使用的ISFET114的個(gè)數(shù)，能夠大幅地降低芯片的消耗功率。另外，還能夠降低微分處理所需要的計(jì)算量。
[0107]如圖13(b)所示，也可以在ISFET陣列芯片1002的下游設(shè)置測(cè)定背景的專(zhuān)用的單元1105。在該情況下，希望與讀出電路309分開(kāi)地設(shè)置從單元1105讀取背景的電路。
[0108]圖14是具備讀出圖13所示的單元1105輸出的信號(hào)的讀出電路1106的電路圖。讀出電路1106是與讀出電路309獨(dú)立的專(zhuān)用的電路。其他的電路結(jié)構(gòu)與圖5相同。通過(guò)圖14所示的電路結(jié)構(gòu)，在測(cè)定背景時(shí)不需要使由ISFET陣列的選擇電路305和多個(gè)恒流源構(gòu)成的讀出電路309動(dòng)作，因此能夠進(jìn)一步降低消耗功率。
[0109]〈實(shí)施方式1:總結(jié)〉
[0110]如以上那樣，本實(shí)施方式I的生物分子測(cè)量裝置在送液裝置303開(kāi)始送出試劑溶液108后，恰當(dāng)?shù)卦谒统鼋Y(jié)束后，通過(guò)加熱器308或其他單元生成使試劑溶液108反應(yīng)的觸發(fā)。由此，能夠如圖10所示在時(shí)間上分離延伸信號(hào)1302和背景，能夠容易地只取出延伸信號(hào) 1302。
[0111]另外，本實(shí)施方式I的生物分子測(cè)量裝置具備將ISFET114的漏極電流固定為Id，將源極.漏極電壓Vds固定為VAB的電路。由此，如公式3所示那樣，能夠從輸出端子Ok只取出ISFET114的閾值變化AVth。
[0112]另外，本實(shí)施方式I的生物分子測(cè)量裝置能夠只使用各ISFET114輸出的信號(hào)，減去各ISFET114檢測(cè)的漂移/偏移成分1301和背景成分1300。由此，能夠抑制用于檢測(cè)背景的計(jì)算量。并且，通過(guò)抑制偏移范圍，數(shù)據(jù)值的范圍變窄，因此能夠抑制A/D變換器的變換精度和數(shù)據(jù)量。
[0113]〈實(shí)施方式2>
[0114]在實(shí)施方式I中，說(shuō)明了通過(guò)運(yùn)算從ISFET114檢測(cè)出的信號(hào)波形中減去漂移/偏移成分1301和背景1300，只取出延伸信號(hào)1302。在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，說(shuō)明減去漂移/偏移成分1301和背景1300的其他結(jié)構(gòu)例子。
[0115]圖15是提取了本實(shí)施方式2的生物分子測(cè)量裝置所具備的ISFET陣列芯片1002上的一個(gè)單元及其外圍電路的電路圖。雖然未圖示，但實(shí)際上與圖9同樣地存在多個(gè)行選擇線WL、源極線SL、數(shù)據(jù)線DLA和DLB。關(guān)于ISFETl 14，只示意地表示離子感應(yīng)膜100和浮動(dòng)?xùn)艠O102，省略了保護(hù)膜101。
[0116]在本實(shí)施方式2中，浮動(dòng)?xùn)艠O102經(jīng)由晶體管1500與恒壓源(例如接地)連接。該恒壓源用于固定ISFET114的柵極輸入102的電位，可以不一定是接地。晶體管1500通過(guò)控制器312生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ被進(jìn)行控制，對(duì)浮動(dòng)?xùn)艠O102和恒壓源之間的連接進(jìn)行接通/斷開(kāi)。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I相同。
[0117]圖16是說(shuō)明本實(shí)施方式2的生物分子測(cè)量裝置決定DNA序列的處理的流程圖。以下，說(shuō)明圖16的各步驟。
[0118](圖16:步驟 S1600 ?S1601)
[0119]這些步驟與圖7中的步驟S600?S601相同。在步驟S1601之后，如后述的圖17所示，檢測(cè)背景1300和漂移/偏移成分1301。
[0120](圖16:步驟 S1602)
[0121]作為對(duì)晶體管1500的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ，控制器312施加Hi信號(hào)。如果晶體管1500接通，則浮動(dòng)?xùn)艠O102的電位被固定為接地。由此，背景1300和漂移/偏移成分1301被復(fù)位?？刂破?12在這些噪聲被復(fù)位后，使晶體管1500恢復(fù)為關(guān)斷。將在后述的圖17中另外表示在本步驟中由ISFET114檢測(cè)的信號(hào)波形。
[0122](圖16:步驟 S1603 ?S1610)
[0123]這些步驟與圖7中的步驟S602?S609相同。步驟S1610的下一步返回到步驟S1601重復(fù)進(jìn)行同樣的處理。
[0124]圖17是通過(guò)圖15的電路讀出執(zhí)行圖16的流程時(shí)的一個(gè)ISFET114的閾值變動(dòng)所得到的信號(hào)波形。在步驟S1601之后，如圖17(a)的時(shí)刻T16tll所示那樣，ISFETl 14檢測(cè)背景1300和漂移/偏移成分1301。如果在時(shí)刻T16tl2由控制器312執(zhí)行步驟S1602，則ISFET114檢測(cè)的信號(hào)被復(fù)位為信號(hào)基準(zhǔn)點(diǎn)1303。希望將晶體管1500接通的時(shí)刻為從背景1300穩(wěn)定后到供給延伸反應(yīng)觸發(fā)的期間。
[0125]如圖17(a)所示，ISFET114的輸出信號(hào)不包含漂移/偏移成分1301和背景成分1300，只為延伸信號(hào)1302。由此，數(shù)據(jù)處理裝置311不需要執(zhí)行減去這些噪聲的處理，能夠進(jìn)一步減輕處理負(fù)荷。另外，將ISFET陣列芯片1002輸出的信號(hào)的峰值抑制得低，因此能夠降低A/D變換器所需要的動(dòng)態(tài)范圍。并且，還減數(shù)據(jù)量，因此能夠節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域。
[0126]圖17(b)表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ的變形例子。如該圖所示，也可以在注入dNTP溶液時(shí)和進(jìn)行清洗時(shí)，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ為Hi，只在測(cè)定延伸信號(hào)1302時(shí)使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ為L(zhǎng)o。由此，在測(cè)定延伸信號(hào)1302時(shí)以外，將ISFET114的輸出值固定為信號(hào)基準(zhǔn)點(diǎn)1303，能夠消除急劇的信號(hào)變化，因此能夠進(jìn)一步降低噪聲。
[0127]在圖17(b)中，在取得延伸信號(hào)1302的時(shí)刻晶體管1500成為關(guān)斷即可，因此例如可以在輸入延伸反應(yīng)觸發(fā)而開(kāi)始加熱后，在達(dá)到最適溫度之前使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ為L(zhǎng)o。另外，在通過(guò)UV照射進(jìn)行延伸反應(yīng)的情況下，可以在照射一定時(shí)間結(jié)束UV照射后使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ為L(zhǎng)o。由此，能夠減輕通過(guò)UV光源的高能量光調(diào)制ISFET114的輸出的影響。
[0128]〈實(shí)施方式2:總結(jié)〉
[0129]如以上那樣，本實(shí)施方式2的生物分子測(cè)量裝置具備對(duì)浮動(dòng)?xùn)艠O102和恒壓源之間的連接進(jìn)行接通/斷開(kāi)的晶體管1500，在測(cè)定延伸信號(hào)1302之前將晶體管1500接通來(lái)對(duì)噪聲進(jìn)行復(fù)位。由此，不需要減去噪聲成分的處理，能夠減輕數(shù)據(jù)處理裝置311的運(yùn)算負(fù)荷。另外，能夠?qū)/D變換器的動(dòng)態(tài)范圍、數(shù)據(jù)量抑制得小。
[0130]在本實(shí)施方式2中，說(shuō)明了在使用晶體管1500復(fù)位噪聲后輸出延伸反應(yīng)觸發(fā)來(lái)測(cè)定延伸信號(hào)1302，但在不使用延伸反應(yīng)觸發(fā)的情況下，也能夠使用晶體管1500消除漂移/偏移成分1301。在該情況下，不需要溫度傳感器307、加熱器308、冷卻裝置300，能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。生物分子測(cè)量裝置的驅(qū)動(dòng)順序從圖16中刪除了步驟S1603。
[0131]〈實(shí)施方式3>
[0132]在實(shí)施方式I?2中，說(shuō)明了通過(guò)去除漂移/偏移成分1301和背景成分1300來(lái)改善ISFET114的信號(hào)質(zhì)量的結(jié)構(gòu)例子。在本發(fā)明的實(shí)施方式3中，說(shuō)明通過(guò)其他手段改善ISFETl 14的信號(hào)質(zhì)量的結(jié)構(gòu)例子。
[0133]圖18是本實(shí)施方式3的生物分子測(cè)量裝置的功能框圖。本實(shí)施方式3的生物分子測(cè)量裝置除了在實(shí)施方式2中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)以外，還具備剩余溶液去除裝置315。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2相同，因此以下以差異點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明。
[0134]剩余溶液去除裝置315是去除存在于阱703以外的試劑溶液的裝置，由控制器312控制。剩余溶液去除裝置315例如可以由用于向單元送入在后述的圖19中說(shuō)明的介質(zhì)1107的泵構(gòu)成。經(jīng)由試劑溶液流路316供給介質(zhì)1107。
[0135]圖19是阱703的側(cè)截面圖。以下使用圖19說(shuō)明剩余溶液去除裝置315的動(dòng)作。
[0136]在圖19(a)中，送液裝置303從試劑注入口 1103向被清洗液1102充滿的單元注入dNTP溶液1101，從試劑排出口 1104排出清洗液1102。在圖19(b)中，剩余溶液去除裝置315從試劑注入口 1103向單元注入介質(zhì)1107，從試劑排出口 1104排出位于阱703以外的剩余的dNTP溶液1101。如果排出了剩余的dNTP溶液1101，則如圖19(c)所示，去除阱703以外的dNTP溶液1101。當(dāng)加熱器308在圖19(c)所示的狀態(tài)下對(duì)單元進(jìn)行加熱時(shí)，產(chǎn)生氫離子408。
[0137]圖20是說(shuō)明本實(shí)施方式3的生物分子測(cè)量裝置決定DNA序列的處理的流程圖。以下，說(shuō)明圖20的各步驟。
[0138](圖20:步驟 S1900 ?S1902)
[0139]這些步驟與圖16中的步驟S1600?S1602相同。但是，考慮到從步驟S1910?S1913返回的位置，先執(zhí)行使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ為Hi的步驟S1901。在步驟S1902中，晶體管1500成為接通，因此漂移/偏移成分1301和背景成分1300被復(fù)位。
[0140](圖20:步驟 S1903)
[0141]控制器312驅(qū)動(dòng)剩余溶液去除裝置315，如圖19(b)所示，從試劑排出口 1104排出位于阱703以外的剩余的dNTP溶液1101。為了只在阱703中留有dNTP溶液1101，希望介質(zhì)1107不與dNTP溶液1101混合，并且使用比重比dNTP溶液1101輕的介質(zhì)。例如空氣、
氮?dú)狻宓榷栊詺怏w、油是適合的。
[0142](圖20:步驟 S1904 ?S1913)
[0143]這些步驟與圖16的步驟S1603?S1610相同。其中，在本流程圖中，在循環(huán)外的步驟S1901中使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ為Hi，因此為了與其取得匹配，在延伸反應(yīng)觸發(fā)的前后的步驟S1904和S1907中分別將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Φ切換為L(zhǎng)o和Hi。
[0144]通過(guò)剩余溶液去除裝置315，在引起了 DNA的延伸反應(yīng)的期間，因?yàn)楦髭?03被分離，因此能夠防止在阱703之間輸送氫離子408。即，能夠防止相鄰阱之間的串?dāng)_。另外，因?yàn)閐NTP溶液1101只存在于阱703內(nèi)，所以產(chǎn)生的氫離子408向阱703外擴(kuò)散，由于阱703外的溶液的緩沖效果而消除等，能夠防止ISFET114的輸出信號(hào)的衰減。結(jié)果，能夠增大延伸信號(hào)1302的峰值，期待提高信號(hào)的持續(xù)時(shí)間的效果。
[0145]此外，當(dāng)通過(guò)去除剩余的dNTP溶液1101來(lái)分離各阱703時(shí)，參照電極109和阱703內(nèi)的dNTP溶液1101之間的導(dǎo)通狀況有可能惡化。在該情況下，在阱703內(nèi)單獨(dú)設(shè)置參照電極109即可。
[0146]為了容易