JP2004108972A - Harmfulness of liquid diagnostic method - Google Patents

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JP2004108972A
JP2004108972A JP2002272867A JP2002272867A JP2004108972A JP 2004108972 A JP2004108972 A JP 2004108972A JP 2002272867 A JP2002272867 A JP 2002272867A JP 2002272867 A JP2002272867 A JP 2002272867A JP 2004108972 A JP2004108972 A JP 2004108972A
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dna
liquid
harmfulness
cells
solution
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JP2002272867A
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Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Aoyama
青山 光太郎
Hironori Nakamura
中村 裕紀
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To evaluate a harmfulness of a liquid under a certain criterion as well as shortening a processing time by an automatic diagnosis of a harmfulness. <P>SOLUTION: A diagnostic device 10 is constituted as follows: a vessel 12 is filled with a liquid and a microbe, and a cell immobilizing gel and a solution for cell dissolving/DNA rewinding is inpoured into the mixture; after the vessel 12 is set in a capillary electrophoretic device 22, a voltage is impressed by a voltage impressing device 28 so as to electrophorese a fragmented DNA in the vessel 12 into a capillary column 26; an absorbency measuring device 30 measures the light absorption of the electrophoresed fragmented DNA. Thereby, a defective degree of the DNA is analyzed and the harmfulness of the liquid can be diagnosed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体の有害性診断方法に係り、特に液体中の汚染物質による毒性及び有害性を、生物材料を用いて診断する液体の有害性診断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
生活環境中には、人為的に生産される合成化学物質や、処理によって生産される副生成物など、様々な化学物質が存在しており、これらの中には直接、有害性を引き起こす物質や、環境中で生物学的代謝や化学的変換によって生成する未知の有害性物質がある。これらが含まれる液体の有害性を評価するには、BODやCODなどの分析手法とともに、液体の有害性そのものを総合的に評価するバイオアッセイ(Bioassay)の利用が有効であり、各種の試験法が開発、実用化されている。
【0003】
バイオアッセイのうちの一つであるアルカリ性単細胞ゲル電気泳動法(コメットアッセイ)は、断片化されたDNAを電気泳動させ、流れ出たDNAを測定することで、試料のDNA損傷性を評価する手法である。特長としては検出感度が高い、短時間で検定が可能、少量のサンプルで試験が可能、個々の細胞レベルでのDNA損傷が定量できるなどが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このコメットアッセイを用いた従来のシステムは、まず、真核微生物(緑藻類、鞭毛虫、藻類など)を試料と混合させ、その細胞をスライドグラス上の寒天内に包埋させる。そして、界面活性剤を用いて細胞溶解させた後にアルカリ溶液に浸してDNAの巻き戻し(unwinding) を行い、電気泳動させる。次に、中和、染色後に蛍光顕微鏡を用いて観察および解析する。これにより、予測困難な汚染物質が含まれる水そのものの有害性を検出することができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−83120号公報(第2−3頁)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムは、液体の毒性評価がバッチ操作であるため、診断に時間がかかるとともに、有害性の自動診断が困難であるという問題があった。また、診断を観察によって行うため、観察者による評価のバラツキが生じるという問題もあった。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、処理時間を短縮するとともに、有害性の自動診断が可能であり、一定の基準で液体の有害性を評価できるので、診断の信頼性を向上できる液体の有害性診断方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、液体の有害性を単細胞ゲル電気泳動法で解析する液体の有害性診断方法において、前記液体に細胞を混合する細胞混合工程と、前記液体と前記細胞との混合液に固定化用ゲルを注入し、前記細胞を固定化する固定化工程と、前記混合液に溶解・巻き戻し溶液を注入することによって、前記固定化した細胞を溶解し、該溶解した細胞のDNAを巻き戻す溶解・巻き戻し工程と、前記巻き戻したDNAをキャピラリーカラム内に電気泳動させる電気泳動工程と、前記キャピラリーカラム内を電気泳動するDNAに検査光を照射し、前記DNAの損傷程度を解析する損傷解析工程と、を備えたことを特徴としている。
【0009】
本発明によれば、キャピラリーカラム内を電気泳動するDNAに検査光を照射し、DNAの損傷程度を解析するようにしたので、電気泳動工程と損傷解析工程を連続的に行うことができる。したがって、バッチ式で測定していた従来よりも測定時間を大幅に短縮することができる。また、本発明のように構成すれば、単細胞ゲル電気泳動法の中で自動化が難しいとされていた電気泳動工程と損傷解析工程を自動化することができるので、自動診断が可能となる。
【0010】
さらに、本発明によれば、検査光を照射した結果に基づいてDNAの損傷程度を解析するので、評価基準が常に一定であり、解析精度を向上させることができる。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、固定化工程、溶解・巻き戻し工程をマイクロリアクターで行うことを特徴としている。本発明によれば、マイクロリアクターを用いたので、装置を小型化することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る排水の有害性診断方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【0013】
図1は本発明に係る有害性診断方法を適用した診断装置の第1実施形態を示す構成図である。
【0014】
同図に示すように、診断装置10は、容器12を備えており、この容器12に排水供給管14が接続されている。試料である排水はこの排水供給管14を介して容器12に供給される。
【0015】
排水供給管14には微生物供給管16が接続されており、この微生物供給管16から微生物(例えばミドリムシ Euglena gracilis )が供給される。これにより、微生物が排水と混合された混合液が容器12に供給される。
【0016】
また、排水供給管14には、ゲル注入管18が接続されており、このゲル注入管18から細胞固定化用ゲルが注入される。これにより、前記混合液に細胞固定化用ゲルが注入され、約2〜5分で微生物の細胞が固定化される。この結果、細胞に含まれるDNAが保持されるので、細胞を溶解した際にDNAが流れ出すことを防止できる。
【0017】
また、容器12には、溶解・巻き戻し溶液注入管20が接続されており、この注入管20から溶解・巻き戻し溶液が注入される。これにより、固定化された細胞が溶解され、さらに溶解された細胞に含まれるDNAが巻き戻される。この結果、容器12内のDNAは、5〜20分で、断片化されて一本鎖になったDNA(以下、断片化DNAと称す)のみになる。なお、溶解・巻き戻し溶液を二種類の溶液に分けて、すなわち細胞溶解(Lysis) 溶液とDNA巻き戻し(unwinding) 溶液に分けて注入するようにしてもよい。
【0018】
容器12は、持ち運びできるようになっており、溶解・巻き戻し溶液を注入した後に、キャピラリー電気泳動装置22にセットされる。キャピラリー電気泳動装置22は主として、容器12、回収容器24、キャピラリーカラム26、電圧印加装置28、及び吸光度測定装置30で構成されている。回収容器24には、容器12内の溶液を同じ溶液が貯留される。
【0019】
キャピラリーカラム26は内径100μm以下の管であり、一端が容器12内の溶液に浸漬されるとともに、他端が回収容器24内の溶液に浸漬される。また、キャピラリーカラム26の内部には、容器12内や回収容器24内と同じ溶液が充填される。
【0020】
電圧印加装置28は、容器12内と回収容器24内に電極28A、28Bを有しており、両者の間に所定の電圧(例えば10〜30kv)を印加できるようになっている。この電圧印加装置28で電圧を印加すると、溶液中に含まれる断片化DNAが電気泳動して、キャピラリーカラム26内を移動する。このとき、断片化DNAは、大きさの差が移動速度の差となって表れ、小さいDNAほど早く移動する。そして、断片化DNAは、約2〜5分で吸光度測定装置30の位置を通過する。
【0021】
吸光度測定装置30は、キャピラリーカラム26を挟んで対向配置された光源30Aと検出部30Bから成り、光源30Aから検出部30Bに向けて検査光を照射し、この検出光を検出部30Bで受光する。そして、試料成分の紫外・可視吸収スペクトルを検出することにより、キャピラリーカラム26内を移動中のDNAの量を検出する。その際、キャピラリーカラム内を移動するDNAは、大きさによって移動速度が異なるので、retention timeを測定することによってDNA鎖長を確認できる。したがって、検出によって得られた検出ピーク面積により、それぞれ鎖長の異なるDNA量を検出できる。これにより、DNAの損傷程度を解析することができ、その結果、水そのものの有害性を診断することができる。
【0022】
次に吸光度の検出結果から水の有害性を診断する方法について図2、図3に基づいて説明する。図2、図3は上述した診断装置10を用いて、以下に示すように試験した結果である。
【0023】
この試験では、まず▲1▼サンプルである排水と試供微生物であるミドリムシを混合して暴露させる。次に▲2▼排水を取り除いた後に細胞溶解・DNAunwinding 溶液(pH13)を加えて一本鎖のDNAのみにする。次いで▲3▼サンプル溶液に対し、電圧をかけることでキャピラリーカラムに注入する。そして、▲4▼所定の条件(印加電圧−10kV、電流2mA、キャピラリー温度25℃、キャピラリーの内径75μm、キャピラリー有効長380mm、検出波長260nmの条件)で電気泳動を行い、各種分子量のDNAを分離する。▲5▼検出器部位において吸光度測定を行い、DNAの検出、評価を行う。
【0024】
このような試験を、ゴミ浸出水の原水(TOC濃度500mg/L)、10倍希釈水(TOC濃度50mg/L)、及び100倍希釈水(TOC濃度5mg/L)について行った。その結果をそれぞれ図2(a)〜図2(c)に示す。なお、図2(d)は、未処理で排出できる排水(TOC濃度0mg/L)を試験した結果を示している。また、比較例として、各サンプルにおいて断片化してないDNA(以下、非断片化DNAという)を試験し、その結果を断片化DNAの試験結果に並べて表示した。さらに、図2(a)〜(d)から得られた結果を表にまとめて図3に示す。
【0025】
図2(a)に示すように、ゴミ浸出水の原水は、断片化DNAの吸光度を測定した結果、大きな検出ピークが12個検出された。また、図3に示すように、断片化DNAは26ng/μL確認された。これにより、ゴミ浸出水の原水が有害であることが確認できる。
【0026】
また、図2(b)に示すように、ゴミ浸出水を10倍に薄めた場合、検出ピークは原水の場合より少ないが、5個検出されており、断片化DNAは8ng/μL存在した。これにより、10倍に希釈した場合にも有害性が確認された。
【0027】
図2(c)に示すように、ゴミ浸出水を100倍に薄めた場合には、断片化DNAの検出ピークが1個と減少し、図2(d)に示す未処理の条件と同様に殆どなくなっている。また、断片化DNAも2ng/μLしか確認できなかった。以上の結果から、試験で使用したゴミ浸出水は、100倍以上に薄めて排出すればよいことが分かる。
【0028】
このように断片化DNAを電気泳動させながら吸光度を測定すれば、水そのものの有害性を診断することができる。
【0029】
一方で、非断片化DNAは、希釈しても検出ピークが全く変化しない。したがって、水の有害性を診断するには、DNAを断片化して測定する必要がある。
【0030】
次に上記の如く構成された診断装置10の作用について説明する。
【0031】
キャピラリー電気泳動装置22は、断片化DNAを電気泳動させながら、その電気泳動中のDNAの吸光度を測定している。すなわち、DNAを電気泳動させる電気泳動工程と、DNAの損傷程度を解析する損傷解析工程を同時に行っている。したがって、測定時間を大幅に短縮することができる。
【0032】
また、診断装置10によれば、キャピラリー電気泳動装置22を用いて電気泳動工程と損傷解析工程を行うので、電気泳動工程と損傷解析工程を新たに自動化することができる。なお、その他の工程(すなわち、排水と細胞を混合する混合工程(或いは微生物処理工程)、細胞を固定化する固定化工程、及び、細胞の溶解とDNAの巻き戻しを行う溶解・巻き戻し工程)は従来より、自動化が可能である。これにより、全ての工程を自動化することができる。
【0033】
さらに、診断装置10によれば、DNAの損傷程度の解析を、吸光度の測定結果に基づいて行うので、常に一定の判断基準を有し、解析誤差を抑制できる。
【0034】
図4は、本発明に係る有害性診断方法を適用した診断装置の第2実施形態を示す構成図である。
【0035】
同図に示すように診断装置32はマイクロチップとなっており、マイクロリアクター34を備えている。このマイクロリアクター34には混合液注入管36、細胞溶解液注入管38、DNA巻き戻し溶液注入管40、キャピラリーカラム42、及び排水管44が接続されている。マイクロリアクター34は、各注入管36,38,40からの注入管を流すためと、注入液を混合するためのパイプ34a〜34fからなっている。また、マイクロリアクター34には、細胞固定化用のゲルが予め注入されている。
【0036】
上記の如く構成された診断装置32では、まず、マイクロリアクター34に混合液注入管36から排水と細胞との混合液を注入する。これにより、予め注入されている細胞固定化用ゲルによって、細胞が固定化される。次に、細胞溶解液注入管38から細胞溶解液を注入する。これにより、細胞の溶解が行われる。そして、DNA巻き戻し溶液注入管40からDNA巻き戻し溶液を注入し、DNAを断片化する。この場合、混合後の注入、細胞溶解液の注入、DNA巻き戻し溶液の注入を、それぞれの注入管に設けた注入ポンプとタイマー機構によって、注入の自動化を図ることが好ましい。
【0037】
次に、排水管44によって処理溶液を除去した後、再度ゲルを溶解する。そして、不図示の電圧印加装置を用いて印加することによって、断片化DNAをキャピラリーカラム42内に電気泳動させる。同時に、キャピラリーカラム42上に設けた吸光度測定装置46によって吸光度を測定する。これにより、断片化DNAの損傷程度を解析することができる。
【0038】
上述した診断装置32によれば、工程全体をマイクロチップ構造にすることができるので、装置を大幅に小型化することができる。例えばマイクロチップの一辺dを50mmにまで小型化することができる。
【0039】
また、診断装置32によれば、全ての工程を連続的に行うことができるので、自動診断が可能になるとともに、処理能力を大幅に向上させることができる。
【0040】
なお、診断装置32において、チップ上にキャピラリーカラム42を複数並べれば、一度に複数のサンプルを測定することも可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る液体の有害性診断方法によれば、キャピラリーカラム内を電気泳動するDNAに検査光を照射してDNAの損傷程度を解析するので、電気泳動工程と損傷解析工程を連続的に行うことができ、その結果、工程の自動化と測定時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る有害性診断方法を用いた診断装置の第1実施形態を示す構成図
【図2】試験結果の一例を示す図
【図3】図2の結果を示す図表
【図4】本発明に係る有害性診断方法を用いた診断装置の第2実施形態を示す構成図
【符号の説明】10…診断装置、12…容器、14…排水供給管、16…微生物供給管、18…ゲル注入管、20…溶解・巻き戻し溶液注入管、22…キャピラリー電気泳動装置、24…回収容器、26…キャピラリーカラム、28…電圧印加装置、30…吸光度測定装置、32…診断装置(マイクロチップ)、34…マイクロリアクター、36…混合液注入管、38…細胞溶解液注入管、40…DNA巻き戻し溶液注入管、42…キャピラリーカラム、44…排水管、46…吸光度測定装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for diagnosing harmfulness of a liquid, and more particularly to a method for diagnosing harmfulness of a liquid using a biological material to determine toxicity and harmfulness caused by contaminants in the liquid.
[0002]
[Prior art]
In the living environment, there are various chemical substances such as synthetic chemical substances produced artificially and by-products produced by processing. There are unknown harmful substances produced by biological metabolism and chemical conversion in the environment. In order to evaluate the harmfulness of a liquid containing these, it is effective to use a bioassay (Bioassay) for comprehensively evaluating the harmfulness of the liquid itself together with analytical methods such as BOD and COD. Has been developed and put into practical use.
[0003]
Alkaline single cell gel electrophoresis (comet assay), which is one of the bioassays, is a technique for evaluating the DNA damage of a sample by electrophoresing fragmented DNA and measuring the DNA that has flowed out. is there. Features include high detection sensitivity, quick assay, test with a small amount of sample, and quantification of DNA damage at the level of individual cells (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In a conventional system using this comet assay, first, a eukaryotic microorganism (green algae, flagellate, algae, etc.) is mixed with a sample, and the cells are embedded in agar on a slide glass. Then, the cells are lysed using a surfactant, and then immersed in an alkaline solution to perform unwinding of the DNA and electrophoresis. Next, after neutralization and staining, observation and analysis are performed using a fluorescence microscope. This makes it possible to detect the harmfulness of water itself that contains pollutants that are difficult to predict.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-83120 A (pages 2-3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional system has a problem in that the toxicity evaluation of the liquid is a batch operation, so that it takes a long time for the diagnosis and it is difficult to automatically perform the harmfulness diagnosis. In addition, since the diagnosis is performed by observation, there is a problem that the evaluation by the observer varies.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, shortens the processing time, enables automatic diagnosis of harmfulness, and can evaluate the harmfulness of a liquid based on a certain standard. It is an object of the present invention to provide a method for diagnosing the harmfulness of a liquid which can improve the harmfulness.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention according to claim 1 is a method for diagnosing liquid harm, which analyzes harmfulness of a liquid by single-cell gel electrophoresis, wherein a cell mixing step of mixing cells with the liquid, Dissolving the immobilized cells by injecting an immobilization gel into a liquid mixture of the cells and the cells and immobilizing the cells, and injecting a lysis / rewind solution into the mixture; Then, a lysis / rewinding step of unwinding the DNA of the lysed cells, an electrophoresis step of electrophoresing the unwound DNA in a capillary column, and irradiating test DNA to the DNA to be electrophoresed in the capillary column, And a damage analysis step of analyzing a degree of damage to the DNA.
[0009]
According to the present invention, the DNA to be electrophoresed in the capillary column is irradiated with the inspection light to analyze the degree of DNA damage, so that the electrophoresis step and the damage analysis step can be performed continuously. Therefore, the measurement time can be significantly reduced as compared with the conventional case where the measurement is performed by the batch method. Further, according to the configuration of the present invention, the electrophoresis step and the damage analysis step, which were considered to be difficult to automate in single-cell gel electrophoresis, can be automated, so that automatic diagnosis can be performed.
[0010]
Furthermore, according to the present invention, the degree of DNA damage is analyzed based on the result of irradiation with the inspection light, so that the evaluation criterion is always constant, and the analysis accuracy can be improved.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, the fixing step and the dissolving / unwinding step are performed in a microreactor. According to the present invention, since the microreactor is used, the size of the device can be reduced.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the method for diagnosing harmfulness of wastewater according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a diagnostic apparatus to which a hazard diagnosis method according to the present invention is applied.
[0014]
As shown in FIG. 1, the diagnostic apparatus 10 includes a container 12, and a drainage supply pipe 14 is connected to the container 12. Waste water as a sample is supplied to the container 12 through the drain supply pipe 14.
[0015]
The drainage supply pipe 14 is connected to a microorganism supply pipe 16 from which microorganisms (e.g., Euglena gracilis) are supplied. As a result, a mixture in which the microorganisms are mixed with the wastewater is supplied to the container 12.
[0016]
Further, a gel injection tube 18 is connected to the drainage supply tube 14, and a gel for fixing cells is injected from the gel injection tube 18. Thereby, the gel for cell immobilization is injected into the mixture, and the cells of the microorganism are immobilized in about 2 to 5 minutes. As a result, since the DNA contained in the cells is retained, it is possible to prevent the DNA from flowing out when the cells are lysed.
[0017]
Further, a dissolution / rewind solution injection tube 20 is connected to the container 12, and the dissolution / rewind solution is injected from the injection tube 20. Thereby, the fixed cells are lysed, and the DNA contained in the lysed cells is unwound. As a result, the DNA in the container 12 becomes only the fragmented single-stranded DNA (hereinafter, referred to as fragmented DNA) in 5 to 20 minutes. The lysis / rewind solution may be divided into two types of solutions, namely, a cell lysis (Lysis) solution and a DNA unwind (unwinding) solution.
[0018]
The container 12 is designed to be portable, and is set in the capillary electrophoresis apparatus 22 after injecting the dissolution / rewind solution. The capillary electrophoresis device 22 mainly includes a container 12, a collection container 24, a capillary column 26, a voltage application device 28, and an absorbance measurement device 30. The recovery container 24 stores the same solution as the solution in the container 12.
[0019]
The capillary column 26 is a tube having an inner diameter of 100 μm or less, and one end is immersed in the solution in the container 12 and the other end is immersed in the solution in the collection container 24. The inside of the capillary column 26 is filled with the same solution as in the container 12 and the collection container 24.
[0020]
The voltage application device 28 has electrodes 28A and 28B in the container 12 and the collection container 24, and can apply a predetermined voltage (for example, 10 to 30 kv) between the two. When a voltage is applied by the voltage applying device 28, the fragmented DNA contained in the solution is electrophoresed and moves in the capillary column 26. At this time, the difference in size of the fragmented DNA appears as a difference in moving speed, and the smaller the DNA, the faster it moves. Then, the fragmented DNA passes through the position of the absorbance measuring device 30 in about 2 to 5 minutes.
[0021]
The absorbance measurement device 30 includes a light source 30A and a detection unit 30B that are arranged to face each other with the capillary column 26 interposed therebetween, emits inspection light from the light source 30A to the detection unit 30B, and receives the detection light at the detection unit 30B. Then, the amount of DNA moving in the capillary column 26 is detected by detecting the ultraviolet / visible absorption spectrum of the sample component. At that time, since the DNA moving in the capillary column has a different moving speed depending on the size, the DNA chain length can be confirmed by measuring the retention time. Therefore, the amounts of DNA having different chain lengths can be detected based on the detection peak areas obtained by the detection. Thereby, the degree of DNA damage can be analyzed, and as a result, the harmfulness of water itself can be diagnosed.
[0022]
Next, a method for diagnosing the harmfulness of water from the detection results of the absorbance will be described with reference to FIGS. FIGS. 2 and 3 show the results of tests performed using the above-described diagnostic device 10 as described below.
[0023]
In this test, (1) a sample wastewater and a sample microorganism Euglena are mixed and exposed. Next, (2) after removing the waste water, a cell lysis / DNA unwinding solution (pH 13) is added to make only single-stranded DNA. Next, (3) the sample solution is injected into the capillary column by applying a voltage. Then, (4) electrophoresis is performed under predetermined conditions (applied voltage: -10 kV, current: 2 mA, capillary temperature: 25 ° C., capillary inner diameter: 75 μm, capillary effective length: 380 mm, detection wavelength: 260 nm) to separate DNAs of various molecular weights. I do. (5) The absorbance is measured at the detector site to detect and evaluate DNA.
[0024]
Such a test was performed on raw water (TOC concentration: 500 mg / L), 10-fold diluted water (TOC concentration: 50 mg / L), and 100-fold diluted water (TOC concentration: 5 mg / L). The results are shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), respectively. FIG. 2 (d) shows the results of testing untreated wastewater that can be discharged (TOC concentration: 0 mg / L). In addition, as a comparative example, unfragmented DNA (hereinafter, referred to as non-fragmented DNA) was tested in each sample, and the results were displayed alongside the test results of the fragmented DNA. Further, the results obtained from FIGS. 2A to 2D are summarized in a table and shown in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 2A, in the raw water of leachate leachate, as a result of measuring the absorbance of the fragmented DNA, 12 large detection peaks were detected. In addition, as shown in FIG. 3, 26 ng / μL of the fragmented DNA was confirmed. Thereby, it can be confirmed that the raw water of leachate leachate is harmful.
[0026]
Further, as shown in FIG. 2 (b), when the leachate leachate was diluted 10-fold, the number of detection peaks was smaller than that in the case of raw water, but five were detected, and fragmented DNA was present at 8 ng / μL. Thereby, harmfulness was confirmed even when diluted 10-fold.
[0027]
As shown in FIG. 2 (c), when the leachate leachate was diluted 100 times, the number of detection peaks of fragmented DNA was reduced to one, which was similar to the untreated condition shown in FIG. 2 (d). Almost gone. In addition, only 2 ng / μL of fragmented DNA was confirmed. From the above results, it can be seen that the leachate leachate used in the test should be discharged after diluting it 100 times or more.
[0028]
The harmfulness of water itself can be diagnosed by measuring the absorbance while electrophoresing the fragmented DNA in this manner.
[0029]
On the other hand, the detection peak of non-fragmented DNA does not change at all even when diluted. Therefore, in order to diagnose the harmfulness of water, it is necessary to fragment DNA for measurement.
[0030]
Next, the operation of the diagnostic device 10 configured as described above will be described.
[0031]
While electrophoresing the fragmented DNA, the capillary electrophoresis device 22 measures the absorbance of the DNA during the electrophoresis. That is, the electrophoresis step of electrophoresing DNA and the damage analysis step of analyzing the degree of DNA damage are performed simultaneously. Therefore, the measurement time can be significantly reduced.
[0032]
Further, according to the diagnostic device 10, the electrophoresis step and the damage analysis step are performed using the capillary electrophoresis apparatus 22, so that the electrophoresis step and the damage analysis step can be newly automated. Other steps (ie, a mixing step of mixing wastewater and cells (or a microorganism treatment step), an immobilization step of immobilizing cells, and a lysis / rewinding step of lysing cells and unwinding DNA) Can be automated than before. Thereby, all the steps can be automated.
[0033]
Furthermore, according to the diagnostic apparatus 10, since the analysis of the degree of DNA damage is performed based on the measurement result of the absorbance, the diagnostic apparatus 10 always has a fixed criterion and can suppress an analysis error.
[0034]
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of a diagnostic apparatus to which the hazard diagnostic method according to the present invention is applied.
[0035]
As shown in the figure, the diagnostic device 32 is a microchip and has a microreactor 34. The microreactor 34 is connected to a mixed solution injection tube 36, a cell lysis solution injection tube 38, a DNA rewind solution injection tube 40, a capillary column 42, and a drainage tube 44. The microreactor 34 includes pipes 34a to 34f for flowing the injection pipes from the respective injection pipes 36, 38, and 40 and for mixing the injection liquid. In addition, a gel for fixing cells is injected into the microreactor 34 in advance.
[0036]
In the diagnostic device 32 configured as described above, first, a mixed solution of drainage and cells is injected into the microreactor 34 from the mixed solution injection pipe 36. Thus, the cells are fixed by the cell fixing gel that has been injected in advance. Next, the cell lysate is injected from the cell lysate injection tube 38. As a result, the cells are lysed. Then, the DNA unwinding solution is injected from the DNA unwinding solution injection tube 40 to fragment the DNA. In this case, it is preferable to automate the injection after the mixing, the injection of the cell lysate, and the injection of the DNA unwinding solution by using an injection pump and a timer mechanism provided in each injection tube.
[0037]
Next, after the treatment solution is removed by the drain pipe 44, the gel is dissolved again. Then, the fragmented DNA is electrophoresed into the capillary column 42 by applying a voltage using a voltage application device (not shown). At the same time, the absorbance is measured by an absorbance measuring device 46 provided on the capillary column 42. Thereby, the degree of damage of the fragmented DNA can be analyzed.
[0038]
According to the diagnostic device 32 described above, since the entire process can be formed into a microchip structure, the size of the device can be significantly reduced. For example, one side d of the microchip can be reduced to 50 mm.
[0039]
Further, according to the diagnostic device 32, all the steps can be performed continuously, so that automatic diagnosis can be performed and the processing capability can be greatly improved.
[0040]
In the diagnostic device 32, if a plurality of capillary columns 42 are arranged on a chip, a plurality of samples can be measured at one time.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for diagnosing liquid harm according to the present invention, the DNA to be electrophoresed in the capillary column is irradiated with test light to analyze the degree of damage to the DNA. This can be performed continuously, and as a result, the process can be automated and the measurement time can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a diagnostic apparatus using a hazard diagnosis method according to the present invention; FIG. 2 is a diagram showing an example of test results; FIG. 3 is a table showing results of FIG. 2; 4 is a block diagram showing a second embodiment of the diagnostic apparatus using the hazard diagnostic method according to the present invention. [Description of References] 10 ... diagnostic apparatus, 12 ... container, 14 ... drain supply pipe, 16 ... microorganism supply pipe, 18: Gel injection tube, 20: Dissolution / rewind solution injection tube, 22: Capillary electrophoresis device, 24: Recovery container, 26: Capillary column, 28: Voltage application device, 30: Absorbance measurement device, 32: Diagnostic device (micro Chip), 34: microreactor, 36: mixed solution injection tube, 38: cell lysis solution injection tube, 40: DNA unwinding solution injection tube, 42: capillary column, 44: drain tube, 46: absorbance measuring device

Claims (2)

液体の有害性を単細胞ゲル電気泳動法で解析する液体の有害性診断方法において、
前記液体に細胞を混合する細胞混合工程と、
前記液体と前記細胞との混合液に固定化用ゲルを注入し、前記細胞を固定化する固定化工程と、
前記混合液に溶解・巻き戻し溶液を注入することによって、前記固定化した細胞を溶解し、該溶解した細胞のDNAを巻き戻す溶解・巻き戻し工程と、
前記巻き戻したDNAをキャピラリーカラム内に電気泳動させる電気泳動工程と、
前記キャピラリーカラム内を電気泳動するDNAに検査光を照射し、前記DNAの損傷程度を解析する損傷解析工程と、
を備えたことを特徴とする有害診断方法。
In a liquid hazard diagnosis method for analyzing the hazard of liquid by single-cell gel electrophoresis,
A cell mixing step of mixing cells with the liquid,
Injecting an immobilization gel into a liquid mixture of the liquid and the cells, an immobilization step of immobilizing the cells,
A lysis / rewind step of lysing the fixed cells by injecting a lysis / rewind solution into the mixture, and rewinding the DNA of the lysed cells;
An electrophoresis step of electrophoresing the unwound DNA in a capillary column,
A damage analysis step of irradiating the DNA to be electrophoresed in the capillary column with test light and analyzing a degree of damage of the DNA,
A harmful diagnosis method comprising:
前記固定化工程、前記溶解・巻き戻し工程をマイクロリアクターで行うことを特徴とする請求項1に記載の有害診断方法。The harmful diagnosis method according to claim 1, wherein the fixing step and the dissolving / unwinding step are performed in a microreactor.
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