JP2675029B2 - 光検出型電気泳動装置 - Google Patents
光検出型電気泳動装置Info
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- JP2675029B2 JP2675029B2 JP62307503A JP30750387A JP2675029B2 JP 2675029 B2 JP2675029 B2 JP 2675029B2 JP 62307503 A JP62307503 A JP 62307503A JP 30750387 A JP30750387 A JP 30750387A JP 2675029 B2 JP2675029 B2 JP 2675029B2
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- Japan
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- photodetection
- electrophoretic device
- type electrophoretic
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はDNAあるいはRNAの実時間光検出装置に関する
ものである。 〔従来の技術〕 従来、DNA上の塩基配列決定はオートラジオグラフイ
を用いて、分離パターンを写真に転写することにより行
なつていた。しかし、放射性元素を使用する煩雑さに加
えて手間と時間のかかる難点があつた。そこでDNAを蛍
光標識して電気泳動分離中のDNA断片を実時間で検出す
る方式が注目されている。〔スミス他著、ネイチヤー第
321巻、第674頁（L.M.Smith etanature321,674,（198
6））〕この蛍光検出法では、DNAの末端に蛍光標識を行
ない他端の核酸の持つ塩基がアデニン（Ａ）であるDNA
フラグメント群，シトシン（Ｃ），チミン（Ｔ），ある
いはグアニン（Ｇ）で終わる四種のフラグメント群を作
製する。この時各塩基群を標識する蛍光体には発光波長
の異なるものを用いる。これら四つの断片群をいつしよ
にしてゲル電気泳動分離を行なう。電気泳動速度は短い
DNA断片ほど早いので、試料注入口から一定距離の所を
レーザーで照射すると短い断片から順次照射領域を通過
し蛍光を発する。塩基種により発光波長が異なるので波
長から塩基種が決定され、泳動時間から長さが決定でき
る。 上記の方法では四種の波長の異なる蛍光を識別するた
めに、透過波長の異なる四種のフイルターを回転させた
りしている。 また、複数個の試料の測定を可能とするため、平板型
ゲルを用いた装置が米国アプライド バイオシステムズ
（Applied Biosystems）社から市販されている。この装
置ではレーザービームを細く絞り、ゲル平面の一点を照
射する。ここから出た蛍光は回転フイルターを通過して
受光部で検出される。多数試料の測定ではルーザー照射
位置と検出部を連動させて一直線上を走査して情報を得
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術では検出部に受光される受光量を多くす
るという点で配慮がされていなかつた。すなわち、泳動
板上の10cmの領域を測定しようとすると各地点をレーザ
ーが照射する時間は、仮にレーザービーム幅を0.5mmと
すると１回の走査時間（通常１秒程度）の1/200となつ
てしまう。更に４つの塩基に対応して４つのフイルター
が回転するので、着目する１つの塩基群あたりの計測時
間は更に1/4になり、結局、全体の計測時間の1/800程度
が１地点,1塩基種の計測に用いられるだけで受光量が少
なく高感度が得られない。 本発明の目的は上記難点を克服し、受光量を多くして
高感度な光検出型電気泳動装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は測定領域を同時に照射し、発する蛍光を異
なる透過フイルターを具備した受光素子アレーあるいは
二次元受光素子アレーで検出することにより、達成され
る。 〔作用〕 レーザー光はライン状の測定領域に沿つて入射し、全
測定領域を同時に照射する。ライン状の測定領域から出
る蛍光は透過波長帯の異なるフイルターを具備したライ
ンセンサーあるいは二次元センサーで受光される。この
検出器ではライン状の測定領域からの蛍光を位置を識別
して同時に計測できるので高感度が得られる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。 調整されたDNA試料はゲル板１の上方に装填され、電
界により下方に泳動する。レーザー２から出た光はミラ
ー３で反射した後ゲル板の側面からゲル内に入射し、領
域13を照射する。蛍光標識DNAはこの領域を通過する時
に蛍光を発する。試料の数が多い時には測定領域13の長
さは長くなる。１つの試料あたり通常５〜10mmの泳動路
幅を使用しているので測定領域13の長さを10cmとすると
10〜20の試料の測定が行なえる。線状の蛍光像はフイル
ター４で波長選別されレンズ５でイメージ増幅器６上に
結像する。増幅された蛍光像はダイオードアレーあるい
はCCDなどの受光素子７により検出される。信号はモニ
ター８で観測できる他、メモリー10に蓄えられ、計算機
11でデータ処理されて出力される。検出器は蛍光標識体
の種類に対応して４個具備されている。すなわち、照射
レーザー光路を軸にして４つの検出器をほぼ等しい距離
の所に配置して、種々波長の光を無駄なく受光できるよ
うにしている。 この実施例では４つの検出器にそれぞれイメージ増幅
器を持たせたが、第２図に示したように、１つのイメー
ジ増幅器と、二次元光ダイオードアレーを用いても良
い。４つのフイルター付結像レンズ系を用いて波長の異
なる４つの蛍光像を作製し、オプテイカルフアイバーを
用いて蛍光像をイメージ増幅器上に転送する。イメージ
増幅器に上下方向に４つの蛍光線像を並べて増幅し、そ
れぞれダイオードアレーを用いて検出するか、CCDなど
の二次元センサーで検出し、計算機でデータを処理す
る。以上説明した実施例では、測定領域から発する蛍光
を、異なる透過フイルターをもつ光検出器（受光素子ア
レーあるいは二次元受光素子アレー）で検出するので、
従来技術のように複数種類の蛍光体を標識として使用す
る核酸塩基配列決定にも容易に適用できることはいうま
でもない。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、被測定部である
線状蛍光発光領域から出る種々の波長の蛍光を発光場所
と波長を区別した状態で、同時に計測できるので受光光
量が多く高感度が得られる効果がある。
ものである。 〔従来の技術〕 従来、DNA上の塩基配列決定はオートラジオグラフイ
を用いて、分離パターンを写真に転写することにより行
なつていた。しかし、放射性元素を使用する煩雑さに加
えて手間と時間のかかる難点があつた。そこでDNAを蛍
光標識して電気泳動分離中のDNA断片を実時間で検出す
る方式が注目されている。〔スミス他著、ネイチヤー第
321巻、第674頁（L.M.Smith etanature321,674,（198
6））〕この蛍光検出法では、DNAの末端に蛍光標識を行
ない他端の核酸の持つ塩基がアデニン（Ａ）であるDNA
フラグメント群，シトシン（Ｃ），チミン（Ｔ），ある
いはグアニン（Ｇ）で終わる四種のフラグメント群を作
製する。この時各塩基群を標識する蛍光体には発光波長
の異なるものを用いる。これら四つの断片群をいつしよ
にしてゲル電気泳動分離を行なう。電気泳動速度は短い
DNA断片ほど早いので、試料注入口から一定距離の所を
レーザーで照射すると短い断片から順次照射領域を通過
し蛍光を発する。塩基種により発光波長が異なるので波
長から塩基種が決定され、泳動時間から長さが決定でき
る。 上記の方法では四種の波長の異なる蛍光を識別するた
めに、透過波長の異なる四種のフイルターを回転させた
りしている。 また、複数個の試料の測定を可能とするため、平板型
ゲルを用いた装置が米国アプライド バイオシステムズ
（Applied Biosystems）社から市販されている。この装
置ではレーザービームを細く絞り、ゲル平面の一点を照
射する。ここから出た蛍光は回転フイルターを通過して
受光部で検出される。多数試料の測定ではルーザー照射
位置と検出部を連動させて一直線上を走査して情報を得
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術では検出部に受光される受光量を多くす
るという点で配慮がされていなかつた。すなわち、泳動
板上の10cmの領域を測定しようとすると各地点をレーザ
ーが照射する時間は、仮にレーザービーム幅を0.5mmと
すると１回の走査時間（通常１秒程度）の1/200となつ
てしまう。更に４つの塩基に対応して４つのフイルター
が回転するので、着目する１つの塩基群あたりの計測時
間は更に1/4になり、結局、全体の計測時間の1/800程度
が１地点,1塩基種の計測に用いられるだけで受光量が少
なく高感度が得られない。 本発明の目的は上記難点を克服し、受光量を多くして
高感度な光検出型電気泳動装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は測定領域を同時に照射し、発する蛍光を異
なる透過フイルターを具備した受光素子アレーあるいは
二次元受光素子アレーで検出することにより、達成され
る。 〔作用〕 レーザー光はライン状の測定領域に沿つて入射し、全
測定領域を同時に照射する。ライン状の測定領域から出
る蛍光は透過波長帯の異なるフイルターを具備したライ
ンセンサーあるいは二次元センサーで受光される。この
検出器ではライン状の測定領域からの蛍光を位置を識別
して同時に計測できるので高感度が得られる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。 調整されたDNA試料はゲル板１の上方に装填され、電
界により下方に泳動する。レーザー２から出た光はミラ
ー３で反射した後ゲル板の側面からゲル内に入射し、領
域13を照射する。蛍光標識DNAはこの領域を通過する時
に蛍光を発する。試料の数が多い時には測定領域13の長
さは長くなる。１つの試料あたり通常５〜10mmの泳動路
幅を使用しているので測定領域13の長さを10cmとすると
10〜20の試料の測定が行なえる。線状の蛍光像はフイル
ター４で波長選別されレンズ５でイメージ増幅器６上に
結像する。増幅された蛍光像はダイオードアレーあるい
はCCDなどの受光素子７により検出される。信号はモニ
ター８で観測できる他、メモリー10に蓄えられ、計算機
11でデータ処理されて出力される。検出器は蛍光標識体
の種類に対応して４個具備されている。すなわち、照射
レーザー光路を軸にして４つの検出器をほぼ等しい距離
の所に配置して、種々波長の光を無駄なく受光できるよ
うにしている。 この実施例では４つの検出器にそれぞれイメージ増幅
器を持たせたが、第２図に示したように、１つのイメー
ジ増幅器と、二次元光ダイオードアレーを用いても良
い。４つのフイルター付結像レンズ系を用いて波長の異
なる４つの蛍光像を作製し、オプテイカルフアイバーを
用いて蛍光像をイメージ増幅器上に転送する。イメージ
増幅器に上下方向に４つの蛍光線像を並べて増幅し、そ
れぞれダイオードアレーを用いて検出するか、CCDなど
の二次元センサーで検出し、計算機でデータを処理す
る。以上説明した実施例では、測定領域から発する蛍光
を、異なる透過フイルターをもつ光検出器（受光素子ア
レーあるいは二次元受光素子アレー）で検出するので、
従来技術のように複数種類の蛍光体を標識として使用す
る核酸塩基配列決定にも容易に適用できることはいうま
でもない。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、被測定部である
線状蛍光発光領域から出る種々の波長の蛍光を発光場所
と波長を区別した状態で、同時に計測できるので受光光
量が多く高感度が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の装置構成図、第２図は像検
出部の変形例を示す斜視図である。 １……ゲル板、２……レーザー、３……ミラー、４……
フイルター、５……レンズ、６……イメージ増幅器、７
……二次元あるいはラインセンサー、８……モニター、
９……コントローラ、10……メモリー、11……計算機、
12……出力機器、13……測定領域、14……オプチカルフ
アイバー。
出部の変形例を示す斜視図である。 １……ゲル板、２……レーザー、３……ミラー、４……
フイルター、５……レンズ、６……イメージ増幅器、７
……二次元あるいはラインセンサー、８……モニター、
９……コントローラ、10……メモリー、11……計算機、
12……出力機器、13……測定領域、14……オプチカルフ
アイバー。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．蛍光体により標識された試料が泳動する複数の電気
泳動路と、前記複数の電気泳動路に光を照射する光照射
手段と、前記光の照射により前記蛍光体から発する蛍光
を検出する光検出手段とを有する光検出型電気泳動装置
において、前記光照射手段は、前記複数の電気泳動路の
所定の位置に前記光を同時に照射し、前記光検出手段
は、所定の波長領域の前記蛍光を透過させる光学フイル
ターとレンズとからなる光学系の複数個を具備し、前記
光が照射された部位の線状の蛍光像を検出し、前記光学
系はそれぞれ異なる前記光学フイルターを有し、前記光
学系は前記複数の電気泳動路のなす面と交叉する方向に
配置されることを特徴とする光検出型電気泳動装置。 ２．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光学系を４個有することを特徴とする
光検出型電気泳動装置。 ３．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光検出手段は光検出器を具備し、前記
光学系により結像された前記線状の蛍光像を前記光検出
器に導くオプチカルファイバーが、前記光学系と前記光
検出器の間に配置されることを特徴とする光検出型電気
泳動装置。 ４．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光学系の各々は、前記線状の蛍光像の
なす軸からほぼ等しい距離を有する位置に配置されるこ
とを特徴とする光検出型電気泳動装置。 ５．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光検出手段は光検出器を具備し、前記
光検出器が前記光学系の各々に光学的に接続されること
を特徴とする光検出型電気泳動装置。 ６．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光検出手段は１個の光検出器を具備
し、前記光学系の各々が前記光検出器に光学的に接続さ
れることを特徴とする光検出型電気泳動装置。 ７．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光検出手段は光検出器を具備し、前記
光検出器が一次元又は二次元の光検出器であることを特
徴とする光検出型電気泳動装置。 ８．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光検出手段が、前記光学系により結像
された前記線状の蛍光像を増幅するイメージ増幅手を具
備することを特徴とする光検出型電気泳動装置。 ９．特許請求の範囲第１項に記載の光検出型電気泳動装
置において、前記光照射手段により照射された光がレー
ザー光であることを特徴とする光検出型電気泳動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307503A JP2675029B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 光検出型電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307503A JP2675029B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 光検出型電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148946A JPH01148946A (ja) | 1989-06-12 |
| JP2675029B2 true JP2675029B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=17969867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62307503A Expired - Fee Related JP2675029B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 光検出型電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675029B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0361853A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-18 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | ゲル電気泳動装置 |
| IT1234466B (it) * | 1989-09-20 | 1992-05-18 | Consiglio Nazionale Ricerche | Lidar a fluorescenza differenziale e relativo metodo di rilevamento |
| JP2873884B2 (ja) * | 1991-03-22 | 1999-03-24 | 日立ソフトウェアエンジニアリング 株式会社 | 多色泳動パターン読み取り装置 |
| JPH0595035A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Tadahiro Omi | 分析装置 |
| JPH10227740A (ja) | 1997-02-18 | 1998-08-25 | Hitachi Ltd | 多色蛍光検出電気泳動分析装置 |
| US6320196B1 (en) | 1999-01-28 | 2001-11-20 | Agilent Technologies, Inc. | Multichannel high dynamic range scanner |
| US6919571B2 (en) | 2002-09-04 | 2005-07-19 | Industrial Technology Research Institute | Micro fluorescent electrophoresis detection system |
| JP5273361B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2013-08-28 | セイコーインスツル株式会社 | 蛍光検出装置並びに蛍光検出方法 |
| JP5172614B2 (ja) * | 2008-11-11 | 2013-03-27 | シャープ株式会社 | 電気泳動装置およびその構成器具 |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP62307503A patent/JP2675029B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01148946A (ja) | 1989-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |