KR20040099098A - 바이오 어세이용 기판과 바이오 어세이 장치 및 판독 장치 - Google Patents

Abstract

집적량이 많고, 상기 물질의 그룹핑이 자유롭고, 또한 저렴한 바이오 어세이용 기판 등이다. 광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판의 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면(S)을 구비하고, 상기 검출 표면(S)을 상기 기판의 표면에 상방에서 볼때 방사형을 이루도록 소정 간격으로 마련된 홈 구조(3)[피트(3a)] 내에 설치된 것을 특징으로 하는 바이오 어세이용 기판(1)과 이 바이오 어세이용 기판(1)을 이용한 바이오 어세이 장치 및 판독 장치를 제공한다.

Description

바이오 어세이용 기판과 바이오 어세이 장치 및 판독 장치{Bio-Assay Substrate, Bio-Assay Apparatus, and Reading Apparatus}

본 발명의 주요 종래 기술을 이하에 설명한다. 현재, 마이크로 어레이 기술에 의해 소정의 DNA가 미세 배열된, 소위 DNA 칩 또는 DNA 마이크로 어레이(이하,「DNA 칩」이라 함)라 불리우는 바이오 어세이용 집적 기판이 유전자의 이변 해석, SNPs(1염기다형) 분석, 유전자 발현 빈도 해석 등에 이용되고 있고, 신약개발, 임상 진단, 약리 제노믹스, 법의학 및 그 밖의 분야에 있어서 광범위하게 활용되기 시작하고 있다.

이 DNA 칩은 유리 기판이나 실리콘 기판 상에 다종 및 다수의 DNA 올리고 사슬이나 cDNA(complementary DNA) 등이 집적되어 있으므로, 하이브리디제이션 등의분자간 상호 반응을 망라한 해석이 가능한 특징이 있다.

DNA 칩에 의한 해석 방법의 일예를 간단히 설명하면, 유리 기판이나 실리콘 기판 상에 고상화된 DNA 프로우브에 대해 세포, 조직 등으로부터 추출한 mRNA를 역전사 PCR 반응 등에 의해 형광 프로우브 dNTP를 조립하면서 PCR 증폭하고, 상기 기판 상에 있어서 하이브리디제이션을 행하여 소정의 검출기에서 형광 측정을 행하는 것이다.

여기서, DNA 칩은 2개의 타입으로 분류할 수 있다. 제1 타입은 반도체 노광 기술을 응용한 포토 리소그래피의 기술을 이용하여 소정의 기판 상에 직접 올리고뉴클레오티드를 합성해 가는 것으로, 아피메트릭스사(Affymetrix사)에 의한 것이 대표적이다. 이러한 종류의 칩은 집적도는 높지만, 기판 상에서의 DNA 합성에는 한계가 있어 수십 염기 정도의 길이가 된다. 제2 타입은「스탠포드 방식」이라고도 불리우는 것으로, 끝이 깨진 핀을 이용하여 미리 준비된 DNA를 기판 상에 분주(分注) 및 고상화해 감으로써 제작되는 것이다. 이러한 종류의 칩은, 집적도는 전자에 비해 낮지만, 1 kb 정도의 DNA 단편을 고상화할 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 상기한 종래의 DNA 칩 기술에서는 상기 DNA 칩 자체의 집적수, 집적 밀도가 적었기 때문에, 한번의 어세이로 달성할 수 있는 해석량이 충분하다고는 할 수 없었다. 또한, 검출용 물질의 종류와 수, 또는 그 기판 상에서의 구별 배치(그룹핑)를 사용자가 자유로이 설정하는 것이 곤란하였다.

또한, Tm(melting Temperature) 또는 GC 함유율이 구비되어 있지 않은 DNA 프로우브가 이차원의 평면적인 넓이를 갖는 기판 표면 상에 검출용 물질이 배열된구성인 종래의 DNA 칩에 있어서는 동일한 하이브리디제이션 조건, 세정 조건에 노출되어 위양성(僞陽性) 또는 위음성(僞陰性)을 나타낼 위험성이 높다는 문제가 있었다.

또한, 기판 표면에 DNA 프로우브 등의 검출용 물질을 고상화하는 동시에, 타겟 물질을 포함하는 샘플 용액을 적하(스포팅)하는 어세이 장치와, 상기 검출용 물질과 상기 표지 타겟 물질간의 상호 반응 결과를 판독하는「리더」 또는「스캐너」라고도 불리우는 해석 장치가 종래와 별개의 독립된 구성이었으므로, 바이오 어세이와 그것에 이어지는 판독 및 해석 작업을 일련화할 수 없었으므로, 매우 불편하였다.

또한, DNA 프로우브 등의 검출용 물질이나 샘플 용액의 미립 액적의 양이나 형상이 불균일하였므로, 형광 강도 판독 정밀도가 낮다는 기술적 과제가 있었다.

그리고, 칩 1매당 또는 집적량당의 단가가 높아 해석 장치도 매우 고가였다.

따라서, 본 발명은 고상화되는 검출용 물질의 집적량이 많고, 또한 상기 물질의 그룹핑이 가능하고, 또한 저렴한 바이오 어세이 기판과, 상기 기판의 적합한 제조 방법 및 바이오 어세이를 효율적으로 확실히 행할 수 있는 바이오 어세이 장치와, 어세이와 판독 해석 작업을 일련화할 수 있는 기판 기록 정보의 판독 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 발명은 바이오 인포매틱스(생명 정보 과학) 분야에 있어서 유용한 바이오 어세이 공구가 되는 원반형의 정보 기록 매체 등에 관한 것이다. 보다 상세하게는 검출용 물질이 고상화된 기판 표면 부위에 표지화된 타겟 물질을 포함하는 용액을 적하함으로써, 하이브리디제이션과 그 밖의 분자간 상호 반응이 고정밀도로 일어나도록 고안된 바이오 어세이용 기판, 상기 기판을 이용한 바이오 어세이 방법, 상기 기판을 이용한 바이오 어세이 장치 및 그 기록 정보의 판독 장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 관한 적합한 실시 형태인 바이오 어세이용 기판(1)을 상방에서 본 외관도이다.

도2의 (A)는 상기 기판(1)의 구성을 일부 확대 도시한 개략도이며, 도2의 (B)는 상기 기판(1)에 배치된 홈 구조(3) 부분의 일실시 형태의 구성을 도시하는 부분 확대도이다.

도3은 상기 기판(1)의 변형예를 상방에서 본 외관도이다.

도4는 본 발명에 관한 바이오 어세이 장치(10)의 적합한 실시 형태의 구성을 간략하게 도시한 블럭도이다.

도5의 (A)는 노즐(30) 주변 부분의 외관 사시도이며 도5의 (B)는 노즐(30)의 확대 평면도이다.

도6의 (A) 내지 도6의 (E)는 본 발명에 관한 적합한 실시 형태인 바이오 어세이용 기판(1)을 이용하여 실시할 수 있는 바이오 어세이 프로세스의 흐름도이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 우선 본 발명에 있어서는 이하의「바이오 어세이용 기판」을 제공한다. 또한, 본 발명에 있어서「바이오 어세이」라 함은 물질간의 상호 반응을 기초로 하는 생화학적 분석을 의미한다.

제1에 제공하는 바이오 어세이용 기판은 광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판의 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면을 구비하고, 이 검출 표면을 상기 기판의 상방에서 볼때 방사 방향으로 연장되도록 마련된 홈 구조 내에 설치하도록 고안하였다.

여기서, 본 발명에 있어서「검출용 물질」이라 함은, 검출 표면에 직접적으로 또는 링커를 거쳐서 간접적으로 고상화되어 형광 물질 등에 의해 표지된 타겟 물질과 특이한 상호 결합 반응을 발휘하는 저분자, 고분자 및 생체 물질 등을 넓게 포함하는 것으로 좁게 해석되지는 않는다. 또한, 기판에 형성되는「홈 구조」라 함은, 예를 들어 줄기형으로 연장 설치된 마이크로 채널 구조 또는 홈 구조 부위이고, 이 홈 구조 내에는 피트나 셀 구조 등에 의해 방사 방향에 구획이 있는 것과, 또한 피트나 셀 구조의 집합체로 구성되어 이들 피트나 셀 구조가 배열된 부위를 상방으로부터 보았을 때에 대략 줄기형의 외관을 이루는 구조가 있는 것이 바람직하며, 좁게 해석되지 않는다. 이 홈 구조를 구비하는 바이오 어세이용 기판이 속하는 하나의 분야는 원반형의 마이크로 채널 어레이이다.

이러한 바이오 어세이용 기판은 검출용 물질을 고상화하기 위한 기판으로서, 예를 들어 직경 10 ㎝ 정도의 원반형 기판이 채용되어 있으므로, 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면 또는 상기 검출 표면을 구비하는 피트, 그루브 등을 다수 집적할 수 있다는 이점이 있다. 즉, 기록 정보의 집적량이 많은 DNA 칩이나 바이오 센서 칩 등을 제공할 수 있다.

또한, 상기 기판의 상방에서 볼때 방사형을 이루도록, 서로 오염되지 않도록 소정 간격으로 마련된 홈 구조 내에 검출 표면을 설치한 구성을 채용하고 있으므로, 홈 구조마다 검출용 물질의 종류를 그룹핑할 수 있다. 예를 들어, 질병 발증의 마커 유전자를 홈 구조 단위로 그룹핑하거나, Tm 또는 GC 함유율의 차이를 기초로 하여 홈 구조 단위로 고상화하는 뉴클레오티드(검출용 물질)를 그룹핑하거나 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 검출용 물질의 가장 적합한 반응을 얻을 수 있는 버퍼 조성, 농도 등의 하이브리디제이션 조건, 그 밖의 반응 조건, 세정 조건 및 샘플 용액 농도 등을 바꾸는 것이 가능해지므로, 해석 작업에 있어서 위양성 또는 위음성이 나타날 위험을 특히 감소시킬 수 있다.

또한, 원반형 기판의 중심측으로부터 외주측으로 연장되는 상방에서 볼때 방사형의 홈 구조를 상기 기판 상에 형성한 것에 의해, 모세관 현상을 이용한 송액이나, 원반형의 기판을 소정의 방법으로 회전시킴으로써 생기는 원심력을 통한 송액의 이동이 가능하다. 예를 들어, 반응 후에 액티브하게 결합하지 않았던 여분의 타겟 물질을 제거할 때에는, 세정액을 기판 중심 영역으로부터 홈 구조 내(의 각 검출 표면 부위)에 원활하고 확실하게 송액하는 것이 가능해진다.

계속해서 제공되는 바이오 어세이용 기판은 상기 검출 표면 부위의 위치 정보와 회전 동기 정보를 제공하는 수단을 구비하는 것이고, 또한 이 수단이 상기 기판 상에 설치된 워블링 또는 어드레스 피트에 의한 것으로 할 수 있다. 또한,「워블링」이라 함은, 디스크 상의 물리적인 번지(어드레스)의 정보를 미리 디스크 상에 기록하기 위해, 사용자에 의한 데이터를 기록하는 그룹(안내 홈)을 트랙의 중심에 대해 약간 좌우로 사행(蛇行)시키는 것이다. 통상, 트래킹 서보 대역보다 높은 주파수에 대해 근소한 주파수의 편향(Deviation)을 갖는 FM 변조가 행해져 정현파 변조 신호 진폭이 그루브 반경 방향 변위로서 기판 상에 새겨진다.

이러한 바이오 어세이용 기판은 위치 정보와 회전 동기 정보를 기초로 하여 검출용 물질 함유 용액 및 타겟 물질 함유 용액을 소정의 검출 표면 부위에 정확하게 추종시켜 적하하는 경우에 적절하게 이용할 수 있다.

또한, 제공되는 바이오 어세이용 기판은 상기 기판 상에 형성된 상기 검출 표면 부위에 뉴클레오티드 사슬, 펩티드, 단백질, 지질(脂質), 저분자 화합물, 리보솜, 그 밖의 생체 물질 중 적어도 어느 하나가 고상화된 구성을 구비한 것이다.

이 기판은 1개 사슬 뉴클레오티드 사슬 사이의 상호 반응, 즉 하이브리디제이션을 행하게 하는 DNA 칩 2개 사슬 뉴클레오티드 사슬과 펩티드(또는 단백질)의 상호 반응, 항원 항체 반응, 그 밖의 분자간 상호 반응을 행하게 하는 바이오 센서 칩으로서 널리 이용할 수 있다.

여기서,「뉴클레오티드 사슬」이라 함은, 뉴클레오티드가 포개어진 DNA 프로우브를 포함하는 올리고뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 푸린뉴클레오티드와 피리미딘뉴클레오티오드가 포개어진 DNA(전체 길이 혹은 그 단편), 역전사에 의해 얻을 수 있는 cDNA(cDNA 프로우브), RNA 등을 넓게 포함한다. 1개 사슬의 경우에는 표적 뉴클레오티드 분자와의 하이브리디제이션 반응을 기초로 하는 분석을 행한다. 2개 사슬의 경우에는 단백질과 DNA(특정한 배열 부위)와의 반응에 분석을 행할 수 있고, 예를 들어 전사 인자인 호르몬 리셉터 등의 리셉터 분자와 응답 배열 DNA 부분의 결합 등을 분석할 수 있다. 「펩티드」는 복수의 아미노산이 펩티드 결합에 의해 결합한 것이다. 「단백질」은 L - α - 아미노산이 펩티드 결합에 의해 연결된 폴리펩티드 사슬을 주요 구성 성분으로 하는 생체 고분자이며, 단순 단백질, 복합 단백질 모두를 포함한다. 이상에는 스트렙트아비딘과 견고하게 결합하는 비오틴이 결합된 DNA 단편이나 다양한 리간드 분자가 포함된다. 「지질」에는 인지질막이 포함되어 검출 표면을 막 모델로서 이용할 수 있다. 「저분자 화합물」에는 실란 커플링제가 포함된다. 상기 제는 실리콘 표면 또는 유리 표면에 결합되어 펩티드, 단백질 등의 링커로서 기능하는 가교제의 일종이다. 「생체 분자」에는 세포나 바이러스 입자도 포함된다. 또한, 검출 표면 처리의 구성은 고상화하는 검출용 물질에 의해 적절하게 선택할 수 있고, 경우에 따라서는 흡착 방지제인 폴리리신으로 처리된다.

다음에, 본 발명에서는 이하의「바이오 어세이 방법」을 제공한다.

광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판의 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면을 구비하고, 상기 기판의 상방에서 볼때 방사형을 이루도록 소정 간격을 두고 형성된 홈 구조 내에 상기 검출 표면이 설치된 구성의 바이오 어세이용 기판에 대해 잉크젯 프린팅법 또는 마이크로 메커니컬 스포팅법에 의해, 상기 검출 표면 부위에 검출용 물질 함유 용액을 적하하여 상기 검출용 물질을 고상화하는 바이오 어세이용 기판의 제조 방법을 제공한다.

이 방법은 홈 구조 내의 소정의 검출 표면 부위에 정확하게 추종시키면서 검출용 물질을 포함하는 미립 액적 즉, 늘어서 있는 표지 타겟 물질을 포함하는 미립액적을 정확하게 적하하는 방법으로서 적합하다.

여기서,「잉크젯 프린팅법」은 잉크젯 프린터에서 이용되는 노즐을 응용하는 방법이며, 전기를 이용하여 잉크젯 프린터와 같이 프린터 헤드로부터 기판으로 검출용 물질을 분사하여 고정하는 방법이다.

이 방법에는 압전식 잉크젯법, 버블젯법, 초음파젯법이 있다. 압전식 잉크젯법은 압전체에 펄스를 인가함으로써 생기는 변위의 압력에 의해 액적을 비산시키는 방법이다. 버블젯법은 가열 방식이며, 노즐 속의 히터를 가열하여 발생시킨 기포의 압력에 의해 액적을 비산시키는 방식이다. 노즐 내에 히터가 되는 실리콘 기반을 매립하고, 약 300 ℃/초에서 제어하여 같은 기포를 작성하여 액적을 밀어낸다. 그러나, 고온에 액체가 노출되므로, 생체 물질 시료에는 적절하지 않다고 여겨진다. 초음파젯법은 초음파 빔을 액체의 자유면에 닿게 하여 국소적으로 높은 압력을 부여함으로써 그 부위로부터 작은 액적을 방출시키는 방식이다. 노즐을 필요로 하지 않고, 고속으로 직경 약 1 ㎛의 작은 액적을 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서는「잉크젯 프린팅법」으로서,「압전식 잉크젯 프린팅법」을 적절하게 채용할 수 있다. 인가하는 펄스의 형상을 바꿈으로써, 액적(미립 액적)의 사이즈를 제어할 수 있으므로, 해석 정밀도 향상에 적합하다. 액적 표면의 곡률 반경이 작을 때에는 액적을 작게 하고, 액적의 곡률 반경이 클 때는 액적을 크게 할 수 있다. 또한, 펄스를 급격하게 부(負)의 방향으로 변화시킴으로써 액적 표면을 내측으로 인장시켜, 곡률 반경을 작게 하는 것도 가능하다.

「마이크로 메커니컬 스포팅법」은 마이크로 스포팅 펜, 캐필러리(세관), 혹은 핀셋을 장착시킨 프린트 헤드를 이용하여 검출용 물질을 포함하는 미립 액적을 기판 상의 검출 표면 부위에 스폿하는 방법이다.

다음에, 본 발명에서는 이하의 구성의「바이오 어세이 장치」를 제공한다.

우선, 제1에 제공되는 바이오 어세이 장치는 광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판의 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면을 구비하고, 상기 기판의 상방에서 볼때 방사 방향으로 연장되도록 마련된 홈 구조 내에 상기 검출 표면이 설치되고, 위치 정보와 회전 동기 정보를 제공하는 바이오 어세이용 기판을 이용하는 바이오 어세이 장치이며, 다음의 1 내지 4의 수단 등을 적어도 구비한다.

(1) 상기 바이오 어세이용 기판을 회전 가능하게 보유 지지하는 기판 회전 수단, (2) 상기 기판 회전 수단에 의해, 상기 바이오 어세이용 기판을 회전시키면서 검출용 물질 함유 용액 및 표지 타겟 물질 함유 용액을 상기 검출 표면 부위에 적하하는 적하 장치, (3) 상기 적하 장치와 상기 바이오 어세이용 기판 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 포커스 서보 기구 및 (4) 상기 위치 정보와 회전 동기 정보를 기초로 하여 상기 용액의 적하를 상기 검출 표면 부위에 추종시키는 트랙킹 서보 기구.

이러한 바이오 어세이 장치에서는 원반형의 바이오 어세이용 기판을 상기 기판의 위치 정보와 회전 동기 정보를 기초로 하여 회전시키면서 포커스 서보 기구에 의해 적하 거리를 고정밀도로 일정하게 유지시킴으로써, 소정 위치에 설치된 검출 표면 부위의 일정한 영역에 균일 형상의 미립 액적을 적하할 수 있어 형광 강도를좋은 재현성으로 검출할 수 있다. 또한, 트랙킹 서보 기구에 의해 검출용 물질 함유 용액과 타겟 물질 함유 용액을 차례로 소정의 홈 구조 내의 검출 표면 부위에 추종시켜 확실하게 적하할 수 있다. 이 결과, 검출용 물질과 표지 타겟 물질의 반응을 고정밀도로 행하게 할 수 있는 동시에, 해석 시그널이 안정되어 해석 정밀도가 향상된다.

여기서, 상기 바이오 어세이 장치에 있어서 적절하게 채용할 수 있는 적하 장치는 잉크젯 프린팅 장치 또는 마이크로 메커니컬 스포팅 장치 중 어느 하나이다. 또한, 잉크젯 프린팅 장치는 이미 서술한「잉크젯 프린팅법」을 실시할 수 있는 장치이며, 마이크로 메커니컬 스포팅 장치는 이미 서술한「마이크로 메커니컬 스포팅법」을 실시할 수 있는 장치를 의미한다. 또한, 잉크젯 프린팅 장치를 채용하는 경우에는 이미 서술한 이유에 의해, 압전식 잉크젯 프린팅법을 실시할 수 있는 장치가 적합하다.

여기서, 상기 바이오 어세이 장치에 있어서의 적하 장치로서 잉크젯 프린팅 장치를 채용한 구성에서는 바이오 어세이용 기판에 대향 배치되어 있고, 포커스 서보 및 트랙킹 서보를 담당하는 레이저광을 상기 기판에 출사하는 대물 렌즈를 수용하는 지지체에 잉크젯 노즐을 일체화한다.

이 지지체 일체형의 잉크젯 노즐 구성은 포커스 서보 및 트랙킹 서보와 동기시키면서 기판에 대해 소정 용액의 적하를 행할 수 있고, 또한 장치를 콤팩트화할 수 있다.

다음에 본 발명에서는 이하의 구성의「기판 기록 정보의 판독 장치」를 제공한다.

본 발명에서 제공하는 기판 기록 정보의 판독 장치는 우선 상기 바이오 어세이 장치와 유닛화된 특징을 갖고, 바이오 어세이용 기판에 대해 포커스 서보와 트랙킹 서보를 가하는 동시에, 픽업 렌즈 등에 의해 집광한 레이저광을 상기 검출 표면에 있어서 상기 검출용 물질과 결합한 형광 표지 타겟 물질에 조사하고, 여기되어 발광하는 형광 색소 강도를 검출하는 구성을 구비한다.

이 수단에서는 기판 표면에 DNA 프로우브 등의 검출용 물질을 고상화하고, 계속해서 타겟 물질을 포함하는 샘플 용액을 적하(스포팅)하여 상기 각 물질간의 상호 반응을 행할 수 있는 바이오 어세이 장치와 상기 검출용 물질과 상기 타겟 물질간의 상호 반응 정보에 관한 판독 장치가 일체화되어 있으므로, 어세이 작업과 이어지는 판독 작업을 일련화할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 DNA 칩이나 바이오 센서 칩에 관한 신규 기술을 제공한다는 기술적 의의를 갖고 있다.

이하, 첨부 도면을 기초로 하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 적합한 실시 형태인 바이오 어세이용 기판을 상방에서 본 외관도이며, 도2의 (A)는 상기 기판의 구성을 일부 확대하여 도시한 개략도이고, 도2의 (B)는 상기 기판에 배치된 홈 구조 부분의 일실시 형태의 구성을 도시한 부분 확대도이다.

우선, 도1의 부호 1은 본 발명에 관한 바이오 어세이용 기판의 적합한 일실시 형태를 나타내고 있다. 이 바이오 어세이용 기판(1)(이하,「기판(1)」이라 함)은 CD, DVD, MD 등의 광정보 기록 매체에 이용되는 원반 기판(디스크)에 채용되는 기재로 형성되어 있다.

상기 기재는 석영 유리나 실리콘, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌 및 그 밖의 원반형으로 성형 가능한 합성 수지, 바람직하게는 사출 성형 가능한 합성 수지에 의해 원반형으로 형성되어 있다. 또한, 저렴한 합성 수지 기판을 이용함으로써 종래 사용되고 있던 유리 칩에 비해 낮은 런닝 코스트를 실현할 수 있다. 기판(1)의중심에는 후술하는 기판 회전 수단에 설치된 스핀들에 고정하기 위한 구멍(2)이 형성되어 있다.

이 기판(1)의 한 쪽 표면에는 반사막인 두께 40 ㎚ 정도의 알루미늄 증착층이 형성되어 있고, 상기 층은 반사막으로서 기능하고 있다. 이 반사막은 굴절율 1.5 이상의 기반 단일 부재로부터 4 ％ 이상을 표면 반사한다. 이 반사막의 상층에는 투명한 유리나 투명 수지 등으로 이루어지는 광투과층이 막이 형성되어있다. 또한, 기재가 고반사율의 재료인 경우에는, 기재 표면 자체가 반사면으로서 기능하므로 상기 반사막을 형성하지 않을 수 있다. 또한, 금속막 등의 고반사율막을 형성하면 형광 표지된 타겟 물질의 형광 강도를 좋은 감도로 검출할 수 있다.

상기 광투과층에는 기판(1)의 중심부로부터 상방에서 볼때 방사형으로 연장되는 홈 구조(3)가 소정 간격으로 오목하게 마련되어 있다. 각 홈 구조(3) 내에는 검출용 물질을 고상화할 수 있도록 표면 처리된 검출 표면 부위(S)(도2 참조)가 반경 방향에 소정 간격으로 배열되어 있다. 또한, 검출 표면 부위(S)는 각 홈 구조 내에 배열된 피트 부분에 형성할 수 있고, 각 홈 구조(3)의 내측 벽면 전체에 걸쳐서 형성할 수도 있다.

또한, 기판(1)의 변형예를 나타내는 외관도인 도3과 같이 셀형의 피트(3a)에 검출 표면 부위(S)를 설치하고, 이 피트(3a)를 방사형 방향으로 복수 배열하고, 또한 방사형으로 늘어선 피트(3a)의 열을 주위 방향에 복수 형성한 구성을 채용하는 것도 가능하다. 홈 구조(3) 및 상기 홈 구조(3) 내의 피트 또는 셀형의 피트(3a)의 검출 표면에 대해 미립 액적을 적하함으로써, 대략 동일한 스폿 사이즈를 실현할 수 있으므로 재현성이 좋은 형광 강도 검출을 실현할 수 있다. 또한, 도3 중 부호 4a는 어드레스 피트 등을 표시하고 있다.

상기 검출 표면 부위(S)는 DNA 프로우브 등의 소정의 검출용 물질을 고상화하기 위해 적합한 표면 처리가 적절하게 선택되어 실시되고 있다. 예를 들어, 아미노기를 함유한 실란 커플링제 용액이나 폴리리신 용액으로 표면 처리된다. 합성 수지제의 기판이면, 그 표면을 플라즈마 처리 및 DUV(Deep UV, 원적외선) 조사 처리 후, 아미노기 함유 실란 커플링제 용액으로 처리한다.

또한, 표면에 동, 은, 알루미늄 또는 금을 스퍼터하여 막을 형성한 후 그 표층에 아미노기, 티오르기, 카르복실기 등의 관능기(활성기)를 갖는 물질이나 시스테아민 및 스트렙트아비딘 등을 코팅할 수 있다. 또한, 검출 표면에는 필요에 따라서 검출용 물질을 고상화하기 위한 링커를 결합시킬 수도 있다.

기판(1)의 회전 방향에는 미리 광디스크 마스터링 프로세스에 의해 형성된 다수의 어드레스 피트(4, 4…)가 형성되어 있다. 여기서, 기판(1)의 위치 정보 및 회전 동기 정보에 대해 설명하면, 기판(1)을 광디스크로서 생각하는 경우, 적하 검출 위치인 홈 구조(3)를 사용자 데이터 영역이라 생각하여 다른 영역은 샘플 서보 방식 등에 의해 동기 피트를 배열하고, 또한 트랙킹 서보로서도 이용하고, 또한 직후에 어드레스부(디스크 상의 지리적인 번지)를 삽입함으로써 위치 정보를 부여한다.

어드레스부는 선두 패턴인 섹터 마크에서 시작하여 실제로 회전하고 있는 디스크의 회전 위상을 부여하는 VFO(Variable Frequency 0scillator)와 어드레스 데이터의 개시 위치를 부여하는 어드레스 마크와 트랙과 섹터의 번호가 들어간 ID(Identifer) 등이 조합되어 이루어진다.

또한, 상기 어드레스 피트를 이용하는 대신에 트랙 상에 워블링을 형성하여 위치에 따른 클럭 정보를 갖게 하도록 워블링의 사행을 조절하고, 디스크 상의 위치 정보를 취득하여 어드레싱을 행하도록 할 수 있다. 동시에, 워블링 주파수 성분을 이용함으로써 트랙킹 서보를 행할 수 있다. 또한, 어드레스 피트와 워블링을 함께 형성함으로써, 보다 고정밀도의 어드레싱 및 트랙킹 서보가 가능해진다.

다음에, 도4를 기초로 하여 상기 기판(1)을 이용하는 본 발명에 관한 바이오 어세이 장치의 적합한 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 도4는 상기 장치의 구성을 간략하게 도시한 블럭도이다.

우선, 도4에 도시된 바이오 어세이 장치(10)는 상기 구성의 기판(1)을 이용하는 바이오 어세이 장치이며, 상기 기판(1)을 회전 가능하게 보유 지지하는 기판 회전 수단(5)과, 이 기판 회전 수단(5)에 의해 상기 기판(1)을 회전시키면서 검출용 물질 함유 용액(D) 및 표지 타겟 물질 함유 용액(T)을 검출 표면 부위(S)에 소정의 순서 및 타이밍으로 적하하는 적하 장치(6)와, 상기 적하 장치(6)와 상기 바이오 어세이용 기판 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 포커스 서보 기구(7)와, 기판(1)으로부터의 위치 정보와 회전 동기 정보를 기초로 하여 상기 용액(D, T)의 적하를 기판(1)의 검출 표면 부위(S)에 추종시키는 트랙킹 서보 기구(8)를 구비하고 있다.

여기서, 바이오 어세이 장치(10)는 여기 광원인 청색 반도체 레이저(11)와,포커스 서보 기구(7)와 트랙킹 서보 기구(8)를 담당하는 적색 반도체 레이저(21)를 구비하고 있다.

청색 반도체 레이저(11)는 기판(1)의 반응 정보 판독을 위한 여기 광원으로서 기능한다. 우선, 이 청색 반도체 레이저(11)로부터 출사된 레이저광(B)은 반사 미러(12)에서 직각으로 반사되어 상기 반사광의 진행 방향에 병설된 렌즈(13, 14)에 의해 평행광이 된다.

이러한 평행광은 반사 미러(15)에서 직각으로 반사된 후, λ/4판(16)을 통과하여 원편광이 된다. 이 원편광은 오목 렌즈(17) 및 볼록 렌즈(18)에 의해 빔이 확산된 후에 다이클로릭 미러(19)에 의해 반사되어 기판(1)에 대향 배치된 대물 렌즈(20)로 입사된다. 또한, 대물 렌즈(20)는 지지체(G)에 수용되어 있다.

다이클로릭 미러(19)는 청색 반도체 레이저(11)로부터 출사된 레이저광(B)을 중심으로 하는 파장대의 빛을 반사하고, 그 이외의 빛을 투과하도록 설계되어 있다. 보다 상세하게는 레이저광(B)을 반사하여 후술하는 레이저광(B)에 의해 여기된 기판(1) 상의 형광 물질로부터의 형광을 투과하도록 설계되어 있다.

이와 같이 하여 대물 렌즈(20)의 하방 위치에 기판 회전 수단(5)에 보유 지지된 기판(1)에 대해 상기 대물 렌즈(20)로부터 청색 레이저광(B)을 조사한다. 이러한 청색 레이저광(B)에 의해 여기된(타겟 물질에 표지로서 결합되어 있음) 형광 물질로부터의 형광은 대물 렌즈(20)를 통과하고, 또한 다이클로릭 미러(19, 26)를 통과하여 반사 미러(27)에 의해 직각으로 반사되고, 광전자 증배관 및 애밸랜치 포토다이오드 검출기(디텍터)(28)에 의해 검출된다. 이 구성에 의해, 형광 강도를검출한다. 또한, 다이클로릭 미러(26)는 후술하는 적색 레이저광(R)의 파장을 중심으로 하는 파장대의 빛을 반사하고, 형광을 포함하는 다른 빛을 투과하도록 설계되어 있다.

다음에, 부호 21로 나타내는 적색 반도체 레이저로부터 출사된 적색 레이저광(R)은 기판(1)과 대물 렌즈(20) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 역할을 하는 포커싱을 위해 이용된다.

또한, 이 적색 레이저광(R)은 기판(1)의 어드레스 피트(4) 또는/및 워블링된 그루브에 의해 제공되는 위치 정보 및 회전 동기 정보를 기초로 하여 상기 대물 렌즈(20)가 기판(1)에 배치된 홈 구조(3) 내의 검출 표면 부위(S)를 추종하는 트랙킹 서보를 행하기 위해 이용된다. 또한, 부호 29는 적색 레이저광(R)의 조사 위치를 조정하기 위한 포지션 센서 디텍터(PSD)이다.

구체적으로, 도4에 도시된 적색 반도체 레이저(21)로부터 출사된 레이저광(R)은 상기 레이저(R)의 진행 방향에 병설된 2매의 렌즈(22, 23)에 의해 평행광이 된다. 이 평행광은 전방에 배치된 편광 빔 스플리터(24)에 의해 분광되고, 한 쪽은 또한 λ/4판(25)를 통과한 후, 다이클로릭 미러(26)에서 직각으로 반사되어 상기 대물 렌즈(20)로 입사하고, 다른 쪽은 PSD(29)로 유도된다.

이와 같이 하여 대물 렌즈(20)로부터 출사되는 적색 레이저광(R)을 이용하여 포커싱 서보와 트랙킹 서보를 행하면서, 기판(1)의 소정의 검출 표면 부위(S)의 위치를 정확하게 판독하고, 상기 지지체(G)에 대물 렌즈(20)와 일체화하여 설치된 잉크젯 노즐(30)[이하, 단순히「노즐(30)」이라 칭함]을 거쳐서 검출용 물질 함유 용액(D) 또는 표지 타겟 물질 함유 용액(T)을 검출 표면 부위(S) 바로 위에 차례로 소정 타이밍으로 정확하게 적하한다.

다음에, 도5를 기초로 하여 지지체(G) 내에 대물 렌즈(20)와 일체화된 노즐(30)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 도5의 (A)는 노즐(30) 주변 부분의 외관 사시도, 도5의 (B)는 노즐(30)의 확대도이다.

대물 렌즈(20)를 지지하는 직사각형 작동기 홀더(H)의 중앙에 상기 대물 렌즈(20)가 설치되고, 상기 홀더(H)의 대물 렌즈(20)의 후방측 영역에 노즐(30)이 설치되어 있다. 또한, 이 노즐(30)은 복수로 설치해도 좋다.

또한, 노즐(30)은 압전체에 인가하는 펄스의 형상을 바꿈으로서 토출되는 액적의 크기를 제어하기 쉽다는 이점이 있으므로, 압전식 잉크젯 노즐을 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 도5 중 부호 X로 나타낸 화살표는 기판(1)의 진행 방향(회전 방향)을 나타내고 있다.

여기서, 노즐(30)에는 래디얼 방향(Y)에 일렬로 병설된 노즐군(31)이 화살표 X 방향에 따라 복수열로 배치되어 있다. 이 노즐군(31)은 동일한 검출용 물질 함유 용액(D)을 동시에 적하하기 위한 노즐 구멍(32, 32…)의 집합체이다. 노즐군(31, 31…)으로부터는 차례로 다른 종의 검출용 물질 함유 용액(D)이 하방의 기판(1)에 있어서의 홈 구조(3) 내의 대응하는 검출 표면 부위(S)에 동시에 적하되고, 계속해서 소정 시간 후에 다른 종 또는 같은 종의 표지 타겟 물질 함유 용액(T)이 상기 검출 표면 부위(S)에 동시에 적하된다.

또한, 검출용 물질 함유 용액(D)을 검출 표면 부위(S)에 적하한 후, 그 위에표지 타겟 분자 함유 용액을 적하시키기까지의 시간(T)은 다음 식으로 산정할 수 있다.

T ＝ [L₀＋ (n － 1) L₁＋ 0.5ø]÷ V₁－ W/V₂

또한, 상기 식에 있어서, L₀은 대물 렌즈(20)의 중심과 1열의 노즐군(31a)까지의 거리, L₁은 노즐군(31)의 배치 간격, ø는 프로우브 DNA의 액적의 직경, V₁은 기판(1)의 선속도, W는 노즐(30)과 기판(1)까지의 거리, V₂는 노즐(30)로부터의 액적 속도를 각각 나타내고 있다. 이 식에 따르면, 검출용 물질 함유 용액의 액적의 바로 위에 타겟 물질 함유 용액을 적하시킬 수 있다.

마지막으로, 도6을 기초로 하여 상기 기판(1)을 이용하여 실시할 수 있는 바이오 어세이 프로세스에 대해 간결하게 설명한다. 또한, 도6의 (A) 내지 (E)는 상기 기판(1)을 이용하여 실시할 수 있는 바이오 어세이 프로세스의 흐름도이다.

우선, 기판(1)의 구멍(2)을 기판 회전 수단(5)(도4 참조)의 스핀들(51)(도4 참조)에 고정하여 회전시키고, 포커스 서보 기구(7) 또는/및 트랙킹 서보 기구(8)에 의해 위치 정보를 검출하면서 기판(1)에 대향 배치된 노즐(30)[노즐군(31)]로부터 잉크젯 프린팅법을 기초로 하여 검출용 물질 함유 용액(D1, D2…)을 기판(1) 상에 설치된 소정의 검출 표면 부위(S)(도2 참조)에 적하한다[도6의 (A) 참조].

계속해서, 형광 표지된 타겟 물질 함유 용액(T)을 포커스 서보 기구(7) 또는/및 트랙킹 서보 기구(8)(도4 참조)에 의해 위치 정보를 검출하면서 기판(1)에 대향 배치된 노즐(30)[노즐군(31)]로부터 잉크젯 프린팅법에 의해 상기 검출 표면부위(S) 상에 적하한다[도6의 (B) 참조].

다음에, 기판(1)의 검출 표면 부위(S)에 있어서, 검출용 물질과 표지 타겟 물질 사이의 하이브리디제이션, 그 밖의 상호 결합 반응을 적합하게 행하기 위해, 기판(1)을 항온 항습조(9)에서 수시간 가온한다[도6의 (C) 참조].

계속해서, 다시 스핀들(51)에 의해 기판(1)을 회전시키면서 상기 기판(1)에 대향 배치된 세정 노즐(N)로부터 소정의 세정액(U)을 적하함으로써, 액티브한 결합 반응을, 도시하지 않은 표지 타겟 물질을 검출 표면 부위(S)로부터 제거한다. 세정액은 예를 들어, 계면 활성제(SDS)를 포함하는 Saline-Sodium Citrate(SSC) 버퍼 용액을 이용한다[도6의 (D) 참조].

기판(1)에 청색 레이저광(B)을 조사하여 각 검출 표면 부위(S)를 여기시키고, 형광 강도의 크기를 검출기(28)에 의해 검출하여 검출용 물질과 표지 타겟 물질간의 결합 반응의 상황을 판단한다. 마지막으로, 각 검출 표면 부위(S)에 대한 형광 강도를 A/D 변환하여 결합 반응 비율을 컴퓨터(C)의 화면에 분포 표시함으로써 시각화한다[도6의 (E) 참조].

(실시예)

직경 12 ㎝의 석영 유리 기판을 사용하였다. 상기 기판의 표면을 반경 20 ㎜ 내지 40 ㎜까지 트래킹 피치 50 ㎛, Duty 70 ％, 홈 깊이 500 ㎚의 그룹을 에칭하여 형성하였다. 또한, 기판 표면은 실란 커플링제(니뽄 유니찌카 : A1100)의 에탄올 용액 0.3 중량 ％를 이용하여 스핀 코트에 의해 처리하였다. 그 후 100 ℃에서 2 시간 베이크로에서 건조시켰다.

또한, 포토비오틴 ; photobiotin(Sigma - Aldrich : N - (4 - azido - 2 - nitrophenyl) - N' - (3 - biotinylaminopropyl) - N' - methyl - 1, 3 - propanydiamine(acetate)을 10 ㎍/mL 농도가 되도록 증류수에 용해하여 상기 실란 처리를 실시한 기판 표면에 스핀 코트하였다.

파장 680 ㎚의 적외선 반도체 레이저를 이용하여 NA 0.45의 픽업 렌즈로 집광하여 기판으로 포커스 서보 및 트래킹 서보를 가하였다. 기판과 렌즈 사이의 거리를 일정하게 유지하여 선속도 1 m/초로 그루브에 추종시키면서 포토비오틴(photobiotin)을 청색 반도체 레이저, 파장 405 ㎚, 1 mW, 10 ㎑에서 변조하고, 대물 렌즈 NA 0.45에서 노광을 행하였다. 그 후, 증류수로 세정하여 노광된 영역에만 포토비오틴(photobiotin) 패턴이 형성되어 네거티브형 리소그래피를 얻었다.

아비딘 : Avidin(Vector Lab : Avidin D) 25 ㎍/ml.PBS 용액을 잉크젯 노즐로부터 토출하여 상기 포토비오틴 패턴 상에 반경 r ＝ 20 － 30까지를 트랙킹 서보 및 포커스 서보를 가하면서 적하를 행하였다.

다음에 250 ㎍/ml의 아비딘(Avidin) D.PBS 용액을 반경 r ＝ 30 － 40에 적하하였다. 그 후, phosphate buffer solution(Sugma : 10O3) 용액으로 스핀 코트 세정을 행하였다.

다시 파장 680 ㎚의 적외선 반도체 레이저를 이용하여 기판에 트랙킹 서보 및 포커스 서보를 가하여 그루브에 추종시키면서, 또한 청색 반도체 레이저에 의해 출력 100 ㎼, 빔 직경 2 ㎜의 레이저광을 출사하고, 상기 NA 0.45의 대물 렌즈를이용하여 선속도 5 m/초에서 형광 강도를 판독하였다.

검출기는 광전자 증배관(하마마쯔포토닉스 : H5784-01)을 사용하였다. 판독에 필요한 시간은 r ＝ 20 － 30에서 약 6.3초, r ＝ 20 － 40에서 약 8.8초였다. 이에 의해, 종래의 판독 장치에 비해 매우 단시간에 판독할 수 있는 것이 판명되었다.

또한 형광 강도비는 농도 25 ㎍/ml의 것은 평균 120 ㎷, 250 ㎍/ml의 것은 평균 600 ㎷라는 값을 얻을 수 있고, 강도비 1/5이라는 값을 얻을 수 있었다. 또한, 어느 것이라도 강도 변동은 σ에서 1 ㎷로 매우 정밀도가 높은 결과를 얻을 수 있었다.

(1) 본 발명에 관한 바이오 어세이용 기판은 상방에서 볼때 방사형으로 배치된 홈 구조 내에 검출 표면 부위가 배열된 구성을 구비하고 있으므로, 다량 및 다수의 검출용 물질을 집적할 수 있다. 또한, 복수의 검출용 물질을 그룹핑하여 배열시켜 홈 구조마다 지적 반응 조건 등을 선택하여 어세이를 행할 수 있으므로, 위양성, 위음성 결과의 발생율이 각별히 감소한다. 따라서, 상기 바이오 어세이용 기판에 따라 망라적이며 효율적이고, 고정밀도의 해석이 가능하다. 또한, 기록 정보당 비용도 저렴하다.

(2) 본 발명에 관한 바이오 어세이용 기판은 DNA 칩이나 바이오 센서 칩으로서 특히 유용하다. 또한, 신규 구조를 구비하는 원반형의 마이크로 채널 어레이를 제공할 수 있다. 본 기판을 DNA 칩으로서 이용하는 경우에는, 유전자의 이변 해석, SNPs(1염기다형) 분석, 유전자 발현 빈도 해석 등에 이용할 수 있고, 신약개발, 임상 진단, 약리 제노믹스, 법의학, 그 밖의 분야에 있어서 광범위하게 활용할 수 있다. 본 기판을 바이오 센서 칩으로서 이용하는 경우에는 항원 항체 반응의 검사, 내분비 교란 물질의 검정 등에 이용할 수 있다.

(3) 다음에, 본 발명에 관한 바이오 어세이 장치는 기판 상에서의 검출용 물질의 스포팅 및 고상화 작업, 이어지는 표지 타겟 물질의 스포팅 및 반응, 세정, 반응 결과의 판독 및 해석을 일련의 작업으로 원활하게 행할 수 있으므로, 어세이로부터 해석에 이르는 작업이 효율적이며 신속화되어 대단히 편리하다.

(4) 본 발명에 관한 상기 어세이 장치와 유닛화된 기판 정보의 판독 장치를 이용하여 기판에 포커스 서보 및/또는 트랙킹 서보를 가하면서 일정량 주기적으로 기판에 검출용 물질 함유 용액을 적하하고, 계속해서 DNA 프로우브, 항체 등의 검출용 물질을 소정의 검출 표면에 고상화하고, 또한 형광 물질이 표지된 cDNA, 항원 등의 타겟 물질을 다시 상기 서보를 가하면서 검출 표면 부위에 적하하고, 계속해서 소정의 상호 반응 촉진 프로세스를 행하여 소정 조건 하에서 세정하고, 마지막으로 레이저광에 의해 형광 물질을 여기시켜 형광 발생량을 검출하여 정보를 판독한다는 복잡한 작업을 일련으로 행할 수 있다.

Claims (9)

1. 광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판의 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면을 구비하고,

   상기 검출 표면은 상기 기판 표면의 상방에서 볼때 방사 방향으로 연장되도록 마련된 홈 구조 내에 설치된 것을 특징으로 하는 바이오 어세이용 기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 검출 표면 부위의 위치 정보와 회전 동기 정보를 제공하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오 어세이용 기판.
3. 제2항에 있어서, 상기 수단은 상기 기판 상에 설치된 워블링 또는 어드레스 피트에 의한 것을 특징으로 하는 바이오 어세이용 기판.
4. 제1항에 있어서, 상기 검출용 물질은 뉴클레오티드 사슬, 펩티드, 단백질, 지질, 저분자 화합물, 리보솜, 그 밖의 생체 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 바이오 어세이용 기판.
5. 광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판의 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면을 구비하고, 상기 기판의 상방에서 볼때 방사 방향으로 연장되도록 형성된 홈 구조 내에 상기 검출 표면이 설치된 구성의 바이오 어세이용 기판에 대해,

   잉크젯 프린팅법 또는 마이크로 메커니컬 스포팅법에 의해 상기 검출 표면 부위에 검출용 물질 함유 용액을 적하하여 상기 검출용 물질을 고상화하는 것을 특징으로 하는 바이오 어세이 방법.
6. 광학적으로 기록 정보의 판독이 가능해진 원반형 기판 표면에 검출용 물질을 고상화할 수 있는 검출 표면을 구비하고, 상기 검출 표면이 상기 기판 표면의 상방에서 볼때 방사 방향으로 연장되도록 마련된 홈 구조 내에 설치되고, 위치 정보와 회전 동기 정보를 제공하는 바이오 어세이용 기판을 이용하는 바이오 어세이 장치이며,

   상기 바이오 어세이용 기판을 회전 가능하게 보유 지지하는 기판 회전 수단과,

   상기 기판 회전 수단에 의해 상기 바이오 어세이용 기판을 회전시키면서 검출용 물질 함유 용액 및 표지 타겟 물질 함유 용액을 상기 검출 표면 부위에 적하하는 적하 장치와,

   상기 적하 장치와 상기 바이오 어세이용 기판 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 포커스 서보 기구와,

   상기 위치 정보와 회전 동기 정보를 기초로 하여 상기 용액의 적하를 상기 검출 표면 부위에 추종시키는 트랙킹 서보 기구를 적어도 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오 어세이 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 적하 장치는 잉크젯 프린팅 장치 또는 마이크로 메커니컬 스포팅 장치 중 어느 하나로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 바이오 어세이 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 적하 장치는 잉크젯 프린팅 장치이며,

   상기 바이오 어세이용 기판에 대향 배치되어 포커스 서보 및 트랙킹 서보를 담당하는 레이저광을 상기 기판에 출사하는 대물 렌즈를 수용하는 지지체에 잉크젯 노즐이 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오 어세이 장치.
9. 제6항에 기재된 바이오 어세이 장치와 유닛화된 상기 어세이용 기판 상의 기록 정보를 판독하는 장치이며,

   상기 바이오 어세이용 기판에 대해 포커스 서보와 트랙킹 서보를 가하는 동시에, 집광한 레이저광을 상기 검출 표면에 있어서 상기 검출용 물질과 결합한 형광 표지 타겟 물질에 조사하여 여기되어 발광하는 형광 색소 강도를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 기록 정보의 판독 장치.