DE3343744A1 - Analysegeraet - Google Patents

Description

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_ 2 - PATENTANWALT

EUROPEAN PATENT ATTORNEY

TELEFON: (08Θ) 84 30 3B

TELEX: 52 1730 pat· d

CABLES: PATENDLICH GERMEBING BLUMENSTRASSE 8

D-8034 GERMERING

2. Dezember 1983 E/AX Meine Akte: S-5150

Anmelderin: Seiko Instruments and Electronics Ltd., 31-1, Kameido 6-chome, Koto-ku, Tokio ,Japan

Analysegerät

Die Erfindung betrifft ein Analysegerät zum automatischen Nachweis eines Musters bei einer Gel-Elektrophorese einer Anzahl von aktivierten DNA-Proben.

Bisher fanden zum Nachweis des Musters bei einer Gel-Elektrophorese einer Anzahl von aktivierten DNA-Proben Autoradiographie-Verfahren Verwendung, wobei ein Röntgenfilm direkt auf einer Gel-Elektrophoreseplatte befestigt und belichtet wird.

Bei diesen bekannten Verfahren muß der Elektrophoresevorgang während des Nachweisvorgangs unterbrochen werden. Ferner ist es sehr schwierig, bei Anwendung von Radiographie-Verfahren die Elektrophorese auf der Platte zu bewirken. Deshalb kann die Bedienungsperson nur zu gewissen Zeitpunkten Elektrophorese-Muster erhalten. Weitere Nachteile derartiger Verfahren sind in einer langen Belichtungszeit zum Nachweis schwach radioaktiver Proben zu sehen, in den erforderlichen verhältnismäßig komplizierten Arbeitsvorgängen und hinsichtlich der fehlenden Möglichkeiten zur Durchführung einer Automation.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Analysegerät unter möglichst weitgehender Vermeidung der genanntenNachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß eine effektivere Messung von Mustern bei der Gel-Elektrophorese mit einer Mehrzahl von DNA-Proben automatisch durchführbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs gelöst.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Analysegeräts gemäß der Erfindung und der zugeordneten elektrischen Schaltung,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Analysegeräts in Fig. 1; und Fig. 3 eine schematische Teildarstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines derartigen Analysegeräts.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Analysegeräts gemäß der Erfindung enthält eine Gel-Elektrophoreseplatte 1, die an beiden Enden mit einem Elektrolyt St,S2 in Berührung steht. Eine Anzahl von DNA-Proben werden von dem Elektrolyt S1 über die Platte 1 in Richtung des Pfeils A transportiert. Zur Bewirkung der Elektrophorese ist eine Spannungsquelle E vorgesehen, die durch einen Mikrocomputer C gesteuert wird. Ein Positionsnachweis-Proportionalzähler 2 ist in der Nähe der Platte 1 angeordnet. Mit Hilfe einer Antriebseinrichtung M kann der Proportionalzähler 2 über die Platte 1 in Richtung des Pfeils G senkrecht zu der Richtung des Pfeils A verschoben werden. Die Antriebseinrichtung M enthält einen nicht dargestellten Motor, der durch den Mikrocomputer C gesteuert wird. Die Antriebseinrichtung M wird entlang einer Schiene R geführt. Der Proportionalzähler 2 weist eine Abschirmung 3 auf, in der ein zu der Platte 1 weisendes Fenster vorgesehen ist. In der Abschirmung 3 erstreckt sich ein Anodendraht 4 parallel zu tier Richtung des Pfeils A, der gegenüber der Abschirmung 3 elektrisch isoliert ist. Eine Verzögerungsleitung 5 erstreckt sich in der Nähe und parallel zu dem Anodendraht 4. Ein Einlaßventil 6 zur Zufuhr von Argon oder einem sonstigen Gas in den Innenraum der Abschirmung 3, sowie ein Auslaßventil 7 zum Austreten des hindurchströmenden Gases sind an der Abschirmung 3 vorgesehen. Der Anodendraht 4 ist über einen Anschluß 8 an der Abschirmung 3 mit einer Hochspannungsquelle 9 verbunden. Die Verzögerungsleitung 5 ist an Anschlüssen 10 und 11 an der Abschirmung 3 befestigt. Auf der Verzögerungsleitung auftretende Signale werden als Ausgangssignale an Leitungen 12 und 13 abgegeben. Das Ausgangssignal auf der Leitung 12 wird einem Start-Eingangsanschluß 17 eines Zeit/Amplituden-Wandlers 16 über einen Verstärker 14 und einen Diskriminator 15 zugeführt. Das Ausgangssignal auf der Leitung 13 wird einem Stop-Eingangsanschluß 21 des Wandlers 16 über einen Verstärker 18, einen Diskriminator 19 und eine Verzögerungsschaltung 20 zugeführt. Der Wandler 16 ist mit einem Vielkanal-Analysator 22 verbunden,

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der an den Mikrocomputer C mit einem Speicher 23 angeschlossen ist, welcher Mikrocomputer zur Steuerung der Spannungsquelle E für die Elektrophorese und zur Steuerung der Antriebseinrichtung M dient. Die Verstärker 14,18, die Diskriminatoren 15,19, die Verzögerungsschaltung 20, der Wandler 16, der Analysator 22, der Mikrocomputer C und der Speicher 23 dienen zur Signalverarbeitung der auf den Leitungen 12 und 13 auftretenden Ausgangssignale.

Im folgenden soll die Arbeitsweise näher erläutert werden. Von einer aktivierten Probe a in Fig. 3 ausgehende radioaktive Strahlung bewirkt eine Ionisation des zugeführten Gases, das beispielsweise Argon ist. Da der an die Hochspannungsquelle 9 angeschlossene Anodendraht 4 sich auf einem positiven Potential befindet, werden die freigesetzten Elektronen durch den Anodendraht 4 gesammelt, wodurch Sekundärelektronen freigesetzt werden und ein Stromimpuls in der Lage b auf dem Anodendraht 4 erzeugt wird. Als Folge elektromagnetischer Wechselwirkung wird der Impuls zu der Stelle c auf der Verzögerungsleitung 5 übertragen. Der Abstand D zwischen der Platte 1 und dem Anodendraht 4 beträgt etwa 1 mm. Das dadurch auf der Leitung 12 auftretende Ausgangssignal wird durch den Verstärker 14 in Fig. 1 verstärkt. Durch den Diskriminator 15 erfolgt eine Zerlegung in Geräusch- und Signalkomponenten und nur die Signalkomponenten werden dem Eingangsanschluß des Wandlers 16 zugeführt. Das Ausgangssignal auf der Leitung 13 wird durch den Verstärker 18 verstärkt. Durch den Diskriminator 19 erfolgt ebenfalls eine Zerlegung in Geräusch- und Signalkomponenten. Die Signalkomponenten werden dem Eingangsanschluß 21 des Wandlers 16 über die Verzögerungsschaltung 20 nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeitspanne T zugeführt. Es sei angenommen, daß die Verzögerungszeit T der Verzögerungsschaltung 20 gleich der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 5 ist. Der Wandler 16 wandelt die Zeitspanne zwischen dem Auftreten des Starteingangssignals und des Stop-Eingangssignals in einen elektrischen analogen wert um, wodurch ein Ausgangssignal 24 erzeugt wird. Da die Übertragungsgeschwindigkeit des Impulses auf der Verzögerungsleitung konstant ist, sind die Zeitdifferenzdaten äquivalent entsprechend den Daten der Lage der Impulserzeugung auf der Verzögerungsleitung. Das Ausgangssignal des Wandlers 16 wird dem Analysator 22 zugeführt. Nach Speicherung in dem dem betreffenden elektrischen Analogwert entsprechenden Kanal während einer bestimmten Zeitspanne, erfolgt eine Übertragung zu dem Mikrocomputer. Der Mikrocomputer führt Operationen zur Eichung und Untergrund-Korrektur in den übertragenen Daten

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durch, überträgt die erforderlichen Positionsdaten in den Speicher und stellt den Analysator 22 zurück, um diesen zu aktivieren. Dann führt der Mikrocomputer C der Antriebseinrichtung M ein Signal zu, um den Motor zu betätigen und den Proportionalzähler 2 in Richtung des Pfeils B um einen vorherbestimmten Abstand zu bewegen und dadurch die nächste Messung vorzubereiten.

Der beschriebene Meßvorgang wird automatisch zu vorherbestimmten Zeitpunkten wiederholt, die Elektrophorese-Muster der Proben auf der Elektrophoreseplatte 1 parallel zu der Richtung A der Elektrophorese werden ausgelesen, und sämtliche Positionsdaten werden in dem Speicher 23 gespeichert. Falls die Messung viel Zeit erfordert, weil die Radioaktivität der Proben verhältnismäßig gering ist, wird von dem Mikrocomputer C an die Spannungsquelle E für die Elektrophorese ein Signal zugeführt, um die Elektrophoresespannung zu verringern und die Geschwindigkeit der Elektrophorese zu verringern, so daß eine geeignete zeitliche Beziehung für das gemessene Muster beibehalten werden kann.

Falls die Elektrophoreseplatte 1 zu lang für den Proportionalzähler 2 oder für die Messung des Elektrophoresemusters ist, das sich in jedem Augenblick ändert, können die beschriebenen Operationen nach vorherbestimmten Zeitpunkten wiederholt werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann deshalb das Muster der radioaktiven Strahlung der Proben auf der Elektrophoreseplatte automatisch während einer kurzen Zeitspanne nachgewiesen werden, so daß momentane Änderungen des Elektrophoresemusters der Proben gemessen.werden können. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß das Elektrophoresemuster mehrerer Proben praktisch gleichzeitig gemessen werden kann, wozu nur ein einziger Positionsnachweis-Proportionalzähler erforderlich ist.

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Claims (2)

1. MV- \y · DfcPQ-PHYS. RENDLICH

   PATENTANWALT

   EUROPEAN PATENT ATTORNEY

   F. ENDLICH, POSTFACH 13 2β, 0-8034 GERMERINQ

   TELEFON: (OSθ) 64 3β 38

   TELEX: 52 1730 pate d

   CABLES: PATENDLICH GERMERINQ

   BLUMENSTRASSE β

   D-8034 GERMERING
2. 2. Dezember 1983 Ε/ΑΧ Meine Akte: S-5150

   Anmelderin: Seiko Instruments & Electronics Ltd., 31-1, Kameido 6-chome, Koto-ku, Tokio ,Japan

   Patentanspruch

   Analysegerät, bestehend aus einer Gel-Elektrophorese-Einrichtung, einem Positionsnachweis-Proportionalzähler (2), der in der Nähe einer Elektrophoreseplatte (1) der Gel-Elektrophorese-Einrichtung angeordnet ist, einer Antriebseinrichtung (M) zur Bewegung des Proportionalzählers senkrecht zu der Transportrichtung einer Probe, die auf der Elektrophoreseplatte transportiert wird, sowie aus einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Proportionalzählers, um die von einer Mehrzahl von Proben emittierte radioaktive Strahlung nachzuweisen, während die Proben auf der Elektrophoreseplatte parallel transportiert werden.