JP2746252B2 - 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法 - Google Patents

蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法

Info

Publication number
JP2746252B2
JP2746252B2 JP8081185A JP8118596A JP2746252B2 JP 2746252 B2 JP2746252 B2 JP 2746252B2 JP 8081185 A JP8081185 A JP 8081185A JP 8118596 A JP8118596 A JP 8118596A JP 2746252 B2 JP2746252 B2 JP 2746252B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
fluorescence
detecting
fluorescence detection
fluorescent substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8081185A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08233739A (ja
Inventor
秀記 神原
嘉敏 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8081185A priority Critical patent/JP2746252B2/ja
Publication of JPH08233739A publication Critical patent/JPH08233739A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2746252B2 publication Critical patent/JP2746252B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、DNAあるいはRNA
等の電気泳動分離光検出装置に係り、特に複数の蛍光色
素で標識された試料からの波長の異なる蛍光を検出する
のに好適な蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方
法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、DNA上の塩基配列決定はオート
ラジオグラフィを用いて、分離パターンを写真に転写す
ることにより行なっていた。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った。
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(エル、エ
ム、スミス等、ネーチャー321、674(1986)
(L.M.Smithet al Nature 32
1、674(1986)))。この方法では、特定のD
NA末端を保持すると共に末端あるいは途中に蛍光標識
を行ない、他の末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
片群をいっしょ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。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ィルターを回転
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 Biosyste
ms)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、回転フィ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レ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。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】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
れていなかった。即ち、泳動板上の10cmの領域を判
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となってしま
う。更に、4つの塩基に対応して4つのフィルターが回
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、回
転フィルターを用いることなく、単純な機構で全ての計
測時間にわたって各波長の蛍光を受光できる高感度な蛍
光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法を提供する
ことにある。 【0004】 【課題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、発する蛍光を直視プリズム(複合プリズ
ム)で波長分散させると同時に、レンズ系でイメージ増
幅器上に結像させ、二次元検出器を用いて検出すること
により達成される。即ち集光レンズの前面に直視プリズ
ムを設置し、波長分散と結像を同時に行なう事により達
成される。 【0005】本発明の蛍光検出型電気泳動装置における
蛍光検出方法は、異なる蛍光体で標識された試料を、平
面状に並ぶ複数の泳動路で泳動させ、複数の泳動路が配
列する平面に平行な方向であり、複数の泳動路と交叉す
る方向から、蛍光体を励起するレーザ光を照射して蛍光
体を励起し蛍光を発生させる工程と、レーザ光を遮断す
る工程と、蛍光を、4回の屈折を繰返しほぼ直線方向に
進行させ、蛍光を蛍光体の種類に応じた波長の光をそれ
ぞれ異なる方向に分散させる工程と、分散された光を集
光する工程と、集光された光を増幅する工程と、増幅さ
れた光を検出する工程とを有することに特徴がある。 【0006】 【作用】通常の単一プリズムと異なり、複数のプリズム
を組み合わせた直視プリズム(複合プリズム)では、出
射後の光路が入射前とあまり変化なく、波長による分散
だけをひきおこす。このため蛍光線画像を歪めることな
く、レンズ系を用いて波長分散した型で、イメージ増幅
器あるいは高感度二次元検出器上に結像する事ができ
る。蛍光線画像を水平方向に取るとすると、上下方向に
波長分散した蛍光像が並ぶことになる。上下方向の位置
で波長を識別し、水平方向の座標から照射されている部
分の位置を識別する。上下方向分散は異なる蛍光体で標
識された塩基種の違いを表わしており、左右は装填位置
の違いを反映しており、試料の違いを表わすことにな
る。 【0007】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図2により
説明する。図1は全体の装置構成を示したものである。
図2は塩基配列決定の原理を、図3は組合せプリズムの
動作原理を示したものである。配列を決定しようとする
DNA(検体)16の片方の末端に蛍光標識(F)を行
ない、他の末端がアデニン(A)塩基で終わる断片群
({A}ファミリー)を作製する。同様の断片群(ファ
ミリー)を他の塩基、シトシン(C)、グアニン
(G)、チミン(T)についても作製する。ただし、標
識蛍光体の種類を断片群毎に変えておく。これら断片群
を1つにまとめて泳動ゲル上に装填し、電気泳動を行な
う。一つの試料(検体)について一個の泳動路を使用す
る。本実施例では複数の泳動路が確保できるので、多く
の試料(検体)を同時に測定することができる。DNA
断片は短いものほど早く泳動するので、泳動始点から一
定距離の所を、光で照射し通過するDNAフラグメント
から出る蛍光を観測すると、泳動時間から塩基長がわか
り、蛍光波長から末端塩基種がわかる。 【0008】複数泳動路を含む励起光の線状照射部のゲ
ルや蛍光体等から発せられる蛍光線画像は、励起光をカ
ットするフィルター4を通過し、直視プリズム14で波
長分散させられ、結像レンズ5でイメージ増幅器6上に
波長分散画像として結像する。波長分散した増幅画像は
二次元検出器7により受光される。二次元検出器7上の
水平方向(泳動方向に垂直な方向)の位置が照射部座
標、即ち泳動路の区別を表し、垂直方向(泳動方向)が
波長分散される方向に対応する。二次元検出器7上の1
本の水平方向の受光素子ライン、または水平方向の複数
の受光素子ラインで波長分散された蛍光像を受光する。
従って、波長分散された蛍光像を二次元検出器7上の垂
直方向の異なった4ヵ所の位置で得る。該信号は検出回
路9に入力され、信号検出の様子はモニター8上に見る
事ができる。また、検出回路9からの信号のメモリ1
0、計算機11、出力機器12によって処理、分析する
ことができる。なお、上記二次元検出器7として、複数
のラインセンサーを配列したものを使用しても良い。 【0009】励起波長488nmを用いFITC(発光
波長515nm)及びその異性体(発光波長535n
m、555nm、及び575nm)を蛍光体に使用した
場合の例を説明する。図3に示したように、屈折率n2
およびn3のプリズムを組み合わせて使用する時、波長
による屈折角の分散∂uout/∂λは(数1)で与えら
れる。 【0010】 【数1】 ∂uout/∂λ=2α2/(λI−λC)・{(nd2−1)/(νd2) −[(nd3−1)/(νd3)]・(n2−n1)/(n3−n1)} …(1) α2は第1プリズムの頂角、n2は屈折率、n1は空気の
屈折率、n3は第2プリズムの屈折率である。nd2、n
3は第1、及び第2プリズムを構成するガラスのnd
値であり、νd2、及びνd3はνd値である。λF
0.4861μm、λC=0.6563μmである。α2
を15°とし、第1プリズム材にSFS1を、第2プリ
ズム材にFK5を用いると、第2プリズムの頂角α
3は、(数2)となる。 【0011】 【数2】 α2・(n2−n1)/(n3−n1)≒34.5° …(2) また、νd2=21、nd2=1.92、νd3=70、
nd3=1.4であるので、波長による屈折角の分散∂
out/∂λは(数3)で与えられる。 【0012】 【数3】 ∂uout/∂λ=(−2×0.262/0.1702){0.92/21 −0.92/70}=−0.095 …(3) となる。ここで、波長差Δλ=20nmとし、結像位置
L=60mmとすると、分散Δδは、(数4)となる。 【0013】 【数4】 Δδ=0.095・Δλ・L=0.11(mm) …(4) 即ち、イメージ増幅器上で0.11mmの分散が得られ
る。より大きな分散が必要な実施例では、α2を30°
とし、L=100mmとして、分散を0.36mmと大
きくし、波長識別を十分行なえるようにした。なお、イ
メージ増幅器の位置分解能は約0.03mmである。 【0014】 【発明の効果】本発明によれば、光路を大きく変化する
事なく波長分散をすることができるので、蛍光画像をゆ
がませる事なく波長分散して計測できる。本方式は回転
フィルターで交互に異なる波長を受光する必要がなく、
単純な機構で全ての計測時間にわたって、各波長の蛍光
を受光できるので非常な高感度が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例の装置の構成を示す図。 【図2】本発明の実施例でのDNA塩基配列決定の原理
を示す図。 【図3】本発明の実施例での直視プリズムの例を示す
図。 【符号の説明】 1…ゲル板、2…レーザー、3…ミラー、4…反射フィ
ルター、5…レンズ、6…イメージ増幅器、7…二次元
検出器、8…モニター、9…検出回路、10…メモリ、
11…計算機、12…出力機器、13…レーザー光、1
4…直視プリズム、15…DNAバンド、16…目的と
するDNA、17…泳動板、18…サンプルウエル、1
9…入射光、20…第1プリズム、21…第2プリズ
ム、22…第3プリズム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−242368(JP,A) 特開 昭51−13298(JP,A) 特開 昭60−113132(JP,A) 特開 昭61−173141(JP,A) 特開 昭60−232527(JP,A) 特開 昭63−36147(JP,A) 特開 昭56−6140(JP,A) 実開 昭61−181337(JP,U) 実開 昭62−137401(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.異なる蛍光体で標識された試料を複数の泳動路で泳
    動させ、レーザー光を照射して前記蛍光体を励起し蛍光
    を発生させる工程と、複数回の屈折を行ない前記蛍光を
    前記蛍光体の種類に応じた波長の光をそれぞれ異なる方
    向に分散させる工程と、分散された光を集光する工程
    と、集光された光を検出する工程とを有することを特徴
    とする蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法。 2.請求項1に記載の蛍光検出型電気泳動装置における
    蛍光検出方法において、 少なくとも4回の屈折を行なうことを特徴とする蛍光検
    出型電気泳動装置における蛍光検出方法。 3.異なる蛍光体で標識された試料を複数の泳動路で泳
    動させ、前記複数の泳動路と交叉する方向から、レーザ
    光を照射して前記蛍光体を励起し蛍光を発生させる工程
    と、複数回の屈折を行ない前記蛍光を前記蛍光体の種類
    に応じた波長の光をそれぞれ異なる方向に分散させる工
    程と、分散された光を集光する工程と、集光された光を
    検出する工程とを有することを特徴とする蛍光検出型電
    気泳動装置における蛍光検出方法。 4.請求項3に記載の蛍光検出型電気泳動装置における
    蛍光検出方法において、少なくとも4回の屈折を行なう
    ことを特徴とする蛍光検出型電気泳動装置における蛍光
    検出方法。 5.異なる蛍光体で標識された試料を複数の泳動路で泳
    動させ、前記複数の泳動路と交叉する方向から、レーザ
    光を照射して前記蛍光体を励起し蛍光を発生させる工程
    と、前記レーザ光を遮断する工程と、複数回の屈折を行
    ない前記蛍光を前記蛍光体の種類に応じた波長の光をそ
    れぞれ異なる方向に分散させる工程と、分散された光を
    集光する工程と、集光された光を増幅する工程と、増幅
    された光を検出する工程とを有することを特徴とする蛍
    光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法。 6.請求項5に記載の蛍光検出型電気泳動装置における
    蛍光検出方法において、 少なくとも4回の屈折を行なうことを特徴とする蛍光検
    出型電気泳動装置における蛍光検出方法。
JP8081185A 1996-04-03 1996-04-03 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法 Expired - Fee Related JP2746252B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8081185A JP2746252B2 (ja) 1996-04-03 1996-04-03 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8081185A JP2746252B2 (ja) 1996-04-03 1996-04-03 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62272945A Division JP2550106B2 (ja) 1987-10-30 1987-10-30 光分散検出型電気泳動装置

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9047576A Division JP2692680B2 (ja) 1997-03-03 1997-03-03 蛍光検出型電気泳動装置
JP9173525A Division JPH1068694A (ja) 1997-06-30 1997-06-30 核酸の塩基配列決定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08233739A JPH08233739A (ja) 1996-09-13
JP2746252B2 true JP2746252B2 (ja) 1998-05-06

Family

ID=13739417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8081185A Expired - Fee Related JP2746252B2 (ja) 1996-04-03 1996-04-03 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2746252B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111272715B (zh) * 2018-12-04 2023-03-14 长春长光华大智造测序设备有限公司 一种基因测序仪的荧光成像系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5113298A (en) * 1974-07-23 1976-02-02 Joko Sangyo Kk Reezaaokogentosuru takentainodosokuteihohoto sochi
JPS566140A (en) * 1979-06-28 1981-01-22 Tokyo Optical Co Ltd Spectrophotometer for trace sample
JPS60113132A (ja) * 1983-11-25 1985-06-19 Agency Of Ind Science & Technol ラマン分光測定装置
JPS60242368A (ja) * 1984-05-16 1985-12-02 Hitachi Ltd 核酸塩基配列決定方法
JPS61173141A (ja) * 1985-01-28 1986-08-04 Canon Inc 粒子解析装置
JPS61181337U (ja) * 1985-04-30 1986-11-12
JP2528966Y2 (ja) * 1986-02-24 1997-03-12 ソニー株式会社 分光プリズムブロツク
JPH0795033B2 (ja) * 1986-07-30 1995-10-11 株式会社島津製作所 ゲル電気泳動装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08233739A (ja) 1996-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2550106B2 (ja) 光分散検出型電気泳動装置
JP2539172B2 (ja) 細管列共焦蛍光スキャナ―及び方法
US5871628A (en) Automatic sequencer/genotyper having extended spectral response
JP2815506B2 (ja) 光検出型電気泳動装置
EP0284660B1 (en) Apparatus for determining base sequence
EP0294996B1 (en) Scanning fluorescent detection system
TWI263072B (en) Method and system for reading microarrays
JPH09288088A (ja) キャピラリーアレー電気泳動装置
JP3068413B2 (ja) Dna塩基配列決定装置
WO1999032877A1 (en) Detector having a transmission grating beam splitter for multi-wavelength sample analysis
JP3230890B2 (ja) 電気泳動分離分析装置
JP2000131282A (ja) キャピラリーアレイ電気泳動装置
JP2675029B2 (ja) 光検出型電気泳動装置
JP2746252B2 (ja) 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法
JP2692680B2 (ja) 蛍光検出型電気泳動装置
JPH0778469B2 (ja) 蛍光パターン読取り装置
JPH1068694A (ja) 核酸の塩基配列決定方法
JPS6321556A (ja) Dna塩基配列決定装置
JPH11505928A (ja) 広角散乱光検出器
JPH08105834A (ja) 蛍光検出電気泳動装置
JPH10132784A (ja) Dna塩基配列決定装置
JP2841103B2 (ja) 蛍光パターン読み取り方法および装置
JPH0572179A (ja) 核酸、蛋白の2次元蛍光像検出装置
JP2935661B2 (ja) 蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法
JP2776383B2 (ja) Dna塩基配列決定装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees