JP2973887B2 - 核酸分子の分析方法及び装置 - Google Patents
核酸分子の分析方法及び装置Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T436/143333—Saccharide [e.g., DNA, etc.]
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核酸分子の大きさ
等を分析する方法および装置に関する。なお、本発明
は、塩基配列決定など核酸分子の大きさ等を調べるあら
ゆる分野に利用できる。
等を分析する方法および装置に関する。なお、本発明
は、塩基配列決定など核酸分子の大きさ等を調べるあら
ゆる分野に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】核酸は窒素を含んだ高分子量の化合物
で、タンパク質と結合した状態で細胞中に見いだされ
る。特にＤＮＡは、遺伝情報の貯蔵庫、細胞内でのタン
パク質合成の鋳型（テンプレート）の機能を有し、従来
よりその分子の大きさ等が分析されていた。これまで主
に行われていたのは、電気泳動による分析である。この
方法による分析を行うためには、先ず泳動板の作成から
始める必要がある。ゲルとして例えばポリアクリルアミ
ドゲルを用いる場合は、一対のガラス板の間にポリアク
リルアミド、少量の架橋剤、触媒を入れて重合を行い、
泳動板（ゲル板）を作る。泳動板完成後、核酸溶液を泳
動板に付し、電極槽を設置して泳動板に高電圧を印加す
る。高電圧印加により、核酸は分子量の大きさに応じた
異なる速度で泳動がされ、泳動マップを染色等して分子
量の大きさを検出する。
で、タンパク質と結合した状態で細胞中に見いだされ
る。特にＤＮＡは、遺伝情報の貯蔵庫、細胞内でのタン
パク質合成の鋳型（テンプレート）の機能を有し、従来
よりその分子の大きさ等が分析されていた。これまで主
に行われていたのは、電気泳動による分析である。この
方法による分析を行うためには、先ず泳動板の作成から
始める必要がある。ゲルとして例えばポリアクリルアミ
ドゲルを用いる場合は、一対のガラス板の間にポリアク
リルアミド、少量の架橋剤、触媒を入れて重合を行い、
泳動板（ゲル板）を作る。泳動板完成後、核酸溶液を泳
動板に付し、電極槽を設置して泳動板に高電圧を印加す
る。高電圧印加により、核酸は分子量の大きさに応じた
異なる速度で泳動がされ、泳動マップを染色等して分子
量の大きさを検出する。
【０００３】なお、電気泳動による分析以外に、核酸分
子が巨大である場合（分子量６０万以上）には、超遠心
法による分離・定量を、核酸分子が非常に小さい場合
（分子量３万以下）には、液体クロマトグラフィーによ
る分離・定量が行われていた。
子が巨大である場合（分子量６０万以上）には、超遠心
法による分離・定量を、核酸分子が非常に小さい場合
（分子量３万以下）には、液体クロマトグラフィーによ
る分離・定量が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
手法のうち電気泳動法では、泳動板の作成→電気泳動→
染色等の非常に手間のかかる工程が必要となり、迅速に
核酸分子の大きさを決定できなかった。また、超遠心法
による分析は巨大分子の分離にしか適用できず、液体ク
ロマトグラフィーによる分析は非常に小さい分子の分離
しか適用できなかった。
手法のうち電気泳動法では、泳動板の作成→電気泳動→
染色等の非常に手間のかかる工程が必要となり、迅速に
核酸分子の大きさを決定できなかった。また、超遠心法
による分析は巨大分子の分離にしか適用できず、液体ク
ロマトグラフィーによる分析は非常に小さい分子の分離
しか適用できなかった。
【０００５】そこで、本発明は、上記課題を解決し、新
規な方法で核酸分子の大きさ等を分析する方法および装
置を提供することを目的とする。
規な方法で核酸分子の大きさ等を分析する方法および装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、散乱分光法により核酸分子の大きさ等を分
析する。すなわち、本発明は、核酸分子を不溶化した
後、該不溶化核酸分子に光を照射してその散乱光を測定
することからなる核酸分子の分析方法を提供する。
決するため、散乱分光法により核酸分子の大きさ等を分
析する。すなわち、本発明は、核酸分子を不溶化した
後、該不溶化核酸分子に光を照射してその散乱光を測定
することからなる核酸分子の分析方法を提供する。
【０００７】ここで、核酸分子とは、ＤＮＡ、ＲＮＡの
いずれであってもよく、そのＤＮＡ等も、生体由来の試
料（たとえば、動物由来の組織、血液、髄液、唾液、
乳、尿、糞便等または植物由来の根、茎、葉、花、実
等）、環境試料（土壌、水等）または食品（肉、牛乳、
卵等）等に含まれるウィルス、細菌、細胞等あらゆるも
のから採取されるものを含む。
いずれであってもよく、そのＤＮＡ等も、生体由来の試
料（たとえば、動物由来の組織、血液、髄液、唾液、
乳、尿、糞便等または植物由来の根、茎、葉、花、実
等）、環境試料（土壌、水等）または食品（肉、牛乳、
卵等）等に含まれるウィルス、細菌、細胞等あらゆるも
のから採取されるものを含む。
【０００８】核酸分子の不溶化は、核酸分子とイソプロ
パノール、ポリエチレングリコール、エタノールなどを
共存させて行う。不溶化させる溶液は、上記のものに限
定されず、核酸分子の沈殿物を作るものならば何でもよ
い。不溶化工程は、上記試料に直接不溶化のための溶液
を加えてもよいが、夾雑物が多い場合、試料中の夾雑物
を除去し、ＤＮＡ等を分離・精製してから行うのが好ま
しい。ＤＮＡ等の分離・精製は、一般的には酵素や界面
活性剤による試料の処理後、フェノール・クロロホルム
による抽出により行われる。不溶化により、核酸分子は
その大きさに応じて沈殿物のサイズが異なり、その沈殿
物のサイズを計測すれば核酸分子の大きさがわかる。な
お、生成する不溶化核酸分子の直径は、５０ｎｍ〜２０
０ｎｍ前後である。
パノール、ポリエチレングリコール、エタノールなどを
共存させて行う。不溶化させる溶液は、上記のものに限
定されず、核酸分子の沈殿物を作るものならば何でもよ
い。不溶化工程は、上記試料に直接不溶化のための溶液
を加えてもよいが、夾雑物が多い場合、試料中の夾雑物
を除去し、ＤＮＡ等を分離・精製してから行うのが好ま
しい。ＤＮＡ等の分離・精製は、一般的には酵素や界面
活性剤による試料の処理後、フェノール・クロロホルム
による抽出により行われる。不溶化により、核酸分子は
その大きさに応じて沈殿物のサイズが異なり、その沈殿
物のサイズを計測すれば核酸分子の大きさがわかる。な
お、生成する不溶化核酸分子の直径は、５０ｎｍ〜２０
０ｎｍ前後である。
【０００９】散乱光の測定は、不溶化核酸分子を試料セ
ルに入れ、光を照射して行う。試料セルは静止セルタイ
プ、フローセルタイプのいずれでも良いが、連続測定の
ためにはフローセルタイプが好ましい。光源は、半導体
レーザー、ガスレーザー、水銀ランプ、タングステンラ
ンプなど紫外・可視領域の波長を持つものを用いる。検
出器は、例えば、光電管、シリコンホトセルなどを、散
乱光測定位置（側方、後方等）に配置したもの、複数の
素子をリング状に並べた検出素子などを用いることがで
きるが、これらに限定されない。検出する散乱光は、側
方、後方等に限定されず、全方位を検出してもよい。全
方位散乱光を検出する場合は、試料セルの周囲に積分球
などを配設して、散乱光を集める。
ルに入れ、光を照射して行う。試料セルは静止セルタイ
プ、フローセルタイプのいずれでも良いが、連続測定の
ためにはフローセルタイプが好ましい。光源は、半導体
レーザー、ガスレーザー、水銀ランプ、タングステンラ
ンプなど紫外・可視領域の波長を持つものを用いる。検
出器は、例えば、光電管、シリコンホトセルなどを、散
乱光測定位置（側方、後方等）に配置したもの、複数の
素子をリング状に並べた検出素子などを用いることがで
きるが、これらに限定されない。検出する散乱光は、側
方、後方等に限定されず、全方位を検出してもよい。全
方位散乱光を検出する場合は、試料セルの周囲に積分球
などを配設して、散乱光を集める。
【００１０】なお、本発明の方法を実施する装置は、核
酸分子を不溶化する反応部と、該反応部の不溶化核酸分
子を試料セルに送る送液ポンプと、試料セルに送られた
不溶化核酸分子に光を照射する光源部と、試料セルから
の散乱光を検出する検出部とからなる。
酸分子を不溶化する反応部と、該反応部の不溶化核酸分
子を試料セルに送る送液ポンプと、試料セルに送られた
不溶化核酸分子に光を照射する光源部と、試料セルから
の散乱光を検出する検出部とからなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１が本発明の方法を実施する装置の一
例で、図中１が反応部、３がフローセルである。この反
応部１は、上部が開放された漏斗状の容器からなり、こ
の中に核酸分子を含む試料溶液、核酸分子を不溶化させ
る溶液を入れ、核酸分子を不溶化（沈殿化）させる。な
お、反応部１には、既に別の容器で核酸分子を不溶化さ
せてから、その液を入れてもよい。不溶化は例えば、試
料溶液と同容量のイソプロパノールを混合操作すること
により行う。混合操作は、撹拌棒を容器に入れモータ等
で回転させたり、マグネチックスターラーなどで行う。
いて説明する。図１が本発明の方法を実施する装置の一
例で、図中１が反応部、３がフローセルである。この反
応部１は、上部が開放された漏斗状の容器からなり、こ
の中に核酸分子を含む試料溶液、核酸分子を不溶化させ
る溶液を入れ、核酸分子を不溶化（沈殿化）させる。な
お、反応部１には、既に別の容器で核酸分子を不溶化さ
せてから、その液を入れてもよい。不溶化は例えば、試
料溶液と同容量のイソプロパノールを混合操作すること
により行う。混合操作は、撹拌棒を容器に入れモータ等
で回転させたり、マグネチックスターラーなどで行う。
【００１２】反応部１には、不溶化核酸分子を送液する
ための送液配管Ｓ1 が挿入されており、配管Ｓ1 はフロ
ーセル３の入口に接続される。また、フローセル３の出
口には、不溶化核酸分子を回収するための回収配管Ｓ2
が接続されており、この配管Ｓ2 も反応部１に挿入され
ている。したがって、不溶化核酸分子は、反応部１とフ
ローセル３間を循環することになる。なお、この循環は
送液ポンプ２により行われる。
ための送液配管Ｓ1 が挿入されており、配管Ｓ1 はフロ
ーセル３の入口に接続される。また、フローセル３の出
口には、不溶化核酸分子を回収するための回収配管Ｓ2
が接続されており、この配管Ｓ2 も反応部１に挿入され
ている。したがって、不溶化核酸分子は、反応部１とフ
ローセル３間を循環することになる。なお、この循環は
送液ポンプ２により行われる。
【００１３】フローセル３は、ガラス、石英などの透明
材料からなり、このフローセル３の一面側には、光源４
が配置される。この光源４は、例えば半導体レーザから
なり、集光レンズ５により集光されてフローセル３に照
射される。フローセル３の側方および後方には、側方散
乱光センサ６および後方散乱光センサ７が配設されてお
り、フローセル３中の不溶化核酸分子により生じる側方
散乱光および後方散乱光が検出される。側方散乱光セン
サ６および後方散乱光センサ７の出力は、アンプおよび
Ａ／Ｄ変換器８、インターフェース９を介してコンピュ
ータ１０に取り込まれる。コンピュータ１０では、核酸
分子の大きさが算出される。
材料からなり、このフローセル３の一面側には、光源４
が配置される。この光源４は、例えば半導体レーザから
なり、集光レンズ５により集光されてフローセル３に照
射される。フローセル３の側方および後方には、側方散
乱光センサ６および後方散乱光センサ７が配設されてお
り、フローセル３中の不溶化核酸分子により生じる側方
散乱光および後方散乱光が検出される。側方散乱光セン
サ６および後方散乱光センサ７の出力は、アンプおよび
Ａ／Ｄ変換器８、インターフェース９を介してコンピュ
ータ１０に取り込まれる。コンピュータ１０では、核酸
分子の大きさが算出される。
【００１４】以上の構成で核酸分子の分析を行うのは次
の様に行う。先ず、核酸分子を不溶化するため、試料液
と同容量のイソプロパノールを混合操作する。次いで、
不溶化核酸分子の溶液を反応部１に入れ、送液ポンプ２
を作動させる。溶液はフローセル３に導入され、光源４
からの光が照射されて側方散乱光センサ６および後方散
乱光センサ７で側方散乱光および後方散乱光が検出され
る。
の様に行う。先ず、核酸分子を不溶化するため、試料液
と同容量のイソプロパノールを混合操作する。次いで、
不溶化核酸分子の溶液を反応部１に入れ、送液ポンプ２
を作動させる。溶液はフローセル３に導入され、光源４
からの光が照射されて側方散乱光センサ６および後方散
乱光センサ７で側方散乱光および後方散乱光が検出され
る。
【００１５】ここで、検出される散乱光強度は、照射光
強度と散乱断面積の積に比例し、散乱断面積は不溶化核
酸分子の直径に比例する。従って、照射光強度が一定で
あれば、散乱光強度から不溶性核酸分子の直径が推定で
きる。すなわち、予め核酸分子の大きさ（直径等）の分
かっている標準試料を用いて、核酸分子の大きさ対不溶
性核酸分子の直径の検量線を作成しておけば、この検量
線から核酸分子の大きさが求まる。この核酸分子の大き
さの算出はコンピュータ１０で行われる。
強度と散乱断面積の積に比例し、散乱断面積は不溶化核
酸分子の直径に比例する。従って、照射光強度が一定で
あれば、散乱光強度から不溶性核酸分子の直径が推定で
きる。すなわち、予め核酸分子の大きさ（直径等）の分
かっている標準試料を用いて、核酸分子の大きさ対不溶
性核酸分子の直径の検量線を作成しておけば、この検量
線から核酸分子の大きさが求まる。この核酸分子の大き
さの算出はコンピュータ１０で行われる。
【００１６】なお、照射光領域に複数の不溶性粒子が存
在すれば、出力はその加算されたものになるので、試料
液は十分に希釈したものを使用する。また、散乱光強度
は送液されるサンプルについて逐次測定し、散乱光強度
（又は核酸分子の大きさ）のヒストグラムを作成する。
在すれば、出力はその加算されたものになるので、試料
液は十分に希釈したものを使用する。また、散乱光強度
は送液されるサンプルについて逐次測定し、散乱光強度
（又は核酸分子の大きさ）のヒストグラムを作成する。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、電気泳動法の様に時間
・手間を取らせずに、迅速に核酸分子の大きさを分析で
きるとともに、その分析できる大きさも超遠心法等のよ
うに限定されない。
・手間を取らせずに、迅速に核酸分子の大きさを分析で
きるとともに、その分析できる大きさも超遠心法等のよ
うに限定されない。
【図１】本発明の方法を実施する装置の概略図
１；反応部 ２；送液ポンプ ３；フローセル ４；光源 ６；側方散乱光センサ ７；後方散乱光センサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 33/48 - 33/52 G01N 33/58 - 33/98
Claims (2)
- 【請求項１】 核酸分子を不溶化した後、該不溶化核酸
分子に光を照射してその散乱光を測定することからなる
核酸分子の分析方法。 - 【請求項２】 核酸分子を不溶化する反応部と、該反応
部の不溶化核酸分子を試料セルに送る送液ポンプと、試
料セルに送られた不溶化核酸分子に光を照射する光源部
と、試料セルからの散乱光を検出する検出部とからなる
核酸分子の分析装置。
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| JP7223836A JP2973887B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 核酸分子の分析方法及び装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP7223836A JP2973887B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 核酸分子の分析方法及び装置 |
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| JP2973887B2 true JP2973887B2 (ja) | 1999-11-08 |
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| JP7223836A Expired - Fee Related JP2973887B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 核酸分子の分析方法及び装置 |
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-
1996
- 1996-08-01 US US08/691,205 patent/US5756297A/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0968525A (ja) | 1997-03-11 |
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