(57)【要約】【課題】  ＤＮＡチップにおいて、ターゲット遺伝子が含まれた溶液が滴下される流路に電場を発生させ、ターゲット遺伝子を電気泳動させる。【解決手段】  交流供給部４１は、電磁誘導発生部４２において電磁誘導を発生させるための交流電流を電磁誘導発生部４２に供給する。電磁誘導発生部４２は、供給された交流電流により、磁誘導を発生し、装着されたＤＮＡチップ４３に設けられている、ターゲット遺伝子を含む溶液が滴下される流路付近に磁場を発生させるとともに、発生される磁場を打ち消すために発生する電場のうちの一方をキャンセルさせ、他方を維持させる。ターゲット遺伝子は電荷を帯びているため、ＤＮＡチップ４３上に形成された流路内で、電磁誘導発生部４２により発生された磁場を打ち消すために発生し、１方向のみ維持される電場により、電気泳動する。本発明は、実験処理装置に適用できる。【選択図】図２
2006284185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の前記流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、前記第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、
装着された前記基板の前記流路内に滴下された液体に含まれる前記第２の生体物質を電気泳動させるために、電磁誘導を発生し、前記流路にそって、所定方向の電場を発生させる電磁誘導発生部を備える
ことを特徴とする生体反応実行装置。
【請求項２】
前記基板に構成されている前記流路は、円形である
ことを特徴とする請求項１に記載の生体反応実行装置。
【請求項３】
前記第２の生体物質には、前記第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、前記第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とが含まれ、
前記電磁誘導発生部は、前記所定方向の電場により前記流路内の前記第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギーが、前記第１の生体物質と前記第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、前記第１の生体物質と前記第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギーとなるように、電磁誘導を発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の生体反応実行装置。
【請求項４】
前記電磁誘導発生部に交流電圧を供給する交流供給部を更に備え、
前記交流供給部により前記電磁誘導発生部に供給される前記交流電圧の電力量は、前記所定方向の電場により前記流路内の前記第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギーが、前記第１の生体物質と前記第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、前記第１の生体物質と前記第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギーとなるように、電磁誘導を発生させるために必要な電力量である
ことを特徴とする請求項３に記載の生体反応実行装置。
【請求項５】
前記電磁誘導発生部は、
交流電流の供給を受けて、その交流電流の極性により、２方向に交互に電流を流すコイル状の電導部と、
前記電導部に流れる電流により発生される磁場を打ち消すために発生される２方向の電場のうち、一方のみの電場により発生される電流を許可し、他方の電流を許可しないことにより、一方の電場の発生をキャンセルする電場キャンセル部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の生体反応実行装置。
【請求項６】
前記基板に構成されている前記流路は、円形であり、
前記電導部および前記電場キャンセル部は、円形の前記流路を挟んでそれぞれ上下に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の生体反応実行装置。
【請求項７】
前記基板には、前記流路が、同心円状に複数設けられ、
前記電導部および前記電場キャンセル部は、円形の前記流路毎に、前記流路を挟んで上下にそれぞれ設けられ、
前記電導部は、隣り合う電導部とは逆極性の交流電流を導電し、
前記電場キャンセル部は、同方向の電場をキャンセルする
ことを特徴とする請求項５に記載の生体反応実行装置。
【請求項８】
基板に滴下される溶液が流れる流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、前記第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置の生体反応実行方法において、
電磁誘導を発生して、前記基板に少なくとも１つ構成されている閉じた前記流路にそって、所定方向の電場を発生させることにより、前記基板の前記流路内に滴下された前記液体に含まれる前記第２の生体物質を電気泳動させる
ことを特徴とする生体反応実行方法。
【請求項９】
基板に、閉じた形状の凹溝よりなる流路が設けられ、
前記流路内には、第１の生体物質が固定される反応領域が設けられ、
前記第１の生体物質は、前記流路に滴下される溶液中に含まれる、検出対象となる第２の生体物質と生体反応することができるようになされている
ことを特徴とするＤＮＡチップ。
【請求項１０】
閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の前記流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、前記第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、前記流路内に滴下される液体に含まれる前記第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理を実行する情報処理装置において、
前記第２の生体物質として、前記第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、前記第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが前記流路内に滴下された前記基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における前記第３の生体物質と前記第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記パラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における前記第３の生体物質と前記第４の生体物質のそれぞれの前記生体反応量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記生体反応量を基に、前記第１の生体物質と前記第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、前記第１の生体物質と前記第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項１１】
閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の前記流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、前記第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、前記流路内に滴下される液体に含まれる前記第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理を実行する情報処理装置の情報処理方法において、
前記第２の生体物質として、前記第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、前記第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが前記流路内に滴下された前記基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における前記第３の生体物質と前記第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータを取得する取得ステップと、
前記取得ステップの処理により取得された前記パラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における前記第３の生体物質と前記第４の生体物質のそれぞれの前記生体反応量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップの処理により算出された前記生体反応量を基に、前記第１の生体物質と前記第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、前記第１の生体物質と前記第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１２】
閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の前記流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、前記第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、前記流路内に滴下される液体に含まれる前記第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記第２の生体物質として、前記第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、前記第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが前記流路内に滴下された前記基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における前記第３の生体物質と前記第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータの取得を制御する取得制御ステップと、
前記取得制御ステップの処理により取得が制御された前記パラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における前記第３の生体物質と前記第４の生体物質のそれぞれの前記生体反応量を算出する算出ステップと、
前記算出ステップの処理により算出された前記生体反応量を基に、前記第１の生体物質と前記第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、前記第１の生体物質と前記第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定ステップと
を含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプログラムが記録されている記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体反応実行装置および生体反応実行方法、ＤＮＡチップ、情報処理装置および情報処理方法、プログラム、並びに、記録媒体に関し、特に、ターゲット遺伝子の検出精度を向上させることが出来るようにした、生体反応実行装置および生体反応実行方法、ＤＮＡチップ、情報処理装置および情報処理方法、プログラム、並びに、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＮＡチップ、または、ＤＮＡマイクロアレイ（以下、本明細書では両者を個々に区別する必要がない場合、まとめて単にＤＮＡチップと称する）の実用化が進んでいる。ＤＮＡチップは、多種・多数のＤＮＡオリゴ鎖を、検出用核酸として基板表面に集積して固定したものである。ＤＮＡチップを用いて、基板表面のスポットに固定されたプローブと、細胞などから採取したサンプル中のターゲットとのハイブリダイゼーションを検出することにより、採取した細胞内における遺伝子発現を網羅的に解析することができる。
【０００３】
ＤＮＡチップなどによって得られた遺伝子発現量の解析方法、補正方法などに関する先行文献として、例えば、特許文献１乃至特許文献３がある。
【特許文献１】特開２００２−７１６８８号公報
【特許文献２】特表２００２−２６７６６８号公報
【特許文献３】特開２００３−２８８６２号公報
【０００４】
従来では、プローブとターゲット遺伝子のハイブリダイズ機会を増やすために、サンプルが滴下された発現解析用反応槽内の溶液を撹拌したり、熱を加えたりしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プローブとターゲット遺伝子のハイブリダイズ機会を増やすためには、プローブとターゲット遺伝子の会合回数を増やす必要があり、そのためには、発現解析用反応槽内のターゲット遺伝子の移動量が多いほうが好適である。従来では、上述したように、プローブとターゲット遺伝子のハイブリダイズ機会を増やすために、サンプルが滴下された発現解析用反応槽内の溶液を撹拌したり、熱を加えたりしていた。しかしながら、従来の方法では、溶液の拡散の強さや与えられる熱により、サンプルに与えられるエネルギー量の制御が困難であった。
【０００６】
また、ターゲット遺伝子の移動量を大きくして、プローブとターゲット遺伝子のハイブリダイズ機会を増やすために、例えば、撹拌を強くしたり、温度を高くした場合、意図していたハイブリダイズ状態を破壊してしまう確率も高くなってしまっていた。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ターゲット遺伝子の検出精度を向上させるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生体反応実行装置は、閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置であって、装着された基板の流路内に滴下された液体に含まれる第２の生体物質を電気泳動させるために、電磁誘導を発生し、流路にそって、所定方向の電場を発生させる電磁誘導発生部を備えることを特徴とする。
【０００９】
基板に構成されている流路は、円形であるものとすることができる。
【００１０】
第２の生体物質には、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とが含まれ、電磁誘導発生部には、所定方向の電場により流路内の第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギーが、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギーとなるように、電磁誘導を発生させるようにすることができる。
【００１１】
電磁誘導発生部に交流電圧を供給する交流供給部を更に備えさせるようにすることができ、交流供給部により電磁誘導発生部に供給される交流電圧の電力量は、所定方向の電場により流路内の第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギーが、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギーとなるように、電磁誘導を発生させるために必要な電力量であるものとすることができる。
【００１２】
電磁誘導発生部には、交流電流の供給を受けて、その交流電流の極性により、２方向に交互に電流を流すコイル状の電導部と、電導部に流れる電流により発生される磁場を打ち消すために発生される２方向の電場のうち、一方のみの電場により発生される電流を許可し、他方の電流を許可しないことにより、一方の電場の発生をキャンセルする電場キャンセル部とを備えさせるようにすることができる。
【００１３】
基板に構成されている流路は、円形であるものとすることができ、電導部および電場キャンセル部は、円形の流路を挟んでそれぞれ上下に設けさせることができる。
【００１４】
基板には、流路が、同心円状に複数設けられるものとすることができ、電導部および電場キャンセル部は、円形の流路毎に、流路を挟んで上下にそれぞれ設けさせることができ、電導部には、隣り合う電導部とは逆極性の交流電流を導電させるようにすることができ、電場キャンセル部には、同方向の電場をキャンセルさせるようにすることができる。
【００１５】
本発明の生体反応実行方法は、基板に滴下される溶液が流れる流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置の生体反応実行方法であって、電磁誘導を発生して、基板に少なくとも１つ構成されている閉じた流路にそって、所定方向の電場を発生させることにより、基板の流路内に滴下された液体に含まれる第２の生体物質を電気泳動させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の生体反応実行装置および生体反応実行方法においては、電磁誘導が発生されて、基板に少なくとも１つ構成されている閉じた流路にそって、所定方向の電場が発生され、これにより、基板の流路内に滴下された液体に含まれる第２の生体物質が電気泳動する。
【００１７】
本発明のＤＮＡチップは、基板に、閉じた形状の凹溝よりなる流路が設けられ、流路内には、第１の生体物質が固定される反応領域が設けられ、第１の生体物質は、流路に滴下される溶液中に含まれる、検出対象となる第２の生体物質と生体反応することができるようになされていることを特徴とする。
【００１８】
本発明のＤＮＡチップにおいては、基板に、閉じた形状の凹溝よりなる流路が設けられ、流路内には、検出対象となる第２の生体物質に対して生体反応する第１の生体物質が固定される反応領域が設けられる。
【００１９】
本発明の情報処理装置は、閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、流路内に滴下される液体に含まれる第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理を実行する情報処理装置であって、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータを取得する取得手段と、取得手段により取得されたパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量を算出する算出手段と、算出手段により算出された生体反応量を基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の情報処理方法は、閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、流路内に滴下される液体に含まれる第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理を実行する情報処理装置の情報処理方法であって、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータを取得する取得ステップと、取得ステップの処理により取得されたパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量を算出する算出ステップと、算出ステップの処理により算出された生体反応量を基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定ステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明のプログラムおよび本発明の記録媒体に記録されるプログラムは、閉じた流路が少なくとも１つ構成されている基板の流路内に設けられた反応領域に固定された第１の生体物質と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質とを生体反応させる生体反応実行装置において、流路内に滴下される液体に含まれる第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータの取得を制御する取得制御ステップと、取得制御ステップの処理により取得が制御されたパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量を算出する算出ステップと、算出ステップの処理により算出された生体反応量を基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定ステップとを含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させる。
【００２２】
本発明の情報処理装置および情報処理方法、並びに、プログラムにおいては、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータが取得され、このパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量が算出されて、これを基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量が決定される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ターゲットとなる生体物質（例えば、ターゲット遺伝子）と、基板に固定された生体物質（例えば、プローブとして用いられている遺伝子）とを会合させることができ、特に、ターゲットとなる生体物質と、基板に固定された生体物質とを効果的に会合させることができる。
【００２４】
他の本発明によれは、生体反応により所定の生体物質を検出するためのＤＮＡチップを提供することができ、特に、流路に流れる溶液中の生体物質に所定のエネルギーが与えられた場合、ターゲットとなる生体物質と、基板に固定された生体物質とを効果的に会合させることができる。
【００２５】
また、他の本発明によれば、電気泳動される生体物質（例えば、ターゲット遺伝子）に与えられるエネルギーが求められ、特に、ターゲットとなる生体物質（例えば、ターゲット遺伝子）と、遺伝子と基板に固定された生体物質（例えば、プローブとして用いられている遺伝子）との会合回数を増やし、かつ、非特異的な生体反応（ハイブリダイズ）を解離させるために必要なエネルギーが求められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。したがって、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２７】
更に、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
【００２８】
請求項１に記載の生体反応実行装置（例えば、図２のハイブリダイズ部２２）は、閉じた流路（例えば、図４の発現解析用反応槽８１により構成される円形流路、または、図１６に示される多角形の流路）が少なくとも１つ構成されている基板（例えば、図２のＤＮＡチップ４３）の流路内に設けられた反応領域（例えば、図４のスポット８３）に固定された第１の生体物質（例えば、図８のプローブ１４１）と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３）とを生体反応させる生体反応実行装置であって、装着された基板の流路内に滴下された液体に含まれる第２の生体物質を電気泳動させるために、電磁誘導を発生し、流路にそって、所定方向の電場を発生させる電磁誘導発生部（例えば、図２の電磁誘導発生部４２）を備えることを特徴とする。
【００２９】
第２の生体物質には、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２）と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質（例えば、図８のＭＭターゲット遺伝子１４３）とが含まれ、電磁誘導発生部は、所定方向の電場により流路内の第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギーが、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合（例えば、ハイブリダイゼーション）を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギーとなるように、電磁誘導を発生させることができる。
【００３０】
電磁誘導発生部に交流電圧を供給する交流供給部（例えば、図２の交流供給部４１）を更に備えることができ、交流供給部により電磁誘導発生部に供給される交流電圧の電力量は、所定方向の電場により流路内の第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギーが、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギーとなるように、電磁誘導を発生させるために必要な電力量であるものとすることができる。
【００３１】
電磁誘導発生部は、交流電流の供給を受けて、その交流電流の極性により、２方向に交互に電流を流すコイル状の電導部（例えば、図５の磁場発生用電導部１１１）と、電導部に流れる電流により発生される磁場を打ち消すために発生される２方向の電場のうち、一方のみの電場により発生される電流を許可し、他方の電流を許可しないことにより、一方の電場の発生をキャンセルする電場キャンセル部（例えば、図５の電場キャンセル部１１３）とを備えることができる。
【００３２】
請求項８に記載の生体反応実行方法は、基板（例えば、図２のＤＮＡチップ４３）に滴下される溶液が流れる流路内に設けられた反応領域（例えば、図４のスポット８３）に固定された第１の生体物質（例えば、図８のプローブ１４１）と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３）とを生体反応させる生体反応実行装置（例えば、図２のハイブリダイズ部２２）の生体反応実行方法であって、電磁誘導を発生して、基板に少なくとも１つ構成されている閉じた流路（例えば、図４の発現解析用反応槽８１により構成される円形流路、または、図１６に示される多角形の流路）にそって、所定方向の電場を発生させることにより、基板の流路内に滴下された液体に含まれる第２の生体物質を電気泳動させることを特徴とする。
【００３３】
請求項９に記載のＤＮＡチップ（例えば、図２または図４のＤＮＡチップ４３）は、基板に、閉じた形状の凹溝よりなる流路が設けられ、流路内には、第１の生体物質（例えば、図８のプローブ１４１）が固定される反応領域が設けられ、第１の生体物質は、流路に滴下される溶液中に含まれる、検出対象となる第２の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２）と生体反応することができるようになされていることを特徴とする。
【００３４】
請求項１０に記載の情報処理装置（例えば、図２の取得部２３および発現量推定部２４、または、図１７の生体情報処理装置４０１）は、閉じた流路（例えば、図４の発現解析用反応槽８１により構成される流路、または、図１６に示される多角形の流路）が少なくとも１つ構成されている基板（例えば、図２のＤＮＡチップ４３）の流路内に設けられた反応領域（例えば、図４のスポット８３）に固定された第１の生体物質（例えば、図８のプローブ１４１）と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３）とを生体反応させる生体反応実行装置（例えば、図２のハイブリダイズ部２２）において、流路内に滴下される液体に含まれる第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理を実行する情報処理装置であって、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２）と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質（例えば、図８のＭＭターゲット遺伝子１４３）とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータ（例えば、蛍光強度）を取得する取得手段（例えば、図２の取得部２３、または、図１７の蛍光強度取得部４２２）と、取得手段により取得されたパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量を算出する算出手段（例えば、図２の発現量推定部２４または図１７のハイブリダイズ量推定部４２４）と、算出手段により算出された生体反応量を基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定手段（例えば、図２の供給電力量決定部２８または図１７の供給電力量決定部４３１）とを備えることを特徴とする。
【００３５】
請求項１１に記載の情報処理方法は、閉じた流路（例えば、図４の発現解析用反応槽８１により構成される流路、または、図１６に示される多角形の流路）が少なくとも１つ構成されている基板（例えば、図２のＤＮＡチップ４３）の流路内に設けられた反応領域（例えば、図４のスポット８３）に固定された第１の生体物質（例えば、図８のプローブ１４１）と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３）とを生体反応させる生体反応実行装置（例えば、図２のハイブリダイズ部２２）において、流路内に滴下される液体に含まれる第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理を実行する情報処理装置（例えば、図２の取得部２３および発現量推定部２４、または、図１７の生体情報処理装置４０１）の情報処理方法であって、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２）と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質（例えば、図８のＭＭターゲット遺伝子１４３）とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータ（例えば、蛍光強度）を取得する取得ステップ（例えば、図２１のステップＳ１２５の処理）と、取得ステップの処理により取得されたパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量を算出する算出ステップ（例えば、図２１のステップＳ１２６の処理）と、算出ステップの処理により算出された生体反応量を基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定ステップ（例えば、図２１のステップＳ１２７の処理）とを含むことを特徴とする。
【００３６】
請求項１２に記載のプログラムは、閉じた流路（例えば、図４の発現解析用反応槽８１により構成される流路、または、図１６に示される多角形の流路）が少なくとも１つ構成されている基板（例えば、図２のＤＮＡチップ４３）の流路内に設けられた反応領域（例えば、図４のスポット８３）に固定された第１の生体物質（例えば、図８のプローブ１４１）と、第１の生体物質に対して生体反応する第２の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３）とを生体反応させる生体反応実行装置（例えば、図２のハイブリダイズ部２２）において、流路内に滴下される液体に含まれる第２の生体物質の電気泳動のために与えられるエネルギー量を決定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、第２の生体物質として、第１の生体物質に対して特異的に生体反応する第３の生体物質（例えば、図８のＰＭターゲット遺伝子１４２）と、第１の生体物質に対して非特異的に生体反応する第４の生体物質（例えば、図８のＭＭターゲット遺伝子１４３）とを含むものが流路内に滴下された基板において、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量に対応するパラメータ（例えば、蛍光強度）の取得を制御する取得制御ステップ（例えば、図２１のステップＳ１２５の処理）と、取得制御ステップの処理により取得が制御されたパラメータを基に、異なるエネルギー量が与えられた状態における第３の生体物質と第４の生体物質のそれぞれの生体反応量を算出する算出ステップ（例えば、図２１のステップＳ１２６の処理）と、算出ステップの処理により算出された生体反応量を基に、第１の生体物質と第３の生体物質との生体反応による接合を解離させず、第１の生体物質と第４の生体物質との生体反応による接合を解離させることが可能なエネルギー量を決定するエネルギー決定ステップ（例えば、図２１のステップＳ１２７の処理）とを含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させる。
【００３７】
以下に本明細書において使用する用語の意味を説明する。
【００３８】
プローブとは、ＤＮＡチップなどのバイオアッセイ用の基板に固定された生体物質であって、ターゲットと生体反応するものをいう。
【００３９】
ターゲットとは、ＤＮＡチップなどのバイオアッセイ用の基板に固定された生体物質に生体反応する生体物質をいう。
【００４０】
生体物質とは、蛋白質、核酸、糖などの生体内において生成される物質の他、相互に相補的な塩基配列を有する遺伝子またはそれから派生する物質を含む。
【００４１】
生体反応とは、２以上の生体物質が生化学的に反応することをいう。その代表例は、ハイブリダイゼーションである。
【００４２】
ハイブリダイゼーションとは、相補的な塩基配列構造を備える核酸間の相補鎖（二本鎖）形成反応をいう。
【００４３】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００４４】
遺伝子発現量の定量的な測定は、図１に示される実験処理装置１により行われる。
【００４５】
実験処理装置１は、調整部２１、ハイブリダイズ部２２、取得部２３、発現量推定部２４、標準化部２５、出力部２６、および記憶部２７、並びに、供給電力量決定部２８により構成されている。このうち、取得部２３、発現量推定部２４、標準化部２５、出力部２６および記憶部２７、並びに、供給電力量決定部２８が、図１７を用いて後述する生体情報処理装置４０１により構成されている。
【００４６】
調整部２１は、ターゲットの調整を行うとともに、後述するＤＮＡチップを用いたハイブリダイズの準備を行う。ハイブリダイズ部２２は、プローブとターゲットとのハイブリダイズを行う。ハイブリダイズ部２２の詳細は、図３を用いて後述する。取得部２３は、ハイブリダイズされたプローブとターゲットとに結合されたインターカレータにレーザ光を照射し、その反射光としてインターカレータの蛍光強度を取得する。発現量推定部２４は、取得された蛍光強度を基に、ハイブリダイズ量を推定して、目的とする遺伝子の発現量の推定処理を行う。標準化部２５は、データの標準化を行う。出力部２６は、発現プロファイルデータを出力する。記憶部２７は、発現プロファイルデータを記憶する。
【００４７】
また、供給電力量決定部２８は、発現量推定部２４により供給される発現量の推定結果を基に、図２０を用いて後述する事前作業の処理において、図１８を用いて後述する実験過程の処理でハイブリダイズ部２２が用いるべき電力値を算出し、ハイブリダイズ部２２に供給する。ハイブリダイズ部２２は、供給された電力値を用いて、実験過程の処理を実行する。
【００４８】
取得部２３、発現量推定部２４、標準化部２５、出力部２６、および、記憶部２７、並びに、供給電力量決定部２８の詳細については、図１７を用いて生体情報処理装置４０１として後述する。
【００４９】
図２は、図１のハイブリダイズ部２２の詳細な構成例を示すブロック図である。ハイブリダイズ部２２は、交流供給部４１、電磁誘導発生部４２で構成され、ハイブリダイズ処理のため、電磁誘導部４２にＤＮＡチップ４３が装着されるようになされている。ＤＮＡチップ４３上には、ターゲット遺伝子が含まれる溶液が滴下される、凹溝状の流路が設けられている。ＤＮＡチップ４３の構成の詳細については、図４を用いて後述する。
【００５０】
交流供給部４１は、電磁誘導発生部４２において電磁誘導を発生させるための交流電流の発生を制御して、電磁誘導発生部４２に供給する。交流供給部４１の詳細は、図３を用いて後述する。
【００５１】
電磁誘導発生部４２は、交流供給部４１から供給された交流電流により、電磁誘導を発生し、装着されたＤＮＡチップ４３上に設けられているターゲット遺伝子が含まれる溶液が滴下される流路付近に、ＤＮＡチップ４３の流路に沿った磁場を発生させるとともに、発生される磁場を打ち消すために発生する電場のうちの一方をキャンセルさせ、他方を維持させる。ターゲット遺伝子は電荷を帯びているため、ＤＮＡチップ４３上に形成された流路内で、電磁誘導発生部４２により発生された磁場を打ち消すために発生する電場の力を受けて電気泳動する。電磁誘導発生部４２の詳細については、図５乃至図７を用いて後述する。
【００５２】
図３は、交流供給部４１の構成を示すブロック図である。
【００５３】
周波数設定部６１は、発振器６２による発振周波数を設定する。発振器６２は、電磁誘導発生部４２において電磁誘導を発生させるために、周波数設定部６１により設定された周波数の信号を発振する。
【００５４】
ＲＦパワー・アンプ６３は、発振器６２により発振された所定周波数の信号を増幅し、Ｅクラス・アンプ６４に供給する。Ｅクラス・アンプ６４は、可変電源６７により電圧値が制御された交流電圧の供給を受けて、電力設定部６５により設定された電力値であり、かつ、ＲＦパワー・アンプ６３から供給された信号の周波数の交流電圧となるように増幅し、電力計（ＳＷＲメータ）６８に供給する。
【００５５】
電力設定部６５は、後述する事前作業の処理により定められる、目的とする（特異的な）ターゲット遺伝子とプローブとのハイブリダイズを解離させずに、目的としていない（非特異的な）ターゲット遺伝子とのハイブリダイズのみを解離させるために、ＤＮＡチップ４３において、ターゲットが含まれる溶液を電気泳動させるために与えられるエネルギーに対応する電力値を設定し、Ｅクラス・アンプ６４に、電力設定値を供給する。
【００５６】
ＡＣ１００Ｖ供給部６６は、例えば、コンセント入力や所定のバッテリなどにより、交流１００Ｖ電圧を、可変電源６７に供給する。可変電源６７は、ＡＣ１００Ｖ供給部６６から供給された１００Ｖの交流電圧を、電力計６８から供給されるＥクラス・アンプ６４の出力電圧の測定値に基づいて、０Ｖ乃至１２０Ｖの所定の電圧に変圧して、Ｅクラス・アンプ６４に供給する。
【００５７】
電力計６８は、電波の伝送線路に生じる定在波の最大値と最小値の比であるＳＷＲ（Standing Wave Ratio：定在波比、一般に、マッチングとも称される）を測定する。ＳＷＲを測定するためには、一般に電圧値が測定され、ＳＷＲ＝Ｖmax（最大値）／Ｖmin（最小値）である。電力計６８は、測定結果を可変電源６７に供給するとともに、供給された交流電圧を、電磁誘導発生部４２（電磁誘導コイルの形状を有する、後述する磁場発生電導部１１１）に供給する
【００５８】
次に、図４を用いて、ＤＮＡチップ４３について説明する。
【００５９】
ＤＮＡチップ４３には、複数の閉じた円形の凹溝が同心円状に構成されており、この円形の凹溝は、発現解析用反応槽８１−１および発現解析用反応槽８１−２として用いられる。換言すれば、凹溝により構成される流路には始点も終点もなく、連続している。以下、発現解析用反応槽８１−１および発現解析用反応槽８１−２を特に区別する必要のない場合、単に発現解析用反応槽８１と称するものとする。
【００６０】
また、発現解析用反応槽８１の位置を特定するための図示しないガイド（後述する図１７のガイド４１３）が、ＤＮＡチップ４３上の、発現解析用反応槽８１の位置を特定するために好適な位置に設けられている。
【００６１】
発現解析用反応槽８１には、反応領域としての複数のスポット８３が形成されており、各スポット８３には、異なる遺伝子配列を持つ生体物質（第１の生体物質）としてのハイブリダイズ検証用プローブが固定されている。観測対象となる生物の細胞が調整されて取り出されたターゲット遺伝子を含むサンプルが発現解析用反応槽８１に滴下された場合、ハイブリダイズ検証用プローブには、その塩基と相補的構成を有する塩基を有する生体物質（第２の生体物質）としてのターゲットがハイブリダイズする。また、発現解析用反応槽８１のスポット８３には、必要に応じて、発現標準化用コントロールプローブを、予め定められた所定の複数の位置に分散して配置するようにしてもよい。発現標準化用コントロールプローブには、その塩基と相補的構成の塩基を有する生体物質（第２の生体物質）としてのターゲットがハイブリダイズする。
【００６２】
ここでは、発現解析用反応槽８１−１および発現解析用反応槽８１−２の２つの円形流路が備えられている場合について説明したが、発現解析用反応槽８１の円形流路の数は、１つであっても、３つ以上のいかなる数であっても良いことは言うまでもない。
【００６３】
次に、図５乃至図７を用いて、図２の電磁誘導発生部４２の構成について説明する。まず、図５は、電磁誘導発生部４２にＤＮＡチップ４３が装着された状態における断面図（装着されたＤＮＡチップ４３の直径に対応する直線において切断した場合の断面図）である。ここでは、発現解析用反応槽８１−１および発現解析用反応槽８１−２の２つの円形流路が備えられているＤＮＡチップ４３が装着可能なようになされている電磁誘導発生部４２を例として説明する。
【００６４】
電磁誘導発生部４２は、ＤＮＡチップ４３が装着された状態において、電磁誘導部１０１−１および電磁誘導部１０１−２が、発現解析用反応槽８１−１および発現解析用反応槽８１−２の２つの円形流路を挟んだ上下に位置されるようになされている。すなわち、電磁誘導発生部４２にＤＮＡチップ４３が装着された状態において、発現解析用反応槽８１−１を挟んだ上下に、発現解析用反応槽８１−１と同様な円形の形状を有する電磁誘導部１０１−１が位置し、発現解析用反応槽８１−２を挟んだ上下に、発現解析用反応槽８１−２と同様な円形の形状を有する電磁誘導部１０１−２が位置するようになされている。
【００６５】
電磁誘導部１０１−１は、発現解析用反応槽８１−１の上面に、磁場発生用電導部１１１−１、絶縁部１１２−１、および、電場キャンセル部１１３−１が設けられ、発現解析用反応槽８１−１の下面に、磁場発生用電導部１１１−３、絶縁部１１２−３、および、電場キャンセル部１１３−３が設けられるように構成されている。また、電磁誘導部１０１−２は、発現解析用反応槽８１−２の上面に、磁場発生用電導部１１１−２、絶縁部１１２−２、および、電場キャンセル部１１３−２が設けられ、発現解析用反応槽８１−２の下面に、磁場発生用電導部１１１−４、絶縁部１１２−４、および、電場キャンセル部１１３−４が設けられるように構成されている。磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３、絶縁部１１２−１および絶縁部１１２−３、並びに、電場キャンセル部１１３−１および電場キャンセル部１１３−３は、発現解析用反応槽８１−１と同様な円形の形状を有し、磁場発生用電導部１１１−２および磁場発生用電導部１１１−−４、絶縁部１１２−２および絶縁部１１２−４、並びに、電場キャンセル部１１３−２および電場キャンセル部１１３−４は、発現解析用反応槽８１−２と同様な円形の形状を有している。
【００６６】
以下、電磁誘導部１０１−１および電磁誘導部１０１−２を特に区別する必要のない場合、単に電磁誘導部１０１と称し、磁場発生用電導部１１１−１乃至磁場発生用電導部１１１−４を特に区別する必要のない場合、単に、磁場発生用電導部１１１と称し、絶縁部１１２−１乃至絶縁部１１２−４を特に区別する必要のない場合、単に、絶縁部１１２と称し、電場キャンセル部１１３−１乃至電場キャンセル部１１３−４を特に区別する必要のない場合、単に、電場キャンセル部１１３と称するものとする。
【００６７】
磁場発生用電導部１１１は、発現解析用反応槽８１−１と同様の円形の形状を有するコイル状の電気伝導部（電磁誘導コイル）であり、交流供給部４１により発生された交流電圧の供給を受けることにより、磁場を発生する。そして、発生した磁場を打ち消すために、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の円形流路の形状に合致した形状の円形電場が発生する。
【００６８】
次に、図６および図７を用いて、電場キャンセル部１１３について説明する。図６および図７は、電場キャンセル部１１３を、装着されたＤＮＡチップ４３の平面に対して垂直な方向から観察した状態を示す図である。
【００６９】
電場キャンセル部１１３は、複数の金属部１２１と複数のダイオード１２２から構成されている。図６および図７においては、電場キャンセル部１１３は、左回りの電流を許可して電場形成をキャンセルすることが出来るようになされている。
【００７０】
図６を用いて、電場のキャンセルについて説明する。
【００７１】
電磁誘導によって、例えば、電場キャンセル部１１３の円形平面に対して垂直に、図中、手前から向こうに向かって（図６における紙面上の上から下へ向かって）磁場が形成されると、この磁場をキャンセルするように、電場キャンセル部１１３には、左回りの電流が流れる。これによって、電磁誘導に伴う電場形成をキャンセルすることができる。
【００７２】
次に、図７を用いて、電場がキャンセルされない場合、すなわち、電場が維持される場合について説明する。
【００７３】
電磁誘導によって、例えば、電場キャンセル部１１３の円形平面に対して垂直に、図中、向こうから手前に向かって（図７における紙面上の下から上へ向かって）磁場が形成されると、この磁場をキャンセルするように、右回りの電場が形成されるが、電場キャンセル部１１３においては、ダイオード１２２により、右回りの電流が流れないようになされている。したがって、電磁誘導に伴う電場形成はキャンセルされずに維持される。
【００７４】
すなわち、磁場発生用電導部１１１に、交流供給部４１により発生された交流電圧が供給されることにより、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の円形流路に沿って、流路の流れに対して垂直方向に磁場が発生し、円形流路の形状に合致した形状の円形電場が、右回り、左回りと交互に発生するが、左回りの電場のみが、電場キャンセル部１１３に発生する左回りの電流のためにキャンセルされる。したがって、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の円形流路には、右回り方向の電場のみが発生される。
【００７５】
図６および図７においては、電場キャンセル部１１３は、左回りの電流を許可して電場形成をキャンセルすることが出来るようになされているが、ダイオード１２２の接続方向が逆になっている場合、電場キャンセル部１１３によって、右回りの電流が許可されて、電場形成がキャンセルされる、すなわち、左回りの電場のみが発生されるようになされる。すなわち、電場キャンセル部１１３においては、ダイオード１２２の接続方向に基づいた方向の電場がキャンセルされて、発現解析用反応槽８１の円形流路に発生する電場の方向が制御されるようになされている。
【００７６】
なお、電場キャンセル部１１３の回路（ダイオード１２２による円形の導電路）は、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の円形流路のそれぞれに異なる方向の電場を許可させることが出来るようにするために、発現解析用反応槽８１と同数設けられる。
【００７７】
次に、図８を用いて、ハイブリダイズについて説明する。
【００７８】
発現解析用反応槽８１の円形流路において、スポット８３に設けられるプローブ１４１は、目的とするターゲット遺伝子であるＰＭ（Perfect match）ターゲット遺伝子１４２とハイブリダイズするのみならず、目的としていなかったＭＭ（Mismatch）ターゲット遺伝子１４３と非特異的にハイブリダイズする場合もある。
【００７９】
すなわち、ＰＭターゲット遺伝子１４２は、測定対象とするｍＲＮＡであり、ＭＭターゲット遺伝子１４３は、ＰＭターゲット遺伝子１４２を想定してハイブリダイズするように作成したプローブ１４１とのハイブリダイズ確率が、ＰＭターゲット遺伝子１４２を除いて一番大きい、発現が予想されるｍＲＮＡのことである。
【００８０】
図９を用いて、ＰＭターゲット遺伝子１４２とプローブ１４１とのハイブリダイズ、および、ＭＭターゲット遺伝子１４３とプローブ１４１とのハイブリダイズをそれぞれ解離させるために必要なエネルギーについて説明する。
【００８１】
プローブ１４１にＰＭターゲット遺伝子１４２がハイブリダイズされている場合であっても、目的としていなかったＭＭターゲット遺伝子１４３がハイブリダイズされている場合であっても、外部から高いエネルギーが与えられることにより、ハイブリダイズが解離されてしまうことがある。ハイブリダイズ状態に与える外部エネルギーによって、ターゲットとプローブとが解離する確率が変化する。図９に示されるように、縦軸をターゲットとプローブとの解離確率とし、横軸を外部から与えられるエネルギーとして、ＰＭターゲット遺伝子１４２とのハイブリダイズにおける解離確率曲線１６１、および、ＭＭターゲット遺伝子１４３とのハイブリダイズにおける解離確率曲線１６２を示すと、ＰＭターゲット遺伝子１４２とのハイブリダイズを解離するには、非特異的にハイブリダイズされているＭＭターゲット遺伝子１４３を解離するよりも多くのエネルギーが必要となる。
【００８２】
ここでは、解離確率は、プローブ１４１とＰＭターゲット遺伝子１４２、または、ＭＭターゲット遺伝子１４３におけるＴｍ（Melting temperature）値を中心としたガウス分布になると考えて、ハイブリダイズ量が、Ｔｍ値における場合の１／４、３／４となる温度を計測することにより、図９に示されるような確率分布を推定することができる。Ｔｍ値とは、２本鎖ＤＮＡの５０％が一本鎖ＤＮＡに解離する温度のことである。そして、ＰＭターゲット遺伝子１４２、および、ＭＭターゲット遺伝子１４３のそれぞれの解離確率分布において、あるエネルギーより大きい部分における積分値の差が最大となる点を、ＰＭターゲット遺伝子１４２とのハイブリダイズを解離させずに、ＭＭターゲット遺伝子１４３とのハイブリダイズのみを解離させるために発現解析用反応槽８１に与えられるべき分離エネルギーとすることができる。
【００８３】
また、ＰＭターゲット遺伝子１４２とのハイブリダイズを解離させずに、ＭＭターゲット遺伝子１４３とのハイブリダイズのみを解離させるために発現解析用反応槽８１に与えられるべき分離エネルギーは、より単純に、ＰＭターゲット遺伝子１４２とＭＭターゲット遺伝子１４３とのＴｍ値の平均値としても良い。
【００８４】
このようにして、必要な分離エネルギーが求められるので、ハイブリダイズ処理（電気泳動）時に、発現解析用反応槽８１により構成される流路を電気泳動するターゲット遺伝子にかかる力が、ＰＭターゲット遺伝子１４２とのハイブリダイズを解離させずに、ＭＭターゲット遺伝子１４３とのハイブリダイズのみを解離させるために発現解析用反応槽８１に与えられるべき分離エネルギーになるように調整されると、ターゲット遺伝子、すなわち、ＰＭターゲット遺伝子１４２の検出精度を高めることが出来る。
【００８５】
換言すれば、図１０に示されるように、縦軸をハイブリダイズ率、横軸を磁場発生用電導部１１１に供給される電力としたとき、ＰＭターゲット遺伝子１４２とプローブ１４１とのハイブリダイズ率を示す曲線１８１の極大値、および、ＭＭターゲット遺伝子１４３とプローブ１４１とのハイブリダイズ率を示す曲線１８２の極小値に対応する電力値が、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２へ供給される電力値となる。
【００８６】
または、実験によって、プローブ１４１とＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３とのハイブリダイズを直接行い、外部からの電磁誘導の強度に対する、各々のプローブ１４１に対するハイブリダイズ分布を、次の式（１）に示すような結合強度行列とし、式（４）を用いて、ターゲット遺伝子とプローブ間の特異性を最大化する電磁誘導の強度を求めても良い。
【００８７】
【数１】
2006284185.tif 000003
・・・・・（１）
【００８８】
ただし、式（１）においては、次の式（２）および式（３）が成り立っている。
【００８９】
【数２】
2006284185.tif 000004
・・・・・（２）
【００９０】
【数３】
2006284185.tif 000005
・・・・・（３）
【００９１】
式（１）においては、各プローブへのハイブリダイズが結合強度行列により表されている。すなわち、各々のプローブ１４１が配置されているスポット８３にインターカレータが結合されて得られる蛍光強度ベクトル（ｐ1，ｐ2，ｐ3，・・・ｐn）は、標準化パラメータｓ、ａ11乃至ａnmで表される結合強度行列、および、遺伝子発現量ベクトル（ｇ1，ｇ2，ｇ3，・・・ｇm）を乗算したものとして表すことができる。 
【００９２】
【数４】
2006284185.tif 000006
・・・・・（４）
【００９３】
ただし、式（４）においては、次の式（５）および式（６）が成り立っている。
【００９４】
【数５】
2006284185.tif 000007
・・・・・（５）
【００９５】
【数６】
2006284185.tif 000008
・・・・・（６）
【００９６】
すなわち、式（１）の結合強度行列の一般逆行列を求め、プローブ位置におけるハイブリダイズ量から、各々の遺伝子発現量を推測することができる。式（４）は、結合強度行列の行成分を取ったときの分散と、列成分を取ったときの分散の和であり、これを最大化するような電磁誘導強度が、ＰＭターゲット遺伝子１４２とプローブ１４１間の特異性を最大化する条件となる。
【００９７】
図１１および図１２を用いて、磁場発生用電導部１１１への交流の供給と、電磁誘導による電界の発生について説明する。
【００９８】
図１１Ａに示されるように、磁場発生用電導部１１１のそれぞれには、例えば、図１１Ａに示されるような交流電流が供給されるので、右回りと左回りの電流が、それぞれ交互に流れ、それにより、磁場が発生されるようになされている。交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３に供給されている交流電流に対して、電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１−２および磁場発生用電導部１１１−４には、その逆極性の交流電流が供給されるようになされているものとする。
【００９９】
まず、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３に供給されている交流電流が右回りである状態について、図１１Ｂを用いて説明する。一方、電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１−２および磁場発生用電導部１１１−４には、その逆極性（すなわち、左回り）の交流電流が供給されるようになされている。したがって、磁場発生用電導部１１１−１乃至磁場発生用電導部１１１−４によって発生される、発現解析用反応槽８１により構成される流路に対して垂直方向の磁場は、それぞれ打ち消されることはない。
【０１００】
そして、磁場発生用電導部１１１−１乃至磁場発生用電導部１１１−４によって発生される磁場を打ち消す方向に電場が発生する。例えば、電場キャンセル部１１３−１乃至電場キャンセル部１１３−４において、左回りの電流が流れるようになされている場合、磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３により発生される電場はキャンセルされ、磁場発生用電導部１１１−２および磁場発生用電導部１１１−４により発生される電場のみが維持される。すなわち、図１１Ｂに示される状態では、発現解析用反応槽８１−２にのみ、右回りの電場が形成され、ターゲット遺伝子の電気泳動が行われる。
【０１０１】
次に、図１２Ａの実線に示されるように、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３に供給されている交流電流が左回りである状態について、図１２Ｂを用いて説明する。ここでも、電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１−２および磁場発生用電導部１１１−４には、磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３に供給されている交流電流の逆極性の交流電流が供給されるので、発現解析用反応槽８１により構成される流路に対して垂直方向の磁場は、それぞれ打ち消されることはない。
【０１０２】
磁場発生用電導部１１１−１乃至磁場発生用電導部１１１−４に交流電流が流れることによって発生される磁場を打ち消す方向に電場が発生する。例えば、電場キャンセル部１１３−１乃至電場キャンセル部１１３−４において、左回りの電流が流れるようになされている場合、磁場発生用電導部１１１−２および磁場発生用電導部１１１−４により発生される左回りの電場はキャンセルされ、磁場発生用電導部１１１−１および磁場発生用電導部１１１−３により発生される右回りの電場のみが維持される。すなわち、図１２Ｂに示される状態では、発現解析用反応槽８１−１にのみ、右回りの電場が形成され、ターゲット遺伝子の電気泳動が行われる。
【０１０３】
図１１および図１２を用いて説明したように、発現解析用反応槽８１−１および発現解析用反応槽８１−２には、それぞれ、電場キャンセル部１１３によって、左回りの誘導電場がキャンセルされ、右回りの誘導電場が脈打つような形（交流の半波整流波形と同様の形）で形成される。ターゲット遺伝子は、マイナスチャージを持っているため、右回りの誘導電場により、左回りに電気泳動する。図１３に示されるように、発現解析用反応槽８１の流路には端がないため、磁場発生用電導部１１１−１乃至磁場発生用電導部１１１−４に交流電流が与えられている間、所定のエネルギーを受けて電気泳動するＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３は、流路を一方の方向（ここでは、左方向）に回り続け、流路内に設置されているプローブ１４１と会合していく。
【０１０４】
このとき、図９を用いて説明したようなエネルギーが、電気泳動するＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３に与えられるように、図１０を用いて説明したような供給電力量が、電磁誘導発生部４２に与えられていた場合、所定のプローブ１４１と目的とするＰＭターゲット遺伝子１４２とがハイブリダイズしても、その結合は解離されないが、所定のプローブ１４１と目的としないＭＭターゲット遺伝子１４３とがハイブリダイズした場合、その結合は、与えられたエネルギーにより解離される。したがって、図１３に示される、流路内の溶液中に含まれるターゲット遺伝子３０１乃至３０４は、所定のエネルギーを与えられることにより、電気泳動中に、順次、至適なプローブとのハイブリダイズが行われ、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分時間が経過した後のハイブリダイズの状態は、非常に良好なものとなる。
【０１０５】
分子量が異なるターゲット遺伝子が電気泳動された場合、図１４に示されるように、分子量が小さいターゲット遺伝子は早く回転し、分子量が大きくなるにつれて、ターゲット遺伝子の回転速度が遅くなる。例えば、図１４のａを出発点とすると、分子量の小さいターゲット遺伝子３０１は早く、分子量の大きいターゲット遺伝子３０４は遅く、流路内を移動する。また、その他のターゲット遺伝子３０２および３０３においても、分子量に応じた速度で流路内を移動するが、発現解析用反応槽８１の流路には端がないため、所定のエネルギーを受けて電気泳動するそれぞれのターゲット遺伝子３０１乃至３０４は流路を回り続け、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分な時間が経過する間に、流路内に設置されているプローブ１４１のうちの最適なものと会合する。
【０１０６】
なお、ＤＮＡチップの流路は、例えば、円形である以外にも、図１５に示すＤＮＡチップ３４１のように、直線であっても良い。この場合、流路には始端と終端が発生してしまうため、図中に示される電気泳動されるターゲット遺伝子３０１乃至３０３は、泳動し続けない。このため、円形流路である場合と比較して、スポット８３−１乃至８３−１０に設けられている複数のプローブ１４１と対応するＰＭターゲット遺伝子との会合率が低下してしまう。しかしながら、図９を用いて説明したようなエネルギーが、電気泳動するＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３に与えられるように、図１０を用いて説明したような供給電力量を電磁誘導発生部４２に与えるようにすることにより、プローブ１４１に正しくハイブリダイズされたＰＭターゲット遺伝子１４２を解離させることなく、プローブ１４１に非特異的にハイブリダイズされたＭＭターゲット遺伝子１４３のみを解離させることが可能となる。
【０１０７】
更に、ＤＮＡチップの発現解析用反応槽８１により構成される流路は、例えば、円形以外の形状であっても、閉じた流路であると好適である。例えば、図１６Ａに示すＤＮＡチップ３６１のように、閉じた三角形の流路を有していたり、図１６Ｂに示すＤＮＡチップ３８１のように、閉じた四角形の流路を有しているものであっても良い。また、ＤＮＡチップに設けられる閉じた流路の形状は、それ以外の多角形であっても、曲線を含んで構成されている形状であってもよい。発現解析用反応槽８１により構成される流路を閉じた形状とすることにより、電気泳動されるターゲット遺伝子３０１乃至３０３は、目的となるプローブ１４１とハイブリダイズされるまで泳動し続け、プローブ１４１に非特異的にハイブリダイズされたＭＭターゲット遺伝子１４３は解離されるので、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分時間が経過した後のハイブリダイズの状態は、非常に良好なものとなる。
【０１０８】
なお、図１６Ａに示すＤＮＡチップ３６１や図１６Ｂに示すＤＮＡチップ３８１を装着可能な電磁誘導発生部４２は、それぞれの流路の形状に合致した形状の電磁誘導部１０１を有するようになされることは言うまでもない。
【０１０９】
上述したように、ＤＮＡチップ４３においてハイブリダイズした（生体反応した）生体物質としてのプローブとターゲットには、インターカレータが結合される。インターカレータは、励起光が照射されると蛍光を発生する。
【０１１０】
図１７は、生体情報処理装置４０１の構成例を表している。この生体情報処理装置４０１は、ピックアップ部４２１、蛍光強度取得部４２２、励起光強度計算部４２３、ハイブリダイズ量推定部４２４、発現量計算部４２５、標準化部４２６、出力部４２７、発現プロファイルデータ記憶部４２８、表示部４２９Ａを有するユーザインターフェース（UI）部４２９、および、蛍光強度−ハイブリダイズ量変換式記憶部４３０、および、供給電力値決定部４３１により構成されている。
【０１１１】
図１を用いて説明した実験処理装置１の取得部２３、発現量推定部２４、標準化部２５、出力部２６および記憶部２７、並びに、供給電力量決定部２８が、図１７の生体情報処理装置４０１により構成されている。具体的には、取得部２３は、ピックアップ部４２１、蛍光強度取得部４２２、励起光強度計算部４２３、および、蛍光強度−ハイブリダイズ量変換式記憶部４３０により構成され、発現量推定部２４は、ハイブリダイズ量推定部４２４、および、発現量計算部４２５により構成され、標準化部２５は標準化部４２６により構成され、出力部２６は出力部４２７により構成され、記憶部２７は発現プロファイルデータ記憶部４２８により構成され、供給電力量決定部２８は、供給電力量決定部４３１により構成される。
【０１１２】
所定の位置に設置または装着された、ハイブリダイズ処理終了後のＤＮＡチップ４３において、ハイブリダイズした（生体反応した）生体物質としてのプローブ１４１とターゲット（ＰＭターゲット遺伝子１４２またはＭＭターゲット遺伝子１４３）には、インターカレータが結合されている。インターカレータは励起光が照射されると蛍光を発生する。
【０１１３】
図１７のピックアップ部４２１は、蛍光強度取得用ピックアップ４４１、ガイド信号取得用ピックアップ部４４２、コントロール部４４３、対物座標計算部４４４、および畳み込み展開部４４５で構成されている。
【０１１４】
蛍光強度取得用ピックアップ４４１は、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の画像を取得するピックアップである。これに対して、ガイド信号取得用ピックアップ部４４２は、ガイド４１３を読み取るためのピックアップである。
【０１１５】
蛍光強度取得用ピックアップ４４１は、対物レンズ４５１、プリズム４５２、半導体レーザ４５３、およびフォトダイオード４５４を有している。半導体レーザ４５３より出射されたレーザ光（励起光）は、プリズム４５２を介して対物レンズ４５１に入射され、対物レンズ４５１は、入射されたレーザ光をＤＮＡチップ４３（スポット８３）上に照射する。対物レンズ４５１はまた、スポット８３からの光を、プリズム４５２を介してフォトダイオード４５４に入射する。各スポット８３には、複数のプローブが固定されており、プローブとターゲットがハイブリダイゼーションした場合、更に両者にはインターカレータが結合されている。すなわち、プローブとターゲットがハイブリダイゼーションしていない場合には、両者の間にインターカレータは存在せず、ハイブリダイゼーションした場合においてのみ、両者の間にインターカレータが存在する。インターカレータは、励起光が照射されると蛍光を発生する。対物レンズ４５１により集光された蛍光はプリズム４５２により励起光と分離されて、フォトダイオード４５４に入射される。
【０１１６】
ハイブリダイゼーションしている量が多ければ、それだけインターカレータの量も多く、したがって、そこから発生する蛍光量も多い。したがって、蛍光の強度に基づいて、ハイブリダイゼーションの状態を測定する（ハイブリダイゼーションの情報を得る）ことが可能となる。
【０１１７】
コントロール部４４３は、半導体レーザ４５３の電流制御を行い、その励起光の強度を調整する。また、コントロール部４４３は、フォトダイオード４５４の出力（電流量変化）を読み取る。
【０１１８】
畳み込み展開部４４５は、フォトダイオード４５４より出力された電流量変化に基づく信号をコントロール部４４３から受け取り、ピクセル単位の画像データを生成する。
【０１１９】
ガイド信号取得用ピックアップ４４２は、対物レンズ４６１、プリズム４６２、半導体レーザ４６３、およびフォトダイオード４６４により構成されている。半導体レーザ４６３は、コントロール部４４３からの制御に基づいて、レーザ光を発生する（このレーザ光は、ガイド検出光として機能する）。プリズム４６２は、半導体レーザ４６３からのレーザ光を対物レンズ４６１に入射し、対物レンズ４６１はこのレーザ光をＤＮＡチップ４３に照射する。対物レンズ４６１は、ＤＮＡチップ４３からの反射光を受光し、プリズム４６２はこの反射光を照射光から分離してフォトダイオード４６４に出射する。フォトダイオード４６４は、プリズム４６２より入射された反射光を光電変換し、ガイド信号としてコントロール部４４３に出力する。コントロール部４４３は、フォトダイオード４６４より入力されたガイド信号を対物座標計算部４４４に出力する。ガイド４１３は、ＤＮＡチップ４３の他の領域に較べて反射率が高く（または低く）なるように形成されている。対物座標計算部４４４は、コントロール部４４３を介して、ガイド信号取得用ピックアップ４４２より供給されたガイド信号のレベルに基づいて、ガイド４１３の位置、並びに、ガイド信号取得用ピックアップ４４２の位置（座標）を計算する。
【０１２０】
コントロール部４４３は、対物座標計算部４４４により計算されたガイド信号取得用ピックアップ４４２の位置に基づいて、蛍光強度取得用ピックアップ４４１（対物レンズ４５１）の位置を制御する。ガイド信号取得用ピックアップ４４２と蛍光強度取得用ピックアップ４４１は、相互に所定の位置関係に固定されている。
【０１２１】
蛍光強度取得部４２２は、蛍光強度取得用ピックアップ４４１のフォトダイオード４５４が出力した各スポット８３（その座標（ｘ，ｙ））からの蛍光強度（pfx,y）の入力を受け、この蛍光強度に関するデータをハイブリダイズ量推定部４２４に出力する。蛍光強度取得部４２２はまた、蛍光強度取得用ピックアップ４４１の対物レンズ４５１のＤＮＡチップ４３上の対物座標（ｘ，ｙ）、対物面積半径（ｒ）、並びに励起光強度を制御する制御信号をコントロール部４４３に出力する。コントロール部４４３は、この制御信号に基づいて対物レンズ４５１を制御する。これにより、対物レンズ４５１がＤＮＡチップ４３上の所定の座標（ｘ，ｙ）に配置され、対物レンズ４５１より出射されるレーザ光の照射範囲の半径（対物面積半径）（ｒ）が所定の値に制御され、そのレーザ光の強度（励起光強度）が所定の値に調整される。
【０１２２】
蛍光強度取得部４２２は、コントロール部４４３から供給された蛍光強度を、励起光強度計算部４２３に出力する。励起光強度計算部４２３は、蛍光強度−ハイブリダイズ量変換式記憶部４３０に記憶されている変換式や、その他の必要なパラメータに基づいて、最適な励起光強度を計算し、その計算して得られた励起光強度を蛍光強度取得部４２２に出力する。蛍光強度取得部４２２は、この励起光強度計算部４２３からの励起光強度に基づいて半導体レーザ４５３の電流を制御し、所定の強さの励起光を半導体レーザ４５３より出射させる。
【０１２３】
ハイブリダイズ量推定部４２４は、蛍光強度取得部４２２より供給された蛍光強度に基づく画像データ、または発現プロファイルデータ記憶部４２８に予め記憶されている発現プロファイルデータなどの画像情報の入力を受け、必要に応じて励起光強度を推定する処理を行う。また、ハイブリダイズ量推定部４２４は、蛍光強度からハイブリダイズ量を一義的に決定するための変換式を作成したり、供給された画像データを処理する。
【０１２４】
更に、ハイブリダイズ量推定部４２４は、処理済の画像データを基に、ハイブリダイズ量を算出する。また、ハイブリダイズ量計算部８５は、図２０を用いて後述する事前作業において、事前作業用のＤＮＡチップ４３におけるＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３のそれぞれのハイブリダイズ率を算出し、供給電力量決定部４３１に供給する。
【０１２５】
ユーザインターフェース部４２９は、ハイブリダイズ量推定部４２４より入力された処理済の画像データに対応する画像を表示部４２９Ａに表示する。
【０１２６】
発現量計算部４２５は、ハイブリダイズ量推定部４２４からの出力に基づいて、プローブに対するターゲットの結合強度を求めることで、蛍光強度に対応する発現量を推定する。標準化部４２６は発現標準化用コントロールプローブを利用した標準化処理を行う。出力部４２７は標準化されたデータを発現プロファイルデータ記憶部４２８に供給する。発現プロファイルデータ記憶部４２８は、出力部４２７より供給されたデータを、発現プロファイルデータとして記憶する。発現プロファイルデータ記憶部４２８に記憶されたデータは、必要に応じて、ユーザインターフェース部４２９に供給され、表示部４２９Ａに表示される。発現量計算部４２５より出力されたデータも必要に応じて、表示部４２９Ａに表示される。
【０１２７】
蛍光強度−ハイブリダイズ量変換式記憶部４３０は、蛍光強度とそれに対応するハイブリダイズ量との関係を一義的に決定する変換式（必ずしも式を構成せずとも、変換のためのデータであってもよい）を予め記憶している。
【０１２８】
供給電力量決定部４３１は、図２０を用いて後述する事前作業において、ハイブリダイズ量計算部８５により計算された、事前作業用のＤＮＡチップ４３におけるＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３のそれぞれのハイブリダイズ率を基に、図１８を用いて後述する実験過程の処理で実行されるハイブリダイズにおいて、交流供給部４１が発生し、電磁誘導発生部４２に供給するべき交流電圧の供給電力値を決定し、ハイブリダイズ部４１の交流供給部４１に供給するようになされている。
【０１２９】
次に、図３の実験処理装置１により実行される実験過程の処理を、図１８のフローチャートを参照して説明する。
【０１３０】
最初に、ステップＳ１１において、調整部２１は、ターゲットを調整する。具体的には、細胞が含まれるサンプルが取り出され、その中から蛋白質を変性させて除去する処理が行われ、ＲＮＡ（ribonucleic acid）の抽出および断片化、並びに、ＤＮＡ（deoxyribonucleic acid）の抽出および断片化により、ＰＭターゲット遺伝子４１２やＭＭターゲット遺伝子４１３などを含むターゲットが調整される。
【０１３１】
ステップＳ１２において、図１９を用いて後述するハイブリダイズ処理が実行される。
【０１３２】
ステップＳ１３において、取得部２３は、蛍光強度を取得する。具体的には、蛍光強度取得部４２２は、コントロール部４４３を介して蛍光強度取得用ピックアップ４４１を駆動し、半導体レーザ４５３にレーザ光を励起光として出射させる。この励起光は、プリズム４５２を介して対物レンズ４５１に入射され、対物レンズ４５１は、この励起光をＤＮＡチップ４３上の発現解析用反応槽８１に照射する。
【０１３３】
上述したように、インターカレータは、ハイブリダイズされた（生体反応した）生体物質としてのプローブ１４１とターゲット（ＰＭターゲット遺伝子１４２またはＭＭターゲット遺伝子１４３）に結合し、蛍光強度取得用ピックアップ４４１から照射された励起光を受けて、蛍光を発生する。この蛍光が、対物レンズ４５１により集光され、プリズム４５２を介してフォトダイオード４５４に入射される。フォトダイオード４５４は、入射された蛍光に対応する電流を出力する。コントロール部４４３は、この電流に対応する信号を畳み込み展開部４４５により画像信号に変換させ、変換により生成された蛍光強度に対応する信号を、蛍光強度取得部４２２に出力する。
【０１３４】
コントロール部４４３は、対物レンズ４５１の位置をガイド４１３の位置を基に移動させる。このとき、ガイド信号取得用ピックアップ４４２の半導体レーザ４６３が出射するガイド検出光としてのレーザ光が、プリズム４６２を介して対物レンズ４６１に入射され、対物レンズ４６１がこのガイド検出光をＤＮＡチップ４３に照射する。ガイド検出光の反射光の強度は、ガイド４１３に照射されたとき強く（または、弱く）なる。この反射光が対物レンズ４６１を介してプリズム４６２に入射され、プリズム４６２からフォトダイオード４６４に入射される。対物座標計算部４４４はコントロール部４４３を介してフォトダイオード４６４からのガイド信号を取得し、この信号に基づいて、ガイド信号取得用ピックアップ４４２（したがって、それと一体化している蛍光強度取得用ピックアップ４４１）がＤＮＡチップ４３のガイド４１３のいずれの位置に位置するのか、その座標を計算する。コントロール部４４３はその座標に基づいてガイド信号取得用ピックアップ４４２（蛍光強度取得用ピックアップ４４１）を一定の速度で移動させる（走査させる）。
【０１３５】
このようにして、蛍光強度取得用ピックアップ４４１が、所定の速度で発現解析用反応槽８１を走査するように移動され、各座標における画像信号が蛍光強度取得用ピックアップ４４１より出力される。
【０１３６】
ステップＳ１４において、発現量推定部２４は、取得された蛍光強度を基に、発現量推定処理を実行する。この処理によりハイブリダイズ量と信頼度の計算が行われ、遺伝子の発現量が計算される。
【０１３７】
すなわち、ハイブリダイズ量推定部４２４により、蛍光強度取得部４２２より供給された蛍光強度に基づく画像データが処理されて、ハイブリダイズ量が推定され、発現量計算部４２５により、プローブに対するターゲットの結合強度を基に、蛍光強度に対応する遺伝子の発現量が推定される。
【０１３８】
次に、ステップＳ１５において、標準化部２５（標準化部４２６）は、発現解析用反応槽８１内のスポット８３の位置によるハイブリダイゼーションのばらつきを補正するために、データを標準化する処理を実行する。この標準化には、例えば、発現標準化用コントロールプローブによる標準化がある。具体的には、例えば、発現解析用反応槽８１の予め定められた所定の複数の位置に分散して配置されている発現標準化用コントロールプローブにおけるハイブリダイゼーション量（実験に用いられる溶液には、後述する図１９のステップＳ６１において、発現標準化用コントロールプローブに対するターゲットであるコントロール用ターゲットが予め加えられている）に対応する蛍光値に基づいて、補正値が求められ、その補正値によって得られる蛍光値により各ピクセルの蛍光値を割り算することで、正規化が行われる。この正規化により、発現解析用反応槽８１内のスポット８３の位置によるハイブリダイゼーションのばらつきが補正される。
【０１３９】
更に、ステップＳ１６において、出力部２６（出力部４２７）は、発現プロファイルデータを出力し、処理が終了される。具体的には、以上のようにして得られた画像データが、出力部２６（出力部４２７）から記憶部２７（発現プロファイルデータ記憶部４２８）に供給され、記録される。
【０１４０】
このような処理により、サンプル中に含まれる遺伝子発現を網羅的に解析することができる。そして、このとき、プローブ１４１に対して、ＭＭターゲット遺伝子１４３がハイブリダイズしておらず、ＰＭターゲット遺伝子１４２ができるだけ確実にハイブリダイズしている状況であれば、ターゲット遺伝子の検出精度が向上する。
【０１４１】
次に、図１９のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ１２において実行される、ハイブリダイズ処理について説明する。
【０１４２】
ステップＳ６１において、調整部２１は、ステップＳ１１の処理で調整されたＰＭターゲット遺伝子４１２などが含まれる溶液に、発現標準化用コントロールプローブに対するターゲットであるコントロール用ターゲットを加える。
【０１４３】
ステップＳ６２において、調整部２１は、ハイブリダイズ部２２に装着されるＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の流路に、ターゲットおよびコントロール用ターゲットが含まれた溶液を滴下し、ＤＮＡチップ４３を、ハイブリダイズ部２２の電磁誘導発生部４２に装着する。
【０１４４】
ステップＳ６３において、ハイブリダイズ部２２は、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１内に滴下された溶液内のＰＭターゲット遺伝子１４２とＭＭターゲット遺伝子１４３を、所定方向に電気泳動させる。
【０１４５】
すなわち、ハイブリダイズ部２２は、図９および図１０、または、式（１）乃至式（６）を用いて説明した、プローブ１４１とＰＭターゲット遺伝子１４２とのハイブリダイズを解離させずに、プローブ１４１とＭＭターゲット遺伝子１４３とのハイブリダイズのみを解離させるために発現解析用反応槽８１に与えられるべき分離エネルギーに対応する電力値を有する交流を、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２に供給する。そして、図５乃至図７を用いて説明したように、電磁誘導により、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の流路の所定方向に電場が形成されて、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１内に滴下された溶液内のＰＭターゲット遺伝子１４２とＭＭターゲット遺伝子１４３が、所定方向に電気泳動する。
【０１４６】
例えば、図４を用いて説明した閉じた円形の流路を形成する発現解析用反応槽８１、または、図１６を用いて説明したような、多角形の閉じた流路を形成する発現解析用反応槽８１においては、流路に終端がないため、電気泳動されるＰＭターゲット遺伝子１４２は、目的となるプローブ１４１とハイブリダイズされるまで泳動し続け、プローブ１４１に非特異的にハイブリダイズされたＭＭターゲット遺伝子１４３は与えられるエネルギーにより解離されるので、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分時間が経過した後のハイブリダイズの状態は、非常に良好なものとなる。
【０１４７】
ステップＳ６４において、ハイブリダイズ部２２は、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分時間が経過した後、ハイブリダイズにより固定されなかったプローブ、すなわち、一本鎖プローブとターゲットとを、洗浄によってＤＮＡチップ４３から除去する。
【０１４８】
ステップＳ６５において、ハイブリダイズ部２２は、２本鎖結合したプローブ１４１とターゲットの間にインターカレータを導入し、処理は、図１８のステップＳ１２に戻り、ステップＳ１３に進む。
【０１４９】
なお、ステップＳ６３において、図１３乃至図１４を用いて説明したように、電磁誘導により、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の流路内の、ＰＭターゲット遺伝子１４２とＭＭターゲット遺伝子１４３は、所定のエネルギーを得て電気泳動されるので、プローブ１４１に、一旦、ＭＭターゲット遺伝子１４３がハイブリダイズされても、解離するために十分なエネルギーが与えられているため、非特異的なハイブリダイゼーションは解離される可能性が高い。また、ＰＭターゲット遺伝子１４２は、プローブ１４１と会合する機会が多くなるため、ハイブリダイズ率が向上する。
【０１５０】
このような処理により、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分時間が経過した後のハイブリダイズの状態は、非常に良好なものとなる。したがって、ターゲット遺伝子の検出精度が向上する。
【０１５１】
なお、上述した実験過程の処理において用いられるＤＮＡチップ４３や、発現解析用反応槽８１の流路に滴下される溶液は、事前作業によって準備される。更に、図１８を用いて説明した実験過程の処理で実行されるハイブリダイズにおいて、交流供給部４１が発生し、電磁誘導発生部４２に供給するのに最適な交流電圧の供給電力値も、事前作業において決定される。
【０１５２】
図２０のフローチャートを参照して、事前作業の処理について説明する。
【０１５３】
まず始めに、ステップＳ９１において、ＤＮＡチップ４３に設けられるプローブ１４１の設計が行われる。
【０１５４】
次に、ステップＳ９２において、設計されたプローブ１４１を、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の流路内のスポット８３に固定することにより、ＤＮＡチップ４３の作成が行われる。
【０１５５】
ステップＳ９３において、蛍光強度-ハイブリダイズ量変換式取得のためのキャリブレーションが行われる。具体的には、ＰＭターゲット１４２を所定量含むターゲット溶液などを用いて、ハイブリダイゼーションや蛍光強度の取得処理などを行うことにより、実験過程の処理に必要な各種パラメータが取得される。
【０１５６】
ステップＳ９４において、上述した式（１）乃至式（３）によって示される、発現量推定のためのプローブ-ターゲット結合強度行列の取得が行われる。
【０１５７】
なお、ステップＳ９３およびステップＳ９４の処理は、例えば、図１７を用いて説明した生体情報処理装置４０１を用いて実行される。
【０１５８】
ステップＳ９５において、図２１を用いて後述する供給電力条件決定処理が実行されて、処理が終了される。
【０１５９】
このような処理により、実験過程の処理で用いられるＤＮＡチップ４３が生成され、蛍光強度を基に発現量を推定するために必要な蛍光強度-ハイブリダイズ量変換式やプローブ-ターゲット結合強度行列が取得され、効率的にハイブリダイズが行われるように、ハイブリダイズ部２２の交流供給部４１で発生され、電磁誘導発生部４２に供給される供給電力条件が決定される。
【０１６０】
次に、図２１のフローチャートを参照して、図２０のステップＳ９５において実行される、供給電力条件決定処理について説明する。供給電力条件決定処理は、調整部２１、ハイブリダイズ部２２、取得部２３、および、発現量推定部２４、または、これらと同等の処理を行うことが可能な装置を用いて実行される。
【０１６１】
ステップＳ１２１において、ＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３が用意される。
【０１６２】
すなわち、ＰＭターゲット遺伝子１４２は、測定対象とするｍＲＮＡであり、ＭＭターゲット遺伝子１４３は、ＰＭターゲット遺伝子１４２を想定してハイブリダイズするように作成したプローブ１４１とのハイブリダイズ確率が、ＰＭターゲット遺伝子１４２を除いて一番大きい、発現が予想されるｍＲＮＡのことである。ここでは、プローブ１４１とＭＭターゲット遺伝子１４３間のハイブリダイズ確率（結合強度）が一番大きくなるようなＰＭターゲット遺伝子１４２とＭＭターゲット遺伝子１４３のペアが用いられると好適である。
【０１６３】
ステップＳ１２２において、調整部１２１は、例えば、ＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３に、例えば、ｃｙ３やｃｙ５などの蛍光物質を結合させる。
【０１６４】
ステップＳ１２３において、調整部１２１は、図１９のステップＳ６１およびステップＳ６２を用いて説明した場合と同様にして、生成されたＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の流路にＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３を含む溶液を滴下する。そして、ハイブリダイズ部２２にＤＮＡチップ４３が装着される。
【０１６５】
ステップＳ１２４において、ハイブリダイズ部２２は、複数の値の交流を交流供給部４１に発生させて、電磁誘導発生部４２に供給させることにより、図１３乃至図１４を用いて説明したように、電磁誘導により、ＤＮＡチップ４３の発現解析用反応槽８１の流路内の、ＰＭターゲット遺伝子１４２とＭＭターゲット遺伝子１４３を電気泳動させ、それぞれの交流電圧値においてハイブリダイズされたＤＮＡチップ４３を得る。そして、ハイブリダイズ部２２は、ハイブリダイズにより固定されなかったプローブ、すなわち、一本鎖プローブとターゲットとを、例えば、洗浄などによって、それぞれのＤＮＡチップ４３から除去する。
【０１６６】
ステップＳ１２５において、取得部２３は、図１８のステップＳ１３を用いて説明した場合と同様にして、それぞれの交流電圧値においてハイブリダイズされたＤＮＡチップ４３における蛍光強度を取得する。
【０１６７】
ステップＳ１２６において、発現量推定部２４、すなわち、ハイブリダイズ量推定部４２４は、図１８のステップＳ１４を用いて説明した場合と同様にして、発現量を推定し、ＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３と、プローブ１４１とのそれぞれのハイブリダイズ率を求め、供給電力値決定部４３１に、与えられた交流電圧値毎の、換言すれば、電気泳動のために与えられるエネルギー量毎の、ＰＭターゲット遺伝子１４２およびＭＭターゲット遺伝子１４３のハイブリダイズ率を供給する。
【０１６８】
ステップＳ１２７において、供給電力値決定部２８、すなわち、供給電力値決定部４３１は、例えば、図９または図１０を用いて説明したように、または、式（１）乃至式（６）を用いて説明したようにして、図１８を用いて説明した実験過程の処理で実行されるハイブリダイズにおいて、交流供給部４１が発生し、電磁誘導発生部４２に供給するのに最適な交流電圧の供給電力値、すなわち、プローブ１４１に正しくハイブリダイズされたＰＭターゲット遺伝子１４２を解離させることなく、プローブ１４１に非特異的にハイブリダイズされたＭＭターゲット遺伝子１４３を解離させるために必要なエネルギーを電気泳動されるターゲット遺伝子に与えることができる電力値を決定し、ハイブリダイズ部２２の交流供給部４１に供給し、処理が終了される。
【０１６９】
このような処理により、効率的にハイブリダイズが行われるように、ハイブリダイズ部２２の交流供給部４１で発生され、電磁誘導発生部４２に供給される供給電力条件が決定される。
【０１７０】
以上説明したように、本発明によると、ターゲットを含む溶液が滴下される流路を閉じた形状（円形や多角形など、いかなる形状であっても良い）にすることにより、ターゲット遺伝子とプローブとの会合回数を増やすことが可能となり、交流供給部４１から電磁誘導発生部４２の磁場発生用電導部１１１に交流の供給が開始されてから十分時間が経過した後のハイブリダイズの状態は、非常に良好なものとなる。
【０１７１】
また、プローブ１４１に正しくハイブリダイズされたＰＭターゲット遺伝子１４２を解離させることなく、プローブ１４１に非特異的にハイブリダイズされたＭＭターゲット遺伝子１４３を解離させるために必要なエネルギーが求められ、このようなエネルギーを電気泳動されるターゲット遺伝子に与えるための供給電力量が求められる。ハイブリダイズ処理時に、このようなエネルギーがターゲット遺伝子に与えられることにより、特異的なハイブリダイズを解離させることなく、非特異的なハイブリダイズが解離することから、ターゲット遺伝子の検出精度が向上する。
【０１７２】
また、例えば、ダイオードなどにより一定方向のみの電流を許可する回路を用いて、交流電流により発生される磁界を打ち消すために発生する電場の一方の方向のみをキャンセルすることができるようにし、他方の方向の電場はキャンセルすることができない（維持される）ようにすることにより、閉じた形状の流路に、所定の強さ（特異的なハイブリダイズを解離させることなく、非特異的なハイブリダイズを解離させるためのエネルギーに対応する強さ）の一定方向の電場を与えることが可能となる。
【０１７３】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、生体情報処理装置１は、図２２に示されるようなパーソナルコンピュータ９０１により構成される。
【０１７４】
図２２において、CPU（Central Processing Unit）９２１は、ROM（Read Only Memory）９２２に記憶されているプログラム、または記憶部９２８からRAM（Random Access Memory）９２３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM９２３にはまた、CPU９２１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１７５】
CPU９２１、ROM９２２、およびRAM９２３は、バス９２４を介して相互に接続されている。このバス９２４にはまた、入出力インタフェース９２５も接続されている。
【０１７６】
入出力インタフェース９２５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部９２６、CRT（Cathode Ray Tube)、LCD（Liquid Crystal display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部９２７、ハードディスクなどより構成される記憶部９２８、モデムなどより構成される通信部９２９が接続されている。通信部９２９は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
【０１７７】
入出力インタフェース９２５にはまた、必要に応じてドライブ９３０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどのリムーバブルメディア９３１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部９２８にインストールされる。
【０１７８】
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１７９】
この記録媒体は、図２２に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア９３１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM９２２や、記憶部９２８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１８０】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１８１】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置（または特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合したものを意味し、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは問わない。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】実験処理装置の構成例を表すブロック図である。
【図２】図１のハイブリダイズ部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の交流供給部の構成例を示すブロック図である。
【図４】図２のＤＮＡチップついて説明するための図である。
【図５】図２の電磁誘導発生部について説明するための断面図である。
【図６】電場キャンセル部について説明するための図である。
【図７】電場キャンセル部について説明するための図である。
【図８】プローブとターゲット遺伝子とについて説明するための図である。
【図９】ハイブリダイズ時に与えられるエネルギーについて説明するための図である。
【図１０】交流供給部から電磁誘導発生部へ供給される電力値ついて説明するための図である。
【図１１】交流の供給と、電磁誘導による電界の発生について説明するための図である。
【図１２】交流の供給と、電磁誘導による電界の発生について説明するための図である。
【図１３】電気泳動について説明するための図である。
【図１４】電気泳動について説明するための図である。
【図１５】ＤＮＡチップの他の形状の例について説明するための図である。
【図１６】ＤＮＡチップの他の形状の例について説明するための図である。
【図１７】生体情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】実験過程の処理について説明するためのフローチャートである。
【図１９】ハイブリダイズ処理について説明するためのフローチャートである。
【図２０】事前作業の処理について説明するためのフローチャートである。
【図２１】供給電力条件決定処理について説明するためのフローチャートである。
【図２２】パーソナルコンピュータの構成例を表すブロック図である。
【符号の説明】
【０１８３】
１  実験処理装置，  ２１  調整部，  ２２  ハイブリダイズ部，  ２３  取得部，  ２４  発現量推定部，  ２５  標準化部，  ２６  出力部，  ２７  記憶部，  ２８  供給電力量決定部，  ４１  交流供給部，  ４２  電磁誘導発生部，  ４３  ＤＮＡチップ，  ８１  発現解析用反応槽，  ８３  スポット，  １１１  磁場発生用電導部，  １１２  絶縁部，  １１３  電場キャンセル部，  １２２  ダイオード，  １４１  プローブ，  １４２  ＰＭターゲット遺伝子，  １４３  ＭＭターゲット遺伝子，  １６１，１６２  解離確率曲線，  ３４１，３６１，３８１  ＤＮＡチップ，  ４０１  生体情報処理装置，  ４３１  供給電力値決定部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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