JP3003104B2 - ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型螢光電気泳動装置 - Google Patents

ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型螢光電気泳動装置

Info

Publication number
JP3003104B2
JP3003104B2 JP7520738A JP52073895A JP3003104B2 JP 3003104 B2 JP3003104 B2 JP 3003104B2 JP 7520738 A JP7520738 A JP 7520738A JP 52073895 A JP52073895 A JP 52073895A JP 3003104 B2 JP3003104 B2 JP 3003104B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
heat transfer
electrophoresis
electrophoresis chamber
laser light
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
JP7520738A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09505669A (ja
Inventor
ホッフ,ルイス,ビー
ラチェンマイヤー,エリック,ダブリュ
レイスバーグ,イェフィム,エム
ノードマン,エリック,エス
Original Assignee
ザ パーキン−エルマー コーポレーション
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 ザ パーキン−エルマー コーポレーション filed Critical ザ パーキン−エルマー コーポレーション
Publication of JPH09505669A publication Critical patent/JPH09505669A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3003104B2 publication Critical patent/JP3003104B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44717Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/44721Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、電気泳動を行うための改良された装置、さ
らに詳しくは、ポリヌクレオチド断片分析のために改良
された実時間走査型螢光電気泳動装置に関するものであ
る。
発明の背景 電気泳動ポリヌクレオチド断片の分析法は、一色ある
いは複数色の蛍光検出と組み合わせて、電界の影響下に
おける高分子網状組織の中を通るポリヌクレオチド断片
の移動速度(すなわち、それらの電気泳動移動度)にも
とづいて、ポリヌクレオチド断片の混合物の特色を記述
するために使われている。一般的には、これらの方法は
PCRのような方法を用いる標的ポリヌクレオチドの増幅
に続いて応用される。例えばムリスの米国特許4,683,20
2。このような方法の例には次のものが含まれる。ポリ
ヌクレオチドシーケンス、例えばTrainor,Anal.Chem.,6
2:418−426(1990)や、制限断片長多型(RFLP)分析、
例えば、Watkins,Biotechniques.6:310−319(1988)、
そして変化する数の直列型繰り返し(VNTR)またはミク
ロ付随体分析、例えばZiegleら、Genomics,14:1026−10
31。これらの方法のそれぞれは、標的ポリヌクレオチド
について、貴重な遺伝情報を提供することができる。
現在の電気泳動ポリヌクレオチド断片分析システム
は、平面配列に配置された多数の電気泳動レーンを特徴
とする、例えばマルチレーンスラブゲル、実時間走行型
螢光検出器と組合せる。例えばフンカピラーらの米国特
許4,811,218。多数のレーンは分析器の全体の処理量を
増加させるために使用される。多数のレーンから電気泳
動中にデーターを収集するために、光学検出システム
は、標識を付けたポリヌクレオチドの移動方向に垂直な
電気泳動チャンバの幅を横切って走査される。好ましく
は、多色螢光検出を使用してレーンに対する情報密度を
増加させる、例えばDNA配列分析のために、各塩基に1
色の4色の標識色を使用する。光源、例えばレーザー
は、ポリヌクレオチド断片に結合した螢光標識を励起
し、多数の発光フィルターは異なるスペクトルの性質を
有する標識と標識を識別する。さらに、コンピューター
を使用して時間、レーン番号、および螢光発光波長情報
からなるデーターを収集し、有用な情報、例えばDNA配
列にそれを返還する。
現在のポリヌクレオチド断片分析システムの速度と解
像の重要な限界は、電気泳動媒体を電流が通過する結果
発生するジュール熱を放散させる能力にある。ジュール
熱による問題のため、現在のシステムは低い、例えば25
V/cmの電界に制限され、その結果、例えば8時間の長時
間の分析となる。ジュール熱およびその結果としてゲル
を横切る温度勾配が、2方法で分離の質に否定的な影響
を与える。第1に、熱が電気泳動媒体全体に生成しても
その外表面で放散されるだけなので、チャネルの深さを
横切って放射状の温度プロフィルが確認される。電気泳
動速度が温度の大きい要因、例えば℃に対して2%であ
るから、この温度プロフィルは移動分析に対して放射状
の速度プロフィルへと導く。この速度の空間依存性によ
り移動帯域が広がって分離作業が進まなくなる。温度プ
ロフィルの範囲は電気泳動チャネルを薄くして小さくす
ることができる、例えばブルムレイら、Nucleic Acids
Research,19:4121−4126(1991);ステジマンら、Meth
ods in Molecular and Cellular Biology,2:182−184
(1991)。従って、この電気泳動チャネルを組み込む自
動化システムが望まれる。
第2に、電気泳動媒体の平均温度が高すぎると、媒体
の構造の保全が危うくなる。ポリマーゲル媒体、例えば
架橋したポリアクリルアミドゲルの場合、温度が高くな
るとゲルが完全に破壊される。電気泳動媒体の平均温度
は電気泳動チャネルから周囲の環境までの熱伝達速度を
増加することにより制御することができる。従って、周
囲環境に電気泳動の結果生成したジュール熱をさらに有
効に伝達するシステムが望ましい。
さらに電気泳動分離の速度と解像の限界は、検出器が
最初の移動分析物のバンドからのデーターを獲得できる
速度である。ポリヌクレオチド断片分析のための最も望
ましい検出形態は同時多色検出である。しかし、現在の
アプローチ、すなわち、光電子増倍管(PMT)検出器と
組み合わせた指示できるフィルターホイールは、検出器
の領域から出てしまう前に各色を観察するために十分な
速さでフィルターホイールが指示されなければならない
ので、理想的ではない。これは高速システムでのポリヌ
クレオチド断片の高速の電気泳動速度のため問題があ
る。各分析バンドについて十分な数のデーター点、例え
ばバンド当たり10点が集められないならば、近接するバ
ンド間の識別力が失われる。多色システムのための取得
データーの割合を増やすための一つの方法は、連続より
は同時に全色からの信号を収集することである。従っ
て、同時に全色を取得する検出システムが望ましい。
上記のことから、必要なものは、熱散逸特性および検
出器性能を高めることにより高い電場に適応できる改良
された電気泳動装置であった。
発明の概要 本発明は、電気泳動ポリヌクレオチド分析用の装置を
改良することにあり、前記改良はシステムの処理量を増
加することである。この改良は(i)データー取得速度
を増加するためにスペクトル配列検出器を組み込み、そ
して(ii)電気泳動媒体の温度を制御するために改良さ
れた装置を組み込むことを含む。本発明の分析システム
は、次のものからなり、組み合わせてなる。
平面配列に配置された多数の電気泳動レーンを収容で
きる電気泳動分離媒体を含む電気泳動チャンバ、移動で
きるステージ上に取りつけた螢光検出器、螢光分子を励
起する光源、時間、位置、螢光波長および螢光強度情報
を収集するためのコンピューターを有するタイプの螢光
により標識を付けたポリヌクレオチド断片の電気泳動分
析のための改良された実時間走査型螢光電気泳動装置に
おいて、その改良が: (a)多数の螢光標識の同時検出を含む前記螢光により
標識を漬けたポリヌクレオチド断片からの放射光を検出
するためのスペクトル配列検出器、 (b)電気泳動中に電気泳動分離媒体の温度を制御する
ための温度制御装置からなる。
図面の簡単な説明 図1は、垂直方向のスラブゲルを示す図。
図2は、本発明のスペクトル配列検出システムの好適
例の光路の概略図。
図3は、本発明の好適例によるプレートホルダーを示
す図。
図4は、本発明の好適例によるプレート配置機構を示
す図。
図5は、本発明の好適例による温度制御機構を示す
図。
定義 ここで使われている“ポリヌクレオチド”という用語
は、天然あるいは改変のヌクレオシドモノマーからなる
線状ポリマーを示し、これには、二本鎖あるいは一本鎖
デオキシリボヌクレオシド、リボヌクレオシド、それら
のα−アノマー形、あるいは類似体を含む。一般に、ヌ
クレオシド単量体どうしは、ホスホジエステル結合ある
いはそれに類似した結合によってつながっていて、数個
単位のモノマー、例えば8〜40、から数千個単位のモノ
マーの幅をもった大きさのポリヌクレオチドを形成して
いる。ポリヌクレオチドが、“ATGCCTG"のように連続し
た文字で表されるときは常に、ヌクレオチドが5′から
3′の方向に左から右へ並んでいて、そして“A"はデオ
キシアデノシンを示し、“C"はデオキシシチジンを示
し、“G"はデオキシグアノシンを示し、“T"はチミジン
を示すと解釈されることになっている。ホスホジエステ
ル結合の類似物には、ホスホロチオエート、ホスホロジ
チオエート、ホスホロセレノエート、ホスホロジセレノ
エート、ホスホロアニロチオエート、ホスホルアニリデ
ート、ホスホルアミデート等を含む。
ここで使われている“ヌクレオシド”は、天然ヌクレ
オシドを含み、これは2′−デオキシ及び2′−ヒドロ
キシの形、例えばコーンバーグおよびベーカーのDNA Re
plication、第2版(Freeman,San Francisco,1992)に
述べられているようなものを含む。ヌクレオシドに関し
ての“類似体”は、修飾塩基部分および/また改変糖部
分をもつ、合成ヌクレオシドを含み、例えば、Scheit,N
ucleotide Analogs(John Willey,New York,1980)にお
いて一般的に記述されている。
ここで使われている“電気泳動分離媒体”という用語
は、その中を通って、ポリヌクレオチドが電気泳動さ
れ、かつポリヌクレオチドに対して、大きさに依存する
電気泳動速度が与える物質のことを示す。代表的には、
このような物質は、直鎖あるいは有枝鎖ポリマー分子か
らなる多孔性の網状組織、あるいは類似物、例えば架橋
ポリアクリルアミドである。
ここで使われている“電気泳動チャンバ”という用語
は、電気泳動分離を含むコンテナを示す。一般的には、
このコンテナは、プレートの縁部の領域でプレートの間
に挟まれた薄いポリマーシート、スペーサーによって分
離されている矩形の2枚のガラス板によって形成され
る。これは伝統的にはスラブ電気泳動と呼ばれる。電気
泳動分離媒体が堅い架橋ゲルであるとき、このフォーマ
ットはスラブゲル電気泳動と呼ばれる。
好適例の説明 図1は、垂直方向のスラブゲル(8)の装填壁(4)
に装填された複数の螢光キャリヤの一つで標識を付けた
ポリヌクレオチド断片資料(2)を示し、前記ゲルは本
発明の分析器に取りつけられる。断片はゲル(8)を通
って電気泳動が行われ、相対的な大きさによって分離さ
れる。分離後に、断片はレーザー励起および検出領域
(12)を通過して、螢光により標識を付けたポリヌクレ
オチド断片が検出される。螢光キャリヤは使用した特定
の染料に基づき特定の波長で発光し、これによって各断
片の同定を容易にする。
ポリヌクレオチド断片を分離した後、同時多色検出装
置によって検出される。本発明のポリヌクレオチド分析
器の重要な特徴は“スペクトル配列螢光検出器”であ
る。ここに使用される“スペクトル配列螢光検出器”と
いう用語は、(i)螢光発光をスペクトルにより分離す
る装置、例えば回折格子、またはプリズム等、(ii)光
放射に敏感な検出器素子のアレイ、例えばダイオードア
レイ、電荷結合素子(CCD)システム、光電子増倍管の
アレイ等、(iii)励起光源、例えば白熱電球、アーク
ランプ、レーザー、レーザーダイオード等、および(i
v)励起光および放射光の両方の方向と条件を付けるこ
とができる関連光学器構成部分を利用する検出器を示
す。スペクトル配列検出器の出力は、配列位置の関数と
しての光強度であり、その位置で落下する光の波長と直
接関係することができる。このような検出器の1例はカ
ーゲルらのNucleic Acids Research 19:4955、4962(19
91)に示される。
スペクトル配列検出器の出力を扱う一つの好ましい方
法は、“仮想フィルター”を作ることである。ここで使
われている“仮想フィルター”という用語は、複数の分
離した波長領域がサンプルになるスペクトル配列検出器
から得られたデータを操作する方法を示し、ここでは、
それぞれの波長領域の位置と領域幅は、ソフトウェアを
使って動的に変えられる。仮想フィルターは、物理学上
の干渉あるいは吸収フィルターを模することができ、さ
らに幾つかの重要な利点を持つ。第1に、仮想フィルタ
ーは、放射光を複数の光線に分裂させる必要なく、多数
の放射波長を同時に応答指令信号を送るようにプログラ
ムすることが可能であり、多数のフィルターを素早く指
し示す必要がなく、移動の速い分析物の十分な多色検出
を行うことができる。第2に、仮想フィルターは放射領
域帯の幅を検出するようにプログラムすることができ
る。どんな応用でも感度および色の識別の最適な組合せ
に帰する最適なバンド幅が存在するので、これは重要な
ことである:検出バンド幅が広くなるので、検出器がさ
らに光を収集し、それによって感度をあげるが、しかし
ながら、それと同時に、より広いバンド幅は、ごく近い
関係の色と色を識別する能力を減らす。第3に、仮想フ
ィルターは本質的に完璧な送波カーブを描くことができ
る。すなわち、フィルターは、ごく近い関係の色と色を
識別することができる。第4に、仮想フィルターの選択
された波長領域は、ソフトウェアを使って、多様な放射
光源および染料の組み合わせの特徴に適合するように、
簡単に調節することができる。それ故、染料物質を変え
ることは、ソフトウェアを使って仮想フィルターを変え
るという単純なことであり、一方、有形のフィルターが
使用される場合は、システムを機械的操作することが必
要になる。さらに、仮想フィルターの選択された波長領
域およびバンド幅は、動的、すなわち、走行の過程で変
えることができ、進行中におこる染料標識のどんなスペ
クトル変化も補償することができる。好ましい仮想フィ
ルターの波長は、540、560、580、および610nmで、各々
が10nmの幅である波長である。別の好ましい仮想フィル
ターの波長は、530、545、560、および580nmで、各々が
10nmの幅である波長である。
図2は本発明のスペクトル配列検出システムの好適例
の光路の概略図である。好ましくは、本発明の分析器シ
ステムは、40mW、直径0.67mm、波長488nmおよび514nmに
最大強度をもつ、偏光された光線ビームを放射するアル
ゴンイオンレーザーのような、蛍光励起波長源としてレ
ーザーを使用する。レーザー(66)からの光は、希望す
る位置にレーザー光を向けるように調節して取りつけら
れた回転鏡(68)で反射する。次に望遠鏡レンズ(70)
はビーム直径を約100μmに減らし、曲げ鏡(72)は光
を直角に電気泳動媒体(104)に向ける。
レーザー励起螢光標識から放射した光は検出器の方向
に光を平行にする非球面収集レンズ(74)によって集め
られる。次に放射光は曲げ鏡(72)の周りを通りレーザ
ー排除フィルター(76)を通り、これによって検出器に
入る散乱レーザー 光のレベルを下げる。励起レーザー光は非球面収集レン
ズ(74)の中央を通過し、一定量のレーザー光を直接レ
ンズ表面から検出器の方向に反射させ、希望しないバッ
クグラウンド信号を出す。レーザー排除フィルター(7
6)の中央に取りつけられた曲げ鏡(72)は、この反射
した光を収集路から偏光させて検出器に入る反射光の量
を減らす。収集した放射光は次に、分光器(82)への入
り口に取りつけたスリット(80)にて放射光を集光する
平凸レンズ(78)を通過する。(分光器(82)は405g/m
m、450nmの真鍮回折格子、17nm/mmの分光を使用す
る。)分光器(82)を通過後、光はCCD(90)に落ち
る。CCD(90)からの出力信号は次のデーター分析と表
示のために電子計算機(64)に伝送される。
さらに放射光信号を増大しバックグラウンド光散乱を
減少させるため、正面のゲルプレート(108)の内表面
に不導性鏡コーティングを行う。この表面は、正面ゲル
プレートを経て周囲にロスすることがないように収集レ
ンズに放射光を反射させて戻す。さらに、最初のレーザ
ー光がこの反射表面に当たったとき、ゲルを通して反射
させて戻し、これにより螢光キャリヤを励起させてさら
に放射光が得られるようにする。また、反射表面は正面
ガラスプレート自身の螢光によって生じた希望しないバ
ックグラウンド光を減らす。
実時間を基礎とした電気泳動レーンのすべてに応答指
令信号を送るため、より少ない回転鏡(68)とコンピュ
ーター(90)をもつ上記の光学システムは、電気泳動チ
ャンバの幅に沿って走査される。
本発明の別の重要な特徴は分析器に電気泳動チャンバ
を取りつけるために使用される新規の装置である。好ま
しくは、電気泳動チャンバは左と右のプレート縁に位置
する2枚のスペーサーによって分かれた2枚のガラスプ
レートによって形成される。ガラスプレートは、従来の
方法で上部緩衝液貯蔵器と共にガラスプレートを支持し
確保するように働くプレートホルダーに取りつけられ
る。図3参照。プレートホルダーは複数のツイストクラ
ンプ(204)が連結された矩形フレーム(200)からな
る。(図をはっきりさせるために、(84)として一個の
みのツイストクランプを図3に示した。)ツイストクラ
ンプ(84)は水平に向いており、ホルダーにガラスプレ
ートを確保するために役立ち、ツイストクランプ(84)
が垂直に向けられるとき、ガラスプレートをプレートホ
ルダーに挿入し取り外すことを簡便にする。矩形フレー
ムは2個の位置選定登録ノッチ(208)を含み、分析器
中のプレートホルダーの的確な位置ぎめをする。ビーム
ストップ(212)はユーザーが直接励起レーザー光に曝
されないように保護するように配置される。フレームは
また2個のハンドル(202)を含みプレートホルダーア
センブリイの輸送を容易にする。プレートホルダーは上
部緩衝液貯蔵器(216)を取り外しできるように取りつ
けるための手段を提供する。上部緩衝液貯蔵器(216)
の各側の突出部(228)は、最上部のツイストクランプ
が水平位置にあるとき、上部緩衝液貯蔵器(216)が正
面ガラスプレートに押しつけられ、上部緩衝液チャンバ
と正面ガラスプレートとの間に液密シールをつくるよう
に位置する。上部緩衝液貯蔵器(216)は電極(220)と
この電極を電気泳動電源に連結するための電気ケーブル
(224)を含む。プレートホルダーは種々の長さのガラ
スプレートを確保するように設計される。少ない分離お
よび/または短い分析時間を必要とする応用には、短い
ものが使用され、さらに多い分離と一層長い分析時間に
耐えられる応用には、長いものが使用される。
本発明のさらに重要な局面はプレートの配置機構であ
る。螢光放射光を有効に収集するために、電気泳動チャ
ンバの検出領域は収集光学機械の構成部に関して正確に
配置されなければならない。特に、検出領域は収集光学
機械の構成部の焦点を分離媒体内に配置するように配列
しなければならず、電気泳動チャンバの壁中ではない。
プレートの配置機構はこの配置が再現できるように達成
される。その機構は図4を参照して説明する。薄い即ち
0.2mm以下の電気泳動チャンバが使用されるとき、予め
調整した配置ピン(300)はノッチ(304)を介してバッ
クガラスプレート(308)に合わせ、配置ピン(300)の
正面チップ(324)に対して正面ガラスプレートを押し
つける。厚い即ち0.2mm以上の電気泳動チャンバが使用
されるとき、配置ピン(300)のステップ部位(300)を
バックガラスプレートに対して押しつける。配置ピン
(300)は予め調整して、電気泳動チャンバの内側が収
集光学機械の構成部にの焦点にあるようにする。ガラス
プレート(308および312)はツイストクランプ(330)
によって配置ピン(300)に対して押しつける。
電気泳動チャンバを横切る電場を増加させる間に、電
気泳動分離の速度が増して、電気泳動媒体内に発生する
ジュール熱も増加させ、電気泳動媒体の分解へと導くこ
とができる。“速い”電気泳動を走行させて発生した熱
を除くために、温度制御機構(図5)を開発した。温度
制御機構はバック熱移動プレート(400)を含みこれに
対してバックガラスプレート(404)を器具に取りつけ
る。好ましくは、熱移動プレート(400)はコーティン
グしたアルミニウムから作られる。コーティングは電気
絶縁体として働きバックガラスプレート(404)と器具
の残部との間のアークを妨げる。バック冷却プレート
(400)は流動性の熱移動媒体が循環できるチャネルで
ある。正面熱移動プレート(408)は、また流動性熱移
動媒体を充填することができるチャネルを含み、正面ガ
ラスプレート(412)と接触している。ポンプ(416)は
流動性熱移動媒体を貯蔵器(420)から正面およびバッ
ク熱移動プレート(400および408)を通して循環する。
熱は循環する流動性熱移動媒体から、熱交換器(424)
を通過して除かれ、これによって室温まで流動性熱移動
媒体を冷却する。ゲルを室温以上に加熱しまたは室温以
下に冷却することが特定の応用のために望ましい場合に
は、流動性熱移動媒体は熱移動プレートを通って流れる
前にヒーターまたはクーラー(図には示されていない)
を通過する。ゲルの活発な温度の制御は、熱移動プレー
トを通る流動性熱移動媒体の流速を制御してプレートの
温度を制御するコンピュータ(434)と組み合わせて熱
移動プレートに取りつけた温度センサ(430)によって
行われる。
本発明は、前述の記載によって説明されるが、そこで
採用されている素材に限定されると解釈されるものでは
なく、むしろ本発明は、上に明らかにされたところの包
括的な範囲に向けられている。その様々な改良および具
体化はそれらの意図あるいは範囲から逸脱することなく
行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラチェンマイヤー,エリック,ダブリュ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94020 ラ ホンダ,ルート 2,ボッ クス 3245 エイ (72)発明者 レイスバーグ,イェフィム,エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フレモント,ブエッタ オリボ ス ストリート 1157 (72)発明者 ノードマン,エリック,エス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94310 パロ アルト,ミドルフィール ド ロード 2150 (56)参考文献 特開 昭63−313035(JP,A) 特開 平2−309235(JP,A) 特開 昭63−81256(JP,A) 特開 昭62−182657(JP,A) 特開 平4−294257(JP,A) 実開 昭53−50244(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/447

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蛍光標識されたポリヌクレオチド断片の電
    気泳動分析のための改良された実時間走査型蛍光電気泳
    動装置であって、以下: 電気泳動分離媒体を含みかつ複数の同一平面上の電気泳
    動レーンを規定する正面ゲルプレートを含む電気泳動チ
    ャンバ; レーザー光の光線を生成するためのレーザー光源; 該レーザー光を該正面ゲルプレートを介して定常角度で
    該電気泳動チャンバへと配向させるための曲げ鏡; 複数の蛍光標識の同時検出を含む、該蛍光標識されたポ
    リヌクレオチド断片からの放射光の検出のためのスペク
    トル配列蛍光検出器; 該レーザー光の光線および該スペクトル配列蛍光検出器
    を、電気泳動の間、該電気泳動チャンバを横切って該正
    面ゲルプレートに平行な方向でかつ該ポリヌクレオチド
    断片の移動の方向に垂直な方向に走査させるために、該
    電気泳動チャンバに関して該曲げ鏡および該スペクトル
    配列蛍光検出器を移動させるための、該スペクトル配列
    蛍光検出器およびその上に該曲げ鏡を取り付けるための
    移動可能なステージ;ならびに 電気泳動中に該電気泳動分離媒体の温度を制御するため
    の温度制御手段、 を備える、実時間走査型蛍光電気泳動装置。
  2. 【請求項2】前記スペクトル配列検出器の出力が仮想フ
    ィルターをもたらすように処理され、そのようなフィル
    ターが複数の異なる波長範囲のサンプリングをもたら
    す、請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】前記仮想フィルターの波長範囲が540、56
    0、580、および610nmであり、各々が10nmの幅である請
    求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】前記仮想フィルターの波長範囲が530、54
    5、560、および580nmであり、各々が10nmの幅である請
    求項2記載の装置。
  5. 【請求項5】前記スペクトル配列検出器が: (a)前記放射光を分離するための回折格子、 (b)該分離した放射光の位置および強度を検出するCC
    Dアレイ、 (c)該検出器に到達する散乱したレーザー光を最少に
    するために、該レーザー光の光線ならびに該放射光の方
    向および条件を付けるための光学配置、 を備える請求項1記載の装置。
  6. 【請求項6】前記スペクトル配列検出器が以下: 前記レーザー光を所望の位置に向ける回転鏡、 該レーザー光を電気泳動チャンバ内の位置に焦点を合わ
    せる望遠鏡レンズ、 前記放射光を平行にする非球面収集レンズ、 前記検出器に入る散乱レーザー光を減少させる一組のレ
    ーザー排除フィルター、および 所望の位置で該放射光の焦点を合わせる平凸レンズ を含む光学配置を有する請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】前記温度制御手段が電気泳動チャンバの正
    面とバック面とで接触する、熱により制御された正面お
    よびバック熱移動プレート を備える請求項1記載の装置。
  8. 【請求項8】正面およびバック熱移動プレートがコーテ
    ィングされたアルミニウムから作られ、該コーティング
    が熱移動プレートを電気泳動電圧から電気的に絶縁する
    ように作用する請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】前記温度制御手段が: (a)前記電気泳動チャンバの正面と接触して配置さ
    れ、流動チャネルが入り口および出口部位を含む該正面
    熱移動プレート内に形成されている正面熱移動プレー
    ト、 (b)該電気泳動チャンバのバック面と接触して配置さ
    れ、流動チャネルが入り口および出口部位を含む前記バ
    ック熱移動プレート内に形成されているバック熱移動プ
    レート、 (c)該正面およびバック熱移動プレート中の該流動チ
    ャネルを通って循環する流動性熱移動媒体、 (d)該流動性熱移動媒体を循環させるポンプ、 (e)該流動性熱移動媒体が周囲雰囲気と熱を交換でき
    る熱交換器、 (f)該循環する熱移動媒体の流れを制御することによ
    って該熱移動プレートの温度を制御するためのコンピュ
    ーター、 (g)正面およびバック熱移動プレートと接触し、該コ
    ンピューターに電気的に連結され、該コンピューターに
    温度情報を中継する温度センサ を備える請求項7記載の装置。
  10. 【請求項10】前記熱交換器がクーラーによって置換さ
    れ、該クーラーが周囲雰囲気の温度以下に前記流動性熱
    移動媒体を冷却する請求項9記載の装置。
  11. 【請求項11】前記熱交換器がヒーターによって置換さ
    れ、該ヒーターが周囲雰囲気の温度以上に前記流動性熱
    移動媒体を加熱する請求項9記載の装置。
  12. 【請求項12】前記電気泳動チャンバが: (a)正面プレートおよびバックプレートであって、該
    バックプレートが前記レーザー光がそこを通って該電気
    泳動チャンバに入るプレートとして定義される、正面プ
    レートおよびバックプレート、 (b)約0.1から約1.0mmまでのチャンバ厚を与えるよう
    に間隔を開けたガラスプレート間の均一な分離を維持す
    るための2枚のスペーサー、 (c)長さを変えたガラスプレートを適応させることが
    でき、前記電気泳動分離媒体を支持し確保するように働
    き、該プレートが、該分離媒体が漏れないように密閉さ
    れたプレートの縁を保持するクランプによってプレート
    ホルダー内に適切に固定されるプレートホルダー を備える請求項1記載の装置。
  13. 【請求項13】検出光学機械の構成部に関して電気泳動
    チャンバの検出領域を最適に配置するプレート配置機構
    をさらに備える請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】正面プレートの内表面に用いられる鏡コ
    ーティングをさらに備え、前記バックプレートおよび前
    記電気泳動チャンバを通過した後、前記励起レーザー光
    が該鏡コーティングにぶつかり、電気泳動チャンバを通
    って反射し、これによって次に光を集める追加の蛍光キ
    ャリヤを励起し、放射光信号を増大させるようにした請
    求項12記載の装置。
JP7520738A 1994-02-07 1995-01-31 ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型螢光電気泳動装置 Expired - Fee Related JP3003104B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/192,485 US5543026A (en) 1994-02-07 1994-02-07 Real-time scanning fluorescence electrophoresis apparatus for the analysis of polynucleotide fragments
US08/192,485 1994-02-07
US192,485 1994-02-07
PCT/US1995/001353 WO1995021377A1 (en) 1994-02-07 1995-01-31 Improved real-time scanning fluorescence electrophoresis apparatus for the analysis of polynucleotide fragments

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11182547A Division JP3111064B2 (ja) 1994-02-07 1999-06-28 ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型蛍光電気泳動装置発明の技術分野

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09505669A JPH09505669A (ja) 1997-06-03
JP3003104B2 true JP3003104B2 (ja) 2000-01-24

Family

ID=22709873

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7520738A Expired - Fee Related JP3003104B2 (ja) 1994-02-07 1995-01-31 ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型螢光電気泳動装置
JP11182547A Expired - Fee Related JP3111064B2 (ja) 1994-02-07 1999-06-28 ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型蛍光電気泳動装置発明の技術分野

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11182547A Expired - Fee Related JP3111064B2 (ja) 1994-02-07 1999-06-28 ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型蛍光電気泳動装置発明の技術分野

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5543026A (ja)
EP (1) EP0744023B1 (ja)
JP (2) JP3003104B2 (ja)
AT (1) ATE157168T1 (ja)
AU (1) AU676964B2 (ja)
CA (1) CA2179710C (ja)
DE (1) DE69500580T2 (ja)
WO (1) WO1995021377A1 (ja)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5459325A (en) * 1994-07-19 1995-10-17 Molecular Dynamics, Inc. High-speed fluorescence scanner
US6001229A (en) * 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
US5871628A (en) * 1996-08-22 1999-02-16 The University Of Texas System Automatic sequencer/genotyper having extended spectral response
US6008379A (en) 1997-10-01 1999-12-28 The Perkin-Elmer Corporation Aromatic-substituted xanthene dyes
US5936087A (en) 1997-11-25 1999-08-10 The Perkin-Elmer Corporation Dibenzorhodamine dyes
US6583168B1 (en) 1997-11-25 2003-06-24 Applera Corporation Sulfonated diarylrhodamine dyes
EP1044370B1 (en) 1997-12-30 2017-08-23 Caliper Life Sciences, Inc. Software for the display of chromatographic separation data
US6289229B1 (en) 1998-01-20 2001-09-11 Scimed Life Systems, Inc. Readable probe array for in vivo use
US6369893B1 (en) 1998-05-19 2002-04-09 Cepheid Multi-channel optical detection system
US6096875A (en) 1998-05-29 2000-08-01 The Perlein-Elmer Corporation Nucleotide compounds including a rigid linker
EP0990896B1 (en) * 1998-09-10 2012-01-25 Wallac Oy Large area image analysing apparatus
US6413780B1 (en) 1998-10-14 2002-07-02 Abbott Laboratories Structure and method for performing a determination of an item of interest in a sample
SE9804606D0 (sv) * 1998-12-30 1998-12-30 Amersham Pharm Biotech Ab Method and device for measuring labels in a carrier
US6558945B1 (en) 1999-03-08 2003-05-06 Aclara Biosciences, Inc. Method and device for rapid color detection
JP4741170B2 (ja) * 2000-10-11 2011-08-03 アプライド バイオシステムズ リミテッド ライアビリティー カンパニー アニオン性リンカーを有する蛍光核酸塩基結合体
CA2445053A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Aclara Biosciences, Inc. Methods and compositions for analyzing proteins
US20030136921A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-24 Reel Richard T Methods for fluorescence detection that minimizes undesirable background fluorescence
US20040091850A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-13 Travis Boone Single cell analysis of membrane molecules
US7402398B2 (en) * 2003-07-17 2008-07-22 Monogram Biosciences, Inc. Measuring receptor homodimerization
WO2005019470A2 (en) * 2003-08-11 2005-03-03 Monogram Biosciences, Inc. Detecting and profiling molecular complexes
WO2006112818A2 (en) 2005-04-14 2006-10-26 Applera Corporation 3' modified oligonucleotides containing pseudoisocytosine nucleobase derivatives and applications thereof as primers or probes
US7817273B2 (en) * 2005-06-30 2010-10-19 Life Technologies Corporation Two-dimensional spectral imaging system
US7663750B2 (en) 2005-06-30 2010-02-16 Applied Biosystems, Llc Two-dimensional spectral imaging system
US7595874B1 (en) 2006-02-08 2009-09-29 Sciperio, Inc. Method of condensed cell slide preparation and detection of rarely occurring cells on microscope slides
EP3192876A1 (en) * 2007-10-10 2017-07-19 Pocared Diagnostics Ltd. System for conducting the identification of bacteria in urine
JP5715068B2 (ja) 2009-01-30 2015-05-07 マイクロニクス, インコーポレイテッド 携帯型高利得蛍光検出システム
US9132423B2 (en) 2010-01-29 2015-09-15 Micronics, Inc. Sample-to-answer microfluidic cartridge
JP5899038B2 (ja) * 2012-04-23 2016-04-06 シャープ株式会社 蛍光検出装置および蛍光検出方法
US20150346097A1 (en) 2012-12-21 2015-12-03 Micronics, Inc. Portable fluorescence detection system and microassay cartridge
EP2934751B1 (en) 2012-12-21 2019-05-29 Micronics, Inc. Low elasticity films for microfluidic use
KR102102123B1 (ko) 2012-12-21 2020-04-20 퍼킨엘머 헬스 사이언시즈, 아이엔씨. 유체 공학 회로 및 관련 제조 방법
AU2014262710B2 (en) 2013-05-07 2019-09-12 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Methods for preparation of nucleic acid-containing samples using clay minerals and alkaline solutions
WO2014182847A1 (en) 2013-05-07 2014-11-13 Micronics, Inc. Device for preparation and analysis of nucleic acids
WO2014182844A1 (en) 2013-05-07 2014-11-13 Micronics, Inc. Microfluidic devices and methods for performing serum separation and blood cross-matching
CN108168726B (zh) * 2016-12-08 2020-10-02 中国科学院福建物质结构研究所 一种测量固体激光器中增益介质内部温度的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS171472B1 (ja) * 1974-03-04 1976-10-29
US4683202A (en) * 1985-03-28 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying nucleic acid sequences
US4811218A (en) * 1986-06-02 1989-03-07 Applied Biosystems, Inc. Real time scanning electrophoresis apparatus for DNA sequencing
US4957613A (en) * 1987-02-02 1990-09-18 Life Technologies Inc. Adjustable-height vertical gel slab electrophoresis apparatus
JP2702920B2 (ja) * 1987-03-20 1998-01-26 株式会社日立製作所 電気泳動分離検出方法及び装置
JP2550106B2 (ja) * 1987-10-30 1996-11-06 株式会社日立製作所 光分散検出型電気泳動装置
US4802969A (en) * 1988-04-28 1989-02-07 Eastman Kodak Company Gel plate assembly for electrophoresis
JP2901004B2 (ja) * 1989-04-12 1999-06-02 株式会社日立製作所 Dnaの塩基配列決定法
US4975170A (en) * 1990-03-29 1990-12-04 Eastman Kodak Company Back support for an electrophoresis gel plate assembly
DE4139211C2 (de) * 1990-11-30 1994-03-24 Hitachi Ltd Elektrophoresegerät
US5162654A (en) * 1991-02-01 1992-11-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Detection apparatus for electrophoretic gels

Also Published As

Publication number Publication date
AU1609995A (en) 1995-08-21
JPH09505669A (ja) 1997-06-03
DE69500580T2 (de) 1998-02-19
JP2000137022A (ja) 2000-05-16
CA2179710C (en) 2000-01-18
WO1995021377A1 (en) 1995-08-10
US5543026A (en) 1996-08-06
ATE157168T1 (de) 1997-09-15
JP3111064B2 (ja) 2000-11-20
EP0744023B1 (en) 1997-08-20
CA2179710A1 (en) 1995-08-10
EP0744023A1 (en) 1996-11-27
AU676964B2 (en) 1997-03-27
DE69500580D1 (de) 1997-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3003104B2 (ja) ポリヌクレオチド断片の分析用改良の実時間走査型螢光電気泳動装置
EP1837647B1 (en) Multiplexed capillary electrophoresis method
US6005663A (en) Automated electrophoresis and fluorescence detection apparatus and method
Ueno et al. Simultaneous monitoring of DNA fragments separated by electrophoresis in a multiplexed array of 100 capillaries
US8512538B2 (en) Capillary electrophoresis device
US7518727B2 (en) Multicapillary multilaser detection system
US20030030804A1 (en) Time-delay integration in electrophoretic detection systems
JP2007163488A (ja) 多重キャピラリー電気泳動蛍光システム
JPH0798276A (ja) Dna塩基配列決定装置
JPH07209251A (ja) 電気泳動装置
US8012327B2 (en) Capillary electrophoresis apparatus and electrophoresis method
US6290831B1 (en) Electrophoretic system for real time detection of multiple electrophoresed biopolymers
US6833919B2 (en) Multiplexed, absorbance-based capillary electrophoresis system and method
US8962343B2 (en) Method and device for parallel analysis of bio molecules
JP4357399B2 (ja) 電気泳動装置
US6592735B1 (en) DNA sequencing machine with improved cooling characteristics
JP4857384B2 (ja) 電気泳動装置
JPH10132784A (ja) Dna塩基配列決定装置
JP2840586B2 (ja) 光検出電気泳動装置
JP4512465B2 (ja) 電気泳動装置
JPH07244046A (ja) Dna塩基配列決定装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees