(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１プローブがそれぞれ固定された複数の第１検出用電極、前記第１プローブとは塩基配列が異なる第２プローブがそれぞれ固定された複数の第２検出用電極、前記複数の第１検出用電極及び第２検出用電極に対応して配置され、前記第１プローブ及び前記第２プローブとは塩基配列が異なるコントロールＤＮＡがそれぞれ固定された複数のコントロール電極とを備えるチップに、サンプル核酸を含む薬液を供給する段階と、
前記複数の第１検出用電極を介してそれぞれ第１検出信号を、前記複数の第２検出用電極を介してそれぞれ第２検出信号を、前記複数のコントロール電極を介してそれぞれコントロール信号を、それぞれ取得する段階と、
前記第１検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＸ座標とする段階と、
前記第２検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＹ座標とする段階と、
原点から前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標が定める点までのベクトルが正のＸ軸となす角度を算出する段階と、
前記角度を、予め定めた角度判定基準と比較する段階
とを含み、前記角度判定基準の下限値と上限値とが、それぞれ独立に設定され、前記角度と前記角度判定基準との大小関係により、前記サンプル核酸の型を判定することを特徴とする塩基配列判定方法。
【請求項２】
前記第１プローブは、野生型の遺伝子型を検出するためのプローブとし、前記第２プローブは、変異型の遺伝子型を検出するためのプローブとすることを特徴とする請求項１記載の塩基配列判定方法。
【請求項３】
前記角度判定基準として、野生型下限値、野生型上限値、ヘテロ型下限値、ヘテロ型上限値、変異型下限値、変異型上限値が設定され、
前記角度が、野生型下限値と野生型上限値の間である場合に、前記サンプル核酸の型を野生型、
前記角度が、ヘテロ型下限値とヘテロ型上限値の間である場合に、前記サンプル核酸の型をヘテロ型、
前記角度が、変異型下限値と変異型上限値の間である場合に、前記サンプル核酸の型を変異型と、
それぞれ判定することを特徴とする請求項２記載の塩基配列判定方法。
【請求項４】
前記極座標変換により得られる前記ベクトルの長さを、予め定めたベクトル長判定基準と比較する段階と、
前記ベクトルの長さが前記ベクトル長判定基準よりも小さい場合には、判定不能と判断することを特徴とする請求項１記載の塩基配列判定方法。
【請求項５】
前記角度判定基準が、複数の既知の塩基配列のサンプル核酸の測定データの平均値と標準偏差を用いて定められることを特徴とする請求項３記載の塩基配列判定方法。
【請求項６】
第１プローブがそれぞれ固定された複数の第１検出用電極、前記第１プローブとは塩基配列が異なる第２プローブがそれぞれ固定された複数の第２検出用電極、前記第１プローブ及び前記第２プローブとは塩基配列が異なるコントロールＤＮＡがそれぞれ固定された複数のコントロール電極とを備えるチップを装着して使用され、
前記複数の第１検出用電極を介してそれぞれ第１検出信号を、前記複数の第２検出用電極を介してそれぞれ第２検出信号を、前記複数のコントロール電極を介してそれぞれコントロール信号を、それぞれ取得する測定系と、
前記チップに、薬液を送液する送液系と、
前記測定系及び送液系を制御する制御機構と、
前記第１検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＸ座標とし、前記第２検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＹ座標とし、原点から前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標が定める点までのベクトルが正のＸ軸となす角度を算出し、前記角度を、予め定めた角度判定基準と比較し、前記角度と前記角度判定基準との大小関係により、前記サンプル核酸の型を判定する型判定モジュールを含むコンピュータ
とを備え、前記角度判定基準の下限値と上限値とが、それぞれ独立に設定されることを特徴とする塩基配列判定システム。
【請求項７】
前記コンピュータが、
前記第１検出信号、前記第２検出信号、前記コントロール信号をそれぞれ電流−電圧特性として取得し、該電流−電圧特性のベースラインの傾きをそれぞれ求め、それぞれのベースラインの傾きにより、それぞれの電流−電圧特性の正常・異常を判定し、異常な検出信号を演算対象外とする電流波形判定モジュールと、
前記第１検出信号、前記第２検出信号、前記コントロール信号に対応するそれぞれの電流−電圧特性から、それぞれのバックグラウンド電流を差し引いて、それぞれの真の検出信号をピーク電流値として取得するピーク電流検出モジュールと、
前記ピーク電流検出モジュールが算出した真のピーク電流値のデータ群中から、正常グループを抽出するグループ正常判定モジュールと、
抽出された正常データから真のピーク電流値のデータ群を用いて、対象とする核酸の塩基が存在するかどうかを判定する有無判定モジュールもしくはサンプル核酸の一塩基多型を同定する型判定モジュール
とを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の塩基配列判定システム。
【請求項８】
第１プローブがそれぞれ固定された複数の第１検出用電極、前記第１プローブとは塩基配列が異なる第２プローブがそれぞれ固定された複数の第２検出用電極、前記第１プローブ及び前記第２プローブとは塩基配列が異なるコントロールＤＮＡがそれぞれ固定された複数のコントロール電極とを備えるチップにサンプル核酸を含む薬液を供給された後、
前記複数の第１検出用電極を介してそれぞれ第１検出信号を、前記複数の第２検出用電極を介してそれぞれ第２検出信号を、前記複数のコントロール電極を介してそれぞれコントロール信号を、それぞれ取得する手順と、
前記第１検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＸ座標とし、前記第２検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＹ座標とし、原点から前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標が定める点までのベクトルが正のＸ軸となす角度を算出する手順と、
前記角度を、予め定めた角度判定基準と比較する手順
とを含む処理をコンピュータに実行させ、前記角度判定基準の下限値と上限値とが、それぞれ独立に設定され、これにより前記コンピュータに、前記サンプル核酸の型が、野生型、ヘテロ型、変異型、若しくは判定不能と判断させるための塩基配列判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸の塩基配列を判定する塩基配列判定方法、この塩基配列判定方法を実現する塩基配列判定システム、及びこの塩基配列判定システムを自動で制御し、測定信号を自動解析される塩基配列判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトゲノムは、約３０億の遺伝子暗号（塩基）により構成されている。現在進行している「ヒトゲノムプロジェクト」は、この遺伝子暗号（塩基配列）をすべて解き明かすことになる。これらの経緯の中で、個人間において多くの遺伝子暗号（塩基配列）の違いが存在することが明らかになってきている。ヒトゲノムの塩基配列の違い（多型）は、１個の塩基が他の塩基に置き換わっている一塩基多型（ＳＮＰ）、１塩基から数千塩基に亘る欠損や挿入によるもの、繰り返し配列の繰り返し回数の違い（ＶＮＴＲ，マイクロサテライト多型）などに分類されているが、現在は、これらの多型の中で、特に一塩基多型（ＳＮＰ）が注目を集めている。一塩基多型（ＳＮＰ）とは、ＤＮＡの塩基配列の中でたった１つの塩基が違うことであり、酒に強い弱いや、薬が効きやすいかどうかなど、人間の個性の最小単位にあたるものである。ヒトゲノム３０億塩基対の内、一塩基多型（ＳＮＰ）は約３００万個（５００〜１０００塩基対に１個の割合）〜１，０００万個存在すると示唆され、特定のタンパク質が作られなかったり、他人と違うものを作ったりして個人差（体質）、人種差などの違いをもたらしている。ヒトにおける遺伝子の個人差の研究では、一塩基多型を解析して、病気に対する感受性や薬物への応答を調べ、そのヒトにあった副作用の少ない薬を投薬するようなテーラーメイド医療が可能になると言われ、一塩基多型（ＳＮＰ）の解析の研究が進められている。植物であれば、植物が本来持っている病気や害虫に対する抵抗性の仕組みを解明し、その機能を高めたりすることができる。
【０００３】
一塩基多型（ＳＮＰ）が注目を集める理由としては、その解析技術向上により多数のＳＮＰの解析が可能になったことによる疾患とＳＮＰとの関連についての関心の高まりが上げられる。その研究目的は、疾患関連遺伝子や、薬剤代謝の個人差の解析、慢性疾患など広範囲に亘っている。一部の薬物代謝、脂質代謝については、ＳＮＰとの関連も明らかになってきている。今後も、ＳＮＰとこれらの関連が徐々に明らかになってくるものと期待されている。
【０００４】
ＳＮＰの解析のような分子生物学的技術には、非常に多くの試料につき膨大な数の操作を行うことが含まれている。それらは、しばしば、複雑で時間が掛かり、一般に高い精度が要求される。多くの技術は、感度、特異性又は再現性の欠如によってその適用が制限されている。
【０００５】
例えば、感度及び特異性に伴う問題は、これまで、核酸ハイブリダイゼーションの実際的な適用を制限してきた。「ハイブリダイゼーション」は核酸のハイブリッド形成又は核酸雑種分子形成のことを言い、核酸の１次構造、即ち塩基配列の相同性を調べたり、相同の塩基配列を持つ核酸を検出したりする方法として用いられている。１本鎖にした核酸同士が、相補性を持つ塩基対間、即ち、アデニン（Ａ）−チミン（Ｔ）間、或いはグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）間で水素結合ができ、二重らせんの２本鎖核酸を形成する性質を利用するものである。核酸ハイブリダイゼーｓｈン分析には、一般的に、大量の被標的核酸の中から非常に少数の特異的標的核酸（ＤＮＡ又はＲＮＡ）をプローブで検出することが含まれる。高い特性を維持するためには、通常は、温度、塩、洗浄剤、溶媒、カオトロピック剤及び変性剤の種々の組合せにより達成される最も厳格な条件下でハイブリダイゼーションを行う。大部分の試料、特にヒトゲノムＤＮＡ試料中のＤＮＡが非常に複雑なことに関連する。試料が、特異的標的配列に酷似した膨大な数の配列よりなる場合には、最もユニークなプローブ配列でさえ、被標的配列と多数の部分的ハイブリダイゼーションを起こす。又、プローブＤＮＡとの特異的標的（サンプルＤＮＡ）との間の好ましくないハイブリダイゼーション動力学が関連する場合もある。最良の条件下でさえ、大部分のハイブリダイゼーション反応は、相対的に低濃度のプローブＤＮＡ及び標的分子（サンプルＤＮＡ）で行われる。加えて、プローブＤＮＡはしばしばサンプルＤＮＡに対する相補鎖と競合する。又、高レベルの非特異的バックグラウンド・シグナルが、ほとんどいずれの物質にもプローブＤＮＡが親和性を有することによって引き起こされるという問題もある。したがって、これらの問題が個々に、又は組み合わさって、核酸ハイブリダイゼーションの感度や特異性を喪失させる。
【０００６】
この様な事情のもと、本発明者は、既に、例えば、ＳＮＰ（一塩基多型）の判定（２種の塩基のホモ／へテロ判定）をするのに、それぞれの信号の大きさに対するｔ検定により、有意差判定を行う方法や（特許文献１参照）や、それぞれの信号の大きさの比を解析する方法を提案している（特許文献２参照）。特許文献１に記載された方法では、ほぼ完全に２種の信号値が一致していない限り、ヘテロ判定をすることはないが、実際の測定では、この様なことは不可能である。又、特許文献２に記載された方法では、その課題を克服すべく、信号の比によって解析する方法を提案しているが、一方の信号増加量が「負」若しくは非常に小さい場合の判定精度が悪いという問題がある。
【０００７】
この様に、従来も、核酸の塩基配列を判定するアルゴリズムは存在していたが、判定の精度に課題があった。
【特許文献１】特開２００４−１２５７７７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、判定の精度が高く、実態に即した判定ができる、塩基配列判定方法、塩基配列判定システム及び塩基配列判定プログラム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】
【０００９】
本発明の第１の態様は、
第１プローブがそれぞれ固定された複数の第１検出用電極、前記第１プローブとは塩基配列が異なる第２プローブがそれぞれ固定された複数の第２検出用電極、前記複数の第１検出用電極及び第２検出用電極に対応して配置され、前記第１プローブ及び前記第２プローブとは塩基配列が異なるコントロールＤＮＡがそれぞれ固定された複数のコントロール電極とを備えるチップに、サンプル核酸を含む薬液を供給する段階と、
前記複数の第１検出用電極を介してそれぞれ第１検出信号を、前記複数の第２検出用電極を介してそれぞれ第２検出信号を、前記複数のコントロール電極を介してそれぞれコントロール信号を、それぞれ取得する段階と、
前記第１検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＸ座標とする段階と、
前記第２検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＹ座標とする段階と、
原点から前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標が定める点までのベクトルが正のＸ軸となす角度を算出する段階と、
前記角度を、予め定めた角度判定基準と比較する段階
とを含み、前記角度と前記角度判定基準との大小関係により、前記サンプル核酸の型を判定することを特徴とする塩基配列判定方法である。
【００１０】
本発明の第２の態様は、
第１プローブがそれぞれ固定された複数の第１検出用電極、前記第１プローブとは塩基配列が異なる第２プローブがそれぞれ固定された複数の第２検出用電極、前記第１プローブ及び前記第２プローブとは塩基配列が異なるコントロールＤＮＡがそれぞれ固定された複数のコントロール電極とを備えるチップを装着して使用され、
前記複数の第１検出用電極を介してそれぞれ第１検出信号を、前記複数の第２検出用電極を介してそれぞれ第２検出信号を、前記複数のコントロール電極を介してそれぞれコントロール信号を、それぞれ取得する測定系と、
前記チップに、薬液を送液する送液系と、
前記測定系及び送液系を制御する制御機構と、
前記第１検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＸ座標とし、前記第２検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＹ座標とし、原点から前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標が定める点までのベクトルが正のＸ軸となす角度を算出し、前記角度を、予め定めた角度判定基準と比較し、前記角度と前記角度判定基準との大小関係により、前記サンプル核酸の型を判定する型判定モジュールを含むコンピュータ
とを備えることを特徴とする塩基配列判定システムである。
【００１１】
本発明の第3の態様は、
第１プローブがそれぞれ固定された複数の第１検出用電極、前記第１プローブとは塩基配列が異なる第２プローブがそれぞれ固定された複数の第２検出用電極、前記第１プローブ及び前記第２プローブとは塩基配列が異なるコントロールＤＮＡがそれぞれ固定された複数のコントロール電極とを備えるチップにサンプル核酸を含む薬液を供給された後、
前記複数の第１検出用電極を介してそれぞれ第１検出信号を、前記複数の第２検出用電極を介してそれぞれ第２検出信号を、前記複数のコントロール電極を介してそれぞれコントロール信号を、それぞれ取得する手順と、
前記第１検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＸ座標とし、前記第２検出信号の平均値から前記コントロール信号の平均値を減算し、前記コントロール信号の平均値で除算した値をＹ座標とし、原点から前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標が定める点までのベクトルが正のＸ軸となす角度を算出する手順と、
前記角度を、予め定めた角度判定基準と比較する手順
とを含む処理をコンピュータに実行させ、これにより前記コンピュータに、前記サンプル核酸の型が、野生型、ヘテロ型、変異型、若しくは判定不能と判断させるための塩基配列判定プログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＳＮＰのホモ・ヘテロの型判定を、高い精度で実態に即してできる塩基配列判定方法、塩基配列判定システム及び塩基配列判定プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。又、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。  
（塩基配列判定システム）
本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムは、図７に示すように、チップカートリッジ１１と、このチップカートリッジ１１と電気的に接続される測定系１２、チップカートリッジ１１に設けられた流路とインタフェース部を介して物理的に接続される送液系１３及びチップカートリッジ１１の温度制御を行う温度制御機構１４等を備える。図７の測定系１２は、図１に示すように、対極５０２の入力に対して参照極５６１，５６２の電圧をフィードバック（負帰還）させることにより、セル内の電極や溶液などの各種条件の変動によらずに溶液中に所望の電圧を印加する３電極方式のポテンシオ・スタットであり、検出チップ２１の端子Ｃ，Ｒ，Ｗに接続されている。図１の検出チップ２１は、図７のチップカートリッジ１１に備えられている。  
検出チップ２１は、図２に示すように、ＳＮＰ１検出用電極である作用極５５１，ＳＮＰ２検出用電極である作用極５５２，コントロール電極である作用極５５３と、これらの作用極５５１，５５２，５５３に対する参照極５６１，５６２及び対極５０２が検出チップ上に配列された電極ユニットを用いている。即ち、測定系１２は、作用極５５１，５５２，５５３に対する参照極５６１，５６２の電圧を、ある所定の特性に設定されるように対極５０２の電圧を変化させ、挿入剤の電気化学的反応による電流（以下において「電気化学的電流」と言う。）を電気化学的に測定する。  
本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法は、先ず、塩基配列判定の目的とされる標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１，５８２，５８３（図９〜１１参照。）と相補的な塩基配列を有するプローブＤＮＡ５７１，５７２について、それぞれ作用極５５１，５５２に固定化させる。即ち、図３（ａ）に示すように、作用極５５１は、図９に示した塩基配列ＣＴＧＡＧ……を有する標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１とは相補的な塩基配列ＧＡＣＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７１が固定化される電極である。なお、本実施形態では、サンプルＤＮＡ，プローブＤＮＡと記載しているが、ＤＮＡ以外にＰＮＡ，ＲＮＡ等、他の核酸をサンプルもしくはプローブとして用いても良い。図３（ａ）では、ＳＮＰ位置の塩基を、下から３番目のＣとしたＳＮＰ="Ｇ"検出用電極である。  
又、図３（ｂ）に示すように、作用極５５２は、図１０に示した塩基配列ＣＴＴＡＧ……を有する標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８２とは相補的な塩基配列ＧＡＡＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７２が固定化される電極である。図３（ｂ）も、ＳＮＰ位置の塩基を、下から３番目のＡとしたＳＮＰ="Ｔ"検出用電極である。  
一方、図３（ｃ）に示すように、作用極５５３は、標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１，５８２とは相補的関係のない塩基配列ＣＡＧＴＧ……を有するプローブＤＮＡ（コントロールＤＮＡ）５７３が固定化されるコントロール電極である。これらの作用極５５１，５５２，５５３は、セル内の反応電流を検出する電極として機能する。なお、作用極５５１，５５２，５５３に固定化されるプローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３の種類は  例示に過ぎないが、作用極５５１，５５２，５５３に固定化されるプローブＤＮＡの種類は、それぞれ異なる塩基配列を有するサンプルＤＮＡを検出するように設計されていれば良く、それぞれの作用極に固定化されるプローブの種類は単一である必要はない。
【００１４】
対極５０２は、作用極５５１，５５２，５５３との間に所定の電圧を印加してセル内に電流を供給する電極である。参照極５６１，５６２は、参照極５６１，５６２と作用極５５１，５５２，５５３との間の電圧を所定の電圧特性に制御すべく、その電極電圧を対極５０２にフィードバックさせる電極であり、これにより対極５０２による電圧が制御され、セル内の各種検出条件に左右されない精度の高い電気化学的電流の検出が行える。
【００１５】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムの測定系１２は、電極間を流れる電流を検出するための電圧パターンを発生させる電圧パターン発生回路５１０を備え、この電圧パターン発生回路５１０は、配線５１２ｂを介して参照極５６１，５６２の参照電圧制御用の反転増幅器５１２（ＯＰｃ）の反転入力端子に接続されている。電圧パターン発生回路５１０は、図７に示す制御機構１５から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して電圧パターンを発生させる回路であり、ＤＡ変換器を備える。配線５１２ｂには抵抗Ｒｓが接続されている。反転増幅器５１２の非反転入力端子は接地され、出力端子には配線５０２ａが接続されている。反転増幅器５１２の反転入力端子側の配線５１２ｂと出力端子側の配線５０２ａは配線５１２ａで接続されている。この配線５１２ａには、フィードバック抵抗Ｒff及びスイッチＳＷfからなる保護回路５００が設けられている。線５０２ａは検出チップ２１の端子Ｃに接続されている。端子Ｃは、検出チップ２１上の対極５０２に接続されている。対極５０２が複数設けられている場合には、各々に対して並列に端子Ｃが接続される。これにより、１つの電圧パターンにより複数の対極５０２に同時に電圧を印加することができる。線５０２ａには、端子Ｃへの電圧印加のオンオフ制御を行うスイッチＳＷ０が設けられている。
【００１６】
反転増幅器５１２に設けられた保護回路５００により、対極５０２に過剰な電圧がかからないような構成となっている。したがって、測定時に過剰な電圧が印加され、溶液が電気分解されてしまうことにより、所望の挿入剤の電気化学的電流の検出に影響を及ぼすことがなく、安定した測定が可能となる。
【００１７】
検出チップ２１の端子Ｒは、配線５０３ａにより電圧フォロア増幅器（ＯＰr）５１３の非反転入力端子に接続されている。電圧フォロア増幅器５１３の反転入力端子は、その出力端子に接続された配線５１３ｂと配線５１３ａにより短絡している。配線５１３ｂには抵抗Ｒfが設けられており、配線５１２ｂの抵抗と、配線５１２ａと配線５１２ｂの交点との間に接続されている。これにより、電圧パターン発生回路５１０により生成される電圧パターンに、参照極５６１，５６２の電圧をフィードバックさせた電圧を反転増幅器５１２に入力させ、そのような電圧を反転増幅した出力に基づき対極５０２の電圧を制御する。
【００１８】
検出チップ２１の端子Ｗは、配線５０１ａによりトランス・インピーダンス増幅器（ＯＰw）５１１の反転入力端子に接続されている。トランス・インピーダンス増幅器５１１の非反転入力端子は接地され、その出力端子に接続された配線５１１ｂと配線５０１ａとは配線５１１ａにより接続されている。配線５１１ａには抵抗Ｒwが設けられている。このトランス・インピーダンス増幅器５１１の出力側の端子Ｏの電圧をＶw、電流をＩwとすると：
Ｖw＝Ｉw・Ｒw                  ……（１）
となる。この端子Ｏから得られる電気化学信号は、図７に示す制御機構１５に出力される。作用極５５１，５５２，５５３は複数あるため、端子Ｗ及び端子Ｏは、作用極５５１，５５２，５５３のそれぞれに対応して複数設けられる。複数の端子Ｏからの出力は後述する信号切替部により切り替えられ、ＡＤ変換されることにより各作用極５５１，５５２，５５３からの電気化学信号をデジタル値としてほぼ同時に取得することができる。なお、端子Ｗ及び端子Ｏの間のトランス・インピーダンス増幅器５１１などの回路は、複数の作用極５５１，５５２，５５３で共有しても良い。この場合、配線５０１ａに複数の端子Ｗからの配線を切り替えるための信号切替部を備えれば良い。  
図７の塩基配列判定システムを構成するチップカートリッジ１１は、図４及び５に示すように、カセット上蓋７１１、カセット下蓋７１２、パッキン７１３（シール部材）及び基板７１４からなるカセットを構成している。カセット上蓋７１１及びカセット下蓋７１２の内表面同士を対向させ、かつこれらカセット上蓋７１１及びカセット下蓋７１２の間にパッキン７１３及び基板７１４を狭んだ状態で固定している。カセット上蓋７１１の外表面から内表面にかけて、断面が略円形のノズル差込孔７２２及び７２３が貫通して形成されている。このノズル差込孔７２２及び７２３の内径は、送入及び送出ポート７５２，７５３、及び図６のバルブユニット７０５のノズル７０７，７０８、の外径よりも若干大きく設定されており、例えば３．２ｍｍ程度である。図４に示すように、カセット上蓋７１１の外表面から内表面にかけて断面が略長方形の電気コネクタ用ポート７２４及び７２５が貫通して形成されている。この電気コネクタ用ポート７２４及び７２５の各々には、後述する電気コネクタが挿着され使用される。更に、外表面には内表面にかけてシール検出孔７２６が貫通して形成されている。このシール検出孔７２６は、シールの有無の検出に用いられる。即ち、カセット（検出チップ）２１の外表面のシール検出孔７２６の表面から電気コネクタ用ポート７２４及び７２５の表面にかけてシールが貼付された状態で、カセット（検出チップ）２１へ薬液（試料）を注入し、カセット（検出チップ）２１に薬液（試料）を注入した後にシールが剥がすが、そのシールの有無の検出する。カセット（検出チップ）２１に、シールが貼付された状態で、薬液（試料）を注入することにより、たとえ薬液（試料）溶液が誤って電気コネクタポート７２４若しくは７２５上に滴下しても、シールで被覆されているため、実際のポート７２４若しくは７２５内には液が侵入することがなく、電気的に短絡してしまう等の不具合を発生させる心配を生じないようにしている。  
図５に示すように、カセット上蓋７１１の内表面側には、所定の深さでかつ基板７１４の断面形状とほぼ同じ断面形状を有する基板位置決め溝が設けられており、この基板位置決め溝の周囲は内表面で囲まれている。基板位置決め溝はノズル差込孔７２２及び７２３、電気コネクタ用ポート７２４及び７２５にオーバーラップして形成されている。基板位置決め溝にあわせて基板７１４をはめ込むことにより、基板７１４をカセット上蓋７１１に位置決め配置することができる。基板位置決め溝の深さは基板７１４の厚さとほぼ同じになるように形成されている。
【００１９】
図５に示すように、カセット上蓋７１１の内表面側で基板位置決め溝にオーバーラップして、基板位置決め溝よりも更に深いパッキン位置決め溝が設けられており、このパッキン位置決め溝の周囲は基板位置決め溝で囲まれている。パッキン位置決め溝はノズル差込孔７２２及び７２３にオーバーラップして形成されている。パッキン位置決め溝にあわせてパッキン７１３をはめ込むことにより、パッキン７１３をカセット上蓋７１１に位置決め配置することができる。パッキン位置決め溝の基板位置決め溝に対する深さは後述するパッキン７１３の厚さとほぼ同じになるように形成されている。したがって、パッキン位置決め溝の内表面に対する深さは、パッキン７１３の厚さに基板７１４の厚さを加算した厚さとほぼ同じになるように形成されている。
【００２０】
カセット上蓋７１１の内表面の周縁部には４つのねじ孔７２７ａ、７２７ｂ、７２７ｃ及び７２７ｄが設けられている。これらねじ孔７２７ａ〜７２７ｄにより、カセット上蓋７１１とカセット下蓋７１２をねじ止めできる。カセット上蓋７１１の内表面の周縁部には２つのカセット位置決め孔７２８ａ及び７２８ｂが設けられている。このカセット位置決め孔７２８ａ及び７２８ｂを、スライドステージの上に設けられた２つの位置決め用ピンにあわせてカセット（検出チップ）２１を配置することにより、スライドステージに対してカセット（検出チップ）２１を位置決め配置することができる。
【００２１】
又、外表面にはシール検出孔７４６が貫通して形成されている。又、カセット下蓋７１２のシール検出孔７４６は、カセット上蓋７１１とカセット下蓋７１２が止着された状態で、カセット上蓋７１１のシール検出孔７２６と通じる位置に形成されている。これにより、カセット上蓋７１１とカセット下蓋７１２が止着された際に、カセット上蓋７１１からカセット下蓋７１２にかけて貫通したシール検出孔７２６が設けられ、このシール検出孔７２６に対して検出光を照射することにより、シールの有無を判別できる。
【００２２】
カセット下蓋７１２の外表面の周縁部には４つのねじ孔７４７ａ、７４７ｂ、７４７ｃ及び７４７ｄが設けられている。これらねじ孔７４７ａ〜７４７ｄとカセット上蓋７１１に設けられた対応するねじ孔７２７ａ〜７２７ｄの各々をねじ止めすることにより、カセット下蓋７１２をカセット上蓋７１１に止着することができる。カセット下蓋７１２の外表面の周縁部には、２つのカセット位置決め孔７４８ａ及び７４８ｂが設けられている。このカセット位置決め孔７４８ａ及び７４８ｂには、カセット上蓋７１１のカセット位置決め孔７２８ａ及び７２８ｂがそれぞれ貫通する。スライドステージに対するカセット（検出チップ）２１の位置決めは、スライドステージの上に設けられた２つの位置決め用ピンと、カセット下蓋７１２のカセット位置決め孔７４８ａ及び７４８ｂを貫通しているカセット上蓋７１１の２つの位置決め孔７２８ａ及び７２８ｂによって規定される構成になっている。カセット下蓋７１２には、更にカセット種類判別用孔７４９が設けられ、このカセット種類判別用孔７４９の有無により、カセット（検出チップ）２１の種類を判別できる。なお、種類判別は、カセット種類判別用ピン（図示省略）の押し下げの有無により自動で行うことができる。カセット種類判別用ピン（図示省略）のピンの押し下げ状態は、制御機構１５で検知される。
【００２３】
なお、カセット種類判別用孔７４９が設けられていないカセット（検出チップ）２１を用いても、判別されるカセット（検出チップ）２１の種類が異なるのみで同様の測定が可能である。若しくは、カセット（検出チップ）２１の種類が異なることを表示部（図示省略）に制御機構１５が表示させて警告して、測定段階に進まないように設計しておくこともできる。或いは、カセット種類判別用ピン（図示省略）は固定された固定ピンを用いて、カセット種類判別用孔７４９が設けられていないカセット（検出チップ）２１は装着できないようにすることにより、誤ったカセット（検出チップ）２１をセットしないようにすることもできる。  パッキン７１３は、ほぼ長方形で所定の厚さを有し、その４隅が切欠いて形成された板状部分と、この板状部分の主面上であって長辺の両端近傍に位置し、かつ短辺の中央近傍に設けられた円筒形状の送入ポート７５２及び送出ポート７５３からなる。送入ポート７５２及び送出ポート７５３の先端には開口部が設けられている。この開口部から板状部分にかけて、送入ポート７５２及び送出ポート７５３の軸心には、板状部分の主面に対して垂直な方向に流路が設けられている。板状部分の裏面には、図５に示すように、送入ポート７５２の形成位置から送出ポート７５３の形成位置にかけて折れ曲がり形状の溝が形成されている。溝は、流路を構成している。溝は、複数回交互に進行するように形成され、溝の折り返し地点を所定の曲率のカーブとすることにより、折り返し地点のコーナーなどが設けられた場合に発生する薬液やエアの滞留を抑制できる。
【００２４】
図４に示すように、基板７１４の主面には、電極ユニット７６１、パッド７６２及び７６３が形成されている。電極ユニット７６１は、図２に示すように、対極５０２、作用極５５１，５５２，５５３及び参照極５６１，５６２の組合せからなる３電極系のユニットである。電極ユニット７６１の作用極５５１，５５２，５５３にはプローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３が固定化される。電極ユニット７６１とパッド７６２、電極ユニット７６１とパッド７６３は、図示しない配線により接続されている。図４では、基板７１４に対して、プローブＤＮＡが固定されている電極ユニット７６１と、パッド７６２及び７６３が同一面上に形成させている場合を例示しているが、パッド７６２及び７６３が、基板７１４の電極ユニット７６１が形成された面に対して反対側の面に形成されている場合には、バルブユニット７０５はカセット（検出チップ）２１に対して上側に、そしてプローブユニット７１０は下側に設置されることになる。その場合には、必然的に、バルブユニット７０５とプローブユニット７１０は一体的に形成される訳ではなくなる。
【００２５】
電極ユニット７６１の配列は、パッキン配置位置でかつ折れ曲がり形状の流路形成位置にあわせて形成されている。これにより、パッキン７１３と基板７１４がカセット上蓋７１１及びカセット下蓋７１２に位置決めされた状態で狭着固定された際には、折れ曲がり形状の溝と基板７１４表面により折れ曲がり形状の流路が形成され、かつその流路表面には電極ユニット７６１が露出した構成となる。即ち、電極ユニット７６１上は、折れ曲がり形状の溝により間隙が設けられ、この間隙により折れ曲がり形状の流路が形成される。又、この状態では、パッキン７１３と基板７１４とはシールが保持される。  
先ず、カセット上蓋７１１の内表面のパッキン位置決め溝にあわせて、かつノズル差込孔７２２及び７２３に送入ポート７５２及び送出ポート７５３が挿通するように、パッキン７１３をパッキン位置決め溝に嵌挿する。次に、基板７１４を、その主面、即ち電極ユニット７６１、パッド７６２及び７６３が形成された面がカセット上蓋７１１側に向くように、基板位置決め溝に位置決め配置する。次に、カセット下蓋７１２を、その内表面７４２がカセット上蓋７１１側に向くように、又ねじ孔７４７ａ〜７４７ｄ及びねじ孔７２７ａ〜７２７ｄの位置が対応するようにカセット上蓋７１１上に載置する。そして、ねじ孔７４７ａ〜７４７ｄ及びねじ孔７２７ａ〜７２７ｄにねじ７７０ａ〜７７０ｄを螺挿する。これにより、カセット上蓋７１１及びカセット下蓋７１２が螺着され、かつカセット上蓋７１１及びカセット下蓋７１２間にはパッキン７１３及び基板７１４が狭着固定され、カセット（検出チップ）２１が完成する。この完成した状態では、ノズル差込孔７２２からノズル差込孔７２３にかけて、折れ曲がり形状の流路が形成される。
【００２６】
図４及び５では、ねじ止めによりカセット上蓋７１１及びカセット下蓋７１２を固定する例を示したが、これに限定されない。例えば凹凸の部材を用いた係着手法を用いても良い。  図６は、本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムを構成する送液系１３に備えられバルブユニット７０５の全体構成を示す図である。なお、図６では、プローブユニットの構成は省略して記載してあるが、バルブユニット７０５にはプローブユニットが一体的に形成され、バルブユニット・プローブユニット駆動機構によりこれらバルブユニット及びプローブユニットが同時に駆動される。例えばガラスエポキシ基板などからなるプローブユニットに、２つの電気コネクタが所定の間隔をおいて配置される。電気コネクタの先端には、複数の凸状電極が基板７１４上のパッドと同じ配列によりマトリクス状に配置されており、これら各凸状電極が図４に示した基板７１４上のパッド７６２，７６３と接触することにより、基板７１４とプローブユニットとの電気的接続が確保される。又、電気コネクタ内には配線が設けられており、各凸状電極と制御機構１５がこの配線により電気的に接続される。
【００２７】
バルブユニット・プローブユニット駆動機構は制御機構１５からの指示により駆動する。バルブユニット・プローブユニット駆動機構は、昇降方向の駆動方向を有する。これにより、スライドステージ側のカセット（検出チップ）２１の上部に対してノズル７０７、７０８及び電気コネクタ７０３が降下することにより、図６に示すように、ノズル７０７及び７０８がノズル差込孔７２２及び７２３に位置決めされ、かつ電気コネクタ７０３が電気コネクタ用ポート７２４及び７２５に位置決めされる。これにより、送液系とカセット（検出チップ）２１内の流路が連通する。又、電気コネクタがカセット（検出チップ）２１のパッドに位置決めされ、パッドと電気コネクタが電気的に接続される。
【００２８】
バルブユニット７０５は、バルブボディ７８１が連結固定して用いられる。バルブボディ７８１には２方電磁弁４０３、３方電磁弁４１３、４２３及び４３３が設けられており、又バルブボディ７８２には３方電磁弁４４１及び４４５が設けられている。バルブボディ７８１は、例えばＰＥＥＫ樹脂により作製される。なお、バルブボディ７８１が別個に作製され、その両者をつなぎ合わせる場合には、その継ぎ目部分には例えばＰＴＦＥをパッキンとして使用する。したがって、バルブボディ７８１の両者では、薬液に接する部分の材質はＰＥＥＫ及びＰＴＦＥからなる。又、バルブボディ７８１にはほぼ一定の断面形状の空洞が設けられている。この空洞は、後述する各電磁弁の間やパッキン７１３等との間を接続する配管として機能する。又、バルブボディ７８２に設けられた空洞には、ノズル７０７及びノズル７０８が連通している。これらノズル７０７及びノズル７０８はＰＥＥＫ樹脂からなる。
【００２９】
３方電磁弁４１３は、エアと純水を切り換えて下流側の３方電磁弁４２３に供給する。３方電磁弁４２３は、バッファと３方電磁弁４１３からのエア又は純水を切り換えて下流側の３方電磁弁４３３に供給する。３方電磁弁４３３は挿入剤と３方電磁弁４２３からのエア、純水又はバッファを切り換えて下流側のバルブボディ７８２に供給する。３方電磁弁４４１は、バルブボディ７８１からのエア又は薬液のノズル７０７への供給又はバイパス配管を介した３方電磁弁４４５への供給を切り換える。３方電磁弁４４５は、３方電磁弁４４１からのエア又は薬液の供給又はカセット（検出チップ）２１からのノズル７０８を介した薬液又はエアの送出を切り換える。
【００３０】
図６に示すバルブユニット７０５において、カセット（検出チップ）２１内にバッファを送液するためには、３方電磁弁４２３、４４１、４４５、及び送液ポンプ４５４をＯＮにすれば良い。これにより、バッファが吸い上げられ、薬液はノズル７０７側に切り替わり、ノズル７０７からカセット（検出チップ）２１へ、更にカセット（検出チップ）２１からノズル７０８に吸い出され、３方電磁弁４４５を経由して廃液することができる。カセット（検出チップ）２１内に純水を送液するためには、３方電磁弁４２３にかえて３方電磁弁４１３をＯＮにすれば良い。カセット（検出チップ）２１内に挿入剤を送液するためには、３方電磁弁４２３にかえて３方電磁弁４３３をＯＮにすれば良い。カセット（検出チップ）２１内にエアを供給するためには、３方電磁弁４０３をＯＮにし、３方電磁弁４１３，４２３及び４３３のいずれもＯＦＦにすれば良い。バルブユニット７０５のバルブボディ７８１内に設けられた空洞部分の配管の内部容量は、バルブ内容量を含めても１００μＬ程度である。本実施の形態とは異なり各３方弁をチューブで接続して同じフローを構成する場合には、５００μＬ程度の内部容量が必要であるが、これと比較すると大幅に試薬量を節減することができる。更に、バルブユニット７０５とカセット（検出チップ）２１間の内部容量も、本実施の形態とは異なる例では１００μＬ以上あるが、本実施の形態では１０μＬと大幅に低減できる。この様な構造により、試薬切換え後に、更に不本意にカセット（検出チップ）２１内を流れる溶液若しくは空気の量を大幅に減らすことができる。その結果、反応及び測定のバラつきを低減し、結果の再現性も大幅に向上する。
【００３１】
又、図示していない、薬液揺動装置を備えており、チップカセット内の薬液揺動を行うことができる。薬液の揺動は、（１）サンプルＤＮＡとプローブＤＮＡとのハイブリダイゼーション工程、（２）洗浄工程、（３）挿入剤供給工程などで行うのが有効である。（１）のハイブリダイゼーション工程でサンプルＤＮＡを揺動させることにより、ハイブリダイゼーション効率を向上させ、ハイブリダイゼーション時間を短縮させることができる。又、（２）洗浄工程でバッファ液を揺動させることにより、非特異吸着ＤＮＡを引き剥がす効率を向上させることにより、洗浄時間を短縮させることができる。又、（３）挿入剤供給工程で挿入剤を揺動させることにより、挿入剤の濃度の均一性を向上させ、又挿入剤の吸着均一性も向上させることにより、信号のバラつき、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。これら（１）〜（３）のすべての工程に薬液揺動工程を適用しても、一部の工程に適用しても、薬液揺動の効果が得られる。  
冒頭で、一部言及したが、本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムは、図７に示すように、測定ユニット１０と、測定ユニット１０に接続された制御機構１５と、制御機構１５に接続されたコンピュータ１６とを備える。測定ユニット１０は、チップカートリッジ１１と、このチップカートリッジ１１と電気的に接続される測定系１２、チップカートリッジ１１に設けられた流路とインタフェース部を介して物理的に接続される送液系１３及びチップカートリッジ１１の温度制御を行う温度制御機構１４等を備える。  
図７に示したコンピュータ１６は、図８に示すように、操作者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力装置３０４と、ＳＮＰの型が２種の内のどちらであるか、又、それがホモ型であるかヘテロ型であるかを判定するか、もしくは核酸の存在の有無を検出する中央処理装置（ＣＰＵ）３００と、判定結果を出力する出力装置３０５及び表示装置３０６と、塩基配列の判定に必要な所定のデータなどを格納したデータ記憶部（図示省略）と、塩基配列判定プログラムなどを格納したプログラム記憶部（図示省略）とを備える。  
ＣＰＵ３００は、ノイズ除去モジュール３０１，電流波形判定モジュール３０２，ピーク電流検出モジュール３１０，グループ正常判定モジュール３２０，検査有効性判定モジュール３２５、有無判定モジュール３３０及び型判定モジュール３４０を備える。
【００３２】
ノイズ除去モジュール３０１は、図２に示したＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３を介して測定される電流から、「単純移動平均法」を用いて平準化（スムージング）により、ノイズを除去する。スムージングは、例えば、図１５に示すような、単純移動平均法を用いれば良い。「単純移動平均法」は文字通り、いくつかの実績値を単純平均するものであり、図１５（ａ）に示すような時系列データを、その規則性に着目して平均するものである。図１５では、移動平均値の区間をｍ＝５として、それぞれのデータの後５点のデータを５で割った数値：
y[n]=(x[n]+x[n+1]+x[n+2]+x[n+3]+x[n+4])/5      ……（２）
が、図１５（ｂ）に示す移動平均値となる。移動平均により、図１５（ａ）に示すような変動が図１５（ｂ）に示すように平準化（スムージング）され、全体的な傾向を分析するが容易になる。    
電流波形判定モジュール３０２は、図１６のフローチャートに示した手順に従って、図２に示したＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３を介してそれぞれ測定された電流波形（電流−電圧特性）のベースラインの傾きをそれぞれ求め、それぞれのベースラインの傾きにより、それぞれの検出信号（電流波形）の正常・異常を判定し、異常な検出信号を演算対象外とする。  
ピーク電流検出モジュール３１０は、電圧値算出部３１１，ベースライン近似部３１２，ピーク電流値演算部３１３を備え、図１８及び図１９のフローチャートに示した手順に従い、ＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３を介して測定される電流（検出信号）から、バックグラウンド電流を差し引いて、挿入剤５９１に起因する真の電気化学的電流（真の検出信号）のピーク値（ピーク電流値）を求める。
【００３３】
電圧値算出部３１１は、図１８のステップＳ２２１〜Ｓ２２３に示す手順に従い、チップカートリッジ１１で測定された電気化学的電流の電流（ｉ）−電圧（ｖ）特性の波形を電圧値（ｖ）に対して微分演算し、予め定めた下限値Ｖ１〜上限値Ｖ２の範囲において、微分値（ｄｉ／ｄｖ）が「ゼロクロス」する点の電圧値Ｖpk1と電流値Ｉpk1を、各電極ユニット７６１のそれぞれの電流−電圧特性に対して算出する（図２０参照。）。「ゼロクロス」する点とは、電気化学的電流の微分値（ｄｉ／ｄｖ）が正値から負値に変化する点、又は負値から正値に変化する点であり、電流ピークを与える電圧値Ｖpk1及び電流値Ｉpk1に対応する。図２０には、電圧値の増大に伴い、微分値（ｄｉ／ｄｖ）が負値から正値に変化する点の電圧値Ｖpk1と電流値Ｉpk1が示されている。「ゼロクロス点」は、ノイズによる影響やピーク検出範囲（下限値Ｖ１〜上限値Ｖ２）設定による悪影響を受けないために、負値から正値に転じて連続３点が正値を保持している場合の最初に正値となった点の電圧値を、電圧値Ｖpk1として採用するのが好ましい。
【００３４】
ベースライン近似部３１２は、図１８のステップＳ２２４〜図１９のＳ２２８に示す手順に従い、電気化学的電流の電流−電圧特性のベースライン（バックグラウンド）を、各電極ユニット７６１のそれぞれの電流−電圧特性に対して近似する（図２１及び図２２参照。）。ピーク電流値演算部３１３は、図１９に示すステップＳ２２９〜Ｓ２３０の手順に従い、電気化学的電流の電流−電圧特性曲線における真のピーク電流値Ｉpk2を、電圧値算出部３１１が算出したゼロクロス電流値Ｉpk1からベースライン近似部３１２が算出したバックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbgを差し引いて求める。
【００３５】
グループ正常判定モジュール３２０は、図２５のフローチャートに示す一連の手順を用いて、ピーク電流検出モジュール３１０が算出した真の電気化学的電流（真の検出信号）のピーク値（ピーク電流値）のデータ群中から、異常データを除外し、データ群がその後の型判定を行うに相応しいデータ群であるかどうかを判定する。即ち、グループ正常判定モジュール３２０は、図４に示す基板７１４上に複数配列される電極ユニット７６１にそれぞれ含まれる複数のＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３からそれぞれ得られる一群の電流値Ｉpk2のデータから、所定の基準を満たさないデータを異常値として排除し（歯抜け異常判定Ｓ３１）、又グループ単位で所定の基準を満たさない場合にはそのグループを異常として、その後の判定モジュールでの演算対象外とする（バラツキ異常判定Ｓ３２）。 
検査有効性判定モジュール３２５は、図３２に示すフローチャートに示す一連の手順に従い、検査が有効であるかどうかを判定する。即ち、図４に示す基板７１４上に複数配列される電極ユニット７６１にそれぞれ含まれる複数のポジティブ・コントロール用電極（作用極）５５４から検出されるポジティブ・コントロール電流と、ネガティブ・コントロール用電極（作用極）５５５から検出されるネガティブ・コントロール電流とを所定の基準値と大小関係比較を行い、ネガティブ・コントロール電流が所定の基準よりも小さく、ポジティブ・コントロール電流が所定の基準よりも大きい場合に、当該検査が有効である、との判断を行い、その後の判定モジュールでの演算に移行する。
【００３６】
有無判定モジュール３３０は、図２７に示すフローチャートに示す一連の手順に従い、対象とする核酸が存在するかどうかを判定する。詳細は、後述する。
【００３７】
型判定モジュール３４０は、ＳＮＰの型が、ＳＮＰ="Ｇ"，ＳＮＰ="Ｔ"の２種の内のどちらであるか、又、それがＧ／Ｇホモ型であるか、Ｇ／Ｔヘテロ型であるか、又はＴ／Ｔホモ型であるか等を、図２８に示すフローチャートに示す一連の手順で判断する。詳細は、後述する。
【００３８】
図８に示したように、ＣＰＵ３００には、バス３０３を介して、波形判定用電圧範囲記憶部３５１，傾き許容範囲記憶部３５２，ピーク探索電圧値範囲記憶部３５３，ゼロクロス値記憶部３５４，変曲点記憶部３５５，交点電圧記憶部３５６，オフセット電圧記憶部３５７，ベースライン電流値記憶部３５８，平均値・標準偏差記憶部３６０，グループ正常判定記憶部３６１，ＳＬＬ記憶部３６２，ＥＳＬＬ記憶部３６３，ＭＩＲ記憶部３６４，規格化座標記憶部３６５、ベクトル長記憶部３６６、角度記憶部３６７、角度パラメータ記憶部３６８，及び分類結果記憶部３６９が接続されている。
【００３９】
波形判定用電圧範囲記憶部３５１は、電流波形判定モジュール３０２が、ＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３を介して測定される電流（検出信号）のベースラインの傾きを計算する範囲としての「範囲下限電圧ＶＬｏ」と「範囲上限電圧ＶＨｉ（ＶＬｏ  ＜  ＶＨｉ）」を記憶する。傾き許容範囲記憶部３５２は、電流波形判定モジュール３０２が、検出信号のベースラインの傾きの許容範囲を規定するパラメータとしての「傾き下限値（Coef Lo）」と「傾き上限値（Coef Hi）」を記憶する。
【００４０】
ピーク探索電圧値範囲記憶部３５３は、予め決定されたピーク探索電圧値範囲［Ｖ１，Ｖ２］を設定パラメータとして格納しておき、電圧値算出部３１１がピーク探索電圧値範囲［Ｖ１，Ｖ２］を読み出し可能にしている。電気化学的電流の電流−電圧特性が示す電流ピークは、測定条件を固定すればほぼ一定の電圧範囲に現れるので、ピーク探索電圧値範囲［Ｖ１，Ｖ２］を設定パラメータとして決めておくのである。ゼロクロス値記憶部３５４は、電圧値算出部３１１が算出した「ゼロクロス値（ゼロクロス電圧値Ｖpk1，ゼロクロス電流値Ｉpk1）」を、図４に示した基板７１４上の、すべての電極ユニット７６１毎に整理して格納する。
【００４１】
変曲点記憶部３５５は、ベースライン近似部３１２の演算に必要な変曲点電圧Ｖifpを記憶する。「変曲点電圧Ｖifp」は、図２１に示すように、電流ピークを与えるゼロクロス電圧値Ｖpk1から電圧を負の方向に遡って（電圧を減少させて）微分値が最小となる電圧である。交点電圧記憶部３５６は、交点電圧Ｖcrsを記憶する。「交点電圧Ｖcrs」とは、図２２に示すように、電気化学的電流の電流−電圧特性曲線とこの電流−電圧特性曲線の接線との交点が与える電圧である。オフセット電圧記憶部３５７は、図２２のように、交点電圧Ｖcrsを起点として、設定パラメータとして規定されるオフセット値だけ電圧を負の方向に遡った（電圧を減少させた）オフセット電圧Ｖofsを記憶する。
【００４２】
ベースライン電流値記憶部３５８は、ピーク電流値演算部３１３の演算に必要なバックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbgを記憶する。「バックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbg」とは、図２２に示すように、ベースライン近似部３１２が算出したベースラインの近似一次式に、電圧値算出部３１１が算出したゼロクロス電圧値Ｖpk1を代入して得られる電流値である。
【００４３】
平均値・標準偏差記憶部３６０は、グループ正常判定モジュール３２０、検査有効性判定モジュール３２５、有無判定モジュール３３０、及び型判定モジュール３４０が、それぞれ算出した算出したポジティブ・コントロール電極５５４の電流値の平均値Ｘｐ、ネガティブ・コントロール電極５５５の電流値の平均値Ｘｎ、有無検出用電極５５０の電流値の平均値Ｘ、有無検出用電極５５０に対応するコントロール電極（Ｃ）５５３の電流の平均値Ｘｃ、ＳＮＰ１検出用電極５５１の電流の平均値Ｘ1，ＳＮＰ１検出用電極５５１に対応するコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流の平均値Ｘc1，ＳＮＰ２検出用電極５５２の電流の平均値Ｘ2，ＳＮＰ２検出用電極５５２に対応するコントロール（Ｃ２）電極５５３の電流の平均値Ｘc2、ポジティブ・コントロール電極５５４の電流値の標準偏差σｐ、ネガティブ・コントロール電極５５５の電流値の標準偏差σｎ、有無検出用電極５５０からのピーク電流値の標準偏差σ、対応するコントロール電極５３からのピーク電流値の標準偏差σc、ＳＮＰ１検出用電極５５１からのピーク電流値の標準偏差σ1、対応するコントロール電極５５３からのピーク電流値の標準偏差σc１、ＳＮＰ２検出用電極５５２からのピーク電流値の標準偏差σ2、対応するコントロール電極５５３からのピーク電流値の標準偏差σc２、等を記憶する。これらの平均値Ｘ、Ｘｐ，Ｘｎ、Ｘ1，Ｘc1，Ｘ2，Ｘc2や標準偏差σ、σp、σn、σ1，σc１，σ2，σc２等は、グループ正常判定モジュール３２０、検査有効性判定モジュール３２５、有無判定モジュール３３０、及び型判定モジュール３４０の演算の要請に応じて随時読み出される。
【００４４】
グループ正常判定記憶部３６１は、グループ正常判定モジュール３２０において演算された歯抜けデータ数Ｎｒ、ＣＶ値ＣＶ及び、グループ正常判定モジュール３２０の演算に必要な歯抜け電流基準値ＭＳ(Minimum Signal)、歯抜け許容割合Ｐ、基準ＣＶ値ＣＶ０（％）等を記憶する。「ＣＶ（変動係数）値」とは、対象とする一群のデータの標準偏差を対応する平均値で除した値を１００倍して百分率表示したものである。分散や変動は標本の単位を持っているので、複数の標本群間のバラツキの程度を比較できないので、それぞれの平均値で割って無名数としたものである。ＳＬＬ記憶部３６２は、検査有効性判定モジュール３２５の演算に必要なネガティブ・コントロール基準値ＮＣＬＬ(Negative Control Lower Limit)，ＮＣＵＬ(Negative Control Upper Limit)，ポジティブ・コントロール基準値ＰＣＬＬ(Positive Control Lower Limit)、有無判定モジュール３３０の演算に必要な信号増加量判定基準ＳＬ（＋）、ＳＬ（−）を記憶している。信号判定基準ＳＬＬ(Signal Limit Level)記憶部３６２に記憶されている各パラメータは、信号の絶対値若しくは、コントロール電極５５３に対する信号増加量の判定アルゴリズムの判定基準を与える設定パラメータである。ＥＳＬＬ記憶部３６３は、検査有効性判定モジュール３２５の演算に必要なポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬ、有無判定モジュール３３０の演算に必要な実効変動係数ＥＳＬＬを記憶している。ポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬ(Positive Control Effective Signal Lower Limit)及び実効変動係数ＥＳＬＬ(Effective Signal Lower Limit)は、信号増加量が標準偏差σに対して何倍あるかの判定の下限を与える設定パラメータである。即ち、信号増加の信頼性を表す指標となる。
【００４５】
ＭＩＲ記憶部３６４は、型判定モジュール３４０の演算に必要な電流増加割合基準値ＭＩＲを記憶している。電流増加割合基準値ＭＩＲ(Minimum Increase Ratio)は型判定で必要な電流増加量のコントロール電流値に対する比の下限を与える設定パラメータである。図３１に示した判定基準となる種々の設定パラメータを示す概念イメージにおいては、原点からの距離としてＭＩＲが記載されている。これは、ＳＮＰ１検出用電極５５１の電流の平均値Ｘ1のＳＮＰ１検出用電極５５１に対応するコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流の平均値Ｘc1からの増加量、及びＳＮＰ２検出用電極５５２の電流の平均値Ｘ2のＳＮＰ２検出用電極５５２に対応するコントロール（Ｃ２）電極５５３の電流の平均値Ｘc2からの増加量が、小さい場合（半径ＭＩＲの円よりも原点に近い位置にデータ点がある場合）には、システムとして期待される電流値が得られておらず、型判定を行うに値しない（判定不能）、ということを意味している。
【００４６】
角度パラメータ記憶部３６８は、型判定モジュール３４０の演算に必要な野生型角度下限値Ｗmin、野生型角度上限値Ｗmax、ヘテロ型角度下限値Ｈmin、ヘテロ型角度上限値Ｈmax、変異型角度下限値Ｍmin、変異型角度上限値Ｍmaxを記憶している。図３１に示した判定基準となる種々の設定パラメータを示す概念イメージにおいて、原点からデータ点までのベクトルが正のＸ軸となす角度が、野生型角度下限値Ｗminと野生型角度上限値Ｗmaxの間の角度の場合には、野生型と判定し、ヘテロ型角度下限値Ｈminとヘテロ型角度上限値Ｈmaxの間の角度の場合には、ヘテロ型と判定し、変異型角度下限値Ｍminと変異型角度上限値Ｍmaxの間の角度の場合には、変異型と判定する。図３１に示している点では、ヘテロ型と判定されることになる。
【００４７】
分類結果記憶部３６９は、有無判定モジュール３３０及び型判定モジュール３４０が分類した種々の分類結果を記憶している。
【００４８】
図示を省略しているが、ＣＰＵ３００には、バス３０３を介してとインタフェースが接続され、このインタフェースを介してローカルバス（図示省略）を通じて図７に示す制御機構１５との間でデータの送受信を行うことができる。
【００４９】
図８において、入力装置３０４はキーボード、マウス、ライトペン又はフレキシブルディスク装置などで構成される。入力装置３０４より塩基配列判定実行者は、入出力データを指定したり、設定パラメータや許容誤差の値及び誤差の程度を設定できる。更に、入力装置３０４より出力データの形態等を設定することも可能で、又、演算の実行や中止等の指示の入力も可能である。又、出力装置３０５及び表示装置３０６は、例えば、それぞれプリンタ装置及びディスプレイ装置等により構成されることが可能である。表示装置３０６は入出力データや判定結果や判定パラメータ等を表示する。データ記憶部（図示省略）は入出力データや判定パラメータ及びその履歴や演算途中のデータ等を記憶する。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る塩基配列システムによれば、核酸の存在の有無判定、ＳＮＰのホモ・ヘテロの型判定を、高い精度で、実態に即してできる。
【００５１】
（塩基配列判定方法）
図１４に示すフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法を説明する。なお、以下に述べる塩基配列判定方法は、一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の塩基配列判定方法により、実現可能であることは勿論であるが、いずれにせよ、図３に示すようなプローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３が固定化されたチップカートリッジ１１にサンプルＤＮＡ５８１，５８２，５８３を含む薬液（試料）を注入してハイブリダイゼーション反応などを生じさせ、バッファによる洗浄、挿入剤の導入による電気化学反応を経て測定系１２を用いて図１３に示すような電気化学的電流の電流−電圧特性を求めることが基礎となる。電気化学的電流の電流−電圧特性から、各プローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３のハイブリダイゼーション反応に定量的に対応するピーク電流値を算出する。そして算出されたピーク電流値を統計的にデータ処理し、これにより核酸の存在の有無を判定し、或いは核酸の一塩基多型の型判定をする。
【００５２】
図１４に示すフローチャートの説明の前に、先ず、図９〜図１１を用いて、プローブＤＮＡとサンプルＤＮＡとのハイブリダイゼーションについて説明する。ハイブリダイゼーション工程は、図４及び図５に示したチップカートリッジ１１を用いれば良い。
【００５３】
図９では、サンプルＤＮＡ５８１が塩基配列ＣＴＧＡＧ……を有する標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡ）である場合を示す。図９（ａ）に示すように、塩基配列ＧＡＣＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７１が固定化された作用極（ＳＮＰ１検出用電極）５５１は、塩基配列ＣＴＧＡＧ……を有する標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡ）５８１と配列が完全にマッチングしているので２本鎖を形成する。しかし、１塩基でも配列が異なると２本鎖を形成しないので、図９（ｂ）に示すように、塩基配列ＧＡＡＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７２が固定化された作用極（ＳＮＰ２検出用電極）５５２は、標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡ）５８１とは、２本鎖を形成できない。又、完全に配列が異なれば、当然に２本鎖を形成できないので、図９（ｃ）に示すように、塩基配列ＣＡＧＴＧ……を有するプローブＤＮＡ（コントロールＤＮＡ）５７３が固定化された作用極（コントロール電極）５５３は、標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡ）５８１とは、２本鎖を形成できない。
【００５４】
図１０では、サンプルＤＮＡ５８２が塩基配列ＣＴＴＡＧ……を有する標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡ）である場合を示す。同様に、チップカートリッジ１１によるハイブリダイゼーション工程により、図１０（ｂ）に示すように、塩基配列ＧＡＡＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７２が固定化された作用極（ＳＮＰ２検出用電極）５５２は、塩基配列ＣＴＴＡＧ……を有する標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡ）５８２と配列が完全にマッチングしているので２本鎖を形成する。しかし、１塩基でも配列が異なると２本鎖を形成しないので、図１０（ａ）に示すように、塩基配列ＧＡＣＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７１が固定化された作用極（ＳＮＰ１検出用電極）５５１は、標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡ）５８２とは、２本鎖を形成できない。又、完全に配列が異なれば、当然に２本鎖を形成できないので、図１０（ｃ）に示すように、塩基配列ＣＡＧＴＧ……を有するプローブＤＮＡ（コントロールＤＮＡ）５７３が固定化された作用極（コントロール電極）５５３は、標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡ）５８２とは、２本鎖を形成できない。
【００５５】
図１１では、サンプルＤＮＡ５８３が塩基配列ＣＴＧＡＧ……を有する標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡ）と塩基配列ＣＴＴＡＧ……を有する標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡ）とのヘテロタイプである場合を示す。同様に、チップカートリッジ１１によるハイブリダイゼーション工程により、図１１（ａ）に示すように、塩基配列ＧＡＣＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７１が固定化された作用極（ＳＮＰ１検出用電極）５５１は、塩基配列ＣＴＧＡＧ……と塩基配列ＣＴＴＡＧ……との両方を有するＧ／Ｔヘテロの標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ／Ｔ"ヘテロのサンプルＤＮＡ）５８３と配列が完全にマッチングしているので２本鎖を形成する。又、図１１（ｂ）に示すように、塩基配列ＧＡＡＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７２が固定化された作用極（ＳＮＰ２検出用電極）５５２は、塩基配列ＣＴＴＡＧ……を有するＧ／Ｔヘテロの標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ／Ｔ"ヘテロのサンプルＤＮＡ）５８３と配列が完全にマッチングしているので２本鎖を形成する。しかし、完全に配列が異なれば、当然に２本鎖を形成できないので、図１１（ｃ）に示すように、塩基配列ＣＡＧＴＧ……を有するプローブＤＮＡ（コントロールＤＮＡ）５７３が固定化された作用極（コントロール電極）５５３は、Ｇ／Ｔヘテロの標的塩基配列（ＳＮＰ="Ｇ／Ｔ"ヘテロのサンプルＤＮＡ）５８３とは、２本鎖を形成できない。
【００５６】
図４及び図５に示した構成とは異なる場合、即ち基板（チップ）上に平面状のパッキンを搭載し、カセット（チップカートリッジ）内に流路を形成する構成をとる場合には、カセット（検出チップ）２１内の流路が長くなり、不必要な試薬量が多くなる。又、カセット（検出チップ）２１に薬液（試料）を注入する場合には、流路が基板上のみならずカセット（検出チップ）２１内にも長く存在するため、基板以外の不要な部分に薬液（試料）が流れ込み、無駄となってしまう。又、パッキンに対するカセット（検出チップ）２１の密着性が難しく、パッキンとカセット（検出チップ）２１との間でリークが生じてしまい、送液の不具合が発生することが多い。本実施の形態のような構成により、不必要な試薬量が少なくなり、又パッキン、基板及びカセット（検出チップ）２１の密着性が高くなり、送液の安定性が増す。
【００５７】
図１２は、前述の図９と同様に、塩基配列ＣＴＧＡＧ……を有する標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１を用いて、ハイブリダイゼーションした各作用極５５１，５５２，５５３に、挿入剤５９１を導入した状態を示す。図１２（ａ）に示すように、塩基配列ＧＡＣＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７１が固定化された作用極（ＳＮＰ１検出用電極）５５１は、塩基配列ＣＴＧＡＧ……を有する標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１と配列が完全にマッチングし、２本鎖を形成しているので、２本鎖ＤＮＡに挿入剤５９１が結合する。しかし、図１２（ｂ）に示すように、塩基配列ＧＡＡＴＣ……を有するプローブＤＮＡ５７２が固定化された作用極（ＳＮＰ２検出用電極）５５２は、標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１とは、２本鎖を形成できないので、挿入剤５９１が結合できない。又、図１２（ｃ）に示すように、塩基配列ＣＡＧＴＧ……を有するプローブＤＮＡ（コントロールＤＮＡ）５７３が固定化された作用極（コントロール電極）５５３には、標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１とは、２本鎖を形成できないので、挿入剤５９１が結合できない。
【００５８】
図１３は、各作用極５５１，５５２，５５３上に固定化されたプローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３にハイブリダイゼーションした２本鎖ＤＮＡに結合した挿入剤５９１からの電気化学的電流、又は２本鎖ＤＮＡに挿入剤５９１が結合できなかった場合の電流と電圧との関係を示す図である。図１３の曲線（ａ）は、図１２（ａ）に対応する。即ち、曲線（ａ）は、プローブＤＮＡ５７１と標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１と配列が完全にマッチングし、２本鎖を形成し、この２本鎖ＤＮＡに挿入剤５９１が結合した場合の電気化学的電流の電流−電圧特性であり、大きな電流値のピークを示す。しかし、図１３の曲線（ｂ）は、図１２（ｂ）に対応し、プローブＤＮＡ５７２と標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１とが２本鎖を形成できず、挿入剤５９１が結合できない場合の電流−電圧特性であり、曲線（ａ）に比して小さな電流値のピークを示す。又、図１３の曲線（ｃ）は、図１２（ｃ）に対応し、コントロールＤＮＡ５７３と標的塩基配列（サンプルＤＮＡ）５８１とが２本鎖を形成できず、挿入剤５９１が結合できない場合の電流−電圧特性であり、曲線（ｂ）に比して、更に小さな電流値のピークを示す。図１３（ｂ）、（ｃ）で見られる小さな電流値ピークは、図１２（ｂ）、（ｃ）で示したように、電極５５２、５５３表面にわずかに吸着した挿入剤５９１起因の電流である。
【００５９】
前置きが長くなったが、図１４に示すフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法を説明する：
（イ）先ず、チップカートリッジ１１にサンプルＤＮＡを含む薬液（試料）を注入してハイブリダイゼーション反応などを生じさせ、挿入剤の導入による電気化学反応による電流−電圧特性を測定系１２を用いて、各電極毎に測定する。図４に基板７１４上に多数の電極ユニット７６１を模式的に示したが、この多数の電極ユニット７６１に対応して、プローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３がそれぞれ固定化されるＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３は、等価な電極として多数存在し、それに対応して多数のデータが取得される。ステップＳ１０１において、ノイズ除去モジュール３０１が、プローブＤＮＡ５７１，５７２，５７３が固定化された各電極毎に、測定された一群のデータのそれぞれを、平準化（スムージング）により、ノイズを除去する。スムージングは、既に説明したように、図１５に示すような、単純移動平均法を用いれば良い。  以降の処理は、すべて平準化処理後のデータに対して演算を行う。
【００６０】
（ロ）次に、ステップＳ１０２において、電流波形判定モジュール３０２が、各電極毎に測定された電流波形（電流−電圧特性）のベースラインの傾きをそれぞれ求め、それぞれのベースラインの傾きにより、それぞれの検出信号（電流波形）の正常・異常を判定し、異常な検出信号を演算対象外とする。ステップＳ１０２における電流波形判定モジュール３０２の処理の詳細は、図１６のフローチャートを用いて後述する。
【００６１】
（ハ）次に、ステップＳ１０３において、ピーク電流検出モジュール３１０が、各電極毎に測定された検出信号のピーク値（ピーク電流値）をそれぞれ検出する。ステップＳ１０３におけるピーク電流検出モジュール３１０の処理の詳細は、図１８及び図１９のフローチャートを用いて後述するが、ステップＳ１０３における処理で、図１２に示したような挿入剤５９１からの電気化学的電流から、これ以外のバックグラウンド電流を差し引いて、真の検出信号のピーク値（ピーク電流値）が、等価な各電極毎に、それぞれ一群のデータとして求められる。
【００６２】
（ニ）ステップＳ１０３でのバックグラウンド電流成分の除去後、一群のデータのそれぞれに、ステップＳ１０４における信号処理がなされる。即ち、ステップＳ１０４において、グループ正常判定モジュール３２０が、一群のデータが正常であるか否かを判定する。ステップＳ１０４におけるグループ正常判定モジュール３２０の処理の詳細は、図２５のフローチャートを用いて後述する。
【００６３】
（ホ）その後、ステップＳ１０５において、検査有効性判定モジュール３２５が、検査が有効であるか無効であるかを判定する。検査有効性判定モジュール３２５の処理の詳細は、図３２のフローチャートを用いて後述する。
【００６４】
（ヘ）次に、ステップＳ１０６において、有無判定モジュール３３０が、核酸の存在の有無を判定、又は型判定モジュール３４０が、核酸の一塩基多型（ＳＮＰ）の型判定を行う。ステップＳ１０６における有無判定モジュール３３０及び型判定モジュール３４０のそれぞれ処理の詳細は、図２６〜図２８のフローチャートを用いて後述する。
【００６５】
図１４に示すフローチャートに示す本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法によれば、チップカートリッジ１１や測定系１２に異常があった場合や、データにバラつきがあった場合等でも、それらの異常なデータを除外して、正確にある核酸が存在するかどうか、ＳＮＰの型が、どの型であるか、又、それがホモ型であるか、ヘテロ型であるか、を判断できる。以下具体的に、図１４に示すフローチャートの各ステップを説明する。
【００６６】
［ステップＳ１０２：電流波形の正常・異常の判定］
図１の測定系１２が測定したチップカートリッジ１１における電気化学的電流の信号（電流波形）は、特徴的に、図１７に示したような電流−電圧特性の波形をとる。電気信
を発生する物質（挿入剤）に特有の電圧において、図１７に示したようなピーク形状を有する電流−電圧特性の波形を持っている。図１７では、データ１とデータ２の２種類の電流−電圧特性を示しているが、データ１の電流−電圧特性が示すベースラインの傾きに比して、データ２の電流−電圧特性が示すベースラインの傾きの方が大きく、データ２の電流−電圧特性では、ピーク形状が不明確で肩（ショルダー）的な変化を示している。
【００６７】
理想的には、電気化学的電流の電流−電圧特性は、ピーク電流を発生する電圧以下ではほぼ「零」の電流値となる。ところが、基板７１４に何らかの不具合が生じた場合には、しばしば、データ２のように、ベースラインが傾いた電流−電圧特性となる。データ２のような場合には、ピーク電流値を正しく検出することができないため、図１４のステップＳ１０２において、「異常」として排除する必要がある。
【００６８】
ステップＳ１０２における電流波形判定モジュール３０２の処理の詳細は、図１６のフローチャートに示す通りであり：
(ａ)先ず、ステップＳ２０１において、各電極毎に測定された電流波形（電流−電圧特性）のベースラインの傾きを計算する範囲を抽出し、設定する。この範囲の抽出では、設定パラメータとして、範囲下限電圧ＶＬｏと範囲上限電圧ＶＨｉ（ＶＬｏ  ＜  ＶＨｉ）を入力装置３０４を用いて設定し、波形判定用電圧範囲記憶部３５１に格納する。更に、ベースラインの傾きの許容範囲を規定するパラメータとして「傾き下限値（Coef Lo）」と「傾き上限値（Coef Hi）」を設定し、傾き許容範囲記憶部３５２に格納する。
【００６９】
(ｂ)次に、ステップＳ２０２において、電流波形判定モジュール３０２は、波形判定用電圧範囲記憶部３５１に格納された範囲下限電圧ＶＬｏ及び範囲上限電圧ＶＨｉとを読み出し、この設定範囲で、ベースラインの傾きの近似式を導出する。範囲下限電圧ＶＬｏ及び範囲上限電圧ＶＨｉは、ベースラインの傾きを算出するための領域を規定するパラメータであり、範囲下限電圧ＶＬｏと範囲上限電圧ＶＨｉとの間の電圧値で、各電極毎に測定された電流−電圧特性の波形に対して最小二乗近似によって、直線（ベースライン）を近似する。
【００７０】
(ｃ)次に、ステップＳ２０３において、電流波形判定モジュール３０２は、各電極毎に測定された電流波形（電流−電圧特性）のそれぞれについて、範囲下限電圧ＶＬｏ及び範囲上限電圧ＶＨｉを読み出し、それぞれ開始点及び終了点とし、これらの開始点及び終了点を、ステップＳ２０２において導出した近似式に代入し、各電極毎に測定された電流波形（電流−電圧特性）のベースラインの傾き（ｂ）を算出する。
【００７１】
(ｄ)次に、ステップＳ２０４において、電流波形判定モジュール３０２は、傾き許容範囲記憶部３５２から、「傾き下限値（Coef Lo）」と「傾き上限値（Coef Hi）」を読み出し、ステップＳ２０３において、各電極毎に算出したベースラインの傾き（ｂ）が、「傾き下限値（Coef Lo）」と「傾き上限値（Coef Hi）」の間に存在するか、それぞれ判定する。
【００７２】
(e)ステップＳ２０４において、特定の電極で測定された電流波形（電流−電圧特性）のベースラインの傾き（ｂ）が、「傾き下限値（Coef Lo）」と「傾き上限値（Coef Hi）」の間に存在すれば、「正常波形」と判断して、図１４のステップＳ１０３に進む。ステップＳ２０４において、特定の電極で測定された電流波形（電流−電圧特性）が、「傾き下限値（Coef Lo）」と「傾き上限値（Coef Hi）」の範囲外であると判断された場合には、その電極で測定された電流波形（電流−電圧特性）は、「異常波形」であると判断して、ステップＳ２０５において、電流波形判定モジュール３０２は、その電極で測定された電流波形（電流−電圧特性）に対し「エラー判定」を下し、適宜、表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【００７３】
図１４に示したステップＳ１０３の手順は、図４に示した基板７１４上の、すべての電極ユニット７６１について実施される。
【００７４】
［ステップＳ１０３：ピーク電流値の検出］
ステップＳ１０３におけるピーク電流検出モジュール３１０の処理の詳細を、図１８及び図１９のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０３において、測定系１２が測定したそれぞれの電極ユニット７６１による電流−電圧特性の波形から、それぞれの正味のピーク電流値を検出する段階（ステップ）は、ステップＳ２２１〜Ｓ２２３における電流ピークを与える電圧値を算出する段階（図２０参照。）；ステップＳ２２４〜Ｓ２２８におけるベースラインを近似する段階（図２１及び図２２参照。）；及びステップＳ２２９〜Ｓ２３０におけるピーク電流値を算出する段階（図２３参照。）を、各電極ユニット７６１のそれぞれの電流−電圧特性に対して実行する手順からなる：
（ａ）チップカートリッジ１１で測定された電気化学的電流の電流−電圧特性が示す電流ピークは、ほぼ一定の電圧範囲に現れる。このため、ステップＳ２２１においては、図８に示した入力装置３０４を用い、予め、ピーク探索電圧値範囲［Ｖ１，Ｖ２］を設定パラメータとしてピーク探索電圧値範囲記憶部３５３に格納しておく。即ち、図２０に示すように、電気化学的電流のピーク電流探索は、下限値Ｖ１〜上限値Ｖ２の範囲で行う。先ず、ステップＳ２２２において、ピーク電流検出モジュール３１０の電圧値算出部３１１は、電気化学的電流の電流（ｉ）−電圧（ｖ）特性の波形を電圧値（ｖ）に対して微分演算する。そして、ステップＳ２２３において、電圧値算出部３１１は、下限値Ｖ１〜上限値Ｖ２の範囲において、電気化学的電流の微分値（ｄｉ／ｄｖ）が「ゼロクロス」する点の電圧値Ｖpk1と電流値Ｉpk1を算出する（図２０参照。）。「ゼロクロス」する点とは、電気化学的電流の微分値（ｄｉ／ｄｖ）が正値から負値に変化する点、又は負値から正値に変化する点であり、電流ピークを与える電圧値Ｖpk1及び電流値Ｉpk1に対応する。図２０には、電圧値の増大に伴い、微分値（ｄｉ／ｄｖ）が負値から正値に変化する点の電圧値Ｖpk1と電流値Ｉpk1が示されている。「ゼロクロス値」は、ノイズによる影響やピーク検出範囲（下限値Ｖ１〜上限値Ｖ２）設定による悪影響を受けないために、負値から正値に転じて連続３点が正値を保持している場合の最初に正値となった点の電圧値を、電圧値Ｖpk1として採用する。ステップＳ２２３において算出された「ゼロクロス値（ゼロクロス電圧値Ｖpk1，ゼロクロス電流値Ｉpk1）」は、ゼロクロス値記憶部３５４に、図４に示した基板７１４上の、すべての電極ユニット７６１毎に整理して、格納する。
【００７５】
（ｂ）ステップＳ２２４において、ピーク電流検出モジュール３１０のベースライン近似部３１２は、電流ピークを与えるゼロクロス電圧値Ｖpk1から電圧を負の方向に遡って（電圧を減少させて）、図２１に示すように、微分値が最小となる電圧を変曲点電圧Ｖifpとする。変曲点電圧Ｖifpは、変曲点記憶部３５５に格納する。そして、ベースライン近似部３１２は、ゼロクロス電圧値Ｖpk1と変曲点電圧Ｖifpをゼロクロス値記憶部３５４及び変曲点記憶部３５５からそれぞれ読み出し、ステップＳ２２５において、電流−電圧特性曲線への接線の起点を求めるための一次式：
y = ax+b                                      ……（３）
を、ゼロクロス電圧値Ｖpk1と変曲点電圧Ｖifpの間で求める。例えば、ゼロクロス電圧値Ｖpk1と変曲点電圧Ｖifpの間における電流−電圧特性の波形データを、最小二乗法により式（３）のように直線近似する。図２１に示す例では、一次式の係数ａ＝-1.397×10-10、定数b=3.396×10-8と求められ、図２２に示す例では、一次式の係数ａ＝-2.899×10-11、定数b=4.504×10-9と求められる。更に、ベースライン近似部３１２はステップＳ２２６において、電流−電圧特性の波形と式（３）の近似直線との交点を与える交点電圧Ｖcrsを図２２に示すように求め、この交点電圧Ｖcrsを交点電圧記憶部３５６に格納する。そして、ベースライン近似部３１２はステップＳ２２７において、交点電圧Ｖcrsを起点として、設定パラメータとして規定しているオフセット値だけ電圧を負の方向に遡った（電圧を減少させた）オフセット電圧Ｖofsを、図２２のように求める。求められたオフセット電圧Ｖofsは、オフセット電圧記憶部３５７に格納する。更に、ベースライン近似部３１２は、オフセット電圧Ｖofsをオフセット電圧記憶部３５７から、交点電圧Ｖcrsを交点電圧記憶部３５６からそれぞれ読み出し、ステップＳ２２８において、オフセット電圧Ｖofsと交点電圧Ｖcrsの間の電流−電圧特性の波形データのバックグラウンドの接線（ベースライン）となる近似一次式を最小二乗法により、図２３に示すように求める。この近似一次式は、式（３）と同様な形式で表現可能で、図２３に示す直線近似では、一次式の係数ａ＝-6.072×10-12、定数b=-5.902×10-9と求められる。
【００７６】
（ｃ）この後、ピーク電流検出モジュール３１０のピーク電流値演算部３１３は、ゼロクロス電圧値Ｖpk1をゼロクロス値記憶部３５４から読み出す。そして、ステップＳ２２９において、ピーク電流値演算部３１３は、ステップＳ２２８で求めたベースラインの近似一次式に、ゼロクロス電圧値Ｖpk1を代入し、バックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbgを求める。バックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbgは、ベースライン電流値記憶部３５８に格納する。更に、ピーク電流値演算部３１３は、電流−電圧特性の波形のピークを示すゼロクロス電流値Ｉpk1を、ゼロクロス値記憶部３５４から読み出し、ステップＳ２３０において、ゼロクロス電流値Ｉpk1から、バックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbgを、式（４）に示すように差し引く：
Ｉpk2 =abs(Ｉpk1−Ｉbg)                      ……（４）
式（４）を各電極ユニット７６１のそれぞれのＳＮＰ１検出用電極（ＳＮＰ="Ｇ"検出用電極）５５１，ＳＮＰ２検出用電極（ＳＮＰ="Ｔ"検出用電極）５５２，コントロール電極５５３のそれぞれの電流−電圧特性に対して適用することにより、各電極ユニット７６１のそれぞれの電極５５１，５５２，５５３から、それぞれ真の電流値Ｉpk2が算出される。
【００７７】
［ステップＳ１０４：グループ正常判定］
以上説明したように、図１４のステップＳ１０３では、ピーク電流検出モジュール３１０が、測定系１２が測定した各電極ユニット７６１によるそれぞれの電流−電圧特性のピークを示すゼロクロス電流値Ｉpk1から、バックグラウンド（ベースライン）の電流値Ｉbgを差し引いて、各電極ユニット７６１のそれぞれのＳＮＰ１検出用電極（ＳＮＰ="Ｇ"検出用電極）５５１，ＳＮＰ２検出用電極（ＳＮＰ="Ｔ"検出用電極）５５２，コントロール電極５５３毎に、それぞれの正味の電流値Ｉpk2が、種々の判定モードで算出され、分類される。
【００７８】
しかし、例えば、複数の同等のＳＮＰ１検出用電極（ＳＮＰ="Ｇ"検出用電極）５５１の内１電極だけ、異常に大きい値、若しくは小さい値の場合、複数の同等のＳＮＰ２検出用電極（ＳＮＰ="Ｔ"検出用電極）５５２の内１電極だけ、異常に大きい値、若しくは小さい値を示す場合は、それら異常値を除外しないと、判定アルゴリズムに混乱を生じさせる。即ち、図４に示すように、基板７１４上に複数配列した同等の電極ユニット７６１から得られるピーク電流値Ｉpk2をそのまま、すべて用いて、図１４のステップＳ１０６の処理、つまり、ある核酸が存在するかどうかの判定や、ＳＮＰの型が、２種の内のどちらであるか、又、それがホモ型であるか、ヘテロ型であるかを判定する場合に、問題が生じてしまう場合がある。
【００７９】
そこで、図１４のステップＳ１０４では、ステップＳ１０５に進む前に、グループ正常判定モジュール３２０が、図４に示す基板７１４上に複数配列される電極ユニット７６１によって定義されるすべての電極から得られる電流値Ｉpk2に対し、図２５に示すフローチャートの手順をグループ単位で実施する。図２５に示すフローチャートでは、ステップＳ３１において、図２４（ａ）に示すような歯抜け異常を判定し、その後ステップＳ３２において、図２４（ｂ）に示すようなバラツキ異常を判定する。ステップＳ３１における歯抜け異常の判定、及びステップＳ３２におけるバラツキ異常の判定は、以下に示すような所定の基準で、グループ単位でその後の判定処理に値するかどうかの有効性を判断する：
（ａ）ステップＳ３０１では、グループ正常判定モジュール３２０において、ステップＳ３１における歯抜け判定を行うかどうかの選択を行う。歯抜け判定を行う場合には、ステップＳ３１のステップＳ３０２に進む。歯抜け判定を行わない場合には、バラツキ異常を判定するステップＳ３２のステップＳ３０５に進む。
【００８０】
（ｂ）ステップＳ３０２において、歯抜けデータ数をカウントするため、歯抜けデータ数Ｎｒの初期値として「０」をセットして、次のステップＳ３０３に進む。
【００８１】
（ｃ）ステップＳ３０３において、グループ正常判定記憶部３６１に格納されている歯抜け電流基準値ＭＳを読み出し、各電流値Ｉpk2に対して、歯抜け電流基準値ＭＳとの大小関係を比較する。歯抜け電流基準値ＭＳ以上であれば、歯抜けではないと判断して、次のステップＳ３０４に進む。歯抜け電流基準値ＭＳよりも小さい場合には、当該データは歯抜けデータと判断し、ステップＳ３１１において、「判定対象外」とするエラーセットとする。更に、ステップＳ３１２において、歯抜けデータ数Ｎｒをカウントアップし、ステップＳ３０３に戻る。グループ内のすべてのデータに対して、このルーチンを繰り返し、最終的なグループ内の歯抜けデータ数をカウントする。ステップＳ３０３において、歯抜けでないと判断されたデータは判定対象データとする。
【００８２】
（ｄ）ステップＳ３０４では、グループ正常判定記憶部３６１に格納されている歯抜け許容割合Ｐを読み出し、積算された歯抜けデータ数Ｎｒと、グループに割り当てられている電極数Ｎ０をＰで除算して値との大小関係を比較する。歯抜けデータ数Ｎｒが、Ｎ０／Ｐよりも小さければ、バラツキ異常を判定するステップＳ３２のステップＳ３０５に進む。歯抜けデータ数Ｎｒが、Ｎ０／Ｐ以上である場合には、当該グループは、「歯抜け多数」につき、型判定には値しないと判断し、「グループ異常」と判定する。
【００８３】
（ｅ）ステップＳ３０５において、判定対象データグループの電流値Ｉpk2の平均値が「零」でないか否かの判定を行い、「零」の場合には、ステップＳ３１４において、「グループ異常」と判定する。ここで、歯抜け判定を行っている場合には、平均値が「零」になることはないはずであるが、ステップＳ３０１において、歯抜け判定を行わない場合には、ステップＳ３０５において、「グループ異常」と判定される場合が生じる。「零」でない場合には、次のステップＳ３０６に進む。
【００８４】
（ｆ）ステップＳ３０６では、判定対象データの電流値Ｉpk2の平均値及び標準偏差を算出し、標準偏差を平均値で除算して、ＣＶ値を求め、次のステップＳ３０７に進む。
【００８５】
（ｇ）ステップＳ３０７で、グループ正常判定記憶部３６１から設定パラメータとして規定した基準ＣＶ値ＣＶ０と比較し、基準ＣＶ値ＣＶ０よりも小さい場合には、次のステップＳ３０８で当該グループは正常であると判定し、更に、図１４のフローチャートのステップＳ１０５の検査有効性判定へと進む。基準ＣＶ値ＣＶ０以上の場合には、図２５のフローチャートのステップＳ３１５において、当該グループは、「グループ異常」と判定する。
【００８６】
以上のルーチンをすべてのグループについて繰り返すことにより、グループが正常かどうかの判定を行う。
【００８７】
グループ正常判定モジュール３２０は、電極から得られる電流値Ｉpk2に対し演算対象外の際に「グループ異常判定」を下し、適宜、表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。これ以降のステップにおいては、すべて、真の電流値Ｉpk2に対する演算であるため、特に断らない限り、「真の電流値Ｉpk2」を単に「電流値」として記述することにする。又、基本的には、判定対象データのみを、今後の演算対象とする（歯抜けデータは除いて処理する）。
【００８８】
［ステップＳ１０５：検査有効性判定］
ステップＳ１０５における検査有効性判定モジュール３２５の処理の詳細を、図３２のフローチャートを用いて説明する。ここでは、図４に示す基板７１４上に複数配列される電極ユニット７６１にそれぞれ含まれる複数のポジティブ・コントロール用電極５５４，ネガティブ・コントロール用電極５５５からそれぞれ得られる一群の電流値Ｉpk2のデータについて判定を行う。
【００８９】
（ａ）ステップＳ４０１では、先ず、検査有効性判定において、ネガティブ・コントロールでの判定を行うかどうかの選択を行う。ネガティブ・コントロールでの判定を行わない場合には、ステップＳ４３５において、検査有効性判定は「有効」として、本処理を終了する。ネガティブ・コントロールでの判定を行う場合には、次のステップＳ４０２に進む。
【００９０】
（ｂ）ステップＳ４０２では、ネガティブ・コントロール用電極５５５からそれぞれ得られる一群の電流値Ｉpk2のデータが、図１４のフローチャートのステップＳ１０４におけるグループ正常判定において、「正常」と判定されていた場合には、次のステップＳ４４３に進む。図１４のフローチャートのステップＳ１０４におけるグループ正常判定において、「グループ異常」と判定された場合には、ステップＳ４４１において、「判定不能(N.D.５２)」を、表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【００９１】
（ｃ）ステップＳ４４３では、ネガティブ・コントロール用電極５５５からそれぞれ得られる一群の電流値Ｉpk2の平均値Ｘｎ、及び標準偏差σｎをそれぞれ計算し、平均値・標準偏差記憶部３６０に格納する。
【００９２】
（ｄ）ステップＳ４０３では、ＳＬＬ記憶部３６２から格納されている設定パラメータネガティブ・コントロール判定上限値ＮＣＵＬ、ネガティブ・コントロール判定下限値ＮＣＬＬを、平均値・標準偏差記憶部３６０からは、ステップＳ４４３で算出したネガティブ・コントロール電流の平均値Ｘｎを読み出し、設定パラメータネガティブ・コントロール判定上限値ＮＣＵＬ、ネガティブ・コントロール判定下限値ＮＣＬＬとネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎとの大小関係を比較する。ネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎが、判定下限値ＮＣＬＬ以上、判定上限値ＮＣＵＬ以下である場合には、ステップＳ４０４において、ネガティブ・コントロールは妥当とみなして、次のステップＳ４０５に進む。ネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎが、判定下限値ＮＣＬＬと判定上限値ＮＣＵＬの範囲から逸脱している場合には、ステップＳ４２１において、ネガティブ・コントロール異常として、ステップＳ４２２に進む（図２４（ｃ）は、ネガティブ・コントロール電流値の平均値が、上限値ＮＣＵＬを超えてしまった場合を概念的に示している。）。
【００９３】
（ｅ）ステップＳ４０５では、ポジティブ・コントロール判定を行うかどうか選択を行う。ポジティブ・コントロールでの判定を行わない場合には、ステップＳ４１２において、検査有効性判定は「検査有効」として、本処理を終了する。ポジティブ・コントロールでの判定を行う場合には、次のステップＳ４０６に進む。
【００９４】
（ｆ）ステップＳ４０６では、ネガティブ・コントロールに対して、ステップＳ４０２において行ったと同様に、ポジティブ・コントロールに対して行う。図１４のフローチャートのステップＳ１０４におけるグループ正常判定において、「正常」と判定されていた場合には、次のステップＳ４４４に進む。図１４のフローチャートのステップＳ１０４におけるグループ正常判定において、「グループ異常」と判定された場合には、ステップＳ４４２において「判定不能(N.D.５１)」とし、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【００９５】
（ｇ）ステップＳ４４４では、ポジティブ・コントロール用電極５５４からそれぞれ得られる一群の電流値Ｉpk2の平均値Ｘｐ、及び標準偏差σｐをそれぞれ計算し、平均値・標準偏差記憶部３６０に格納する。
【００９６】
（ｈ）ステップＳ４０７では、ＳＬＬ記憶部３６２から格納されている設定パラメータポジティブ・コントロール判定下限値ＰＣＬＬ及びポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを、平均値・標準偏差記憶部３６０からは、ステップＳ４４３で算出したネガティブ・コントロール電流の平均値Ｘｎ及び標準偏差σｎ、ステップＳ４４４で算出したポジティブ・コントロール電流の平均値Ｘｐ及び標準偏差σｐを読み出す。ポジティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｐからネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎを減算した値とポジティブ・コントロール判定下限値ＰＣＬＬと大小関係を比較する。更に、ポジティブ・コントロール電流値平均値Ｘｐから、ポジティブ・コントロール電流の標準偏差σｐにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を減算した値と、ネガティブ・コントロール電流値平均値Ｘｎに、ネガティブ・コントロール電流の標準偏差σｎにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を加算した値を比較する。ポジティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｐからネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎを減算した値が、ポジティブ・コントロール判定下限値ＰＣＬＬ以上でかつ、ポジティブ・コントロール電流値平均値Ｘｐから、ポジティブ・コントロール電流の標準偏差σｐにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を減算した値がネガティブ・コントロール電流値平均値Ｘｎに、ネガティブ・コントロール電流の標準偏差σｎにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を加算した値以上である場合（ステップＳ４０８）には、ステップＳ４０９において、「検査有効」と判定し、処理を終了する。いずれか一方でも満たさない場合（ステップＳ４１０）には、ステップＳ４１１において、「検査無効」と判断する。
【００９７】
（ｉ）ステップＳ４０３で、ネガティブ・コントロール電流値の平均値が、図２４（ｃ）に示すように、判定下限値ＮＣＬＬと判定上限値ＮＣＵＬの範囲から逸脱している場合には、ステップＳ４２１でネガティブ・コントロール異常として、ステップＳ４２２に進む。ステップＳ４２２では、ステップＳ４０６と同様にポジティブ・コントロール判定を行うかどうか選択を行う。ポジティブ・コントロールでの判定を行わない場合には、ステップＳ４３４において検査有効性判定は「検査無効」として、本処理を終了する。ポジティブ・コントロールでの判定を行う場合には、次のステップＳ４２３に進む。
【００９８】
（ｊ）ステップＳ４２３では、ステップＳ４０６において行ったと同様に、ポジティブ・コントロールに対して、図１４のフローチャートのステップＳ１０４におけるグループ正常判定において、「正常」と判定されていた場合には、次のステップＳ４４５に進む。図１４のフローチャートのステップＳ１０４におけるグループ正常判定において、「グループ異常」と判定された場合には、ステップＳ４３１において「検査有効性判定」は「検査無効」として、本処理を終了する。
【００９９】
（ｋ）ステップＳ４４５では、ステップＳ４４４と同様の処理を行う。即ち、ポジティブ・コントロール用電極５５４からそれぞれ得られる一群の電流値Ｉpk2の平均値Ｘｐ、及び標準偏差σｐをそれぞれ計算し、平均値・標準偏差記憶部３６０に格納する。
【０１００】
（ｌ）ステップＳ４２４では、ＳＬＬ記憶部３６２から格納されている設定パラメータポジティブ・コントロール判定下限値ＰＣＬＬ及びポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを、平均値・標準偏差記憶部３６０からは、ステップＳ４４３で算出したネガティブ・コントロール電流の平均値Ｘｎ及び標準偏差σｎ、ステップＳ４４５で算出したポジティブ・コントロール電流の平均値Ｘｐ及び標準偏差σｐを読み出す。ポジティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｐからネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎを減算した値とポジティブ・コントロール判定下限値ＰＣＬＬと大小関係を比較する。更に、ポジティブ・コントロール電流値平均値Ｘｐから、ポジティブ・コントロール電流の標準偏差σｐにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を減算した値と、ネガティブ・コントロール電流値平均値Ｘｎに、ネガティブ・コントロール電流の標準偏差σｎにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を加算した値を比較する。ポジティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｐからネガティブ・コントロール電流値の平均値Ｘｎを減算した値が、ポジティブ・コントロール判定下限値ＰＣＬＬ以上でかつ、ポジティブ・コントロール電流値平均値Ｘｐから、ポジティブ・コントロール電流の標準偏差σｐにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を減算した値がネガティブ・コントロール電流値平均値Ｘｎに、ネガティブ・コントロール電流の標準偏差σｎにポジティブ・コントロール実効変動係数ＰＥＳＬを乗算した値を加算した値以上である場合（ステップＳ４２５）は、ステップＳ４２６において「検査無効」と判断し、本処理を終了する。ステップＳ４２４で、上記条件のいずれか一方でも満たさない場合（ステップＳ４３２）も、ステップＳ４３３において「検査無効」と判断し、本処理を終了する。
【０１０１】
［２種類のアルゴリズムから選択］
図１４のステップＳ１０６は、図２６に示すようにステップＳ３３２における検査有効性の判定において検査が有効であると判定された場合は、ステップＳ３３３に進み、２種類のアルゴリズムの選択を行う。ステップＳ３３２における検査有効性の判定において検査が有効でないと判定された場合は、ステップＳ３３４において「検査無効」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させ、信号処理を終了する。ステップＳ３３３においては、ある核酸が存在するかどうかを判定する有無判定アルゴリズムのフローに進むのか、ＳＮＰの型が、野生型ホモ型か、ヘテロ型か、変異型ホモ型か、即ち、例えば、Ｇ／Ｇホモ型であるか、Ｇ／Ｔヘテロ型であるか、又はＴ／Ｔホモ型であるか等を判定するＳＮＰ型判定アルゴリズムのフローに進むのかを決定する。
【０１０２】
［ステップＳ１０６その１：核酸の存在の有無判定］
図２６のステップＳ３３３において、ある核酸が存在するかどうかを判定するアルゴリズムのフローに進むと決定された場合は、図２７に示すフローチャートの手順で有無判定モジュール３３０が処理を行う。
【０１０３】
図２において、ＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２，コントロール電極５５３、参照極５６１，５６２及び対極５０２が検出チップ上に配列された電極ユニットを示したが、ある核酸が存在するかどうかを判定するアルゴリズムの場合は、ＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２のいずれか一方で良い。即ち、図４に示す基板７１４上には、ＳＮＰ１検出用電極５５１，ＳＮＰ２検出用電極５５２のいずれか一方を検出用電極（作用極）として備える電極ユニット７６１が複数配列されている。ここでは、図２に示したＳＮＰ１検出用電極５５１を、対象核酸を検出する有無検出用電極（作用極）５５０であると仮定して説明する。
【０１０４】
（ａ）図２７に示すフローチャートのステップＳ３４１では、有無判定モジュール３３０は、コントロール電極５５３からの電流値がグループ正常判定モジュール３２０での処理の結果が「グループ正常」であるか否かを判定する。ステップＳ３４１で、「グループ正常」であると判定された場合には、次のステップS３４２に進む。グループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、「グループ異常」であると判定された場合には、「判定不能(N.D.２１)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３４８において「判定不能(N.D.２１)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【０１０５】
（ｂ）更に、ステップＳ３４２において、有無判定モジュール３３０は、判定対象となる複数の有無検出用電極（作用極）５５０からの電流値がグループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、「グループ正常」であるか否かを判定する。ステップＳ３４２において、「グループ正常」であると判定された場合には、次のステップS３４３に進む。グループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、「グループ異常」であると判定された場合には、「判定不能(N.D.２２)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３４９において「判定不能(N.D.２２)を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【０１０６】
（ｃ）次に、ステップＳ３４３において判定対象となる複数の有無検出用電極（作用極）５５０からの電流値の平均値（Ｘ）、標準偏差（σ）、対応するコントロール電極５５３からの電流値の平均値（Ｘc）及び標準偏差（σc）を算出し、平均値・標準偏差記憶部３６０に格納する。
【０１０７】
（ｄ）ステップＳ３４４において、有無判定モジュール３３０は、有無検出用電極（作用極）５５０からの電流値の平均値（Ｘ）と対応するコントロール電極５５３からの電流値の平均値（Ｘc）を平均値・標準偏差記憶部３６０から読み出し、平均値の差（Ｘ−Ｘｃ）を演算する。更に、「−」判定信号増加量上限基準ＳＬ（−）をＳＬＬ記憶部３６２から読み出す。そして、ステップＳ３４４において、平均値の差（Ｘ−Ｘc）と、「−」判定信号増加量上限基準ＳＬ（−）との大小関係を比較する。ステップＳ３４４で「−」判定信号増加量上限基準ＳＬ（−）以下と判断された場合には、有無検出用電極（作用極）５５０からは対象とする核酸の電気化学的電流の電流値が観測されなかったと判断し、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３５０において、表示装置３０６に「−（検出感度以下）」の判定を表示させる。一方、ステップＳ３４４において、「−」判定信号増加量上限基準ＳＬ（−）よりも大きい場合には、ステップＳ３４５に進む。
【０１０８】
（ｅ）ステップＳ３４５では、有無判定モジュール３３０は、有無検出用電極（作用極）５５０からの電流値の平均値（Ｘ）と対応するコントロール電極５５３からの電流値の平均値（Ｘc）を平均値・標準偏差記憶部３６０から読み出し、平均値の差（Ｘ−Ｘｃ）を演算する。更に、「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）をＳＬＬ記憶部３６２から読み出す。そして、平均値の差（Ｘ−Ｘc）と、「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）との大小関係を比較する。ステップＳ３４５で「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）より小さいと判断された場合には、「判定不能(N.D.０１)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３５１において、「判定不能(N.D.０１)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。これは、有無検出用電極（作用極）５５０からの電気化学的信号の増加量（コントロール電極からの電気化学的信号との差分）が、「＋」判定とするには充分でなく、又、「−」判定とするには小さくない、という中途半端な値を示しており、＋／−判定を決することができない状態を表している。一方、ステップＳ３４５において、「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）以上の場合には、ステップＳ３４６に進む。
【０１０９】
（ｆ）ステップＳ３４６では、有無判定モジュール３３０は、有無検出用電極（作用極）５５０からの電流値の平均値（Ｘ）、標準偏差（σ）、対応するコントロール電極５５３からの電流値の平均値（Ｘc）及び標準偏差（σｃ）を平均値・標準偏差記憶部３６０から、更には実効変動係数ＥＳＬＬをＳＬＬ記憶部３６２から読み出す。有無検出用電極５５０からの電流の平均値Ｘに対して、標準偏差σの実効変動係数倍小さい値（Ｘ−ＥＳＬＬ＊σ）と、コントロール電極からの電流平均値Ｘｃに対して、標準偏差σｃの実効変動係数倍大きい値（Ｘｃ＋ＥＳＬＬ＊σｃ）との大小関係を比較する。有無検出用電極５５０からの電流平均値Ｘに対して、標準偏差σの実効変動係数倍小さい値（Ｘ−ＥＳＬＬ＊σ）が、コントロール電極からの電流平均値Ｘｃに対して、標準偏差σｃの実効変動係数倍大きい値（Ｘｃ＋ＥＳＬＬ＊σｃ）以上の場合、即ち、Ｘ−ＥＳＬＬ＊σ≧Ｘｃ＋ＥＳＬＬ＊σｃの不等式が成立する場合には、充分な信号増加量が得られているとして、「＋」の判定を行い、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３４７において、「＋」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。一方、Ｘ−ＥＳＬＬ＊σ≧Ｘｃ＋ＥＳＬＬ＊σｃの不等式を満足しない場合には、信号バラつきに対して、信号増加量が充分でないと判断し、「判定不能(N.D.０２)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３５２において、「判定不能(N.D.０２)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【０１１０】
即ち、ステップＳ３４５において、平均値の差（Ｘ−Ｘc）が「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）以上の場合でも、直ちに「＋」と表示せず、ステップＳ３４６において、電流増加量がバラツキに比べて充分であるか否かを判断する訳である。ここで、「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）及び「−」判定信号増加量上限基準ＳＬ（−）については、複数のサンプルに関して測定を行い、上述の手順で、信号増加量を算出し、「＋」のサンプル及び「−」のサンプルに対して、それぞれ統計的な値から算出して決定するのが好ましい。より好ましくは、「＋」サンプル、「−」サンプルそれぞれの信号増加量の平均値と標準偏差から、定めるのが好ましい。更により好ましくは、「＋」判定信号増加量下限基準ＳＬ（＋）は、「＋」サンプルの「平均値−３×標準偏差」とし、「−」判定信号増加量上限基準ＳＬ（−）は「−」サンプルの「平均値＋３×標準偏差」と定めるのが良い。なお、基準値を決定するのに用いるサンプル数は、それぞれ３０サンプル以上であることが望ましい。
【０１１１】
［ステップＳ１０６その２：ＳＮＰの型判定］
図２６のステップＳ３３３において、ＳＮＰの型が、野生型ホモ型か、ヘテロ型か、若しくは変異型ホモ型かを判定するＳＮＰ型判定アルゴリズムのフローに進むと決定された場合は、図２８に示すフローチャートの手順で型判定モジュール３４０が処理を行う。なお、ここでは仮に、ＳＮＰ１検出用電極５５１では、ＳＮＰ="Ｇ"を検出，ＳＮＰ２検出用電極５５２では、ＳＮＰ="Ｔ"を検出する場合として説明を行うことにする。又、ここでは、ＳＮＰ１検出用電極５５１は、野生型ＳＮＰを検出するためのプローブＤＮＡが固定されており、ＳＮＰ２検出用電極５５２には、変異型ＳＮＰを検出するためのプローブＤＮＡが固定されているものとして、説明を行う。勿論、ＳＮＰ１検出用電極を、変異型ＳＮＰ検出用として、ＳＮＰ２検出用電極を野生型ＳＮＰ検出用として設定してもなんら問題はない。但し、判定基準パラメータの大小関係には注意が必要である。
【０１１２】
以下において、型判定モジュール３４０が、サンプルＤＮＡについて、例えば、あるＳＮＰ位置の塩基が、Ｇ／Ｇホモ型であるか、Ｇ／Ｔヘテロ型であるか、又はＴ／Ｔホモ型であるかを判定する手順を、図２８に示すフローチャートに従って説明する：
（ａ）先ず、型判定モジュール３４０は、ステップＳ３６１では、標的数が２個であるか否かを判定する。ＳＮＰ="Ｇ"，ＳＮＰ="Ｔ"の２種を判定しようとしているのであるから、標的数が０個，１個、３個等では、そもそも初期設定が間違っているので、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３８１において、表示装置３０６及び出力装置３０５に「設定エラー」の出力させる。
【０１１３】
（ｂ）ステップＳ３６１で、標的数が２個であると判定された場合、型判定モジュール３４０は、ステップＳ３６２に進む。ステップＳ３６２では、型判定モジュール３４０は、ＳＮＰ１検出用電極５５１に対応するコントロール電極（Ｃ１）５５３及びＳＮＰ２検出用電極５５２に対応するコントロール電極（Ｃ２）５５６からの電流値がグループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、いずれも「グループ正常」であると判定された場合には、次のステップＳ３６３に進む。グループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、いずれかが「グループ異常」であると判定された場合には、「判定不能(Ｎ．Ｄ．３１)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３８２において、「判定不能(Ｎ．Ｄ．３１)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【０１１４】
（ｃ）更に、ステップＳ３６３において、型判定モジュール３４０は、判定対象となるＳＮＰ１検出用電極５５１及びＳＮＰ２検出用電極５５２からの電流値がグループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、いずれも「グループ正常」であると判定された場合には、次のステップＳ３６４に進む。グループ正常判定モジュール３２０での処理の結果、いずれかが「グループ異常」であると判定された場合には、「判定不能(Ｎ．Ｄ．３２)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３８３において、「判定不能(Ｎ．Ｄ．３２)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。
【０１１５】
（ｄ）次に、ステップＳ３６４では、型判定モジュール３４０は、ＳＮＰ１検出用電極（ＳＮＰ="Ｇ"検出用電極）５５１の電流値の平均値Ｘ1，ＳＮＰ１検出用電極５５１に対応するコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流値の平均値Ｘc1，ＳＮＰ２検出用電極（ＳＮＰ="Ｔ"検出用電極）５５２の電流値の平均値Ｘ2，ＳＮＰ２検出用電極５５２に対応するコントロール（Ｃ２）電極５５６の電流値の平均値Ｘc2を算出する。図２では、ＳＮＰ１検出用電極５５１とＳＮＰ２検出用電極に対応する共通のコントロール電極５５３を示したが、ＳＮＰ１検出用電極５５１に対応するコントロール電極（Ｃ１）とＳＮＰ２検出用電極５５２に対応するコントロール（Ｃ２）とを別個に設けても構わない。算出したＳＮＰ１検出用電極５５１の電流値の平均値Ｘ1，ＳＮＰ１検出用電極５５１に対応するコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流値の平均値Ｘc1，ＳＮＰ２検出用電極５５２の電流値の平均値Ｘ2，ＳＮＰ２検出用電極５５２に対応するコントロール（Ｃ２）電極５５６の電流値の平均値Ｘc2は、平均値・標準偏差記憶部３６０に格納する。
【０１１６】
（ｅ）次に、ステップＳ３６５では、型判定モジュール３４０は、ＳＮＰ１検出用電極５５１の電流値の平均値Ｘ1と対応するコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流値の平均値Ｘc1を平均値・標準偏差記憶部３６０から読み出し、ＳＮＰ１検出用電極５５１の電流値の平均値Ｘ1とコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流値の平均値Ｘc1との差（Ｘ1−Ｘc1）をコントロール電極（Ｃ１）５５３の電流値の平均値Ｘc1で除算した値Ｚ１（規格化されたＳＮＰ１電流増加量）を算出する：
Ｚ１＝（Ｘ１−Ｘｃ１）／Ｘｃ１    ……（５）
同様に、ＳＮＰ２検出用電極５５２の電流値の平均値Ｘ２と対応するコントロール電極（Ｃ２）５５４の電流値の平均値Ｘc２を平均値・標準偏差記憶部３６０から読み出し、ＳＮＰ２検出用電極５５２の電流値の平均値Ｘ２とコントロール電極（Ｃ２）５５６の電流値の平均値Ｘc２との差（Ｘ２−Ｘc２）をコントロール電極（Ｃ２）５５６の電流値の平均値Ｘc２で除算した値Ｚ２（規格化されたＳＮＰ２電流増加量）を算出する：
Ｚ２＝（Ｘ２−Ｘｃ２）／Ｘｃ２    ……（６）
そして、算出したＺ１及びＺ２を、規格化座標記憶部３６５に格納し、ステップＳ３６６に進む。
【０１１７】
（ｆ）ステップＳ３６６において、型判定モジュール３４０は、規格化座標記憶部３６５から、規格化されたＳＮＰ１電流増加量Ｚ１及び規格化されたＳＮＰ２電流増加量Ｚ２を読み出す。ステップＳ３６６では、更に、規格化されたＳＮＰ１電流増加量Ｚ１及び規格化されたＳＮＰ２電流増加量Ｚ２がともに「負」の場合には、ＳＮＰ１検出用電極５５１及びＳＮＰ２検出用電極５５２がともに電流増加が得られなかったことにより、「判定不能(Ｎ．Ｄ．１６)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３８４において、「判定不能(Ｎ．Ｄ．１６)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。規格化されたＳＮＰ１電流増加量Ｚ１及び規格化されたＳＮＰ２電流増加量Ｚ２のいずれかでも「零以上」の場合には、次のステップＳ３６７に進む。
【０１１８】
（ｇ）ステップＳ３６７において、型判定モジュール３４０は、規格化座標記憶部３６５から、規格化されたＳＮＰ１電流増加量Ｚ１及び規格化されたＳＮＰ２電流増加量Ｚ２を読み出す。ステップＳ３６７では、更に、規格化されたＳＮＰ１電流増加量Ｚ１をＸ座標とし、規格化されたＳＮＰ２電流増加量Ｚ２をＹ座標として定まる点の座標（Ｚ１，Ｚ２）を、極座標（Ｒ，Ａ）に変換する。即ち、図２９に示すように、Ｘ座標Ｚ１がＹ座標Ｚ２で定まる点Ｐに対して、Ｒは、原点から、点Ｐ（Ｚ１，Ｚ２）までのベクトルの距離（ベクトル長）を示し、Ａは、正のＸ軸と、原点から点Ｐ（Ｚ１，Ｚ２）へのベクトルのなす角度を示す。ここで、ステップＳ３６６において、Ｘ座標（Ｚ１），Ｙ座標（Ｚ２）ともに、負の場合は、判定不能として除外されているため、角度Ａは、−π／２からπの間の値をとることになる。そして、ステップＳ３６７において算出されたベクトル長Ｒは、ベクトル長記憶部３６６に、又角度Ａは、角度記憶部３６７にそれぞれ格納され、ステップＳ３６８に進む。
【０１１９】
（ｈ）ステップＳ３６８において、型判定モジュール３４０は、ベクトル長記憶部３６６から、ステップＳ３６７で算出したベクトル長Ｒを読み出す。更に、ＭＩＲ記憶部３６４から、電流増加割合下限基準値ＭＩＲを読み出し、ベクトル長Ｒと電流増加割合下限基準値ＭＩＲとの大小関係を比較する。ベクトル長Ｒが電流増加割合下限基準値ＭＩＲよりも小さい場合には、電流増加量が小さすぎると判断し、「判定不能(Ｎ．Ｄ．１５)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３８５において、「判定不能(Ｎ．Ｄ．１５)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。ベクトル長Ｒが電流増加割合下限基準値ＭＩＲ以上の場合には、次のステップＳ３６９に進む。ステップＳ３６９以降で、判定対象のＳＮＰ型が、野生型ホモ型か、ヘテロ型か、変異型ホモ型かを判定することになる。ここでは、ＳＮＰ１検出用電極として野生型ＳＮＰを検出するためのプローブＤＮＡが固定され、ＳＮＰ２検出用電極として変異型ＳＮＰを検出するためのプローブＤＮＡが固定されている場合で説明していることを想起して欲しい。
【０１２０】
（ｉ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、野生型角度下限値Ｗminを読み出し、ステップＳ３６９において、大小関係を比較する。角度Ａが、野生型角度下限値Ｗminよりも小さい場合には、「判定不能(Ｎ．Ｄ．１１)」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９１において、「判定不能(Ｎ．Ｄ．１１)」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。角度Ａが、野生型角度下限値Ｗmin以上の場合には、次のステップＳ３７０に進む。
【０１２１】
（ｊ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、野生型角度下限値Ｗmin及び野生型角度上限値Ｗmaxを読み出し、ステップＳ３７０において、大小関係を比較する。角度Ａが、野生型角度下限値Ｗmin以上、野生型角度上限値Ｗmax以下の場合には、「ＳＮＰ１型」（ここでは、Ｇ／Ｇホモ型、即ち、野生型ホモ型）として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９２において、「Ｇ／Ｇ型」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。角度Ａが、野生型角度上限値Ｗmaxよりも大きい場合には、次のステップＳ３７１に進む。
【０１２２】
（ｋ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、野生型角度上限値Ｗmax及びヘテロ型角度下限値Ｈminを読み出し、ステップＳ３７１において、大小関係を比較する。角度Ａが、野生型角度上限値Ｗmaxよりも大きく、ヘテロ型角度下限値Ｈminよりも小さい場合には、「判定不能（Ｎ．Ｄ．１２）」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９３において、「判定不能（Ｎ．Ｄ．１２）」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。角度Ａが、ヘテロ型角下限値Ｈmin以上の場合には、次のステップＳ３７２に進む。
【０１２３】
（ｌ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、ヘテロ型角度下限値Ｈmin及びヘテロ型角度上限値Ｈmaxを読み出し、ステップＳ３７２において、大小関係を比較する。角度Ａが、ヘテロ型角度下限値Ｈmin以上、へテロ型角度上限値Ｈmax以下の場合には、「ＳＮＰ１／ＳＮＰ２型」（ここでは、Ｇ／Ｔヘテロ型即ち、ヘテロ型）として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９４において、「Ｇ／Ｔ型」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。角度Ａが、ヘテロ型角度上限値Ｈmaxよりも大きい場合には、次のステップＳ３７３に進む。
【０１２４】
（ｍ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、ヘテロ型角度上限値Ｈmax及び変異型角度下限値Ｍminを読み出し、ステップＳ３７３において、大小関係を比較する。角度Ａが、ヘテロ型角度上限値Ｈmaxよりも大きく、変異型角度下限値Ｍminよりも小さい場合には、「判定不能（Ｎ．Ｄ．１３）」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９５において、「判定不能（Ｎ．Ｄ．１３）」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。角度Ａが、変異型角下限値Ｍmin以上の場合には、次のステップＳ３７４に進む。
【０１２５】
（ｎ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、変異型角度下限値Ｍmin及び変異型角度上限値Ｍmaxを読み出し、ステップＳ３７４において、大小関係を比較する。角度Ａが、変異型角度下限値Ｍmin以上、変異型角度上限値Ｍmax以下の場合には、「ＳＮＰ２型」（ここでは、Ｔ／Ｔホモ型即ち、変異型ホモ型）として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９６において、「Ｔ／Ｔ型」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。角度Ａが、変異型角度上限値Ｍmaxよりも大きい場合には、次のステップＳ３７５に進む。
【０１２６】
（ｏ）型判定モジュール３４０は、角度記憶部３６７からステップＳ３６７で算出した角度Ａを読み出し、角度パラメータ記憶部３６８から、変異型角度上限値Ｍmaxを読み出し、ステップＳ３７５において、大小関係を比較する。角度Ａが、変異型角度上限値Ｍmaxよりも大きい場合には、「判定不能（Ｎ．Ｄ．１４）」として、分類結果記憶部３６９に判定結果を分類して格納し、ステップＳ３９７において、「判定不能（Ｎ．Ｄ．１４）」を表示装置３０６及び出力装置３０５に出力させる。なお、ステップＳ３７５での角度Ａと変異型角度上限値Ｍmaxとの大小関係比較は、必ずしも必要なく、ステップＳ３７５に進んできた場合には、無条件に「判定不能（Ｎ．Ｄ．１４）」としても良い。
【０１２７】
ここで、角度判定基準値、即ち、野生型角度下限値Ｗmin，野生型角度上限値Ｗmax，ヘテロ型角度下限値Ｈmin，ヘテロ型角度上限値Ｈmax，変異型角度下限値Ｍmin，変異型角度上限値Ｍmaxは、複数のサンプルに関して測定を行い、上述の手順で、算出した規格化された電流増加量Ｚ１、Ｚ２をそれぞれＸ座標、Ｙ座標とする点を原点から見たベクトルの、正のＸ軸からの角度を算出し、各型（野生型、ヘテロ型、変異型）についての統計的な値から算出して決定するのが好ましい。より好ましくは、各型毎に算出された角度の平均値と標準偏差から、定めるのが好ましい。更により好ましくは、「平均値−３×標準偏差」を角度下限値とし、「平均値＋３×標準偏差」を角度上限値と定めるのが良い。なお、基準値を決定するのに用いるサンプル数は、各型３０サンプル以上であることが望ましい。
【０１２８】
電流増加割合下限基準値ＭＩＲについても、同様に複数のサンプルに関するデータから、統計的に算出して決めるのが好ましい。ＭＩＲについても、角度判定基準値と同様に、複数のサンプルに関する測定から求めたベクトル長の平均値と標準偏差を用いて決定するのが好ましい。ＭＩＲは、「平均値−３×標準偏差」と定めるのがより好ましい。なお、基準値を決定するのに用いるサンプル数は、３０サンプル以上であることが望ましい。
【０１２９】
型判定モジュール３４０での型判定手順は、図３１を見ると、容易に理解できる。詳細には、上記に詳述した通りであるが、概要は、角度Ａが、野生型角度基準範囲（Ｗmin〜Ｗmax）の場合には「野生型」、ヘテロ型角度基準範囲（Ｈmin〜Ｈmax）の場合には「ヘテロ型」、変異型角度基準範囲（Ｍmin〜Ｍmax）の場合には「変異型」となることを意味している。
【０１３０】
又、本アルゴリズムをＳＡＡ１遺伝子多型に適用し、横軸を角度Ａに取った際の頻度分布を図３０に示している。野生型、ヘテロ型、変異型で、分布が分離しており、判定基準値として、野生型角度下限値Ｗminを-0.28，野生型角度上限値Ｗmaxを0.28，ヘテロ型角度下限値Ｈminを0.74，ヘテロ型角度上限値Ｈmaxを1.09，変異型角度下限値Ｍminを1.39，変異型角度上限値Ｍmaxを1.85と設定できることが実証されている。
【０１３１】
以上の説明で理解できるように、本発明の実施の形態に係る塩基配列方法によれば、チップカートリッジ１１や測定系１２に異常があった場合や、データにバラつきがあった場合等でも、それらの異常なデータを除外して、正確にある核酸が存在するかどうかを高い精度で判定できる。又、本発明の実施の形態に係る塩基配列方法によれば、初期設定にエラーがあれば「設定エラー」と判定し，チップ若しくは試料（バイオサンプル）に異常があれば「判定不能（サンプル・エラー）」と判定し、装置（ハードウェア）に不具合があれば「判定不能（ハードウェア・エラー）」と判定する等の処理をして、それらの異常なデータを除外できる。更に、信号のバラつきにより判定できない場合や信号強度が弱い場合等についてもその状況に応じた判定が可能である。このため、本発明の実施の形態に係る塩基配列方法によれば、種々の測定環境や状況（実状）に適格に応じながら、「野生型ホモ型」，「変異型ホモ型」，「ヘテロ型」等のように、ＳＮＰの型が、どの型であるか、又、それがホモ型であるか、ヘテロ型であるか、を高い精度で判断できる。ここで、「野生型」「ヘテロ型」「変異型」と表現したものは、具体的に塩基名を用いて”Ａ”、”Ｔ”、”Ｇ”、”Ｃ”等の表示を行っても良い。
【０１３２】
（塩基配列判定プログラム）
図１４，図１６，図１８−１９，図２５−２８、図３２に示した一連の判定操作は、図１４，図１６，図１８−１９，図２５−２８、図３２と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図８に示した塩基配列判定システムを制御して実行できる。このプログラムは、本発明の塩基配列判定システムを構成するコンピュータシステムのプログラム記憶装置（図示省略）に記憶させれば良い。又、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を塩基配列判定システムのプログラム記憶装置に読み込ませることにより、本発明の一連の判定操作を実行することができる。ここで、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのプログラムを記録することができるような媒体などを意味する。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯディスク、カセットテープ、オープンリールテープ、メモリカード、ハードディスク、リムーバブルディスクなどが「コンピュータ読取り可能な記録媒体」に含まれる。
【０１３３】
例えば、塩基配列判定システムの本体は、フレキシブルディスク装置（フレキシブルディスクドライブ）及び光ディスク装置（光ディスクドライブ）を内蔵若しくは外部接続するように構成できる。フレキシブルディスクドライブに対してはフレキシブルディスクを、又光ディスクドライブに対してはＣＤ−ＲＯＭをその挿入口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことにより、これらの記録媒体に格納されたプログラムを、塩基配列判定システムを構成するプログラム記憶装置にインストールすることができる。又、所定のドライブ装置を接続することにより、例えばゲームパック等に利用されているメモリ装置としてのＲＯＭや、磁気テープ装置としてのカセットテープを用いることもできる。更に、インターネット等の情報処理ネットワークを介して、このプログラムをプログラム記憶装置に格納することが可能である。
【０１３４】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１３５】
既に述べた上記の実施の形態の説明においては、Ｇ型、Ｔ型或いはＧ／Ｔ型のいずれに該当するかを判定する手法を示したが、Ａ型，Ｇ型，Ｃ型，Ｔ型の内のいずれか２つの型、或いはそれらのヘテロの判定に適用できることは勿論である。又、上記の実施の形態の説明で理解できるように、必ずしもＡ型，Ｇ型，Ｃ型，Ｔ型のグループの４種類について測定データを取得する必要はなく、ＳＮＰの考えられ得る２つの塩基に関する２グループのみについて取得するのみでも良い。
【０１３６】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムを構成する測定系の一例を説明する回路図である。
【図２】図１の測定系の一部をなす検出チップの構造を説明する模式的な平面図である。
【図３】図３（ａ）は、ＳＮＰ="Ｇ"検出用電極に塩基配列ＧＡＣＴＣ……を有するプローブＤＮＡが固定化された状態を説明する模式図で、図３（ｂ）は、ＳＮＰ="Ｔ"検出用電極に塩基配列ＧＡＡＴＣ……を有するプローブＤＮＡが固定化された状態を説明する模式図で、図３（ｃ）は、コントロール電極に塩基配列ＣＡＧＴＧ……を有するプローブＤＮＡ（コントロールＤＮＡ）が固定化された状態を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムに用いられるチップカートリッジの構造の一例を説明する模式的な組み立て鳥瞰図である。
【図５】図４を上下逆にして示す、本発明の実施の形態に係るチップカートリッジの組み立て鳥瞰図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムを構成する送液系に備えられるバルブユニットの全体構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムの一例を説明する概念的なブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定システムを構成するコンピュータの構成の一例を説明する概念的なブロック図である。
【図９】図９（ａ）は、ＳＮＰ１検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが、塩基配列が完全にマッチングしているので２本鎖を形成した状態を、図９（ｂ）は、ＳＮＰ２検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できない状態を、図９（ｃ）は、コントロール電極のコントロールＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できない状態を示す模式図である。
【図１０】図１０（ａ）は、ＳＮＰ１検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できない状態を、図１０（ｂ）は、ＳＮＰ２検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成した状態を、図１０（ｃ）は、コントロール電極のコントロールＤＮＡとＳＮＰ="Ｔ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できない状態を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）は、ＳＮＰ１検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ／Ｔ"ヘテロのサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成した状態を、図１１（ｂ）は、ＳＮＰ２検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ／Ｔ"ヘテロのサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成した状態を、図１１（ｃ）は、コントロール電極のコントロールＤＮＡとＳＮＰ="／Ｔ"ヘテロのサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できない状態を示す模式図である。
【図１２】図１２（ａ）は、ＳＮＰ１検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが、２本鎖を形成しているので、２本鎖に挿入剤が結合した状態を、図１２（ｂ）は、ＳＮＰ２検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できないので、２本鎖に挿入剤が結合できないが電極表面等に吸着している状態を、図１２（ｃ）は、コントロール電極のコントロールＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できないので、２本鎖に挿入剤が結合できないが電極表面等に吸着している状態を示す模式図である。
【図１３】曲線（ａ）は、図１２（ａ）に対応し、ＳＮＰ１検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成し、２本鎖に挿入剤が結合した場合の電気化学的電流の電流−電圧特性であり、大きな電流値のピークを示す。曲線（ｂ）は、図１２（ｂ）に対応し、ＳＮＰ２検出用電極のプローブＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮＡとが２本鎖を形成できず、２本鎖に挿入剤が結合できない場合の電流−電圧特性であり、曲線（ａ）に比して小さな電流値のピークを示す。又、図１３の曲線（ｃ）は、図１２（ｃ）に対応し、コントロール電極のコントロールＤＮＡとＳＮＰ="Ｇ"のサンプルＤＮとが２本鎖を形成できず、２本鎖に挿入剤が結合できない場合の電流−電圧特性であり、線（ｂ）に比して、更に小さな電流値のピークを示す。
【図１４】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法の全体としての流れを説明するフローチャートである。
【図１５】単純移動平均法による平準化（スムージング）を説明する模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、各電極毎に測定された電気化学的電流の電流波形（電流−電圧特性）のそれぞれのベースラインの傾きにより、それぞれの電流波形（電流−電圧特性）の正常・異常を判定する方法の一例を説明するフローチャートである。
【図１７】チップカートリッジにおける電気化学的電流の信号の例として、データ１とデータ２の２種類の電流−電圧特性を示す。データ１の電流−電圧特性が示すベースラインの傾きに比して、データ２の電流−電圧特性が示すベースラインの傾きの方が大きい。
【図１８】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、各電極毎に測定された電気化学的電流の電流波形（電流−電圧特性）から、それぞれのバックグラウンド電流を差し引いて、真の検出信号のピーク値（ピーク電流値）を求める方法の一例を説明するフローチャートである。
【図１９】図１８に示したフローチャートの手順に引き続き、各電極毎に測定された電流波形（電流−電圧特性）から、真の検出信号のピーク値（ピーク電流値）を求める方法の手順の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、各電極毎に測定された電気化学的電流の電流波形（電流−電圧特性）から、ピーク位置を決定するために、電気化学的電流の微分値（ｄｉ／ｄｖ）が「ゼロクロス」する点を求める方法を説明する模式図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、各電極毎に測定された電気化学的電流の電流波形（電流−電圧特性）から、それぞれのバックグラウンド電流を近似するための基準点を算出する手順を説明する模式図である。
【図２２】図２１の拡大図である。
【図２３】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、ゼロクロス電圧におけるピーク電流から、対応するバックグラウンド電流を差し引いて、真の検出信号（ピーク電流値）を求める方法を説明する模式図である。
【図２４】図２３に示す方法で求めた真の検出信号（ピーク電流値）を、複数のコントロール電極毎、複数のＳＮＰ２検出用電極（ＳＮＰ="Ｔ"検出用電極）毎、複数のＳＮＰ１検出用電極（ＳＮＰ="Ｇ"検出用電極）毎に整理した棒グラフである。図２４（ａ）に示したモードＡは、ＳＮＰ２検出用電極で歯抜けが発生しているモードであり、図２４（ｂ）に示したモードＢは、ＳＮＰ２検出用電極からの信号にバラつきが大きい場合を示したモードであり、図２４（ｃ）は、ネガティブ・コントロール電流値の平均値が、ネガティブ・コントロールの上限値ＮＣＵＬを超えてしまった場合を概念的に示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、各電極毎にそれぞれ算出された一群のピーク電流値のデータに対して、グループ正常判定を行う方法の一例を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、ある核酸が存在するかどうかを判定する有無判定アルゴリズムのフローに進むのか、ＳＮＰの型が、２種の内のどちらであるか、それがホモ型であるか、ヘテロ型であるかを判定するＳＮＰ型判定アルゴリズムのフローに進むのかを決定する方法の一例を説明するフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、ある核酸が存在するかどうかを判定する有無判定アルゴリズムの一例を説明するフローチャートである。
【図２８】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、ＳＮＰの型が、野生型であるか、ヘテロ型であるか、或いは変異型であるかを判定するＳＮＰ型判定アルゴリズムの一例を説明するフローチャートである。
【図２９】極座標（Ｒ，Ａ）系における、ベクトル長Ｒ及び角度Ａの定義を説明する図である。
【図３０】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、ＳＡＡ１遺伝子に本方法を適用した例を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、判定に関する基準となる種々の設定パラメータを示す概念イメージ図である。
【図３２】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、検査有効性を判定するアルゴリズムの一例を説明するフローチャートである。
【図３３】本発明の実施の形態に係る塩基配列判定方法において、核酸の有無を判定する例について、種々の設定パラメータを示す概念イメージ図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０…測定ユニット
１１…チップカートリッジ
１２…測定系
１３…送液系
１４…温度制御機構
１５…制御機構
１６…コンピュータ
２１…検出チップ
３００…ＣＰＵ
３０１…ノイズ除去モジュール
３０１，…ノイズ除去モジュール
３０２…電流波形判定モジュール
３０３…バス
３０４…入力装置
３０５…出力装置
３０６…表示装置
３１０…ピーク電流検出モジュール
３１１…電圧値算出部
３１２…ベースライン近似部
３１３…ピーク電流値演算部
３２０…グループ正常判定モジュール
３２５…有効性判定モジュール
３３０…有無判定モジュール
３４０…型判定モジュール
３５１…波形判定用電圧範囲記憶部
３５２…許容範囲記憶部
３５３…ピーク探索電圧値範囲記憶部
３５４…ゼロクロス値記憶部
３５５…変曲点記憶部
３５６…交点電圧記憶部
３５７…オフセット電圧記憶部
３５８…ベースライン電流値記憶部
３６０…平均値・標準偏差記憶部
３６１…グループ正常判定記憶部
３６２…ＳＬＬ記憶部
３６３…ＥＳＬＬ記憶部
３６４…ＭＩＲ記憶部
３６５…規格化座標記憶部
３６６…ベクトル長記憶部
３６７…角度記憶部
３６８…角度パラメータ記憶部
３６９…分類結果記憶部
４０３，４１３，４２３，４３３、４４１，４４５，４５４…電磁弁
４５４…送液ポンプ
５００…保護回路
５０１ａ，５０２ａ，５０３ａ，５１１ａ，５１１ｂ，５１２ａ，５１２ｂ，５１３ａ，５１３ｂ…配線
５０２…対極
５１０…電圧パターン発生回路
５１１…トランス・インピーダンス増幅器
５１２…反転増幅器
５１３…電圧フォロア増幅器
５５０…有無検出用電極（作用極）
５５１…ＳＮＰ１検出用電極（作用極）
５５２…ＳＮＰ２検出用電極（作用極）
５５３…コントロール電極（作用極）
５５４…ポジティブ・コントロール電極（作用極）
５５５…ネガティブ・コントロール電極（作用極）
５５６…ＳＮＰ２検出用電極に対応するコントロール電極（作用極）
５６１，５６２…参照極
５７１，５７２，５７３…プローブＤＮＡ
５８１，５８２，５８３…サンプルＤＮＡ
５９１…挿入剤
７０３…電気コネクタ
７０５…バルブユニット
７０７，７０８…ノズル
７１０…プローブユニット
７１１…カセット上蓋
７１２…カセット下蓋
７１３…パッキン
７１４…基板
７２２，７２３…ノズル差込孔
７２４，７２５…電気コネクタ用ポート
７２６…シール検出孔
７２７ａ〜７２７ｄ，７２８ａ，７２８ｂ，７４７ａ〜７４７ｄ、７４８ａ，７４８ｂ…孔
７４２…内表面
７４６…シール検出孔
７４９…カセット種類判別用孔
７５２，７５３…送出ポート
７５６，７５７…流路
７６１…電極ユニット
７６２，７６３…パッド
７８１，７８２…バルブボディ
７８９…カセット種類判別用ピン
Ｒff…フィードバック抵抗
Ｒf，Ｒw，Ｒｓ…抵抗
【図１】
0004516107.tif 000002
【図２】
0004516107.tif 000003
【図３】
0004516107.tif 000004
【図４】
0004516107.tif 000005
【図５】
0004516107.tif 000006
【図６】
0004516107.tif 000007
【図７】
0004516107.tif 000008
【図８】
0004516107.tif 000009
【図９】
0004516107.tif 000010
【図１０】
0004516107.tif 000011
【図１１】
0004516107.tif 000012
【図１２】
0004516107.tif 000013
【図１３】
0004516107.tif 000014
【図１４】
0004516107.tif 000015
【図１５】
0004516107.tif 000016
【図１６】
0004516107.tif 000017
【図１７】
0004516107.tif 000018
【図１８】
0004516107.tif 000019
【図１９】
0004516107.tif 000020
【図２０】
0004516107.tif 000021
【図２１】
0004516107.tif 000022
【図２２】
0004516107.tif 000023
【図２３】
0004516107.tif 000024
【図２４】
0004516107.tif 000025
【図２５】
0004516107.tif 000026
【図２６】
0004516107.tif 000027
【図２７】
0004516107.tif 000028
【図２８】
0004516107.tif 000029
【図２９】
0004516107.tif 000030
【図３０】
0004516107.tif 000031
【図３１】
0004516107.tif 000032
【図３２】
0004516107.tif 000033
【図３３】
0004516107.tif 000034