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公開番号2024086157
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022201142
出願日2022-12-16
発明の名称センサモジュールシステム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G01N 27/414 20060101AFI20240620BHJP(測定;試験)
要約【課題】測定前にセンサチップ上のプローブ分子の有無を検査可能である、センサモジュールシステムを提供する。
【解決手段】実施形態に従うセンサモジュールシステムは光照射に電荷応答するプローブ分子を具備する第一のセンサモジュールと、プローブ分子を具備しない第二のセンサモジュールとを備える。第一のセンサモジュールの一方の端部側には第1の流路が接続され、他方の端部側に第2の流路が接続される。第二のセンサモジュールの一方の端部側には第1の流路から分岐する第3の流路が接続され、他方の端部側には第1の流路と合流する第4の流路が接続される。第1の流路と第3の流路との合流部には、第3の流路を開閉可能なバルブが接続される。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
光照射に電荷応答するプローブ分子を具備する第一のセンサモジュールと、
前記プローブ分子を具備しない第二のセンサモジュールと
前記第一のセンサモジュールの一方の端部に接続される第１の流路と、
前記第一のセンサモジュールの他方の端部側に接続される第２の流路と、
前記第１の流路から分岐し、かつ、前記第二のセンサモジュールの一方の端部側に接続される第３の流路と、
前記第二のセンサモジュールの他方の端部側に接続され、かつ、前記第１の流路と合流する第４の流路と、
前記第１の流路と前記第３の流路との合流部に配置される、前記第３の流路を開閉可能なバルブと
を備えるセンサモジュールシステム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第３の流路及び前記第４の流路が、それぞれ分岐流路をさらに備え、かつ、
前記第３の流路の前記分岐流路と前記第４の流路の前記分岐流路に接続される、第三のセンサモジュールをさらに備える、
請求項１に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項３】
光照射に電荷応答するプローブ分子を具備する第一のセンサモジュールと、
前記プローブ分子を具備しない第二のセンサモジュールと
前記第一のセンサモジュールの一方の端部に接続される第１の流路と、
前記第一のセンサモジュールの他方の端部側に接続される第２の流路と、
前記第２の流路から分岐し、かつ、前記第二のセンサモジュールの一方の端部側に接続される第３の流路と、
前記第二のセンサモジュールの他方の端部側に接続され、かつ、前記第２の流路と合流する第４の流路と、
前記第２の流路と前記第３の流路との合流部に配置される、前記第３の流路を開閉可能なバルブと
を備えるセンサモジュールシステム。
【請求項４】
前記第３の流路及び前記第４の流路が、それぞれ分岐流路をさらに備え、かつ、
前記第３の流路の前記分岐流路と前記第４の流路の前記分岐流路に接続される、第三のセンサモジュールをさらに備える、
請求項３に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項５】
前記第１のセンサモジュールは、第１の感応膜と、前記第１の感応膜の両端に接続された第１のソース電極及び第１のドレイン電極と、を含み、
前記第２のセンサモジュールは、第２の感応膜と、前記第２の感応膜の両端に接続された第２のソース電極及び第２のドレイン電極と、を含み、
前記第１の感応膜及び前記第２の感応膜に光照射する光源をさらに備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項６】
前記第１の流路の他方の端に接続される第２のバルブと、
前記第２のバルブを介して前記第１の流路の前記他方の端に接続される、第１の分岐流路及び第２の分岐流路と、
前記第１の分岐流路の他方の端に接続される、試料を収容する第１の容器と、
前記第２の分岐流路の他方の端に接続される、洗浄液を収容する第２の容器と、
をさらに備え、
前記洗浄液は緩衝イオン成分を含まない液体である、請求項５に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項７】
制御回路と、前記第２のバルブを開閉するバルブコントローラと、
をさらに有し、
前記制御回路は前記バルブコントローラを制御する、請求項６に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記第２の分岐流路を開けて前記第１の流路と前記第２の容器とを導通させるように、前記バルブコントローラを制御し、
前記第２のセンサモジュールから出力された信号値が、光照射時と光非照射時との間で変動したか否かを判定し、かつ、前記信号値が変動しないと判定された場合に前記第２の分岐流路を閉じて前記第１の流路と前記第２の容器とを導通させないように前記バルブコントローラを制御する、請求項７に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項９】
前記制御回路は、
前記第２の分岐流路を開けて前記第１の流路と前記第２の容器とを導通させるように、前記バルブコントローラを制御し、
前記第２のセンサモジュールから出力した信号値が、光照射時と光非照射時との間で変動したか否かを判定し、
前記第１のセンサモジュールから出力した信号値が、光照射時と光非照射時との間で変動したか否かを判定し、かつ、
前記第２のセンサモジュールの前記信号値が変動しないと判定され、及び、前記第１のセンサモジュールの前記信号値が変動したと判定されたときに、前記第１の分岐流路を開けて前記第１の流路と前記第１の容器とを導通させるように、前記バルブコントローラを制御する、
請求項７に記載のセンサモジュールシステム。
【請求項１０】
前記制御回路は、
前記第２のセンサモジュールから出力された前記信号値が、光照射時と光非照射時との間で変動せず、前記第１のセンサモジュールから出力された信号値が、光照射時と光非照射時との間で変動したときに、前記プローブが正常な状態であると判定する、請求項７に記載のセンサモジュールシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサモジュールシステムに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
センサチップの測定前に、センサチップ上のプローブ分子の有無を検査するシステムが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施形態は、測定前にセンサチップ上のプローブ分子の有無を検査可能である、センサモジュールシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態に従う、センサモジュールシステムは光照射に電荷応答するプローブ分子を具備する第一のセンサモジュール２と、プローブ分子を具備しない第二のセンサモジュール３とを備える。第一のセンサモジュールの一方の端部側には第１の流路が接続され、他方の端部側に第２の流路が接続される。第二のセンサモジュールの一方の端部側には第１の流路から分岐する第３の流路が接続され、他方の端部側には第１の流路と合流する第４の流路が接続される。第１の流路と第３の流路との合流部には、第３の流路を開閉可能なバルブが接続される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
図１Ａは、第１実施形態のセンサモジュールシステムの構成を示す概略図である。
図１Ｂは、第１実施形態のセンサモジュールシステムのさらなる構成を示す概略図である。
図１Ｃは、第１実施形態のセンサモジュールシステムの別のさらなる構成を示す概略図である。
図２は、第１実施形態のセンサモジュールシステムの構成を説明する図であり、（ａ）は第一のセンサモジュールの概略断面図を、（ｂ）は第二のセンサモジュールの概略断面図を示す。
図３は、第２実施形態のセンサモジュールシステムの構成を示す概略図である。
図４は、第３実施形態のセンサモジュールシステムの構成を示す概略図である。
図５は、第３実施形態のセンサモジュールシステムの別の構成を示す概略図である。
図６Ａは、第４実施形態のセンサモジュールシステムの構成を示す概略図である。
図６Ｂは、第４実施形態のセンサモジュールシステムの別の構成を示す概略図である。
図７は、第１～第４実施形態のセンサモジュールシステムを用いた、標的物質の分析方法を示すフローチャートである。
図８は、例１の実験結果のうち、第二のセンサモジュールを用いた緩衝イオン残渣検査の結果を示すグラフであり、（ａ）は、ＨＥＰＥＳ溶液からなる液膜を備える第二のセンサモジュールの測定結果を示し、（ｂ）は純水からなる液膜を備える第二のセンサモジュールの測定結果を示し、（ｃ）は塩化ナトリウム水溶液からなる液膜を備える第二のセンサモジュールの測定結果を示す。
図９は、例１の実験結果のうち、第二のセンサモジュールを用いた緩衝イオン残渣検査のネガティブコントロール実験の結果を示すグラフであり、（ａ）は、ＨＥＰＥＳ溶液からなる液膜を備える第二のセンサモジュールのネガティブコントロール実験の結果を示し、（ｂ）は純水からなる液膜を備える第二のセンサモジュールのネガティブコントロール実験の結果を示す。
図１０は、例２の実験結果を示すグラフであり、（ａ）は、純水からなる液膜を備える第二のセンサモジュールを用いたネガティブコントロール実験の結果を示し、（ｂ）は蛍光色素を結合させたプローブ分子を備える第二のセンサモジュールを用いたプローブ分子検査の測定結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、本発明の種々の実施形態を、図面を参照して説明する。各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際と異なる箇所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【０００７】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態のセンサモジュールシステムを示す概略図である、図１を用いて説明する。
【０００８】
第１実施形態に係るセンサモジュールシステム１は、光照射に電荷応答するプローブ分子を具備する第一のセンサモジュール２と、プローブ分子を具備しない第二のセンサモジュール３とを備える。第一のセンサモジュール２の一方の端部側には第１の流路４が接続され、他方の端部側に第２の流路５が接続されている。第二のセンサモジュール３の一方の端部側には第１の流路４から分岐する第３の流路６が接続され、他方の端部側には第１の流路４と合流する第４の流路７が接続されている。第１の流路４と第３の流路６との合流部にはバルブ８が設けられており、第３の流路６を開閉することができる。第１の流路４と第４の流路７との合流部９には、第４の流路７を開閉可能にするバルブ８が接続されていてもよい。第１の流路４は、その一方の端部が第一のモジュール２に接続され、他方の端部が液体を内部に流入させる液体流入口となっている。
【０００９】
第一のセンサモジュール２は、基板１０と、基板１０上に配設された感応膜１１と、感応膜１１を被覆するように配置された液膜１２とを備えており、感応膜１１の表面にはプローブ分子１３が固相化されている。例えば第一のセンサモジュール２がＦＥＴセンサの一種である場合、感応膜１１は液膜１２を介してゲート電極１４が接触するように配設されており、かつ、一方の端にソース電極１５が、他方の端にドレイン電極１６がそれぞれ電気的に接続されている（図２の（ａ）参照）。また、ゲート電極１４には電圧（すなわちゲート電圧）を印加する回路が接続される。ソース電極１５－ドレイン電極１６間にも電圧を印加する回路が形成され、当該回路上を流れるドレイン電流を計測する電流計（図示せず）が配置されている。ソース電極１５及びドレイン電極１６は、絶縁性の保護膜１７に覆われる。
【００１０】
第二のセンサモジュール３は、第一のセンサモジュール２と異なり、感応膜表面１１ａにプローブ分子１３が固相化されていない。ただし、それ以外の構成は第一のセンサモジュール２と同様の構成である。具体的には、第二のセンサモジュール３は、基板１０と、基板１０上に配設された感応膜１１と、感応膜１１を被覆するように配置された液膜１２とを備える（図２の（ｂ）参照）。また、例えば第一のセンサモジュール２がＦＥＴセンサの一種である場合、第二のセンサモジュール３も同様の構成である。すなわち、第二のセンサモジュール３の感応膜１１は、液膜１２を介してゲート電極１４が接触するように配設されており、かつ、一方の端にソース電極１５が、他方の端にドレイン電極１６がそれぞれ電気的に接続されている。ゲート電極１４には電圧（すなわちゲート電圧）を印加する回路が接続され、ソース電極１５－ドレイン電極１６間にも電圧を印加する回路が形成され、当該回路上を流れるドレイン電流を計測する電流計（図示せず）が配置されている。ソース電極１５及びドレイン電極１６は、絶縁性の保護膜１７に覆われている。
（【００１１】以降は省略されています）

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