JP2003262634A - DNA chip and DNA detection device - Google Patents
DNA chip and DNA detection deviceInfo
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、DNAチップおよ
びDNA検出装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a DNA chip and a DNA detection device.
【0002】[0002]
【従来技術】従来のDNAチップとしては、スライドガ
ラスの表面にポリLリシン膜を形成した構造のものが知
られている。このようなDNAチップによりターゲット
溶液のDNAを検出するには、次のような手順によりな
される。すなわち、前記スライドガラスのポリLリシン
膜に一本鎖DNAを例えば複数本固定する。つづいて、
このポリLリシン膜にターゲット溶液を接触モイスチャ
ーチャンバア内に入れ、65℃で10〜20分間インキ
ュベートさせてハイブリダイズする。ハイブリダイズ後
に、色素マーカの付いたインターカレータを作用させ、
スキャナーにかけて光学的にて前記DNAチップからの
蛍光を読み取ることによりターゲット溶液のDNAを検
出する。2. Description of the Related Art As a conventional DNA chip, one having a structure in which a poly-L-lysine film is formed on the surface of a slide glass is known. In order to detect the DNA of the target solution with such a DNA chip, the following procedure is performed. That is, for example, a plurality of single-stranded DNAs are immobilized on the poly-L-lysine film of the slide glass. Continuing,
A target solution is placed in the contact moisture chamber to the poly-L-lysine membrane and incubated at 65 ° C. for 10 to 20 minutes for hybridization. After hybridization, let the intercalator with dye marker act,
The DNA in the target solution is detected by optically reading the fluorescence from the DNA chip with a scanner.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
DNAチップはハイブリダイズに要する時間が長いとい
う問題があった。However, the conventional DNA chip has a problem that it takes a long time to hybridize.
【0004】本発明は、例えば血液のような検体のハイ
ブリダイズ時間の短縮化を図ることが可能なDNAチッ
プを提供しようとするものである。The present invention is intended to provide a DNA chip capable of shortening the hybridization time of a specimen such as blood.
【0005】本発明は、例えば血液のような複数の検体
中のDNAを高感度で同時並列的に同定化できると共に
検出時間の短縮化を図ることが可能なDNA検出装置を
提供しようとするものである。The present invention intends to provide a DNA detection device capable of simultaneously and in parallel identifying DNA in a plurality of specimens such as blood with high sensitivity and shortening the detection time. Is.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るDNAチッ
プは、基板と、前記基板表面に形成された第1光導波路
層と、前記第1光導波路層の両端部表面にそれぞれ形成
されたグレーティングと、前記グレーティングの間に位
置する前記第1光導波路層上に形成され、この第1光導
波路層より高屈折率で透明な導電材料からなる第2光導
波路層と、前記第2光導波路層上に形成されたポリLリ
シン膜と、一端が前記ポリLリシン膜上に延出され、前
記第2光導波路層との間で電荷を発生させるための電極
薄膜とを具備したことを特徴とするものである。A DNA chip according to the present invention comprises a substrate, a first optical waveguide layer formed on the surface of the substrate, and gratings formed on both end surfaces of the first optical waveguide layer. A second optical waveguide layer formed on the first optical waveguide layer located between the gratings, the second optical waveguide layer being made of a conductive material having a higher refractive index than that of the first optical waveguide layer, and the second optical waveguide layer. A poly-L-lysine film formed on the poly-L-lysine film; and an electrode thin film having one end extending on the poly-L-lysine film and generating an electric charge between the poly-L-lysine film and the second optical waveguide layer. To do.
【0007】本発明に係る別のDNAチップは、基板
と、前記基板表面に形成された第1光導波路層と、前記
第1光導波路層の両端部表面にそれぞれ形成されたグレ
ーティングと、前記グレーティングの間に位置する前記
第1光導波路層上に形成され、この第1光導波路層より
高屈折率で透明な導電材料からなる第2光導波路層と、
前記第2光導波路層上に形成されたポリLリシン膜と、
一端が前記ポリLリシン膜上に延出され、前記第2光導
波路層との間で電荷を発生させるための電極薄膜と、前
記グレーティングの間に位置する前記ポリLリシン膜を
少なくとも囲繞するためのウエルとを具備したことを特
徴とするものである。Another DNA chip according to the present invention is a substrate, a first optical waveguide layer formed on the surface of the substrate, a grating formed on each end surface of the first optical waveguide layer, and the grating. A second optical waveguide layer formed on the first optical waveguide layer located between the first optical waveguide layer and made of a conductive material having a higher refractive index than the first optical waveguide layer and being transparent;
A poly-L-lysine film formed on the second optical waveguide layer,
One end extends over the poly-L-lysine film and surrounds at least the electrode thin film for generating charges with the second optical waveguide layer and the poly-L-lysine film located between the gratings. And a well of the above.
【0008】本発明に係るDNA検出装置は、基板と、
前記基板表面に形成された複数の第1光導波路層と、前
記各第1光導波路層の両端部表面にそれぞれ形成された
グレーティングと、前記グレーティングの間に位置する
前記各第1光導波路層上にそれぞれ形成され、この第1
光導波路層より高屈折率で透明な導電材料からなる複数
の第2光導波路層と、前記各第2光導波路層上にそれぞ
れ形成された複数のポリLリシン膜と、一端が前記各ポ
リLリシン膜上に延出され、前記第2光導波路層との間
で電荷を発生させるための複数の電極薄膜とを備えたD
NAチップ;前記DNAチップの各第1光導波路層の一
端にレーザ光を入射するためのレーザ素子;前記DNA
チップの各第1光導波路層の他端から出射される光を受
光する受光素子;および前記DNAチップとレーザ素子
の間に配置されるポリゴンミラー;を具備したことを特
徴とするものである。The DNA detection device according to the present invention comprises a substrate,
A plurality of first optical waveguide layers formed on the surface of the substrate, gratings formed on both end surfaces of each of the first optical waveguide layers, and on each of the first optical waveguide layers located between the gratings. Each formed on this first
A plurality of second optical waveguide layers made of a conductive material having a higher refractive index than the optical waveguide layers, a plurality of poly L lysine films respectively formed on the respective second optical waveguide layers, and one end of each of the poly L D including a plurality of electrode thin films extending on the lysine film and generating charges between the lysine film and the second optical waveguide layer
NA chip; laser element for making laser light incident on one end of each first optical waveguide layer of the DNA chip; the DNA
A light receiving element for receiving light emitted from the other end of each first optical waveguide layer of the chip; and a polygon mirror arranged between the DNA chip and the laser element.
【0009】本発明に係る別のDNA検出装置は、基板
と、前記基板表面に形成された複数の第1光導波路層
と、前記各第1光導波路層の両端部表面にそれぞれ形成
されたグレーティングと、前記グレーティングの間に位
置する前記各第1光導波路層上にそれぞれ形成され、こ
の第1光導波路層より高屈折率で透明な導電材料からな
る複数の第2光導波路層と、前記各第2光導波路層上に
それぞれ形成された複数のポリLリシン膜と、一端が前
記各ポリLリシン膜上に延出され、前記第2光導波路層
との間で電荷を発生させるための複数の電極薄膜と、前
記グレーティングの間に位置する前記各ポリLリシン膜
を少なくとも囲繞するための複数のウエルとを備えたD
NAチップ;前記DNAチップの各第1光導波路層の一
端にレーザ光を入射するためのレーザ素子;前記DNA
チップの各第1光導波路層の他端から出射される光を受
光する受光素子;および前記DNAチップとレーザ素子
の間に配置されるポリゴンミラー;を具備したことを特
徴とするものである。Another DNA detection apparatus according to the present invention is a substrate, a plurality of first optical waveguide layers formed on the surface of the substrate, and gratings formed on both end surfaces of each of the first optical waveguide layers. And a plurality of second optical waveguide layers each formed on each of the first optical waveguide layers positioned between the gratings and made of a conductive material having a higher refractive index than the first optical waveguide layers, A plurality of poly-L-lysine films respectively formed on the second optical waveguide layer, and a plurality of one ends extending over the poly-L-lysine films for generating charges between the second optical waveguide layers Electrode thin film and a plurality of wells for at least surrounding each poly-L-lysine film located between the gratings.
NA chip; laser element for making laser light incident on one end of each first optical waveguide layer of the DNA chip; the DNA
A light receiving element for receiving light emitted from the other end of each first optical waveguide layer of the chip; and a polygon mirror arranged between the DNA chip and the laser element.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明のDNAチップおよ
びDNA検出装置を図面を参照して詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The DNA chip and the DNA detection device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0011】(第1実施形態)図1は、この第1実施形
態に用いられるDNAチップを示す平面図、図2は図1
のII−II線に沿う断面図、図3は図1のIII−III線に沿
う断面図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a plan view showing a DNA chip used in the first embodiment, and FIG. 2 is shown in FIG.
2 is a sectional view taken along line II-II, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
【0012】例えばガラスからなる基板1は、表面にこ
の基板1より高屈折率の複数、例えば4つの第1光導波
路層2が互いに平行に形成されている。これらの第1光
導波路2は、例えば380〜400℃の硝酸カリウム溶
融塩のようなイオン交換溶液に浸漬してカリウム、ナト
リウム等の高屈折率元素をイオン交換することにより形
成される。グレーティング3は、前記第1光導波路層2
と同等もしくは高い屈折率を有し、前記各第1光導波路
層2の両端部表面にそれぞれ形成されている。これらの
グレーティング3は、例えばフォトレジスト、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、GaAsにより作ら
れる。A substrate 1 made of glass, for example, has a plurality of first optical waveguide layers 2 having a higher refractive index than the substrate 1, for example, four first optical waveguide layers 2 formed on the surface in parallel with each other. These first optical waveguides 2 are formed, for example, by immersing in an ion exchange solution such as a molten salt of potassium nitrate at 380 to 400 ° C. to ion exchange high refractive index elements such as potassium and sodium. The grating 3 includes the first optical waveguide layer 2
Has a refractive index equal to or higher than that of the first optical waveguide layer 2 and is formed on both end surfaces of the respective first optical waveguide layers 2. These gratings 3 are made of photoresist, titanium oxide, zinc oxide, lithium niobate, GaAs, for example.
【0013】図2に示すように長さ方向の端部が傾斜し
た形状の第2光導波路層4は、前記第1光導波路層2よ
り高い屈折率を有し、前記2つのグレーティング3の間
に位置する前記各第1光導波路層2上にそれぞれ形成さ
れている。これらの第2光導波路層4は、例えばITO
または酸化錫などの透明な導電性材料から作られてい
る。ポリLリシン膜5は、前記第2光導波路4の平坦な
表面にそれぞれ形成されている。As shown in FIG. 2, the second optical waveguide layer 4 having a slanted end in the length direction has a higher refractive index than the first optical waveguide layer 2, and has a refractive index between the two gratings 3. Is formed on each of the first optical waveguide layers 2 located at. These second optical waveguide layers 4 are made of, for example, ITO.
Or it is made from a transparent conductive material such as tin oxide. The poly-L-lysine film 5 is formed on each flat surface of the second optical waveguide 4.
【0014】保護膜6は、前記各第1光導波路層2を含
む前記基板1上に前記グレーティング3を含む周辺およ
び前記ポリLリシン膜5が露出するように形成されてい
る。この保護膜6は、例えばフッ素樹脂から作られてい
る。The protective film 6 is formed on the substrate 1 including the first optical waveguide layers 2 so that the periphery including the grating 3 and the poly-L-lysine film 5 are exposed. The protective film 6 is made of, for example, a fluororesin.
【0015】複数、例えば4つの電極薄膜7は、前記第
1光導波路層2間に位置する前記保護膜6上に前記第1
光導波路層2と平行して形成され、かつ中央付近に前記
ポリLリシン膜5上に延びる延出部8を有する。これら
の電極薄膜7は、例えばAu,Pt,Ti等の金属から
作られている。A plurality of, for example, four electrode thin films 7 are formed on the protective film 6 located between the first optical waveguide layers 2 to form the first thin film.
An extension 8 is formed in parallel with the optical waveguide layer 2 and extends on the poly-L-lysine film 5 near the center. These electrode thin films 7 are made of a metal such as Au, Pt, or Ti.
【0016】例えばAu,Pt,Ti等の金属からなる
別の電極薄膜(参照電極)9およびAg/AgCl薄膜
からなる標準電極10は、前記基板1周辺に位置する前
記保護膜6上に形成されている。すなわち、前記電極薄
膜7、前記参照電極9および前記標準電極10により電
気化学的な3極管構造を構成している。Another electrode thin film (reference electrode) 9 made of a metal such as Au, Pt, or Ti and a standard electrode 10 made of an Ag / AgCl thin film are formed on the protective film 6 located around the substrate 1. ing. That is, the electrode thin film 7, the reference electrode 9, and the standard electrode 10 form an electrochemical triode structure.
【0017】面状ヒータ11は、前記各第1光導波路層
2に対応する前記基板1裏面に形成されている。この面
状ヒータ11の温度をモニタするための薄膜温度センサ
12は、前記基板1裏面に前記面状ヒータ11と隣接し
て形成されている。The planar heater 11 is formed on the back surface of the substrate 1 corresponding to each of the first optical waveguide layers 2. A thin film temperature sensor 12 for monitoring the temperature of the planar heater 11 is formed on the back surface of the substrate 1 adjacent to the planar heater 11.
【0018】次に、前述したDNAチップ13を備える
DNA検出装置を図4を参照して説明する。Next, a DNA detection device equipped with the above-mentioned DNA chip 13 will be described with reference to FIG.
【0019】このDNA検出装置は、前記DNAチップ
13における複数の第1光導波路層2の一端が露出する
一方の端面側(右端面側)に配置されたレーザ光を放出
するためのレーザ素子(例えば波長650nmの半導体
レーザ)21を備えている。このレーザ素子21のレー
ザ光放出側には、コリメートレンズ22、偏光板23お
よびポリゴンミラー24が順次配置されている。このポ
リゴンミラー24に代えてガルバノミラーを用いてもよ
い。前記ポリゴンミラー24のレーザ光放出側には、第
1シリンダレンズ25が前記DNAチップ13の右端面
と平行になるように配置されている。第2シリンダレン
ズ26は、前記DNAチップ13における複数の第1光
導波路層2の他端が露出する他方の端面側(左端面側)
に配置されている。第2シリンダレンズ26のレーザ光
放出側には、第2偏光板27および受光素子28が順次
配置されている。In this DNA detection device, a laser element (for emitting a laser beam) arranged on one end face side (right end face side) of the DNA chip 13 at which one end of the plurality of first optical waveguide layers 2 is exposed is provided. For example, a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm) 21 is provided. A collimator lens 22, a polarizing plate 23 and a polygon mirror 24 are sequentially arranged on the laser light emitting side of the laser element 21. A galvanometer mirror may be used instead of the polygon mirror 24. A first cylinder lens 25 is arranged on the laser light emitting side of the polygon mirror 24 so as to be parallel to the right end surface of the DNA chip 13. The second cylinder lens 26 has the other end face side (left end face side) of the DNA chip 13 where the other ends of the plurality of first optical waveguide layers 2 are exposed.
It is located in. A second polarizing plate 27 and a light receiving element 28 are sequentially arranged on the laser light emitting side of the second cylinder lens 26.
【0020】なお、前記DNA検出装置において前記D
NAチップ13は着脱可能でその配置位置には収納部
(図示せず)が設けられている。In the DNA detection device, the D
The NA chip 13 is attachable and detachable, and a storage portion (not shown) is provided at the arrangement position.
【0021】次に、前述したDNAチップおよびDNA
検出装置の作用を説明する。Next, the above-mentioned DNA chip and DNA
The operation of the detection device will be described.
【0022】DNAチップ13の各ポリLリシン膜5に
一本鎖DNAをそれぞれ固定化する。この場合、各ポリ
Lリシン膜5に固定化される一本鎖DNAは同じでも、
異なってもよい。また、各ポリLリシン膜5に固定化さ
れる一本鎖DNAは1つに限らず、複数でもよい。Single-stranded DNA is immobilized on each poly-L-lysine film 5 of the DNA chip 13. In this case, even if the single-stranded DNA immobilized on each poly-L-lysine membrane 5 is the same,
May be different. Further, the number of single-stranded DNA immobilized on each poly-L-lysine membrane 5 is not limited to one, and may be plural.
【0023】例えばDNAチップ13の各ポリLリシン
膜5と同様に配列された複数のウエルを有するプレート
(図示せず)に検体である例えば血液のようなターゲッ
ト溶液をそれぞれ収容し、前記DNAチップ13を逆さ
にしてその一本鎖DNAが固定化された各ポリLリシン
膜5を前記ウエル内のターゲット溶液に接触させる。こ
のとき、基板1裏面の面状ヒータ11に電圧を供給して
発熱させ、基板1の温度を例えば65℃に加熱してイン
キュベートする。同時に、基準電極10に例えば0.2
〜0.3Vの電圧を印加することによって、複数、例え
ば4つの電極薄膜7と参照電極9との間に電流が流れる
ため、前記各電極薄膜7の延出部8と導電性材料からな
る第2光導電層2との間に電荷が発生する。このため、
各ウエルのターゲット溶液中の電荷をもつDNAは前記
第2光導電層2に向けて、つまりこの第2光導電層2上
に位置するポリLリシン膜5に向けて引き寄せて濃縮さ
れる。その結果、各ポリLリシン膜5に固定化される一
本鎖DNAとターゲット溶液中のDNAとのハイブリダ
イズが短時間でなされる。For example, a target solution such as blood, which is a sample, is contained in a plate (not shown) having a plurality of wells arranged in the same manner as each poly-L-lysine film 5 of the DNA chip 13, and the DNA chip is used. 13 is turned upside down and each poly-L-lysine membrane 5 on which the single-stranded DNA is immobilized is brought into contact with the target solution in the well. At this time, a voltage is supplied to the planar heater 11 on the back surface of the substrate 1 to generate heat, and the substrate 1 is heated to, for example, 65 ° C. and incubated. At the same time, the reference electrode 10 is, for example, 0.2
By applying a voltage of up to 0.3 V, a current flows between a plurality of electrode thin films 7, for example, four electrode thin films 7 and reference electrodes 9. 2 Electric charges are generated between the photoconductive layer 2 and the photoconductive layer 2. For this reason,
The charged DNA in the target solution of each well is attracted and concentrated toward the second photoconductive layer 2, that is, toward the poly-L-lysine film 5 located on the second photoconductive layer 2. As a result, the single-stranded DNA immobilized on each poly-L-lysine membrane 5 and the DNA in the target solution are hybridized in a short time.
【0024】ハイブリダイズ後のDNAチップ13を図
4に示すDNA検出装置に組み込み、ポリLリシン膜5
のハイブリダイズされたDNAに対して色素マーカの付
いたインターカレータを作用させて発色させる。The hybridized DNA chip 13 was incorporated into the DNA detection apparatus shown in FIG.
An intercalator with a dye marker is caused to act on the hybridized DNA of 3) to develop color.
【0025】このような状態で、図4に示すようにレー
ザ素子21から例えば波長650nmのレーザ光をコリ
メートレンズ22、偏光板23を通して回転駆動するポ
リゴンミラー24に放射させる。このとき、レーザ光は
コリメートレンズ22でコリメートされ、偏光板23で
TE,TMモードの光強度が同じになるように調節さ
れ、回転駆動するポリゴンミラー24で反射されて前記
DNAチップ13の4つの第1光導波路層2に向けて振
り分けられる。振り分けられたレーザ光は、図5に示す
ように前記DNAチップ13の第1光導波路層2が位置
する基板1裏面側に入射され、基板1を通してグレーテ
ィング3と第1光導波路層2の界面で屈折されてその第
1光導波路層2を伝播される。第1光導波路層2を伝播
されるレーザ光は、第1光導波路層2より高屈折率の第
2光導波路層4との界面で2つのモード(TMモード、
TEモード)に分割され、それら第1、第2の光導波路
層2,4を伝播する。このとき、前記ポリLリシン膜5
でハイブリダイズ、発色されることによる変化(例えば
吸光度変化)によりこのポリLリシン膜5直下の第2光
導波路層4を伝播する光の強度が変化する。このように
第1、第2の光導波路層2,4を伝播した光は、第2光
導波路層4の反対側の端部においてそれら光導波路層
2,4の界面で再び結合、干渉するため、前記第2光導
波路層4を伝播する光の強度変化を増幅できる。その結
果、前記ポリLリシン膜5における1本鎖DNAとター
ゲット溶液中のDNAとのハイブリダイズ、色素マーキ
ングによる発色に基づく第2光導波路層4を伝播する光
の極微な変化も第2シリンダレンズ26および第2偏光
板27を通して受光素子28で検出することが可能にな
る。また、このような検出操作は前記DNAチップ13
の複数(4つ)の第1光導波路層2において同時、並列
的になされ、DNAが同定される。In this state, as shown in FIG. 4, a laser beam having a wavelength of 650 nm is emitted from the laser element 21 to the polygon mirror 24 which is rotationally driven through the collimator lens 22 and the polarizing plate 23. At this time, the laser light is collimated by the collimator lens 22, adjusted so that the light intensities in the TE and TM modes are equalized by the polarizing plate 23, reflected by the polygon mirror 24 that is driven to rotate, and reflected by the four of the DNA chips 13. It is distributed toward the first optical waveguide layer 2. The distributed laser light is incident on the back surface side of the substrate 1 where the first optical waveguide layer 2 of the DNA chip 13 is located as shown in FIG. 5, and passes through the substrate 1 at the interface between the grating 3 and the first optical waveguide layer 2. It is refracted and propagated through the first optical waveguide layer 2. The laser light propagating through the first optical waveguide layer 2 has two modes (TM mode, TM mode) at the interface with the second optical waveguide layer 4 having a higher refractive index than the first optical waveguide layer 2.
TE mode), and propagates through the first and second optical waveguide layers 2 and 4. At this time, the poly-L-lysine film 5
The intensity of the light propagating through the second optical waveguide layer 4 directly below the poly-L-lysine film 5 changes due to changes (for example, changes in absorbance) due to hybridization and color development in (1). Thus, the light propagating through the first and second optical waveguide layers 2 and 4 is recombined and interferes at the interface between the optical waveguide layers 2 and 4 at the opposite end of the second optical waveguide layer 4. The change in the intensity of the light propagating through the second optical waveguide layer 4 can be amplified. As a result, the single-stranded DNA in the poly-L-lysine film 5 hybridizes with the DNA in the target solution, and minute changes in the light propagating through the second optical waveguide layer 4 due to the coloring caused by the dye marking also cause the second cylinder lens. It becomes possible to detect with the light receiving element 28 through 26 and the second polarizing plate 27. In addition, such a detection operation is performed by the DNA chip 13 described above.
In the plurality (four) of the first optical waveguide layers 2 simultaneously, in parallel, the DNA is identified.
【0026】したがって、図1〜図3に示す構造の第1
実施形態のDNAチップによれば、ポリLリシン膜5に
固定化される一本鎖DNAに対する検体であるターゲッ
ト溶液中のDNAのハイブリダイズ時間を著しく短縮化
することができる。Therefore, the first of the structures shown in FIGS.
According to the DNA chip of the embodiment, the hybridization time of the DNA in the target solution, which is the sample, to the single-stranded DNA immobilized on the poly-L-lysine film 5 can be significantly shortened.
【0027】また、基板1裏面に面状ヒータ11および
薄膜温度センサ12を設け、この薄膜温度センサ12で
面状ヒータ11の温度をモニタしながら基板1への加熱
温度を制御することによって、従来のようにモイスチャ
ーチャンバを用いることなくハイブリダイズを行うこと
ができる。Further, by providing the planar heater 11 and the thin film temperature sensor 12 on the back surface of the substrate 1, and controlling the heating temperature to the substrate 1 while monitoring the temperature of the planar heater 11 by the thin film temperature sensor 12, it is possible to use the conventional method. As described above, hybridization can be performed without using a moisture chamber.
【0028】さらに、複数のチップユニットを有する図
1〜図3に示すDNAチップを図4に示すように組み込
んだDNA検出装置によれば複数の検体のDNAを高感
度で同時並列的に同定化できると共に検出時間の短縮化
を図ることができる。Further, according to the DNA detection apparatus in which the DNA chips shown in FIGS. 1 to 3 having a plurality of chip units are incorporated as shown in FIG. 4, the DNAs of a plurality of specimens can be simultaneously identified in parallel with high sensitivity. In addition, the detection time can be shortened.
【0029】なお、前述した第1実施形態では第2光導
波路層4およびポリLリシン膜5が積層された第1光導
波路層2を1チップユニットとし、このチップユニット
を基板1に複数配列したが、1つのチップユニットのみ
を基板に配置してDNAチップを構成してもよい。In the first embodiment described above, the first optical waveguide layer 2 in which the second optical waveguide layer 4 and the poly-L-lysine film 5 are laminated constitutes one chip unit, and a plurality of the chip units are arranged on the substrate 1. However, the DNA chip may be configured by disposing only one chip unit on the substrate.
【0030】前述した第1実施形態では、各ポリLリシ
ン膜5に固定化される一本鎖DNAと検体であるターゲ
ット溶液との接触操作をDNAチップ13の各ポリLリ
シン膜5と同様に配列された複数のウエルを有するプレ
ートを用いて行ったが、例えば検体であるターゲット溶
液を含浸させたろ紙を一本鎖DNAが固定化された各ポ
リLリシン膜5に直接接触させてもよい。In the above-described first embodiment, the contact operation between the single-stranded DNA immobilized on each poly-L-lysine film 5 and the target solution as the sample is performed in the same manner as for each poly-L-lysine film 5 of the DNA chip 13. Although this was performed using a plate having a plurality of wells arranged, for example, a filter paper impregnated with a target solution as a sample may be directly contacted with each poly-L-lysine membrane 5 on which single-stranded DNA is immobilized. .
【0031】(第2実施形態)図6は、この第2実施形
態に用いられるDNAチップを示す平面図、図7は図6
のVII−VII線に沿う断面図、図8は図1のVIII−VIII線
に沿う断面図である。なお、図1〜図3と同様な部材は
同符号を付して説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 6 is a plan view showing a DNA chip used in this second embodiment, and FIG.
7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 8, and FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. The same members as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0032】このDNAチップ13は、互いに平行する
3つの隔壁14が一体的に取り付けられた枠体15を延
出部8を有する電極薄膜7が形成された保護膜6上に接
着剤を介して取り付け、底部にポリLリシン膜5が露出
した例えば4つのウエル16を形成した構造をなす。In this DNA chip 13, a frame 15 to which three partitions 14 parallel to each other are integrally attached is provided on a protective film 6 on which an electrode thin film 7 having an extending portion 8 is formed, via an adhesive agent. For example, four wells 16 having the poly-L-lysine film 5 exposed at the bottom are formed.
【0033】次に、前述したDNAチップ13を備える
DNA検出装置を図9を参照して説明する。Next, a DNA detection device equipped with the above-mentioned DNA chip 13 will be described with reference to FIG.
【0034】このDNA検出装置は、前記DNAチップ
13における複数の第1光導波路層2の一端が露出する
一方の端面側(右端面側)に配置されたレーザ光を放出
するためのレーザ素子(例えば波長650nmの半導体
レーザ)21を備えている。このレーザ素子21のレー
ザ光放出側には、コリメートレンズ22、偏光板23お
よびポリゴンミラー24が順次配置されている。このポ
リゴンミラー24に代えてガルバノミラーを用いてもよ
い。前記ポリゴンミラー24のレーザ光放出側には、第
1シリンダレンズ25が前記DNAチップ13の右端面
と平行になるように配置されている。第2シリンダレン
ズ26は、前記DNAチップ13における複数の第1光
導波路層2の他端が露出する他方の端面側(左端面側)
に配置されている。第2シリンダレンズ26のレーザ光
放出側には、第2偏光板27および受光素子28が順次
配置されている。In this DNA detecting device, a laser element (for emitting a laser beam) arranged on one end face side (right end face side) of the DNA chip 13 where one end of the plurality of first optical waveguide layers 2 is exposed ( For example, a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm) 21 is provided. A collimator lens 22, a polarizing plate 23 and a polygon mirror 24 are sequentially arranged on the laser light emitting side of the laser element 21. A galvanometer mirror may be used instead of the polygon mirror 24. A first cylinder lens 25 is arranged on the laser light emitting side of the polygon mirror 24 so as to be parallel to the right end surface of the DNA chip 13. The second cylinder lens 26 has the other end face side (left end face side) of the DNA chip 13 where the other ends of the plurality of first optical waveguide layers 2 are exposed.
It is located in. A second polarizing plate 27 and a light receiving element 28 are sequentially arranged on the laser light emitting side of the second cylinder lens 26.
【0035】なお、前記DNA検出装置において前記D
NAチップ13は着脱可能でその配置位置には収納部
(図示せず)が設けられている。In the DNA detection device, the D
The NA chip 13 is attachable and detachable, and a storage portion (not shown) is provided at the arrangement position.
【0036】次に、前述したDNAチップおよびDNA
検出装置の作用を説明する。Next, the above-mentioned DNA chip and DNA
The operation of the detection device will be described.
【0037】DNAチップ13のウエル16底部の各ポ
リLリシン膜5に一本鎖DNAをそれぞれ固定化する。
この場合、各ポリLリシン膜5に固定化される一本鎖D
NAは同じでも、異なってもよい。また、各ポリLリシ
ン膜5に固定化される一本鎖DNAは1つに限らず、複
数でもよい。Single-stranded DNA is immobilized on each poly-L-lysine film 5 at the bottom of the well 16 of the DNA chip 13.
In this case, the single chain D immobilized on each poly-L-lysine membrane 5
NA may be the same or different. Further, the number of single-stranded DNA immobilized on each poly-L-lysine membrane 5 is not limited to one, and may be plural.
【0038】DNAチップ13の各ウエル16内に図1
0に示すように検体である例えば血液のようなターゲッ
ト溶液17をそれぞれ収容し、基板1裏面の面状ヒータ
11に電圧を供給して発熱させ、基板1の温度を例えば
65℃に加熱してインキュベートする。同時に、基準電
極10に例えば0.2〜0.3Vの電圧を印加すること
によって、複数、例えば4つの電極薄膜7と参照電極9
との間に電流が流れるため、前記各電極薄膜7の延出部
8と導電性材料からなる第2光導電層2との間に電荷が
発生する。このため、各ウエル16のターゲット溶液1
7中の電荷をもつDNAは前記第2光導電層2に向け
て、つまりこの第2光導電層2上に位置するポリLリシ
ン膜5に向けて引き寄せて濃縮される。このため、各ポ
リLリシン膜5に固定化される一本鎖DNAとターゲッ
ト溶液中のDNAとのハイブリダイズが短時間でなされ
る。In each well 16 of the DNA chip 13 is shown in FIG.
As shown in 0, a target solution 17 such as blood, which is a sample, is housed, and a voltage is supplied to the planar heater 11 on the back surface of the substrate 1 to generate heat, and the temperature of the substrate 1 is heated to, for example, 65 ° C. Incubate. At the same time, by applying a voltage of, for example, 0.2 to 0.3 V to the standard electrode 10, a plurality of, for example, four electrode thin films 7 and reference electrodes 9 are applied.
Since a current flows between the electrode thin film 7 and each of the electrode thin films 7, an electric charge is generated between the extended portion 8 of each electrode thin film 7 and the second photoconductive layer 2 made of a conductive material. Therefore, the target solution 1 of each well 16
The charged DNA in 7 is attracted and concentrated toward the second photoconductive layer 2, that is, toward the poly-L-lysine film 5 located on the second photoconductive layer 2. Therefore, the single-stranded DNA immobilized on each poly-L-lysine membrane 5 and the DNA in the target solution are hybridized in a short time.
【0039】ハイブリダイズ後のDNAチップ13を図
9に示すDNA検出装置に組み込み、ポリLリシン膜5
のハイブリダイズされたDNAに対して色素マーカの付
いたインターカレータを作用させて発色させる。The hybridized DNA chip 13 was incorporated into the DNA detection device shown in FIG.
An intercalator with a dye marker is caused to act on the hybridized DNA of 3) to develop color.
【0040】このような状態で、前述した第1実施形態
と同様にレーザ素子21から例えば波長650nmのレ
ーザ光を放射し、コリメートレンズ22でコリメート
し、偏光板23でTE,TMモードの光強度が同じにな
るように調節し、回転駆動するポリゴンミラー24で反
射して前記DNAチップ13の4つの第1光導波路層2
に向けて振り分ける。振り分けられたレーザ光を、図1
0に示すように前記DNAチップ13の第1光導波路層
2が位置する基板1裏面側に入射し、第1光導波路層2
を伝播させ、第1光導波路層2より高屈折率の第2光導
波路層4との界面で2つのモード(TMモード、TEモ
ード)に分割し、それら第1、第2の光導波路層2,4
を伝播させる。このとき、前記ポリLリシン膜5でハイ
ブリダイズ、発色されることによる変化(例えば吸光度
変化)によりこのポリLリシン膜5直下の第2光導波路
層4を伝播する光の強度が変化する。このように第1、
第2の光導波路層2,4を伝播した光は、第2光導波路
層4の反対側の端部においてそれら光導波路層2,4の
界面で再び結合、干渉するため、前記第2光導波路層4
を伝播する光の強度変化を増幅できる。その結果、前記
ポリLリシン膜5における1本鎖DNAとターゲット溶
液中のDNAとのハイブリダイズ、色素マーキングによ
る発色に基づく第2光導波路層4を伝播する光の極微な
変化も第2シリンダレンズ26および第2偏光板27を
通して受光素子28で検出することが可能になる。ま
た、このような検出操作は前記DNAチップ13の複数
(4つ)の第1光導波路層2および第2光導波路層4に
おいて同時、並列的になされ、DNAが同定される。In such a state, as in the first embodiment described above, laser light having a wavelength of 650 nm, for example, is emitted from the laser element 21, collimated by the collimator lens 22, and the TE and TM mode light intensities are obtained by the polarizing plate 23. Are adjusted so that they are the same, and the four first optical waveguide layers 2 of the DNA chip 13 are reflected by the polygon mirror 24 that is rotationally driven.
Sort towards. Figure 1 shows the distributed laser light.
As shown in 0, the first optical waveguide layer 2 of the DNA chip 13 is incident on the back surface side of the substrate 1 where the first optical waveguide layer 2 is located.
Are propagated and are divided into two modes (TM mode and TE mode) at the interface with the second optical waveguide layer 4 having a higher refractive index than the first optical waveguide layer 2, and the first and second optical waveguide layers 2 , 4
Propagate. At this time, the intensity of light propagating through the second optical waveguide layer 4 directly below the poly-L-lysine film 5 changes due to a change (for example, a change in absorbance) due to hybridization and color development in the poly-L-lysine film 5. Like this,
The light propagating through the second optical waveguide layers 2 and 4 is recombined and interferes at the interface between the optical waveguide layers 2 and 4 at the end portion on the opposite side of the second optical waveguide layer 4. Layer 4
It is possible to amplify a change in the intensity of the light propagating through. As a result, the single-stranded DNA in the poly-L-lysine film 5 hybridizes with the DNA in the target solution, and minute changes in the light propagating through the second optical waveguide layer 4 due to the coloring caused by the dye marking also cause the second cylinder lens. It becomes possible to detect with the light receiving element 28 through 26 and the second polarizing plate 27. Further, such a detecting operation is simultaneously and in parallel performed in the plurality (four) of the first optical waveguide layer 2 and the second optical waveguide layer 4 of the DNA chip 13 to identify the DNA.
【0041】したがって、図6〜図8に示す構造の第2
実施形態のDNAチップによれば、ポリLリシン膜5に
固定化される一本鎖DNAに対する検体であるターゲッ
ト溶液中のDNAのハイブリダイズ時間を著しく短縮化
することができる。このため、このDNAチップを組み
込んだDNA検出装置はDNAを高感度で同定化できる
と共に検出時間の短縮化を図ることができる。Therefore, the second structure shown in FIGS.
According to the DNA chip of the embodiment, the hybridization time of the DNA in the target solution, which is the sample, to the single-stranded DNA immobilized on the poly-L-lysine film 5 can be significantly shortened. Therefore, the DNA detection device incorporating this DNA chip can identify the DNA with high sensitivity and shorten the detection time.
【0042】また、基板1裏面に面状ヒータ11および
薄膜温度センサ12を設け、この薄膜温度センサ12で
面状ヒータ11の温度をモニタしながら基板1への加熱
温度を制御することによって、従来のようにモイスチャ
ーチャンバを用いることなくハイブリダイズを行うこと
ができる。Further, the planar heater 11 and the thin film temperature sensor 12 are provided on the back surface of the substrate 1, and the heating temperature for the substrate 1 is controlled while the temperature of the planar heater 11 is monitored by the thin film temperature sensor 12. As described above, hybridization can be performed without using a moisture chamber.
【0043】さらに、複数のチップユニットを有する図
6〜図8に示すDNAチップ13を図9に示すように組
み込んだDNA検出装置によれば複数の検体のDNAを
高感度で同時並列的に同定化できると共に検出時間の短
縮化を図ることができる。Further, according to the DNA detection apparatus in which the DNA chip 13 shown in FIGS. 6 to 8 having a plurality of chip units is incorporated as shown in FIG. 9, the DNAs of a plurality of specimens can be identified simultaneously in parallel with high sensitivity. And the detection time can be shortened.
【0044】さらに、DNAチップ13はターゲット溶
液17をそれぞれ収容できる複数のウエル16を有し、
かつ基板1裏面に面状ヒータ11が設けられているた
め、このDNAチップ13を図9に示すようにDNA検
出装置に組み込んだ状態でハイブリダイズを行うことが
できるため、ハイブリダイズの途中での情報を検出する
ことができる。Furthermore, the DNA chip 13 has a plurality of wells 16 each capable of containing a target solution 17,
Moreover, since the planar heater 11 is provided on the back surface of the substrate 1, it is possible to carry out hybridization in a state in which the DNA chip 13 is incorporated in the DNA detection device as shown in FIG. Information can be detected.
【0045】なお、前述した第2実施形態ではウエル1
6下にポリLリシン膜5および第2光導波路層4が積層
された第1光導波路層2を1チップユニットとし、この
チップユニットを基板1に複数配列したが、1つのチッ
プユニットのみを基板に配置してDNAチップを構成し
てもよい。In the second embodiment described above, the well 1
The first optical waveguide layer 2 in which the poly-L-lysine film 5 and the second optical waveguide layer 4 are laminated under 6 is set as one chip unit, and a plurality of this chip unit are arranged on the substrate 1, but only one chip unit is formed on the substrate. Alternatively, the DNA chip may be arranged in the above.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、例
えば血液のような検体のハイブリダイズ時間の短縮化を
図ることが可能なDNAチップを提供することができ
る。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a DNA chip capable of shortening the hybridization time of a specimen such as blood.
【0047】また、本発明によれば例えば血液のような
複数の検体中のDNAを高感度で同時並列的に同定化で
きると共に検出時間の短縮化を図ることが可能なDNA
検出装置を提供することができる。Further, according to the present invention, DNA in a plurality of specimens such as blood can be simultaneously identified in parallel with high sensitivity, and the detection time can be shortened.
A detection device can be provided.
【図1】本発明の第1実施形態に用いられるDNAチッ
プを示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a DNA chip used in a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図3】図1のIII−III線に沿う断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図4】本発明の第1実施形態に用いられるDNA検出
装置を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing a DNA detection device used in the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1実施形態におけるDNA検出装置
の作用を説明するための断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the operation of the DNA detection device according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2実施形態に用いられるDNAチッ
プを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a DNA chip used in the second embodiment of the present invention.
【図7】図6のVII−VII線に沿う断面図。7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG.
【図8】図6のVIII−VIII線に沿う断面図。8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.
【図9】本発明の第2実施形態に用いられるDNA検出
装置を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing a DNA detection device used in the second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2実施形態におけるDNA検出装
置の作用を説明するための断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the operation of the DNA detection device according to the second embodiment of the present invention.
1…基板、 2…第1光導波路層、 3…グレーティング、 4…第2光導波路層、 5…ポリLリシン膜、 6…保護膜、 7…電極薄膜、 11…面状ヒータ、 13…DNAチップ、 14…隔壁、 15…枠体、 16…ウエル、 17…ターゲット溶液(検体)、 21…レーザ素子、 24…ポリゴンミラー、 28…受光素子。 1 ... substrate, 2 ... the first optical waveguide layer, 3 ... Grating, 4 ... a second optical waveguide layer, 5 ... Poly L lysine film, 6 ... protective film, 7 ... Electrode thin film, 11 ... A sheet heater, 13 ... DNA chip, 14 ... partition, 15 ... frame, 16 ... well, 17 ... Target solution (sample), 21 ... Laser element, 24 ... Polygon mirror, 28 ... Light receiving element.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 21/01 G01N 21/78 Z 21/78 37/00 102 37/00 102 G02B 6/12 A G02B 6/122 C12N 15/00 F (72)発明者 東野 一郎 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 Fターム(参考) 2G054 AA07 BA02 BB13 CA22 CE02 EA04 EB01 FA17 FA19 FA20 FA32 FA33 GA03 GA05 GA06 GE06 GE09 2G059 AA05 BB04 BB12 CC16 DD03 DD13 DD16 EE01 EE09 FF12 GG01 GG04 HH02 HH06 JJ05 JJ11 JJ13 JJ17 JJ19 KK01 2H047 KA02 KA13 KB03 KB06 KB08 LA01 MA01 RA01 4B024 AA11 CA09 HA14 HA19 4B029 AA07 AA21 AA23 BB20 CC03 FA15 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 21/01 G01N 21/78 Z 21/78 37/00 102 37/00 102 G02B 6/12 A G02B 6/122 C12N 15/00 F (72) Inventor Ichiro Higashino 33 Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) 2T052 AA07 BA02 BB13 CA22 CE02 EA04 EB01 FA17 FA19 FA20 FA32 FA33 GA03 GA05 GA06 GE06 GE09 2G059 AA05 BB04 BB12 CC16 DD03 DD13 DD16 EE01 EE09 FF12 GG01 GG04 HH02 HH06 JJ05 JJ11 JJ13 JJ17 JJ19 KK01 2H047 KA02 KA13 KB03 KB06 KB08 LA01 MA01 RA01 4B14 A20B20A20A19 4B024 A19 CA09 KB03 KB06
Claims (8)
グレーティングと、 前記グレーティングの間に位置する前記第1光導波路層
上に形成され、この第1光導波路層より高屈折率で透明
な導電材料からなる第2光導波路層と、 前記第2光導波路層上に形成されたポリLリシン膜と、 一端が前記ポリLリシン膜上に延出され、前記第2光導
波路層との間で電荷を発生させるための電極薄膜とを具
備したことを特徴とするDNAチップ。1. A substrate, a first optical waveguide layer formed on the surface of the substrate, gratings formed on both end surfaces of the first optical waveguide layer, and the first optical waveguide layer located between the gratings. A second optical waveguide layer formed on the optical waveguide layer and made of a conductive material having a refractive index higher than that of the first optical waveguide layer, and a poly-L-lysine film formed on the second optical waveguide layer; Is provided on the poly-L-lysine film, and an electrode thin film for generating an electric charge between the poly-L-lysine film and the second optical waveguide layer is provided.
両端部表面にそれぞれ形成された前記グレーティング、
前記第2光導波路層、ポリLリシン膜および前記電極薄
膜を1チップユニットとし、このチップユニットを前記
基板表面に前記第1光導波路層が互いに平行になるよう
に形成したことを特徴とする請求項1記載のDNAチッ
プ。2. The first optical waveguide layer, the grating formed on both end surfaces of the first optical waveguide layer,
The second optical waveguide layer, the poly-L-lysine film and the electrode thin film form one chip unit, and the chip unit is formed on the surface of the substrate such that the first optical waveguide layers are parallel to each other. Item 1. A DNA chip according to item 1.
グレーティングと、 前記グレーティングの間に位置する前記第1光導波路層
上に形成され、この第1光導波路層より高屈折率で透明
な導電材料からなる第2光導波路層と、 前記第2光導波路層上に形成されたポリLリシン膜と、 一端が前記ポリLリシン膜上に延出され、前記第2光導
波路層との間で電荷を発生させるための電極薄膜と、 前記グレーティングの間に位置する前記ポリLリシン膜
を少なくとも囲繞するためのウエルとを具備したことを
特徴とするDNAチップ。3. A substrate, a first optical waveguide layer formed on the surface of the substrate, gratings formed on both end surfaces of the first optical waveguide layer, and the first optical waveguide located between the gratings. A second optical waveguide layer formed on the optical waveguide layer and made of a conductive material having a refractive index higher than that of the first optical waveguide layer and transparent; a poly-L-lysine film formed on the second optical waveguide layer; To extend over the poly-L-lysine film, and to surround at least the poly-L-lysine film located between the grating and an electrode thin film for generating charges between the poly-L-lysine film and the second optical waveguide layer. A DNA chip having a well.
両端部表面にそれぞれ形成された前記グレーティング、
前記第2光導波路層、ポリLリシン膜、前記電極薄膜お
よび前記ウエルを1チップユニットとし、このチップユ
ニットを前記基板表面に前記第1光導波路層が互いに平
行になるように形成したことを特徴とする請求項3記載
のDNAチップ。4. The first optical waveguide layer, the grating formed on both end surfaces of the first optical waveguide layer,
The second optical waveguide layer, the poly-L-lysine film, the electrode thin film and the well constitute one chip unit, and the chip unit is formed on the surface of the substrate such that the first optical waveguide layers are parallel to each other. The DNA chip according to claim 3.
枠体を取り付けることにより形成されることを特徴とす
る請求項3または4記載のDNAチップ。5. The DNA chip according to claim 3, wherein the well is formed by mounting a synthetic resin frame on the substrate.
たことを特徴とする請求項1ないし5いずれか記載のD
NAチップ。6. The D according to claim 1, further comprising a heater arranged on the back surface of the substrate.
NA chip.
記各第1光導波路層の両端部表面にそれぞれ形成された
グレーティングと、前記グレーティングの間に位置する
前記各第1光導波路層上にそれぞれ形成され、この第1
光導波路層より高屈折率で透明な導電材料からなる複数
の第2光導波路層と、前記各第2光導波路層上にそれぞ
れ形成された複数のポリLリシン膜と、一端が前記各ポ
リLリシン膜上に延出され、前記第2光導波路層との間
で電荷を発生させるための複数の電極薄膜とを備えたD
NAチップ;前記DNAチップの各第1光導波路層の一
端にレーザ光を入射するためのレーザ素子;前記DNA
チップの各第1光導波路層の他端から出射される光を受
光する受光素子;および前記DNAチップとレーザ素子
の間に配置されるポリゴンミラー;を具備したことを特
徴とするDNA検出装置。7. A substrate, a plurality of first optical waveguide layers formed on the surface of the substrate, gratings respectively formed on both end surfaces of each of the first optical waveguide layers, and located between the gratings. The first optical waveguide layer is formed on each of the first optical waveguide layers.
A plurality of second optical waveguide layers made of a conductive material having a higher refractive index than the optical waveguide layers, a plurality of poly L lysine films respectively formed on the respective second optical waveguide layers, and one end of each of the poly L D including a plurality of electrode thin films extending on the lysine film and generating charges between the lysine film and the second optical waveguide layer
NA chip; laser element for making laser light incident on one end of each first optical waveguide layer of the DNA chip; the DNA
A DNA detection device comprising: a light receiving element for receiving light emitted from the other end of each first optical waveguide layer of the chip; and a polygon mirror arranged between the DNA chip and the laser element.
記各第1光導波路層の両端部表面にそれぞれ形成された
グレーティングと、前記グレーティングの間に位置する
前記各第1光導波路層上にそれぞれ形成され、この第1
光導波路層より高屈折率で透明な導電材料からなる複数
の第2光導波路層と、前記各第2光導波路層上にそれぞ
れ形成された複数のポリLリシン膜と、一端が前記各ポ
リLリシン膜上に延出され、前記第2光導波路層との間
で電荷を発生させるための複数の電極薄膜と、前記グレ
ーティングの間に位置する前記各ポリLリシン膜を少な
くとも囲繞するための複数のウエルとを備えたDNAチ
ップ;前記DNAチップの各第1光導波路層の一端にレ
ーザ光を入射するためのレーザ素子;前記DNAチップ
の各第1光導波路層の他端から出射される光を受光する
受光素子;および前記DNAチップとレーザ素子の間に
配置されるポリゴンミラー;を具備したことを特徴とす
るDNA検出装置。8. A substrate, a plurality of first optical waveguide layers formed on the surface of the substrate, a grating formed on each end surface of each of the first optical waveguide layers, and located between the gratings. The first optical waveguide layer is formed on each of the first optical waveguide layers.
A plurality of second optical waveguide layers made of a conductive material having a higher refractive index than the optical waveguide layers, a plurality of poly L lysine films respectively formed on the respective second optical waveguide layers, and one end of each of the poly L A plurality of electrode thin films extending over the lysine film for generating charges between the second optical waveguide layer and a plurality of electrode thin films for surrounding at least the poly-L lysine films positioned between the gratings. Chip with a well; a laser element for injecting laser light into one end of each first optical waveguide layer of the DNA chip; light emitted from the other end of each first optical waveguide layer of the DNA chip And a polygon mirror arranged between the DNA chip and the laser element.
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| JP2002062507A Expired - Fee Related JP3833952B2 (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | DNA chip and DNA detection apparatus |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3833952B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008070214A (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Yokohama National Univ | Optical waveguide type DNA sensor and DNA detection method |
| JP2011112564A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | Optical waveguide type biochemical sensor chip |
| JP2017503175A (en) * | 2013-12-31 | 2017-01-26 | キヤノン ユー.エス. ライフ サイエンシズ, インコーポレイテッドCanon U.S. Life Sciences, Inc. | Rapid primary results microfluidic system in small format for field deployment |
-
2002
- 2002-03-07 JP JP2002062507A patent/JP3833952B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008070214A (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Yokohama National Univ | Optical waveguide type DNA sensor and DNA detection method |
| JP2011112564A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | Optical waveguide type biochemical sensor chip |
| JP2017503175A (en) * | 2013-12-31 | 2017-01-26 | キヤノン ユー.エス. ライフ サイエンシズ, インコーポレイテッドCanon U.S. Life Sciences, Inc. | Rapid primary results microfluidic system in small format for field deployment |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3833952B2 (en) | 2006-10-18 |
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