
そして発熱調整部５２は、ウェル温度を基準として、加熱すべき温度に相当する電流値の信号（以下、これを加熱制御信号とも呼ぶ）を駆動サイクルごとに生成する。
【００６７】
すなわち発熱調整部５２は、駆動対象の温度センシング回路４０に対して、例えば１００［μＡ］の側温制御信号Ｉｄｅｔ１と、１０［μＡ］の側温制御信号Ｉｄｅｔ２とを与え、これらを与えたときの電圧計４２（図３）の計測値から、該温度センシング回路４０に対の発熱回路３０での温度を求める（図６:ステップＳＰ４）。
【００６８】
具体的には、側温制御信号Ｉｄｅｔ１を与えたときの電圧値と、側温制御信号Ｉｄｅｔ２を与えたときの電圧値との差が電圧計４２（図３）の計測値となるが、この計測値をΔＶとすると、次式
【００６９】
【数３】
2010068721.tif 000005
【００７０】
により求める。この（３）式における「５．００７２」はボルツマン定数である。
【００７１】
また発熱調整部５２は、駆動対象の温度センシング回路４０を用いて、対となる発熱回路３０での温度を求めた場合、この求めた温度（測定温度）と、ウェル温度との温度差に比例する電流値を発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値として決定し、該決定した電流値の発熱制御信号Ｉｓｉｇを生成する（図６:ステップＳＰ５）。
【００７２】
そして発熱調整部５２は、この発熱制御信号Ｉｓｉｇを、かかる温度センシング回路４０に対の発熱回路３０が駆動対象となったとき、該発熱回路３０に対して送出する（図６:ステップＳＰ６）。
【００７３】
このようにして発熱調整部５２は、規定された回数分の増殖サイクルを経るまで（図６:ステップＳＰ７）、発熱回路３０に対の温度センシング回路４０で測定した温度とウェル温度との温度差に応じて、駆動サイクルごとに発熱回路３０に送出すべき加熱制御信号を生成するようになされている。
【００７４】
したがって、この発熱調整部５２は、ウェル温度に至るまでそのウェル温度に応じた固定の電流値でなる加熱制御信号を与え続ける場合に比して、温度勾配を滑らかに（一定に）推移させることができ、この結果、急激な温度変化に起因する標的核酸等の劣化を回避できるようになされている。
【００７５】
（３）ラッシュ電流の対処
ところで、図７に示すように、発熱制御信号Ｉｓｉｇ（図５）に対する信号線（以下、これを発熱信号供給線とも呼ぶ）ＣＳＬＮは、各発熱回路２０１〜２０ｎに対して共通のものとして、発熱調整部５２（図４）に接続されている。
【００７６】
この接続態様では、現在の駆動対象となる発熱回路２０ｉ（ｉ＝１、２、……、又は（ｎ−１））から、次の駆動対象となる発熱回路２０（ｉ＋１）に移行する場合、発熱回路２０ｉに対する駆動用のパルス信号が立ち下がっても、発熱信号供給線ＣＳＬＮ（図７）には、該発熱回路２０ｉに与えていた発熱制御信号が残存する。
【００７７】
この残存電流がラッシュ電流として、図８に示すように、発熱回路２０（ｉ＋１）に与えるべき発熱制御信号Ｉｓｉｇ（図８（Ｃ））に合成され（図８（Ｄ））、これが、発熱回路２０（ｉ＋１）に対する駆動用のパルス信号ＰＳ１（図８（Ａ））が立ち上がったときに、該発熱回路２０（ｉ＋１）に流入する。この結果、発熱回路２０（ｉ＋１）におけるコンデンサＣ１（図５）に保持される電圧Ｖｓｉｇは、ラッシュ電流に相当する分が上乗せされた状態で保持されることとなる（図８（Ｂ））。
【００７８】
ここで、実験結果を図９に示す。この図９におけるトリガパルス「ＴＲ」、クロック「ＣＬＫ」及びイネーブル「ＥＮＢ」は、走査駆動部５１（図３）がパルス信号ＰＳ１の生成に要する各種信号である。この図９からも明らかなように、発熱回路２０に対する駆動用のパルス信号ＰＳ１が立ち上がったときに、突発的な電流（ラッシュ電流）が生じていることが分かるであろう。
【００７９】
ラッシュ電流値は、発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値とおおよそ線形関係にあり、例えば、発熱信号供給線ＣＳＬＮに対して３２個の発熱回路２０が接続されていた場合、ラッシュ電流値はＩｓｉｇ×６の値となった。
【００８０】
このラッシュ現象は、各発熱回路２０１〜２０ｎに設けられるトランジスタＴ１（図５）がスイッチング素子として機能するまでに時間がかかる、つまりスイッチング切換時間が長いことに起因するものである。ラッシュ電流を防ぐ程度に短いスイッチング切換時間をもつ半導体素子を得ることは現在では技術的に困難であり、仮に、当該半導体素子を得たとしても、それを、ウェルの数だけ設けることは経済的にも好ましくはない。
【００８１】
そこで、この実施の形態におけるリアルタイムＰＣＲ装置１では、スイッチング切換時間を短くすることなく、ラッシュ電流に対する対策が講じられている。
【００８２】
具体的には、図１０に示すように、発熱信号供給線ＣＳＬＮに対して、該発熱信号供給線ＣＳＬＮの電位を上昇させるための電位制御回路ＣＣＴを、各発熱回路２０１〜２０ｎとは別に設ける。そして、図１１に示すように、この電位制御回路ＣＣＴを、発熱回路２０（ｉ＋１）の駆動開始時点の直前から、該駆動開始時点の直後を含む所定期間に開放するパルス信号ＤＷ（図１１（Ａ））を与えて、該電位制御回路ＣＣＴを駆動させる。
【００８３】
このパルス信号ＤＷは、走査駆動部５１から与えるようにしてもよく、例えば、電位制御回路ＣＣＴ内に駆動部を設けるようにしてもよい。要は、発熱回路２０（ｉ＋１）が駆動対象となる時点の直前から該時点の直後までの期間に駆動させるものであればよい。
【００８４】
電位制御回路ＣＣＴが駆動した場合、発熱信号供給線ＣＳＬＮにおける電位が、該電位制御回路ＣＣＴにおいて設定される基準電位まで上昇される。
【００８５】
したがって、発熱回路２０（ｉ＋１）に対する駆動用のパルス信号ＰＳ１（図１１（Ｂ））が立ち上がったときには、発熱回路２０（ｉ＋１）に対するラッシュ電流の流入が抑制され（図１１（Ｅ））、発熱回路２０（ｉ＋１）に与えるべき真の発熱制御信号Ｉｓｉｇ（図１１（Ｄ））が、該発熱回路２０（ｉ＋１）に流入する。この結果、発熱回路２０（ｉ＋１）におけるコンデンサＣ１（図５）に保持される電圧Ｖｓｉｇは、ラッシュ電流に依存することなく、発熱調整部５２（図３）によって設定された発熱制御信号Ｉｓｉｇに応じた値として保持されることとなる（図１１（Ｃ））。
【００８６】
ここで、図９での実験と同様の実験結果を図１２に示す。この図１２からも明らかなように、発熱回路２０に対する駆動用のパルス信号ＰＳ１が立ち上がったときに、突発的な電流（ラッシュ電流）が抑制される。
【００８７】
なお、各ウェルＵＬに対応する発熱回路２０１〜２０ｎに与えられる発熱制御信号Ｉｓｉｇは、上述したように、当該ウェルＵＬでの標的核酸の種に応じて可変となる。したがって、発熱回路２０（ｉ＋１）に対する駆動用のパルス信号ＰＳ１（図１１（Ｂ））が立ち上がったときに、発熱信号供給線ＣＳＬＮ（図７）に残存するラッシュ電流量も異なるものとなる。
【００８８】
そこで、この実施の形態における電位制御回路ＣＣＴは、発熱調整部５２（図３）によって発熱回路２０ｉに対して設定される発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値を取得し、該電流値から、発熱信号供給線ＣＳＬＮに対して上昇させるべき電位レベルの設定を切り換えるようになされている。
【００８９】
なお、ラッシュ電流値は、上述したように発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値とおおよそ線形関係にあるため、該電流値からラッシュ電流値を求めることができ、このラッシュ電流値が求まれば、それを抑制可能な電位レベル（発熱信号供給線ＣＳＬＮに対して上昇させるべき電位レベル）が必然的に決まることになる。
【００９０】
（４）動作及び効果
以上の構成において、このリアルタイムＰＣＲ装置１では、発熱信号供給線ＣＳＬＮに接続された発熱回路２０１〜２０ｎを、所定の順序で循環的に駆動する場合、現順位の発熱回路２０ｉに対して発熱信号供給線ＣＳＬＮから供給された発熱制御信号Ｉｓｉｇが、次順位の駆動対象とされる発熱回路２０（ｉ＋１）の駆動時点に発熱信号供給線ＣＳＬＮ（図７）に残る。
【００９１】
しかしながらこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、次順位の駆動対象とされる発熱回路２０（ｉ＋１）の駆動時点（すなわちスイッチング素子（トランジスタＴ１（図５））の閉鎖時点）直前から、該駆動時点直後までの期間（図１１（Ａ））に、発熱信号供給線ＣＳＬＮに対する電位を上昇させる。
【００９２】
このため、現順位の発熱回路２０ｉに対する発熱制御信号Ｉｓｉｇ発熱信号供給線ＣＳＬＮに残っていても、該発熱信号供給線ＣＳＬＮでの電位の上昇により、当該残留電流がラッシュ電流として、発熱回路２０（ｉ＋１）に流入することを抑制することができる（図１１、図１２）。
【００９３】
この結果、発熱回路２０（ｉ＋１）におけるコンデンサＣ１（図５）には、ラッシュ電流に依存することなく、発熱調整部５２（図３）によって設定された発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値に応じた電圧値として保持される。したがってこのリアルタイムＰＣＲ装置１では、ラッシュ電流に起因して、調整すべきウェルＵＬの温度が目標温度からずれるといったことを回避でき、温度調整の精度が向上される。
【００９４】
核酸の増殖反応ではその良否に依存する重要な要素の１つが温度となるため、調整すべき目標温度に対するウェルＵＬの温度のずれを回避できるということは、極めて有用となる。
【００９５】
またこのリアルタイムＰＣＲ装置１では、各ウェルＵＬに対応する発熱回路２０１〜２０ｎに与えられる発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値が可変するので、発熱信号供給線ＣＳＬＮに残存するラッシュ電流量も異なるものとなる。
【００９６】
しかしながらこのリアルタイムＰＣＲ装置１は、発熱制御信号Ｉｓｉｇの電流値に応じて、発熱信号供給線ＣＳＬＮに対して上昇させるべき電位のレベルを切り換える。
【００９７】
したがってこのリアルタイムＰＣＲ装置１では、発熱回路２０（ｉ＋１）に与えるべき真の発熱制御信号Ｉｓｉｇ（図１１（Ｄ））に対する、発熱回路２０（ｉ＋１）への流入が抑制されてしまうといった弊害を防止することができ、この結果、温度調整の精度の向上をより一段と図ることができる。
【００９８】
（５）他の実施の形態
上述の実施の形態では、発熱回路２０１〜２０ｎとして図５に示す回路構成が適用された。しかしながら、回路構成はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の回路構成を適用することができる。
【００９９】
また上述の実施の形態ＰＣＲ法を適用したがこれ以外の増殖反応法を適用することができる。例えば、ｄｓＤＮＡからＲＮＡを得るＩＶＴ(In  Vitro  Transcription)法、逆転写酵素のＲＮａｓｅ活性を用いてＲＮＡをトリミングしてＲＮＡを得るＴＲＣ(Transcription  Reverse   transcription  Concerted  amplification)法、ＲＮＡポリメラ−ゼを用いてＲＮＡプロモーターが組み込まれたｄｓＤＮＡからＲＮＡを得るＮＡＳＢＡ(Nucleic  Acid  Sequence-Based  Amplification)法、ＲＮＡとＤＮＡのキメラ構造からなるプライマーを利用し、ＲＮＡからｓｓＤＮＡを得るＳＰＩＡ法、ＤＮＡのループ形成を利用し、一定の温度でＤＮＡをＲＮＡからｄｓＤＮＡを得るＬＡＭＰ(Loop-Mediated  Isothermal  Amplification)法、複数の酵素を組み合わせて一塩基多型（ＳＮＰ(Single  Nucleotide  Polymorphism)）を識別しながらｄｓＤＮＡを得るＳＭＡＰ(SMart   Amplification  Process)法、ＤＮＡとＲＮＡが結合したキメラプライマーを用いてｄｓＤＮＡを得るＩＣＡＮ法(Isothermal  and  Chimeric  primer-initiated  Amplification)法などが挙げられる。
【０１００】
また上述の実施の形態では、リアルタイムＰＣＲ装置１として、いわゆる透過型のものが適用された。しかしながら、これに代えて、例えば、図１との対応部分に同一符号を付した図１３に示すように、いわゆる反射型のリアルタイムＰＣＲ装置１００を適用するようにしてもよい。
【０１０１】
このリアルタイムＰＣＲ装置１００における反応基板１１１には、側壁の底面がＲ状に形成された複数のウェルＵＬが形成され、これらウェルＵＬに対応させて受光素子ＬＤＡが一面に配される。各光源素子ＬＳから照射される励起光は、励起光透過基板１５を介して反応基板１１１に形成される対応するウェルＵＬに導光される。各ウェルＵＬでは、励起光によって励起される蛍光物の蛍光はウェルＵＬの壁面で反射し、反応基板１１１の一面に受光素子ＬＤＡに入射する。
【０１０２】
このような反射型のリアルタイムＰＣＲ装置１００を適用した場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
なお、リアルタイムＰＣＲ装置１又は１００の構成要素は図示した場合に限らず、適宜設計変更することができ、さらには、増殖反応結果をセンシングする機能をもたないＰＣＲ装置や、該ＰＣＲ装置や上述のリアルタイムＰＣＲ装置以外の電子機器にも適用することができる。
【０１０４】
すなわち、電流信号が供給される信号線を共通の接続対象として複数の回路が接続され、当該回路は所定の順序で順次駆動され、該信号線を介して駆動対象の回路に電流信号が供給されるといった構成をもつ電子機器であれば適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、遺伝子解析、遺伝子診断又は医薬の創製などのバイオ産業上において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】リアルタイムＰＣＲ装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】キャリブレーション期間の説明に供する略線図である。
【図３】温度制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】発熱回路及び温度センシング回路の配置状態を示す概略図である。
【図５】発熱回路及び温度センシング回路の配置状態を示す回路図である。
【図６】温度制御処理手順を示すフローチャートである。
【図７】共通の信号線に接続される各発熱回路の説明に供する概略図である。
【図８】ラッシュ電流に起因する熱源電圧（コンデンサに対する保持電圧）の上昇の説明に供する概略図である。
【図９】実験結果（１）を示すグラフである。
【図１０】電位制御回路の追加の説明に供する概略図である。
【図１１】ラッシュ電流の抑制の説明に供する概略図である。
【図１２】実験結果（２）を示すグラフである。
【図１３】他の実施の形態によるリアルタイムＰＣＲ装置の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１，１００……リアルタイムＰＣＲ装置、１１，１１１……反応基板、１２……発熱基板、１３……発熱補助基板、１４……発光基板、１５……励起光透過基板、１６……蛍光透過基板、２０１〜２０ｎ……発熱回路、２０Ｘ……ＴＦＴ、３０１〜３０ｎ……温度センシング回路、５０……走査駆動部、５２……加熱温度設定部、５３……制御信号供給部、５５……Ａ／Ｄ変換部、ＣＣＴ……電位制御回路。
【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８】
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【図９】
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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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