CN106119074A - 加热处理条件的推定装置及其方法、核酸片段化系统及其方法 - Google Patents
加热处理条件的推定装置及其方法、核酸片段化系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106119074A CN106119074A CN201610195887.3A CN201610195887A CN106119074A CN 106119074 A CN106119074 A CN 106119074A CN 201610195887 A CN201610195887 A CN 201610195887A CN 106119074 A CN106119074 A CN 106119074A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- heat treated
- nucleic acid
- information
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 title claims abstract description 179
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 73
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 241000218636 Thuja Species 0.000 claims abstract description 29
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 97
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 97
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 claims description 55
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 claims description 55
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 44
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 44
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 7
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 35
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 description 27
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 5
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- QZTKDVCDBIDYMD-UHFFFAOYSA-N 2,2'-[(2-amino-2-oxoethyl)imino]diacetic acid Chemical compound NC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O QZTKDVCDBIDYMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 239000012064 sodium phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NOIIUHRQUVNIDD-UHFFFAOYSA-N 3-[[oxo(pyridin-4-yl)methyl]hydrazo]-N-(phenylmethyl)propanamide Chemical compound C=1C=CC=CC=1CNC(=O)CCNNC(=O)C1=CC=NC=C1 NOIIUHRQUVNIDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000326 densiometry Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L dipotassium;[(2r,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl] phosphate Chemical compound [K+].[K+].OC[C@H]1O[C@H](OP([O-])([O-])=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 1
- 150000003833 nucleoside derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000012146 running buffer Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
- C12N15/1034—Isolating an individual clone by screening libraries
- C12N15/1093—General methods of preparing gene libraries, not provided for in other subgroups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
- G06N5/04—Inference or reasoning models
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
- G16B30/00—ICT specially adapted for sequence analysis involving nucleotides or amino acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明提供加热处理条件的推定装置及其方法、使用这些的核酸片段化系统及其方法。本发明的装置包括推定装置2具备作为接受选自加热时间、加热温度、样品的缓冲剂的种类及样品的盐浓度的1~3个加热处理条件的信息和期望的平均核苷酸长的信息的输入的输入部的输入装置2b、作为基于由输入装置2b输入的信息,推定选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及样品的盐浓度的加热处理条件的控制部的CPU20。
Description
【技术领域】
本发明涉及加热处理条件的推定装置及其方法、核酸片段化系统及其方法。
【背景技术】
作为使核酸片段化的方法,例如,非专利文献1中记载的方法被提议。在非专利文献1中记载的方法中,向含DNA的样品照射微波而实施加热处理。由此,使DNA片段化。
【现有技术文献】
【非专利文献】
【非专利文献1】Yu Yang等,“Fragmentation of Genomic DNA using MicrowaveIrradiation”、Journal of Biomolecular Techniques、2013年、第24卷、p.98-103
【发明内容】
【发明要解决的技术课题】
但是,片段化后的DNA的长度被加热处理条件左右。从而,预测用于得到期望的长度的DNA的加热处理条件不容易。
本发明提供加热处理条件的推定装置及其方法、使用这些的核酸片段化系统及其方法。
【解决课题的技术方案】
本发明之一方面包括加热处理条件的推定装置,其是推定用于由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的核酸片段化为期望的平均核苷酸长的加热处理条件的装置,其具备接受选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及样品的盐浓度的1~3个加热处理条件的信息和期望的平均核苷酸长的信息的输入的输入部和控制部,控制部基于由输入部接受输入的信息,推定选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及样品的盐浓度的加热处理条件。
本发明的其他方面包括核酸片段化系统,其为将核酸片段化为期望的平均核苷酸长的系统,具备前述的加热处理条件的推定装置,及基于推定装置中推定的加热处理条件的信息,加热含核酸的样品的加热装置。
本发明的另一方面包括加热处理条件的推定方法,其为推定用于由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的核酸片段化为期望的平均核苷酸长的加热处理条件的方法,其包括基于选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及样品的盐浓度的1~3个加热处理条件的信息和期望的平均核苷酸长的信息,推定选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及盐浓度的加热处理条件的工序。
本发明的别的侧面包括核酸片段化方法,其是由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的核酸片段化为期望的平均核苷酸长的方法,其基于由前述的方法推定的加热处理条件,加热样品而片段化为期望的平均核苷酸长。
本发明的还别的方面为了推定用于由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的核酸片段化为期望的平均核苷酸长的加热处理条件,含使计算机作为接受选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及样品的盐浓度的1~3个加热处理条件的信息和期望的平均核苷酸长的信息的输入的输入部,和基于由输入部接受输入的信息,推定选自加热时间、加热温度、缓冲剂的种类及样品的盐浓度的加热处理条件的控制部而发挥功能的计算机程序。
【发明效果】
由本发明可提供能简便地推定由加热处理进行核酸的片段化时的加热处理条件的加热处理条件的推定装置及其方法、使用这些的核酸片段化系统及其方法。
【附图说明】
【图1】是核酸片段化系统的斜视说明图。
【图2】是推定装置的框图。
【图3】是显示利用核酸片段化系统的处理顺序的流程图。
【图4】是显示实用模式及条件提议模式的处理顺序的流程图。
【图5】是显示实用模式中的温度一定模式的处理顺序的流程图。
【图6】是显示实用模式中使用的处理条件库的数据结构之一例的概略说明图。
【图7】是显示实用模式中的温度一定模式的处理顺序的流程图。
【图8】是显示显示部中的显示画面的图。
【图9】是显示显示部中的显示画面的图。
【图10】是显示实用模式中时间一定模式的处理顺序的流程图。
【图11】是显示实用模式中时间一定模式的处理顺序的流程图。
【图12】是显示条件提议模式中的温度一定模式的处理顺序的流程图。
【图13】是显示显示部中的显示画面的图。
【图14】是显示显示部中的显示画面的图。
【图15】是显示条件提议模式中使用的处理条件库的数据结构之一例的概略说明图。
【图16】是显示显示部中的显示画面的图。
【图17】是显示条件提议模式中时间一定模式的处理顺序的流程图。
【图18】是实施例1中的电泳后的电泳凝胶的附图代用照片。
【图19】是显示图18中的条带和迁移率的关系的坐标图。
【图20】是显示核酸片段长的对数值和迁移率的关系的标准曲线的坐标图。
【图21】是显示核酸片段长的对数值和加热温度的关系的坐标图。
【图22】是显示对于标绘核酸片段长及加热温度的各数据点进行曲线拟合的结果的坐标图。
【图23】是实施例3中的电泳后的电泳凝胶的附图代用照片。
【图24】是显示对于标绘核酸片段长及加热时间的各数据点进行曲线拟合的结果的坐标图。
【图25】是实施例5中的电泳后的电泳凝胶的附图代用照片。
【图26】是显示对于标绘核酸片段长及加热温度的各数据点进行曲线拟合的结果的坐标图。
【图27】是实施例6中的电泳后的电泳凝胶的附图代用照片。
【图28】是显示对于标绘核酸片段长及加热时间的各数据点进行曲线拟合的结果的坐标图。
【实施方式】
【核酸片段化系统的全体构成】
基于图1,说明核酸片段化系统。
如图1所示,核酸片段化系统1含推定装置2和与推定装置2能通信地连接的加热装置3。在本实施方式中,推定装置2是含计算机本体2a、输入装置2b和监视器2c的计算机系统。另外,加热装置3是通过向含核酸的样品照射微波加热样品的微波照射装置。输入装置2b作为推定装置2的输入部而发挥功能。监视器2c作为推定装置2的显示部而发挥功能。
作为输入装置2b,可举出键盘等。另外,监视器2c也可为触控面板。此时,监视器2c兼用为输入装置2b。另外,作为输入装置2b,也可还使用触控笔。经输入装置2b输入信息。作为输入的信息,可举出选自加热时间、加热温度、含核酸的样品的缓冲剂的种类及样品的盐浓度的1~3个加热处理条件以及期望的平均核苷酸长的信息。
【推定装置的构成】
推定装置2的计算机本体2a,如图2所示,具备CPU(中央处理器)20、ROM(只读存储器)21、RAM(随机存储器)22、硬盘23、输入输出界面24、读取装置25、通信接口26和图像输出界面27。CPU20、ROM21、RAM22、硬盘23、输入输出界面24、读取装置25、通信接口26及图像输出界面27由总线28能数据通信地连接。CPU20作为计算机本体2a的控制部而发挥功能。硬盘23作为计算机本体2a的存储部而发挥功能。
CPU20能实行ROM21中存储的计算机程序及ROM22上加载的计算机程序。通过CPU20实行应用程序,在计算机系统中实现显示部、输入部、控制部及存储部。由此,计算机系统作为加热处理条件的推定装置而发挥功能。
CPU20存储处理条件库、关系式等。在关系式中含下述关系式。
(I)显示期望的核苷酸长、最小核苷酸长、加热处理前的核酸的核苷酸长、由加热处理的核酸的片段化能、加热温度和加热处理的开始温度的相关关系的关系式
(II)显示期望的核苷酸长、最小核苷酸长、加热处理前的核酸的核苷酸长、由加热处理的核酸的片段化速度和加热时间的相关关系的关系式
(I)的关系式是式(I):
M=A+B×exp{-H(T-D)}(I)
【式中,M表示期望的核苷酸长、A表示最小核苷酸长、B表示加热处理前的核酸的核苷酸长、H表示由加热处理的核酸的片段化能常数、T表示加热温度、D表示加热处理的开始温度】
所表示的关系式。
(II)的关系式是式(II):
M=A+B×exp{-Kt}(II)
【式中,M表示期望的核苷酸长、A表示最小核苷酸长、B表示加热处理前的核酸的核苷酸长、K表示由加热处理的核酸的片段化速度常数、t表示加热时间的】
所表示的关系式。通过使用涉及的关系式,可简便地推定由加热处理进行核酸的片段化时的加热处理条件。
CPU20基于由输入装置2b取得的信息和硬盘23中存储的关系式,得到计算结果。另外,CPU20基于计算结果和根据必要,硬盘23中存储的处理条件库推定加热处理条件。
ROM21由掩模型ROM、PROM、EPROM、EEPROM等构成。在ROM21中记录有由CPU20实行的计算机程序及在其中使用的数据。
RAM22由SRAM、DRAM等构成。RAM22用于阅读出ROM21及硬盘23各自中记录的计算机程序。另外,RAM22在实行这些计算机程序时,作为CPU20的作业区域被利用。
硬盘23上安装有用于使CPU20实行的操作系统、应用程序(用于加热处理条件的推定的计算机程序)等的计算机程序及在计算机程序的实行中使用的数据。
读取装置25由软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等构成。读取装置25可阅读出可移动型的记录介质40中记录的计算机程序或数据。
输入输出界面24,例如,由USB、IEEE1394、RS-232C等的串行接口,SCSI、IDE、IEEE1284等的并行接口,及D/A变换器、A/D变换器等构成的模拟接口构成。在输入输出界面24上连接有键盘、鼠标等的输入装置2b。操作者能通过使用输入装置2b,向计算机本体2a输入数据。
通信接口26,例如,是Ethernet(注册商标)接口等。推定装置2由通信接口26,将由CPU20的推定结果等输出到监视器2c及加热装置3的至少一方。推定装置2能由通信接口26,向打印机发送打印数据。
图像输出界面27与由LCD、CRT等构成的监视器2c连接。由此,监视器2c可输出根据CPU20提供的图像数据的影像信号。监视器2c根据输入的影像信号显示图像(画面)。监视器2c显示由CPU20的推定结果等。
【利用核酸片段化系统的处理顺序的概略】
接下来,基于图3及4,说明利用核酸片段化系统1的处理顺序的概要。
如图3所示,首先,在步骤S11中,推定装置2的CPU20经图像输出界面27,将模式选择画面显示在监视器2c上。此模式选择画面是用于促使使用者选择实用模式及条件提议模式之任一方的画面。
“实用模式”是用于使用者基于使用者预先设定的加热处理条件,使加热处理在核酸片段化系统1上实行而实际上进行核酸的片段化的模式。在实用模式中,由核酸片段化系统1,向使用者提供使用者预先设定的辅助加热处理条件的信息或建议等。但是,在实用模式中,使用者可考虑使用者自身的意图、知识等,根据需要适宜采用来自核酸片段化系统1的信息或建议。作为实用模式的使用者,例如,推定是精通由加热处理的核酸的片段化的熟练者等。
“条件提议模式”是用于在核酸片段化系统1中,预先调查及提议用于得到有期望的平均核苷酸长的核酸片段的加热处理条件等的模式。具体而言,“条件提议模式”是用于使用者根据自核酸片段化系统1提供的信息或建议,当场构建加热处理条件等的模式。作为条件提议模式的使用者,例如,推定为不精通由加热处理的核酸的片段化的初学者等。在条件提议模式中,在使用者接受提议的条件时,可使加热处理在核酸片段化系统1上适宜实行。
在步骤S11中,使用者通过操作输入装置2b,可从模式选择画面所示的模式指示期望的模式。在本说明书中,在“核苷酸长”的用语中包括单链的核酸的长度及双链的核酸的长度的两方的概念。双链的核酸的长度通常使用“bp”或“kb”。
在步骤S12中,CPU20进行由使用者选择的模式是实用模式与否的判断。CPU20在判断为选择了实用模式时(是),处理进到步骤S13。另外,CPU20在判断为未选择实用模式时(否),处理进到步骤S14。
在步骤S13中,CPU20进行实用模式的处理。在实用模式中,CPU20以图4所示的处理顺序进行温度一定模式或时间一定模式的处理。在图4的步骤S21中,CPU20经图像输出界面27,使模式选择画面显示在监视器2c上。此模式选择画面是用于促使使用者选择温度一定模式及时间一定模式之任一方的画面。其中,实用模式中的“温度一定模式”是用于进行在由使用者预先设定的加热温度的加热处理的模式。另外,实用模式中的“时间一定模式”是用于进行在由使用者预先设定的加热时间的加热处理的模式。在步骤S13中,使用者可通过操作输入装置2b,从模式选择画面所示的模式指示期望的模式。
接下来,在步骤S22中,CPU20进行由使用者选择的模式是温度一定模式与否的判断。CPU20在判断为选择了温度一定模式时(是),处理进到步骤S23。另外,CPU20在判断为未选择温度一定模式时(否),处理进到步骤S24。
在步骤S23中,CPU20进行后述的温度一定模式的处理。另外,在步骤S24中,CPU20进行后述时间一定模式的处理。
另一方面,在步骤S14中,CPU20进行条件提议模式的处理。
在条件提议模式中,CPU20与实用模式同样地,以图4所示的处理顺序进行温度一定模式或时间一定模式的处理。
条件提议模式中的“温度一定模式”是向推定装置2提议用于进行在由使用者预先设定的加热温度的加热处理的加热处理条件的模式。另外,条件提议模式中的“时间一定模式”是向推定装置2提议用于进行在由使用者预先设定的加热时间的加热处理的加热处理条件的模式。
步骤S13或S14的处理之后,在步骤S15中,CPU20进行由使用者给出的加热处理实行的指示进行与否的判断。CPU20在判断为进行了加热处理实行的指示时(是),处理进到步骤S16。另外,CPU20在判断为未进行加热处理实行的指示时(否),结束处理。
在步骤S16中,CPU20经通信接口26,向加热装置3输出加热处理条件及加热处理的实行的指示。另外,加热装置3根据自CPU20接受的加热处理条件进行加热处理。
【实用模式的处理顺序】
(1)温度一定模式的处理顺序
接下来,基于图5~图9,说明由推定装置2的实用模式的温度一定模式的处理顺序。
如图5所示,首先,在步骤S101中,CPU20从硬盘23取得式(II)。
接下来,在步骤S102中,CPU20向使用者请求加热处理时的设定温度信息的输入。具体而言,CPU20经图像输出界面27,将用于促使使用者输入设定温度信息的画面显示在监视器2c上。在步骤S102中,使用者可通过操作输入装置2b,输入设定温度信息。
接下来,在步骤S103中,CPU20取得自输入装置2b输入的设定温度信息。另外,CPU20可根据需要,将取得的设定温度信息发送到硬盘23,暂时存储。
接下来,在步骤S104中,CPU20向使用者请求对象核酸、缓冲剂的信息及样品的信息的输入。具体而言,CPU20经图像输出界面27,将用于促使使用者输入对象核酸的信息、缓冲剂的信息及样品的信息的画面显示在监视器2c上。在步骤S104中,使用者可通过操作输入装置2b,输入对象核酸的信息、缓冲剂的信息及样品的信息。具体而言,作为对象核酸的信息,使用者可输入对象核酸的种类的信息。另外,作为缓冲剂的信息,使用者可输入样品中所含的缓冲剂的种类的信息。再者,作为样品的信息,使用者可输入样品的导电率的信息。其中,对象核酸是DNA或RNA。作为缓冲剂的种类的信息,例如,可举出缓冲剂的成分的信息等。作为缓冲剂的成分,例如,可举出N-(2-乙酰胺)亚胺基二醋酸(以下也称为“ADA”)、磷酸、三羟甲基氨基甲烷(以下也称为“Tris”)等。
接下来,在步骤S105中,CPU20取得自输入装置2b输入的对象核酸的信息、缓冲剂的信息及样品的信息。另外,CPU20可根据需要,将取得的对象核酸的信息、缓冲剂的信息及样品的信息发送到硬盘23,暂时存储。
接下来,在步骤S106中,CPU20决定式(II)的参数值。具体而言,CPU20从硬盘23,取得图6所示的处理条件库500。接下来,CPU20基于设定温度信息、对象核酸的信息、缓冲剂的信息及样品的信息和处理条件库500,决定式(II)的参数值。
处理条件库500,如图6所示,含加热温度信息501、对象核酸信息502、缓冲剂信息503、样品导电率信息504及对应于这些的参数值信息505。加热温度信息501、对象核酸信息502、缓冲剂信息503、样品导电率信息504及参数值信息505是由实验等预先决定的信息。这些的预先决定的信息可通过由使用者输入信息、由电磁方法提供信息等更新。作为由电磁方法提供信息,例如,可举出通过互联网网址的信息的发布、对邮件的附件等。再有,样品导电率信息504也可为将样品的导电率的值换算为样品的电阻、样品的盐浓度、样品的离子强度等的其他物理量的信息。将样品的导电率用其他物理量表示时,使用者也可根据便利性适宜选择。
在图6所示的处理条件库500中,加热处理条件及参数值以加热温度信息501、对象核酸信息502、缓冲剂信息503、样品导电率信息504及参数值信息505的顺序分级地成体系。此时,CPU20,首先,可基于设定温度信息,进行加热处理条件及参数值的大致的锁定。接下来,CPU20可将锁定的加热处理条件及参数值由对象核酸信息502、缓冲剂信息503及样品导电率信息504进一步锁定。由此,CPU20可决定式(II)的参数值。作为在步骤S106决定的参数值,例如,可举出最小核苷酸长A、由加热处理的核酸的片段化速度常数K等。
接下来,在图7的步骤S107中,CPU20向使用者请求对象核酸的长度的信息的输入。具体而言,CPU20经图像输出界面27,将用于促使使用者输入对象核酸的长度的信息的画面显示在监视器2c上。在步骤S107中,使用者可通过操作输入装置2b输入对象核酸的长度的信息。其中,“对象核酸的长度”与式(II)中的“加热处理前的核酸的核苷酸长B”相当。
接下来,在步骤S108中,CPU20取得自输入装置2b输入的对象核酸的长度的信息。另外,CPU20可根据需要,将取得的对象核酸的长度的信息发送到硬盘23,暂时存储。
接下来,在步骤S109中,CPU20基于对象核酸的长度的信息、式(II)及步骤S106中决定的参数值进行推定的加热时间和核酸片段长的对应关系(以下也称为“推定对应关系”)的输出。其后,在步骤S110中,CPU20向使用者请求期望的核酸片段长的输入。具体而言,CPU20经图像输出界面27,例如,将图8所示的画面601显示在监视器2c上。图8所示的画面601含显示推定对应关系的坐标图611和给使用者的评论612,613。坐标图611是将加热时间作为X轴、将核酸片段长作为Y轴的坐标图。评论612是关于提示的坐标图611的评论。另外,评论613是用于请求向使用者的期望的核酸片段长的输入的评论。其中,“期望的核酸片段长”与式(II)中的“期望的核苷酸长M”相当。
接下来,在步骤S111中,CPU20取得自输入装置2b输入的期望的核酸片段长的信息。另外,CPU20可根据需要,将取得的期望的核酸片段长的信息发送到硬盘23,暂时存储。在步骤S111中,使用者操作输入装置2b而在画面601的坐标图611中的期望的核酸片段长的位置标绘数据点。由此,使用者可输入期望的核酸片段长的信息。
接下来,在步骤S112中,CPU20基于步骤S111中输入的期望的核酸片段长的信息、式(II)及步骤S106中决定的式(II)的参数值,推定加热时间。
接下来,在步骤S113中,CPU20输出步骤S112中推定的加热时间的信息。具体而言,CPU20经图像输出界面27,将图9所示的画面602显示在监视器2c上。画面602含坐标图611及给使用者的评论615。在画面602中,在坐标图611上显示,显示在步骤S111中使用者输入的期望的核酸片段长的数据点614。评论615是向使用者提示推定的加热时间的评论。在评论615,如图9所示,也可含用于向使用者询问进行加热处理与否的词句。
接下来,在图7的步骤S114中,CPU20判断使用者请求推定处理的再实行与否。在步骤S114中,首先,CPU20经图像输出界面27,将用于促使使用者输入关于推定处理是否要再实行的信息的画面显示在监视器2c上。接下来,CPU20取得自输入装置2b输入的关于推定处理是否要再实行的信息。其后,CPU20基于输入的信息,判断使用者请求推定处理的再实行与否。CPU20在判断为使用者请求推定处理的再实行时(是),处理进到图5的步骤S102。另外,CPU20在判断为使用者未请求推定处理的再实行时(否),结束处理。
(2)时间一定模式的处理顺序
接下来,基于图10及图11,说明由推定装置2的实用模式之时间一定模式的处理顺序。在实用模式之时间一定模式中,CPU20基于由使用者给出的设定时间信息,推定加热温度。
实用模式之时间一定模式的处理顺序除以下方面之外,与实用模式的温度一定模式的处理顺序相同。
(A)在图10的步骤S201中,CPU20取得式(I)。
(B)在图10的步骤S202中,CPU20向使用者请求加热处理时的设定时间信息的输入。
(C)在图10的步骤S203中,CPU20取得自输入装置2b输入的设定时间信息。
(D)在图10的步骤S206中,CPU20决定式(I)的参数值。
(E)在图11的步骤S209中,CPU20基于对象核酸的长度的信息、式(II)及图10的步骤S206中决定的参数值,进行加热温度和核酸片段长的对应关系(推定对应关系)的输出。
(F)在图11的步骤S212中,CPU20基于步骤S211中输入的期望的核酸片段长的信息、式(I)及步骤206中决定的式(I)的参数值,推定加热温度。
(G)在图11的步骤S213中,CPU20输出步骤S212中推定的加热温度的信息。
其中,作为步骤S206中决定的参数值,例如,可举出最小核苷酸长A、由加热处理的核酸的片段化能常数H等。另外,“对象核酸的长度”与式(I)中的“加热处理前的核酸的核苷酸长B”相当。“期望的核酸片段长”与式(I)中的“期望的核苷酸长M”相当。
【实用模式的处理顺序的变形例】
在图5~图11所示的实用模式的处理顺序中,基于设定温度信息、对象核酸的信息、缓冲剂的信息、样品的信息、对象核酸的长度的信息等的推定对应关系的提示后,向使用者请求期望的核酸片段长的输入。但是,实用模式的处理也可以不提示推定对应关系,向使用者请求期望的核酸片段长的输入的方式进行。
【条件提议模式的处理顺序】
(1)温度一定模式的处理顺序
接下来,基于图12~图16,说明由推定装置2的条件提议模式的温度一定模式的处理顺序。
如图12所示,首先,在步骤S301中,CPU20从硬盘23取得式(II)。式(II),在以下的步骤中,作为回归直线的式使用。
接下来,在步骤S302中,CPU20向使用者请求期望的片段化曲线及容许误差的信息的输入。具体而言,CPU20经图像输出界面27,将向用于促使使用者输入期望的片段化曲线及容许误差的信息的画面801显示在监视器2c上。画面801,如图13所示,含描画区域811及评论812。描画区域811是用于使用者描绘期望的片段化曲线的区域。描画区域811以加热时间作为X轴、以核酸片段长作为Y轴。评论812是用于促使使用者输入期望的片段化曲线及容许误差的信息的评论。在步骤S302中,如图14所示,使用者可通过操作输入装置2b,在画面802的描画区域811上,输入期望的片段化曲线813及容许误差信息814。
接下来,在图12的步骤S303中,CPU20取得自输入装置2b输入的期望的片段化曲线的信息及容许误差的信息。另外,CPU20可根据需要,将取得的期望的片段化曲线的信息及容许误差的信息发送到硬盘23,暂时存储。
接下来,在步骤S304中,CPU20在容许误差范围内使步骤S303中取得的片段化曲线对式(II)拟合。
在步骤S304中,在拟合时,在存在在式(II)中未输入的信息时,由CPU20,从硬盘23中存储的处理条件库中含的加热处理条件及参数值,补充不足信息。CPU20在判断为在式(II)中有未输入的信息时,从硬盘23从图15所示的处理条件库700取得不足信息。处理条件库700,如图15所示,含对象核酸信息701、式(II)的参数值信息702、样品导电率信息703、缓冲剂信息704及加热温度信息705。对象核酸信息701、参数值信息702、样品导电率信息703、缓冲剂信息704及加热温度信息705,是由实验等预先决定的信息。对象核酸信息701、参数值信息702、样品导电率信息703、缓冲剂信息704及加热温度信息705各自与对象核酸信息502、参数值信息505、样品导电率信息504、缓冲剂信息503及加热温度信息501相同。在图15所示的处理条件库700中,加热处理条件及参数值根据对象核酸的种类被大致区分。
拟合,例如,根据最小二乘法等进行。
接下来,在图12的步骤S305中,CPU20判断可使步骤S303中取得的片段化曲线对式(II)拟合与否。在步骤S305中,使片段化曲线对式(II)拟合而得到与处理条件库中的参数值相同或近似的值时,可判断为可拟合。CPU20在判断为可使步骤S303中取得的片段化曲线对式(II)拟合时(是),处理进到步骤S306。此时,CPU20可推定加热处理条件。由此,得到显示满足式(II)的加热处理条件的片段化曲线。另外,CPU20在判断为无法使步骤S303中取得的片段化曲线对式(II)拟合时(否),处理进到步骤S302。此时,CPU20再次向使用者请求期望的片段化曲线及容许误差的信息的输入。
接下来,在步骤S306中,CPU20进行加热处理条件的输出。具体而言,CPU20经图像输出界面27,将图16所示的画面803显示在监视器2c上。画面803含在描画区域811上描画的推定片段化曲线816和向使用者的评论817、818。推定片段化曲线816显示基于推定的加热处理条件的片段化的过程。另外,评论817是向使用者提示推定的加热处理条件的评论。评论818是用于向使用者询问再实行条件提议模式的温度一定模式与否的评论。
在步骤S306中,可将推定的加热处理条件以与处理条件库中的参数值相近的顺序赋予推荐度的排序。此时,对于使用者,可以与参数值相近的顺序提议推荐度高的加热处理条件。
接下来,在步骤S307中,CPU20判断使用者请求条件提议模式的再实行与否。在步骤S307中,首先,CPU20经图像输出界面27,将用于促使使用者输入关于是否要再实行条件提议模式的信息的的画面显示在监视器2c上。接下来,CPU20取得自输入装置2b输入的关于是否要再实行的信息。其后,CPU20基于输入的信息,判断使用者请求条件提议模式的再实行与否。CPU20在判断为使用者请求条件提议模式的再实行时(是),处理进到步骤S302。另外,CPU20在判断为使用者未请求条件提议模式的再实行时(否),结束处理。
(2)时间一定模式的处理顺序
接下来,基于图17,说明由推定装置2的条件提议模式之时间一定模式的处理顺序。
条件提议模式之时间一定模式的处理顺序除以下的方面之外,与条件提议模式的温度一定模式相同。
(a)在图17的步骤S401中,CPU20取得式(I)。
(b)在图17的步骤S404中,CPU20使步骤S403中取得的片段化曲线对式(I)拟合。
(c)在图17的步骤S405中,CPU20判断可使图17的步骤S403中取得的片段化曲线对式(I)拟合与否。
【变形例】
与上述同样地,也可采用以加热处理条件之中之任一个条件或多个条件作为一定的模式。此时,由推定装置2可将不恒定的加热处理条件作为推定结果输出。
【实施例】
在下文中,各缩略语的意思如下。
<略语>
PBS:磷酸缓冲生理盐水〔组成:10mM磷酸钠缓冲液(pH7.8)及150mM氯化钠〕
10×PBS:10倍浓度的磷酸缓冲生理盐水
1×PBS:1倍浓度的磷酸缓冲生理盐水〔组成:10mM磷酸钠缓冲液(pH7.8)及150mM氯化钠〕
PB:磷酸钾缓冲液〔组成:62mM磷酸一氢二钾及38mM磷酸二氢钾、pH7.0〕
TE:组成:有10mMTris及1mM乙二胺四醋酸、pH7.5的缓冲液
STE:组成:有10mMTris、1mM乙二胺四醋酸及50mM氯化钠、pH7.5的缓冲液
【实施例1】
【(1)由在各种的加热温度的加热处理的λDNA的片段化处理】
将10倍浓度的磷酸缓冲生理盐水(10×PBS)〔Bio-Rad公司制〕用灭菌水稀释而得到1倍浓度的PBS(1×PBS)。将PBS 1500μL和λDNA〔宝生物(株)制、0.3μg/μL〕50μL在水热处理用玻璃容器中混合。将得到的混合液之中100μL的混合液作为未处理样品(在20℃的含有λDNA的样品)分取。接下来,将放入混合液的水热处理用玻璃容器设置在微波合成反应装置〔Milestone General公司制、商品名:MultiSYNTH〕中。其后,在120℃、140℃、160℃或180℃的加热温度进行10秒钟的加热处理而得到样品。再有,如以下一样设定加热处理的热变化谱。
<热变化谱>
下述(i-1)至(i-4)的步骤:
(i-1)经30秒钟从常温(20℃)至100℃的升温
(i-2)经60秒钟从100℃升温至指定的加热温度
(i-3)在指定的加热温度加热10秒钟
(i-4)在20℃的冷却
【(2)由加热处理所得的λDNA的片段化的评价】
向实施例1的(1)中得到的样品15μL添加电泳用缓冲液〔宝生物(株)制、商品名:×6Loading buffer〕3μL,得到电泳样品。使用电泳装置〔Invitrogen公司制、商品名:垂直型小电泳系统〕、电泳凝胶〔Invitrogen公司制、商品名:6%TBE GEL、1.0mm、12孔〕和电泳缓冲液〔1倍浓度的TBE(1×TBE)〕,在电压:200V下进行23分钟、各电泳样品及标志物的电泳。再有,作为标志物,使用宝生物(株)制、商品名:Wide-Range DNA Ladder(50-10000bp)及宝生物(株)制、商品名:λ-HindIII digest。另外,1×TBE通过将10倍浓度的核酸电泳用预混合物缓冲液(Bio-Rad公司制、商品名:10×TBE)稀释10倍而调制。
将得到的电泳凝胶在核酸染色液〔LONZA公司制、商品名:将Gel Star用1×TBE稀释10000倍的稀释液〕中浸渍30分钟染色。将染色后的电泳凝胶供于图像解析系统〔Bio-Rad公司制、商品名:个人分子图像装置〕,取得在G激发的图像。结果示于图18。图中,泳道M1及M3显示标志物〔宝生物(株)制、商品名:λ-Hind III digest〕的电泳图谱、泳道M2显示标志物〔宝生物(株)制、商品名:Wide-Range DNA Ladder(50-10000bp)〕的电泳图谱、泳道1及5显示未处理样品的电泳图谱、泳道2显示在120℃加热处理后的样品的电泳图谱、泳道3及6显示在140℃加热处理后的样品的电泳图谱、泳道4及7显示在160℃的加热处理后的样品的电泳图谱、泳道8显示在180℃的加热处理后的样品的电泳图谱。
从图18所示的结果得知,加热处理时的加热温度越高,得到的片段的平均长度越减小。
对于图18的图像数据,适用在图像处理软件〔美国国立卫生研究所提供、商品名:Image J〕上搭载的凝胶光密度测定法功能。由此,求出显示各泳道的条带的浓淡的强度和条带的迁移率的关系的迁移率光谱。结果示于图19。图中,(A)显示未处理样品的迁移率光谱、(B)显示在120℃的加热处理后的样品的迁移率光谱、(C)显示在140℃的加热处理后的样品的迁移率光谱、(D)显示在160℃的加热处理后的样品的迁移率光谱、(E)显示在180℃加热处理后的样品的迁移率光谱、(F)显示标志物的迁移率光谱。图19中的迁移率是测定及标准化电泳凝胶中的条带的移动距离的值。
再者,从图19(F)的标志物的迁移率光谱,求出标志物的核酸片段长M及迁移率。从核酸片段长M,求出logM。再有,“logM”是以10为底的核酸片段长M的对数。通过标绘在x轴是标志物中的核酸片段的条带的迁移率、并且y轴是logM的二维座标上而得到图20的标准曲线。
将图20的标准曲线上的标志物来源的数据点组基于下述基准,分类为高分子量区域的数据点组和低分子量区域的数据点组。
<分类基准>
高分子量区域的数据点组:核酸片段长30000bp以上的数据点组
低分子量区域的数据点组:核酸片段长不足30000bp的数据点组
对于高分子量区域的数据点组及低分子量区域的数据点组各自使用数据解析-图像制成软件〔HULINKS(Hulinks)制、商品名:KaleidaGraph〕求出近似直线。
结果得知,图20的近似直线(A)是式(III):
logM=9.85-52.539×μ(III)
【式中,M表示核酸片段长、μ表示迁移率】
所表示的直线(R值=0.98677)。另外得知,图20的近似直线(B)是式(IV):
logM=3.5962-1.9725×μ(IV)
所表示的直线(相关系数R值=0.96802)。式(III)及(IV)中的各系数被认为随使用的电泳凝胶的硬度、大小等而变动。从而,使式(III)及(IV)一般化,得到式(V):
logM=a-b×μ(V)
【式中,M表示核酸片段长、μ表示迁移率、a及b表示由曲线拟合定的任意的数】。
【(3)加热处理时的加热温度和核酸片段长的关系的验证】
除了将加热温度设定为40℃、60℃、100℃、150℃、170℃或190℃之外,进行与实施例1的(1)及(2)同样的操作,得到在各温度的迁移率光谱。得知,在加热温度是100℃左右时,核酸凝集。接下来,在各温度的迁移率光谱中的峰之中,通过测定及标准化电泳凝胶中的条带的移动距离来求出显示最高的峰的条带的迁移率。通过将得到的迁移率代入式(III)或式(IV),算出核酸片段长M。从核酸片段长M,求出logM。将加热时间及logM在x轴是加热温度、并且y轴是logM的二维座标上标绘。结果示于图21。
从图21所示的结果得知,在加热温度是20~60℃的低温度域时,在核酸片段长M上确认不到显著的变化。另外得知,在加热温度是100℃左右时,logM的值升高。再者,在加热温度是130℃以上的高温度域时,定量确认伴随升温而发生核酸的片段化。再有,在加热温度是100℃左右时,确认logM的值升高。另外,在加热温度是100℃左右时,观察到核酸的凝集。从而推测,logM的值的升高是因为核酸的凝集。
接下来,从图21的坐标图的数据点中,挑出发生片段化的加热温度的数据点和不发生片段化的加热温度的数据点。使用挑出的数据点,将加热温度及核酸片段长再标绘在以温度作为x轴及以核酸片段长作为y轴的二维坐标上。结果示于图22。再有,推测在50℃左右的加热温度加热的核酸未被片段化。从而,将在50℃左右的加热温度加热的核酸的核酸片段长M定义为0。在图22中,对于在标绘的数据点组之中加热温度是100℃以上的数据点组,使用数据解析-图像制成软件〔HULINKS(Hulinks)公司制、商品名:KaleidaGraph〕求出近似曲线。
得知图22的近似曲线如式(I)
M=A+B×exp{-H(T-D)}(I)
(式中,M表示核酸片段长(期望的核苷酸长)、A表示最小核苷酸长、B表示加热处理前的核酸的核苷酸长、H表示由加热处理的核酸的片段化能常数、T表示加热温度、D表示加热处理的开始温度)
所表示。图22所示的近似曲线是温度T的函数。从而,通过将作为x轴的变量的T的值适用于式(I),求出式(I)中的A、B、H、及D。结果如下。A=50、B=7.94×108、H=0.147及D=100。得到的A、B、H及D是反映了对79400bp的DNA加热10秒钟的加热处理的值。从而得知,通过向式(I)代入期望的核苷酸长,求出10秒钟的加热处理中的加热温度。从而得知,在经一定加热时间的加热处理中,由式(I)求出得到期望的核苷酸长的加热温度。
【实施例2】
除了如表1一样变更核酸的种类及缓冲液之外,进行与实施例1同样的操作。其后,使用式(I)算出相对于各条件的由加热处理的核酸的片段化能常数。结果示于表1。
从表1所示的结果得知,随对象核酸的种类、样品中所含的缓冲剂的种类及样品的传导率的不同而由加热处理的核酸的片段化能常数H的值不同。
【表1】
【实施例3】
将加热温度固定于140℃,除将加热时间设定为各种时间之外,进行与实施例1的(1)及(2)同样的操作,得到电泳凝胶的在G激发的图像。结果示于图23。图中,泳道M1显示标志物〔宝生物(株)制、商品名:λ-Hind III digest〕的电泳图谱、泳道1显示未处理样品的电泳图谱、泳道2显示于120℃加热处理0.15分钟后的样品的电泳图谱、泳道3显示于120℃加热处理3分钟后的样品的电泳图谱、泳道4显示于120℃加热处理10分钟后的样品的电泳图谱、泳道5、7及8显示于140℃加热处理0.15分钟后的样品的电泳图谱、泳道6显示于140℃加热处理3分钟后的样品的电泳图谱、泳道7显示于140℃加热处理10分钟后的样品的电泳图谱。再有,如以下一样设定加热处理的热变化谱。其中,加热时间是指下述(ii-3)的加热时间。再有,通过伴随向样品吹空气的样品的放热进行(ii-4)中的冷却。
<热变化谱>
下述(ii-1)至(ii-4)的步骤:
(ii-1)经30秒钟从常温(20℃)升温至100℃
(ii-2)经60秒钟从100℃升温至120℃或140℃
(ii-3)于140℃加热0.15~10分钟
(ii-4)从120℃或140℃冷却至20℃
从图23所示的结果得知,加热处理时的加热时间越长,得到的片段的平均长度越减小。
图23所示的结果之中,对于在加热温度:140℃的情况的电泳图谱,使用图像处理软件〔美国国立卫生研究所提供、商品名:Image J〕,求出显示各泳道的条带的浓淡的强度和条带的迁移率的关系的迁移率光谱。接下来,在各加热时间的迁移率光谱中的峰之中,算出显示最高的峰的条带的迁移率。参照标志物的迁移率光谱,研究核酸片段的条带的迁移率和核酸片段长的关系。将加热时间及核酸片段长标绘在以加热时间作为x轴及以核酸片段长作为y轴的二维坐标上。接下来,对于标绘的数据点组,使用数据解析-图像制成软件〔HULINKS(Hulinks)公司制、商品名:KaleidaGraph〕求出近似曲线。结果示于图24。再有,图24中,加热时间设为热变化谱的步骤(ii-1)、步骤(ii-2)及步骤(ii-3)的加热时间的合计。
得知图24的近似曲线如式(II)
M=A+B×exp{-Kt}(II)
(式中,M表示核酸片段长(期望的核苷酸长)、A表示最小核苷酸长、B表示加热处理前的核酸的核苷酸长、K表示由加热处理的核酸的片段化速度常数、t表示加热时间)
所表示。图24所示的近似曲线是时间t的函数。从而,通过将t的值代入式(II),求出式(II)中的A、B及K。结果如下。A=50、B=4.85×104及K=2.5。得到的A、B及K是反映了将48500bp的DNA于140℃加热的加热处理的值。从而得知,通过向式(II)代入期望的核苷酸长,求出在140℃的加热处理中的加热时间。从而得知,在以一定加热温度的加热处理中,由式(II)求出得到期望的核苷酸长的加热时间。
【实施例4】
除如表2一样变更核酸的种类及缓冲液之外,进行与实施例3同样的操作。其后,使用式(II)算出相对于各条件的由加热处理的核酸的片段化速度常数K。结果示于表2。
从表2所示的结果得知,随对象核酸的种类、样品中所含的缓冲剂的种类及样品的传导率而由加热处理的核酸的片段化速度常数K的值不同。
【表2】
【实施例5】
【(1)由在各种的加热温度的加热处理进行的λDNA的片段化处理】
向PB1.5mL添加λDNA〔宝生物(株)制、0.3μg/μL〕25μL而得到混合液。将得到的混合液供于高压釜〔ASONE公司制、商品名:科学高压釜NCC-1701〕,于95℃、121℃或132℃进行20分钟的加热处理。
【(2)由加热处理的λDNA的片段化的评价】
除使用实施例5的(1)中得到的样品10μL之外,进行与实施例1的(2)同样的操作,得到电泳凝胶。
将得到的电泳凝胶在核酸染色液〔将SYBR Green II用1×TBE稀释10000倍的稀释液〕中浸渍30分钟而染色。将核酸染色后的电泳凝胶供于图像解析系统〔Bio-Rad公司制、商品名:个人分子图像装置〕,取得荧光图像。结果示于图25。图中,泳道M1显示标志物〔宝生物(株)制、商品名:λ-Hind III digest〕的电泳图谱、泳道1显示未处理样品的电泳图谱、泳道2显示在95℃的加热处理后的样品的电泳图谱、泳道3显示在121℃的加热处理后的样品的电泳图谱、泳道4显示在132℃的加热处理后的样品的电泳图谱。另外,图中,泳道M1之左侧的数值自上依次表示300bp、200bp、100bp及50bp。
从图25所示的结果得知,即使是在由使用高压釜的传热法进行加热处理时,也是加热处理时的加热温度越高,得到的片段的平均长度越减小。
使用图25和图像处理软件〔美国国立卫生研究所提供、商品名:ImageJ〕,求出显示各泳道的条带的浓淡的强度和条带的迁移率的关系的迁移率光谱。接下来,在各加热温度的迁移率光谱中的峰之中,算出显示最高的峰的条带的迁移率。参照标志物的迁移率光谱,研究核酸片段的条带的迁移率和核酸片段长的关系。将加热温度及核酸片段长标绘在以加热温度作为x轴及以核酸片段长作为y轴的二维坐标上。接下来,对于标绘的数据点组,使用数据解析-图像制成软件〔HULINKS(Hulinks)公司制、商品名:KaleidaGraph〕,对于式(I)拟合。结果示于图26。
图26所示的曲线是式(I)所示的温度T的函数。从而,通过将T的值代入式(I),求出式(I)中的A、B、H及D。结果如下。A=14.677、B=5.41×104、H=0.36、D=94.693。得到的A、B及D是反映了对48500bp的DNA加热20分钟的加热处理的值。从而得知,通过向式(I)代入期望的核苷酸长,求出20分钟的加热处理中的加热温度。从而得知,在以一定加热时间的加热处理中,与加热手段无关地由式(I)求出得到期望的核苷酸长的加热温度。
【实施例6】
【(1)由在各种的加热时间的加热处理的λDNA的片段化处理】
向磷酸缓冲液1.5mL添加λDNA〔宝生物(株)制、0.3μg/μL〕25μL而得到混合液。将得到的混合液供于高压釜〔ASONE公司制、商品名:科学高压釜NCC-1701〕,于132℃进行5分钟、10分钟、15分钟或30分钟的加热处理。
【(2)由加热处理的λDNA的片段化的评价】
除使用实施例6(1)中得到的样品10μL之外,进行与实施例5的(2)同样的操作,取得电泳凝胶的荧光图像。结果示于图27。图中,泳道M1显示标志物〔宝生物(株)制、商品名:Wide-Range DNA Ladder(50-10000bp)〕的电泳图谱、泳道M2显示标志物〔宝生物(株)制、商品名:λ-Hind III digest〕的电泳图谱、泳道1显示未处理样品的电泳图谱、泳道2显示5分钟的加热处理后的样品的电泳图谱、泳道3显示10分钟的加热处理后的样品的电泳图谱、泳道4显示15分钟的加热处理后的样品的电泳图谱、泳道5显示30分钟的加热处理后的样品的电泳图谱。
从图27所示的结果得知,即使是由使用高压釜的传热法进行加热处理时,也是加热处理时的加热时间越高,得到的核酸片段的平均核苷酸长度越减小。
使用图27和图像处理软件〔美国国立卫生研究所提供、商品名:ImageJ〕,求出显示各泳道的条带的浓淡的强度和条带的迁移率的关系的迁移率光谱。接下来,在各加热时间的迁移率光谱中的峰之中,算出显示最高的峰的条带的迁移率。参照标志物的迁移率光谱研究核酸片段的条带的迁移率和核酸片段长的关系。将加热时间及核酸片段长标绘在x轴是加热时间、并且y轴是核酸片段长的二维座标上。接下来,对于标绘的数据点组,使用数据解析-图像制成软件〔HULINKS(Hulinks)公司制、商品名:KaleidaGraph〕,对于式(II)拟合。结果示于图28。
图28所示的曲线是式(II)所示时间t的函数。从而,通过将t的值代入式(II),求出式(II)中的A、B及K。结果如下。A=78.5、B=7.94×104、K=2.5。得到的A、B及K是反映了将79400bp的DNA于132℃加热的加热处理的值。从而得知,通过向式(II)代入期望的核苷酸长,求出132℃的加热处理中的加热时间。从而得知,无论加热手段如何,在以一定加热温度的加热处理中,由式(II)求出得到期望的核苷酸长的加热时间。
从以上的结果得知,由本实施方式中涉及的推定方法及推定装置2将加热处理条件之中的任一个条件或多个条件设为一定的情况下,可推定非恒定的加热处理条件。
Claims (20)
1.加热处理条件的推定装置,其是推定用于由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的上述核酸片段化为期望的平均核苷酸长的加热处理条件的装置,
其具备:
接受选自加热时间、加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的1~3个加热处理条件的信息和上述期望的平均核苷酸长的信息的输入的输入部,及
控制部,
上述控制部基于由上述输入部接受输入的上述信息,推定上述选自加热时间、上述加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的加热处理条件。
2.权利要求1所述的装置,其中上述输入部还接受关于上述核酸的种类的信息的输入。
3.权利要求1或2所述的装置,其中上述输入部还接受关于上述加热处理前的核酸的核苷酸长的信息的输入。
4.权利要求1~3之任一项所述的装置,其中上述对应关系信息含规定上述缓冲剂的种类、上述样品的盐浓度和上述加热温度或上述加热时间的对应关系的处理条件库。
5.权利要求4所述的装置,其中上述控制部基于由上述输入部接受输入的上述信息,从上述存储部阅读出上述处理条件库,使用上述处理条件库输出关于上述由加热处理的核酸的片段化的速度的常数。
6.权利要求4或5所述的装置,其中上述控制部使用上述处理条件库,输出关于由上述加热处理得到的核酸片段的最小核苷酸长的信息。
7.权利要求1~6之任一项所述的装置,其还具备存储规定上述期望的平均核苷酸长、上述加热时间、上述加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的相互间的对应关系的对应关系信息的存储部,
上述控制部基于由上述输入部接受输入的上述信息和上述存储部中存储的对应关系信息,推定上述选自加热时间、上述加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的加热处理条件。
8.权利要求7所述的装置,其中上述存储部还存储显示上述期望的平均核苷酸长、最小核苷酸长、加热处理前的核酸的核苷酸长、由加热处理的核酸的片段化能、加热温度和加热处理的开始温度的相关关系的关系式。
9.权利要求8所述的装置,其中上述关系式是以下式(I)所表示的式:
M=A+B×exp{-H(T-D)} (I)
式中,
M表示上述期望的平均核苷酸长、
A表示上述最小核苷酸长、
B表示上述加热处理前的核酸的核苷酸长、
H表示上述由加热处理的核酸的片段化能常数、
T表示上述加热温度、D表示上述加热处理的开始温度。
10.权利要求7所述的装置,其中上述存储部还存储显示上述期望的平均核苷酸长、最小核苷酸长、加热处理前的核酸的核苷酸长、由加热处理的核酸的片段化速度和加热时间的相关关系的关系式。
11.权利要求10所述的装置,其中上述关系式是以下式(II)所表示的式:
M=A+B×exp{-Kt} (II)
式中,
M表示上述期望的平均核苷酸长、
A表示上述最小核苷酸长、
B表示上述加热处理前的核酸的核苷酸长、
K表示上述由加热处理的核酸的片段化速度常数、
t表示上述加热时间。
12.权利要求6~11之任一项所述的装置,其中上述存储部还存储关于上述最小核苷酸长的信息。
13.权利要求12所述的装置,其中上述最小核苷酸长是10~80核苷酸长。
14.权利要求1~13之任一项所述的装置,其中上述加热温度是90~200℃。
15.权利要求1~14之任一项所述的装置,其还具备由上述控制部输出推定的加热处理条件的输出部。
16.权利要求15所述的装置,其中上述控制部
基于关于上述缓冲剂的种类的信息、关于上述样品的盐浓度的信息和关于上述选自加热时间及加热温度的条件的信息,将显示上述所选的条件与由加热处理得到的核酸片段的平均核苷酸长的对应关系的信息输出到上述输出部,及
基于显示上述对应关系的信息,从由使用者输入的关于上述期望的平均核苷酸长的信息,还推定得到有上述期望的平均核苷酸长的核酸片段的加热处理条件。
17.核酸片段化系统,
其是将核酸片段化为期望的平均核苷酸长的系统,
其具备:
权利要求1~16之任一项所述的加热处理条件的推定装置,及
基于上述推定装置中推定的加热处理条件的信息,对含上述核酸的样品加热的加热装置。
18.加热处理条件的推定方法,
其是推定用于由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的上述核酸片段化为期望的平均核苷酸长的加热处理条件的方法,
其包括基于选自加热时间、加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的1~3个加热处理条件的信息,及上述期望的平均核苷酸长的信息,推定上述选自加热时间、上述加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的加热处理条件的工序。
19.权利要求18所述的方法,其中在推定上述加热处理条件时,还使用规定上述加热时间、上述加热温度、上述缓冲剂的种类及上述样品的盐浓度的相互间的对应关系的对应关系信息。
20.核酸片段化方法,
其是由加热处理将含核酸和缓冲剂的样品中的上述核酸片段化为期望的平均核苷酸长的方法,
其基于由权利要求18或19所述的方法推定的加热处理条件,加热上述样品而片段化为期望的平均核苷酸长。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015096031A JP6599635B2 (ja) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | 加熱処理条件の推定装置およびその方法、核酸断片化システムおよびその方法ならびにコンピュータプログラム |
JP2015-096031 | 2015-05-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106119074A true CN106119074A (zh) | 2016-11-16 |
CN106119074B CN106119074B (zh) | 2019-11-15 |
Family
ID=56116191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610195887.3A Expired - Fee Related CN106119074B (zh) | 2015-05-08 | 2016-03-31 | 加热处理条件的推定装置及其方法、核酸片段化系统及其方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160326523A1 (zh) |
EP (1) | EP3091463A1 (zh) |
JP (1) | JP6599635B2 (zh) |
CN (1) | CN106119074B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130274146A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-17 | Good Start Genetics, Inc. | Capture reactions |
WO2014150938A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Dana-Farber Cancer Institute, Inc. | Methods for generating nucleic acid molecule fragments having a customized size distribution |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7655791B2 (en) * | 2001-11-13 | 2010-02-02 | Rubicon Genomics, Inc. | DNA amplification and sequencing using DNA molecules generated by random fragmentation |
US20130092524A1 (en) * | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Microsonic Systems Inc. | Apparatus and method for using ultrasonic radiation for controlled fragmentation of chains of nucleic acids |
US9320995B2 (en) * | 2013-09-17 | 2016-04-26 | Covaris, Inc. | Method and apparatus for processing sample material |
-
2015
- 2015-05-08 JP JP2015096031A patent/JP6599635B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-03-31 CN CN201610195887.3A patent/CN106119074B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-04-29 US US15/143,040 patent/US20160326523A1/en not_active Abandoned
- 2016-05-03 EP EP16168108.5A patent/EP3091463A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130274146A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-17 | Good Start Genetics, Inc. | Capture reactions |
WO2014150938A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Dana-Farber Cancer Institute, Inc. | Methods for generating nucleic acid molecule fragments having a customized size distribution |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
YU YANG ET AL: "Fragmentation of genomic DNA using microwave irradiation", 《JOURNAL OF BIOMOLECULARTECHNIQUES》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6599635B2 (ja) | 2019-10-30 |
JP2016208921A (ja) | 2016-12-15 |
CN106119074B (zh) | 2019-11-15 |
US20160326523A1 (en) | 2016-11-10 |
EP3091463A1 (en) | 2016-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Polanski et al. | Bioinformatics | |
CN102428459B (zh) | 用于熔化曲线自动分析的系统和方法 | |
Martincorena et al. | Evidence of non-random mutation rates suggests an evolutionary risk management strategy | |
Hughes et al. | Strict evolutionary conservation followed rapid gene loss on human and rhesus Y chromosomes | |
Bachtrog et al. | Reduced adaptation of a non-recombining neo-Y chromosome | |
McGaughey et al. | Metrics of sequence constraint overlook regulatory sequences in an exhaustive analysis at phox2b | |
EP3204882B1 (en) | Methods, systems, and computer-readable media for calculating corrected amplicon coverages | |
US20160002717A1 (en) | Determining mutation burden in circulating cell-free nucleic acid and associated risk of disease | |
Balding et al. | Handbook of statistical genomics | |
Lu et al. | Thermodynamics of DNA branching | |
Ye et al. | A model for postzygotic mosaicisms quantifies the allele fraction drift, mutation rate, and contribution to de novo mutations | |
Hu et al. | lncRNATargets: a platform for lncRNA target prediction based on nucleic acid thermodynamics | |
Sambriski et al. | Sequence effects in the melting and renaturation of short DNA oligonucleotides: structureand mechanistic pathways | |
JP2019503016A (ja) | がん患者のゲノム塩基配列変異情報と生存情報を利用したカスタマイズ型の薬物選択方法及びシステム | |
CA2996479A1 (en) | Molecular quality assurance methods for use in sequencing | |
Chen et al. | Effect of sodium ions on RNA duplex stability | |
US20180032669A1 (en) | Method for designing primer used for polymerase chain reaction and primer set | |
Sousa et al. | Single nucleotide polymorphisms affect miRNA target prediction in bovine | |
CN106119074A (zh) | 加热处理条件的推定装置及其方法、核酸片段化系统及其方法 | |
Di Leo et al. | Pairing statistics and melting of random DNA oligomers: Finding your partner in superdiverse environments | |
Völker et al. | Counterion association with native and denatured nucleic acids: an experimental approach | |
McDevitt et al. | DNA storage under high temperature conditions does not affect performance in human leukocyte antigen genotyping via next-generation sequencing (DNA integrity maintained in extreme conditions) | |
Arteaga et al. | Thermodynamic determination of RNA duplex stability in magnesium solutions | |
Gordon et al. | A new expectation-maximization statistical test for case-control association studies considering rare variants obtained by high-throughput sequencing | |
Bourdélat-Parks et al. | Thermodynamic stability of DNA tandem mismatches |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191115 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |