JP2809228B2 - 電気泳動装置 - Google Patents

電気泳動装置

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JP2809228B2
JP2809228B2 JP9289480A JP28948097A JP2809228B2 JP 2809228 B2 JP2809228 B2 JP 2809228B2 JP 9289480 A JP9289480 A JP 9289480A JP 28948097 A JP28948097 A JP 28948097A JP 2809228 B2 JP2809228 B2 JP 2809228B2
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秀記 神原
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本装置はDNAの塩基配列決定あ
るいはDNAプローブなど蛍光標識DNAを検出する電
気泳動装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、塩基配列の決定には放射性リン(
32P)でDNA断片を標識し、電気泳動分離後のパター
ンをオートラジオグラフィーで写真フィルタに転写する
方式が用いられていた。最近、紫外線励起の蛍光体や蛋
白質の標識に用いられるFITC(フルオレセインイソ
チオシアネート)(fluorescein isot
hiocyanate)、TRITC(テトラメチルロ
ーダミンイソチオシアネート)(tetramethy
l rhodamine isothiocyanat
e)、Texas Red (スルフオローダアミン1
01)(sulforhodamine 101)など
の色素で核酸を標識し、紫外レーザーあるいはアルゴン
レーザ(488nm、514nm)で標識DNAを励起
して発する蛍光を検出する事で核酸断片の検出を行なう
方法が提案された。(Nature、321、674
(1986))。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】このような蛍光標識に
よるDNA検出法の難点は十分な検出感度が得られない
点であった。即ち、蛍光標識DNAをゲル中に泳動させ
た後、あるいは泳動中に光を照射してDNAを検出しよ
うとする蛍光標識DNAから出る蛍光に加えて、ゲルか
ら出る散乱光、蛍光が観測されるためDNAから出る微
弱な光を検出できない問題があった。本発明の目的は上
記課題を克服し、高感度で蛍光標識DNAを検出する電
気泳動装置を提供することにある。 【0004】 【課題を解決するための手段】上記目的は測定上防害と
なるゲルからの蛍光の分光特性の検討、原因の探究、及
び励起光源と蛍光色素の注意深い選択により、励起光源
の波長が530nm以上のレーザーとして、ゲル蛍光を
低減し、蛍光色素発光を相対的に高める事により達成さ
れる。本発明の構成の一例では、複数の蛍光体を用いて
標識された核酸試料が泳動するゲルを含む複数の電気泳
動路と、レーザー光を複数の電気泳動路に照射する光照
射手段と、レーザー光の照射により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電気泳動装置におい
て、レーザー光の波長が530nm以上であり、光照射
手段は、レーザー光をスキャンして複数の電気泳動路に
照射し、光検出手段は、複数の電気泳動路を泳動する核
酸試料からの蛍光又は蛍光の強度の変化を電気泳動路毎
に検出する。 【0005】 【作用】標識用蛍光体として用いられているエテノアデ
ノシン、FITC、TRITC及びTexas Red
の最適励起波長及び極大蛍光発光波長はそれぞれ、(3
00nm、410nm)、(490nm、520n
m)、(550nm、580nm)、及び(580n
m、605nm)である。これら色素の励起に都合が良
く、出力の比較的大きなレーザー光源として、YAG
(4倍波265nm)やAr(488nm、514.5
nm)レーザーが用いられている。一方、ゲルからの発
光は励起波長及び発光波長によって大きく変化する。図
1はゲル発光強度の励起光依存性を示したもので発光波
長は各色素の発光波長と一致させてある。即ち、101
は520nm、102は580nm、103は605n
mの発光である。これから励起波長及び発光波長が長く
なるにつれゲルからの発光が小さくなる事がわかる。ゲ
ルからの発光にはゲル素材中の不純物の発するものと、
アクリルアミドが重合した事により生じるものがある。
後者は励起波長が短かいと大きいが、波長が長くなるに
つれて減少し、530〜540nm以上の励起波長では
非常に小さくなる。そこで励起光源として530〜54
0nm以上の波長を持つレーザーを用い、発光波長が6
00nm前後あるいはそれ以上の発光波長を持つ蛍光色
素を用いてDNAを標識する事により高感度でDNA断
片を検出できる。 【0006】 【実施例】以上、本発明の一実施例を図2により説明す
る。測定装置は光源1、泳動分離器2、及び検出器10
からなる。光源には543nm発振のHe−Neレーザ
ー(1mW)を用いた。泳動分離はポリアクリルアミド
板を用いた電気泳動で行なった。レーザー光はレンズで
細く絞られた後、泳動板の泳動始点から一定距離にある
部分を照射する。本実施例ではレーザー光はゲル平面に
平行な方向から、即ちゲル側面からゲル中に入射してい
るが、レーザー光を斜め前方あるいは後方から入射させ
スキャンさせることもできる。試料の調整は次のように
行なう。試料DNAの一端をTexas Red ある
いはTRITC蛍光体で標識し、他端がアデニン塩基
(A)で終る種々の長さの断片群{A}を作成する。同
様に他端がG、CあるいはTである断片群{G}、
{C}及び{T}を作成する。即ち、塩基配列を決定し
ようとするDNA1種につき4種の断片群を作成する。
これら断片群を別々のウェル3に注入し、電気泳動を行
なう。DNA断片は長いものほどゆっくり、短かいもの
は早く泳動するので図に示したようにバンド状に分離さ
れ短かい断片から順次レーザー照射部に到達し、そこで
蛍光を発する。 【0007】蛍光はフィルターを通過後、集光レンズを
用いてイメージ増幅器7上に蛍光像として結像され増幅
された後にフォトダイオードアレー8で検出されコンピ
ューター12で処理される。本実施例ではレーサー照射
部分のab間の領域が検出されるが、この領域をいくつ
もの泳動路が交叉する。1つの泳動路に注目すると蛍光
ラベルDNAが照射ラインを通過する毎に蛍光信号が増
加するので各泳動路毎の信号の時間変化は図中14に示
したようになる。泳動路毎に注入した断片群の種類
(A、G、CあるいはT)は既知なので、時間と共に出
現する信号を順次読む事により塩基配列が決定できる。 【0008】図3は蛍光標識に用いられるFITC、T
RITC及びTexas Redの励起スペクトルであ
る。試料濃度は10nmole/1である。励起光源と
してFITC用には488nmアルゴンレーザー、TR
ITC用には543nmのHe−Neレーザー、Tex
as Red用には567nmのクリプトンレーザーが
最適である。これらを用いた時、発光強度はTexas
Red、FITC、TRITCの順である。FITC
は溶媒のpHなどによっても強度が変化するがほぼTe
xas Redと同等と評価できる。しかし、ゲルから
の背景光強度で規格化した蛍光強度は大きく異なる。図
4はゲル背景光を1とした時の各蛍光体の強徳を示した
ものである。蛍光体の濃度は1nmole/1である。 【0009】543nm励起のTexas Redから
出る蛍光の絶対量はFITCより少ないが、ゲル蛍光の
量が少ない(図1参照)ため相対強度はFITCより大
きくなり高い感度が得られる事になる。図4から明らか
なように、発光波長が約595nm以上、約640nm
以下では、蛍光体から発する蛍光の強度のゲルから発す
る蛍光の強度に対する比は、543nmによる励起の時
は5以上であり、580nmによる励起の時は13以上
であることは明らかである。He−Neレーザーはアル
ゴンレーザーに比べて非常に安価であり、安価なレーザ
ーでより高感度が得られる。実際の検出限界は蛍光の絶
対強度にも依存する。蛍光強度が大きいとそのゆらぎも
小さくなり、微量まで検出できる事になる。 【0010】通常、蛍光体からの発光信号は干渉フィル
ターを通して受光される。干渉フィルターは透過波長帯
域が狭く、透過率も低い。本実施例のようにArレーザ
ー(通常10〜20mWを使用)より出力の小さい54
3nmHe−Ne(最高出力1mW)レーザーを用いる
場合には受光系を工夫し受光量をふやすことやフィルタ
ー設計を最適にして蛍光の損失を防ぐ必要がある。本実
施例では透過波長帯域が広く、透過率も高いバンドパス
フィルターを用いている。バンドパスフィルターの透過
帯の立ち上がりは急なほど良いが、通常、透過率が0%
となる波長と透過率が70〜80%以上の透過帯の波長
領域との波長差は20〜30nm以上である。図4を用
いてフィルターの設計をし、595nm〜620nmの
領域を高透過率にし、これより短及び長波長側で急激に
透過率が減衰するフィルターを用いた。このフィルター
では570nmでの透過率はほとんど0%である。 【0011】光源にクリプトンレーザー(568nm)
を用いると更に高感度が得られるが、受光系に入る散乱
光を除去するため、色ガラスフィルターをバンドパスフ
ィルターと合わせて用いる必要がある。光源として57
0〜580nmに波長をセットした色素レーザーや銅蒸
気レーザーあるいは半導体レーザーなどを使用すること
もできる。 【0012】 【発明の効果】本発明の電気泳動装置によれば、ゲル発
光の小さい波長領域での蛍光発光を利用するので微量の
蛍光ラベルDNAを高感度で検出する事ができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】ゲルからできる蛍光強度の励起光依存性を示す
特性図。 【図2】計測装置の概念図。 【図3】各種色素の励起スペクトル。 【図4】ゲル蛍光で規格化した色素蛍光強度の発光波長
依存性を示す特性図。 【符号の説明】 1…レーザー、2…電気泳動ゲル、3…試料注入ウェ
ル、4…レーザー光路、5…ミラー、6…レンズ、7…
イメージ増幅器、8…ダイオードアレー、9…フィルタ
ー、10…蛍光受光系、11…泳動電源、12…コンピ
ューター、13…出力器機、14…データチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−62843(JP,A) 特開 昭59−126246(JP,A) 特開 昭61−88155(JP,A) 特開 昭63−109370(JP,A) 特開 昭61−173158(JP,A) 特開 昭60−220860(JP,A) 特開 昭60−242368(JP,A) 特開 昭63−313035(JP,A) 実開 昭63−88747(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/74

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.複数の蛍光体を用いて標識された核酸試料が泳動す
    るゲルを含む複数の電気泳動路と、レーザー光を前記複
    数の電気泳動路に照射する光照射手段と、前記レーザー
    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電気泳動装置において、前記レーザ
    ー光の波長が530nm以上であり、前記光照射手段
    は、前記レーザー光をスキャンして前記複数の電気泳動
    路に照射し、前記光検出手段は、前記複数の電気泳動路
    を泳動する前記核酸試料を標識する前記蛍光体からの前
    記蛍光の強度の変化を、前記電気泳動路毎に検出するこ
    とを特徴とする電気泳動装置。 2.複数の蛍光体を用いて標識された核酸試料が泳動す
    るゲルを含む複数の電気泳動路と、レーザー光を前記複
    数の電気泳動路に照射する光照射手段と、前記レーザー
    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電気泳動装置において、前記レーザ
    ー光の波長が530nm以上であり、前記光照射手段
    は、He−Neレーザー、クリプトンレーザー、半導体
    レーザー、色素レーザーのいずれかの光源を具備し、前
    記レーザー光をスキャンして前記複数の電気泳動路に照
    射し、前記光検出手段は、前記複数の電気泳動路を泳動
    する前記核酸試料を標識する前記蛍光体からの前記蛍光
    の強度の変化を、前記電気泳動路毎に検出することを特
    徴とする電気泳動装置。 3.複数の蛍光体を用いて標識された核酸試料が泳動す
    るゲルを含む複数の電気泳動路と、レーザー光を前記複
    数の電気泳動路に照射する光照射手段と、前記レーザー
    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電気泳動装置において、前記レーザ
    ー光の波長が530nm以上であり、前記蛍光体の極大
    蛍光発光波長が、600nm近傍、もしくは600nm
    以上であり、前記光照射手段は、前記レーザー光をスキ
    ャンして前記複数の電気泳動路に照射し、前記光検出手
    段は、前記複数の電気泳動路を泳動する前記核酸試料を
    標識する前記蛍光体からの前記蛍光の強度の変化を、前
    記電気泳動路毎に検出すること を特徴とする電気泳動装
    置。 4.複数の蛍光体を用いて標識された核酸試料が泳動す
    るゲルを含む複数の電気泳動路と、レーザー光を前記複
    数の電気泳動路に照射する光照射手段と、前記レーザー
    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電気泳動装置において、前記レーザ
    ー光の波長が530nm以上であり、前記光照射手段
    は、前記レーザー光を前記複数の電気泳動路に照射し、
    前記光検出手段は、前記複数の電気泳動路を泳動する前
    記核酸試料を標識する前記蛍光体からの前記蛍光の強度
    の変化を、前記電気泳動路毎に検出することを特徴とす
    る電気泳動装置。 5.複数の蛍光体を用いて標識された核酸試料が泳動す
    るゲルを含む複数の電気泳動路と、レーザー光を前記複
    数の電気泳動路に照射する光照射手段と、前記レーザー
    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電気泳動装置において、前記レーザ
    ー光の波長が530nm以上であり、前記光照射手段
    は、He−Neレーザー、クリプトンレーザー、半導体
    レーザー、色素レーザーのいずれかの光源を具備し、前
    記レーザー光を前記複数の電気泳動路に照射し、前記光
    検出手段は、前記複数の電気泳動路を泳動する前記核酸
    試料を標識する前記蛍光体からの前記蛍光の強度の変化
    を、前記電気泳動路毎に検出することを特徴とする電気
    泳動装置。 6.複数の蛍光体を用いて標識された核酸試料が泳動す
    るゲルを含む複数の電気泳動路と、レーザー光を前記複
    数の電気泳動路に照射する光照射手段と、前記レーザー
    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電気泳動装置において、前記レーザ
    ー光の波長が530nm以上であり、前記蛍光体の極大
    蛍光発光波長が、600nm近傍、もしくは600nm
    以上であり、前記光照射手段は、前記レーザー光を前記
    複数の電気泳動路に照射し、前記光検出手段は、前記複
    数の電気泳動路を泳動する前記核酸試料を標識する前記
    蛍光体からの前記蛍光の強度の変化を、前記電気泳動路
    毎に検出することを特徴とする 電気泳動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59126246A (ja) * 1983-01-08 1984-07-20 Fuji Photo Film Co Ltd Dnaもしくはdna部分分解物の塩基配列決定方法
JPH0690200B2 (ja) * 1984-01-16 1994-11-14 カリフオルニア・インステイテユ−ト・オブ・テクノロジ− オリゴヌクレオチドの分析法
JPS6162843A (ja) * 1984-08-13 1986-03-31 Hitachi Ltd 螢光検出型電気泳動装置
US4666862A (en) * 1984-08-14 1987-05-19 Ortho Diagnostic Systems Inc. Fluorescent energy transfer with phycobiliproteins

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