(57)【要約】【課題】塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を速やかに特定することができるＤＮＡ分析装置、ＤＮＡセンサ及び分析方法を提供すること。【解決手段】電気泳動媒体８２が注入された浴槽７１の左壁には第一電極７４が設けられ、右壁には第二電極７５が設けられている。浴槽７１の底には、９行９列の画素からなる光検知デバイス２が設けられている。光検知デバイス２５の表面には、９つのプローブ電極３５が形成されている。プローブ電極３５一つにつき９種類のスポット６０が配列されている。第１列目〜第３列目のスポット６０はＤＮＡ断片の塩基数が同じ程度であり、第４列目〜第６列目のスポット６０はＤＮＡ断片の塩基数が同じ程度であり、第５列目〜第９列目のスポット６０はＤＮＡ断片の塩基数が同じ程度である。【選択図】        図１
2004271382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動媒体が注入される浴槽と、
前記浴槽中に配置され、前記浴槽の幅方向に対向している第一電極及び第二電極と、
前記浴槽中に配置されるとともに、前記浴槽の幅方向に見た場合に前記第一電極及び前記第二電極と異なる高さの位置に配置され、前記浴槽の高さ方向に見た場合に前記第一電極と第二電極との間に配置された光検知デバイスと、
前記光検知デバイスの表面上に配置されるとともに、前記浴槽の幅方向に並んだ複数のプローブ電極と、
既知の塩基配列を有したプローブＤＮＡ断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極上に配列された複数のスポットと、を備え、
前記複数のプローブ電極は、一つのプローブ電極又は隣り合う幾つかのプローブ電極からなる複数の電極組に分けられ、
前記第二電極側に位置する一本のプローブＤＮＡ断片は、前記第一電極側に位置する一本のプローブＤＮＡ断片より塩基数が少ないことを特徴とするＤＮＡ分析装置。
【請求項２】
前記光検知デバイスがｎ行ｍ列（但し、ｍ、ｎともに２以上の整数である。）のマトリクス状に配列された複数の画素を有した平面型光検知デバイスであり、前記光検知デバイスの画素の列一列につき一つのプローブ電極が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項３】
前記光検知デバイスの画素一つにつき一つのスポットが配列されていることを特徴とする請求項２に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項４】
前記浴槽上に配置され、前記浴槽中の電気泳動媒体に向けて紫外線を照射する紫外線照射器を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項５】
前記浴槽を振とうする振とう器を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項６】
前記複数のプローブ電極が透明に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項７】
前記複数のプローブ電極と前記光検知デバイスの表面との間に紫外線を遮蔽する紫外線遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項８】
前記光検知デバイスが前記複数のプローブ電極及び前記複数のスポットと一体となって前記浴槽に対して着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項９】
前記複数のプローブ電極、前記第一電極及び前記第二電極のそれぞれに印加する電圧を制御する電圧制御回路を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１０】
前記電圧制御回路は、前記第二電極の電位が前記第一電極の電位より高くなるように電圧を所定時間印加する電圧印加工程を繰り返すことを特徴とする請求項９に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１１】
前記電圧制御回路は、電圧印加工程のそれぞれの後に、前記複数の電極組のうち前記第二電極から近い順に一つの電極組を選択して、その選択した電極組中の一又は複数のプローブ電極の電位が前記第一電極の電位及び第二電極の電位よりも高くなるように、又は、その選択した電極組中の一又は複数のプローブ電極の電位が前記第一電極の電位及び第二電極の電位のうちの高い方と同等となるように電圧を印加することを特徴とする請求項１０に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１２】
前記電圧制御回路は、全ての電極組を選択した後に前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が前記複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加することを特徴とする請求項１１に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１３】
前記電圧制御回路が前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が前記複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した後に、前記光検知デバイスを駆動するドライバ回路を具備することを特徴とする請求項１２に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１４】
１つの前記スポット内の複数のプローブＤＮＡ断片は、塩基配列及び塩基数が互いに完全に一致していることを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１５】
前記複数の電極組のうちの所定の電極組に配列された複数のスポット同士は、一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数が互いに同一であるか又は前記所定の電極組以外のプローブ電極に配列されたスポットの一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数よりも互いにより近似していることを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１６】
前記複数のスポットのうち共通の電極組に配列されたスポット同士は、前記プローブＤＮＡ断片の塩基配列が互いに完全に一致しないことを特徴とする請求項１から１５の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１７】
前記複数のスポットは、電極組が前記第二電極に近づくにつれてプローブＤＮＡ断片の塩基数が漸次少なくなることを特徴とする請求項１から１６の何れか一項に記載のＤＮＡ分析装置。
【請求項１８】
表面側に電気泳動媒体が配される光検知デバイスと、
前記光検知デバイスの表面上に複数の列をなして配列された複数のプローブ電極と、
既知の塩基配列を有したプローブＤＮＡ断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極上に配列された複数のスポットと、を備え、
前記複数のプローブ電極は、一つのプローブ電極又は隣り合う幾つかのプローブ電極からなる複数の電極組に分けられ、
前記複数のスポットのうち共通の電極組に配列されたスポットは、プローブＤＮＡ断片の塩基配列が互いに異なり、且つプローブＤＮＡ断片の塩基数が互いに同一であるか又はそれ以外の電極組に配列されたスポットの一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数に比べて互いに近似し、
前記複数のスポットは電極組が前記複数のプローブ電極からなる前記複数の列の一方の端に近づくにつれてプローブＤＮＡ断片の塩基数が少なくなること特徴とするＤＮＡセンサ。
【請求項１９】
前記光検知デバイスがｎ行ｍ列（但し、ｍ、ｎともに２以上の整数である。）のマトリクス状に配列された複数の画素を有し、
前記光検知デバイスの画素の列一列につき一つのプローブ電極が配置されていることを特徴とする請求項１８に記載のＤＮＡセンサ。
【請求項２０】
前記光検知デバイスの画素一つにつき一つのスポットが配列されていることを特徴とする請求項１９に記載のＤＮＡセンサ。
【請求項２１】
前記複数のプローブ電極が透明に形成されていることを特徴とする請求項１８から２０の何れか一項に記載のＤＮＡセンサ。
【請求項２２】
前記複数のプローブ電極と前記光検知デバイスの表面との間に介在するとともに、紫外線を遮蔽する紫外線遮蔽層を具備することを特徴とする請求項１８から２１の何れか一項に記載のＤＮＡセンサ。
【請求項２３】
電気泳動媒体の入った浴槽に対向配置した第一電極及び第二電極に電圧を印加して、前記第一電極及び前記第二電極間の前記電気泳動媒体中に設けられている複数のサンプルＤＮＡ断片のうちでより塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片を、複数のプローブ電極上の各スポットに設けられた複数種のプローブＤＮＡ断片のうちでより塩基数の少ないプローブＤＮＡ断片が設けられた前記第二電極側のプローブ電極近傍に移動させ、前記複数のサンプルＤＮＡ断片のうちでより塩基数の多いサンプルＤＮＡ断片を、前記複数のプローブ電極上の各スポットに設けられた前記複数種のプローブＤＮＡ断片のうちでより塩基数の多いプローブＤＮＡ断片が設けられた前記第一電極側のプローブ電極近傍に移動させるように分散するサンプルＤＮＡ断片分散ステップを有することを特徴とする分析方法。
【請求項２４】
前記第一電極の電位及び第二電極の電位よりも高くなる電圧、或いは、前記第一電極の電位及び第二電極の電位のうちの高い方と同等となるような電圧を前記プローブ電極に印加して、前記サンプルＤＮＡ断片を前記プローブ電極に移動させる移動ステップを含むことを特徴とする請求項２３記載の分析方法。
【請求項２５】
前記移動ステップ後に、前記プローブ電極の前記スポットに設けられた前記プローブＤＮＡ断片にハイブリダイズされたサンプルＤＮＡ断片に設けられた蛍光体の蛍光を前記プローブ電極を介して複数の光検知素子が検知する検知ステップを含むことを特徴とする請求項２４記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩基数の異なるＤＮＡを分析するために用いられるＤＮＡ分析装置、ＤＮＡセンサ及び分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野、農業分野等の幅広い分野で生物の遺伝子情報が利用されるようになってきているが、遺伝子情報の利用に際しては、ＤＮＡの構造解明が不可欠である。ＤＮＡは螺旋状によじれあった二本のポリヌクレオチド鎖を有し、それぞれのポリヌクレオチド鎖は４種の塩基（アデニン：Ａ、グアニン：Ｇ、シトシン：Ｃ、チミン：Ｔ）が一次元的に並んだ塩基配列（ヌクレオチド配列）を有し、アデニンとチミン、グアニンとシトシンという相補性に基づいて一方のポリヌクレオチド鎖の塩基が他方のポリヌクレオチド鎖の塩基に結合している。
【０００３】
ＤＮＡの構造解明とは、塩基配列を特定することであるが、ＤＮＡの塩基配列を特定するためにＤＮＡマイクロアレイ及びその読取装置が開発されている。従来では、ＤＮＡマイクロアレイ及びその読取装置を用いて次のようにしてサンプルＤＮＡの塩基配列を特定する。
【０００４】
まず、既知の塩基配列を有した一本鎖のプローブＤＮＡ断片を複数種類調製し、複数種のプローブＤＮＡ断片をスポットとしてスライドガラス等の固体担体に整列固定させる。得られたＤＮＡマイクロアレイ上には、複数のスポットがアレイ上に配列されるが、一つのスポットは一種類のプローブＤＮＡ断片の群集であり、スポットごとにプローブＤＮＡ断片の塩基配列が異なる。
【０００５】
次に、検体から採取したサンプルＤＮＡを一本鎖のサンプルＤＮＡ断片に変性して、変性したサンプルＤＮＡ断片に蛍光物質等を結合させる。一般的にサンプルＤＮＡ断片は複数種ある。
【０００６】
次に、複数種のサンプルＤＮＡ断片をＤＮＡマイクロアレイ上に添加すると、複数種のサンプルＤＮＡ断片はそれぞれの相補的なプローブＤＮＡ断片とハイブリダイズする。つまり、或る種類のサンプルＤＮＡ断片は、複数種類のプローブＤＮＡ断片のうち相補性を有するプローブＤＮＡ断片とハイブリダイズするが、相補性を有しないプローブＤＮＡ断片とはハイブリダイズしない。サンプルＤＮＡ断片に蛍光物質でマーキングを施しているため、サンプルＤＮＡ断片と結合したプローブＤＮＡ断片が蛍光を発することになる。
例えば、ＴＣＧＧＧＡＡという塩基配列を有するサンプルＤＮＡ断片は、ＡＧＣＣＣＴＴという塩基配列を有するプローブＤＮＡ断片とのみ結合し、そのプローブＤＮＡ断片からなるスポットから蛍光が発する。
【０００７】
次いで、ＤＮＡマイクロアレイを読取装置にセッティングして、読取装置にて解析する。読取装置は、ＤＮＡマイクロアレイ上の蛍光強度分布を計測するものである。ＤＮＡマイクロアレイ上の蛍光強度分布は二次元の画像として出力される。出力された画像内で蛍光強度が大きいスポットには、サンプルＤＮＡ断片の塩基配列と相補的な塩基配列を有したプローブＤＮＡ断片が含まれていることを表している。従って、二次元画像中のどのスポットの蛍光強度が大きいかによってサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を確定することができる。
【０００８】
ところが、上記ＤＮＡマイクロアレイでは、単にサンプルＤＮＡ断片をＤＮＡマイクロアレイ上に添加するだけであるため、サンプルＤＮＡ断片の分布が不均一である。つまり、ＤＮＡマイクロアレイ上の一部のスポット上ではサンプルＤＮＡ断片が高濃度になるが、別のスポットではサンプルＤＮＡ断片が低濃度となる場合がある。従って、スポットのプローブＤＮＡ断片が複数種のサンプルＤＮＡ断片のうちの何れかと相補性を有する場合、そのスポット上のサンプルＤＮＡ断片の濃度によって蛍光の発光輝度が異なってしまう恐れがある。
【０００９】
以上の問題を解決するために、特許文献１では、基板上に電極をマトリクス状に配列し、それぞれの電極上にプローブＤＮＡ断片からなるスポットを固定し、分散媒をこれら電極及びスポットを全て被覆するように基板一面に塗布してなるＤＮＡマイクロアレイについて記載されている。
【００１０】
特許文献１に記載されたＤＮＡマイクロアレイを用いた同定方法は以下のようになる。まず、分散媒にサンプルＤＮＡ断片を注入する。そして、電極一つずつに順次正電圧を印加していくことによって、点走査を行う。複数の電極のうち正電圧を印加されて選択されている電極に向かって、分散媒中のサンプルＤＮＡ断片が泳動していくから、選択されている電極のスポットではサンプルＤＮＡ断片が高濃度になる。このような点走査が行われることによって、スポットは一つずつ順次サンプルＤＮＡ断片が高濃度な状態となる。従って、サンプルＤＮＡ断片と相補性を有するスポットはどれも蛍光強度がほぼ等しくなる。以上のように、特許文献１に記載されている技術では、サンプルＤＮＡ断片が分散媒中を電気泳動することを利用している。
【００１１】
【特許文献１】
特表平１１−５１２６０５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＤＮＡマイクロアレイは、複数種のサンプルＤＮＡ断片の何れもが同じ塩基数であることを想定して開発されている。つまり、スポットごとにプローブＤＮＡ断片の塩基配列の種類が異なっているが、どのスポットもプローブＤＮＡ断片の塩基数が等しい。そのため、検体のサンプルＤＮＡを変性することで得られたサンプルＤＮＡ断片を抽出する際には、同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片のみを抽出する必要がある。従って、同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片を抽出するための処理、サンプルＤＮＡを同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片に変性する処理を必要としているため、その手間がかかってしまい、短時間にサンプルＤＮＡの構造解析を行うことが難しかった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を速やかに特定することができるＤＮＡ分析装置、ＤＮＡセンサ及び分析方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明のＤＮＡ分析装置は、例えば図１、図２に示すように
電気泳動媒体が注入される浴槽（例えば、浴槽７１）と、
前記浴槽中に配置され、前記浴槽の幅方向に対向している第一電極（例えば、第一電極７４）及び第二電極（例えば、第二電極７５）と、
前記浴槽中に配置されるとともに、前記浴槽の幅方向に見た場合に前記第一電極及び前記第二電極と異なる高さの位置に配置され、前記浴槽の高さ方向に見た場合に前記第一電極と第二電極との間に配置された光検知デバイス（例えば、光検知デバイス２）と、
前記光検知デバイスの表面上に配置されるとともに、前記浴槽の幅方向に並んだ複数のプローブ電極（例えば、プローブ電極３５，３５，…）と、
既知の塩基配列を有したプローブＤＮＡ断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極上に配列された複数のスポット（例えば、スポット６０，６０，…）と、を備え、
前記複数のプローブ電極は、一つのプローブ電極又は隣り合う幾つかのプローブ電極からなる複数の電極組に分けられ、
前記第二電極側に位置する一本のプローブＤＮＡ断片は、前記第一電極側に位置する一本のプローブＤＮＡ断片より塩基数が少ないことを特徴とする。
【００１５】
請求項１８に記載の発明のＤＮＡセンサは、例えば図１、図２に示すように、表面側に電気泳動媒体が配される光検知デバイス（例えば、光検知デバイス２）と、
前記光検知デバイスの表面上に複数の列をなして配列された複数のプローブ電極（例えば、プローブ電極３５，３５，…）と、
既知の塩基配列を有したプローブＤＮＡ断片からなるとともに、前記複数のプローブ電極上に配列された複数のスポット（例えば、スポット６０，６０，…）と、を備え、
前記複数のプローブ電極は、一つのプローブ電極又は隣り合う幾つかのプローブ電極からなる複数の電極組に分けられ、
前記複数のスポットのうち共通の電極組に配列されたスポットは、プローブＤＮＡ断片の塩基配列が互いに異なり、且つプローブＤＮＡ断片の塩基数が互いに同一であるか又はそれ以外の電極組に配列されたスポットの一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数に比べて互いに近似し、
前記複数のスポットは電極組が前記複数のプローブ電極からなる前記複数の列の一方の端に近づくにつれてプローブＤＮＡ断片の塩基数が少なくなること特徴とする。
【００１６】
ＤＮＡ断片は塩基数が少なくなるにつれて体積が小さくなるので流体抵抗が低くなるため電気泳動移動度が大きくなる。そのため、電気泳動媒体の第一電極側に塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片を注入すると、塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片は第二電極側に泳動しやすく、塩基数の多いサンプルＤＮＡ断片は第二電極側に泳動しにくい。ここで、複数のスポットは、電極組が第二電極に近づくにつれてプローブＤＮＡ断片の塩基数が小さくなるから、サンプルＤＮＡ断片は塩基数の同じプローブＤＮＡ断片のある電極組の上へと泳動する。複数のプローブ電極及び複数のスポットが第一電極及び第二電極よりも深い位置に配置されているため、サンプルＤＮＡ断片が第一電極から第二電極に向けて泳動している時には、サンプルＤＮＡ断片がスポットにまで至らないが、プローブ電極に電圧が印加されると、サンプルＤＮＡ断片は深さ方向にも泳動する。
従って、サンプルＤＮＡ断片は、塩基数の同じ或いは近似したプローブＤＮＡ断片のスポットまで泳動する。そのため、容易にプローブＤＮＡ断片と同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片を抽出できるから、互いに相補的なサンプルＤＮＡ断片及びプローブＤＮＡ断片を速やかにハイブリダイズさせることができ、塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれの塩基配列を迅速に分析することができる。また光検知デバイスを用いることで塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれの塩基配列をほぼ同時に分析することができる。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のＤＮＡ分析装置において、
前記電圧制御回路は、電圧印加工程のそれぞれの後に、前記複数の電極組のうち前記第二電極から近い順に一つの電極組を選択して、その選択した電極組中の一又は複数のプローブ電極の電位が前記第一電極の電位及び第二電極の電位よりも高くなるように、又は、その選択した電極組中の一又は複数のプローブ電極の電位が前記第一電極の電位及び第二電極の電位のうちの高い方と同等となるように電圧を印加する（例えば図１０、図１１に示すようなステップＳ４、ステップＳ９、ステップＳ１４）ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明では、電圧印加工程においてサンプルＤＮＡ断片が第一電極から第二電極に向けて泳動するが、泳動距離はサンプルＤＮＡ断片の塩基数が小さくなるにつれて長くなる。例えば、塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片は最初の電圧印加工程では第二電極に最も近い電極組に最も近く泳動しているから、その後に電極組が選択されるとその電極組中のプローブ電極の電位が第一電極の電位及び第二電極の電位よりも高い、或いは、前記第一電極の電位及び第二電極のうちの電位の高い方と同等となるからその塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片は選択された電極組へと深さ方向に容易に泳動する。
このように、電圧印加工程が繰り返され、電圧印加工程のそれぞれの間に前記複数の電極組のうち前記第二電極から近い順に一つの電極組を選択すると、サンプルＤＮＡ断片は、第二電極に近い電極組になるにつれて塩基数が少なくなるように、各電極組に振り分けられる。
従って、サンプルＤＮＡ断片は、塩基数の同じプローブＤＮＡ断片のスポットまで泳動する。そのため、サンプルＤＮＡ断片を同じ塩基数の相補的なプローブＤＮＡ断片のみとハイブリダイゼーションすることができるから、塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれの塩基配列をほぼ同時に分析することができる。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のＤＮＡ分析装置において、
前記電圧制御回路は、全ての電極組を選択した後に前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が前記複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加する（例えば図１２に示すようなステップＳ２６）ことを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明では、全ての電極組を選択した後に第一電極及び第二電極の少なくとも一方の電位が複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加することによって、ハイブリダイズしていないサンプルＤＮＡ断片がスポットから離れて、第一電極及び第二電極へと泳動する。しかし、相補的なプローブＤＮＡ断片とハイブリダイズしたサンプルＤＮＡ断片はスポットから離れない。
従って、サンプルＤＮＡ断片は相補的なプローブＤＮＡ断片のスポットにのみ分布している。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、例えば図５に示すように、請求項１２に記載のＤＮＡ分析装置において、
前記電圧制御回路が前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の電位が前記複数のプローブ電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した後に、前記光検知デバイスを駆動するドライバ回路（例えば、ドライバ回路７６）を具備することを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に記載の発明では、サンプルＤＮＡ断片は相補的なプローブＤＮＡ断片のスポットにのみ分布しており、ドライバ回路によって光検知デバイスが駆動されることによって、光検知デバイスによって蛍光強度分布強度が検出され、サンプルＤＮＡ断片の分布がわかる。そのため、サンプルＤＮＡ断片の塩基配列がわかる。
【００２３】
請求項２３に記載の発明の分析方法は、例えば図１に示すように、
電気泳動媒体の入った浴槽（例えば、浴槽７１）に対向配置した第一電極（例えば、第一電極７４）及び第二電極（例えば、第二電極７５）に電圧を印加して、前記第一電極及び前記第二電極間の前記電気泳動媒体中に設けられている複数のサンプルＤＮＡ断片のうちでより塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片（例えば、一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５１）を、複数のプローブ電極（例えば、プローブ電極３５，３５，…）上の各スポットに設けられた複数種のプローブＤＮＡ断片（例えば、一本鎖プローブＤＮＡ断片６１）のうちでより塩基数の少ないプローブＤＮＡ断片が設けられた前記第二電極側のプローブ電極近傍に移動させ、前記複数のサンプルＤＮＡ断片のうちでより塩基数の多いサンプルＤＮＡ断片（例えば、一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５３）を、前記複数のプローブ電極上の各スポットに設けられた前記複数種のプローブＤＮＡ断片のうちでより塩基数の多いプローブＤＮＡ断片が設けられた前記第一電極側のプローブ電極近傍に移動させるように分散するサンプルＤＮＡ断片分散ステップを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項２３に記載の発明では、サンプルＤＮＡ断片は、第一電極及び第二電極間の電界により電気泳動する際に、サンプルＤＮＡ断片の塩基数の増大に従って増加する流体抵抗により速度が減速するので、塩基数に応じてサンプルＤＮＡ断片の位置をばらつかせることができる。このため、第一電極及び第二電極への印加電圧やプローブＤＮＡ断片を塩基数に応じて配置させることで速やかにプローブＤＮＡ断片とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片を抽出できるから、互いに相補的なサンプルＤＮＡ断片及びプローブＤＮＡ断片を速やかにハイブリダイズさせることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様について説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００２６】
図１は、ＤＮＡを分析するＤＮＡ同定装置１００を破断して示した正面図であり、図２は、ＤＮＡ同定装置１００の上面図である。
【００２７】
このＤＮＡ同定装置１００は、浴槽７１と、浴槽７１の上方に配置された紫外線照射器７７と、浴槽７１の内側の上部で且つ浴槽７１の幅方向に水平対向配置された第一電極７４及び第二電極７５と、浴槽７１の底に対して着脱自在なＤＮＡセンサ１と、を備える。
【００２８】
ＤＮＡセンサ１について図３及び図４を参照して説明する。図３は、ＤＮＡセンサ１の平面図であり、図４（ａ）は、ＤＮＡセンサ１の一画素を示した平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の破断線ＩＩ−ＩＩで破断して示した断面図である。
ＤＮＡセンサ１は、撮像デバイスである光検知デバイス２と、光検知デバイス２の表面全体に成膜された電磁シールド層３２と、電磁シールド層３２上に形成されたオーバコート層３３と、オーバコート層３３上に成膜された紫外線遮蔽層３４と、紫外線遮蔽層３４の表面に配列された複数のプローブ電極３５，３５，…と、それぞれが一本鎖プローブＤＮＡ断片６１の群集であるとともにプローブ電極３５，３５，…上に配列されて固定された複数のスポット６０，６０，…と、を備える。
【００２９】
光検知デバイス２は、略平板状の透明基板１７と、透明基板１７の表面上にｎ行ｍ列（ｍ、ｎともに２以上の整数である。）のマトリクス状に配列された複数のダブルゲート型電界効果トランジスタで構成されたフォトセンサ素子２０，２０，…と、を備える。なお、行とは、後述するソースライン４２、ドレインライン４３に沿って横方向に一直線に並んだｍ個のフォトセンサ素子２０，２０，…の並びをいう。列とは、後述するトップゲートライン４４、ボトムゲートライン４１に沿って縦方向に一直線に並んだｎ個のフォトセンサ素子２０，２０，…の並びをいう。
【００３０】
透明基板１７は、光に対して透過性（以下、単に透光性という。）を有するとともに絶縁性を有し、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等といったプラスチック基板である。この透明基板１７の裏面が、光検知デバイス２の裏面を成している。なお、透光性を有した透明基板１７の代わりに、遮光性を有した基板であっても良い。
【００３１】
これらフォトセンサ素子２０，２０，…は、画素となる光電変換素子である。フォトセンサ素子２０は、透明基板１７上に形成されたボトムゲート電極２１と、ボトムゲート電極２１上に形成されたボトムゲート絶縁膜２２と、ボトムゲート電極２１との間にボトムゲート絶縁膜２２を挟むとともにボトムゲート電極２１に対向した半導体膜２３と、半導体膜２３の中央部上に形成されたチャネル保護膜２４と、半導体膜２３の両端部上に互いに離間して形成された不純物半導体膜２５，２６と、一方の不純物半導体膜２５上に形成されたソース電極２７と、他方の不純物半導体膜２６上に形成されたドレイン電極２８と、ソース電極２７及びドレイン電極２８上に形成されたトップゲート絶縁膜２９と、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を挟むとともに半導体膜２３に対向したトップゲート電極３０と、を具備する。
【００３２】
透明基板１７上には、ボトムゲート電極２１がフォトセンサ素子２０ごとに形成されている。また、透明基板１７上には、縦方向に延在するｍ本のボトムゲートライン４１，４１，…が一列につき一本ずつ形成されており、縦方向に配列された同じ列の各フォトセンサ素子２０のボトムゲート電極２１は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。
【００３３】
ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１上には、全てのフォトセンサ素子２０，２０，…に共通したボトムゲート絶縁膜２２が形成されている。ボトムゲート絶縁膜２２は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。
【００３４】
ボトムゲート絶縁膜２２上には、半導体膜２３がフォトセンサ素子２０ごとに形成されている。半導体膜２３は、平面視して略矩形状を呈しており、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。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、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の界面を保護する機能を有し、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。半導体膜２３は光に対して感度を示し、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側にはキャリアとして正孔が発生し、チャネル保護膜２４側には電子が発生するようになっている。
【００３５】
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、フォトセンサ素子２０ごとに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。
【００３６】
不純物半導体膜２５上には、フォトセンサ素子２０ごとにパターニングされたソース電極２７が形成されている。不純物半導体膜２６上には、フォトセンサ素子２０ごとにパターニングされたドレイン電極２８が形成されている。また、ボトムゲート絶縁膜２２上には、横方向に延在するｍ本のソースライン４２，４２，…が一行につき一本ずつ形成されているとともに、横方向に延在するｍ本のドレインライン４３，４３，…が一行につき一本ずつ形成されている。そして、横方向に配列された同じ行の各フォトセンサ素子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、横方向に配列された同じ行の各フォトセンサ素子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。
【００３７】
チャネル保護膜２４、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，…上には、全てのフォトセンサ素子２０，２０，…に共通したトップゲート絶縁膜２９が形成されている。トップゲート絶縁膜２９は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００３８】
トップゲート絶縁膜２９上には、フォトセンサ素子２０ごとにパターニングされたトップゲート電極３０が形成されている。また、トップゲート絶縁膜２９上には縦方向に延在するｎ本のトップゲートライン４４が一列につき一本ずつ形成されており、縦方向に配列された同じ列の各フォトセンサ素子２０のトップゲート電極３０は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３０及びトップゲートライン４４は、導電性及び透光性を有し、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム）で形成されている。
以上のように構成されたフォトセンサ素子２０は、半導体膜２３を受光部とした光電変換素子である。これらフォトセンサ素子２０，２０，…は共通の保護絶縁膜３１によってまとめて被覆されており、保護絶縁膜３１はトップゲート電極３０及びトップゲートライン４４上に形成されている。この保護絶縁膜３１は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００３９】
保護絶縁膜３１上には、電磁シールド層３２が全てのフォトセンサ素子２０，２０，…に共通して一面に形成されている。電磁シールド層３２は、導電性及び透光性を有し、例えば酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物で形成されている。
【００４０】
電磁シールド層３２上には、オーバコート層３３が全てのフォトセンサ素子２０，２０，…に共通して一面に形成されている。オーバコート層３３は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００４１】
オーバコート層３３上には、紫外線遮蔽層３４が全てのフォトセンサ素子２０，２０，…に共通して一面に形成されている。紫外線遮蔽層３４は、後述する蛍光物質を励起させる紫外線を遮光し、紫外線によって励起される蛍光物質から発する蛍光（主に、可視光線）を透過する性質を有する。紫外線遮蔽層３４としては、アナターゼ型又はルチル型の酸化チタンからなる層が挙げられる。その他に、高屈折率の誘電体Ｈ層と、誘電体Ｈ層より低屈折率の誘電体Ｌ層とが紫外線波長の１／４の光学膜厚で交互に積層された誘電体多層膜が挙げられる。
【００４２】
紫外線遮蔽層３４上には、縦方向に延在するｍ本のプローブ電極３５，３５，…が一列につき一本ずつ形成されている。これらプローブ電極３５は長手方向が互いに平行となるように配列されている。また、それぞれのプローブ電極３５は同じ列のｎ個のフォトセンサ素子２０，２０，…をまとめて被覆するように形成されている。
【００４３】
プローブ電極３５，３５，…上には、プローブ電極３５一つにつきｎ種類のスポット６０が列になって固定されており、全体で（ｍ×ｎ）種類のスポット６０がマトリクス状になって配列されている。そして、平面視して一つのフォトセンサ素子２０に一種類のスポット６０が重なるようにして、一つのフォトセンサ素子２０につき一種類のスポット６０が配列されている。一つのスポット６０は一本鎖プローブＤＮＡ断片６１が多数集まった群集であり、一つのスポット６０に含まれる多数の一本鎖プローブＤＮＡ断片６１は同じ塩基配列（ヌクレオチド配列）を有し、スポット６０ごとに一本鎖プローブＤＮＡ断片６１の塩基配列は異なっている。何れのスポット６０も、塩基配列が既知のものである。
【００４４】
更には、同じ列のｎ種類のスポット６０は互いに異なる塩基配列の一本鎖プローブＤＮＡ断片６１からなるが、互いにほぼ同じ塩基数の一本鎖ＤＮＡ断片６１となっている。つまり、同じ列のｎ種類のスポット６０の一本鎖ＤＮＡ断片６１は、何れも塩基の数がほぼ同じである。スポット６０の一本鎖プローブＤＮＡ断片６１の塩基数が列ごとに大幅に異なっても良いが、ｍ列のうち幾つかの隣接しあった列はほぼ同じ塩基数の一本鎖ＤＮＡ断片６１とされていても良い。また、スポット６０，６０，…のｍ列のうち一列又は隣り合う幾つかの列から成る列組は、ほぼ同じ塩基数の一本鎖ＤＮＡ断片６１とされており、ほぼ同じ塩基数の一本鎖ＤＮＡ断片６１とされた列組が幾つかある。ほぼ同じ塩基数の一本鎖プローブＤＮＡ断片６１とされた列組が左に寄るにつれてその塩基数が増えるように、且つ、ほぼ同じ塩基数一本鎖プローブＤＮＡ断片６１とされた列組が右に寄るにつれて塩基数が減るようにスポット６０，６０，…が配列されている。
従って、複数のプローブ電極３５，３５，…もプローブＤＮＡ断片６１の塩基数の数によって分別される。つまり、複数のプローブ電極３５，３５，…は一つのプローブ電極３５又は隣り合う幾つかのプローブ電極３５からなる電極組に分けられ、共通の電極組に配列されたスポット６０，６０，…はそれぞれ一本鎖プローブＤＮＡ断片６１の塩基数がほぼ同じであるが、塩基配列が異なる。ここで、「ほぼ同じ」とは、複数の電極組のうちの所定の電極組に配列された複数のスポット同士において、一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数が、互いに同一であるか又はこの所定の電極組以外のプローブ電極に配列されたスポットの一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数よりも互いに近似していることを意味する。
【００４５】
以下では、説明を簡単にするために、８１個のフォトセンサ素子２０，２０，…が９行９列にマトリクス状に配列されており、９列のプローブ電極３５，３５，…が互いに平行となって形成されており、それぞれのプローブ電極３５上には９種類のスポット６０，６０，…が配列されているものとする。また、左側３列のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１は、スポット６０ごとに互いに異なる塩基配列であるが、ほぼ同じ塩基数である。中央３列のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１は、スポット６０ごとに互いに異なる塩基配列であるが、ほぼ同じ塩基数である。右側３列のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１は、スポット６０ごとに互いに異なる塩基配列であるが、ほぼ同じ塩基数である。また、左側３列のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数は、中央３列のプローブ電極３５，３５，３５の電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数より多く、中央３列のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数は、右側３列のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組上に形成されているスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数より多い。また、最も左の列プローブ電極３５を第１列目とし、最も右の列のプローブ電極３５を第９列目とし、プローブ電極３５の順番を左から順とする。つまり、第１列目〜第３列目が一つの共通の電極組となり、第４列目〜第６列目が一つの共通の電極組となり、第７列目〜第９列目が一つの共通の電極組となり、各電極組内では、一本鎖プローブＤＮＡ断片６１の塩基数が同一であるか又は当該電極組以外の電極組に配列されたスポットの一本のプローブＤＮＡ断片の塩基数よりも互いに近似している。
【００４６】
スポット６０，６０，…をプローブ電極３５に固定する方法としては、予め調製したプローブＤＮＡ断片を、ポリ陽イオン（ポリ−Ｌ−リシン、ポリエチレンイミン等）で表面処理したプローブ電極３５に分注装置を用いて点着して、ＤＮＡの荷電を利用して光検知デバイス２の表面に静電結合させる方法が適用される。
その他の固定方法として、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基等を有するシランカップリング剤を用いる方法も利用されている。この場合には、アミノ基、アルデヒド基等は、共有結合によりプローブ電極３５の表面に導入されるため、ポリ陽イオンによる場合と比較して安定にプローブ電極３５に存在する。
その他の固定方法として、反応活性基を導入したオリゴヌクレオチドを合成し、表面処理したプローブ電極３５に該オリゴヌクレオチドを点着し、共有結合させる方法もある。
【００４７】
以上のようなＤＮＡセンサ１は、スポット６０，６０，…を上側にしてＤＮＡ読取装置１００の浴槽７１の底に対して着脱自在となっている。なお、浴槽７１の深さ方向は、水平方向に対して直交する。
【００４８】
この浴槽７１の上が開放しており、浴槽７１内に所定の粘度の電気泳動媒体８２を注入できるようになっている。電気泳動媒体８２としては、粒子が分散媒に分散してなるコロイド溶液（ゾル）、ゲルを含有した電解溶液、その他の電解溶液等である。
【００４９】
この浴槽７１は振とう器８３の上に載置されており、振とう器８３によって浴槽７１が振とうされることによって電気泳動媒体８２が攪拌されるようになっている。振とう器８３は超音波によって浴槽７１を振とうするものであっても良いし、ロータリー式で浴槽７１を振とうするものであっても良いし、往復式で浴槽７１を振とうするものであっても良い。
【００５０】
また、浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合、浴槽７１を上から見ると複数のプローブ電極３５，３５，…は第一電極７４と第二電極７５との間で配列され、左端のプローブ電極３５は、浴槽７１の左壁に形成された第一電極７４寄りに位置し、右端のプローブ電極３５は、浴槽７１の右壁に形成された第二電極７５寄りに位置する。
【００５１】
浴槽７１内であって浴槽７１の前壁面には、温度調節を行える温度調節素子７２がプローブ電極３５一つにつき一つ設けられている。温度調節素子７２，７２，…は、浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合に、それぞれのプローブ電極３５，３５，…の端部に当接するように設けられており、それぞれのプローブ電極３５，３５，…を介してスポット６０，６０，…の温度を調節するものである。温度調節素子７２としては、加熱・冷却を行えるペルチェ素子や、加熱を行えるヒータと冷却を行えるヒートシンクとを組み合わせたもの等が挙げられるが、発熱によりプローブ電極３５，３５，…を選択的に加熱するとともに吸熱によりプローブ電極３５，３５，…を選択的に冷却することによってプローブ電極３５，３５，…及びその近傍の温度を調節できるものであれば良い。なお、温度調節素子７２は、発熱抵抗体、その他の発熱体といった単に加熱のみを行えるものでもよい。
【００５２】
また、浴槽７１内であって浴槽７１の後ろ壁面には、電圧制御を行うための電圧制御回路７３（図５に図示）の端子７３ａ，７３ａ，…が複数配設されている。そして、端子７３ａ，７３ａ，…は、浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合に、プローブ電極３５，３５，…にそれぞれ接触するように設けられており、電圧制御回路７３によってプローブ電極３５，３５，…に電圧が個別に印加されるようになっている。
【００５３】
また、浴槽７１内には、光検知デバイス２を駆動するためのドライバ回路７６（図５に図示）の端子が複数配設されている。ドライバ回路７６は、図６に示すように、トップゲートドライバ７６Ａ、ボトムゲートドライバ７６Ｂ、ドレインドライバ７６Ｃで構成される。そして、浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合にトップゲートドライバ７６Ａ、ボトムゲートドライバ７６Ｂ、及びドレインドライバ７６Ｃの各端子がトップゲートライン４４，４４，…、ボトムゲートライン４１，４１，…及びドレインライン４３，４３，…にそれぞれ接続するように設けられており、ドライバ回路７６によって電圧がトップゲートライン４４，４４，…、ボトムゲートライン４１，４１，…及びドレインライン４３，４３，…に適宜印加されるようになっている。また、ソースライン４２は全て電位Ｖｓｓに保持され、浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合、ソースライン４２，４２，…及び電磁シールド層３２の電位Ｖｓｓが接地電位でもよい。
【００５４】
ドライバ回路７６によって適宜電圧が所定のタイミングでトップゲートライン４４，４４，…、ボトムゲートライン４１，４１，…及びドレインライン４３，４３，…に印加されることによって、光検知デバイス２が駆動される。光検知デバイス２が駆動されるとそれぞれのフォトセンサ素子２０で入射した光量が電気信号に変換され、電気信号がドライバ回路７６によって検知されることによって、撮像が行われるようになっている。
【００５５】
上述したフォトセンサ素子２０の駆動制御方法について、図面を参照して説明する。図７は、フォトセンサ素子２０の基本的な駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートであり、図８は、フォトセンサ素子２０の動作概念図であり、図９は、フォトセンサ素子２０の出力電圧の光応答特性を示す図である。ここでは、上述したフォトセンサ素子２０の構成（図１、図４）を適宜参照しながら説明する。
【００５６】
まず、リセット動作（初期化動作）においては、図７、図８（ａ）に示すように、コントローラ７８の制御により、任意のｉ列目（１≦ｉ≦ｍ）のトップゲートライン４４を介して、ｉ列目のフォトセンサ素子２０のトップゲート電極３０にパルス電圧（以下、「リセットパルス」と記す；例えば、Ｖｔｇ＝＋１５Ｖのハイレベル）φＴｉを印加して、半導体層２３、及び、チャネル保護膜２４における半導体層２３との界面近傍に蓄積されているキャリア（ここでは、正孔）を放出する（リセット期間Ｔｒｓｔ）。
【００５７】
次いで、光蓄積動作（電荷蓄積動作）においては、図７、図８（ｂ）に示すように、ｉ列目のトップゲートライン４４を介して、ｉ列目のフォトセンサ素子２０のトップゲート電極３０にローレベル（例えば、Ｖｔｇ＝−１５Ｖ）のバイアス電圧φＴｉを印加することにより、リセット動作を終了し、キャリア蓄積動作による光蓄積期間Ｔａがスタートする。光蓄積期間Ｔａにおいては、トップゲート電極２１側から入射した光量に応じて半導体層２３の入射有効領域、すなわち、キャリア発生領域で電子−正孔対が生成され、生成された電子−正孔対のうちの正孔が、半導体層２３、及び、チャネル保護膜２４における半導体層２３との界面近傍、すなわち、チャネル領域周辺に蓄積される。
【００５８】
そして、プリチャージ動作においては、図７、図８（ｃ）に示すように、光蓄積期間Ｔａに並行して、プリチャージ信号φｐｇに基づいてｉ列目のフォトセンサ素子２０のドレイン電極２８に所定の電圧（プリチャージ電圧）Ｖｐｇを印加するために各ドレインライン４３に電荷を保持させる（プリチャージ期間Ｔｐｒｃｈ）。次いで、読み出し動作においては、図７、図８（ｄ）に示すように、プリチャージ期間Ｔｐｒｃｈを経過した後、ボトムゲート電極２１にハイレベル（例えば、Ｖｂｇ＝＋１０Ｖ）のバイアス電圧（読み出し選択信号；以下、「読み出しパルス」と記す）φＢｉを印加すること（選択状態）により、フォトセンサ素子２０をＯＮ状態にする（読み出し期間Ｔｒｅａｄ）。
【００５９】
ここで、読み出し期間Ｔｒｅａｄにおいては、光が入射されたフォトセンサ素子２０のチャネル領域に蓄積されたキャリア（正孔）が逆極性のトップゲート電極３０に印加されたＶｔｇ（−１５Ｖ）を緩和する方向に働くため、ボトムゲート電極２１のＶｂｇ（＋１５Ｖ）によりｎチャネルが形成され、ドレイン電流に応じてドレイン電極２８及びドレインライン４３の電圧（ドレイン電圧）ＶＤは、図９（ａ）に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｇから時間の経過とともに徐々に低下する傾向を示す。
【００６０】
すなわち、光蓄積期間Ｔａにおける光蓄積状態が明状態の場合には、図８（ｄ）に示すように、チャネル領域に入射光量に応じたキャリア（正孔）が捕獲されているため、トップゲート電極３０の負バイアスを打ち消すように作用し、この打ち消された分だけボトムゲート電極２１の正バイアスによって、フォトセンサ素子２０はＯＮ状態となる。そして、この入射光量に応じたＯＮ抵抗に従って、図９（ａ）に示すように、ドレイン電圧ＶＤは、低下することになる。
【００６１】
一方、光蓄積状態が暗状態で、チャネル領域にキャリア（正孔）が蓄積されていない場合には、図８（ｅ）に示すように、トップゲート電極３０の負バイアスによって、ボトムゲート電極２１の正バイアスが打ち消され、フォトセンサ素子２０はＯＦＦ状態となり、図９（ａ）に示すように、ドレイン電圧ＶＤが、ほぼそのまま保持されることになる。
【００６２】
したがって、図９（ａ）に示したように、ドレイン電圧ＶＤの変化傾向は、トップゲート電極３０へのリセットパルスφＴｉの印加によるリセット動作の終了時点から、ボトムゲート電極２１に読み出しパルスφＢｉが印加されるまでの時間（光蓄積期間Ｔａ）に受光した光量に深く関連し、蓄積されたキャリアが多い場合（明状態）には急峻に低下する傾向を示し、また、蓄積されたキャリアが少ない場合（暗状態）には緩やかに低下する傾向を示す。そのため、読み出し期間Ｔｒｅａｄがスタートして、所定の時間経過後のドレイン電圧ＶＤ（＝Ｖｒｄ）を検出することにより、あるいは、所定のしきい値電圧を基準にして、その電圧に至るまでの時間を検出することにより、フォトセンサ素子２０に入射した光（照射光）の光量が換算される。
【００６３】
なお、図７に示したタイミングチャートにおいて、プリチャージ期間Ｔｐｒｃｈの経過後、図８（ｆ）、（ｇ）に示すように、ボトムゲート電極２１にローレベル（例えば、Ｖｂｇ＝０Ｖ）を印加した状態（非選択状態）を継続すると、フォトセンサ素子２０はＯＦＦ状態を持続し、図９（ｂ）に示すように、ドレイン電圧ＶＤは、プリチャージ電圧Ｖｐｇに近似する電圧を保持する。このように、ボトムゲート電極２１への電圧の印加状態により、フォトセンサ素子２０の読み出し状態を選択、非選択状態に切り替える選択機能が実現される。
【００６４】
浴槽７１内であって左壁面の上部には第一電極７４が設けられており、右壁面の上部には第二電極７５が設けられており、電極７４，７５は浴槽７１の内側において露出している。また、電極７４，７５は、浴槽７１の底に位置したプローブ電極３５，３５，…よりも上方に位置している。電極７４，７５も電圧制御回路７３によって個別に電圧が印加されるようになっている。
【００６５】
浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合、図２のように浴槽７１を上から見た（浴槽７１の高さ方向に見た）とき、光検知デバイス２の配置位置は、第一電極７４と第二電極７５との間になる。浴槽７１の底にＤＮＡセンサ１が装着された場合、浴槽７１を右又は左から見た（浴槽７１の幅方向に見た）とき、光検知デバイス２の配置高さは、第一電極７４及び第二電極７５の配置高さより低い。
【００６６】
浴槽７１よりも上方には、下方に向けて光を照射する紫外線照射器７７が設けられている。紫外線照射器７７から発光される光は、紫外線の波長域を含み、蛍光の波長域を殆ど含まない。
【００６７】
次に、ＤＮＡ同定装置１００の制御構成について図５を用いて説明する。
このＤＮＡ同定装置１００は、表示装置８１と、全体の制御を司るコントローラ７８と、紫外線照射器７７を駆動するための照射駆動回路７９と、温度調節素子７２，７２，…を駆動するための温度制御回路８０と、を備える。
【００６８】
コントローラ７８は、専用の論理回路であるか、又は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）等を有する演算処理装置であり、所定のタイミングで電圧制御回路７３、ドライバ回路７６、照射駆動回路７９、温度制御回路８０、表示装置８１及び振とう器８３を動作させるものである。
【００６９】
ドライバ回路７６は、図６〜図９を用いて説明したように、コントローラ７８からの指示によって光検知デバイス２を駆動して、光検知デバイス２に撮像動作を行わせるものである。光検知デバイス２によって撮像された画像は、ドライバ回路７６によってＡ／Ｄ変換されて、ドライバ回路７６からコントローラ７８に画像データとして出力されるようになっている。
【００７０】
照射駆動回路７９は、コントローラ７８からの指示によって紫外線照射器７７を駆動して、紫外線照射器７７に発光動作を行わせるものである。
【００７１】
温度制御回路８０は、コントローラ７８からの指示によって温度調節素子７２，７２，…を駆動して、温度調節素子７２，７２，…に加熱・冷却動作を行わせるものである。なお、図５では、図面を簡略化するため、温度調節素子７２は、一つのみを示す。
【００７２】
電圧制御回路７３は、コントローラ７８からの指示によって端子７３ａ，７３ａ，…、第一電極７４、第二電極７５に個別に電圧を印加するものである。
【００７３】
表示装置８１は、コントローラ７８からの指示によって光検知デバイス２で撮像された画像を表示するものである。
【００７４】
次に、図１０〜図１２を用いてＤＮＡ同定装置１００の動作について説明する。ここで、図１０〜図１２は、ＤＮＡ同定装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。
【００７５】
まず、検体からＤＮＡを採取して変性し、塩基数が異なる複数種の一本鎖ＤＮＡ断片を得るが、塩基数が同じで塩基配列の異なる一本鎖ＤＮＡ断片が複数種含まれていても良い。一本鎖ＤＮＡ断片に蛍光物質を結合させ一本鎖ＤＮＡ断片を蛍光物質で標識する。得られた一本鎖ＤＮＡ断片をサンプルＤＮＡ断片という。サンプルＤＮＡ断片に標識する蛍光物質としては、例えばＣｙＤｙｅのＣｙ２やＣｙ３（アマシャム社製）がある。蛍光物質は、ＤＮＡ同定装置１００の紫外線照射器７７から出射される紫外線の波長で励起されるものを選択する。蛍光物質は紫外線によって励起されることによって蛍光を発するが、その蛍光の波長は、フォトセンサ素子２０の半導体膜２３にキャリアを発生させる波長であり、紫外線に対してより長波長の光線が好ましい。
【００７６】
次いで、ＤＮＡセンサ１を浴槽７１の底に装着し、浴槽７１内に電気泳動媒体８２を注入する。
次いで、ＤＮＡ同定装置１００の電源を入れて、ＤＮＡ同定装置１００を起動させる。
【００７７】
そして、ＤＮＡ同定装置１００のコントローラ７８が温度制御回路８０を制御し、これによって温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って温度調節素子７２，７２，…を駆動し、温度調節素子７２，７２，…に加熱動作を行わせる。これにより、温度調節素子７２，７２，…が発熱し、温度調節素子７２，７２，…の熱がプローブ電極３５，３５，…に伝導する。温度調節素子７２，７２，…によってプローブ電極３５，３５，…が加熱されることによって、浴槽７１内の電気泳動媒体８２も９５℃以上に加熱される。以降も温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って温度調節素子７２を制御することによって、電気泳動媒体８２が９５℃以上に保温される。電気泳動媒体８２が９５℃以上に加熱されることによって一つのスポット６０中のプローブＤＮＡ断片６１が一部ハイブリダイズすることがない。
【００７８】
なお、電気泳動媒体８２が保温される温度は９５℃以上に限らず、一本鎖ＤＮＡ断片が相補的に結合しないで一本鎖を維持するような温度であれば良い。また、浴槽７１内に電気泳動媒体８２の温度を検出する温度検出器を設け、温度検出器による検出温度をコントローラ７８にフィードバックし、コントローラ７８が検出温度に従って温度制御回路８０を制御することによって、温度制御回路８０が電気泳動媒体８２を９５℃以上に保温するように温度調節素子７２，７２，…を制御しても良い。
【００７９】
そして、上述のように得られた複数種の一本鎖サンプルＤＮＡ断片を浴槽７１の上から浴槽７１内に入れる。但し、浴槽７１全体にサンプルＤＮＡ断片を入れるのではなく、第一電極７４寄りの平面視してプローブ電極３５，３５，…が無い部分にサンプルＤＮＡ断片を入れ（図１、図２を参照。）、特に第一電極７４から離れた部分にサンプルＤＮＡ断片が拡散しないように静かに入れる。このとき、一本鎖サンプルＤＮＡ断片はＰＣＲ増幅に用いられる試薬を一部に含む溶液ごと浴槽７１に注入されてもよい。なお、図１では、複数種の一本鎖サンプルＤＮＡ断片のうち、最も塩基数が少ない一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５１、最も塩基数が多い一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５３、一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５１よりも塩基数が多く一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５３よりも塩基数が少ない一本鎖サンプルＤＮＡ断片１５２を示す。
【００８０】
温度調節素子７２，７２，…の発熱によって電気泳動媒体８２が９５℃以上に加熱されているため、サンプルＤＮＡ断片の中に一部に相補的な塩基配列を有しているものがあっても、サンプルＤＮＡ断片同士が一部ハイブリダイズして結合してしまうことはない。従って、サンプルＤＮＡ断片が完全に断片化した状態で電気泳動媒体８２中を泳動する。
【００８１】
次に、図１０のステップＳ１（一回目の電圧印加工程）に示すように、コントローラ７８が電圧制御回路７３を制御し、これにより電圧制御回路７３はコントローラ７８の指示に従って、第一電極７４の電位が第二電極７５の電位より低くなるように第一電極７４と第二電極７５との間に電圧を印加する。また、同時に、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って、全てのプローブ電極３５，３５，…の電位が第二電極７５の電位以下望ましくは第一電極７４の電位以下となるように、プローブ電極３５，３５，…に電圧を印加する。これにより、第一電極７４が陰極となり、第二電極７５が陽極となり、全てのプローブ電極３５，３５，…が第二電極７５に対して負電圧又は等電圧となる。ここで、第一電極７４の電位は接地電位とするのが望ましく、第一電極７４に対する全てのプローブ電極３５，３５，…それぞれの電圧は等電圧又は負電圧であるのが望ましく、プローブＤＮＡ断片にミスハイブリダイズしたサンプルＤＮＡ断片がそのプローブＤＮＡ断片から分離するのに要する電圧以上であってプローブＤＮＡ断片に完全なハイブリダイズをしたサンプルＤＮＡ断片がそのプローブＤＮＡ断片から分離されない電圧以下である。ここでのミスハイブリダイズとは、部分的にハイブリダイズしたことを意味し、サンプルＤＮＡ断片とプローブＤＮＡ断片とのうちの一方の塩基配列の一部が他方の塩基配列の一部又は全体と相補的である場合に、サンプルＤＮＡ断片とプローブＤＮＡ断片が部分的に結合したことであり、完全なハイブリダイズとは、サンプルＤＮＡ断片の全ての塩基がプローブＤＮＡ断片の全ての塩基と相補的に結合されることを意味する。
【００８２】
これにより、複数種のサンプルＤＮＡ断片が電気泳動媒体８２中特に電気泳動媒体８２の表層を第二電極７５に向けて泳動する。ここで、電圧制御回路７３は、以上のような電圧状態を所定時間維持するが、印加時間及び印加電圧は、最も短い第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のために第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１と同程度の体積の相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片が第７列目のプローブ電極３５の上にまで泳動する程度である。従って、図１３に示すように、塩基数の最も少ないサンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数であるとすると、サンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目のプローブ電極３５の上まで泳動する。しかしながら、サンプルＤＮＡ断片１５２，１５３はサンプルＤＮＡ断片１５１よりも体積が大きいためにサンプルＤＮＡ断片１５１よりも電気泳動中の流体抵抗が大きく、第７列目のプローブ電極３５の上までは泳動しない。
ここで、プローブ電極３５，３５，…に電圧が印加されても、接地された電磁シールド層３２がプローブ電極３５とフォトセンサ素子２０との間にあるため、プローブ電極３５，３５，…の電界がフォトセンサ素子２０の動作に悪影響することはない。
【００８３】
第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１と等しい塩基数のサンプルＤＮＡ断片が第７列目のプローブＤＮＡ断片６１上方の電気泳動媒体８２中に到達すると予想される所定時間経過後、コントローラ７８が電圧制御回路７３を制御し、電圧制御回路７３が電圧印加状態を解除して第一電極７４、第二電極７５及び全てのプローブ電極３５，３５，…を等電圧にする。そして、コントローラ７８がドライバ回路７６及び照射駆動回路７９を制御し、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を、上述したフォトセンサ素子２０の駆動制御方法にしたがって駆動するとともに照射駆動回路７９がコントローラ７８の指示に従って紫外線照射器７７を駆動する（ステップＳ２）。
【００８４】
これにより紫外線照射器７７が発光し、紫外線照射器７７で発した紫外線が電気泳動媒体８２の表面に面状に照射される。これによって、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１の上方の電気泳動媒体８２中を浮遊するサンプルＤＮＡ断片に付着している蛍光物質に紫外線が入射することによって蛍光物質から蛍光が発し、紫外線遮蔽層３４、オーバコート層３３、電磁シールド層３２、保護絶縁膜３１、トップゲート電極３０、トップゲート絶縁膜２９及びチャネル保護膜２４を透過して、半導体膜２３に入射する。フォトセンサ素子２０，２０，…がそれぞれの半導体膜２３に入射した蛍光の強度又は光量に応じて電気信号に光電変換することによって、光検知デバイス２は、それぞれのフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光の強度又は光量を検知し、二次元的な蛍光強度分布を二次元的な画像として取得する。光検知デバイス２で取得された画像は、ドライバ回路７６によってＡ／Ｄ変換されて、画像データとしてドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される。
ここで、紫外線遮蔽層３４が設けられているため、紫外線照射器７７から発した紫外線はフォトセンサ素子２０，２０，…に入射せず、フォトセンサ素子２０，２０，…は紫外線ではほとんど光電変換しない。
【００８５】
そして、コントローラ７８は上記ステップＳ２においてドライバ回路７６から入力した画像データに基づいて第７列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００８６】
ここで、複数種のサンプルＤＮＡ断片の中に第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片がある場合には、そのほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１が図１３に示すように上記ステップＳ１において第７列目のプローブ電極３５の上まで泳動していることになる。従って、複数種のサンプルＤＮＡ断片の中に第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片がある場合には、図１４に示すようにそのサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第７列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体膜２３に高強度で入射するから、コントローラ７８は上記ステップＳ３において第７列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理はステップＳ４に移行する。一方、複数種のサンプルＤＮＡ断片の中に第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片がない場合には、ほぼ同じ塩基数のために相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１がほとんどないので第７列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体膜２３には蛍光が低強度で入射するか又は殆ど入射しないため、コントローラ７８は上記ステップＳ３において第７列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しなかったので、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が存在しなかったと判定し（ステップＳ３：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理はステップＳ６に移行する。
なお、図１３は、サンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップＳ１の時の相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１の泳動位置を表す図面である。図１４は、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１が第７列目近傍まで電気泳動したときに光検知デバイス２で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。
【００８７】
ステップＳ４においては、コントローラ７８が電圧制御回路７３を制御し、これにより電圧制御回路７３はコントローラ７８の指示に従って、第８列目のプローブ電極３５の電位が他のプローブ電極３５，３５，…及び第一電極７４より高くなるように電圧を印加する。ここでは、第８列目のプローブ電極３５以外のプローブ電極３５，３５，…及び第一電極７４を接地電位とし、第８列目のプローブ電極３５を正電圧としている。第８列目のプローブ電極３５以外のプローブ電極３５，３５，…、及び第一電極７４の電位に対して第８列目のプローブ電極３５を正電圧としている。このようにより高い電圧により、第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組が選択され、この後の第一電極７４と第二電極７５との間の電圧に関わらず、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１を、第８列目のプローブ電極３５近傍、つまり第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１近傍に保持することができる。ステップＳ４及び後述するステップＳ５では、第二電極７５も第一電極７４と等電位とする方が、第一電極７４−第二電極７５方向でのサンプルＤＮＡ断片の移動がないので好ましい。
【００８８】
次いで、コントローラ７８がドライバ回路７６を制御し、これによりドライバ回路７６が光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される。そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第８列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００８９】
ここで、上記ステップＳ４において第８列目のプローブ電極３５に第一電極７４の電圧より高電圧が印加されると、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片は図１５に示すように第７列目のプローブ電極３５の上方から第８列目のプローブ電極３５に向けて沈むように泳動する。従って、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１が第８列目のプローブ電極３５近傍まで泳動すると、図１５に示すようにそのサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第８列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、上記ステップＳ５においてコントローラ７８が第８列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理がステップＳ６に移行する。ステップＳ４では、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のために相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１を、第８列目のプローブ電極３５近傍に保持することが目的であって、この段階で第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１と相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１とが必ずしもハイブリダイズする必要はない。一方、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が第８列目のプローブ電極３５まで泳動していない場合には、ステップＳ５においてコントローラ７８が第８列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しないと判定し（ステップＳ５：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理がステップＳ４に移行する。コントローラ７８の処理がステップＳ５：Ｎｏ→ステップＳ４と繰り返されることによって、相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１が第８列目のプローブ電極３５近傍まで泳動するまで第８列目のプローブ電極３５に第一電極７４の電圧より高電圧が印加され続ける。
なお、図１５は、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のため相対的に小さい体積のサンプルＤＮＡ断片１５１が、上記ステップＳ４の時のサンプルＤＮＡ断片１５１の泳動位置を表す図面である。図１６は、サンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス２で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。
【００９０】
ステップＳ６（二回目の電圧印加工程）では、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って第一電極７４の電位が第二電極７５の電位より低くなるように第一電圧７４と第二電圧７５との間に電圧を印加する。また、同時に、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って、ステップＳ１６の直前まで、第８列目以外の列のプローブ電極３５，３５，…の電位が第二電極７５の電位以下、望ましくは第一電極７４の電位以下となるようにプローブ電極３５，３５，…に電圧を印加し、ステップＳ１６の直前まで、第８列目のプローブ電極３５，３５，…の電位は、第一電極７４の印加電圧以上第二電極７５の印加電圧以下に設定されるが、サンプルＤＮＡ断片１５１保持の観点から第二電極７５と等電位であることが望ましい。
【００９１】
これにより、電気泳動媒体の表層にある相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ１５２及び相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片１５３が電気泳動媒体８２中を第二電極７５に向けて泳動するが、相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ断片１５２は相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片１５３よりも相対的に流体抵抗が低いので、相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片１５３よりも速い速度で泳動する。ここで、電圧制御回路７３は、以上のような電圧状態を所定時間維持するが、印加時間及び印加電圧は第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のために相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目のプローブ電極３５の上にまで泳動する程度である。このとき、相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片１５３は第４列目のプローブ電極３５の上にまで達していない。従って、図１７に示すように、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数であるとすると、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目の上まで泳動する。また、相対的に小さい体積サンプルＤＮＡ断片１５１は、以前のステップＳ４において浴槽７１の底に沈むように第８列目のプローブ電極３５の電界によりにより第８列目のプローブ電極３５近傍に保持されているため、このステップＳ６においては殆ど泳動しない。なお、上記ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、ステップＳ６以降ステップＳ１５までも第８列目のプローブ電極３５にサンプルＤＮＡ断片１５１の保持のための第一電極７４の電圧より高電圧が電圧制御回路７３によって印加され続ける。
【００９２】
相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ断片が第４列目プローブＤＮＡ断片６１の上方の電気泳動媒体８２まで到達すると予想される所定時間経過後、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って電圧印加状態を解除して第一電極７４、第二電極７５及びプローブ電極３５，３５，…（但し、上記ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、第８列目のプローブ電極３５を除く。）を等電圧にする。そして、コントローラ７８がドライバ回路７６及び照射駆動回路７９を制御し、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動するとともに照射駆動回路７９がコントローラ７８の指示に従って紫外線照射器７７を駆動する（ステップＳ７）。これによりドライバ回路７６が光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される。
【００９３】
そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第４列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ断片１５２による蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００９４】
ここで、電気泳動媒体８２の表層に第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ１５２がある場合には、そのほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が図１７に示すように上記ステップＳ６において第４列目のプローブ電極３５の上まで泳動していることになる。従って、複数種のサンプルＤＮＡ断片の中に第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ１５２がある場合には、図１８に示すようにそのサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第４列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、コントローラ７８は上記ステップＳ８において第４列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理はステップＳ９に移行する。一方、複数種のサンプルＤＮＡ断片の中に第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片１５２がない場合には、第４列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体膜２３には蛍光が低強度で入射するか又は殆ど入射しないため、コントローラ７８は上記ステップＳ８において第４列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しなかったと判定し（ステップＳ８：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理はステップＳ１１に移行する。
なお、図１７は、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップＳ６の時のサンプルＤＮＡ断片１５２の泳動位置を表す図面である。図１８は、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス２で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。図１７、図１８においては最も塩基数の少ない相対的に体積の小さいサンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数であるものとしている。
【００９５】
ステップＳ９においては、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って、第５列目のプローブ電極３５の電位が他のプローブ電極３５，３５，…（但し、上記ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、ステップＳ９及び後述するステップＳ１０における第５列目のプローブ電極３５の電位及び第８列目のプローブ電極３５の電位は互いに等しく且つ第５列目のプローブ電極３５の電位と異なる。）、及び第一電極７４より高くなるように電圧を印加する。ここでは、第５列目のプローブ電極３５以外のプローブ電極３５，３５，…（但し、上記ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、第８列目のプローブ電極３５を除く。）、及び第一電極７４を接地電位とし、第５列目のプローブ電極３５を接地電位に対して高電圧としている。このとき、第二電極７５は第一電極７４と等電位であることが望ましいが第一電極７４の電圧より高くてもよい。これにより、第４列目〜第６列目のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組が選択され、この後の第一電極７４と第二電極７５との間の電圧に関わらず、第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ断片１５２を、第５列目のプローブ電極３５近傍、つまり第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１近傍に保持することができる。ステップＳ９及び後述するステップＳ１０では、第二電極７５も第一電極７４と等電位とする方が、第一電極７４−第二電極７５方向でのサンプルＤＮＡ断片の移動がないので好ましい。
【００９６】
次いで、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される。そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第５列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００９７】
ここで、上記ステップＳ９において第５列目のプローブ電極３５に第一電極７５より高い電圧が印加されると、第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片は図１９に示すように第４列目のプローブ電極３５の上方から第５列目のプローブ電極３５に向けて沈むように泳動する。第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が第５列目のプローブ電極３５近傍まで泳動し、保持されると、図２０に示すようにそのサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第５列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、上記ステップＳ１０においてコントローラ７８が第５列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理がステップＳ１１に移行する。一方、第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が第５列目のプローブ電極３５まで泳動していない場合には、ステップＳ１０においてコントローラ７８が第５列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しないと判定し（ステップＳ１０：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理がステップＳ９に移行する。コントローラ７８の処理がステップＳ９：Ｎｏ→ステップＳ１０と繰り返されることによって、相対的に中程度の体積のサンプルＤＮＡ断片１５２が第５列目のプローブ電極３５近傍まで泳動するまで第５列目のプローブ電極３５に第一電極７４より高い電圧が印加され続ける。
なお、図１９は、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップＳ９の時のサンプルＤＮＡ断片１５２の泳動位置を表す図面である。図２０は、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス２で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。
【００９８】
ステップＳ１１（三回目の電圧印加工程）では、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って第一電極７４の電位が第二電極７５の電位より低くなるように第一電圧７４と第二電圧７５との間に電圧を印加する。また、同時に、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って、第５列目及び第８列目のプローブ電極３５，３５，…の電位をサンプルＤＮＡ断片が保持できる電圧に維持するとともに、それ以外の列のプローブ電極３５，３５，…の電位を第二電極７５の電位以下、望ましくは第一電極７４の電位以下となるようにプローブ電極３５，３５，…に電圧を印加する。第５列目及び第８列目のプローブ電極３５，３５，…の電位は、第一電極７４の印加電圧以上第二電極７５の印加電圧以下に設定されるが、それぞれサンプルＤＮＡ断片１５１、サンプルＤＮＡ断片１５２保持の観点から第二電極７５と等電位であることが望ましい。
【００９９】
これにより、電気泳動媒体の表層にある保持されずに残った相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片１５３が電気泳動媒体８２中を第二電極７５に向けて泳動する。ここで、電圧制御回路７３は、以上のような電圧状態を所定時間維持するが、印加時間及び印加電圧は第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片が第１列目のプローブ電極３５の上にまで泳動する程度である。従って、図２１に示すように、サンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数であるとすると、サンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目の上まで泳動する。しかしながら、サンプルＤＮＡ断片１５１，１５２は、それぞれ以前のステップＳ４，Ｓ９以降においてサンプルＤＮＡ断片の保持のための電圧がプローブ電極３５に印加されて浴槽７１の底に沈むように保持されているため、相対的に上方に位置する第一電極７４及び第二電極７５間の電界に影響されず、このステップＳ１１においては殆ど泳動しない。なお、上記ステップＳ１０からステップＳ１１に移行した場合、ステップＳ１１以降ステップＳ１５までも第５列目のプローブ電極３５に第一電極７４より相対的に高い電圧が電圧制御回路７３によって印加され続ける。
【０１００】
相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片が第１列目プローブＤＮＡ断片６１の上方の電気泳動媒体８２まで到達すると予想される所定時間経過後、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って電圧印加状態を解除して第一電極７４、及びプローブ電極３５，３５，…（但し、上記ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、第８列目のプローブ電極３５を除き、上記ステップＳ１０からステップＳ１１に移行した場合、第５列目のプローブ電極３５を除く。）を等電圧にする。なお、第二電極７５も第一電極７４と等電圧であることが望ましい。そして、コントローラ７８がドライバ回路７６及び照射駆動回路７９を制御し、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動するとともに照射駆動回路７９がコントローラ７８の指示に従って紫外線照射器７７を駆動する（ステップＳ１２）。これによりドライバ回路７６が光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される。
【０１０１】
そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第４列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【０１０２】
ここで、電気泳動媒体８２の表層に第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片がある場合には、そのほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が図２１に示すように上記ステップＳ１１において第１列目のプローブ電極３５の上まで泳動していることになる。従って、複数種のサンプルＤＮＡ断片の中に第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片がある場合には、図２２に示すようにそのサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第１列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、コントローラ７８は上記ステップＳ１３において第１列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理はステップＳ１４に移行する。一方、複数種のサンプルＤＮＡ断片１５３の中に第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片がない場合には、第１列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体膜２３には蛍光が低強度で入射するか又は殆ど入射しないため、コントローラ７８は上記ステップＳ１３において第１列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しなかったと判定し（ステップＳ１３：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理は確認ステップＳＣ１に移行する。
なお、図２１は、サンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップＳ１１の時のサンプルＤＮＡ断片１５２の泳動位置を表す図面である。図２２は、サンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス２で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。図２１、図２２においてはサンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数であるものとし、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数であるものとしている。
【０１０３】
ステップＳ１４においては、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って、第２列目のプローブ電極３５の電位が他のプローブ電極３５，３５，…（但し、上記ステップＳ５からステップＳ６に移行した場合、第８列目のプローブ電極３５を除き、上記ステップＳ１０からステップＳ１１に移行した場合、第５列目のプローブ電極３５を除く。）、及び第一電極７４より高くなるように電圧を印加する。ここでは、第２列目のプローブ電極３５以外のプローブ電極３５，３５，…、及び第一電極７４を接地電位とし、第２列目のプローブ電極３５を接地電位に対してより高い電圧としている。これにより、第１列目〜第３列目のプローブ電極３５，３５，３５からなる電極組が選択され、この後の第一電極７４と第二電極７５との間の電圧に関わらず、第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に大きい体積のサンプルＤＮＡ断片１５３を、第２列目のプローブ電極３５近傍、つまり第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１近傍に保持することができる。ステップＳ１４及び後述するステップＳ１５では、第二電極７５も第一電極７４と等電位とする方が、第一電極７４−第二電極７５方向でのサンプルＤＮＡ断片の移動がないので好ましい。
【０１０４】
次いで、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される。そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第２列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【０１０５】
ここで、上記ステップＳ１４において第２列目のプローブ電極３５に第一電極七四に印加される電圧よりも高い電圧が印加されると、第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片は図２３に示すように第１列目のプローブ電極３５の上から第２列目のプローブ電極３５に向けて沈むように泳動する。第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が第２列目のプローブ電極３５に保持されると、図２４に示すようにそのサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第１列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、上記ステップＳ１５においてコントローラ７８が第５列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理が確認ステップＳＣ１に移行する。一方、第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が第２列目のプローブ電極３５まで泳動していない場合には、ステップＳ１５においてコントローラ７８が第２列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しないと判定し（ステップＳ１５：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理がステップＳ１４に移行する。コントローラ７８の処理がステップＳ１５：Ｎｏ→ステップＳ１４と繰り返されることによって、サンプルＤＮＡ断片が第２列目のプローブ電極３５まで泳動するまで第２列目のプローブ電極３５に正電圧が印加され続ける。
なお、図２３は、相対的に体積の大きいサンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に、上記ステップＳ１４の時のサンプルＤＮＡ断片１５３の泳動位置を表す図面である。図２４は、サンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数である場合に光検知デバイス２で取得された画像の蛍光強度分布を表すグラフである。
確認ステップＳＣ１では、コントローラ７８が、ステップＳ３で第７列目のプローブ電極３５近傍で蛍光を検知したか、或いはステップＳ５で第８列目のプローブ電極３５近傍で蛍光を検知したかを確認する。ここで蛍光を検知したと確認したらステップＳ１６に移行し、蛍光を検知していないと確認したら確認ステップＳＣ２に移行する。
【０１０６】
ステップＳ１６においては、コントローラ７８が振とう器８３を作動させ、振とう器８３が第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片に最適な強度で浴槽７１内の電気泳動媒体８２を攪拌する。この時、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って、全てのプローブ電極３５，３５，…、第一電極７４及び第二電極７５の電圧を接地電位とし、全て等電圧にしてもよいが、撹拌によりサンプルＤＮＡ断片が必要以上に広く分散されてしまうようであれば、第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，…を第一電極７４より高電圧にしてもよい。
【０１０７】
次いで、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される（ステップＳ１７）。そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第７列目〜第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【０１０８】
ここで、上記ステップＳ１６において電気泳動媒体８２が攪拌されると、第８列目のプローブ電極３５まで泳動したサンプルＤＮＡ断片が第７列目のプローブ電極３５及び第９列目のプローブ電極３５まで拡がる。第７列目のプローブ電極３５及び第９列目のプローブ電極３５までサンプルＤＮＡ断片が拡がると、図２５に示すようにサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第７列目〜第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、上記ステップＳ１８においてコントローラ７８が第７列目〜第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理が確認ステップＳＣ２に移行する。一方、第７列目のプローブ電極３５及び第９列目のプローブ電極３５までサンプルＤＮＡ断片が拡がっていない場合には、ステップＳ１８においてコントローラ７８が７、第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しないと判定し（ステップＳ１８：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理がステップＳ１６に移行する。コントローラ７８の処理がステップＳ１８：Ｎｏ→ステップＳ１６→ステップＳ１７と繰り返されることによって、サンプルＤＮＡ断片が７、第９列目のプローブ電極３５まで拡がるまで振とう器８３が攪拌動作を続ける。
確認ステップＳＣ２では、コントローラ７８が、ステップＳ８で第４列目のプローブ電極３５近傍で蛍光を検知したか、或いはステップＳ１０で第５列目のプローブ電極３５近傍で蛍光を検知したかを確認する。ここで蛍光を検知したと確認したらステップＳ１９に移行し、蛍光を検知していないと確認したら確認ステップＳＣ３に移行する。
【０１０９】
ステップＳ１９においては、コントローラ７８が振とう器８３を作動させ、振とう器８３が第４列目〜第６列目のプローブＤＮＡ断片６１に最適な強度で浴槽７１内の電気泳動媒体８２を攪拌する。この時、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って、第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５の電位を他のプローブ電極３５，３５，…、第一電極７４及び第二電極７５の電位より高くするように電圧を印加するが、特に第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５以外のプローブ電極３５，３５，…、第一電極７４及び第二電極７５を接地電位にする。
【０１１０】
次いで、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される（ステップＳ２０）。そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第４列目〜第６列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０１１１】
ここで、上記ステップＳ１９において電気泳動媒体８２が攪拌されると、第５列目のプローブ電極３５まで泳動したサンプルＤＮＡ断片が第４列目のプローブ電極３５及び第６列目のプローブ電極３５まで拡がる。第４列目のプローブ電極３５及び第６列目のプローブ電極３５までサンプルＤＮＡ断片が拡がると、図２６に示すようにサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第４列目〜第６列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、上記ステップＳ２１においてコントローラ７８が第４列目〜第６列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理が確認ステップＳＣ３に移行する。一方、第４列目のプローブ電極３５及び第６列目のプローブ電極３５までサンプルＤＮＡ断片が拡がっていない場合には、ステップＳ２１においてコントローラ７８が４、第６列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しないと判定し（ステップＳ２１：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理がステップＳ１９に移行する。コントローラ７８の処理がステップＳ２１：Ｎｏ→ステップＳ１９→ステップＳ２０と繰り返されることによって、サンプルＤＮＡ断片が４、第６列目のプローブ電極３５まで拡がるまで振とう器８３が攪拌動作を続ける。振とう器８３による攪拌の時には第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５に第一電極７４よりも高電圧が印加されているため、第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５にまで泳動して拡散したサンプルＤＮＡ断片が第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５からかなり離れたところまで拡がらない。
確認ステップＳＣ３では、コントローラ７８が、ステップＳ１３で第１列目のプローブ電極３５近傍で蛍光を検知したか、或いはステップＳ１５で第２列目のプローブ電極３５近傍で蛍光を検知したかを確認する。ここで蛍光を検知したと確認したらステップＳ２２に移行し、蛍光を検知していないと確認したら確認ステップＳＣ４に移行する。
【０１１２】
ステップＳ２２においては、コントローラ７８が振とう器８３を作動させ、振とう器８３が第１列目〜第３列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数の相対的に体積の大きいサンプルＤＮＡ断片に最適な強度で浴槽７１内の電気泳動媒体８２を攪拌する。この時、電圧制御回路７３は、コントローラ７８の指示に従って、第４列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，…の電位を第１列目〜第３列目のプローブ電極３５，３５，３５、第一電極７４及び第二電極７５の電位より高くするように電圧を印加するが、特に第１列目〜第３列目のプローブ電極３５，３５，３５、第一電極７４及び第二電極７５を接地電位にする。
【０１１３】
次いで、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って光検知デバイス２を駆動し、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される（ステップＳ２３）。そして、コントローラ７８はその画像データに基づいて第１列目〜第３列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したか否かを判定する（ステップＳ２４）。
【０１１４】
ここで、上記ステップＳ２２において電気泳動媒体８２が攪拌されると、第２列目のプローブ電極３５まで泳動したサンプルＤＮＡ断片が第１列目のプローブ電極３５及び第３列目のプローブ電極３５まで拡がる。第１列目のプローブ電極３５及び第３列目のプローブ電極３５までサンプルＤＮＡ断片が拡がると、図２７に示すようにサンプルＤＮＡ断片から発した蛍光が第１列目〜第３列目のフォトセンサ素子２０，２０，…の半導体２３に高強度で入射するから、上記ステップＳ２４においてコントローラ７８が第１列目〜第３列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知したと判定し（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、コントローラ７８の処理がステップＳ２５に移行する。一方、第１列目のプローブ電極３５及び第３列目のプローブ電極３５までサンプルＤＮＡ断片が拡がっていない場合には、ステップＳ２４においてコントローラ７８が１、第３列目のフォトセンサ素子２０，２０，…で蛍光を検知しないと判定し（ステップＳ２４：Ｎｏ）、コントローラ７８の処理がステップＳ２２に移行する。コントローラ７８の処理がステップＳ２４：Ｎｏ→ステップＳ２２→ステップＳ２３と繰り返されることによって、サンプルＤＮＡ断片が１、第３列目のプローブ電極３５まで拡がるまで振とう器８３が攪拌動作を続ける。振とう器８３による攪拌の時には第４列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，…に第一電極７４よりも高電圧が印加されているため、第４列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，…にまで泳動して拡散したサンプルＤＮＡ断片が第４列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５からかなり離れたところまで拡がらない。
確認ステップＳＣ４では、コントローラ７８が、確認ステップＳＣ１〜確認ステップＳＣ３の少なくともいずれかで蛍光検知されたと確認したかどうかを確認する。ここで蛍光を検知を確認したと確認したらステップＳ２５に移行し、蛍光を検知を確認していないと確認したら動作を終了する。
【０１１５】
以上のようにコントローラ７８の処理がステップＳ２５に移行した時点では、スポット６０，６０，…には、それぞれのプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が高濃度で到達しており、複数種のサンプルＤＮＡ断片が塩基数ごとに分別されている。つまり、例えば図２８に示すように、サンプルＤＮＡ断片１５１の塩基数が第７列目〜第９列目のスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数と同じである場合には、サンプルＤＮＡ断片１５１が第７列目〜第９列目のスポット６０，６０，…まで高濃度で到達しており、サンプルＤＮＡ断片１５２の塩基数が第４列目〜第６列目のスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数と同じである場合には、サンプルＤＮＡ断片１５２が第４列目〜第６列目のスポット６０，６０，…まで高濃度で到達しており、サンプルＤＮＡ断片１５３の塩基数が第１列目〜第３列目のスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１の塩基数と同じである場合には、サンプルＤＮＡ断片１５３が第１列目〜第３列目のスポット６０，６０，…まで高濃度で到達している。
【０１１６】
ステップＳ２５においては、振とう器８３による攪拌が終了し、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って全てのプローブ電極３５，３５，…、第一電極７４及び第二電極７５を等電圧にする。特に、電圧制御回路７３は、プローブ電極３５，３５，…、第一電極７４及び第二電極７５を接地電位にすることが好ましい。そして、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って温度調節素子７２，７２，…を駆動し、温度調節素子７２，７２，…に冷却動作を行わせる。これにより、温度調節素子７２，７２，…が吸熱し、熱がプローブ電極３５，３５，…から温度調節素子７２，７２，…に伝導し、浴槽７１内の電気泳動媒体８２が４５℃程度に冷却される。なお、温度調節素子７２，７２，…が単に加熱のみを行えるものである場合、温度制御回路８０が温度調節素子７２，７２，…による発熱を停止し、これにより電気泳動媒体８２が自然に冷却される。
【０１１７】
浴槽７１内の電気泳動媒体８２が冷却されると、サンプルＤＮＡ断片が到達したスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１がそのサンプルＤＮＡ断片と相補的な場合にはそのサンプルＤＮＡ断片がそのプローブＤＮＡ断片６１にハイブリダイズする。一方、サンプルＤＮＡ断片が到達したスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１がそのサンプルＤＮＡ断片と相補的でない場合には、そのサンプルＤＮＡ断片がそのプローブＤＮＡ断片６１にハイブリダイズしない。
【０１１８】
所定時間経過後、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って、第一電極７４の電位及び第二電極７５の電位が全てのプローブ電極３５，３５，…の電位よりも高くなるように所定の電圧を印加する（ステップＳ２６）。特に、電圧制御回路７３は、第一電極７４及び第二電極７５を接地電位とし、第一電極７４及び第二電極７５に対してプローブ電極３５，３５，…を負電圧とすることが好ましい。ここで、第一電極７４に対するプローブ電極３５，３５，…それぞれの電圧は、プローブＤＮＡ断片にミスハイブリダイズしたサンプルＤＮＡ断片がそのプローブＤＮＡ断片から分離する電圧以上であってプローブＤＮＡ断片にハイブリダイズしたサンプルＤＮＡ断片がそのプローブＤＮＡ断片から分離されない電圧以下である。
【０１１９】
プローブ電極３５，３５，…に負電圧が印加されると、上記ステップＳ２５において複数種のサンプルＤＮＡ断片のうちスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１とミスハイブリダイズしたサンプルＤＮＡ断片又はプローブＤＮＡ断片６１とハイブリダイズしていないサンプルＤＮＡ断片は、そのプローブＤＮＡ断片６１と相補的でないため、そのプローブＤＮＡ断片６１から分離して、第一電極７４及び第二電極７５まで泳動する。一方、複数種のサンプルＤＮＡ断片のうちスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片とハイブリダイズしたサンプルＤＮＡ断片は、そのプローブＤＮＡ断片６１と相補的であるため、そのプローブＤＮＡ断片６１から分離せずに結合した状態を維持する。
【０１２０】
従って、ステップＳ２６後では、複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれは、塩基数が同じであって相補的なプローブＤＮＡ断片６１からなるスポット６０にのみ残留する。そして、複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれは、塩基数が異なるプローブＤＮＡ断片６１からなるスポット６０に残留しないし、相補的でないプローブＤＮＡ断片６１からなるスポット６０にも残留しない。例えば図２９に示すように、サンプルＤＮＡ断片１５１が第８列目の何れかのスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１と同じ塩基数で且つ相補的である場合には、サンプルＤＮＡ断片１５１が第８列目の何れかのスポット６０に残留する。同様に、サンプルＤＮＡ断片１５２が第５列目の何れかのスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１と同じ塩基数で且つ相補的である場合には、サンプルＤＮＡ断片１５２が第５列目の何れかのスポット６０に残留する。サンプルＤＮＡ断片１５３が第２列目の何れかのスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１と同じ塩基数で且つ相補的である場合には、サンプルＤＮＡ断片１５３が第２列目の何れかのスポット６０に残留する。サンプルＤＮＡ断片１５１，１５２，１５３が図２９のように分布している場合には、画像中の行方向に沿った蛍光強度分布が図３０のような蛍光強度分布となる。
【０１２１】
所定時間経過後、電圧制御回路７３が、コントローラ７８の指示に従って、第一電極７４、第二電極７５及び全てのプローブ電極３５，３５，…を等電圧、例えば、接地電位となるように印加する。そして、ドライバ回路７６がコントローラ７８の指示に従って、例えば、ステップＳ３又はステップＳ５で蛍光確認されていた場合、箇所に対応する列、つまり第７列目〜第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…を駆動させ、ステップＳ３又はステップＳ５、ステップＳ８又はステップＳ１０、ステップＳ１３又はステップＳ１５、の全てのステップで蛍光確認されていた場合、第１列目〜第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…を駆動させ、紫外線照射器７７の発光中に光検知デバイス２が蛍光強度分布を表した画像を取得し、その画像データがドライバ回路７６からコントローラ７８に出力される（ステップＳ２７）。また、温度制御回路８０は、上記ステップＳ２５でこのステップＳ２７まで温度調節素子７２，７２，…を駆動して温度調節素子７２，７２，…に冷却動作を行わせ、ドライバ回路７６による光検知デバイス２の動作が終了した時点で温度調節素子７２，７２，…による冷却動作を終了する。また、浴槽７１内に電気泳動媒体８２の温度を検出する温度検出器を設け、温度検出器による検出温度をコントローラ７８にフィードバックし、コントローラ７８が検出温度に従って温度制御回路８０を制御することによって、温度制御回路８０がステップＳ２５からステップＳ２７まで電気泳動媒体８２を４５℃以上に保温するように温度調節素子７２，７２，…を制御しても良い。なお、ステップＳ２５に移行することが確定したら、ステップＳ２７では、どの列で蛍光を検知したか確認せずに第１列目〜第９列目のフォトセンサ素子２０，２０，…を駆動させてもよい。
【０１２２】
そして、コントローラ７８が画像データを表示装置８１に出力して、どのプローブＤＮＡ断片６１に完全ハイブリッドが起こったかをフォトセンサ素子２０，２０，…の光検知した画像データから確認し、予め判っているプローブＤＮＡ断片６１の塩基配列データからハイブリッドしたサンプルＤＮＡ断片の塩基配列をプローブＤＮＡ断片６１の塩基配列から特定し（ステップＳ２８）、ＤＮＡ同定装置１００の動作が終了する。なおステップＳ２８では、コントローラ７８に従って表示装置８１がハイブリッドしたサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を表示するようにしてもよい。
【０１２３】
以上のように、本実施形態では、スポット６０，６０，…は、第１列目〜第３列目のプローブ電極３５，３５，３５の電極組、第４列目〜第６列目のプローブ電極３５，３５，３５の電極組、第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，３５の電極組に分別されている。そして、共通の電極組に配列されたスポット６０，６０，…は塩基数が同じであるが、塩基配列が異なっている。更に、電極組が第二電極７５に向かうにつれてスポット６０の塩基数が少なくなっている。
【０１２４】
以上のように構成された中で、第一電極７４側にサンプルＤＮＡ断片が注入され、ステップＳ１、ステップＳ６、ステップＳ１１のように第二電極７５と第一電極７４との間に電圧が印加されると、サンプルＤＮＡ断片が泳動していくが、塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片ほど体積が小さいために流体抵抗が低いので第二電極７５寄りに泳動する。従って、複数種のサンプルＤＮＡ断片が塩基数ごとに分別される。そして、複数種のサンプルＤＮＡ断片から、ステップＳ１で第７列目〜第９列目のプローブＤＮＡ断片６１とほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片を分別した後に、ステップＳ４においてそのサンプルＤＮＡ断片を第８列目のプローブ電極３５側へと深さ方向に泳動させることによって、第８列目のプローブ電極３５周辺ではほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が高濃度になる。ステップＳ６の後にも同様にステップＳ９が行われ、ステップＳ１１の後にも同様にステップＳ１４が行われる。
【０１２５】
その後、ステップＳ１６、Ｓ１９、Ｓ２２においてそれぞれの塩基数に最適な攪拌が行われることによって、それぞれのスポット６０にはほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が均等且つ高濃度に分布している。そのため、ステップＳ２５において、サンプルＤＮＡ断片をほぼ同じ塩基数の相補的なプローブＤＮＡ断片６１のみとハイブリダイズさせることができる。従って、塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれの塩基配列をほぼ同時に同定することができる。そのため、本ＤＮＡ同定装置１を用いれば、検体のサンプルＤＮＡから同一塩基数のサンプルＤＮＡ断片を抽出する処理を行わなくても良いため、サンプルＤＮＡの構造をより早く解析することができる。
【０１２６】
また、処理がステップＳ２５に移行した時点ではそれぞれのスポット６０にはほぼ同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片が高濃度に分布しているから、その後のステップＳ２５において相補的なプローブＤＮＡ断片と結合するサンプルＤＮＡ断片の数が多くなる。そのため、その後のステップＳ２７において、サンプルＤＮＡ断片と相補的なスポット６０から発する蛍光強度が大きくなり、光検知デバイス２によってより効率的に蛍光分布を検出することができる。
【０１２７】
また、ステップＳ２６においてプローブ電極３５，３５，…に電極７４及び電極７５よりも低電圧を印加しているため、相補的でないスポット６０に到達したサンプルＤＮＡ断片は負極性を有していることから、そのスポット６０から離れて第一電極７４及び第二電極７５に至る。その後のステップＳ２７においては、サンプルＤＮＡ断片に相補的でないスポット６０から蛍光が発さず、サンプルＤＮＡ断片に相補的であるスポット６０からは蛍光が発し、その強度がはっきりする。従って、光検知デバイス２によって取得される画像はコントラストの高く、画像中のどの部分が明るいかを容易に判断することができる。
【０１２８】
また、ステップＳ２６において、サンプルＤＮＡ断片が相補的でないスポット６０から離れるため、ハイブリダイゼーション後にＤＮＡセンサ１の表面を洗浄する必要がなく、作業効率が向上する。なお、ステップＳ２６では、第一電極７４及び第二電極７５ともにプローブ電極３５，３５，…より高い電圧が印加されるが、第一電極７４及び第二電極７５のいずれか一方のみにプローブ電極３５，３５，…より高い電圧が印加されてもよい。
【０１２９】
また、ステップＳ１〜ステップＳ２４の間に温度制御回路８０が温度調節素子７２，７２，…を制御することによって、電気泳動媒体８２の温度が９５℃程度となるため、サンプルＤＮＡ断片同士がハイブリダイズせずに変性した状態を維持でき、泳動しやすい。
【０１３０】
また、温度制御回路８０が温度調節素子７２，７２，…を制御することによって、ステップＳ２５において電気泳動媒体８２の温度が４５℃程度となるため、サンプルＤＮＡ断片が相補的なプローブＤＮＡ断片６１とハイブリダイズしやすい。
【０１３１】
また、光検知デバイス２の表面に複数種のスポット６０，６０、…が配列されているため、レンズや顕微鏡が無くとも光検知デバイス２で鮮明な像を撮像することができ、更に走査機構が無くても二次元的な像を撮像することができる。従って、ＤＮＡ同定装置１００にレンズ、顕微鏡、走査機構を設けなくても済み、ＤＮＡ同定装置１００を小型化することができる。
また、光検知デバイス２の表面にスポット６０，６０，…が配列されているため、相補的なスポット６０から発した蛍光が殆ど減衰せずに光検知デバイス２のフォトセンサ素子２０に入射する。従って、光検知デバイス２の感度が高くなくても済む。
【０１３２】
なお、本発明は、上記実施の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良い。
例えば、上記実施形態ではプローブ電極３５，３５，…は隣り合う三つずつからなる電極組に分けられていたが、一つからなる電極組に分けられていても良いし、二つからなる電極組に分けられていても良いし、四つ以上からなる電極組に分けられていても良い。また、電極組ごとにプローブ電極３５の数が異なっていても良い。また、上記実施形態ではフォトセンサ素子２０，２０，…の縦の列一列につき一つのプローブ電極３５が配列されているが、フォトセンサ素子２０，２０，…の縦の列二列又はそれ以上の列につき一つのプローブ電極３５が配列されていても良い。また、上記実施形態では一つのスポット６０に対して一つのフォトセンサ素子２０が対応しているが、隣り合う二つ以上のフォトセンサ素子２０に対応して一つのスポット６０が対応していて良い。但し、何れの場合においても、同列に配列されたスポット６０，６０，…はプローブＤＮＡ断片６１がほぼ同じ塩基数であり、スポット６０ごとにプローブＤＮＡ断片６１の塩基配列が異なっている。
ステップＳ４では、第８列目のプローブ電極３５，３５，…のみがそれ以外のプローブ電極３５，３５，…より高い電位になったが、これに限らず、共通する電極組、つまり、第７列目〜第９列目のプローブ電極３５，３５，…をそれ以外のプローブ電極３５，３５，…より高い電位にしてもよい。ステップＳ９では、第５列目のプローブ電極３５，３５，…のみがそれ以外のプローブ電極３５，３５，…より高い電位になったが、これに限らず、共通する電極組、つまり、第４列目〜第６列目のプローブ電極３５，３５，…をそれ以外のプローブ電極３５，３５，…より高い電位にしてもよい。ステップＳ１４では、第２列目のプローブ電極３５，３５，…のみがそれ以外のプローブ電極３５，３５，…より高い電位になったが、これに限らず、共通する電極組、つまり、第１列目〜第３列目のプローブ電極３５，３５，…をそれ以外のプローブ電極３５，３５，…より高い電位にしてもよい。
【０１３３】
上記実施形態では、より塩基数が少ないプローブＤＮＡ断片６１が設けられたプローブ電極３５，３５，…上方の電気泳動媒体８２に、より塩基数が少ない一本鎖サンプルＤＮＡ断片を電気泳動して配置させた後に、より塩基数が多いプローブＤＮＡ断片６１が設けられたプローブ電極３５，３５，…上方の電気泳動媒体８２に、より塩基数が多い一本鎖サンプルＤＮＡ断片を電気泳動して配置させたが、より塩基数が多いプローブＤＮＡ断片６１が設けられたプローブ電極３５，３５，…上方の電気泳動媒体８２に、より塩基数が多い一本鎖サンプルＤＮＡ断片を電気泳動して配置させた後に、より塩基数が少ないプローブＤＮＡ断片６１が設けられたプローブ電極３５，３５，…上方の電気泳動媒体８２に、より塩基数が少ない一本鎖サンプルＤＮＡ断片を電気泳動して配置させるように、複数種のサンプルＤＮＡ断片が初期状態で注入される位置と、プローブ電極３５，３５，…の位置と、を調整してもよい。この場合、ステップＳ３〜ステップＳ５とステップＳ１３〜ステップＳ１５が順番を入れ代わり、ステップＳ１６〜ステップＳ１８とステップＳ２２〜ステップＳ２４が順番を入れ代わるように設定される。また塩基数に関わらずサンプルＤＮＡ断片が、サンプルＤＮＡ断片とほぼ同数の塩基数のプローブＤＮＡ断片６１が設けられたプローブ電極３５，３５，…上方の電気泳動媒体８２に、ほぼ同時に泳動されるようにしてもよい。このとき、コントローラ７８は、ステップＳ３、ステップＳ８、ステップＳ１３をほぼ同期してもよく、ステップＳ４、ステップＳ９、ステップＳ１４をほぼ同期してもよく、ステップＳ５、ステップＳ１０、ステップＳ１５をほぼ同期してもよい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、画素の光電変換素子としてフォトセンサ素子２０，２０，…を用いた光検知デバイス２を例にして説明したが、光電変換素子としてフォトダイオードを用いた光検知デバイス（撮像デバイス）を用いても良い。フォトダイオードを用いた光検知デバイスとしては、ハイブリダイゼーションに要する温度が動作可能温度範囲内であれば、ＣＣＤイメージセンサ、ダブルゲートトランジスタ以外のＣＭＯＳイメージセンサがある。
ＣＣＤイメージセンサにおいては、フォトダイオードが基板上にｎ行ｍ列のマトリクス状となって配列されており、それぞれのフォトダイオードの周囲には、フォトダイオードで光電変換された電気信号を転送するための垂直ＣＣＤ、水平ＣＣＤが形成されている。ＣＭＯＳイメージセンサにおいては、フォトダイオードが基板上にｎ行ｍ列のマトリクス状となって配列されており、それぞれのフォトダイオードの周囲にはフォトダイオードで光電変換された電気信号を増幅するための画素回路が設けられている。
【０１３５】
また、上記実施形態では、ＤＮＡ分析装置１００が起動してからステップＳ２５の開始までの間中、温度制御回路８０が温度調節素子７２，７２，…を駆動して、電気泳動媒体８２が９５℃以上に保温されていたが、以下の（ａ）〜（ｄ）のように温度調節素子７２，７２，…を制御しても良い。
【０１３６】
（ａ）  上記ステップＳ３でＹｅｓの場合、上記ステップＳ４からステップＳ１６が開始するまでの間、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って第８列目の温度調節素子７２を駆動し、第８列目の温度調節素子７２に冷却動作を行わせる。これにより、第８列目の温度調節素子７２が吸熱し、第８列目のプローブ電極３５が冷却され、第８列目のスポット６０，６０，…が局所的に４５℃程度に冷却される。これにより第８列目のスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１がハイブリダイズすることができるようになる。更に、上記ステップＳ３でＹｅｓの場合、上記ステップＳ１９からステップＳ２７が終了するまでの間、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って第７〜９列目の温度調節素子７２，７２，７２を駆動し、第７〜９列目の温度調節素子７２，７２，７２に冷却動作を行わせる。
【０１３７】
（ｂ）  上記ステップＳ８でＹｅｓの場合、上記ステップＳ９からステップＳ１９が開始するまでの間、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って第５列目の温度調節素子７２を駆動し、第５列目の温度調節素子７２に冷却動作を行わせる。これにより、第５列目の温度調節素子７２が吸熱し、第８列目のプローブ電極３５が冷却され、第５列目のスポット６０，６０，…が局所的に４５℃程度に冷却される。これにより第５列目のスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１がハイブリダイズすることができるようになる。更に、上記ステップＳ８でＹｅｓの場合、上記ステップＳ２２からステップＳ２７が終了するまでの間、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って第４〜６列目の温度調節素子７２，７２，７２を駆動し、第４〜６列目の温度調節素子７２，７２，７２に冷却動作を行わせる。
【０１３８】
（ｃ）  上記ステップＳ１３でＹｅｓの場合、上記ステップＳ１４からステップＳ２２が開始するまでの間、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って第２列目の温度調節素子７２を駆動し、第２列目の温度調節素子７２に冷却動作を行わせる。これにより、第２列目の温度調節素子７２が吸熱し、第２列目のプローブ電極３５が冷却され、第２列目のスポット６０，６０，…が局所的に４５℃程度に冷却される。これにより第２列目のスポット６０，６０，…のプローブＤＮＡ断片６１がハイブリダイズすることができるようになる。更に、上記ステップＳ１３でＹｅｓの場合、上記ステップＳ２５からステップＳ２７が終了するまでの間、温度制御回路８０がコントローラ７８の指示に従って第１〜３列目の温度調節素子７２，７２，７２を駆動し、第１〜３列目の温度調節素子７２，７２，７２に冷却動作を行わせる。
【０１３９】
（ｄ）  上記（ａ）〜（ｃ）で冷却動作を行っていない温度調節素子７２については、温度制御回路８０によって駆動されて、加熱動作を行う。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明によれば、電気泳動媒体の第一電極側に塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片を注入すると、塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片は第二電極側に泳動しやすく、塩基数の多いサンプルＤＮＡ断片は第二電極側に泳動しにくい。ここで、複数のスポットは、電極組が第二電極に近づくにつれてプローブＤＮＡ断片の塩基数が小さくなるから、サンプルＤＮＡ断片は塩基数の同じ程度のプローブＤＮＡ断片のある電極組の上へと泳動する。複数のプローブ電極及び複数のスポットが第一電極及び第二電極よりも深い位置に配置されているため、サンプルＤＮＡ断片が第一電極から第二電極に向けて泳動している時には、サンプルＤＮＡ断片がスポットにまで至らないが、プローブ電極に電圧が印加されると、サンプルＤＮＡ断片は深さ方向にも泳動する。
ＤＮＡ断片は塩基数が少なくなるにつれて体積が小さくなるので流体抵抗が低くなるため電気泳動移動度が大きくなる。そのため、電気泳動媒体の第一電極側に塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片を注入すると、塩基数の少ないサンプルＤＮＡ断片は第二電極側に泳動しやすく、塩基数の多いサンプルＤＮＡ断片は第二電極側に泳動しにくい。ここで、複数のスポットは、電極組が第二電極に近づくにつれてプローブＤＮＡ断片の塩基数が小さくなるから、サンプルＤＮＡ断片は塩基数の同じプローブＤＮＡ断片のある電極組の上へと泳動する。複数のプローブ電極及び複数のスポットが第一電極及び第二電極よりも深い位置に配置されているため、サンプルＤＮＡ断片が第一電極から第二電極に向けて泳動している時には、サンプルＤＮＡ断片がスポットにまで至らないが、プローブ電極に電圧が印加されると、サンプルＤＮＡ断片は深さ方向にも泳動する。
従って、サンプルＤＮＡ断片は、塩基数の同じ或いは近似したプローブＤＮＡ断片のスポットまで泳動する。そのため、容易にプローブＤＮＡ断片と同じ塩基数のサンプルＤＮＡ断片を抽出できるから、互いに相補的なサンプルＤＮＡ断片及びプローブＤＮＡ断片を速やかにハイブリダイズさせることができ、塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれの塩基配列を迅速に同定することができる。また光検知デバイスを用いることで塩基数の異なる複数種のサンプルＤＮＡ断片それぞれの塩基配列をほぼ同時に同定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＤＮＡ同定装置を一部破断して示した側面図である。
【図２】上記ＤＮＡ同定装置を示した上面図である。
【図３】上記ＤＮＡ同定装置に備わる光検知デバイスの幾つかの画素を示した平面図である。
【図４】図４（ａ）は上記光検知デバイスの一つの画素を示した平面図であり、図４（ｂ）はＩＩ−ＩＩ破断線で破断して示した断面図である。
【図５】上記ＤＮＡ同定装置の制御構成を示したブロック図である。
【図６】上記ＤＮＡ同定装置の光検知デバイス及びドライバ回路を示した回路構成図である。
【図７】フォトセンサ素子の基本的な駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】フォトセンサ素子の動作概念図である。
【図９】フォトセンサ素子の出力電圧の光応答特性を示す図である。
【図１０】上記ＤＮＡ同定装置の動作を示したフローチャートである。
【図１１】図１０の続きを示したフローチャートである。
【図１２】図１１の続きを示したフローチャートである。
【図１３】上記ＤＮＡ同定装置の動作中における浴槽中のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図１４】図１３のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図１５】上記ＤＮＡ同定装置の動作中における浴槽中のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図１６】図１５のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図１７】上記ＤＮＡ同定装置の動作中における浴槽中のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図１８】図１７のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図１９】上記ＤＮＡ同定装置の動作中における浴槽中のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図２０】図１９のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図２１】上記ＤＮＡ同定装置の動作中における浴槽中のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図２２】図２１のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図２３】上記ＤＮＡ同定装置の動作中における浴槽中のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図２４】図２３のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図２５】一回目の攪拌後のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図２６】二回目の攪拌後のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図２７】三回目の攪拌後のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【図２８】三回目の攪拌後のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図２９】ハイブリダイズしていないサンプルＤＮＡ断片を第一電極及び第二電極に引き寄せた後のサンプルＤＮＡ断片の分布状態を上記ＤＮＡ同定装置とともに示した図面である。
【図３０】図２９のサンプルＤＮＡ断片の分布状態による蛍光強度分布を表すグラフである。
【符号の説明】
１      ＤＮＡセンサ
２      光検知デバイス
２０      フォトセンサ素子
３４      紫外線遮蔽層
３５      プローブ電極
６０      スポット
６１      プローブＤＮＡ断片
７１      浴槽
７２      温度調節素子
７４      第一電極
７５      第二電極
７３      電圧制御回路
７６      ドライバ回路
７７      紫外線照射器
８０      温度制御回路
８２      電気泳動媒体
８３      振とう器
１００      ＤＮＡ分析装置
１５１、１５２、１５３      サンプルＤＮＡ断片
【図１】
2004271382.tif 000003
【図２】
2004271382.tif 000004
【図３】
2004271382.tif 000005
【図４】
2004271382.tif 000006
【図５】
2004271382.tif 000007
【図６】
2004271382.tif 000008
【図７】
2004271382.tif 000009
【図８】
2004271382.tif 000010
【図９】
2004271382.tif 000011
【図１０】
2004271382.tif 000012
【図１１】
2004271382.tif 000013
【図１２】
2004271382.tif 000014
【図１３】
2004271382.tif 000015
【図１４】
2004271382.tif 000016
【図１５】
2004271382.tif 000017
【図１６】
2004271382.tif 000018
【図１７】
2004271382.tif 000019
【図１８】
2004271382.tif 000020
【図１９】
2004271382.tif 000021
【図２０】
2004271382.tif 000022
【図２１】
2004271382.tif 000023
【図２２】
2004271382.tif 000024
【図２３】
2004271382.tif 000025
【図２４】
2004271382.tif 000026
【図２５】
2004271382.tif 000027
【図２６】
2004271382.tif 000028
【図２７】
2004271382.tif 000029
【図２８】
2004271382.tif 000030
【図２９】
2004271382.tif 000031
【図３０】
2004271382.tif 000032