JP3068413B2 - Ｄｎａ塩基配列決定装置 - Google Patents
Ｄｎａ塩基配列決定装置Info
- Publication number
- JP3068413B2 JP3068413B2 JP6183028A JP18302894A JP3068413B2 JP 3068413 B2 JP3068413 B2 JP 3068413B2 JP 6183028 A JP6183028 A JP 6183028A JP 18302894 A JP18302894 A JP 18302894A JP 3068413 B2 JP3068413 B2 JP 3068413B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescence
- dna
- lens array
- electrophoresis
- filter
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
- G01N27/44721—Arrangements 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)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＤＮＡ塩基配列決定装置
に関する。更に詳細には、本発明は多数の蛍光標識を用
いてＤＮＡの塩基配列を効率的に迅速に決定することの
できる装置に関する。
に関する。更に詳細には、本発明は多数の蛍光標識を用
いてＤＮＡの塩基配列を効率的に迅速に決定することの
できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＮＡ等の塩基配列を決定する方法とし
て、ゲル電気泳動法が広く実施されている。
て、ゲル電気泳動法が広く実施されている。
【０００３】電気泳動する際に、従来は試料をラジオア
イソトープでラベルし、分析していたが、この方法では
手間と時間がかかる難点があった。更に、放射能管理の
点から常に最大限の安全性と管理が求められ、特別な施
設内でなければ分析を行うことができない。このため、
最近では、試料を蛍光体でラベルする方式が検討されて
いる。
イソトープでラベルし、分析していたが、この方法では
手間と時間がかかる難点があった。更に、放射能管理の
点から常に最大限の安全性と管理が求められ、特別な施
設内でなければ分析を行うことができない。このため、
最近では、試料を蛍光体でラベルする方式が検討されて
いる。
【０００４】光を用いる方法では、蛍光ラベルしたＤＮ
Ａ断片をゲル中を泳動させるが、泳動開始部から、１５
〜２０cm下方に各泳動路毎に光励起部と光検出器を設け
ておき、ここを通過するＤＮＡ断片を順に計測する。例
えば、配列を決定しようとするＤＮＡ鎖を鋳型として酵
素反応（ダイデオキシ法）による操作で末端塩基種がわ
かった種々の長さのＤＮＡを複製し、これらに蛍光体を
標識する。つまり、蛍光体で標識されたアデニン（Ａ）
断片群，シトシン（Ｃ）断片群，グアニン（Ｇ）断片群
およびチミン（Ｔ）断片群を得る。これらの断片群を混
合して電気泳動用ゲルの別々の泳動レーン溝に注入し、
電圧を印加する。ＤＮＡは負の電荷を持つ鎖状の重合体
高分子のため、ゲル中を分子量に反比例した速度で移動
する。短い（分子量の小さい）ＤＮＡ鎖ほど早く、長い
（分子量の大きい）ＤＮＡ鎖ほどゆっくりと移動するの
で、分子量によりＤＮＡを分画できる。
Ａ断片をゲル中を泳動させるが、泳動開始部から、１５
〜２０cm下方に各泳動路毎に光励起部と光検出器を設け
ておき、ここを通過するＤＮＡ断片を順に計測する。例
えば、配列を決定しようとするＤＮＡ鎖を鋳型として酵
素反応（ダイデオキシ法）による操作で末端塩基種がわ
かった種々の長さのＤＮＡを複製し、これらに蛍光体を
標識する。つまり、蛍光体で標識されたアデニン（Ａ）
断片群，シトシン（Ｃ）断片群，グアニン（Ｇ）断片群
およびチミン（Ｔ）断片群を得る。これらの断片群を混
合して電気泳動用ゲルの別々の泳動レーン溝に注入し、
電圧を印加する。ＤＮＡは負の電荷を持つ鎖状の重合体
高分子のため、ゲル中を分子量に反比例した速度で移動
する。短い（分子量の小さい）ＤＮＡ鎖ほど早く、長い
（分子量の大きい）ＤＮＡ鎖ほどゆっくりと移動するの
で、分子量によりＤＮＡを分画できる。
【０００５】限られた泳動板の幅寸法で、より多くのサ
ンプルを泳動解析する目的で、サンプル別（例えば、塩
基別）に異なる蛍光色素で標識したサンプルをレーンを
共用して泳動し、検出時に当初標識した色で識別するタ
イプのＤＮＡ塩基配列決定装置が開発されている。
ンプルを泳動解析する目的で、サンプル別（例えば、塩
基別）に異なる蛍光色素で標識したサンプルをレーンを
共用して泳動し、検出時に当初標識した色で識別するタ
イプのＤＮＡ塩基配列決定装置が開発されている。
【０００６】例えば、図１３に示される装置では、泳動
板７４は２枚のガラス板の間に電気泳動用ゲル（例え
ば、ポリアクリルアミド）を挟み込んでいる。泳動板全
体の厚さは約１０ｍｍ程度であるが、ゲル電解質層自体
の厚さは約１ｍｍ未満である。泳動板７４の上端より若
干下の位置に櫛歯状のゲル電解質層上端が存在する。こ
の櫛歯状の溝７５内に複数（例えば、２色）の蛍光物質
で標識されたＤＮＡ断片を注入する。
板７４は２枚のガラス板の間に電気泳動用ゲル（例え
ば、ポリアクリルアミド）を挟み込んでいる。泳動板全
体の厚さは約１０ｍｍ程度であるが、ゲル電解質層自体
の厚さは約１ｍｍ未満である。泳動板７４の上端より若
干下の位置に櫛歯状のゲル電解質層上端が存在する。こ
の櫛歯状の溝７５内に複数（例えば、２色）の蛍光物質
で標識されたＤＮＡ断片を注入する。
【０００７】図１３の装置では、光源７０から出たレー
ザ光９０は、泳動板７４のゲル中の一定ポイントに横か
ら水平にレーザ光を照射する。ゲル中を泳動してきた蛍
光ラベルされたＤＮＡ断片７６がこの照射領域を通過す
る際、このＤＮＡ断片から蛍光が順次放出される。この
とき、蛍光放出の水平位置から末端塩基の種類が、ま
た、泳動スタートからの泳動時間の差から断片の長さ
を、更に、発光波長で検体の識別ができる。泳動板の主
要平面の一方の面に対峙してプリズム９２が配置され、
プリズム９２に隣接して上下に２分割されたフィルタ９
４が設けられ、一方の波長（λ1 ）の蛍光受光用のセン
サＡ９６ａと他方の波長（λ2 ）の蛍光受光用のセンサ
Ｂ９６ｂがフィルタの後方に設けられ、フィルタとセン
サの間には結像用のレンズ９８が配置されている。図１
３において符号１００及び１０２は上部バッファ槽及び
下部バッファ槽をそれぞれ示す。
ザ光９０は、泳動板７４のゲル中の一定ポイントに横か
ら水平にレーザ光を照射する。ゲル中を泳動してきた蛍
光ラベルされたＤＮＡ断片７６がこの照射領域を通過す
る際、このＤＮＡ断片から蛍光が順次放出される。この
とき、蛍光放出の水平位置から末端塩基の種類が、ま
た、泳動スタートからの泳動時間の差から断片の長さ
を、更に、発光波長で検体の識別ができる。泳動板の主
要平面の一方の面に対峙してプリズム９２が配置され、
プリズム９２に隣接して上下に２分割されたフィルタ９
４が設けられ、一方の波長（λ1 ）の蛍光受光用のセン
サＡ９６ａと他方の波長（λ2 ）の蛍光受光用のセンサ
Ｂ９６ｂがフィルタの後方に設けられ、フィルタとセン
サの間には結像用のレンズ９８が配置されている。図１
３において符号１００及び１０２は上部バッファ槽及び
下部バッファ槽をそれぞれ示す。
【０００８】図１４は２色の蛍光を弁別する原理を説明
する模式図である。図１５は波長λ1 の蛍光を発する標
識と波長λ2 の蛍光を発する標識の蛍光強度を示す特性
曲線である。図１６はフィルタ透過後の各蛍光強度を示
す特性曲線である。図１４を参照する。例えば、波長λ
1 の蛍光色素で標識されたサンプル７６が発光点を通過
すると、前記の図１５で示されるような強度を有する蛍
光が発生する。この波長λ1 を有する蛍光はプリズム９
２に入射し、プリズムにより屈折され、波長λ1 用のフ
ィルタＡ９４ａ及び波長λ2 用のフィルタＢ９４ｂに入
射する。波長λ2 用のフィルタＢ９４ｂに入射した波長
λ1 の蛍光はカットされ、フィルタＢを通過しない。従
って、フィルタＡを通過した波長λ1 の蛍光はレンズに
よりセンサＡ上に結像され検出される。フィルタＡ９４
ａ及びフィルタＢ９４ｂを透過した蛍光は図１６に示さ
れるように、ほぼ同一の透過率を有する。
する模式図である。図１５は波長λ1 の蛍光を発する標
識と波長λ2 の蛍光を発する標識の蛍光強度を示す特性
曲線である。図１６はフィルタ透過後の各蛍光強度を示
す特性曲線である。図１４を参照する。例えば、波長λ
1 の蛍光色素で標識されたサンプル７６が発光点を通過
すると、前記の図１５で示されるような強度を有する蛍
光が発生する。この波長λ1 を有する蛍光はプリズム９
２に入射し、プリズムにより屈折され、波長λ1 用のフ
ィルタＡ９４ａ及び波長λ2 用のフィルタＢ９４ｂに入
射する。波長λ2 用のフィルタＢ９４ｂに入射した波長
λ1 の蛍光はカットされ、フィルタＢを通過しない。従
って、フィルタＡを通過した波長λ1 の蛍光はレンズに
よりセンサＡ上に結像され検出される。フィルタＡ９４
ａ及びフィルタＢ９４ｂを透過した蛍光は図１６に示さ
れるように、ほぼ同一の透過率を有する。
【０００９】この装置の欠点は、光学系が複雑になるこ
と、センサが複数必要になること、及びプリズムの分光
により蛍光の強度が低下することである。
と、センサが複数必要になること、及びプリズムの分光
により蛍光の強度が低下することである。
【００１０】また、波長の異なる２種類の蛍光色素標識
を使用するＤＮＡ塩基配列決定装置の別の公知例を図１
７に示す。この装置では、泳動板の前面から光源７０に
よりレーザ光９０を照射し、発生した蛍光を同じ面側で
受光する。蛍光は２分割された円盤状フィルタ１０４を
通過紙、レンズ１０６で光電子像倍管（ホトマルチプラ
イヤ）１０８上に結像される。円盤状フィルタは回転さ
れているので、波長λ1 及び波長λ2 の蛍光が交互にフ
ィルタを通過する。図１８は回転フィルタ１０４により
各波長の蛍光が検出されるタイミングチャートである。
を使用するＤＮＡ塩基配列決定装置の別の公知例を図１
７に示す。この装置では、泳動板の前面から光源７０に
よりレーザ光９０を照射し、発生した蛍光を同じ面側で
受光する。蛍光は２分割された円盤状フィルタ１０４を
通過紙、レンズ１０６で光電子像倍管（ホトマルチプラ
イヤ）１０８上に結像される。円盤状フィルタは回転さ
れているので、波長λ1 及び波長λ2 の蛍光が交互にフ
ィルタを通過する。図１８は回転フィルタ１０４により
各波長の蛍光が検出されるタイミングチャートである。
【００１１】この装置の欠点はフィルタの回転機構が必
要であるため、構造が複雑になることである。更に、泳
動レーン全てを検出するために、光学系全体をスキャン
ニングしているが、フィルタ回転数とスキャンタイミン
グの関係から検出速度が遅いという欠点も有する。
要であるため、構造が複雑になることである。更に、泳
動レーン全てを検出するために、光学系全体をスキャン
ニングしているが、フィルタ回転数とスキャンタイミン
グの関係から検出速度が遅いという欠点も有する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は従来の装置と同等以上の感度及び分解能を保ちなが
ら、より単純な検出光学系により多色標識サンプルを検
出することができるＤＮＡ塩基配列決定装置を提供する
ことである。
は従来の装置と同等以上の感度及び分解能を保ちなが
ら、より単純な検出光学系により多色標識サンプルを検
出することができるＤＮＡ塩基配列決定装置を提供する
ことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、ＤＮＡ断片用の多数の泳動路を有す
る、垂直に保持される平板型ゲル電気泳動手段、該電気
泳動手段の泳動路に、該電気泳動手段の横方向から該泳
動路と直交するように、レーザ光を照射する光励起用の
レーザ光照射手段、レーザ光によって照射されたＤＮＡ
断片から発生された蛍光を検出して電気信号に変換する
蛍光検出手段とからなるＤＮＡ塩基配列決定装置におい
て、前記蛍光検出手段は、蛍光集光用レンズ，蛍光濾波
手段及び固体撮像素子からなり、前記蛍光濾波手段は異
なる波長の蛍光をそれぞれ選択的に透過する少なくとも
２種類のフィルタを同じ長手軸方向に交互に千鳥状に配
列させることにより構成されていることを特徴とするＤ
ＮＡ塩基配列決定装置を提供する。
に、本発明では、ＤＮＡ断片用の多数の泳動路を有す
る、垂直に保持される平板型ゲル電気泳動手段、該電気
泳動手段の泳動路に、該電気泳動手段の横方向から該泳
動路と直交するように、レーザ光を照射する光励起用の
レーザ光照射手段、レーザ光によって照射されたＤＮＡ
断片から発生された蛍光を検出して電気信号に変換する
蛍光検出手段とからなるＤＮＡ塩基配列決定装置におい
て、前記蛍光検出手段は、蛍光集光用レンズ，蛍光濾波
手段及び固体撮像素子からなり、前記蛍光濾波手段は異
なる波長の蛍光をそれぞれ選択的に透過する少なくとも
２種類のフィルタを同じ長手軸方向に交互に千鳥状に配
列させることにより構成されていることを特徴とするＤ
ＮＡ塩基配列決定装置を提供する。
【００１４】
【作用】異なる波長の各蛍光はそれぞれ対応する透過率
のフィルタだけしか透過しないので、センサが一つでも
各蛍光を効果的に検出することができる。
のフィルタだけしか透過しないので、センサが一つでも
各蛍光を効果的に検出することができる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を具体的に
説明する。
説明する。
【００１６】図１は本発明のＤＮＡ塩基配列決定装置に
おける蛍光検出手段１の一例の模式的構成を示す部分概
要斜視図である。蛍光検出手段は例えば、屈折率分布型
レンズアレー３と、フィルタが二枚重ねされた蛍光濾波
手段５（下記で詳細に説明する）と固体撮像素子例え
ば、ＣＣＤ（荷電結合素子）ラインセンサ７とから構成
される。泳動板７４のゲル電解質層８６の各泳動路８８
に沿って下方に向かって泳動されてきたＤＮＡ断片７６
にレーザ光９０が横方向から照射されたとき蛍光が発生
する。この蛍光は屈折率分布型レンズアレー３に入射
し、このレンズアレーを通過した光は次いでフィルタ５
に入射する。このフィルタで蛍光成分以外の波長の迷光
あるいはバックグランド光などはカットされる。その
後、フィルタを通過した蛍光はＣＣＤラインセンサ７で
受光され、電気信号に変換される。固体撮像素子として
は、ＣＣＤラインセンサの他に、ＭＯＳタイプ又はホト
ダイオードアレーなども同様に使用できる。
おける蛍光検出手段１の一例の模式的構成を示す部分概
要斜視図である。蛍光検出手段は例えば、屈折率分布型
レンズアレー３と、フィルタが二枚重ねされた蛍光濾波
手段５（下記で詳細に説明する）と固体撮像素子例え
ば、ＣＣＤ（荷電結合素子）ラインセンサ７とから構成
される。泳動板７４のゲル電解質層８６の各泳動路８８
に沿って下方に向かって泳動されてきたＤＮＡ断片７６
にレーザ光９０が横方向から照射されたとき蛍光が発生
する。この蛍光は屈折率分布型レンズアレー３に入射
し、このレンズアレーを通過した光は次いでフィルタ５
に入射する。このフィルタで蛍光成分以外の波長の迷光
あるいはバックグランド光などはカットされる。その
後、フィルタを通過した蛍光はＣＣＤラインセンサ７で
受光され、電気信号に変換される。固体撮像素子として
は、ＣＣＤラインセンサの他に、ＭＯＳタイプ又はホト
ダイオードアレーなども同様に使用できる。
【００１７】図２は屈折率分布型レンズアレー３の模式
的拡大斜視図である。本発明で使用される屈折率分布型
レンズは、別名セルフォックレンズとも呼ばれ、屈折率
が半径方向に分布をもつ円柱状のレンズ９である。屈折
率分布型レンズで密着して蛍光像を結像させると、中心
〜端の間で均一な信号レベルがとれる。その結果、Ｓ／
Ｎの均一性が向上し、泳動板周辺部のレーンにおいて
も、中心付近と同様の塩基長読取が可能となる。屈折率
分布型レンズをアレー状に並べた場合、隣合ったレンズ
像が重なり合い、レンズの配置エリアにおいて１：１の
正立結像系が得られる。本発明で使用するセルフォック
レンズは例えば、ＳＬＡ−２０Ｂ（Ｆ０．９６）の商品
コードで市販されている直径が約１ｍｍで長さが約１２
〜１３ｍｍ程度のものである。セルフォックレンズは一
段のアレー状で使用することもできる。しかし、本発明
では、このセルフォックレンズを上下２段に組み合わ
せ、一段約２００本で合計４００本使用することにより
レンズアレーを構成している。セルフォックレンズを上
下２段に組み合わせて使用する理由は、レンズ内に取り
込まれる光の量を多くして分解能を上げるためである。
セルフォックレンズを上下２段に組み合わせることによ
りレンズ系全体の開孔率が上昇し、微弱な蛍光も検出す
ることが可能になる。従って、所望により、セルフォッ
クレンズを３段以上重ねることも可能である。言うまで
もなく、レンズ９を束ねてレンズアレー３を構成するた
めに、レンズ９は適当な筐体または保持具により支持さ
れている。本発明では、このセルフォックレンズの代わ
りに、従来から常用されているカメラレンズを使用する
こともできる。
的拡大斜視図である。本発明で使用される屈折率分布型
レンズは、別名セルフォックレンズとも呼ばれ、屈折率
が半径方向に分布をもつ円柱状のレンズ９である。屈折
率分布型レンズで密着して蛍光像を結像させると、中心
〜端の間で均一な信号レベルがとれる。その結果、Ｓ／
Ｎの均一性が向上し、泳動板周辺部のレーンにおいて
も、中心付近と同様の塩基長読取が可能となる。屈折率
分布型レンズをアレー状に並べた場合、隣合ったレンズ
像が重なり合い、レンズの配置エリアにおいて１：１の
正立結像系が得られる。本発明で使用するセルフォック
レンズは例えば、ＳＬＡ−２０Ｂ（Ｆ０．９６）の商品
コードで市販されている直径が約１ｍｍで長さが約１２
〜１３ｍｍ程度のものである。セルフォックレンズは一
段のアレー状で使用することもできる。しかし、本発明
では、このセルフォックレンズを上下２段に組み合わ
せ、一段約２００本で合計４００本使用することにより
レンズアレーを構成している。セルフォックレンズを上
下２段に組み合わせて使用する理由は、レンズ内に取り
込まれる光の量を多くして分解能を上げるためである。
セルフォックレンズを上下２段に組み合わせることによ
りレンズ系全体の開孔率が上昇し、微弱な蛍光も検出す
ることが可能になる。従って、所望により、セルフォッ
クレンズを３段以上重ねることも可能である。言うまで
もなく、レンズ９を束ねてレンズアレー３を構成するた
めに、レンズ９は適当な筐体または保持具により支持さ
れている。本発明では、このセルフォックレンズの代わ
りに、従来から常用されているカメラレンズを使用する
こともできる。
【００１８】図３は図１に示された蛍光検出手段１のア
センブリー（組立体）の一例の部分切欠斜視図である。
図３に示されるように、レンズアレー３は適当な固定板
１１により狭持されている。この固定板の一方はフィル
タマウント１３に固着されている。フィルタマウント１
３の内部には二枚重ねフィルタ５が実装されている。フ
ィルタマウント１３に隣接してＣＣＤマウント１５が密
着されている。このＣＣＤマウント１５の内部にＣＣＤ
ラインセンサ７が設けられている。ＣＣＤは駆動により
発熱して暗電流が増大し、ノイズの発生、それによるＳ
／Ｎ比の低下などをきたす恐れがある。このため、ＣＣ
Ｄラインセンサ７の背後には均熱帯１７が密着され、更
にこの均熱帯１７にはペルチェ素子のような電子冷熱器
１９が配設されている。ペルチェ素子１９によりＣＣＤ
ラインセンサを１０℃〜１５℃程度の範囲内の温度に維
持することが好ましい。更に、この電子冷熱器１９の放
熱特性を向上させるために、ヒートシンク２１が固着さ
れている。均熱帯１７および電子冷熱器１９は冷却マウ
ント２３により保持されている。一般的にＣＣＤはＣＣ
Ｄ基板に実装されて使用されるが、図３および図４では
基板部分は省略され図示されていない。
センブリー（組立体）の一例の部分切欠斜視図である。
図３に示されるように、レンズアレー３は適当な固定板
１１により狭持されている。この固定板の一方はフィル
タマウント１３に固着されている。フィルタマウント１
３の内部には二枚重ねフィルタ５が実装されている。フ
ィルタマウント１３に隣接してＣＣＤマウント１５が密
着されている。このＣＣＤマウント１５の内部にＣＣＤ
ラインセンサ７が設けられている。ＣＣＤは駆動により
発熱して暗電流が増大し、ノイズの発生、それによるＳ
／Ｎ比の低下などをきたす恐れがある。このため、ＣＣ
Ｄラインセンサ７の背後には均熱帯１７が密着され、更
にこの均熱帯１７にはペルチェ素子のような電子冷熱器
１９が配設されている。ペルチェ素子１９によりＣＣＤ
ラインセンサを１０℃〜１５℃程度の範囲内の温度に維
持することが好ましい。更に、この電子冷熱器１９の放
熱特性を向上させるために、ヒートシンク２１が固着さ
れている。均熱帯１７および電子冷熱器１９は冷却マウ
ント２３により保持されている。一般的にＣＣＤはＣＣ
Ｄ基板に実装されて使用されるが、図３および図４では
基板部分は省略され図示されていない。
【００１９】図４を参照する。図４は図３に示された蛍
光検出手段１のアセンブリーをＤＮＡ塩基配列決定装置
に配置した状態を示す模式的断面図である。本発明のＤ
ＮＡ塩基配列決定装置は基本的に、泳動板７４を配置す
る暗室３０と蛍光検出手段アセンブリー１を配置する測
定器室３２とを有する。暗室３０と測定器室３２とは隔
壁３４で仕切られている。泳動板７４のレーザ光入射位
置に対応する隔壁位置には蛍光を測定器室３２方向へ導
くための開口３６が設けられている。また、この開口３
６を通して暗室内の湿気および熱気などが測定器室内に
侵入することを防止するために、開口３６の測定器室側
端部には気密用ガラス３８が固着されている。泳動板７
４は隔壁３４に密着するように、かつ、着脱可能に垂直
に起立保持される。泳動板のレーザ光入射位置７６から
セルフォックレンズアレー前端までの距離は特に限定さ
れないが、本発明の実施例では約１５ｍｍとされてい
る。また、セルフォックレンズアレー後端からＣＣＤラ
インセンサ７の表面までの距離も特に限定されないが、
本発明の実施例では約１５ｍｍとされている。泳動板の
レーザ光入射位置７６からセルフォックレンズアレー前
端までの距離およびセルフォックレンズアレー後端から
ＣＣＤラインセンサ７の表面までの距離は同一であって
も、あるいは異なっていてもよい。しかし、同一である
ことが好ましい。なぜなら、セルフォックレンズの倍率
は１倍なので、レンズ前方および後方の空隙は同一にす
ることが好ましいからである。
光検出手段１のアセンブリーをＤＮＡ塩基配列決定装置
に配置した状態を示す模式的断面図である。本発明のＤ
ＮＡ塩基配列決定装置は基本的に、泳動板７４を配置す
る暗室３０と蛍光検出手段アセンブリー１を配置する測
定器室３２とを有する。暗室３０と測定器室３２とは隔
壁３４で仕切られている。泳動板７４のレーザ光入射位
置に対応する隔壁位置には蛍光を測定器室３２方向へ導
くための開口３６が設けられている。また、この開口３
６を通して暗室内の湿気および熱気などが測定器室内に
侵入することを防止するために、開口３６の測定器室側
端部には気密用ガラス３８が固着されている。泳動板７
４は隔壁３４に密着するように、かつ、着脱可能に垂直
に起立保持される。泳動板のレーザ光入射位置７６から
セルフォックレンズアレー前端までの距離は特に限定さ
れないが、本発明の実施例では約１５ｍｍとされてい
る。また、セルフォックレンズアレー後端からＣＣＤラ
インセンサ７の表面までの距離も特に限定されないが、
本発明の実施例では約１５ｍｍとされている。泳動板の
レーザ光入射位置７６からセルフォックレンズアレー前
端までの距離およびセルフォックレンズアレー後端から
ＣＣＤラインセンサ７の表面までの距離は同一であって
も、あるいは異なっていてもよい。しかし、同一である
ことが好ましい。なぜなら、セルフォックレンズの倍率
は１倍なので、レンズ前方および後方の空隙は同一にす
ることが好ましいからである。
【００２０】図５はＣＣＤ回路を含む信号処理系のブロ
ック図である。ＣＣＤラインセンサ７はＣＣＤ回路４０
により駆動される。ＣＣＤ回路４０の内容自体は公知慣
用のＣＣＤ駆動回路とほぼ同一である。すなわち、タイ
ミングコントローラおよびタイミングゼネレータ回路お
よびマルチプレクサなどからなる。ＣＣＤラインセンサ
７で受光され、ＣＣＤ回路４０で処理されたアナログ出
力はＨ８ボード４２に入る。このアナログ出力は増幅器
４４で増幅され、ノイズ成分を除去するためにローパス
フィルタ４６で濾波され、Ａ／Ｄ変換器４８でデジタル
信号に変換され、このデジタル信号はメモリ５０および
ＣＰＵ５２からなる演算処理システムにより処理され
る。Ｈ８ボードは更にホストコンピュータ５４に接続す
ることもできる。Ｈ８ボード４２はペルチェ素子コント
ローラ５６のＩ／Ｏも行う。サ−ミスタ（図示されてい
ない）からの信号によりペルチェ素子コントローラ５６
はペルチェ素子１９の駆動を“ＯＮ”／“ＯＦＦ”させ
る。ＣＣＤ回路にはＣＣＤ絵素信号積分回路を含めるこ
とができる。この積分回路によりノイズが低減されるば
かりか、画素調整が可能になる。例えば、ＣＣＤ出力が
６３．５μｍ／pix とすると、４ピクセル（pix ）分積
分して２５４μｍ／pix とし、４pix 積分後の結果を出
力する。
ック図である。ＣＣＤラインセンサ７はＣＣＤ回路４０
により駆動される。ＣＣＤ回路４０の内容自体は公知慣
用のＣＣＤ駆動回路とほぼ同一である。すなわち、タイ
ミングコントローラおよびタイミングゼネレータ回路お
よびマルチプレクサなどからなる。ＣＣＤラインセンサ
７で受光され、ＣＣＤ回路４０で処理されたアナログ出
力はＨ８ボード４２に入る。このアナログ出力は増幅器
４４で増幅され、ノイズ成分を除去するためにローパス
フィルタ４６で濾波され、Ａ／Ｄ変換器４８でデジタル
信号に変換され、このデジタル信号はメモリ５０および
ＣＰＵ５２からなる演算処理システムにより処理され
る。Ｈ８ボードは更にホストコンピュータ５４に接続す
ることもできる。Ｈ８ボード４２はペルチェ素子コント
ローラ５６のＩ／Ｏも行う。サ−ミスタ（図示されてい
ない）からの信号によりペルチェ素子コントローラ５６
はペルチェ素子１９の駆動を“ＯＮ”／“ＯＦＦ”させ
る。ＣＣＤ回路にはＣＣＤ絵素信号積分回路を含めるこ
とができる。この積分回路によりノイズが低減されるば
かりか、画素調整が可能になる。例えば、ＣＣＤ出力が
６３．５μｍ／pix とすると、４ピクセル（pix ）分積
分して２５４μｍ／pix とし、４pix 積分後の結果を出
力する。
【００２１】屈折率分布型レンズアレー３，フィルタ５
およびＣＣＤラインセンサ７は全て同じ長さを有するこ
とが好ましい。これらは泳動板７４の横方向長さと同じ
長さ、すなわち、泳動板７４の左端から右端までの長さ
であることもできるし、あるいは、右端の泳動路から左
端の泳動路までの長さにスマイリング分の余裕を持たせ
た、泳動板の横幅よりも若干短い長さであることもでき
る。
およびＣＣＤラインセンサ７は全て同じ長さを有するこ
とが好ましい。これらは泳動板７４の横方向長さと同じ
長さ、すなわち、泳動板７４の左端から右端までの長さ
であることもできるし、あるいは、右端の泳動路から左
端の泳動路までの長さにスマイリング分の余裕を持たせ
た、泳動板の横幅よりも若干短い長さであることもでき
る。
【００２２】ＣＣＤラインセンサ７はＣＣＤを横方向に
直線状に配列したものであり、ＯＣＲあるいはＦＡＸの
走査系の光電変換部などでも使用されている。本発明で
使用されるＣＣＤの種類は特に限定されない。例えば、
ＴＣＤ１０９ＡＣ（ＰＩＸ６５×６５μｍ）などを好適
に使用できる。ＣＣＤラインセンサの上下幅（すなわ
ち、泳動方向幅）は特に限定されないが、一般的に８５
μｍ以下であることが好ましい。泳動の初期段階はＤＮ
Ａ断片の分離性が良好なので断片の検出は容易である
が、泳動の終期段階になると、ＤＮＡ断片の分離性が悪
くなり、集団的に泳動するようになる。ＣＣＤラインセ
ンサの上下幅が８５μｍ以下であれば、ＤＮＡ断片が集
団的に泳動しても、各断片を個別的に検出することがで
きる。また、ＣＣＤラインセンサを一段で使用すれば一
次元センサとなるが、２段以上重ねて使用すれば二次元
のエリアセンサとして使用することができる。
直線状に配列したものであり、ＯＣＲあるいはＦＡＸの
走査系の光電変換部などでも使用されている。本発明で
使用されるＣＣＤの種類は特に限定されない。例えば、
ＴＣＤ１０９ＡＣ（ＰＩＸ６５×６５μｍ）などを好適
に使用できる。ＣＣＤラインセンサの上下幅（すなわ
ち、泳動方向幅）は特に限定されないが、一般的に８５
μｍ以下であることが好ましい。泳動の初期段階はＤＮ
Ａ断片の分離性が良好なので断片の検出は容易である
が、泳動の終期段階になると、ＤＮＡ断片の分離性が悪
くなり、集団的に泳動するようになる。ＣＣＤラインセ
ンサの上下幅が８５μｍ以下であれば、ＤＮＡ断片が集
団的に泳動しても、各断片を個別的に検出することがで
きる。また、ＣＣＤラインセンサを一段で使用すれば一
次元センサとなるが、２段以上重ねて使用すれば二次元
のエリアセンサとして使用することができる。
【００２３】図６は本発明の装置で使用されるフィルタ
５の一例の正面図である。図７はフィルタ用薄膜部分の
拡大図であり、図８は図６におけるVIII-VIII 線に沿っ
た断面図である。フィルタ５は例えば、透明なガラス板
８の片面に光を選択的に透過する薄膜６を設けることに
より形成される。薄膜部分の長手軸方向距離Ｌは使用さ
れる装置に応じて適宜変化させることができるが、一例
として１９０ｍｍである。この場合、ガラス板８の長手
軸方向の全長は１９４ｍｍでる。この場合、ガラス板８
の高さは例えば、１２ｍｍであり、厚さは２ｍｍであ
る。図６及び図７に示されるように、薄膜６には、薄膜
の一部を例えば、エッチング処理などにより除去して形
成された窓１０が存在する。窓の幅Ｗ１は例えば、２５
４μｍであり、隣接する窓までの距離Ｗ２はＷ１の２倍
であることが好ましい。窓の高さｈは特に限定されない
が、一例として３ｍｍ程度であることが好ましい。図８
に示されるように、フィルタ５は例えば、特定の波長の
光を選択的に透過する薄膜６ａが積層された透明なガラ
ス板８ａと、別の波長の光を選択的に透過する薄膜６ｂ
が積層された透明なガラス板８ｂとを、薄膜面同士が向
かい合うように重ね合わせたものである。２枚のガラス
板を重ね合わせる際、窓１０ａと１０ｂが重ならないよ
うに千鳥状に配置させなければならない。これにより、
蛍光は薄膜６ａ及び６ｂをそれぞれ透過することができ
る。薄膜面同士が向かい合うように重ね合わせる態様に
限定されることはない。薄膜面がガラス板の外側にくる
ように重ねあわせる態様、及び一方の薄膜面がガラス板
の外側に、他方の薄膜面がガラス板の内側にくるように
重ね合わせることもできる。何れの場合も、窓が必ず千
鳥状に配置されなければならない。薄膜面同士が向かい
合うように重ね合わせると、セルフォックレンズからの
薄膜までの蛍光の到達距離がほぼ同一になるので好まし
い。
５の一例の正面図である。図７はフィルタ用薄膜部分の
拡大図であり、図８は図６におけるVIII-VIII 線に沿っ
た断面図である。フィルタ５は例えば、透明なガラス板
８の片面に光を選択的に透過する薄膜６を設けることに
より形成される。薄膜部分の長手軸方向距離Ｌは使用さ
れる装置に応じて適宜変化させることができるが、一例
として１９０ｍｍである。この場合、ガラス板８の長手
軸方向の全長は１９４ｍｍでる。この場合、ガラス板８
の高さは例えば、１２ｍｍであり、厚さは２ｍｍであ
る。図６及び図７に示されるように、薄膜６には、薄膜
の一部を例えば、エッチング処理などにより除去して形
成された窓１０が存在する。窓の幅Ｗ１は例えば、２５
４μｍであり、隣接する窓までの距離Ｗ２はＷ１の２倍
であることが好ましい。窓の高さｈは特に限定されない
が、一例として３ｍｍ程度であることが好ましい。図８
に示されるように、フィルタ５は例えば、特定の波長の
光を選択的に透過する薄膜６ａが積層された透明なガラ
ス板８ａと、別の波長の光を選択的に透過する薄膜６ｂ
が積層された透明なガラス板８ｂとを、薄膜面同士が向
かい合うように重ね合わせたものである。２枚のガラス
板を重ね合わせる際、窓１０ａと１０ｂが重ならないよ
うに千鳥状に配置させなければならない。これにより、
蛍光は薄膜６ａ及び６ｂをそれぞれ透過することができ
る。薄膜面同士が向かい合うように重ね合わせる態様に
限定されることはない。薄膜面がガラス板の外側にくる
ように重ねあわせる態様、及び一方の薄膜面がガラス板
の外側に、他方の薄膜面がガラス板の内側にくるように
重ね合わせることもできる。何れの場合も、窓が必ず千
鳥状に配置されなければならない。薄膜面同士が向かい
合うように重ね合わせると、セルフォックレンズからの
薄膜までの蛍光の到達距離がほぼ同一になるので好まし
い。
【００２４】蛍光透過用の薄膜としては、使用される蛍
光標識の種類および使用されるレーザ光源の種類（すな
わち、レーザ光の波長）に応じて適宜選択することがで
きる。例えば、レーザ光源としてアルゴンイオンレーザ
を使用する場合、そのレーザ光の波長は約４８８ｎｍで
あり、また、ＤＮＡ断片を標識するための蛍光体とし
て、ＦＩＴＣ（イソチオシアン酸フルオレセイン）を使
用する場合、これらの蛍光体に前記のレーザ光が照射さ
れると、ここから波長約５１５ｎｍの蛍光が発生され、
また、ＴＭＲＩＴＣ（イソチオシアン酸テトラメチルロ
ーダミン）を蛍光標識として使用する場合、ここから波
長約５７０ｎｍの蛍光が発生される。従って、例えば、
フィルタ用薄膜６ａは波長５１５ｎｍの蛍光だけを通過
させ、それ以外の波長の蛍光、迷光あるいはバックグラ
ンド光などを除去し、フィルタ用薄膜６ｂは波長５７０
ｎｍの蛍光だけを通過させ、それ以外の波長の蛍光、迷
光あるいはバックグランド光などを除去できるものが好
ましい。なお、励起用レーザ光源は各蛍光色素に共通の
ものを使用することもできるし、あるいは、それぞれの
蛍光色素に最適な励起波長を有する光源を個別的に使用
することもできる。
光標識の種類および使用されるレーザ光源の種類（すな
わち、レーザ光の波長）に応じて適宜選択することがで
きる。例えば、レーザ光源としてアルゴンイオンレーザ
を使用する場合、そのレーザ光の波長は約４８８ｎｍで
あり、また、ＤＮＡ断片を標識するための蛍光体とし
て、ＦＩＴＣ（イソチオシアン酸フルオレセイン）を使
用する場合、これらの蛍光体に前記のレーザ光が照射さ
れると、ここから波長約５１５ｎｍの蛍光が発生され、
また、ＴＭＲＩＴＣ（イソチオシアン酸テトラメチルロ
ーダミン）を蛍光標識として使用する場合、ここから波
長約５７０ｎｍの蛍光が発生される。従って、例えば、
フィルタ用薄膜６ａは波長５１５ｎｍの蛍光だけを通過
させ、それ以外の波長の蛍光、迷光あるいはバックグラ
ンド光などを除去し、フィルタ用薄膜６ｂは波長５７０
ｎｍの蛍光だけを通過させ、それ以外の波長の蛍光、迷
光あるいはバックグランド光などを除去できるものが好
ましい。なお、励起用レーザ光源は各蛍光色素に共通の
ものを使用することもできるし、あるいは、それぞれの
蛍光色素に最適な励起波長を有する光源を個別的に使用
することもできる。
【００２５】このような蛍光濾波用薄膜６は例えば、誘
電体多層膜などである。誘電体多層膜の製法自体は公知
である。また、窓１０は例えば、エッチングなどの常用
の手段により形成することができる。各蛍光波長に適合
する誘電体多層膜を製造するには、薄膜及び薄膜層の間
隔をそれぞれの波長に適した光路長とする。薄膜自体の
厚さは数μｍ程度であればよい。
電体多層膜などである。誘電体多層膜の製法自体は公知
である。また、窓１０は例えば、エッチングなどの常用
の手段により形成することができる。各蛍光波長に適合
する誘電体多層膜を製造するには、薄膜及び薄膜層の間
隔をそれぞれの波長に適した光路長とする。薄膜自体の
厚さは数μｍ程度であればよい。
【００２６】図９は薄膜６ａと６ｂの波長と透過率の関
係を示す特性図である。図示されているように、各薄膜
はそれぞれ異なる波長の蛍光のみを透過させるが、その
透過率はほぼ同一であることが好ましい。
係を示す特性図である。図示されているように、各薄膜
はそれぞれ異なる波長の蛍光のみを透過させるが、その
透過率はほぼ同一であることが好ましい。
【００２７】図１０は本発明のＤＮＡ塩基配列決定装置
の別の実施例の部分概要斜視図である。図１に示された
実施例と異なり、この実施例ではフィルタ５とＣＣＤセ
ンサ７との間にセルフォックレンズアレー２５が更に設
けられている。フィルタ５の前後にセルフォックレンズ
アレー３及び２５を設けると、結像位置で適格に色分離
が行われる。なお、ＣＣＤ撮像面の直前にフィルタ５を
設けることも可能であるが、この場合、ピントのボケた
サンプルに対して色分離を行うため、分離性が低下する
ことがある。
の別の実施例の部分概要斜視図である。図１に示された
実施例と異なり、この実施例ではフィルタ５とＣＣＤセ
ンサ７との間にセルフォックレンズアレー２５が更に設
けられている。フィルタ５の前後にセルフォックレンズ
アレー３及び２５を設けると、結像位置で適格に色分離
が行われる。なお、ＣＣＤ撮像面の直前にフィルタ５を
設けることも可能であるが、この場合、ピントのボケた
サンプルに対して色分離を行うため、分離性が低下する
ことがある。
【００２８】図１１は、図１０に示される装置におけ
る、蛍光検出光学系の模式的断面図である。電解質層８
６の１個の泳動レーンの幅は約２ｍｍであり、ＤＮＡ塩
基はこのレーンに沿ってほぼ垂直に下方向に向かって泳
動されてくる。レーンＮにおいて所定の位置７６で蛍光
体標識塩基はレーザビーム９０により横方向から照射さ
れ、泳動板７４の前方に向けて蛍光を発生、放射する。
放射された蛍光は第１のセルフォックレンズアレー３に
入射し、このレンズによりフィルタ５の濾波用薄膜６ａ
又は６ｂ上に結像され、所定の波長の蛍光だけが各薄膜
を透過し、第２のセルフォックレンズアレー２５に入射
する。第２のセルフォックレンズアレー２５は濾波され
た所定の蛍光をＣＣＤセンサ７の各素子上に結像する。
る、蛍光検出光学系の模式的断面図である。電解質層８
６の１個の泳動レーンの幅は約２ｍｍであり、ＤＮＡ塩
基はこのレーンに沿ってほぼ垂直に下方向に向かって泳
動されてくる。レーンＮにおいて所定の位置７６で蛍光
体標識塩基はレーザビーム９０により横方向から照射さ
れ、泳動板７４の前方に向けて蛍光を発生、放射する。
放射された蛍光は第１のセルフォックレンズアレー３に
入射し、このレンズによりフィルタ５の濾波用薄膜６ａ
又は６ｂ上に結像され、所定の波長の蛍光だけが各薄膜
を透過し、第２のセルフォックレンズアレー２５に入射
する。第２のセルフォックレンズアレー２５は濾波され
た所定の蛍光をＣＣＤセンサ７の各素子上に結像する。
【００２９】前記のように、各濾波用薄膜の１コマのサ
イズは２５４μｍであり、レーン幅の２ｍｍに比べて十
分に細かい。従って、各レーンからセルフォックレンズ
アレーに入射した蛍光は確実に各濾波用薄膜上に結像さ
れる。また、本発明の実施例で使用されるＣＣＤセンサ
７のピクセル（絵素）の総数は例えば、１７２８個であ
る。ＣＣＤの絵素は濾波用薄膜の透過幅を整数倍に分割
できる寸法でなければならない。従って、例えば、濾波
用薄膜の１コマの幅が２５４μｍである場合、これを４
分割するため、絵素のサイズは６３．５μｍである。
イズは２５４μｍであり、レーン幅の２ｍｍに比べて十
分に細かい。従って、各レーンからセルフォックレンズ
アレーに入射した蛍光は確実に各濾波用薄膜上に結像さ
れる。また、本発明の実施例で使用されるＣＣＤセンサ
７のピクセル（絵素）の総数は例えば、１７２８個であ
る。ＣＣＤの絵素は濾波用薄膜の透過幅を整数倍に分割
できる寸法でなければならない。従って、例えば、濾波
用薄膜の１コマの幅が２５４μｍである場合、これを４
分割するため、絵素のサイズは６３．５μｍである。
【００３０】図１２はＣＣＤセンサ７が濾波蛍光を受光
した際のＣＣＤ出力信号波形の一例の模式図である。濾
波用薄膜のコマ位置とＣＣＤセンサの絵素位置とは、同
一の基準点を使用することにより、相互に対応させるこ
とができる。従って、例えば、第Ｎ番目のレーンから発
生された蛍光のうち、波長λ1 のＡ色は絵素ｎ，ｎ＋
１，ｎ＋２，ｎ＋３の４個に対応し、波長λ2 のＢ色は
絵素ｎ＋４，ｎ＋５，ｎ＋６，ｎ＋７に対応するという
ように、ＣＣＤセンサの絵素番号を予め検出すべき色に
対応させて決めておき、絵素番号から色を分離すること
ができる。従って、図１２に示されたＣＣＤ出力また、
窓９は例えば、エッチングなどの常用の手段により形成
することができる。信号波形から、絵素番号に基づき、
各波長の色部分を抜き出し、再合成すると、波長λ1 の
Ａ色だけの波形及び波長λ2 のＢ色だけの波形がそれぞ
れ得られ、これらの波形から従来と同様にＡ，Ｔ，Ｃ，
Ｇの各塩基を決定する。これにより、一つのレーンで２
種類の検体を同時に簡単な装置で分析することができ
る。
した際のＣＣＤ出力信号波形の一例の模式図である。濾
波用薄膜のコマ位置とＣＣＤセンサの絵素位置とは、同
一の基準点を使用することにより、相互に対応させるこ
とができる。従って、例えば、第Ｎ番目のレーンから発
生された蛍光のうち、波長λ1 のＡ色は絵素ｎ，ｎ＋
１，ｎ＋２，ｎ＋３の４個に対応し、波長λ2 のＢ色は
絵素ｎ＋４，ｎ＋５，ｎ＋６，ｎ＋７に対応するという
ように、ＣＣＤセンサの絵素番号を予め検出すべき色に
対応させて決めておき、絵素番号から色を分離すること
ができる。従って、図１２に示されたＣＣＤ出力また、
窓９は例えば、エッチングなどの常用の手段により形成
することができる。信号波形から、絵素番号に基づき、
各波長の色部分を抜き出し、再合成すると、波長λ1 の
Ａ色だけの波形及び波長λ2 のＢ色だけの波形がそれぞ
れ得られ、これらの波形から従来と同様にＡ，Ｔ，Ｃ，
Ｇの各塩基を決定する。これにより、一つのレーンで２
種類の検体を同時に簡単な装置で分析することができ
る。
【００３１】以上、２種類の蛍光体を使用する実施例に
ついて説明してきたが、本発明の装置で処理できる蛍光
標識の個数は２個に限定されず、３個又は４個の蛍光標
識を同時に処理することもできる。すなわち、使用する
蛍光標識の個数に応じた枚数の濾波用薄膜を千鳥状に重
ね合わせて使用すればよい。
ついて説明してきたが、本発明の装置で処理できる蛍光
標識の個数は２個に限定されず、３個又は４個の蛍光標
識を同時に処理することもできる。すなわち、使用する
蛍光標識の個数に応じた枚数の濾波用薄膜を千鳥状に重
ね合わせて使用すればよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の装置と同等以上の感度及び分解能を保ちながら、
より単純な検出光学系により多色標識サンプルを検出す
ることができるＤＮＡ塩基配列決定装置が得られる。
従来の装置と同等以上の感度及び分解能を保ちながら、
より単純な検出光学系により多色標識サンプルを検出す
ることができるＤＮＡ塩基配列決定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＤＮＡ塩基配列決定装置における蛍光
検出手段の模式的構成を示す部分概要斜視図である。
検出手段の模式的構成を示す部分概要斜視図である。
【図２】屈折率分布型レンズアレーの模式的拡大斜視図
である。
である。
【図３】図１に示された蛍光検出手段のアセンブリー
（組立体）の一例の部分切欠斜視図である。
（組立体）の一例の部分切欠斜視図である。
【図４】図３に示された蛍光検出手段のアセンブリーを
ＤＮＡ塩基配列決定装置に配置した状態を示す模式的断
面図である。
ＤＮＡ塩基配列決定装置に配置した状態を示す模式的断
面図である。
【図５】ＣＣＤ回路を含む信号処理系のブロック図であ
る。
る。
【図６】蛍光検出手段で使用されるフィルタの一例の正
面図である。
面図である。
【図７】図６に示されたフィルタの部分拡大図である。
【図８】図６におけるVIII-VIII 線に沿った断面図であ
る。
る。
【図９】図８に示された各蛍光濾波用薄膜を透過した蛍
光の透過率を示す特性図である。
光の透過率を示す特性図である。
【図１０】本発明のＤＮＡ塩基配列決定装置における蛍
光検出手段の別の例の模式的構成を示す部分概要斜視図
である。
光検出手段の別の例の模式的構成を示す部分概要斜視図
である。
【図１１】図１０に示された蛍光検出手段による蛍光検
出状態を示し模式的断面図である。
出状態を示し模式的断面図である。
【図１２】ＣＣＤラインセンサによる出力信号の波形図
である。
である。
【図１３】従来の２色系ＤＮＡ塩基配列決定装置の一例
の蛍光検出手段の構成を示す模式的部分概要斜視図であ
る。
の蛍光検出手段の構成を示す模式的部分概要斜視図であ
る。
【図１４】図１３に示された蛍光検出手段による蛍光検
出原理を示す模式的部分概要断面図である。
出原理を示す模式的部分概要断面図である。
【図１５】図１４に示された発光点における各蛍光標識
の蛍光強度を示す特性図である。
の蛍光強度を示す特性図である。
【図１６】図１４に示された各フィルタを透過する蛍光
の透過率を示す特性図である。
の透過率を示す特性図である。
【図１７】従来の２色系ＤＮＡ塩基配列決定装置の別の
例の蛍光検出手段の構成を示す模式的部分概要斜視図で
ある。
例の蛍光検出手段の構成を示す模式的部分概要斜視図で
ある。
【図１８】図１７に示された回転式フィルタにより回転
同期信号と波長分離タイミングとの関係を示すタイミン
グ図である。
同期信号と波長分離タイミングとの関係を示すタイミン
グ図である。
１ 本発明の蛍光検出手段 ３ 屈折率分布型レンズアレー ５ フィルタ ６ 蛍光濾波用薄膜 ７ ＣＣＤラインセンサ ８ ガラス基板 ９ 屈折率分布型レンズ １０ 窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01N 21/62 - 21/74 G01N 27/26 315 G01N 27/26 325 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 ＤＮＡ断片用の多数の泳動路を有する、
垂直に保持される平板型ゲル電気泳動手段、該電気泳動
手段の泳動路に、該電気泳動手段の横方向から該泳動路
と直交するように、レーザ光を照射する光励起用のレー
ザ光照射手段、レーザ光によって照射されたＤＮＡ断片
から発生された蛍光を検出して電気信号に変換する蛍光
検出手段とからなるＤＮＡ塩基配列決定装置において、 前記蛍光検出手段は、蛍光集光用レンズ，蛍光濾波手段
及び固体撮像素子からなり、前記蛍光濾波手段は異なる
波長の蛍光をそれぞれ選択的に透過する少なくとも２種
類のフィルタを同じ長手軸方向に交互に千鳥状に配列さ
せることにより構成されていることを特徴とするＤＮＡ
塩基配列決定装置。 - 【請求項２】 各フィルタは透明なガラス基板上に被着
された誘電体多層膜からなり、該膜面の一部が除去され
ることにより形成された同一形状、同一寸法の多数の窓
が同一直線上に配列されており、各膜面の窓同士が重な
らないように交互に千鳥状に配列されるように各フィル
タを重ね合わせることにより蛍光濾波手段が構成されて
いる請求項１のＤＮＡ塩基配列決定装置。 - 【請求項３】 蛍光集光用レンズは屈折率分布型レンズ
アレーであり、固体撮像素子はＣＣＤラインセンサであ
る請求項１のＤＮＡ塩基配列決定装置。 - 【請求項４】 屈折率分布型レンズアレーは屈折率分布
型レンズが上下２段に配列されて構成されている請求項
３のＤＮＡ塩基配列決定装置。 - 【請求項５】 電気泳動手段側から、屈折率分布型レン
ズアレー，蛍光濾波手段及びＣＣＤラインセンサの順に
構成部品が配列されることにより蛍光検出手段が構成さ
れている請求項１のＤＮＡ塩基配列決定装置。 - 【請求項６】 電気泳動手段側から、屈折率分布型レン
ズアレー，蛍光濾波手段，屈折率分布型レンズアレー及
びＣＣＤラインセンサの順に構成部品が配列されること
により蛍光検出手段が構成されている請求項１のＤＮＡ
塩基配列決定装置。 - 【請求項７】 ＣＣＤラインセンサはペルチェ素子によ
り冷却される請求項１のＤＮＡ塩基配列決定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6183028A JP3068413B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | Ｄｎａ塩基配列決定装置 |
| US08/500,204 US5556529A (en) | 1994-07-13 | 1995-07-10 | DNA base sequencer |
| EP95110926A EP0724153A1 (en) | 1994-07-13 | 1995-07-12 | DNA Base sequencer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6183028A JP3068413B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | Ｄｎａ塩基配列決定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829326A JPH0829326A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3068413B2 true JP3068413B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16128484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6183028A Expired - Lifetime JP3068413B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | Ｄｎａ塩基配列決定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5556529A (ja) |
| EP (1) | EP0724153A1 (ja) |
| JP (1) | JP3068413B2 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE9404166D0 (sv) * | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Pharmacia Biotech Ab | Multifunctional surfaces |
| DE19616151A1 (de) * | 1996-04-23 | 1997-10-30 | Boehringer Mannheim Gmbh | Videosystem zur Auswertung analytischer Testelemente |
| WO1998010097A2 (en) * | 1996-09-03 | 1998-03-12 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Method and apparatus for single molecule two color fluorescent detection and molecular weight and concentration determination |
| FR2765967B1 (fr) * | 1997-07-11 | 1999-08-20 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'analyse a puce comprenant des electrodes a chauffage localise |
| JPH1151900A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | 蛍光検出装置 |
| WO1999044045A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Single molecule detection with surface-enhanced raman scattering and applications in dna or rna sequencing |
| ES2144374B1 (es) * | 1998-07-01 | 2001-01-01 | Univ Barcelona Autonoma | Transiluminador para la visualizacion de bandas fluorescentes de proteina y dna en geles electroforeticos. |
| IL130326A0 (en) | 1999-06-07 | 2000-06-01 | Yeda Res & Dev | A sensor based on molecular controlled semiconductor resistor |
| US6784982B1 (en) | 1999-11-04 | 2004-08-31 | Regents Of The University Of Minnesota | Direct mapping of DNA chips to detector arrays |
| US6867851B2 (en) * | 1999-11-04 | 2005-03-15 | Regents Of The University Of Minnesota | Scanning of biological samples |
| FR2812943A1 (fr) * | 2000-12-20 | 2002-02-15 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'imagerie par fluorescence |
| US20050054118A1 (en) * | 2002-02-27 | 2005-03-10 | Lebrun Stewart J. | High throughput screening method |
| WO2003072752A2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-04 | Miragene, Inc. | Improved substrate chemistry for protein immobilization on a rigid support |
| US20040072274A1 (en) * | 2002-05-09 | 2004-04-15 | Lebrun Stewart J. | System and method for visualization and digital analysis of protein and other macromolecule microarrays |
| US6919571B2 (en) | 2002-09-04 | 2005-07-19 | Industrial Technology Research Institute | Micro fluorescent electrophoresis detection system |
| US20060127963A1 (en) * | 2003-11-21 | 2006-06-15 | Lebrun Stewart J | Microarray-based analysis of rheumatoid arthritis markers |
| US20050124017A1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-09 | Stewart Lebrun | Quantitative alkaline-phosphatase precipitation reagent and methods for visualization of protein microarrays |
| CN1854716B (zh) * | 2005-04-18 | 2012-03-21 | 微奥基因科技常州有限公司 | 集成有可变换光源的电泳分离与分析装置及其使用 |
| US7763876B2 (en) * | 2007-04-06 | 2010-07-27 | Xerox Corporation | Gloss and differential gloss measuring system |
| US7764893B2 (en) * | 2008-01-31 | 2010-07-27 | Xerox Corporation | Use of customer documents for gloss measurements |
| CN101576369B (zh) * | 2009-05-18 | 2011-08-31 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 检测激光光束出光垂直性的方法 |
| JP5676688B2 (ja) | 2013-06-11 | 2015-02-25 | Ｎｅｃソリューションイノベータ株式会社 | 光学ユニット及び光学分析装置 |
| 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 (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1258611A (en) * | 1984-01-16 | 1989-08-22 | Lloyd M. Smith | Method of dna sequencing |
| DE3812899A1 (de) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Wilfried Heil | Elektronische kamera zur dokumentation von fluoreszenzmustern auf elektrophoresegelen |
| US5062942A (en) * | 1989-04-12 | 1991-11-05 | Hitachi, Ltd. | Fluorescence detection type electrophoresis apparatus |
| US5307148A (en) * | 1990-04-05 | 1994-04-26 | Hitachi, Ltd. | Fluorescence detection type electrophoresis apparatus |
| JP2814408B2 (ja) * | 1990-05-22 | 1998-10-22 | 日立ソフトウェアエンジニアリング 株式会社 | 蛍光パターン読み取り装置および蛍光パターン読み取り方法 |
| US5162654A (en) * | 1991-02-01 | 1992-11-10 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Detection apparatus for electrophoretic gels |
| JP2815506B2 (ja) * | 1992-04-14 | 1998-10-27 | 株式会社日立製作所 | 光検出型電気泳動装置 |
| EP0626578B1 (en) * | 1993-05-26 | 1998-07-29 | Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. | Apparatus for gel electrophoresis |
| JPH0798276A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-11 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | Ｄｎａ塩基配列決定装置 |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP6183028A patent/JP3068413B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-07-10 US US08/500,204 patent/US5556529A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-12 EP EP95110926A patent/EP0724153A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829326A (ja) | 1996-02-02 |
| US5556529A (en) | 1996-09-17 |
| EP0724153A1 (en) | 1996-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3068413B2 (ja) | Ｄｎａ塩基配列決定装置 | |
| US6856390B2 (en) | Time-delay integration in electrophoretic detection systems | |
| US5871628A (en) | Automatic sequencer/genotyper having extended spectral response | |
| US5190632A (en) | Multi-colored electrophoresis pattern reading system | |
| EP1835281B1 (en) | Multiplexed capillary electrophoresis system | |
| US5213673A (en) | Multi-colored electrophoresis pattern reading apparatus | |
| US5552322A (en) | DNA base sequencer | |
| JPH02269935A (ja) | 光検出電気泳動装置 | |
| AU1598501A (en) | System and method for detecting molecules using an active pixel sensor | |
| JPH01116441A (ja) | 光分散検出型電気泳動装置 | |
| JPH10206384A (ja) | マルチキャピラリー電気泳動装置 | |
| JPH0694617A (ja) | 光検出型電気泳動装置 | |
| JPH09281078A (ja) | Ｄｎａ塩基配列決定装置 | |
| US5294323A (en) | Apparatus for gel electrophoresis | |
| JPH1151900A (ja) | 蛍光検出装置 | |
| US6800438B2 (en) | Imager for DNA sequencer | |
| JP2702920B2 (ja) | 電気泳動分離検出方法及び装置 | |
| JPH10132784A (ja) | Ｄｎａ塩基配列決定装置 | |
| JP2516115B2 (ja) | 蛍光パタ―ン読み取り装置 | |
| JP2982906B2 (ja) | 電気泳動装置 | |
| JP2697719B2 (ja) | 電気泳動分離検出方法及び装置 | |
| JPH0425758A (ja) | 蛍光パターン読み取り方法および装置 | |
| JPH10215395A (ja) | 画像生成装置 | |
| JPH07244046A (ja) | Ｄｎａ塩基配列決定装置 | |
| JPH10148627A (ja) | マルチキャピラリー電気泳動装置 |