(57)【要約】【課題】  検体からＤＮＡ等の反応生成物の生成及び反応生成物の分析を短時間且つ容易に行うことができるようにすること。【解決手段】  ＤＮＡ分析装置１は、固体撮像デバイス３と、反応器５０とを一体に設けたものである。反応器５０には、マイクロ流路５３が形成されている。また、マイクロ流路５３に通じる開口部５４，５５，５６，５７が反応器５０に形成されている。固体撮像デバイス２の受光面にはスポット６０が点在しており、更に突条６２が設けられている。突条６２の間が溝６３となっており、マイクロ流路５３の出口が溝６３に接続している。【選択図】図１
2005195492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査装置と、
前記検査装置と連通する反応炉が内部に形成された反応器と、を備えることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記検査装置又は前記反応器を加熱又は冷却するための温度調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記検査装置が、固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスの画素の列に平行となって前記固体撮像デバイスの受光面に設けられた突条と、を有し、
前記複数の突条の間に形成された溝は、前記反応炉に連通されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記突条の間の前記溝に電圧が印加されるための電圧印加手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記複数の突条の間に形成された溝１つにつき前記固体撮像デバイスの画素の列が少なくとも１列あることを特徴とする請求項３又は４に記載の分析装置。
【請求項６】
前記検査装置が、固体撮像デバイスと、既知の塩基配列のプローブＤＮＡ断片からなり、前記固体撮像デバイスの受光面に点在した複数のスポットと、を有し、
前記スポット１つにつき前記固体撮像デバイスの画素が少なくとも１つ重なっ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分析装置。
【請求項７】
前記反応炉に通じる検体注入用開口部及び試薬注入用開口部が前記反応器に形成さ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分析装置。
【請求項８】
反応器の検体注入用開口部に検体を注入して前記反応器内の反応炉内で前記検体を反応させ反応生成物を生成する反応生成物生成工程と、
前記反応炉と連通した固体撮像デバイスに前記反応生成物を移動させる反応生成物移動工程と、
を備えることを特徴とする分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体から反応生成物を生成する工程及び反応生成物の分析する工程を行うために用いる分析装置及び分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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２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】
検体のＤＮＡ構造を分析するためには、検体からＤＮＡを抽出する工程、ＤＮＡを増幅する工程、ＤＮＡに蛍光標識を付す工程等を経て、得られたＤＮＡの分析を熱レンズ顕微鏡等を用いて行う（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２８７６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、検体からＤＮＡを得るために複雑な工程を経て、長時間の時間がかかるという問題があった。また、得られたＤＮＡの分析に熱レンズ顕微鏡を用いたものとしても、ＤＮＡを検出するために高感度且つ高価な熱レンズ顕微鏡を必要とし、ＤＮＡの分析のコストが高くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、検体からＤＮＡ等の反応生成物の生成及び反応生成物の分析を短時間且つ容易に行うことができる分析装置及び分析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明の分析装置は、
検査装置と、
内部に前記検査装置と連通する反応炉が形成された反応器と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
以上のように、反応器と検査装置を一体化したので反応器内の反応プロセスによって生成された反応物を取り分けることなく直接検査装置に送出することができる。このため微量の反応物であっても効率よく検査装置でその存在を検知することが可能となる。
特にＤＮＡの塩基配列を特定する場合、前記反応炉に通じる検体注入用開口部及び試薬注入用開口部が前記反応器に形成されていれば、作業者が検体注入用開口部に検体を注入し、作業者が試薬注入用開口部に試薬を注入すると、反応炉において検体と試薬が反応し、反応生成物が反応炉の出口から流出する。検査装置が光学的固体撮像デバイスであれば、反応炉の出口が固体撮像デバイスの受光面に導かれているため、反応生成物が固体撮像デバイスの受光面で拡がる。固体撮像デバイスで撮像を行えば、固体撮像デバイスの受光面に拡がった反応生成物の分析を行うことができる。このように、熱レンズ顕微鏡等のような高価な装置が無くとも、そのような装置よりも低価格な固体撮像デバイスで反応生成物の分析を行うことができる。
【０００８】
このように、反応炉、検体注入用開口部及び試薬注入用開口部が反応器に形成されていると、作業者が検体を検体注入用開口部に注入するとともに試薬を試薬注入用開口部に注入するだけで、反応生成物を容易に生成することができる。従って、複雑な化学操作技術を必要とされず、誰でも反応生成物を生成することができる。また、反応器と検査装置が一体化されているため、反応生成物の生成から反応生成物の分析までを短時間で行うことができる。
【０００９】
前記検査装置又は前記反応器を加熱又は冷却するための温度調整手段が設けられていると、ＤＮＡ塩基配列検査の際のハイブリダイゼーションの温度制御が容易にできる。温度調整手段としては薄膜電気的発熱抵抗体があり、装置全体の薄型化を図ることができる。
【００１０】
特に反応器と固体撮像デバイスとの間に設けているために固体デバイスの各領域毎に温度勾配が生ずる。
【００１１】
前記検査装置が、固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスの画素の列に平行となって前記固体撮像デバイスの受光面に設けられた突条と、を有し、前記複数の突条の間に形成された溝は、前記反応炉に連通されていることが好ましい。
【００１２】
以上のように、複数の突条が壁となるので突条の間に形成された溝に沿って反応生成物を移動することが可能となり、効率的に固体撮像デバイスの画素に反応生成物を移送することができる。
【００１３】
前記突条の間の前記溝に電圧が印加されるための電圧印加手段が設けられていることが好ましい。
【００１４】
電圧印加手段としては、溝の近傍に設けられた電極が特に好ましい。このように、溝に沿った電界を発生させることができるため、ＤＮＡ塩基配列検査の場合に反応生成物をハイブリダイゼーションの際に溝に電気泳動媒体を満たせば、反応生成物が溝に沿って電気泳動する。
【００１５】
前記複数の突条の間に形成された溝１つにつき前記固体撮像デバイスの画素の列が少なくとも１列あることが好ましい。
【００１６】
前記検査装置が、固体撮像デバイスと、既知の塩基配列のプローブＤＮＡ断片からなり、前記固体撮像デバイスの受光面に点在した複数のスポットと、を有し、前記スポット１つにつき前記固体撮像デバイスの画素が少なくとも１つ重なっていることが好ましい。
【００１７】
既知の塩基配列のスポットが固体撮像デバイスの受光面に点在しているため、反応生成物としてのサンプルＤＮＡ断片がハイブリダイゼーションしたスポットを固体撮像デバイスにより検出すれば、その検出したスポットの相補的な塩基配列がサンプルＤＮＡ断片の塩基配列である。そのため、反応生成物としてのサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を同定することができる。
【００１８】
本発明の分析方法においては、反応器の検体注入用開口部に検体を注入して前記反応器内の反応炉内で前記検体を反応させ反応生成物を生成する反応生成物生成工程と、前記反応炉と連通した固体撮像デバイスに前記反応生成物を移動させる反応生成物移動工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、熱レンズ顕微鏡等のような高価な装置が無くとも、そのような装置よりも低価格な固体撮像デバイスで反応生成物の分析を行うことができる。また、複雑な化学操作技術を必要とされず、反応生成物の生成から反応生成物の分析までを短時間且つ容易に行うことができる。特に従来のように反応生成物をフラスコや、試験管、シャーレにとってそこから検査装置に移送すると残査が残ってしまい微量の反応生成物の場合に検出精度が下がってしまう恐れがあるが、反応生成物と検査を一連のプロセスで行うことができるので効率よく処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の分析装置を適用した実施形態におけるＤＮＡ分析装置１の平面図である。
【００２２】
図１に示すように、ＤＮＡ分析装置１は、検体からＤＮＡを生成するための反応器５０と、反応器５０で生成されたＤＮＡの配列を特定検査するための検査装置としてのＤＮＡアレイチップ２と、を同一基板５１上に一体に設けたものである。
【００２３】
図２は、図１のII−II断面図である。図２に示すように、反応器５０は、ガラス等の透明部材からなる基板５１と、セラミック、シリコン、アルミニウム、ガラスのうちの少なくとも一種の材料から板状に形成された基板５２とを、一方の面にマイクロ流路５３となる溝５９が形成されたポリイミド層５８を介して互いに重ね合わせて接合した構造を有している。ポリイミド層５８の溝５９は、エッチング法によって基板５２との接合面に葛折り状に形成されており、この溝５９に蓋をするように基板５２をポリイミド層５８に接合することによって、この溝５９で形成された空間が反応炉としてのマイクロ流路５３となる。
【００２４】
基板５２には、基板５２の表面から裏面まで貫通した四つの開口部５４，５５，５６，５７（図１に図示）が形成されている。これら開口部５４，５５，５６，５７がマイクロ流路５３に通じている。マイクロ流路５３の経路について説明する。図１に示すように、開口部５４から合流部５３ａまでの経路が開口部５５から合流部５３ａまでの経路と合流部５３ａにおいて合流している。合流部５３ａから合流部５３ｂまでの経路が開口部５６から合流部５３ｂまでの経路と合流部５３ｂにおいて合流している。合流部５３ｂから合流部５３ｃまでの経路が開口部５７から合流部５３ｃまでの経路が合流部５３ｃにおいて合流している。マイクロ流路５３は、合流部５３ｃから分岐部５３ｄまで連なって、分岐部５３ｄにおいて６つの経路に分岐している。分岐部５３ｄにおいて分岐した６つの経路はそれぞれ、反応器５０の側面において開口しており、分岐部５３ｄにおいて分岐した６つの経路それぞれの末端が出口となる。
【００２５】
詳細については後述するが、ＤＮＡ分析装置１の使用の時には、血等のＤＮＡを含む検体を開口部５４から注入してマイクロ流路５３に流し込み、ＤＮＡ分離抽出試薬を開口部５５から注入してマイクロ流路５３内で検体内のＤＮＡ断片をそれぞれ螺旋状の分子構造にまで分離させ、ついでポリメラーゼと呼ばれる酵素試薬を開口部５６から注入してマイクロ流路５３内で分離されたＤＮＡと混合して増幅させ、蛍光標識となる蛍光物質の試薬を開口部５７から注入し、マイクロ流路５３内で増幅されたＤＮＡ断片と物理的又は化学的に結合する。
【００２６】
図３及び図４を用いてＤＮＡアレイチップ２について説明する。図３は、図１のIII−III断面図であり、図４は、ＤＮＡアレイチップ２の平面図である。図３及び図４に示すように、ＤＮＡアレイチップ２は、固体撮像デバイス３と、固体撮像デバイス３の受光面にマトリクス状に点在したスポット６０，６０，…と、固体撮像デバイス３の受光面に設けられた複数の突条６２，６２，…と、を備える。
【００２７】
固体撮像デバイス３は、反応器５０と共用する略平板状の透明基板５１と、透明基板５１の一方の面上に６行６列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（以下、ダブルゲートトランジスタという。）２０，２０，…と、ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…をまとめて被覆する保護絶縁層３１と、を備える。
【００２８】
透明基板５１は、光を透過する性質（以下、光透過性という。）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、ＰＭＭＡ等といったプラスチック基板であり、上流側の領域に反応器５０が設けられ、下流側の領域に固体撮像デバイス３が設けられている。
【００２９】
図５及び図６を用いてダブルゲートトランジスタ２０について説明する。ここで、図５は、固体撮像デバイス３の１つの画素を示した平面図であり、図６は、図５のVI−VI断面図である。
【００３０】
ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…は、画素となる光電変換素子である。ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…はそれぞれ、透明基板５１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、ボトムゲート絶縁膜２２をボトムゲート電極２１と挟むとともにボトムゲート電極２１に対向した真性な半導体膜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、不純物半導体膜２５上に形成されたソース電極２７と、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、トップゲート絶縁膜２９及びチャネル保護膜２４を半導体膜２３と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。
【００３１】
ボトムゲート電極２１は、ダブルゲートトランジスタ２０ごとに透明基板５１上に形成されている。また、透明基板５１上には横方向に延在する６本のボトムゲートライン４１，４１，…が形成されており、横方向に配列された同一の行の６つのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…それぞれ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。
【００３２】
ボトムゲート絶縁膜２２は、全てのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…に共通して形成されており、ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１，４１，…をまとめて被覆している。ボトムゲート絶縁膜２２は、絶縁性及び光透過性を有し、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる。
【００３３】
ボトムゲート絶縁膜２２上には、半導体膜２３がダブルゲートトランジスタ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、紫外線（波長域が４００ｎｍ未満）を受光しても十分に励起されず、紫外線よりも長波長の可視光（４００ｎｍ以上）を受光すると十分励起して光量に応じた量の電子−正孔対を生成するアモルファスシリコン又はポリシリコンで形成された層である。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、絶縁性及び光透過性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。チャネル保護膜２４は、パターニングに用いられるエッチャントから半導体膜２３の界面を保護するものである。半導体膜２３に光が入射すると、入射した光量に従った量の電子−正孔対がチャネル保護膜２４と半導体膜２３との界面付近を中心に発生するようになっている。この場合、半導体膜２３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。
【００３４】
半導体膜２３の一端部上には、不純物半導体膜２５が一部チャネル保護膜２４に重なるようにして形成されており、半導体膜２３の他端部上には、不純物半導体膜２６が一部チャネル保護膜２４に重なるようにして形成されている。不純物半導体膜２５，２６は、ダブルゲートトランジスタ２０ごとに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。
【００３５】
不純物半導体膜２５上には、ダブルゲートトランジスタ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、ダブルゲートトランジスタ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、縦方向に延在する６本のソースライン４２，４２，…及びドレインライン４３，４３，…がボトムゲート絶縁膜２２上に形成されている。縦方向に配列された同一の列の６つのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…それぞれのソース電極２７は共通のソースライン４２と一体に形成されており、縦方向に配列された同一列の６つのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…それぞれのドレイン電極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。
【００３６】
トップゲート絶縁膜２９は、全てのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…に共通して形成されており、ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のチャネル保護膜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，…をまとめて被覆している。トップゲート絶縁膜２９は、絶縁性及び光透過性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００３７】
トップゲート絶縁膜２９上には、ダブルゲートトランジスタ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上には横方向に延在する６本のトップゲートライン４４，４４，…が形成されており、横方向に配列された同一の行の６つのダブルゲートトランジスタ２０，２０，…それぞれ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、導電性及び光透過性を有し、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。
【００３８】
保護絶縁層３１は、ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…のトップゲート電極３０及びトップゲートライン４４，４４，…をまとめて被覆している。保護絶縁層３１は、絶縁性及び光透過性を有し、窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００３９】
以上のように構成された固体撮像デバイス３は、保護絶縁層３１の表面を受光面としており、それぞれのダブルゲートトランジスタ２０は、半導体膜２３において受光した光量を電気信号に変換する光電変換素子である。
【００４０】
固体撮像デバイス３の受光面上つまり保護絶縁層３１上には、蛍光体を励起するために上側からダブルゲートトランジスタ２０に向けて照射される励起光を遮光し、励起光によって蛍光体が発するより長波長域の光を透過する励起光遮蔽膜３２がべた一面に形成されている。
【００４１】
励起光遮蔽膜３２上には、光透過性を有したオーバーコート層３３がべた一面に形成されている。このオーバーコート層３３は、励起光遮蔽膜３２を保護したり、スポット６０，６０，…を固体撮像デバイス３の受光面に固定したりするものである。
【００４２】
次に、スポット６０について説明する。図１、図３、図４等に示すように、複数種のスポット６０，６０，…が互いに離間して、理解しやすいように６行６列のマトリクス状となってオーバーコート層３３上に配列されている。図６に示すように、１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、１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）を有する。また、スポット６０ごとに一本鎖プローブＤＮＡ断片６１の塩基配列が異なる配列となっている。何れのスポット６０も、塩基配列が既知のものである。
【００４３】
以上のようなスポット６０，６０，…がそれぞれダブルゲートトランジスタ２０，２０，…に対応して配列されている。つまり、図４に主に示すように固体撮像デバイス３を平面視した場合、１つのダブルゲートトランジスタ２０に１つのスポット６０が重なっており、特にダブルゲートトランジスタ２０の半導体膜２３が１つのスポット６０に重なっている。
【００４４】
スポット６０，６０，…を固体撮像デバイス３の受光面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）で表面処理した固体撮像デバイス３の受光面に分注装置を用いて点着して、ＤＮＡの荷電を利用して固体撮像デバイス３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、共有結合により固体撮像デバイス３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固体撮像デバイス３の表面に存在する。
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、表面処理した固体撮像デバイス３の表面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。
【００４５】
固体撮像デバイス３の受光面には、反応器５０のポリイミド層５８と一体的に形成された突条６２，６２，…が設けられている。突条６２，６２，…は、縦方向に配列されたスポット６０，６０，…の列の間において縦方向に延在している。突条６２，６２，…の間が溝６３，６３，…となっており、１つの溝６３につき６つのスポット６０，６０，…が縦方向に配列されている。溝６３はポリイミド層５８の溝５９と一体的に連通しており、そして、反応器５０の分岐部５３ｄにおいて６つに分岐した経路の末端の出口は、溝６３，６３，…にそれぞれ接続している。なお、溝６３の長手方向は、ドレインライン４３と平行になっている。
【００４６】
次に、以上のように構成されたＤＮＡ分析装置１を用いたＤＮＡ読取装置について、図７及び図８を用いて説明する。
【００４７】
図７及び図８に示すように、ＤＮＡ読取装置７０は、表示装置７１と、全体の制御を司る演算処理装置７２と、固体撮像デバイス３の表面に励起光を面状に照射する光照射ユニット７３と、固体撮像デバイス３を駆動して画像を取得するための駆動装置（トップゲートドライバ７４、ボトムゲートドライバ７５、ドレインドライバ７６及び駆動回路７７から構成される。）と、を備える。
【００４８】
光照射ユニット７３は、例えば、半導体膜２３を十分に励起する波長域を含まず且つ後述する蛍光体を十分励起する波長域の紫外線等の励起光を発する光源７８と、光源７８から発した紫外線が出射面７９ａから外部に向けて出射される導光体７９と、を備える。ＤＮＡ分析装置１はＤＮＡ読取装置７０に対して着脱自在となっており、ＤＮＡ読取装置７０に装着されたＤＮＡ分析装置１の固体撮像デバイス３の受光面が蛍光体励起光の出射面７９ａに近接して対向するようになっている。固体撮像デバイス３の受光面が導光体７９の出射面７９ａに対向した場合、出射面７９ａから面放射した光が固体撮像デバイス３の表面に均等に照射されるようになっている。
【００４９】
また、ＤＮＡ分析装置１がＤＮＡ読取装置７０に装着された場合、固体撮像デバイス３のトップゲートライン４４，４４，…がトップゲートドライバ７４の端子にそれぞれ接続されるようになっている。同様に、固体撮像デバイス３のボトムゲートライン４１，４１，…がボトムゲートドライバ７５の端子にそれぞれ接続されるようになっており、固体撮像デバイス３のドレインライン４３，４３，…がドレインドライバ７６の端子にそれぞれ接続されるようになっている。また、ＤＮＡ分析装置１がＤＮＡ読取装置７０に装着された場合、固体撮像デバイス３のソースライン４２，４２，…が一定電圧源に接続され、この例ではソースライン４２，４２，…が接地されるようになっている。
【００５０】
トップゲートドライバ７４は、シフトレジスタである。つまり、トップゲートドライバ７４は、駆動回路７７から制御信号Ｔｃｎｔを入力することによって、１行目のトップゲートライン４４から６行目のトップゲートライン４４の順に（６目に達したら必要に応じて１行目に戻る。）リセットパルス（図９に図示）を出力するようになっている。リセットパルスのレベルは＋５〔Ｖ〕のハイレベルである。一方、トップゲートドライバ７４は、リセットパルスを出力しない時にローレベルの−２０〔Ｖ〕の電位をそれぞれのトップゲートライン４４に印加するようになっている。
【００５１】
ボトムゲートドライバ７５は、シフトレジスタである。つまり、一行目のボトムゲートライン４１から６行目のボトムゲートライン４１の順に（６行目に達したら必要に応じて１行目に戻る。）リードパルス（図９に図示）を出力するようになっている。リードパルスのレベルは＋１０〔Ｖ〕のハイレベルであり、リードパルスが出力されていない時のレベルは±０〔Ｖ〕のローレベルである。
【００５２】
トップゲートドライバ７４がｉ行目（ｉは１〜６の何れかの整数。）のトップゲートライン４４にリセットパルスを出力した後にキャリア蓄積期間を経てボトムゲートドライバ７５がｉ行目のボトムゲートライン４１にリードパルスを出力するように、トップゲートドライバ７４及びボトムゲートドライバ７５は出力信号をシフトするようになっている。つまり、各行では、リードパルスが出力されるタイミングは、リセットパルスが出力されるタイミングより遅れている。また、ｉ行目（ｉは、１〜６の何れかである。）のトップゲートライン４４へのリセットパルスの入力が開始してから、ｉ行目のボトムゲートライン４１へのリードパルスの入力が終了するまでの期間は、ｉ行目の選択期間である。リセットパルスのレベルは＋５〔Ｖ〕のハイレベルであり、リセットパルスが出力されていない時のレベルは−２０〔Ｖ〕のローレベルである。
【００５３】
ドレインドライバ７６は、それぞれの行の選択期間において、リセットパルスが出力されてからリードパルスが出力されるまでの間に、全てのドレインライン４３，４３，…にプリチャージパルス（図９に図示）を出力するようになっている。プリチャージパルスのレベルは＋１０〔Ｖ〕のハイレベルであり、プリチャージパルスが出力されていない時のレベルは±０〔Ｖ〕のローレベルである。また、ドレインドライバ７６は、プリチャージパルスの出力後にドレインライン４３，４３，…の電圧を増幅して、駆動回路７７に出力するようになっている。
【００５４】
駆動回路７７は、演算処理装置７２によって駆動されることによって、ボトムゲートドライバ７５、トップゲートドライバ７４、ドレインドライバ７６それぞれに制御信号Ｂｃｎｔ、Ｔｃｎｔ、Ｄｃｎｔを出力することでボトムゲートドライバ７５、トップゲートドライバ７４、ドレインドライバ７６に適宜パルスを出力させるようになっている。更に、駆動回路７７は、リードパルスが出力されてから所定時間経過後のドレインライン４３，４３，…の電圧を検出することによって、又はリードパルスが出力されてからドレインライン４３，４３，…の電圧が所定閾値電圧に至るまでの時間を検出することによって、画像を取得し、その画像を演算処理装置７２に出力するようになっている。演算処理装置７２は、駆動回路７７から入力した画像を表示装置７１に表示させるようになっている。
【００５５】
以上のように、固体撮像デバイス３の表面にスポット６０，６０，…が配列されているため、ＤＮＡ読取装置７０にはレンズ・顕微鏡といった光学系を設けずとも、固体撮像デバイス３で鮮明な像を撮像することができる。従って、ＤＮＡ読取装置７０を小型化することができる。
【００５６】
ＤＮＡ分析装置１及びＤＮＡ読取装置７０を用いたＤＮＡの分析方法（同定方法）について説明する。
まず、作業者が検体を開口部５４に注入し、ＤＮＡ分離抽出試薬を開口部５５に注入し、ポリメラーゼと呼ばれる酵素試薬を開口部５６に注入し、蛍光物質の試薬を開口部５７に注入する。なお、開口部５７に注入する蛍光物質は、紫外線によって励起されることによって可視光を発するものとする。
【００５７】
そして、マイクロ流路５３内を流動し、合流部５３ａに到達した検体（例えば、血液、唾液等）がＤＮＡ分離抽出試薬と混合するとともに反応器５０に設けられた加熱ヒータ（温度調整手段）で加熱されると、検体のＤＮＡは螺旋構造が解かれた状態に抽出される。なお、反応器５０に設けられた加熱ヒータが発熱することにより、反応器５０とともに検体が加熱される。
その後、抽出された一本鎖の状態のＤＮＡが合流部５３ｂに到達すると、ＤＮＡが酵素試薬と混合し、これによりＤＮＡがＰＣＲ反応（ポリメラーゼ連鎖反応）により増幅する。その後、増幅したＤＮＡが合流部５３ｃに到達すると、ＤＮＡが蛍光物質と混合し、これによりＤＮＡが蛍光標識される。その後、蛍光標識されたＤＮＡが分岐部５３ｄにおいて分流し、分岐部５３ｄにおいて分岐した６つの経路の末端から溝６３，６３，…に流出する。ここで、溝６３，６３，…に流出するまでの間にＤＮＡが一本鎖ＤＮＡ断片に変性する。以下では、検体から変性した一本鎖ＤＮＡ断片をサンプルＤＮＡ断片という。
【００５８】
以上のように、マイクロ流路５３が微小であるため、検体、ＤＮＡ分離抽出試薬、酵素試薬及び蛍光物質試薬の量が少なくとも、蛍光標識されたサンプルＤＮＡ断片を得ることができる。また、検体、ＤＮＡ分離抽出試薬、酵素試薬及び蛍光物質試薬をそれぞれ開口部５４，５５，５６，５７に注入するだけで、蛍光標識されたサンプルＤＮＡ断片を容易に生成することができる。
【００５９】
溝６３，６３，…に流出したサンプルＤＮＡ断片は、溝６３，６３，…の反対側の端へと流れる。ここで、ＤＮＡアレイチップ２は反応器５０と同様にサンプルＤＮＡ断片が螺旋構造が解かれる温度に加熱されている。サンプルＤＮＡ断片がくまなく全てのスポット６０に分布されると、ＤＮＡアレイチップ２は相補的な塩基同士が水素結合をする程度に冷却する。ＤＮＡアレイチップ２を冷却する冷却手段（温度調整手段）としては電気的に冷却するクーラーや放熱板を設けてもよいが、反応器５０の加熱ヒータからの熱を断熱する構造としてもよい。断熱構造としては、反応器５０とＤＮＡアレイチップ２との間の位置の基板５１に溝を設けて形成してもよい。このように冷却されると、サンプルＤＮＡ断片は、ハイブリダイゼーションによってスポット６０，６０，…のうち相補性を有するスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１と結合し、相補性を有しないスポット６０のプローブ断片６１とは結合しない。次に、作業者が、溝６３に純水を流してハイブリダイゼーションしなかったサンプルＤＮＡ断片を洗い流す。このとき、プローブＤＮＡ断片６１とハイブリダイゼーションしたサンプルＤＮＡ断片は、蛍光物質とともに流されることなくスポット６０に固定化されたままである。
【００６０】
次に、作業者がＤＮＡ分析装置１をＤＮＡ読取装置７０に装着して、固体撮像デバイス３の受光面を導光体７９の出射面７９ａに対向させて、スポット６０，６０，…を出射面７９ａに軟接触させる。作業者がＤＮＡ分析装置１をＤＮＡ読取装置７０にセッティングすると、トップゲートライン４４，４４，…がトップゲートドライバ７４の端子にそれぞれ接続され、ボトムゲートライン４１，４１，…がボトムゲートドライバ７５の端子に接続され、ドレインライン４３，４３，…がドレインドライバ７６の端子にそれぞれ接続される。
【００６１】
次に、光照射ユニット７３の光源７８が点灯し、紫外線による励起光が出射面７９ａから固体撮像デバイス３の受光面に向けて出射する。これによって、スポット６０，６０，…のうちサンプルＤＮＡ断片とハイブリダイゼーションしたスポット６０では、サンプルＤＮＡ断片に付着した蛍光体から蛍光（主に可視光）を発し、サンプルＤＮＡ断片と結合しなかったスポット６０は蛍光を発しない。そのため、サンプルＤＮＡ断片と結合したスポット６０に対応したダブルゲートトランジスタ２０には、励起光遮蔽膜３２によって光源７８からの励起光が入射されず、蛍光体からの蛍光が入射され、サンプルＤＮＡ断片と結合していないスポット６０に対応したダブルゲートトランジスタ２０には殆ど励起光及び蛍光が入射されない。固体撮像デバイス３の表面にスポット６０，６０、…のプローブＤＮＡ断片６１が固定されているため、サンプルＤＮＡ断片と結合したスポット６０から発した蛍光はあまり減衰せずに、そのスポット６０に対応したダブルゲートトランジスタ２０に入射して電子−正孔対を発生させる。一方、励起光及び蛍光が入射されないダブルゲートトランジスタ２０では十分な電子−正孔対が発生しない。従って、ダブルゲートトランジスタ２０，２０，…の感度が低くても、十分な感度で検知することができる。
【００６２】
そして、ＤＮＡ読取装置７０の駆動装置（トップゲートドライバ７４、ボトムゲートドライバ７５、ドレインドライバ７６及び駆動回路７７）が、固体撮像デバイス３を駆動することによって、固体撮像デバイス３がダブルゲートトランジスタ２０，２０，…それぞれで蛍光強度又は蛍光の光量を検知し、受光面に沿った光強度分布を二次元の画像データとして取得する。
【００６３】
ＤＮＡ読取装置７０の画像取得動作は以下のようになる。
即ち、駆動回路７７がトップゲートドライバ７４に制御信号Ｔｃｎｔを出力し、トップゲートドライバ７４が１行目のトップゲートライン４４から６行目のトップゲートライン４４へと順次リセットパルスを出力する。また、駆動回路７７がボトムゲートドライバ７５に制御信号Ｂｃｎｔを出力し、ボトムゲートドライバ７５が１行目のボトムゲートライン４１から６行目のボトムゲートライン４１へと順次リードパルスを出力する。また、駆動回路７７が制御信号Ｄｃｎｔをドレインドライバ７６に出力し、ドレインドライバ７６が各行でリセットパルスが出力されているリセット期間と各行でリードパルスが出力されているリード期間との間の入射光によって生じるキャリアを蓄積するキャリア蓄積期間に、プリチャージパルスを全てのドレインライン４３，４３，…に出力する。
【００６４】
ｉ行目の各ダブルゲートトランジスタ２０の動作について詳細に説明する。図９に示すように、トップゲートドライバ７４がｉ行目のトップゲートライン４４にリセットパルスを出力すると、ｉ行目のトップゲートライン４４がハイレベルになる。ｉ行目のトップゲートライン４４がハイレベルになっている間（この期間をリセット期間という。）、ｉ行目の各ダブルゲートトランジスタ２０では、半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積されたキャリア（ここでは、正孔である。）が、トップゲート電極３０の電圧により反発して吐出される。
【００６５】
次に、トップゲートドライバ７４がｉ行目のトップゲートライン４４にリセットパルスを出力することを終了する。ダブルゲートトランジスタ２０の半導体膜２３には、最も近接するスポット６０のプローブＤＮＡ断片６１及びサンプルＤＮＡ断片の一対に含まれる蛍光体からの蛍光が入射されており、ｉ行目のトップゲートライン４４のリセットパルスが終了してから、ｉ行目のボトムゲートライン４１にリードパルスが出力されるまでの間（この期間をキャリア蓄積期間という。）、半導体膜２３内で、この蛍光の光量に従った量の電子−正孔対が生成され、そのうちの正孔がトップゲート電極３０の負電界により半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積される。
【００６６】
次に、キャリア蓄積期間中に、ドレインドライバ７６が全てのドレインライン４３，４３，…にプリチャージパルスを出力する。プリチャージパルスが出力されている間（プリチャージ期間という。）では、ｉ行目の各ダブルゲートトランジスタ２０においては、トップゲート電極３０に印加されている電位が例えば−２０〔Ｖ〕と負電位であり、ボトムゲート電極２１に印加されている電位が±０〔Ｖ〕であるため、たとえトップゲート電極３０の負電界によって半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積された正孔の電荷だけではゲート−ソース間電位が低いので半導体膜２３にはチャネルが形成されず、ドレイン電極２８とソース電極２７との間に電流は流れない。プリチャージ期間において、ドレイン電極２８とソース電極２７との間に電流が流れないため、ドレインライン４３，４３，…に出力されたプリチャージパルスによってｉ行目の各ダブルゲートトランジスタ２０のドレイン電極２８に電荷がチャージされる。
【００６７】
次に、ドレインドライバ７６がプリチャージパルスの出力を終了するとともに、ボトムゲートドライバ７５がｉ行目のボトムゲートライン４１にリードパルスを出力する。ボトムゲートドライバ７５がｉ行目のボトムゲートライン４１にリードパルスを出力している間（この期間を、リード期間という。）では、ｉ行目の各ダブルゲートトランジスタ２０のボトムゲート電極２１に＋１０〔Ｖ〕の電位が印加されているため、ｉ行目の各ダブルゲートトランジスタ２０がオン状態になる。
【００６８】
リード期間においては、キャリア蓄積期間において蓄積されたキャリアの量に応じてトップゲート電極３０の負電界を緩和するように働くため、キャリアの量が十分であればボトムゲート電極２１に印加された正電圧によって半導体膜２３にチャネルが形成されて、ドレイン電極２８からソース電極２７に電流が流れるようになる。従って、リード期間では、ドレインライン４３，４３，…の電圧は、ドレイン−ソース間電流によって時間の経過とともに徐々に低下する傾向を示す。
【００６９】
ここで、キャリア蓄積期間において半導体膜２３に入射した蛍光の光量が多くなるにつれて、蓄積されるキャリアの量も多くなり、蓄積されるキャリアの量が多くなるにつれて、リード期間においてドレイン電極２８からソース電極２７に流れる電流のレベルも大きくなる。従って、リード期間におけるドレインライン４３，４３，…の電圧の変化傾向は、キャリア蓄積期間で半導体膜２３に入射した光量に深く関連する。つまり入射された光量が多いほど、プリチャージされた電圧の低下が大きくなる。そして、駆動回路７７が、ｉ行目のリード期間から次の（ｉ＋１）行目のプリチャージ期間までの間に、ドレインドライバ７６を介して、リード期間が開始してから所定の時間経過後のドレインライン４３，４３，…の電圧を検出してＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換された信号を解析することにより、光の強度に換算される。なお、駆動回路７７が、ｉ行目のリード期間から次の（ｉ＋１）行目のプリチャージ期間までの間に、ドレインドライバ７６を介して、所定の閾値電圧に至るまでの時間を検出しても良い。この場合でも、光の強度に換算される。また、図９では、トップゲートドライバ７４の（ｉ＋１）行目のリセットパルスの立ち上がり時期は、ボトムゲートドライバ７５のｉ行目のリードパルスが立ち下がってからであるが、これに限らず、トップゲートドライバ７４の（ｉ＋１）行目のリセットパルスの立ち上がり時期は、各行のキャリア蓄積時間を一定にし且つ各行のプリチャージ期間及びリードが重ならなけらばよいので、トップゲートドライバ７４のｉ行目のリセットパルスの立ち下がり直後からボトムゲートドライバ７５のｉ行目のリードパルスの立ち下がりまでの間であってもよい。ただし、（ｉ＋１）行目のダブルゲートトランジスタ２０のためにドレインライン４３，４３，…に出力されたプリチャージパルスの出力は、ボトムゲートドライバ７５のｉ行目のリードパルスの立ち下がり以降になるように設定されている。
【００７０】
上述した一連の画像読み取り動作を１サイクルとして、全ての行の各ダブルゲートトランジスタ２０にも同等の処理手順を繰り返すことにより、ＤＮＡ分析装置１上の光の強度分布が画像として取得される。そして、光強度分布を表した画像は、駆動回路７７から演算処理装置７２へ出力される。演算処理装置７２は、光強度分布を表した画像を表示装置７１に表示させる。表示された画像中のどの部分の光強度が大きいかによってサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を特定する。
【００７１】
なお、キャリア蓄積期間の長さを調節すれば、固体撮像デバイス３のダブルゲートトランジスタ２０の感度を調節することができる。例えば、キャリア蓄積期間を長くすれば、ハイブリダイゼーションしたスポット６０から発した光の強度が弱い場合でも、生成される電子−正孔対の時間が長くなるのでそれに応じて蓄積される正孔の量も増えるため、ハイブリダイゼーションしたスポット６０の光を検知することができる。
【００７２】
以上のように、本実施形態によれば、マイクロ流路５３の出口が固体撮像デバイス３の受光面に導かれているため、サンプルＤＮＡ断片が固体撮像デバイス３の受光面で拡がり、固体撮像デバイス３の受光面に沿った蛍光分布強度を固体撮像デバイス３によって測定することによりサンプルＤＮＡ断片の塩基配列を同定することができる。このように、熱レンズ顕微鏡等のような高価な装置が無くとも、そのような装置よりも低価格な固体撮像デバイス３で反応生成物の分析を行うことができる。
【００７３】
更には、マイクロ流路５３及び開口部５４，５５，５６，５７が反応器５０に形成されているため、作業者が検体を開口部５４に注入するとともに試薬を開口部５５，５６，５７に注入するだけで、蛍光標識されたサンプルＤＮＡ断片を容易に生成することができる。従って、作業者には複雑な化学操作技術を必要とされず、誰でもサンプルＤＮＡ断片を生成することができる。また、反応器５０と固体撮像デバイス３が一体化しているため、蛍光標識されたサンプルＤＮＡ断片の生成からサンプルＤＮＡ断片の同定までを短時間で行うことができる。
【００７４】
また、マイクロ流路５３において生成されたサンプルＤＮＡ断片がそのままマイクロ流路５３の出口から溝６３，６３，…に流出するので、溝６３に沿った蛍光強度分布を溝６３ごとに固体撮像デバイス３により測定することができ、スポット６０，６０，…の光検出を一度に行うことができる。
【００７５】
〔第２の実施の形態〕
図１０は、第２の実施形態におけるＤＮＡ分析装置１０１を示した平面図である。図１０に示すように、ＤＮＡ分析装置１０１において、第１の実施形態のＤＮＡ分析装置１のいずれかの部分と同一の部分に対しては同一の符号を付し、同一の部分についての説明は省略する。また、以下の説明においても、同一符号を用いてＤＮＡ分析装置１０１について説明する。
【００７６】
このＤＮＡ分析装置１０１においては、固体撮像デバイス３の受光面に帯状の薄膜ヒータ（温度調整手段）１０２が形成されている。薄膜ヒータ１０２の長手方向は、溝６３，６３，…の長手方向に直交している。薄膜ヒータ１０２は、溝６３，６３，…の底で部分的に露出しており、突条６２によって部分的に覆われている。そして、薄膜ヒータ１０２は、固体撮像デバイス３の外縁のうち反応器５０寄りの縁に沿って配置されている。薄膜ヒータ１０２は電気エネルギーにより発熱する電熱膜であり、具体的には電気抵抗性発熱体、半導体性発熱体を薄膜状に成膜したものである。
【００７７】
ＤＮＡ分析装置１０１を図７、図８に示したＤＮＡ読取装置７０に装着した場合、薄膜ヒータ１０２がＤＮＡ読取装置７０に設けられた端子に接触し、端子を介して薄膜ヒータ１０２に電力が供給されるようになっている。これにより、薄膜ヒータ１０２が発熱する。
【００７８】
１つの溝６３に着目すると、薄膜ヒータ１０２が発熱することによりマイクロ流路５３の出口側が高温となり、マイクロ流路５３の出口から遠ざかるにつれて温度が低くなる。これにより、サンプルＤＮＡ断片の温度依存性を計測することができる。
【００７９】
また、二重鎖結合温度（一本鎖ＤＮＡ断片同士がハイブリダイズする温度）の高いスポット６０を薄膜ヒータ１０２寄りに配置し、スポット６０，６０，…が薄膜ヒータ１０２から遠くなるにつれて二重鎖結合温度が低くければ、サンプルＤＮＡ断片が相補的でないスポット６０とミス・ハイブリダイズすることを防止することができる。さらに、薄膜ヒータ１０２は、直上を通過するサンプルＤＮＡ断片の螺旋構造を解く程度に加熱してあれば良好にハイブリダイゼーションすることができる。
【００８０】
〔第３の実施の形態〕
図１１は、第３の実施形態におけるＤＮＡ分析装置２０１を示した平面図である。図１１に示すように、ＤＮＡ分析装置２０１において、第１の実施形態のＤＮＡ分析装置１のいずれかの部分と同一の部分に対しては同一の符号を付し、同一の部分についての説明は省略する。また、以下の説明においても、同一符号を用いてＤＮＡ分析装置２０１について説明する。
【００８１】
このＤＮＡ分析装置２０１においては、固体撮像デバイス３の受光面に帯状の電極２０２が形成されている。電極２０２の長手方向は、溝６３，６３，…の長手方向に直交している。電極２０２は、溝６３，６３，…の底で部分的に露出しており、突条６２によって部分的に覆われている。そして、電極２０２は、固体撮像デバイス３の外縁のうち反応器５０から離れた対の縁に沿って配置されている。
【００８２】
ＤＮＡ分析装置２０１を図７、図８に示したＤＮＡ読取装置７０に装着した場合、電極２０２がＤＮＡ読取装置７０に設けられた直流電圧源に接触し、直流電圧源によって電極２０２に直流電圧が印加されるようになっている。
【００８３】
このＤＮＡ分析装置２０１を用いる場合には、溝６３，６３，…に電気泳動媒体（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）を満たす。１つの溝６３に着目すると、電極２０２に直流電圧が印加されることによって、マイクロ流路５３の出口から溝６３に流出したサンプルＤＮＡ断片が、溝６３に満たされた電気泳動媒体中を電気泳動する。この場合、固体撮像デバイス３の受光面にスポット６０，６０，…を設けなくても良いが、固体撮像デバイス３によって受光面に沿った蛍光分布を検知することによりサンプルＤＮＡ断片の電気泳動度を測定することができる。
【００８４】
本発明は、上記各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、上記各実施形態では、固体撮像デバイス３の画素（ダブルゲートトランジスタ２０）が６行６列に配列されているが、６行６列に限定されない。溝６３も６列となっているが、６列に限定されない。１つの溝６３につき画素の縦の列が少なくとも１列含まれており、マイクロ流路５３の溝５９の出口がそれぞれの溝６３に連通すれば良い。また、１画素につき１スポット６０が点在しているが、隣り合う複数画素につき１スポット６０が点在しても良い。
【００８５】
また、上記各実施形態では、光電変換素子としてダブルゲートトランジスタ２０，２０，…を用いた固体撮像デバイス３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固体撮像デバイスに本発明を適用しても良い。フォトダイオードを用いた固体撮像デバイスとしては、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサがある。
【００８６】
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。また、上記固体撮像デバイス３と同様に、保護絶縁層が複数のフォトダイオードを被覆するように一面に成膜されており、保護絶縁層上に導電体層が一面に成膜されている。そして、オーバーコート膜を介して導電体層上に複数種のスポットが配列されているが、平面視して１つのフォトダイオードに１つのスポットが重なっている。
【００８７】
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ＣＭＯＳ回路が設けられている。また、上記固体撮像デバイス３と同様に、保護絶縁層が複数のフォトダイオードを被覆するように一面に成膜されており、保護絶縁層上に導電体層が一面に成膜されている。そして、オーバーコート膜を介して導電体層上に複数種のスポットが配列されているが、平面視して１つのフォトダイオードに１つのスポットが重なっている。
なお、上記各実施形態の構成を組み合わせて適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＤＮＡ分析装置１の平面図である。
【図２】反応器５０の断面図である。
【図３】ＤＮＡアレイチップ２の断面図である。
【図４】ＤＮＡアレイチップ２の平面図である。
【図５】１つの画素の平面図である。
【図６】１つの画素の断面図である。
【図７】ＤＮＡ読取装置７０の概略構成を示したブロック図である。
【図８】ＤＮＡ分析装置１をＤＮＡ読取装置７０にセッティングした場合の形態を示した断面図である。
【図９】ドライバによって固体撮像デバイス３に出力される電気信号のレベルの推移を示したタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるＤＮＡ分析装置１０１の平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるＤＮＡ分析装置２０１の平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１、１０１、２０１  …  ＤＮＡ分析装置
３  …  固体撮像デバイス（検査装置）
２０  …  ダブルゲートトランジスタ（画素）
５０  …  反応器
５３  …  マイクロ流路（反応炉）
５４  …  開口部（検体注入用開口部）
５５  …  開口部（試薬注入用開口部）
５６  …  開口部（試薬注入用開口部）
５７  …  開口部（試薬注入用開口部）
６２  …  突条
６３  …  溝
１０２  …  薄膜ヒータ（温度調整手段）
２０２  …  電極（電圧印加手段）
【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】
2005195492.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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