JP2001029070A - Separation of nucleic acid fragment and pre-treating device for nucleic acid sequence - Google Patents

Separation of nucleic acid fragment and pre-treating device for nucleic acid sequence

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JP2001029070A
JP2001029070A JP11202801A JP20280199A JP2001029070A JP 2001029070 A JP2001029070 A JP 2001029070A JP 11202801 A JP11202801 A JP 11202801A JP 20280199 A JP20280199 A JP 20280199A JP 2001029070 A JP2001029070 A JP 2001029070A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for separating nucleic acid fragments, capable of recovering the nucleic acid fragments synthesized in the presence of a polymerase in a high efficiency, and also simply removing mingled nucleotides. SOLUTION: This method for separating nucleic acid fragments is a method for removing un-reacted nucleotides from the nucleic acid fragments obtained by adding a primer and a nucleotide to an aqueous solution containing a template nucleic acid and performing a chain extension reaction from the primer in the presence of a polymerase. A phenol reagent 3 is added to a container housing a reaction liquid 2 after completing the chain extension reaction and agitated. After the agitation, the agitated liquid is heated at 40-60 deg.C for separating it to an aqueous phase 5 and a phenol phase 6. In the aqueous phase 5, the objective nucleic acid fragments removed from the un-reacted nucleotides, is contained. By recovering the aqueous phase 5 and utilizing it for a nucleic acid analysis, it becomes possible to perform the nucleic acid analysis of a high accuracy without being inhibited by the un-reacted nucleotides.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、合成核酸断片の精
製方法に関し、特に、プライマーにヌクレオチドを付加
させて伸長させて合成された核酸断片から不要な未反応
のヌクレオチドを除去する方法に関する。また、本発明
は、この精製方法を利用した核酸シークエンス前処理方
法並びに装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for purifying a synthetic nucleic acid fragment, and more particularly to a method for removing unnecessary unreacted nucleotides from a synthesized nucleic acid fragment by adding nucleotides to a primer and extending the primer. In addition, the present invention relates to a nucleic acid sequence pretreatment method and apparatus using the purification method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、遺伝子等の特性を解析するため
に、その遺伝子の塩基配列を決定することは不可欠にな
ってきている。この遺伝子等の塩基配列を決定する方法
の一つにサンガ(sanger)法(または、ジデオキシ法と
も言われている)がある。
2. Description of the Related Art In recent years, it has become essential to determine the base sequence of a gene in order to analyze the characteristics of the gene or the like. One of the methods for determining the nucleotide sequence of this gene or the like is the sanger method (also called the dideoxy method).

【0003】このサンガ法では、鋳型DNAと相補する
プライマーとを含む反応液にデオキシリボヌクレオチド
(dNTP;dATP、dCTP、dGTP、dTT
P)を添加したものを4つ準備し、この4つにdNTP
とは別にそれぞれ一種類のジデオキシリボヌクレオチド
(ddNTP)すなわちddATP、ddCTP、dd
GTP又はddTTPを添加して、ポリメラーゼ存在下
で伸長反応を行なわせる。
In this Sanga method, deoxyribonucleotides (dNTPs; dATP, dCTP, dGTP, dTT) are added to a reaction solution containing a template DNA and a primer complementary thereto.
4) to which P) was added, and dNTPs were added to these four.
Apart from each one of the dideoxyribonucleotides (ddNTPs), ddATP, ddCTP, dd
GTP or ddTTP is added, and an extension reaction is performed in the presence of a polymerase.

【0004】この伸長反応では、鋳型DNAの塩基配列
と相補する塩基がプライマーの3’末端に次々付加され
鎖が伸長するが、この伸長過程でジデオキシリボヌクレ
オチドが付加されると、次の塩基が結合できず鎖伸長が
停止する。従って、このジデオキシリボヌクレオチドが
付加された位置の相違から、各反応液中には鋳型DNA
に相補する種々の長さの一本鎖の核酸断片が生成され
る。そして、最終的に各反応液中の各核酸断片を並行に
電気泳動で分画することにより、この分画パターン(シ
ークエンスラダー)から鋳型DNAの塩基配列が決定さ
れる。
In this extension reaction, bases complementary to the base sequence of the template DNA are added one after another to the 3 ′ end of the primer to elongate the chain. When a dideoxyribonucleotide is added in the extension process, the next base is added. Unable to bind, chain elongation stops. Therefore, due to the difference in the position where the dideoxyribonucleotide was added, the template DNA was contained in each reaction solution.
A single-stranded nucleic acid fragment of various lengths complementary to is generated. Then, finally, each nucleic acid fragment in each reaction solution is fractionated by electrophoresis in parallel, whereby the base sequence of the template DNA is determined from this fractionation pattern (sequence ladder).

【0005】このサンガ法は、操作の簡便さ、解析精度
の高さなどの点から広く用いられ、近年では、このサン
ガ法に基づいたシークエンス決定器などが種々開発され
ている。
[0005] The Sanga method is widely used in terms of simplicity of operation and high analysis accuracy. In recent years, various sequence determiners and the like based on the Sanga method have been developed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記シークエンス決定
においては、より長い核酸配列を読む取れるようにする
ことが求められているが、上記サンガ法においては未反
応のヌクレオチド(デキオキシヌクレトチド、ジデオキ
シリボヌクレオチド)が、最終的な電気泳動のパターン
を読み取る際に障害となり、その読み取りを困難にし、
また読み取る長さを制限することになる場合があった。
特に、このような問題は内部標識法やターミネータ標識
法において顕著であった。
In the above-mentioned sequence determination, it is required to be able to read a longer nucleic acid sequence. However, in the above-mentioned Sanga method, unreacted nucleotides (dexoxynucleotide, Deoxyribonucleotides) can interfere with reading the final electrophoresis pattern, making it difficult to read,
In some cases, the reading length is limited.
In particular, such a problem was remarkable in the internal labeling method and the terminator labeling method.

【0007】すなわち、サンガ法において、最終的に電
気泳動を行い、その電気泳動パターンを読み取るために
は、各断片を視覚化する必要がある。この視覚化を行う
ために断片の標識が行われる。この断片の標識法には、
大きく分けて内部標識法とターミネータ標識法とプライ
マー標識法という3つの方法がある。プライマー標識法
では、シークエンス用断片を合成する際に用いられるプ
ライマーをあらかじめ蛍光等で標識し、この標識された
プライマーを用いてシークエンス用断片の合成が行われ
る。
That is, in the Sanga method, it is necessary to visualize each fragment in order to finally perform electrophoresis and read the electrophoresis pattern. Fragment labeling is performed to perform this visualization. Labeling methods for this fragment include:
Broadly, there are three methods: internal labeling, terminator labeling, and primer labeling. In the primer labeling method, a primer used for synthesizing a fragment for sequencing is previously labeled with fluorescence or the like, and the fragment for sequencing is synthesized using the labeled primer.

【0008】一方、内部標識法及びターミネータ標識法
では、プライマーは特に標識されている必要はなく、合
成の際の基質であるヌクレオチドとして蛍光等の標識が
されたものが用いられる。このように標識されたヌクレ
オチドを用いて断片の合成を行うことにより、合成され
たシークエンス用断片が結果として標識されることにな
る。この内部標識方法及びターミネータ標識法では、プ
ライマー標識法のように、あらかじめプライマーなどを
標識する必要がないため簡便であり、任意のプライマー
を用いることができるため、決定したい核酸領域に合わ
せたプライマーを用いて自在に核酸シークエンスの決定
を行うことが可能となる。
[0008] On the other hand, in the internal labeling method and the terminator labeling method, the primer does not need to be particularly labeled, and a labeled nucleotide such as fluorescence is used as a nucleotide at the time of synthesis. By synthesizing a fragment using such labeled nucleotides, the synthesized sequencing fragments will be labeled as a result. In the internal labeling method and the terminator labeling method, unlike the primer labeling method, there is no need to label a primer or the like in advance, which is simple and any primer can be used. It is possible to freely determine a nucleic acid sequence using the method.

【0009】しかし、この内部標識法及びターミネータ
標識法では、上述したように簡便な方法であるが、最終
的に電気泳動で核酸断片を分画し読み取る際に核酸断片
と共に多量に存在する未反応の標識ヌクレオチドがバッ
クグランドに出現し、その周辺の伸長断片の電気泳動パ
ターン(シークエンスラダー)の読み取りが障害される
ことがあった。
However, the internal labeling method and the terminator labeling method are simple methods as described above. However, when the nucleic acid fragments are finally fractionated and read by electrophoresis, unreacted amounts present together with the nucleic acid fragments are present in large amounts. May appear in the background, and reading of the electrophoresis pattern (sequence ladder) of the extended fragment around the labeled nucleotide may be hindered.

【0010】そのため、このような問題を解決し、より
広範囲に精度の高い塩基配列の決定を行うために、伸長
反応後に未反応のヌクレオチドを除去することが行われ
ている。このヌクレオチドの除去法としては、エタノー
ル沈殿、精製用カラムを用いた方法等がある。
[0010] Therefore, in order to solve such a problem and to determine a base sequence with higher precision over a wider range, unreacted nucleotides have been removed after the extension reaction. Methods for removing the nucleotide include ethanol precipitation, a method using a purification column, and the like.

【0011】しかし、エタノール沈殿では、反応液の量
が微量であること、またその中に含まれる核酸量自体も
微量であることから、エタノール沈殿後の回収率が低
く、さらに回収率にばらつきが生じ易いという問題があ
る。特に、上記シークエンス決定においては、4つの塩
基(A、G、C、T)を同時に決定することが必要にな
るため、これら塩基のうちいずれか一つでも、その処理
過程で著しい試料の減少が生じると、全体としてシーク
エンス決定が行えないことにもなる。
However, in ethanol precipitation, since the amount of the reaction solution is very small and the amount of nucleic acid contained therein is also very small, the recovery rate after ethanol precipitation is low and the recovery rate varies. There is a problem that it easily occurs. In particular, in the above sequence determination, it is necessary to determine four bases (A, G, C, T) at the same time. If this occurs, the sequence determination cannot be performed as a whole.

【0012】また、エタノール沈殿に代えて精製用カラ
ムを用いる方法もあるが、この方法の場合には、担体に
吸着させた核酸を溶出させる際に、核酸が溶出バッファ
により希釈されることとなる。また、この希釈された核
酸液を濃縮するためには、上記エタノール沈殿を行わざ
るを得ず、上記と同様の問題が生じることとなる。この
ように従来の未反応のヌクレオチドの除去方法では、そ
の後のシークエンス反応の効率化を図ることは困難であ
った。
There is also a method using a purification column instead of ethanol precipitation. In this method, when eluting the nucleic acid adsorbed on the carrier, the nucleic acid is diluted by an elution buffer. . In addition, in order to concentrate the diluted nucleic acid solution, the ethanol precipitation must be performed, and the same problem as described above occurs. As described above, with the conventional method for removing unreacted nucleotides, it has been difficult to increase the efficiency of the subsequent sequencing reaction.

【0013】他方、近年のヒトゲノム解析の進展から、
今後、核酸シークエンスの解析は遺伝子が原因となる疾
患の診断などに利用されることが予想される。このよう
な疾患の臨床診断にシークエンス解析を利用する場合に
は、より簡便な操作で、かつ精度の高い解析が求められ
ることとなる。
On the other hand, from the recent progress in human genome analysis,
In the future, it is expected that nucleic acid sequence analysis will be used for diagnosis of diseases caused by genes. When a sequence analysis is used for clinical diagnosis of such a disease, a simpler operation and high-precision analysis are required.

【0014】そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、簡便な操作で混在するヌク
レオチドを除去することができる核酸断片の分離方法を
提供し、さらには、この分離方法を利用したシークエン
スの前処理方法及び装置を提供することである。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for separating nucleic acid fragments that can remove mixed nucleotides by a simple operation. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for pre-processing a sequence using the method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明者らは、鋭意研究を行い、その結果、核酸
合成後の反応液にフェノール試薬を添加、攪拌した後、
水相とフェノール層とに分離させることにより、合成核
酸を含む水相から未反応のヌクレオチドを取り除くこと
ができることを見い出した。さらには、反応液とフェノ
ール試薬との混合液を加温することにより水相とフェノ
ール層とに簡便に分離させることができることをも見い
出し、本発明の完成に至った。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, after adding a phenol reagent to a reaction solution after nucleic acid synthesis and stirring,
By separating the aqueous phase and the phenol layer, it has been found that unreacted nucleotides can be removed from the aqueous phase containing the synthetic nucleic acid. Furthermore, they have found that by heating a mixed solution of a reaction solution and a phenol reagent, it is possible to easily separate an aqueous phase and a phenol layer, thereby completing the present invention.

【0016】すなわち、本発明の核酸断片の分離方法
は、鋳型核酸を含む水溶液にプライマー及びヌクレオチ
ドを添加しポリメラーゼ存在下で前記プライマーから鎖
伸長反応を行わせて合成された核酸断片を未反応のヌク
レオチドから分離する方法であって、前記鎖伸長反応終
了後の反応液をフェノール試薬と混合し、攪拌する攪拌
工程と、前記反応液とフェノール試薬との混合液を加温
する加温工程と、を含み、前記加温工程により、攪拌さ
れた混合液を水相とフェノール層とに分離させ、該水相
を回収することにより前記核酸断片が未反応のヌクレオ
チドから分離されることを特徴とする。
That is, according to the method for separating nucleic acid fragments of the present invention, a nucleic acid fragment synthesized by adding primers and nucleotides to an aqueous solution containing a template nucleic acid and performing a chain extension reaction from the primers in the presence of a polymerase is used. A method for separating from a nucleotide, the reaction solution after the completion of the chain elongation reaction is mixed with a phenol reagent, a stirring step of stirring, and a heating step of heating a mixture of the reaction solution and the phenol reagent, Wherein the heating step separates the stirred mixture into an aqueous phase and a phenol layer, and the nucleic acid fragment is separated from unreacted nucleotides by collecting the aqueous phase. .

【0017】上記発明によれば、鎖伸長反応終了後の反
応液とフェノール試薬とを含む混合液を攪拌し、加温す
ることにより、混合液を水相とフェノール層とに分離さ
せる。そして、このうち水相を回収することにより核酸
断片を未反応のヌクレオチドから分離することができ
る。このように本発明では、攪拌後に遠心分離などの装
置を用いることなく、熱を加えるだけで攪拌後の混合液
を水相とフェノール層とに分離させることができるた
め、操作の簡便化を図ることが可能となり、大量の試料
の処理などをも可能とする。
According to the invention, the mixed solution containing the phenol reagent and the reaction solution after the completion of the chain elongation reaction is stirred and heated to separate the mixed solution into an aqueous phase and a phenol layer. By recovering the aqueous phase, the nucleic acid fragment can be separated from unreacted nucleotides. As described above, in the present invention, the mixed liquid after the stirring can be separated into the aqueous phase and the phenol layer only by applying heat without using a device such as centrifugal separation after the stirring, thereby simplifying the operation. This makes it possible to process a large amount of samples.

【0018】本発明は、上記発明の加温工程において、
前記混合液が40度〜80度に加温されることを特徴と
する。このような温度範囲で加温することにより、水相
とフェノール層とを効果的に分離させることができる。
According to the present invention, in the above-mentioned heating step,
The mixed solution is heated to 40 to 80 degrees. By heating in such a temperature range, the aqueous phase and the phenol layer can be effectively separated.

【0019】本発明は、前記加温工程が、攪拌工程終了
後に行われることを特徴とする。このように本発明によ
れば、加温工程を攪拌工程終了後に行うことにより、反
応液とフェノール試薬とをあらかじめ十分に攪拌した上
で加温により水相とフェノール層とに分離されるため、
核酸断片から未反応ヌクレオチドを効率よく分離させる
ことが可能となる。
The present invention is characterized in that the heating step is performed after the completion of the stirring step. As described above, according to the present invention, by performing the heating step after the completion of the stirring step, the reaction liquid and the phenol reagent are sufficiently stirred in advance and then separated into an aqueous phase and a phenol layer by heating.
It is possible to efficiently separate unreacted nucleotides from nucleic acid fragments.

【0020】また、本発明は、前記核酸断片が、核酸配
列決定用のシークエンス用断片であり、前記ヌクレオチ
ドが、デオキシリボヌクレオチド又はジデオキシリボヌ
クレオチドであること特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the nucleic acid fragment is a sequencing fragment for determining a nucleic acid sequence, and the nucleotide is a deoxyribonucleotide or dideoxyribonucleotide.

【0021】すなわち、上記分離方法をシークエンス用
断片から未反応のジデオキシヌクレオチド、デオキシヌ
クレオチドを分離する際に用いることにより、従来、シ
ークエンス解析を障害する原因となっていた未反応のヌ
クレオチドをシークエンス用断片から分離することが可
能となる。この結果、本発明によればシークエンス解析
の効率化が図られる。
That is, by using the above separation method to separate unreacted dideoxynucleotides and deoxynucleotides from a sequence fragment, unreacted nucleotides which have conventionally hindered sequence analysis can be used. Can be separated. As a result, according to the present invention, the efficiency of the sequence analysis is improved.

【0022】本発明の核酸シークエンス前処理装置は、
鋳型核酸を含む水溶液にプライマー、デオキシリボヌク
レオチド及びジデオキシリボヌクレオチドを添加し、ポ
リメラーゼ存在下で前記プライマーから鎖伸長反応を行
わせて生成されたシークエンス用断片を精製する核酸シ
ークエンス前処理装置であって、前記鎖伸長反応終了後
の反応液をフェノール試薬と混合し、攪拌する攪拌手段
と、前記反応液とフェノール試薬との混合液を加温する
加温手段と、を含むことを特徴とする。
The nucleic acid sequence pretreatment device of the present invention comprises:
A nucleic acid sequence pretreatment device for adding a primer, deoxyribonucleotides, and dideoxyribonucleotides to an aqueous solution containing a template nucleic acid, and purifying a sequence fragment generated by performing a chain extension reaction from the primers in the presence of a polymerase, It is characterized by comprising a stirring means for mixing and stirring the reaction solution after the completion of the chain extension reaction with a phenol reagent, and a heating means for heating a mixture of the reaction solution and the phenol reagent.

【0023】上記発明によれば、攪拌手段により鎖伸長
反応終了後の反応液とフェノール試薬とを含む混合液が
攪拌され、加温手段により攪拌された反応液が加温さ
れ、混合液が水相とフェノール層とに分離される。ここ
で分離された水相には、未反応のデオキシヌクレオチド
などが除かれたシークエンス断片が含まれることにな
る。
According to the above invention, the mixture containing the phenol reagent and the reaction solution after the completion of the chain elongation reaction is stirred by the stirring means, and the stirred reaction liquid is heated by the heating means, and the mixed liquid is washed with water. Separate into phase and phenol layer. The aqueous phase separated here contains sequence fragments from which unreacted deoxynucleotides and the like have been removed.

【0024】このように本発明では、従来、シークエン
ス解析の障害となっていた未反応のヌクレオチドをシー
クエンス用断片から分離することができる。その上、本
発明では、加温手段により水相とフェノール層とを分離
することができることから、大型化しやすい遠心分離器
を備えなくても、小型の装置で上記未反応のヌクレオチ
ドを除去するという目的を達成することが可能となる。
As described above, according to the present invention, unreacted nucleotides, which have conventionally hindered sequence analysis, can be separated from sequencing fragments. In addition, in the present invention, since the aqueous phase and the phenol layer can be separated by the heating means, the unreacted nucleotides can be removed with a small device without a centrifuge that is easily increased in size. The purpose can be achieved.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】[第一の実施形態]本実施形態の核酸の分離
方法は、鋳型核酸を含む水溶液にプライマー及びヌクレ
オチドを添加し、ポリメラーゼ存在下で前記プライマー
から鎖伸長反応を行わせて生成された核酸断片を未反応
のヌクレオチドから分離する際に使用される。
[First Embodiment] The nucleic acid separation method of the present embodiment is produced by adding a primer and a nucleotide to an aqueous solution containing a template nucleic acid and performing a chain extension reaction from the primer in the presence of a polymerase. Used to separate nucleic acid fragments from unreacted nucleotides.

【0027】すなわち、試験管内などで人工的にDNA
合成を行う際に、過剰に添加されたヌクレオチド(dN
TP)が核酸断片の合成終了後に残存し、生成された核
酸断片と混在することとなることから、この混在する未
反応のヌクレオチドを除去するために使用される。その
ため、このように合成後に核酸断片と未反応のヌクレオ
チドが混在するものであれば、分離対象となる核酸断片
の合成法や核酸断片合成後の使用目的等には限定はされ
ない。
That is, DNA is artificially produced in a test tube or the like.
When performing the synthesis, the nucleotides (dN
Since TP) remains after the synthesis of the nucleic acid fragment and is mixed with the generated nucleic acid fragment, it is used to remove the mixed unreacted nucleotide. Therefore, the method for synthesizing the nucleic acid fragment to be separated and the purpose of use after the synthesis of the nucleic acid fragment are not limited as long as the nucleic acid fragment and the unreacted nucleotide are mixed after the synthesis.

【0028】従って、上記「核酸断片」としては、サン
ガ法によりシークエンス決定を行うために鋳型DNAか
ら合成された核酸断片(以下、シークエンス用断片とい
う)や、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)により生成さ
れた増幅核酸断片等が含まれ、このようにポリメラー
ゼ、ヌクレオチド存在下で人工的に合成された核酸断片
であれば、核酸断片が一本鎖であると、二本鎖であると
を問わない。また、この核酸断片には、DNAに限ら
ず、RNAを含めることもできる。
Therefore, the above-mentioned “nucleic acid fragment” is a nucleic acid fragment synthesized from a template DNA for sequence determination by the Sanga method (hereinafter, referred to as a sequence fragment) or generated by PCR (polymerase chain reaction). Amplified nucleic acid fragments and the like are included, and as long as the nucleic acid fragments are artificially synthesized in the presence of polymerase and nucleotides in this way, the nucleic acid fragments may be single-stranded or double-stranded. The nucleic acid fragment may include not only DNA but also RNA.

【0029】また、除去されることとなる「ヌクレオチ
ド」としては、核酸断片合成時に添加されるものであれ
ば、デオキシリボヌクレオチド(dNTP)に限られ
ず、ジデオキシリボヌクレオチド(ddNTP)なども
含まれる。また、この「ヌクレオチド」には、放射線や
蛍光で標識されたヌクレオチド等も含まれる。
The "nucleotide" to be removed is not limited to deoxyribonucleotide (dNTP) but may be dideoxyribonucleotide (ddNTP) as long as it is added at the time of nucleic acid fragment synthesis. The “nucleotide” also includes nucleotides and the like labeled with radiation or fluorescence.

【0030】以下、本実施形態の分離方法を図1を用い
て説明する。なお、図1には本核酸分離操作の概略を示
す。
Hereinafter, the separation method of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an outline of the present nucleic acid separation operation.

【0031】先ず、ポリメラーゼ存在下で合成された合
成核酸と未反応のヌクレオチドとが混在した反応液2を
容器1に準備し、これにフェノール試薬3が添加され
る。このフェノール試薬3は、純粋なフェノールを用い
てもよいが、好ましくは、中性フェノール、フェノール
−クロロホルムなどを用いることができる。
First, a reaction solution 2 in which a synthetic nucleic acid synthesized in the presence of a polymerase and unreacted nucleotides are mixed is prepared in a container 1, and a phenol reagent 3 is added thereto. As the phenol reagent 3, pure phenol may be used, but preferably, neutral phenol, phenol-chloroform or the like can be used.

【0032】この中性フェノールは、融解したフェノー
ルに緩衝液(例えば、トリスEDTA緩衝液など)を注
入してpHを調整するとともにフェノールを緩衝液で飽
和させることにより生成される。このような中性フェノ
ールを用いることにより、合成終了後の反応液のpHを
変動させることなく、また反応液の液量を変化させるこ
となくヌクレオチドの除去を行うことができる。
The neutral phenol is produced by injecting a buffer (eg, Tris EDTA buffer) into molten phenol to adjust the pH and saturate the phenol with the buffer. By using such a neutral phenol, nucleotides can be removed without changing the pH of the reaction solution after completion of synthesis and without changing the amount of the reaction solution.

【0033】また、フェノール−クロロホルムは、上記
中性フェノールにクロロホルムを混合することにより調
製される。このようにクロロホルムを添加することによ
り、反応液である水溶液との比重差が大きくなり、水相
とフェノール層との分離能を向上させることができ、水
相中にフェノールの残留を防止することができる。
Phenol-chloroform is prepared by mixing chloroform with the above neutral phenol. By adding chloroform in this manner, the difference in specific gravity between the aqueous solution as the reaction solution and the aqueous solution is increased, the separation ability between the aqueous phase and the phenol layer can be improved, and the phenol can be prevented from remaining in the aqueous phase. Can be.

【0034】また、これら中性フェノール、フェノール
−クロロホルム以外に、ヌクレオチドを除去することが
できるものであれば、例えば、置換フェノール、フェノ
ール樹脂などを用いてもよい。フェノールは揮発性が高
く、また刺激臭を有するため、フェノールに代えて、フ
ェノールに置換基が挿入された置換フェノールや樹脂と
して加工されているフェノール樹脂などを用いることに
より環境面、取扱いの容易さの面から有利となる。
In addition to these neutral phenols and phenol-chloroform, for example, substituted phenols and phenol resins may be used as long as they can remove nucleotides. Phenol is highly volatile and has an irritating odor, so using phenol resin instead of phenol instead of phenol with a substituted phenol or a phenol resin processed as a resin makes it environmentally friendly and easy to handle. This is advantageous in terms of.

【0035】上記フェノール試薬添加後、反応液2とフ
ェノール試薬3とを攪拌し、懸濁液とする。この攪拌操
作は、ミキサーなどを用いて行ってもよく、また、ピペ
ットにより吸引、吐出を繰り返すピペッティング操作に
より実行してもよい。
After the addition of the phenol reagent, the reaction solution 2 and the phenol reagent 3 are stirred to form a suspension. This stirring operation may be performed using a mixer or the like, or may be performed by a pipetting operation in which suction and discharge are repeated with a pipette.

【0036】上記攪拌後、攪拌液4は加温され、攪拌液
4を水相とフェノール層とに分離させる。この加温時の
温度は、攪拌液を水相とフェノール層とに分離し得る温
度、例えば、40度以上とすることができる。但し、高
温にし過ぎると未反応のヌクレオチドの除去能が低下し
水相に混在する傾向があるため、加温時の温度は、好ま
しくは、上限80度とすることがよく、さらに好ましく
は、上限60度とする。
After the above stirring, the stirring liquid 4 is heated to separate the stirring liquid 4 into an aqueous phase and a phenol layer. The temperature at the time of this heating can be a temperature at which the stirring liquid can be separated into an aqueous phase and a phenol layer, for example, 40 ° C. or more. However, if the temperature is too high, the ability to remove unreacted nucleotides tends to decrease and tend to coexist in the aqueous phase. Therefore, the temperature at the time of heating is preferably set to an upper limit of 80 degrees, more preferably an upper limit. 60 degrees.

【0037】また加温時間は加温温度にもよるが、加温
温度が40〜60℃であれば、攪拌液を十数秒程度、よ
り確実には30秒程度、上記温度下で保持する。
Although the heating time depends on the heating temperature, if the heating temperature is 40 to 60 ° C., the stirring liquid is maintained at the above temperature for about ten and several seconds, more certainly for about 30 seconds.

【0038】なお、上記加温操作は、必ずしも攪拌工程
後に開始する場合に限らず、攪拌工程とともに又はその
前に開始し、攪拌工程終了時には、攪拌液が所定の加温
温度に達した状態にすることもできる。このように加温
操作を攪拌工程と同時に又はその前に開始することによ
り、攪拌工程と加温工程とを二段階に分けて操作を行う
場合に比して、時間的な面で効率化を図ることも可能で
ある。
The heating operation is not necessarily started after the stirring step, but is started with or before the stirring step. When the stirring step is completed, the stirring liquid is brought into a state where the stirring liquid has reached a predetermined heating temperature. You can also. By starting the heating operation at the same time as or before the stirring step, the efficiency in terms of time is improved as compared to the case where the stirring step and the heating step are performed in two stages. It is also possible to aim.

【0039】上記加温工程が終了すると、容器1内の液
は水相5とフェノール層6とに分離され、これらの間に
肉眼では認識できない場合もあるが中間層7が形成され
る。すなわち、この加温工程により遠心分離器等を用い
ることなく水相とフェノール層とに簡便に分離させるこ
とが可能となる。
When the above-mentioned heating step is completed, the liquid in the container 1 is separated into an aqueous phase 5 and a phenol layer 6, and an intermediate layer 7 is formed between the aqueous phase 5 and the phenol layer 6 in some cases. That is, the heating step makes it possible to easily separate the aqueous phase and the phenol layer without using a centrifuge or the like.

【0040】そして、上記において分離された水相5に
は、目的とする核酸断片が含有され、また、除去したい
未反応のヌクレオチドは、ポリメラーゼなどの不必要と
なった蛋白質とともに中間層7に移行することになる。
このため、最終的に、上記水相5を回収することによ
り、核酸断片を選択的に回収することでき、合成DNA
を電気泳動等により解析する際に泳動像の読み取りを困
難にさせるような未反応のヌクレオチドが除去される。
その結果、この水相5中の核酸断片を用いてシークエン
スなどの解析を行うことにより、解析精度の向上等を図
ることが可能となる。
The aqueous phase 5 separated above contains the target nucleic acid fragment, and unreacted nucleotides to be removed are transferred to the intermediate layer 7 together with unnecessary proteins such as polymerase. Will do.
Therefore, finally, the nucleic acid fragment can be selectively recovered by recovering the aqueous phase 5, and the synthetic DNA
Unreacted nucleotides that make it difficult to read an electrophoretic image when analyzing by electrophoresis or the like are removed.
As a result, by performing analysis such as a sequence using the nucleic acid fragments in the aqueous phase 5, it is possible to improve analysis accuracy and the like.

【0041】[第二の実施形態]本実施形態では、上記第
一の実施形態の核酸断片の分離方法を核酸シークエンス
の前処理に利用した場合を説明する。
[Second Embodiment] In this embodiment, a case will be described in which the method for separating nucleic acid fragments of the first embodiment is used for pretreatment of a nucleic acid sequence.

【0042】先ず、本実施形態において分離対象となる
シークエンス用断片の合成について図2を用いて簡単に
説明する。
First, the synthesis of a sequence fragment to be separated in the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.

【0043】図2(A)に示すように、シークエンス用
断片は、出発材料として、鋳型DNA、この鋳型DNA
と相補するプライマー、dNTP(デオキシヌクレオチ
ド;dATP、dCTP、dGTP、dTTPの混合
物)、さらにポリメラーゼとバッファーが混合され、こ
の混合液は、例えば96穴のプレート10の中の4つの
穴12にそれぞれ添加される。そして、この4つの穴1
2に、さらに異なる一種類のジデオキシヌクレオチド
(ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTPの
いずれか)がそれぞれ添加される。
As shown in FIG. 2A, a fragment for sequencing was prepared by using a template DNA,
Primer, dNTP (deoxynucleotide; a mixture of dATP, dCTP, dGTP, dTTP), a polymerase and a buffer are mixed, and this mixture is added to each of four wells 12 in a 96-well plate 10, for example. Is done. And these four holes 1
2, a different kind of dideoxynucleotide (any one of ddATP, ddCTP, ddGTP and ddTTP) is added.

【0044】シークエンス用断片は、最終的に断片を視
覚化し得るように標識が行われるが、この標識方法とし
ては、内部標識法と末端標識法のいずれを用いてもよ
い。例えば、内部標識法では、上記dNTPのうち少な
くとも一種類の塩基が放射線や蛍光で標識されたものが
用いられる。また、末端標識法では、上記プライマーも
しくはターミネータがあらかじめ放射線又は蛍光で標識
されたものが用いられる。
The fragments for sequencing are labeled so that the fragments can be finally visualized. As the labeling method, either the internal labeling method or the end labeling method may be used. For example, in the internal labeling method, at least one type of base among the above-mentioned dNTPs is labeled with radiation or fluorescence. In the end labeling method, a primer or a terminator in which the above-mentioned primer or terminator is previously labeled with radiation or fluorescence is used.

【0045】上記において反応液が反応プレート10上
で調製された後、ポリメラーゼによるDNA合成反応が
行われる。このDNA合成反応では、プライマーの3’
末端に鋳型DNAと相補するヌクレオチドが次々組み込
まれ、鎖が伸長する。しかし、この鎖伸長過程で3’末
端に水酸基のないジデオキシヌクレオチドが組み込まれ
ると、次のヌクレオチドが結合できず鎖伸長が特異的に
停止する。このようにジデオキシヌクレオチドが組み込
まれた位置の相違から、図2(B)に示すように各穴1
2内では、種々の長さの核酸断片が生成される。
After the reaction solution is prepared on the reaction plate 10 as described above, a DNA synthesis reaction is performed by a polymerase. In this DNA synthesis reaction, 3 ′ of the primer
Nucleotides complementary to the template DNA are successively incorporated into the ends, and the chain is extended. However, if a dideoxynucleotide without a hydroxyl group is incorporated at the 3 ′ end during the chain extension process, the next nucleotide cannot be bound and the chain extension is specifically stopped. Due to the difference in the position where the dideoxynucleotide was incorporated, as shown in FIG.
Within 2, nucleic acid fragments of various lengths are generated.

【0046】次に、ここで生成された核酸断片から混在
するヌクレオチドを除去するために前処理が行われる。
Next, a pretreatment is performed to remove nucleotides mixed in from the nucleic acid fragments generated here.

【0047】このヌクレオチドを除去するための前処理
は、上記第一の実施形態に示したフェノール試薬を用い
た核酸分離方法に基づいて行われる。さらに、ここでは
核酸シークエンス前処理装置により、この前処理を自動
化して行う場合を示す。図3、4には、核酸シークエン
ス前処理装置の正面図と平面図をそれぞれ示す。
The pretreatment for removing the nucleotide is performed based on the nucleic acid separation method using a phenol reagent described in the first embodiment. Further, here, a case is shown in which this pretreatment is performed automatically by a nucleic acid sequence pretreatment device. 3 and 4 show a front view and a plan view of the nucleic acid sequence pretreatment device, respectively.

【0048】図3、4に示すように装置内の基板13上
には、準備ブロック14が備えられ、この準備ブロック
14には、チップラック16、フェノール試薬を収容し
た試薬ラック18が配置されている。この試薬ラック1
8に収容されるフェノール試薬としては、上述した第一
の実施形態と同様に中性フェノール、フェノール−クロ
ロホルム等を用いることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, a preparation block 14 is provided on a substrate 13 in the apparatus. In the preparation block 14, a chip rack 16 and a reagent rack 18 containing a phenol reagent are arranged. I have. This reagent rack 1
Neutral phenol, phenol-chloroform, and the like can be used as the phenol reagent contained in 8, as in the first embodiment described above.

【0049】基板13上には、上記準備ラック14に隣
接して攪拌ブロック20が備えられ、この攪拌ブロック
20には、上記シークエンス反応後の反応液が収容され
たプレート10が載置される。この攪拌ブロック20で
は、プレート10内の反応液に後述する分注器24によ
りフェノール試薬が添加され、ここで攪拌が行われる。
なお、この攪拌ブロック20における攪拌操作は、この
攪拌ブロックにミキサーなどを備えて行うこともできる
が、ここでは後述する分注器により攪拌を実施すること
としている。なお、攪拌操作については、後に詳述す
る。
On the substrate 13, a stirring block 20 is provided adjacent to the preparation rack 14, and the plate 10 containing the reaction solution after the sequence reaction is placed on the stirring block 20. In the stirring block 20, a phenol reagent is added to a reaction solution in the plate 10 by a dispenser 24 described later, and stirring is performed here.
The stirring operation in the stirring block 20 can be performed by providing the stirring block with a mixer or the like. Here, the stirring is performed by a dispenser described later. The stirring operation will be described later in detail.

【0050】攪拌ブロック20に隣接して基板13上に
は、ヒートブロック22が設けられている。このヒート
ブロック22では、攪拌ブロック20で攪拌が行われた
攪拌液が移送され、この場所で攪拌液の加温が行われ
て、攪拌液が水相とフェノール層とに分離させる。
A heat block 22 is provided on the substrate 13 adjacent to the stirring block 20. In the heat block 22, the stirring liquid stirred in the stirring block 20 is transferred, and the stirring liquid is heated in this place to separate the stirring liquid into an aqueous phase and a phenol layer.

【0051】このヒートブロック22における温度は、
攪拌液を水相とフェノール層とに分離させ得る温度、例
えば、40度〜80度、好ましくは、40度〜60度と
なるように調節される。また、必要に応じて、タイマー
等が設けられ、加温時間が制御される。攪拌液を水相と
フェノール層に分離させるためには、少なくとも十数秒
間、より確実には30秒程度、加温温度で保持すること
が必要である。そのため、このタイマーを設置すること
により、加温操作を確実に実施することができる。
The temperature in the heat block 22 is:
The temperature is adjusted so as to be a temperature at which the stirring liquid can be separated into an aqueous phase and a phenol layer, for example, 40 to 80 degrees, preferably 40 to 60 degrees. In addition, a timer or the like is provided as needed to control the heating time. In order to separate the stirring liquid into the aqueous phase and the phenol layer, it is necessary to maintain the heating temperature for at least ten and several seconds, more surely for about 30 seconds. Therefore, by installing this timer, the heating operation can be reliably performed.

【0052】一方、基板13の上部には、分注器24が
備えられている。この分注器24は、先端が基板13に
向けて、ガイドレール26に左右方向に移動可能に、昇
降可能に保持されている。また、このガイドレール26
自体は、その両端が固定部28に前後方向にスライド可
能に支持されている。そのため、分注器24は、装置の
内部を前後左右自在に移動可能とされ、攪拌ラック20
への試薬の移送、反応液への分注及び後述する攪拌操作
を実行可能に構成されている。
On the other hand, a dispenser 24 is provided above the substrate 13. The dispenser 24 is held on a guide rail 26 such that the tip thereof can be moved in the left-right direction toward the substrate 13 and can be moved up and down. Also, this guide rail 26
The body itself is supported by the fixed portion 28 so as to be slidable in the front-rear direction. For this reason, the dispenser 24 can be freely moved back and forth and right and left inside the apparatus, and
It is configured to be able to execute transfer of a reagent to the reaction solution, dispensing to a reaction solution, and a stirring operation described later.

【0053】以下、上記前処理装置の動作について図6
を用いて説明する。
Hereinafter, the operation of the pre-processing apparatus will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0054】上記シークエンス反応が終了した反応液が
収容されたプレート10が、攪拌ブロック20に配置さ
れる。また、準備ブロック14には、チップラック1
6、試薬ラック18が載置される。これらの準備が完了
すると、分注器24は、攪拌ブロック上のプレート10
に試薬ラック18からフェノール試薬を移送する。
The plate 10 containing the reaction solution after the completion of the sequence reaction is placed in the stirring block 20. The preparation block 14 includes the chip rack 1
6. The reagent rack 18 is placed. When these preparations are completed, the dispenser 24 moves the plate 10 on the stirring block.
The phenol reagent is transferred from the reagent rack 18 to the phenol reagent.

【0055】分注器24による試薬の移送は、先ず、分
注器24が、ガイドレール26に案内されて、前記準備
ブロック14のチップラック16の上部に配置され、降
下してチップ16aを取り付け、上昇する。次に、試薬
ラック18の上部まで案内され、その位置で降下してフ
ェノール試薬を吸引する。試薬を吸引した分注器24
は、次いで攪拌ブロックの分注するプレート10の上部
まで移動し下降して、吸引したフェノール試薬を分注す
る(S01)。
For the transfer of the reagent by the dispenser 24, first, the dispenser 24 is guided by the guide rail 26, placed on the chip rack 16 of the preparation block 14, and lowered to attach the chip 16a. ,To rise. Next, the phenol reagent is guided to the upper part of the reagent rack 18 and descends at that position to suck the phenol reagent. Dispenser 24 that aspirated reagent
Then, the phenol reagent moves to the top of the plate 10 to be dispensed in the stirring block and descends to dispense the sucked phenol reagent (S01).

【0056】分注器24により試薬の分注が完了する
と、図5に示すように分注器24は、プレート10の穴
12内の反応液とフェノール試薬とが混合された混合液
を吸引、吐出しを繰り返して、混合液の攪拌を行う(S
02)。
When the dispensing of the reagent by the dispenser 24 is completed, the dispenser 24 aspirates the mixed solution obtained by mixing the reaction solution in the hole 12 of the plate 10 and the phenol reagent, as shown in FIG. The mixture is stirred by repeating the discharge (S
02).

【0057】攪拌された混合液は、次いで、ヒートブロ
ック22に移送される(S03)。このヒートブロック
22への移送は、例えば、分注器24を用いて行うこと
もできる。また、図3、4には示していないアーム手段
等を用いてプレート10のままヒートブロック22に移
送することもできる。
Next, the stirred liquid mixture is transferred to the heat block 22 (S03). The transfer to the heat block 22 can be performed by using, for example, a dispenser 24. Alternatively, the plate 10 can be transferred to the heat block 22 using the arm means or the like not shown in FIGS.

【0058】ヒートブロック22に移送された混合液は
上記所定の加温温度下で加温されて、水相とフェノール
層とに分離される(S04)。そして、このうち水相を
回収して(S05)、続くシークエンス解析に利用され
る。このように加温操作により、水相とフェノール層と
に分離させることにより、遠心分離器のような大型化す
る傾向にある機器を備えることなく、上記分離操作を実
行することができる。
The mixed solution transferred to the heat block 22 is heated at the above-mentioned predetermined heating temperature and separated into an aqueous phase and a phenol layer (S04). Then, the aqueous phase is collected (S05), and used for the subsequent sequence analysis. By separating the aqueous phase and the phenol layer by the heating operation in this way, the above-described separation operation can be performed without providing a device such as a centrifuge that tends to be large.

【0059】上記一連の前処理操作により得られた水相
は、図2(D)に示すように、電気泳動に供され、泳動
パターンからシークエンスの決定が行われる。特に、本
実施形態では、前処理により泳動結果の読み取りを阻害
する未反応のヌクレオチド、さらには蛋白質が除去され
ているため、精度が高く、より長いシークエンス長のの
読み取りを可能にすることができる。
The aqueous phase obtained by the above series of pretreatment operations is subjected to electrophoresis as shown in FIG. 2D, and the sequence is determined from the migration pattern. In particular, in the present embodiment, since unreacted nucleotides that inhibit reading of the electrophoresis result by the pretreatment and further proteins are removed, the accuracy is high, and reading of a longer sequence length can be performed. .

【0060】なお、ここでは第一の実施形態の核酸分離
方法を核酸シークエンスの前処理に利用した前処置装置
として説明したが、この装置をPCRなどの核酸増幅装
置の未反応のヌクレオチドを除去する装置として利用す
ることもできる。
Although the nucleic acid separation method of the first embodiment has been described as a pretreatment device used for pretreatment of a nucleic acid sequence, this device removes unreacted nucleotides of a nucleic acid amplification device such as PCR. It can also be used as a device.

【0061】また、本実施形態では、攪拌ブロック20
とヒートブロック22とを別に設けたが、これらブロッ
クを一体化させることもできる。この場合には、反応液
とフェノール試薬との攪拌操作を行う間は、常温等に保
持し、攪拌終了後にそのブロックの温度を上昇させて、
混合液を加温し、水相とフェノール層とに分離させるこ
とができる。
In this embodiment, the stirring block 20
Although the heat block 22 and the heat block 22 are provided separately, these blocks may be integrated. In this case, while performing the stirring operation of the reaction solution and the phenol reagent, the temperature is maintained at room temperature or the like, and after the stirring, the temperature of the block is increased.
The mixture can be heated and separated into an aqueous phase and a phenol layer.

【0062】[0062]

【実施例】本発明の核酸分離方法を実施例を用いてより
詳細に説明する。ここでは、本方法を核酸シークエンス
前処理方法に用いた場合を示す。
EXAMPLES The nucleic acid separation method of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Here, a case where the present method is used for a nucleic acid sequence pretreatment method is shown.

【0063】1.シークエンス用断片の合成 鋳型DNA、プライマー、蛍光標識されたdNTP、ポ
リメラーゼ、バッファーを混合した混合液を4つ準備
し、これらに異なる1種類のddNTPを添加した。こ
のセットを複数準備し、それぞれポリメラーゼ反応を行
わせてシークエンス用断片を生成した。
1. Synthesis of Fragment for Sequencing Four mixed solutions in which a template DNA, a primer, a fluorescently labeled dNTP, a polymerase, and a buffer were mixed were prepared, and one different ddNTP was added thereto. A plurality of this set was prepared, and a polymerase reaction was performed on each of the sets to generate a fragment for sequencing.

【0064】2.前処理 上記において生成されたシークエンス用断片のセットに
ついて前処理を行い、ヌクレオチドの除去を行った。こ
の前処理方法としては、本実施例によるフェノール試薬
による前処理を行った。
2. Pretreatment Pretreatment was performed on the set of sequencing fragments generated above to remove nucleotides. As the pretreatment method, the pretreatment with the phenol reagent according to the present example was performed.

【0065】フェノール試薬による前処理では、上記合
成反応後の反応液に、同量の中性フェノールを添加し、
攪拌後、50℃に加温して水相とフェノール層とに分離
させた。このうち、水相を回収して、以下のシークエン
ス決定に用いた。
In the pretreatment with the phenol reagent, the same amount of neutral phenol is added to the reaction solution after the above synthesis reaction,
After stirring, the mixture was heated to 50 ° C. and separated into an aqueous phase and a phenol layer. The aqueous phase was collected and used for the following sequence determination.

【0066】また同時に、比較対照として従来のエタノ
ール処理、カラムによる精製処理を行ったもの、さら
に、未処理のものを準備した。この比較対照であるエタ
ノール沈殿による前処理は、通常のエタノール沈殿法を
利用した。すなわち、上記反応液に100%エタノール
を添加し、氷上放置し、その後、遠心分離を行い、沈さ
を回収し、その沈さを緩衝液により懸濁させた。
At the same time, a sample which had been subjected to conventional ethanol treatment and a column purification treatment and a sample which had not been treated were prepared as comparative controls. The pretreatment by ethanol precipitation as a comparative control utilized a normal ethanol precipitation method. That is, 100% ethanol was added to the above reaction solution, left on ice, and then centrifuged to collect the sediment, and the sediment was suspended in a buffer.

【0067】同様に他の比較対照であるカラムを用いた
処理では、上記反応液を50μl程度に希釈し、QIA qu
ick カラム(QIAGEN Nucleotide Removal Kit)に添加し
て、一定の時間経過後の溶出液を回収し、この回収液を
濃縮するために上記エタノール沈殿処理を行った。
Similarly, in the treatment using a column as another comparative control, the above reaction solution was diluted to about 50 μl, and the QIA qu
The eluate was added to an ick column (QIAGEN Nucleotide Removal Kit), and after a certain period of time, the eluate was collected. The ethanol precipitation was performed to concentrate the eluate.

【0068】3.シークエンス決定工程 シークエンス決定は、自動シークエンサー(LICOR Mode
l 4200 DNAシークエンサー)を用いて行った。上記にお
いて種々の方法で前処理を行ったサンプル液を、シーク
エンサーの電気泳動ゲルのウェルにそれぞれ注入し、電
気泳動を開始して、泳動パターン(シークエンスラダ
ー)を記録した。なお、図7には、プライマーから1〜
300bp付近の泳動パターンを示す。
3. Sequence determination process The sequence determination is performed using an automatic sequencer (LICOR Mode
l 4200 DNA sequencer). The sample solutions pretreated by the various methods described above were respectively injected into wells of an electrophoresis gel of a sequencer, electrophoresis was started, and an electrophoresis pattern (sequence ladder) was recorded. In addition, in FIG.
The migration pattern around 300 bp is shown.

【0069】図7において、図面に向かって左端に示す
未処理の反応液の泳動パターン(サンプル1)では、1
〜300bp付近において、未反応のヌクレオチドによ
る団子状のシグナルが複数出現し、周辺のバンドの読み
取りが極めて困難であることが示されている。また、図
7には示されていないが300bp以上の部分では、未
処理のヌクレオチドによるシグナルは出現しないもの
の、各バンドが尾を引いた像となりバンド間が接近した
部分では重なり合って読み取りが困難であった。
In FIG. 7, the electrophoresis pattern (sample 1) of the untreated reaction solution shown at the left end of the drawing is 1
Around 300300 bp, a plurality of dumpling-like signals due to unreacted nucleotides appeared, indicating that it was extremely difficult to read surrounding bands. Although not shown in FIG. 7, in the portion of 300 bp or more, although no signal due to untreated nucleotides does not appear, each band becomes an image with a tail, and in the portion where the bands are close to each other, it is difficult to read due to overlapping. there were.

【0070】また、エタノール処理による前処理(サン
プル4、5)では、未反応のヌクレオチドによるシグナ
ルは減少したが、完全に消失するには至らなかった。ま
た、全体的にラダー状のバンドのシグナル強度も低下
し、各ヌクレオチド(レーン)においてシグナル強度が
不均一なためシークエンス決定可能な範囲を狭める結果
となった。また、カラムを用いた前処理(サンプル6、
7)では、エタノール処理による前処理にも増して、処
理後の断片の回収率が低下し各バンドのシグナル強度が
著しく減少した。また、各ヌクレオチド(レーン)にお
いてシグナル強度が不均一なためシークエンス決定が困
難である。
In the pretreatment by the ethanol treatment (samples 4 and 5), the signal due to unreacted nucleotides decreased, but did not completely disappear. In addition, the signal intensity of the ladder-like band as a whole also decreased, and the signal intensity was uneven in each nucleotide (lane), resulting in a narrower range in which the sequence could be determined. In addition, pretreatment using a column (sample 6,
In 7), the recovery rate of the fragment after the treatment was reduced, and the signal intensity of each band was significantly reduced as compared with the pretreatment by the ethanol treatment. In addition, it is difficult to determine the sequence because the signal intensity is uneven in each nucleotide (lane).

【0071】これに対し、本実施例のフェノール試薬を
用いた処理(サンプル2、3)では、1〜300bp付
近における未反応のヌクレオチドによるシグナルは完全
に消失し、かつ、各バンドの分離能が向上し鮮明なラダ
ーバンドが得られた。また、各バンドのシグナル強度が
均一で、その低下率もバンドの読み取りに支障のない範
囲の低下であり、非常に良好な前処理であることが示さ
れた。
On the other hand, in the treatment using the phenol reagent of this example (samples 2 and 3), the signal due to unreacted nucleotides in the vicinity of 1 to 300 bp completely disappeared, and the resolution of each band was reduced. An improved and clear ladder band was obtained. In addition, the signal intensity of each band was uniform, and the rate of decrease was within a range that would not interfere with band reading, indicating that the pretreatment was very good.

【0072】なお、上記未処理の泳動パターンでは、通
常未反応のヌクレオチドは泳動の先端部分に出現するこ
ととなるが、図7に示す結果では、200bp付近に団
子状に出現した。このことは未反応のヌクレオチドとポ
リメラーゼなどの蛋白質が塊となっていることが予想さ
れる。従って、本実施例のフェノール処理では、一つの
操作で、ヌクレオチドと蛋白質とを同時に除去すること
ができることをも示している。
In the untreated electrophoresis pattern, unreacted nucleotides usually appear at the leading end of electrophoresis, but in the results shown in FIG. 7, they appeared in a cluster around 200 bp. This suggests that unreacted nucleotides and proteins such as polymerases are clustered. Therefore, it is also shown that the phenol treatment of this example can remove nucleotides and proteins simultaneously by one operation.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、合成後の
核酸断片を失うことなく、未反応のヌクレオチドを取り
除くことが可能となることから、精度の高いシークエン
ス解析等の核酸分析を可能とする。特に、本発明では、
遠心分離のような煩わしい操作を行うことなく、簡便な
操作により目的の核酸断片を回収でき、大量なサンプル
の処理などに有利となる。
As described above, according to the present invention, unreacted nucleotides can be removed without losing the synthesized nucleic acid fragments, so that nucleic acid analysis such as high-precision sequence analysis can be performed. And In particular, in the present invention,
The target nucleic acid fragment can be recovered by a simple operation without performing a cumbersome operation such as centrifugation, which is advantageous for processing a large number of samples.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第一の実施形態の核酸断片分離方法の概略を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a nucleic acid fragment separation method according to a first embodiment.

【図2】 第二の実施形態の核酸シークエンス前処理方
法を含むシークエンス決定操作の一連の工程を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a series of steps of a sequence determination operation including a nucleic acid sequence pretreatment method according to a second embodiment.

【図3】 第二の実施形態における核酸シークエンス前
処理装置の正面図である。
FIG. 3 is a front view of a nucleic acid sequence pretreatment device according to a second embodiment.

【図4】 第二の実施形態における核酸シークエンス前
処理装置の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a nucleic acid sequence pretreatment device according to a second embodiment.

【図5】 第二の実施形態における核酸シークエンス前
処理装置における攪拌操作を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a stirring operation in a nucleic acid sequence pretreatment device according to a second embodiment.

【図6】 第二の実施形態における核酸シークエンス前
処理装置の動作を示す工程図である。
FIG. 6 is a process chart showing the operation of the nucleic acid sequence pretreatment device according to the second embodiment.

【図7】 実施例における各前処理操作を行った後のサ
ンプルを電気泳動を行った際の1〜300bp付近のラ
ダーバンドを示す図である。
FIG. 7 is a view showing a ladder band around 1 to 300 bp when a sample after performing each pretreatment operation in the example is subjected to electrophoresis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 反応液、3 フェノール試薬、5 水相、6 フェ
ノール層、10 反応プレート、14 準備ブロック、
16 チップラック、18 試薬ラック、20攪拌ブロ
ック、22 ヒートブロック、24 分注器。
2 reaction solution, 3 phenol reagent, 5 aqueous phase, 6 phenol layer, 10 reaction plate, 14 preparation block,
16 chip racks, 18 reagent racks, 20 stirring blocks, 22 heat blocks, 24 dispensers.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋳型核酸を含む水溶液にプライマー及び
ヌクレオチドを添加しポリメラーゼ存在下で前記プライ
マーから鎖伸長反応を行わせて合成された核酸断片を未
反応のヌクレオチドから分離する方法であって、 前記鎖伸長反応終了後の反応液をフェノール試薬と混合
し、攪拌する攪拌工程と、 前記反応液とフェノール試薬との混合液を加温する加温
工程と、を含み、 前記加温工程により前記反応液とフェノール試薬との混
合液を水相とフェノール層とに分離させ、該水相を回収
することにより前記核酸断片が未反応のヌクレオチドか
ら分離されることを特徴とする核酸断片の分離方法。
1. A method for separating a synthesized nucleic acid fragment from unreacted nucleotides by adding a primer and a nucleotide to an aqueous solution containing a template nucleic acid and performing a chain extension reaction from the primer in the presence of a polymerase, A stirring step of mixing and stirring the reaction solution after completion of the chain extension reaction with the phenol reagent, and a heating step of heating a mixture of the reaction solution and the phenol reagent; A method for separating nucleic acid fragments, comprising separating a mixture of a liquid and a phenol reagent into an aqueous phase and a phenol layer, and collecting the aqueous phase to separate the nucleic acid fragments from unreacted nucleotides.
【請求項2】 前記加温工程において、前記混合液が4
0度〜80度に加温されることを特徴とする請求項1に
記載の核酸断片の分離方法。
2. The method according to claim 1, wherein the heating is performed in the heating step.
The method for isolating a nucleic acid fragment according to claim 1, wherein the method is heated to 0 to 80 degrees.
【請求項3】 前記加温工程が、攪拌工程後に行われる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の核酸断片の分
離方法。
3. The method for separating nucleic acid fragments according to claim 1, wherein the heating step is performed after the stirring step.
【請求項4】 前記核酸断片が、核酸配列決定用のシー
クエンス用断片であり、 前記ヌクレオチドが、デオキシリボヌクレオチド又はジ
デオキシリボヌクレオチドであること特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の核酸断片の分離方法。
4. The nucleic acid fragment according to claim 1, wherein the nucleic acid fragment is a sequencing fragment for determining a nucleic acid sequence, and the nucleotide is a deoxyribonucleotide or a dideoxyribonucleotide. Separation method.
【請求項5】 前記デオキシリボヌクレオチド又はジデ
オキシリボヌクレオチドが標識されていることを特徴と
する請求項4に記載の核酸断片の分離方法。
5. The method for separating nucleic acid fragments according to claim 4, wherein the deoxyribonucleotide or dideoxyribonucleotide is labeled.
【請求項6】 鋳型核酸を含む水溶液にプライマー、デ
オキシリボヌクレオチド及びジデオキシリボヌクレオチ
ドを添加し、ポリメラーゼ存在下で前記プライマーから
鎖伸長反応を行わせて生成されたシークエンス用断片を
精製する核酸シークエンス前処理装置であって、 前記鎖伸長反応終了後の反応液をフェノール試薬と混合
し、攪拌する攪拌手段と、 前記反応液とフェノール試薬との混合液を加温する加温
手段と、を含むことを特徴とする核酸シークエンス前処
理装置。
6. A nucleic acid sequence pretreatment in which a primer, deoxyribonucleotide and dideoxyribonucleotide are added to an aqueous solution containing a template nucleic acid, and a chain extension reaction is performed from the primer in the presence of a polymerase to purify a fragment for sequencing generated. An apparatus, comprising: a stirring means for mixing and stirring the reaction solution after the completion of the chain extension reaction with a phenol reagent; and a heating means for heating a mixed solution of the reaction solution and the phenol reagent. Characteristic nucleic acid sequence pretreatment device.
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