JP3024742B2 - Fluorescence detection method in multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus - Google Patents

Fluorescence detection method in multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus

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JP3024742B2
JP3024742B2 JP8086516A JP8651696A JP3024742B2 JP 3024742 B2 JP3024742 B2 JP 3024742B2 JP 8086516 A JP8086516 A JP 8086516A JP 8651696 A JP8651696 A JP 8651696A JP 3024742 B2 JP3024742 B2 JP 3024742B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多色蛍光検出型電気
泳動装置における蛍光検出方法に関し、さらに詳しく
は、発光波長の異なる複数の蛍光体を用いて塩基配列を
決定すべきDNAを多色標識し、電気泳動分離した後、
発する蛍光を検出することにより前記DNAの塩基配列
を決定するのに好適な多色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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus, and more particularly, to multicolor labeling of DNA whose base sequence is to be determined using a plurality of phosphors having different emission wavelengths. After electrophoretic separation,
The present invention relates to a method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection-type electrophoresis apparatus suitable for determining the base sequence of the DNA by detecting emitted fluorescence.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来DNA塩基配列決定は、放射性同位
元素標識によるオートラジオグラフィによりなされてい
た。しかし、最近、蛍光標識を用いて光学的に自動的に
DNA断片を検出し、塩基配列を自動的に決定する手法
が普及してきている。この手法では、末端塩基種の異な
る4種のDNA断片群を発光波長の異なる蛍光体で標識
し、ゲル電気泳動によりDNA断片を分離する。泳動路
上をレーザーで照射し、発する蛍光を各発光波長を透過
極大とする4種のバンドパスフィルターを具備した検出
器で受光する。検出器として回転板上に4種のバンドパ
スフィルターを具備した光電子増倍管をスキャンするレ
ーザー光に同期させて移動させる方式などが用いられて
いる。また、泳動板をライン状にレーザーで照射し、線
状の蛍光像をプリズムで分光すると共に高感度二次元検
出器を用いて検出することなども提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, DNA sequencing has been performed by autoradiography using radioisotope labeling. However, recently, a technique of automatically detecting a DNA fragment optically using a fluorescent label and automatically determining a base sequence has become widespread. In this method, four DNA fragment groups having different terminal base types are labeled with fluorescent materials having different emission wavelengths, and the DNA fragments are separated by gel electrophoresis. The electrophoresis path is irradiated with a laser, and the emitted fluorescence is received by a detector equipped with four types of band-pass filters that maximize the transmission wavelength of each emission wavelength. As a detector, a method of moving a photomultiplier tube having four types of bandpass filters on a rotating plate in synchronization with a laser beam to be scanned is used. Further, it has been proposed to irradiate the electrophoresis plate with a laser in a line shape, to separate a linear fluorescence image with a prism, and to detect the fluorescence image using a high-sensitivity two-dimensional detector.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記蛍光検出方法では
高感度を達成する事が重要である。回転フィルターを用
い照射光と共に検出器を掃引する計測系では、ゲルの1
つの測定点あたりの計測時間の割合αは、測定領域の長
さをl、照射レーザービームの幅をdとすると α=d/4l となる。通常dは0.2〜0.3mm、l≧100mm
なので、α≦10-3となり、連続光照射、受光した場合
の10-3程度の蛍光受光量しか得られず、高感度が得ら
れない難点があった。一方、ゲル板の側面からレーザー
光を入射し、各測定点を連続照射し、得られる蛍光像を
プリズムで分光し、二次元検出器で検出する方式では受
光量は大きく、この難点は克服されうる。しかし、プリ
ズムによる分光精度は低く、精度の高い塩基識別に難点
があった。本発明の目的は、この難点を解消した蛍光検
出方法を提供することにある。
It is important to achieve high sensitivity in the above fluorescence detection method. In a measurement system that uses a rotating filter to sweep the detector with irradiation light,
The ratio α of the measurement time per one measurement point is α = d / 4l, where l is the length of the measurement area and d is the width of the irradiation laser beam. Usually d is 0.2 to 0.3 mm, l ≧ 100 mm
Therefore, α ≦ 10 −3 , and only about 10 −3 of the amount of fluorescent light when continuous light irradiation and light reception are performed is obtained, and there is a problem that high sensitivity cannot be obtained. On the other hand, laser light is incident from the side of the gel plate, each measurement point is continuously irradiated, and the obtained fluorescent image is spectrally separated by a prism and detected by a two-dimensional detector. sell. However, the spectral accuracy by the prism is low, and there is a problem in highly accurate base identification. An object of the present invention is to provide a fluorescence detection method that solves this difficulty.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは研究の結
果、ゲル電気泳動分離板へのレーザー照射によって得ら
れる蛍光画像を像分割手段によってまず複数の虚像に像
分割し、ついで、前記像分割された個々の像の光をバン
ドパスフィルターによって波長選別させるプロセスを経
て、これらの像を検出器上に結像させて所要の分離検出
を行うようにすることにより、上記目的が良好に達成さ
せることを見出し、この新知見に基づいてさらに研究を
重ねて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of research, the present inventors have firstly divided a fluorescent image obtained by irradiating a laser onto a gel electrophoresis separation plate into a plurality of virtual images by an image dividing means, The above object is successfully achieved by forming the images on a detector through a process of wavelength-selecting the light of the divided individual images by a band-pass filter and performing required separation and detection. The inventor has found that the present invention is to be carried out, and based on this new finding, conducted further research, and completed the present invention.

【0005】したがって、本発明は、異なる蛍光体で標
識された試料を複数の泳動路を有するゲル電気泳動分離
部で泳動分離したのちレーザー光を照射して検出する蛍
光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法において、
複数の泳動路の泳動開始点から所定の位置にレーザー光
を照射してレーザー光の光路上に発光線像(蛍光画像)
を形成し、前記発光線像を像分割して互いに位置ずれし
た虚像を複数形成し、前記発光線像の複数の虚像を各々
波長選択したのち空間的に分離して検出することを特徴
とする。
Accordingly, the present invention provides a fluorescence detection type electrophoresis apparatus for detecting a sample labeled with different fluorophores by electrophoretically separating the sample with a gel electrophoresis separation section having a plurality of migration paths and then irradiating the sample with a laser beam. In the detection method,
A laser beam is applied to a predetermined position from the migration start point of a plurality of migration paths, and an emission line image (fluorescence image) is placed on the optical path of the laser light.
Forming a plurality of virtual images that are displaced from each other by image-dividing the emission line image, and spatially separating and detecting a plurality of virtual images of the emission line image after each wavelength selection. .

【0006】本発明の方法に用いられる多色蛍光検出型
電気泳動装置は、例えば、電気泳動分離板の所要個所へ
のレーザー照射によって得られる線状の発光線像を分割
する像分割手段と、前記像分割手段によって分割される
像にそれぞれ対応した、前記分割される像の数と同数の
透過波長帯の異なるバンドパスフィルターを有し、前記
像分割手段によって分割され、かつ、前記個々のバンド
パスフィルターによって、それぞれ、異なる透過波長の
光から構成されるようにされた個別の像を蛍光検出器上
に結像せしめるように構成される。
[0006] The multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus used in the method of the present invention comprises, for example, an image splitting means for splitting a linear emission line image obtained by irradiating a required portion of an electrophoresis separation plate with a laser; Each of the images divided by the image dividing means has a different number of band-pass filters having the same transmission wavelength band as the number of the divided images, divided by the image dividing means, and the individual bands The pass filters are configured to form individual images, each composed of light of a different transmission wavelength, on the fluorescence detector.

【0007】より具体的には、前記ゲル電気泳動分離板
の所要個所へのレーザー照射が、前記ゲル電気泳動分離
板の側面から前記ゲル電気泳動分離板の平面に平行に貫
通する方向のレーザー照射であり、レーザー照射によっ
て得られる線状の蛍光画像を前記ゲル板中のレーザー照
射の通路に沿って発する蛍光画像である。
[0007] More specifically, the laser irradiation on a required portion of the gel electrophoresis separation plate is performed by a laser irradiation in a direction penetrating from a side surface of the gel electrophoresis separation plate in parallel with a plane of the gel electrophoresis separation plate. Which is a fluorescence image that emits a linear fluorescent image obtained by laser irradiation along the path of laser irradiation in the gel plate.

【0008】像分割手段は、ゲル電気泳動分離板のレー
ザー照射部を軸としてこれに平行に配設された複数の反
射ミラーからなる構成、或いは、ゲル電気泳動分離板の
レーザー照射部から発する蛍光が蛍光検出器上の結像部
位に至る通路中に設けられた、少なくとも複数個の光軸
の異なるレンズ、又は、1枚のレンズを分割し、各断片
の光軸をずらしたレンズからなる構成とすることがで
き、さらに前記像分割手段の像分割機能を補助するため
に、ゲル電気泳動分離板のレーザー照射部から発する蛍
光が蛍光検出器上の結像部位に至る通路中に、像分割す
るためのプリズムあるいはミラーを付設することもでき
る。
[0008] The image dividing means is constituted by a plurality of reflection mirrors arranged in parallel with the laser irradiation part of the gel electrophoresis separation plate as an axis, or the fluorescence emitted from the laser irradiation part of the gel electrophoresis separation plate. Is constituted by a lens provided in a path leading to an image forming site on the fluorescence detector and having at least a plurality of lenses having different optical axes or a lens obtained by dividing one lens and shifting the optical axis of each fragment. In order to further assist the image splitting function of the image splitting means, the fluorescence emitted from the laser irradiating section of the gel electrophoresis separation plate is image-divided in a path leading to an image formation site on a fluorescence detector. For example, a prism or a mirror may be provided.

【0009】前記複数個の光軸の異なるレンズは、長方
形をした集光レンズ、2ヶあるいは4ヶを長辺を水平方
向にして上下に重ねるように配置して構成することがで
きる。前記1枚のレンズを分割し、各断片の光軸をずら
したレンズは、円形、集光レンズの中心を通る線で7あ
るいは4ケの断片に分割し、各断片をレンズの中心を頂
角とする多面体の面を構成するように1〜2°平面から
傾けるように光軸をずらして構成することができる。
The plurality of lenses having different optical axes can be configured by arranging two or four rectangular condensing lenses such that their long sides are horizontal and they are vertically stacked. The lens in which the one lens is divided and the optical axis of each fragment is shifted is divided into 7 or 4 fragments by a line passing through the center of the circular and condenser lens, and each fragment is apical angled to the center of the lens. The optical axis can be shifted so as to be inclined from the plane by 1 to 2 ° so as to form the surface of the polyhedron.

【0010】前記像分割手段の像分割機能を補助するた
めに付設するプリズムあるいはミラーの具体的構成とし
ては、10mm×100mmのミラー2枚を長辺で接合
し、平面から1°内外ずれた状態で光照射部より5〜1
0mm後方の位置に設置し、頂角150°のプリズムを
照射部前方20mmの所に頂点が照射部と平行になるよ
うに設置した構成等を挙げることができる。
A specific configuration of a prism or a mirror provided to assist the image dividing function of the image dividing means is such that two mirrors of 10 mm × 100 mm are joined at long sides and deviated by 1 ° from the plane. 5 to 1 from the light irradiation part
A configuration in which a prism having a vertex angle of 150 ° is installed at a position rearward by 0 mm and a vertex is placed at a position 20 mm in front of the irradiation unit so that the vertex is parallel to the irradiation unit, or the like can be given.

【0011】像分割手段が複数の反射ミラーからなる場
合には、前記反射ミラーの数と同数の透過波長帯の異な
るバンドパスフィルターが、前記反射ミラーによって反
射される蛍光が、それぞれ、蛍光検出器上の結像部位に
至る通路中に対応して設けらる。また、好ましくは、前
記複数の反射ミラーが電気泳動分離板のレーザー照射部
を片方の焦点とする楕円軌道上に配置される。前記複数
の反射ミラーは、具体的には、10mm×100mmの
4枚のミラーの長辺を結合し、4枚が上記楕円に接する
ように折り曲げて配置するようにして構成することがで
きる。
When the image dividing means comprises a plurality of reflection mirrors, the same number of band-pass filters having different transmission wavelength bands as the number of the reflection mirrors cause the fluorescence reflected by the reflection mirrors to be respectively detected by the fluorescence detectors. It is provided correspondingly in the path leading to the upper imaging site. Preferably, the plurality of reflection mirrors are arranged on an elliptical orbit with the laser irradiation part of the electrophoresis separation plate as one focal point. Specifically, the plurality of reflection mirrors can be configured such that the long sides of four mirrors of 10 mm × 100 mm are combined, and the four mirrors are bent and arranged so as to be in contact with the ellipse.

【0012】ゲル電気泳動分離板を泳動させる分離検出
用試料としては、多色標識された試料が用いられる。そ
して、その場合の多色標識のために用いられる蛍光色素
としては、FITC(fluorescein isothiocyanate;発
光波長515nm),NBD−F(4-fluoro-7 nitrobe
nzofurazan;発光波長540nm),TRITC(tetra
methyl rhodamine isothiocyanate;発光波長573)お
よびTexas Red(発光波長610nm)などを
利用できる。多色標識に対応してバンドパスフィルタと
しては、透過帯の中心波長が上記発光波長に一致し、透
過帯の巾が20〜40nmの多層膜誘電体フィルター等
が用いられる。前記蛍光検出器としては、通常、二次元
蛍光検出器が用いられる。
[0012] A multicolor-labeled sample is used as a sample for separation and detection on the gel electrophoresis separation plate. Fluorescent dyes used for multicolor labeling in this case include FITC (fluorescein isothiocyanate; emission wavelength 515 nm) and NBD-F (4-fluoro-7 nitrobe).
nzofurazan; emission wavelength 540 nm), TRITC (tetra
Methyl rhodamine isothiocyanate; emission wavelength 573) and Texas Red (emission wavelength 610 nm) can be used. As a bandpass filter corresponding to the multicolor marker, a multilayer dielectric filter or the like having a transmission band whose center wavelength matches the above-mentioned emission wavelength and a transmission band width of 20 to 40 nm is used. Usually, a two-dimensional fluorescence detector is used as the fluorescence detector.

【0013】本発明の蛍光検出型電気泳動装置による、
分離検出の対象試料としては、塩基配列を決定すべきD
NA或いはRNAが挙げられるが、蛋白等も対象試料と
することができる。本発明によれば、ゲル電気泳動分離
板へのレーザー照射によって得られる蛍光画像は、ま
ず、反射ミラー或いは複数個の光軸の異なるレンズ、又
は、相互に光軸をずらした分割レンズ等よりなる像分割
手段によってまず複数の虚像に像分割され、ついで、前
記像分割された個々の像の光がバンドパスフィルターに
よる波長分散のプロセスを経て、これらの像が検出器上
に結像され、所要の分離検出が行われるものである。
According to the fluorescence detection type electrophoresis apparatus of the present invention,
As the target sample for separation and detection, D
Examples include NA and RNA, but proteins and the like can also be used as target samples. According to the present invention, a fluorescent image obtained by irradiating a laser on a gel electrophoresis separation plate firstly includes a reflecting mirror or a plurality of lenses having different optical axes, or split lenses having optical axes shifted from each other. First, the image is divided into a plurality of virtual images by the image dividing means, and then, the light of each of the divided images is subjected to a wavelength dispersion process by a band-pass filter, and these images are formed on a detector. Is detected.

【0014】したがって、本発明では発光波長の異なる
蛍光を時分割、すなわち、時間的に分けて検出すること
なしに高精度で同時に分離検出できる。したがって、本
発明の装置は、多色蛍光標識されたDNA断片の塩基配
列の決定等に好適に使用できる。また、照射部を側面か
ら連続的に照射し、二次元検出器で全照射領域を同時に
観測するので受光光量も多く高感度が得られる。
Therefore, according to the present invention, fluorescences having different emission wavelengths can be separated and detected with high accuracy without time-division detection, that is, without detecting them temporally. Therefore, the apparatus of the present invention can be suitably used for determining the base sequence of a multicolor fluorescently labeled DNA fragment. In addition, since the irradiation section is continuously irradiated from the side and the entire irradiation area is simultaneously observed with the two-dimensional detector, the amount of received light is large and high sensitivity can be obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
を用いて説明する。2枚の0.3mm間隔のガラス板1
(300mm×200mm×5mm)で挟まれた6%ポ
リアクリルアミドのゲル板2はガラス(あるいは石英)
板1に挟まれたゲル板2の側面からアルゴンレーザー
(400nm 10mw)光4を、レーザー光源3から
導いて入射させる。照射部は断面図では破線で表され
る。4種の末端塩基種別に4色蛍光体で標識されたDN
A試料はゲル上端に注入せられて下方に泳動する。泳動
路は複数個確保できるが、レーザー光4はすべての泳動
路を照射する。照射部に沿って蛍光が出る。従来の方法
の1つである、標識を単色とし、泳動路の違いによって
末端塩基種を識別する場合には、この蛍光線画像をフィ
ルター6付レンズ7でラインセンサーあるいは二次元検
出器9上に結像させ蛍光強度の時間変化を観測してい
る。4色蛍光体としては、前述したFITC,NBD−
F,TRITCおよびTexas Redを用いたが金
属錯体蛍光体を用いることもできる。4色蛍光体を用い
るこの実施の形態では、泳動板をはさんで検出器と反対
側に4枚の縦1cm,横10cmの長方形ミラーを設置
し、蛍光線画像を反射させ、検出器側から4つの虚像が
見えるようにする。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. Two glass plates 1 at 0.3 mm intervals
6% polyacrylamide gel plate 2 sandwiched between (300 mm × 200 mm × 5 mm) glass (or quartz)
Argon laser (400 nm, 10 mw) light 4 is guided from a laser light source 3 and made incident from the side surface of the gel plate 2 sandwiched between the plates 1. The irradiation part is represented by a broken line in the sectional view. DN labeled with four-color fluorescent substance in four kinds of terminal bases
Sample A is injected at the top of the gel and migrates downward. Although a plurality of migration paths can be secured, the laser beam 4 irradiates all the migration paths. Fluorescence is emitted along the irradiation part. In the case of one of the conventional methods, in which the label is monochromatic and the terminal base species is identified by a difference in migration path, the fluorescent image is put on a line sensor or a two-dimensional detector 9 by a lens 7 with a filter 6. An image is formed and the time change of the fluorescence intensity is observed. As the four-color phosphor, FITC, NBD-
Although F, TRITC and Texas Red are used, a metal complex phosphor can also be used. In this embodiment using four-color phosphors, four rectangular mirrors of 1 cm in length and 10 cm in width are installed on the opposite side of the detector with the electrophoresis plate interposed therebetween, and the fluorescent image is reflected from the detector side. Make the four virtual images visible.

【0016】検出器側から見て4つの虚像までの距離が
等しくなるようレンズ7のひとみ位置とゲルのレーザー
照射位置を焦点とし、長径が20cmの楕円の円周上に
ミラー5は配置されている。4つの虚像はレンズ7によ
り二次元検出器9上に4本の線として結像する。それぞ
れの結像位置の前部には4種の蛍光体に対応した515
nm、573nm、540nm及び610nmに透過帯
のあるバンドパスフィルター8が設けられており波長選
別を行なえる。バンドパスフィルターは二次元検出器の
直前でなくてもミラーと検出器の間にあればよい。
The mirror 5 is arranged on the circumference of an ellipse having a major axis of 20 cm with the pupil position of the lens 7 and the laser irradiation position of the gel as focal points so that the distances to the four virtual images are equal when viewed from the detector side. I have. The four virtual images are imaged by the lens 7 on the two-dimensional detector 9 as four lines. 515 corresponding to four kinds of phosphors are provided in front of each image forming position.
A band-pass filter 8 having transmission bands at nm, 573 nm, 540 nm, and 610 nm is provided to perform wavelength selection. The band-pass filter need only be between the mirror and the detector, not just before the two-dimensional detector.

【0017】二次元検出器で観察される像はモニター1
3に示したような4本の線14である。それぞれが波長
の異なる蛍光体、従って末端塩基種の異なるDNA断
片、からの信号である。横軸は泳動板の横方向に相当
し、4本の線画像の横座標がおなじ位置の信号は同一泳
動路に含まれる試料からの情報であり、これを比較する
ことにより末端塩基種を決定できる。
The image observed by the two-dimensional detector is a monitor 1
Four lines 14 as shown in FIG. Each is a signal from a fluorescent substance having a different wavelength, and thus a DNA fragment having a different terminal base type. The horizontal axis corresponds to the horizontal direction of the electrophoresis plate, and the signal at the same position on the abscissa of the four line images is information from the sample included in the same migration path, and the terminal base type is determined by comparing this. it can.

【0018】図2は光学系の詳細図である。上記4枚の
ミラーで反射された蛍光は受光レンズのひとみ位置を中
心とした円周上に虚像を作る。受光量を多くすると同時
に照射部からの蛍光が直接受光部に入らないようにする
ためゲルに接する側のガラス板上に巾1mmの帯状の反
射ミラー15がガラス板に蒸着して取りつけられてい
る。ミラーの幅は受光器に入り得る光をすべて反射でき
るのに十分な広さとなっている。ミラーの設置場所は検
出器と泳動板の間にすることもできる。また、プリズム
付ミラーと組み合わせて光路を調節しても良い。
FIG. 2 is a detailed view of the optical system. The fluorescent light reflected by the four mirrors forms a virtual image on the circumference centered on the pupil position of the light receiving lens. In order to increase the amount of received light and at the same time prevent the fluorescence from the irradiation unit from directly entering the light receiving unit, a 1 mm wide strip-shaped reflection mirror 15 is attached to the glass plate by vapor deposition on the glass plate in contact with the gel. . The width of the mirror is large enough to reflect all the light that can enter the receiver. The mirror can be installed between the detector and the migration plate. The optical path may be adjusted in combination with a mirror with a prism.

【0019】以下、本発明の他の実施の形態を図3によ
り説明する。2枚の0.3mm間隔のガラス板1(30
0mm×200mm×5mm)で挟まれた6%ポリアク
リルアミドのゲル板2はガラス(あるいは石英)板1に
挟まれたゲル板2の側面からアルゴンレーザー(400
nm 10mw)光4を、レーザー光源3から導いて入
射させる。照射部は断面図では破線で表される。4種の
末端塩基種別に4色蛍光体で標識されたDNA試料はゲ
ル上部に注入され、下方に泳動する。通常20〜30泳
動路が一枚の泳動板上に確保される。レーザー光4はす
べての泳動路を同時に照射する。照射部に沿って蛍光が
でる。
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Two glass plates 1 (30
A gel plate 2 of 6% polyacrylamide sandwiched between 0 mm × 200 mm × 5 mm) was placed on the side of the gel plate 2 sandwiched between glass (or quartz) plates 1 using an argon laser (400 mm).
nm 10 mw) Light 4 is guided from the laser light source 3 and made incident. The irradiation part is represented by a broken line in the sectional view. A DNA sample labeled with a four-color fluorescent substance according to four terminal base types is injected into the upper part of the gel and migrates downward. Usually, 20 to 30 migration paths are secured on one migration plate. The laser beam 4 irradiates all the migration paths simultaneously. Fluorescence is emitted along the irradiation part.

【0020】4色蛍光体を用いて標識された断片群は試
料毎に別の泳動路上で長さに応じて分離される。レーザ
ー照射部を通過する時末端塩基種に応じて種々の波長の
蛍光を発する。これら蛍光は照射領域に沿って線画像と
して観測される。蛍光をプリズムなどで分光すると波長
分散が小さくそれぞれの信号を十分に分離できない。各
蛍光の波長分離にはバンドパスフィルターが優れてい
る。本実施の形態では複屈折プリズム16および分割レ
ンズ71を用いて蛍光像を4重の像とし、それぞれの像
が4種の標識蛍光に対応したバンドパスフィルター
1,82を通過して二次元検出器9上に結像するように
工夫されている。前記分割レンズ71は焦点距離30m
m、2枚の30mm×50mmの長方形レンズから成っ
ている。前記バンドパスフィルター81,82は、それぞ
れ、2つの帯状の異なる透過波長帯を持つ誘電体多層膜
フィルターを具備している。中心透過波長は515n
m,540nmのセットおよび575nm,610nm
のセットであるが、この組み合わせは変化してもよい。
The fragment group labeled with the four-color fluorescent material is separated on a different electrophoresis path for each sample according to the length. When passing through the laser irradiation part, it emits fluorescence of various wavelengths depending on the terminal base type. These fluorescences are observed as line images along the irradiation area. When the fluorescence is separated by a prism or the like, the wavelength dispersion is small, and the respective signals cannot be separated sufficiently. Bandpass filters are excellent for wavelength separation of each fluorescence. In this embodiment the quadruple image a fluorescent image using a birefringent prism 16 and split lens 71, each of the image passes through the band-pass filter 81, 82 corresponding to the four kinds of labeling fluorescent It is devised to form an image on the two-dimensional detector 9. The divided lens 71 is a focal length 30m
m, two 30 mm × 50 mm rectangular lenses. Each of the bandpass filters 8 1 and 8 2 includes a dielectric multilayer filter having two band-shaped different transmission wavelength bands. Center transmission wavelength is 515n
m, 540 nm set and 575 nm, 610 nm
, But this combination may vary.

【0021】複屈折プリズムにより像は2重となり更に
レンズ軸が少しずれた分割レンズによりそれらは更に2
つずつの像となる。複屈折プリズムを用いる代わりに4
分割され、相互に軸が少しずれたレンズを用いても良
い。さらに他の実施の形態として、図4に示したような
4枚レンズ72を用いる事もできる。前記4枚レンズ72
は、長方形の4枚のレンズを長辺部で接合するようにし
て、4つ並べたもので光軸が相互に異なるように構成さ
れている。
The image is doubled by the birefringent prism and further divided by the split lens whose lens axis is slightly shifted.
One image at a time. 4 instead of using a birefringent prism
Lenses that are divided and whose axes are slightly shifted from each other may be used. In still another embodiment, it can also be used four lens 7 2 as shown in FIG. The four lenses 7 2
Is a structure in which four rectangular lenses are joined at the long side so that four optical lenses are different from each other.

【0022】この実施の形態におけるバンドパスフィル
ター83は、前述したフィルターと同じ材質の誘電体多
層膜で構成される。そして、前記バンドパスフィルター
3は、各レンズの前面に装着することもできる。二次
元検出器上にモニターされる画像は14のようなもので
ある。それぞれの観測ラインに相当する部分を読み出
し、相互の強度を補正計算により修正して、それぞれの
断片群の強度変化を得ることができる。上記、図3又は
図4に示す実施の形態の場合における像分割には複屈折
プリズムあるいは分割レンズと併せて反射ミラーあるい
はプリズムを用いても良い。
The band-pass filter 8 3 in this embodiment is composed of a dielectric multilayer film made of the same material as the filter described above. Then, the band-pass filter 8 3 can also be mounted in front of each lens. The image monitored on the two-dimensional detector looks like 14. The portion corresponding to each observation line is read out, and the mutual intensity is corrected by correction calculation, thereby obtaining the intensity change of each fragment group. For image division in the embodiment shown in FIG. 3 or FIG. 4, a reflecting mirror or a prism may be used together with a birefringent prism or a split lens.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、まず像分割手段を用い
て複数個の蛍光像を作り、ついで各々の像は波長の異な
る発光を識別して透過させるフィルターを通して受光器
上に結像させるので、従来のプリズム分光のみによる分
離検出の方式に比べて、多色標識されたDNA断片等か
らの信号を高精度で区別して同時に計測でき、高い精度
の分離検出或いは塩基配列決定等ができる。
According to the present invention, first, a plurality of fluorescent images are formed using the image dividing means, and each image is formed on a light receiving device through a filter which identifies and transmits light having different wavelengths. Therefore, compared to the conventional method of separation and detection using only prism spectroscopy, signals from multicolor-labeled DNA fragments and the like can be distinguished and measured simultaneously with high accuracy, and separation and detection or base sequence determination with high accuracy can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法に用いられる装置の一例を示す模
式図。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus used in the method of the present invention.

【図2】図1の装置に用いられる光学系の断面図。FIG. 2 is a sectional view of an optical system used in the apparatus of FIG.

【図3】本発明の方法に用いられる装置の他の例を示す
模式図。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the apparatus used in the method of the present invention.

【図4】本発明の方法に用いられる装置の他の例を示す
模式図。
FIG. 4 is a schematic view showing another example of the apparatus used in the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス(石英)板、2…ゲル板、3…レーザー、4
…レーザー光、5…反射ミラー、6…励起光カットフィ
ルター、7…レンズ、71,72…分割レンズ、8…バ
ンドパスフィルター、81…上部フィルター、82…下
部フィルター、83…モザイクフィルター、9…二次元
検出器、10…制御装置、11…データ処理装置、12
…表示装置、13…モニター、14…観測された線画
像、15…反射ミラー、16…複屈折プリズム
1: glass (quartz) plate, 2: gel plate, 3: laser, 4
... Laser light, 5 ... Reflection mirror, 6 ... Excitation light cut filter, 7 ... Lens, 71,72 ... Division lens, 8 ... Band pass filter, 81 ... Upper filter, 82 ... Lower filter, 83 ... Mosaic filter, 9 ... Two-dimensional detector, 10 ... control device, 11 ... data processing device, 12
... display device, 13 ... monitor, 14 ... observed line image, 15 ... reflection mirror, 16 ... birefringent prism

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−292027(JP,A) 特開 昭63−231247(JP,A) 特開 昭55−6293(JP,A) 特開 昭63−209288(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/65 Continuation of front page (56) References JP-A-61-292027 (JP, A) JP-A-63-231247 (JP, A) JP-A-55-6293 (JP, A) JP-A-63-209288 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/65

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】異なる蛍光体で標識された試料を、複数の
泳動路を有する電気泳動分離部で泳動分離したのち、レ
ーザー光を照射して前記蛍光体から発する蛍光を検出す
る多色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、前記複数の泳動路にレーザー光を照射して前記
レーザー光の光路上に蛍光線像を形成し、前記電気泳動
部の前記レーザー光が照射された部位を一方の焦点とす
る楕円の周線の上に配置された複数の反射ミラーによ
り、前記蛍光線像を複数の像に分割し、前記複数の反射
ミラーにより反射された光を互いに異なる透過帯域をも
つバンドパスフィルタを通過させることを特徴とする多
色蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法。
1. A multicolor fluorescence detector for separating a sample labeled with a different fluorescent substance by electrophoresis in an electrophoretic separation section having a plurality of migration paths and then irradiating a laser beam to detect the fluorescent light emitted from the fluorescent substance. In the fluorescence detection method in a type electrophoresis apparatus, a laser beam is applied to the plurality of migration paths to form a fluorescence image on the optical path of the laser light, and a portion of the electrophoresis unit to which the laser light is applied is formed. a plurality of reflecting mirrors disposed on the elliptical peripheral line to one focus, dividing the fluorescence-ray image into a plurality of images, the plurality of reflection
A method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection-type electrophoresis apparatus, comprising: passing light reflected by a mirror through bandpass filters having transmission bands different from each other.
【請求項2】異なる蛍光体で標識された試料を、複数の
泳動路を有する電気泳動分離部で泳動分離したのち、レ
ーザー光を照射して前記蛍光体から発する蛍光を検出す
る多色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、前記複数の泳動路にレーザー光を照射して前記
レーザー光の光路上に蛍光線像を形成し、該蛍光線像に
対向して配置される複屈折プリズム及び異なる光軸をも
つ断片に分割されるレンズにより、前記蛍光線像を複数
の像に分割し、前記複屈折プリズム及び前記レンズを通
過した光を互いに異なる透過帯域をもつバンドパスフィ
ルタを通過させることを特徴とする多色蛍光検出型電気
泳動装置における蛍光検出方法。
2. A multicolor fluorescence detector for separating a sample labeled with different phosphors by electrophoresis in an electrophoresis separation section having a plurality of migration paths and then irradiating a laser beam to detect fluorescence emitted from the phosphors. In the fluorescence detection method in the electrophoretic device, a birefringent prism is formed by irradiating the plurality of migration paths with a laser beam to form a fluorescence image on the optical path of the laser beam and facing the fluorescence image. The fluorescent ray image is divided into a plurality of images by a lens which is divided into fragments having different optical axes, and the image is passed through the birefringent prism and the lens.
A method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection-type electrophoresis apparatus, characterized in that the transmitted light is passed through bandpass filters having different transmission bands.
【請求項3】異なる蛍光体で標識された試料を、複数の
泳動路を有する電気泳動分離部で泳動分離したのち、レ
ーザー光を照射して前記蛍光体から発する蛍光を検出す
る多色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、前記複数の泳動路にレーザー光を照射して前記
レーザー光の光路上に蛍光線像を形成し、該蛍光線像
の光が互いに異なる透過帯域をもつバンドパスフィル
タを通過した光を、異なる光軸を持つ断片に分割された
レンズにより複数の像に分割し、上下方向に互いに平行
な複数の線状の像を形成することを特徴とする多色蛍光
検出型電気泳動装置における蛍光検出方法。
3. A multicolor fluorescence detector which separates samples labeled with different fluorescent substances by electrophoretic separation in an electrophoretic separation section having a plurality of migration paths, and irradiates a laser beam to detect fluorescent light emitted from the fluorescent substances. In the fluorescence detection method in the electrophoresis apparatus, the plurality of migration paths are irradiated with laser light to form a fluorescence image on the optical path of the laser light .
Light et light has passed through the band-pass filter having different transmission bands, different by fragments divided lens having an optical axis into a plurality of image in the vertical direction parallel to a plurality of linear image with each other A method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus, characterized by forming:
【請求項4】異なる蛍光体で標識された試料を、複数の
泳動路を有する電気泳動分離部で泳動分離したのち、レ
ーザー光を照射して前記蛍光体から発する蛍光を検出す
る多色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、前記複数の泳動路にレーザー光を同時に照射し
て前記レーザー光の光路上に蛍光線像を形成し、像分割
手段により前記蛍光線像を上下方向に分割して互いに平
行な複数の線状の像を形成し、前記像分割手段を通過し
た光を、透過帯の中心波長が前記蛍光体の発光波長に一
致し前記透過帯の幅が20nmから40nmの範囲にあ
互いに異なる透過帯域をもつバンドパスフィルタを通
過させ、前記蛍光の発光波長に対応する平行な複数の線
像を光検出器の異なる位置に形成することを特徴とする
多色蛍光検出型電気泳動装置における蛍光検出方法。
4. A multicolor fluorescence detector for separating a sample labeled with a different fluorescent substance by electrophoresis in an electrophoretic separation section having a plurality of migration paths and then irradiating a laser beam to detect fluorescent light emitted from the fluorescent substance. In the fluorescence detection method in the type electrophoresis apparatus, the plurality of migration paths are simultaneously irradiated with laser light to form a fluorescence image on the optical path of the laser light, and the image is divided.
Means to divide the fluorescent image in the vertical direction to form a plurality of linear images parallel to each other, and pass through the image dividing means.
The center wavelength of the transmission band is equal to the emission wavelength of the phosphor.
The width of the transmission band is in the range of 20 nm to 40 nm.
Ri is passed through a bandpass filter with a different transmission bands, a plurality of parallel lines corresponding to the emission wavelength of the fluorescent
A method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus, wherein images are formed at different positions on a photodetector.
【請求項5】異なる蛍光体で標識された試料を、複数の
泳動路を有する電気泳動分離部で泳動分離したのち、レ
ーザー光を照射して前記蛍光体から発する蛍光を検出す
る多色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、前記複数の泳動路にレーザー光を同時に照射し
て前記レーザー光の光路上に蛍光線像を形成し、該蛍光
線像からの光が、透過帯の中心波長が前記蛍光体の発光
波長に一致し前記透過帯の幅が20nmから40nmの
範囲にあり互いに異なる透過帯域をもつバンドパスフィ
ルタを通過した光を、上下方向に分割して互いに平行な
複数の線状の像を形成し、前記蛍光の発光波長に対応す
る平行な複数の線像を光検出器の異なる位置に形成する
ことを特徴とする多色蛍光検出型電気泳動装置における
蛍光検出方法。
5. A multicolor fluorescence detector for separating a sample labeled with a different fluorescent substance by electrophoresis in an electrophoretic separation section having a plurality of migration paths and then irradiating a laser beam to detect fluorescent light emitted from the fluorescent substance. In the fluorescence detection method in a type electrophoresis apparatus, the plurality of migration paths are simultaneously irradiated with laser light to form a fluorescence image on the optical path of the laser light, and light from the fluorescence image is centered on a transmission band. The emission wavelength of the phosphor is
The transmission band width is in the range of 20 nm to 40 nm according to the wavelength.
The light passing through the band-pass filters having different transmission bands in the range is divided in the vertical direction to form a plurality of parallel linear images, and the light corresponds to the emission wavelength of the fluorescence.
A method for detecting fluorescence in a multicolor fluorescence detection type electrophoresis apparatus, wherein a plurality of parallel line images are formed at different positions on a photodetector.
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JPH0781913B2 (en) * 1985-06-20 1995-09-06 株式会社ジエムコ Density / spectroscopic measuring method for photographic negative film
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