JP3691258B2 - Nucleic acid electrophoresis apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分子生物学、遺伝子学、医学、理化学、分析学、臨床検査等において使用され、核酸を電気泳動させて、目的とする核酸を認識し判定する核酸電気泳動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4及び図5に示す従来のDNA電気泳動装置10は、電気泳動槽11内において、その中央位置に電気泳動用ゲル12が設置され、この電気泳動用ゲル12の両側にプラス電極13及びマイナス電極14がそれぞれ配置され、泳動用緩衝液15が充満されたものである。このDNA電気泳動装置10では、DNAを含む試料を電気泳動用ゲル12の泳動用ウェル16内に注入し、DNAをプラス電極13へ向かって電気泳動用ゲル12内で一定時間電気泳動させる。電気泳動終了後に電気泳動用ゲル12を電気泳動槽11から取り出し、図6に示す紫外線ランプ17及び撮像カメラ18を備えたトランスイルミネータ19に電気泳動用ゲル12を移し、電気泳動用ゲル12中のDNAに結合した蛍光色素を紫外線ランプ17からの紫外線で発色させ、その蛍光像をDNAの泳動画像として撮像カメラ18により撮影している。
【0003】
図7は、DNAの泳動画像の一例を示す。目的とするDNAバンド(DNAの集合体)をポジティッブマーカ20として用意し、このポジティッブマーカ20と、判定の対象となるDNAバンド21とのそれぞれの位置を検討する。DNA電気泳動装置10では、DNAの長さの違いに基づくDNAの泳動速度の相違から、任意の時点におけるDNAの泳動位置と、同時点における目的とするDNA(ポジティッブマーカ20)の位置とを比較し、両者が一致した時に、当該DNAが目的のDNAであると認識し判定する。
【0004】
尚、図6中の符号22は、光学フィルタとしてのバンドパスフィルタであり、符号23は遮光フードである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、DNAの泳動速度は、外気温度、泳動用緩衝液15又は試料(例えばDNA)のそれぞれの状態や電気泳動用ゲル12の濃度等の環境によって変化する。従って、DNAが一定時間に常に一定距離泳動するとは限らず、このため、電気泳動の終了時間は上記環境により変動してしまう。そこで、実験者は、電気泳動終了予定時間が近くなった時に、DNAの泳動状態を目視により確認しながら、プラス電極13及びマイナス電極14への給電を遮断して電気泳動を終了させなければならない。万一、泳動終了時間内に電気泳動を終了させることができなかった場合には、DNAが電気泳動用ゲル12から流出して、DNAを含む貴重な試料と高価な電気泳動用ゲル12が無駄になってしまう。このことから、電気泳動終了時には、実験者が立ち会う必要がある。
【0006】
また、電気泳動をタイマ等を用いて、実験者を介することなく終了させることもできる。しかし、この場合には、電気泳動終了後のDNAが電気泳動用ゲル12内において時間の経過と共に拡散してしまうことから、電気泳動終了後速やかに写真撮影を実施する必要がある。従って、この場合にも、電気泳動終了後に実験者の介在が必要となる。
【0007】
通常、実験者は、電気泳動以外にも他の作業を実施して多忙であり、電気泳動のために時間を拘束されることは大変な苦痛であり、また時間の浪費となる。
【0008】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、電気泳動の終了時に実験者等が立ち会うことなく、良好な泳動画像を得ることができる核酸電気泳動装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、特定位置に注入された試料中の核酸を電気泳動させる電気泳動用ゲル、及びこの電気泳動用ゲルの両側に配置された電極を備える電気泳動槽と、前記電極に吸引されて前記電気泳動用ゲル内を泳動する前記核酸の泳動画像を撮影する撮像装置とを有し、前記核酸を電気泳動させながら、この泳動中の核酸を前記撮像装置により連続的又は間欠的に撮影するよう構成すると共に、前記電気泳動用ゲルの特定位置に注入された試料中の核酸が電気泳動している間に、同一又は異なる核酸を含む他の試料を前記特定位置に注入して当該核酸を電気泳動させ得るよう構成したことを特徴とするものである。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記撮像装置にて撮影された核酸の泳動画像に基づき、電極への給電が遮断可能に構成されたことを特徴とするものである。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記核酸を含む試料、電気泳動に必要な試薬を設置する設置部と、この設置部に設置された試料、試薬を電気泳動用ゲルの特定位置に注入可能とする注入部と、を有することを特徴とするものである。
【0013】
請求項1又はに記載の発明には、次の作用がある。
【0014】
試料中の核酸を電気泳動用ゲルにて電気泳動させながら、この泳動中の核酸を前記撮像装置が連続的又は間欠的に撮影するよう構成されたことから、電気泳動の終了時に実験者等が立ち会うことなく、核酸の良好な泳動画像を得ることができ、この泳動画像から目的とする核酸を判定できる。電気泳動用ゲルの特定位置に注入された試料中の核酸が電気泳動している間に、同一又は異なる核酸を含む他の試料を前記特定位置に注入して当該核酸を電気泳動させ得るよう構成されたことから、同一の電気泳動用ゲルを用いて複数回の電気泳動を実施でき、高価な電気泳動用ゲルの使用頻度が低減されて、コストダウンを図ることができる。
【0015】
請求項2に記載の発明には、次の作用がある。
【0016】
撮像装置が撮影した核酸の泳動画像に基づき、電極への給電が遮断可能に構成されたことから、目的とする核酸が特定位置に至った段階で電極への給電を遮断できるので、電気泳動用ゲル中から必要以上の核酸の流出を防止でき、貴重な核酸を好適に確保できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0020】
図1は、本発明に係る核酸電気泳動装置の一実施の形態が適用されたDNA電気泳動装置を示す概略側断面図である。 図2は、図1のII矢視図である。
【0021】
この図1及び図2に示す核酸電気泳動装置としてのDNA電気泳動装置30はサブマリン型の電気泳動装置であり、電気泳動用ゲル31、プラス電極32、マイナス電極33を備えた電気泳動槽34と、透過用紫外線ランプ35、反射用紫外線ランプ36及び撮像カメラ37を備えた撮像装置38と、設置部としての設置ステージ(不図示)と、注入部としての分注ピペット(不図示)と、同様に図示しない制御装置とを有して構成される。
【0022】
上記電気泳動槽34内には泳動用緩衝液39が充満されると共に、この電気泳動槽34内において、その中央位置に電気泳動用ゲル31が設置され、電気泳動用ゲル31の両端位置にプラス電極32、マイナス電極33がそれぞれ設置され、これらの電気泳動用ゲル31、プラス電極32及びマイナス電極33が上記泳動用緩衝液39に浸漬される。
【0023】
電気泳動用ゲル31には、特定位置としてのマイナス電極33側の一端部に、溝形状の泳動用ウェル40が複数個縦列に形成される。これら各泳動用ウェル40がレーン1〜レーン6(図3)に対して設けられる。これらの泳動用ウェル40のそれぞれの内部に、異なったDNAを含有する各試料が注入される。各試料は、DNAを含む溶液に蛍光色素(例えばエチジウムブロマイド等)及びグリセリンを混入させたものである。蛍光色素はDNAの二本鎖に結合し、紫外線によって蛍光を発する。また、グリセリンの混入により、電気泳動用ゲル31内におけるDNAの不必要な拡散が抑制される。
【0024】
DNAは、一般に負電荷に帯電しており、図示しない電源装置を介してプラス電極32及びマイナス電極33が給電されると、泳動用ウェル40から電気泳動用ゲル31内をプラス電極32へ向かって電気泳動する。DNAの泳動速度は、DNAの長さの相違によって異なり、従って、同一時刻におけるDNAの泳動位置もDNAの種類に応じて相違する。
【0025】
ここで、上記DNAを含む溶液、上記グリセリン、上記蛍光色素は、それぞれ容器に収容されて設置ステージに設置されており、この設置ステージに設置された各容器から分注ピペットにより採取され、電気泳動用ゲル31の各泳動用ウェル40へ試料として注入される。
【0026】
一方、撮像装置38の透過用紫外線ランプ35は、電気泳動槽34の下方位置に配置され、電気泳動槽34内の電気泳動用ゲル31へ向かって紫外線を照射可能とする。この透過用紫外線ランプ35と電気泳動用ゲル31との間に光学フィルタ41が介在される。また、反射用紫外線ランプ36は、電気泳動槽34の上方位置に配置され、電気泳動槽34内の電気泳動用ゲル31へ向かって紫外線を照射可能とする。この反射用紫外線ランプ36と電気泳動用ゲル31との間に光学フィルタ42が介在される。これらの光学フィルタ41及び42は、330nm以下の光のみを透過させるフィルタである。
【0027】
透過用紫外線ランプ35から光学フィルタ41を通過した紫外線、及び反射用紫外線ランプ36から光学フィルタ42を通過した紫外線によって、電気泳動用ゲル31内を電気泳動しているDNA中の蛍光色素が発色し、この蛍光像をDNAの泳動画像として撮像カメラ37が、一定時間間隔で間欠的に撮影する。この撮像カメラ37はデジタルカメラが好適である。この撮像カメラ37は、透過用紫外線ランプ35又は反射用紫外線ランプ36のいずれか一方から照射された紫外線により発色するDNA中の蛍光色素を撮影するようにしてもよい。
【0028】
前記制御装置は、分注ピペットの動作制御、プラス電極32及びマイナス電極33への電源装置からの給電制御、透過用紫外線ランプ35及び反射用紫外線ランプ36の点灯制御、並びに撮像カメラ37による撮影制御を実施する。
【0029】
つまり、制御装置は、分注ピペットを作動させて、異なるDNAを含む各試料を電気泳動用ゲル31のそれぞれの泳動用ウェル40に注入する。
【0030】
その後、制御装置は、電源装置からプラス電極32及びマイナス電極33に所定電圧(例えば100V)を印加して、各試料中のDNAを電気泳動用ゲル31内でプラス電極32へ向かって電気泳動させる。
【0031】
この電気泳動開始と同時、又は泳動開始から所定時間経過後に、制御装置は、DNAを電気泳動させながら、透過用紫外線ランプ35及び反射用紫外線ランプ36を一定時間間隔で点灯させ、この点灯と同時に撮像カメラ37によりDNAの泳動画像を撮影させる。尚、撮像カメラ37による撮影時には、DNAの電気泳動を一旦停止させるのが好適であるが、停止させなくてもよい。
【0032】
例えば、電気泳動用ゲル31として1%アガロースゲルを用い、プラス電極32及びマイナス電極33に100Vの電圧を印加して、DNAとして500bpのDNA断片を約40分間電気泳動させた場合(電気泳動終了時間が泳動開始から約40分の場合)、電気泳動の開始から10分経過後に、プラス電極32及びマイナス電極33への印加電圧を0Vとして電気泳動を一旦停止させ、更に透過用紫外線ランプ35及び反射用紫外線ランプ36を点灯させて、撮像カメラ37によりDNAの泳動画像を撮影する。その後、プラス電極32及びマイナス電極33に100Vの電圧を印加してDNAを再び電気泳動させた後、1分ごとに、上述と同様にして、DNAの電気泳動を停止させて撮像カメラ37により泳動画像を撮影し、これを30回繰り返して、31枚の泳動画像を得る。これらの泳動画像の中から、目的とするDNAを認識し判定できる良好な泳動画像を得ることができる。
【0033】
この30枚の泳動画像の一部を図3に示す。図3(A)の泳動開始時には、DNA(図3ではDNAがDNAバンド43(集合体)として表れている。)は、レーン1〜レーン6の各泳動用ウェル40内にあることが確認できる。図3(B)に示す泳動開始から10分経過後に、各レーンのDNA(DNAバンド43)は、それらの泳動速度の相違に基づき異なった位置に泳動していることが確認できる。図3(C)に示す泳動開始から30分経過後に、レーン1の小さなサイズのDNA(左側のDNAバンド43)とレーン5のDNA(DNAバンド43)が電気泳動用ゲル31の左端(プラス電極32側端部)に位置付けられているが、図3(D)に示す泳動開始から40分経過後には、上述の両DNA(DNAバンド43)が電気泳動用ゲル31内から流出していることが確認される。また、図3(C)の泳動画像では、レーン6を電気泳動している目的とするDNA(このDNA(DNAバンド)をポジティッブマーカ44という。)と、レーン2及びレーン3を電気泳動しているDNA(DNAバンド43)との位置が一致しているが、図3(D)の泳動画像では、レーン3のみを電気泳動しているDNA(DNAバンド43)の位置がレーン6のポジティッブマーカ44の位置と一致していることが確認される。従って、この図3(D)の泳動画像から、レーン2を電気泳動しているDNAがポジティッブマーカ44と同一の、目的のDNAであると判定できる。
【0034】
更に、上記制御装置は、撮像カメラ37にて撮影された泳動画像のデータを入力し、これらの画像データに基づき、目的とするDNAがポジティッブマーカ44と一致した特定位置にきたときに電源装置を制御して、プラス電極32及びマイナス電極33への給電を遮断し、電気泳動を停止させて、電気泳動用ゲル31からのDNAの必要以上の流出が防止される。例えば、図3(D)に示すレーン2を泳動するDNA(DNAバンド43)がポジティッブマーカ44と一致したとき、つまり、電気泳動開始から約40分経過後に、プラス電極32及びマイナス電極33への印加電圧を0Vとして電気泳動を停止させる。
【0035】
従って、上記実施の形態によれば、次の効果▲1▼及び▲2▼を奏する。
【0036】
▲1▼試料中のDNAを電気泳動用ゲル31にて電気泳動させながら、この泳動中のDNAを撮像カメラ37が一定時間間隔で間欠的に撮影するよう構成されたことから、電気泳動の終了時に実験者が立ち会うことなく、DNAの良好な泳動画像を得ることができ、この泳動画像から目的とするDNAを判定できる。
【0037】
▲2▼撮像装置38の撮像カメラ37が撮影したDNAの泳動画像に基づき、プラス電極32及びマイナス電極33への給電が遮断可能に構成されたことから、目的とするDNAがポジティッブマーカ44と一致する特定位置に至った段階でプラス電極32及びマイナス電極33への給電を遮断できるので、電気泳動用ゲル31中から必要以上のDNAの流出を防止でき、貴重なDNAを好適に確保できる。
【0038】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0039】
例えば、電気泳動槽34における一枚の電気泳動用ゲル31の各泳動用ウェル40に試料を注入して電気泳動を実施させている間に、同一の電気泳動用ゲル31の各泳動用ウェル40に、同一又は異なるDNAを含む試料を注入してこれらのDNAを電気泳動させ、これらの電気泳動中のDNAを撮像装置38の撮像カメラ37により撮影してもよい。この場合、上述のように、同一の電気泳動用ゲル31において複数回の電気泳動がなされても、泳動中の泳動画像が撮像カメラ37により得られるので、電気泳動用ゲル31の同一レーンで後に泳動を開始したDNA(DNAバンド)が先に泳動しているDNA(DNAバンド)を追い越してしまっても、その確認が可能となる。従って、この場合には、同一の電気泳動用ゲル31を用いて複数回の電気泳動を実施できるので、高価な電気泳動用ゲル31の使用頻度が低減されてコストダウンを図ることができる。
【0040】
また、上記実施の形態では、撮像カメラ37はデジタルカメラにより間欠的に撮影するものを述べたが、ビデオカメラにより電気泳動中のDNAを連続的に撮影してもよい。
【0041】
更に、上記実施の形態では、核酸がDNAの場合を述べたが、RNAであってもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る核酸電気泳動装置によれば、電気泳動槽の電気泳動用ゲル内で核酸を電気泳動させながら、この泳動中の核酸を撮像装置により、連続的又は間欠的に撮影するよう構成されたことから、電気泳動の終了時に実験者が立ち会うことなく、良好な泳動画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る核酸電気泳動装置の一実施の形態が適用されたDNA電気泳動装置を示す概略側断面図である。
【図2】図1のII矢視図である。
【図3】(A)〜(D)は、図1のDNA電気泳動装置により撮影された泳動画像である。
【図4】従来のDNA電気泳動装置を示す概略平面図である。
【図5】図4のDNA電気泳動装置の概略側断面図である。
【図6】従来のトランスイルミネータを示す概略側断面図である。
【図7】図6のトランスイルミネータにより撮影された泳動画像の一例である。
【符号の説明】
30 DNA電気泳動装置(核酸電気泳動装置)
31 電気泳動用ゲル
32 プラス電極
33 マイナス電極
34 電気泳動槽
37 撮像カメラ
38 撮像装置
40 泳動用ウェル(特定位置)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nucleic acid electrophoresis apparatus that is used in molecular biology, genetics, medicine, physics, chemistry, analysis, clinical examination, etc., and recognizes and determines a target nucleic acid by electrophoresis.
[0002]
[Prior art]
The conventional DNA electrophoresis apparatus 10 shown in FIGS. 4 and 5 is provided with an electrophoresis gel 12 at the center position in an electrophoresis tank 11, and a positive electrode 13 and a minus electrode are provided on both sides of the electrophoresis gel 12. Each of the electrodes 14 is disposed and filled with a migration buffer solution 15. In the DNA electrophoresis apparatus 10, a sample containing DNA is injected into the electrophoresis well 16 of the electrophoresis gel 12, and the DNA is electrophoresed in the electrophoresis gel 12 toward the plus electrode 13 for a predetermined time. After the electrophoresis is completed, the electrophoresis gel 12 is taken out from the electrophoresis tank 11, and the electrophoresis gel 12 is transferred to a transilluminator 19 having an ultraviolet lamp 17 and an imaging camera 18 shown in FIG. The fluorescent dye bonded to the DNA is colored by the ultraviolet light from the ultraviolet lamp 17, and the fluorescent image is taken by the imaging camera 18 as a DNA migration image.
[0003]
FIG. 7 shows an example of a DNA migration image. A target DNA band (aggregation of DNA) is prepared as a positive marker 20, and the positions of the positive marker 20 and the DNA band 21 to be determined are examined. In the DNA electrophoresis apparatus 10, due to the difference in DNA migration speed based on the difference in DNA length, the DNA migration position at an arbitrary time point and the position of the target DNA (positive marker 20) at the same time point When the two match, the DNA is recognized as the target DNA and judged.
[0004]
In addition, the code | symbol 22 in FIG. 6 is a band pass filter as an optical filter, and the code | symbol 23 is a light shielding hood.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the DNA migration speed varies depending on the ambient temperature, the state of each of the electrophoresis buffer 15 or the sample (for example, DNA), and the environment such as the concentration of the electrophoresis gel 12. Therefore, DNA does not always migrate at a constant distance for a fixed time, and therefore the end time of electrophoresis varies depending on the environment. Therefore, the experimenter must end the electrophoresis by cutting off the power supply to the plus electrode 13 and the minus electrode 14 while visually confirming the electrophoresis state of the DNA when the scheduled end time of the electrophoresis approaches. . If the electrophoresis cannot be completed within the electrophoresis end time, the DNA flows out of the electrophoresis gel 12 and the precious sample containing the DNA and the expensive electrophoresis gel 12 are wasted. Become. For this reason, an experimenter needs to be present at the end of electrophoresis.
[0006]
In addition, electrophoresis can be terminated without using an experimenter by using a timer or the like. However, in this case, since the DNA after the electrophoresis is diffused in the electrophoresis gel 12 over time, it is necessary to take a photograph immediately after the electrophoresis is completed. Therefore, also in this case, the intervention of the experimenter is required after the electrophoresis is completed.
[0007]
Usually, the experimenter is busy performing other work besides electrophoresis, and it is very painful and time consuming to be restricted in time for electrophoresis.
[0008]
An object of the present invention is to provide a nucleic acid electrophoresis apparatus capable of obtaining a good electrophoretic image without attending an experimenter or the like at the end of electrophoresis. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 is an electrophoresis gel for electrophoresis of nucleic acids in a sample injected at a specific position, an electrophoresis tank comprising electrodes disposed on both sides of the electrophoresis gel, and the electrode An imaging device that captures an electrophoretic image of the nucleic acid that is aspirated and migrates in the electrophoresis gel. While the nucleic acid is electrophoresed, the nucleic acid in the electrophoresis is continuously or intermittently captured by the imaging device. And while the nucleic acid in the sample injected into the specific position of the electrophoresis gel is undergoing electrophoresis, another sample containing the same or different nucleic acid is injected into the specific position. The present invention is characterized in that the nucleic acid can be electrophoresed .
[0010]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the power supply to the electrode can be cut off based on the migration image of the nucleic acid photographed by the imaging device. is there.
[0011]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the sample containing the nucleic acid, an installation part for installing a reagent necessary for electrophoresis, and the sample and reagent installed in the installation part are electrically connected. And an injection part that enables injection at a specific position of the electrophoresis gel .
[0013]
The invention according to claim 1 or 3 has the following effects.
[0014]
Since the imaging device is configured to continuously or intermittently shoot the nucleic acid in the electrophoresis while the nucleic acid in the sample is electrophoresed on the electrophoresis gel, an experimenter or the like can be used at the end of the electrophoresis. A good migrating image of the nucleic acid can be obtained without attendance, and the target nucleic acid can be determined from this migrating image. A configuration in which another nucleic acid containing the same or different nucleic acid can be injected into the specific position and the nucleic acid can be electrophoresed while the nucleic acid in the sample injected into the specific position of the electrophoresis gel is undergoing electrophoresis As a result, electrophoresis can be performed a plurality of times using the same electrophoresis gel, the frequency of use of expensive electrophoresis gel can be reduced, and cost can be reduced.
[0015]
The invention according to claim 2 has the following effects.
[0016]
Since the power supply to the electrode can be cut off based on the migration image of the nucleic acid photographed by the imaging device, the power supply to the electrode can be cut off when the target nucleic acid reaches a specific position. Unnecessary nucleic acid can be prevented from flowing out of the gel, and valuable nucleic acids can be suitably secured.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a schematic sectional side view showing a DNA electrophoresis apparatus to which an embodiment of a nucleic acid electrophoresis apparatus according to the present invention is applied. FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow II in FIG.
[0021]
A DNA electrophoresis apparatus 30 as a nucleic acid electrophoresis apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is a submarine type electrophoresis apparatus, and includes an electrophoresis tank 34 having an electrophoresis gel 31, a plus electrode 32, and a minus electrode 33. , An imaging device 38 including a transmission ultraviolet lamp 35, a reflection ultraviolet lamp 36, and an imaging camera 37, an installation stage (not shown) as an installation unit, and a dispensing pipette (not shown) as an injection unit And a control device (not shown).
[0022]
The electrophoresis tank 34 is filled with an electrophoresis buffer 39, and an electrophoresis gel 31 is installed at the center of the electrophoresis tank 34, and is added to both end positions of the electrophoresis gel 31. The electrode 32 and the minus electrode 33 are installed, respectively, and the gel 31 for electrophoresis, the plus electrode 32, and the minus electrode 33 are immersed in the electrophoresis buffer 39.
[0023]
In the electrophoresis gel 31, a plurality of groove-shaped electrophoresis wells 40 are formed in a column at one end on the negative electrode 33 side as a specific position. Each of these electrophoresis wells 40 is provided for Lane 1 to Lane 6 (FIG. 3). Each sample containing different DNA is injected into each of the wells 40 for electrophoresis. Each sample is obtained by mixing a fluorescent dye (such as ethidium bromide) and glycerin into a solution containing DNA. The fluorescent dye binds to a double strand of DNA and emits fluorescence by ultraviolet rays. Further, unnecessary diffusion of DNA in the electrophoresis gel 31 is suppressed by the mixing of glycerin.
[0024]
DNA is generally charged with a negative charge, and when the plus electrode 32 and the minus electrode 33 are supplied with power through a power supply device (not shown), the electrophoresis gel 31 is moved from the electrophoresis well 40 toward the plus electrode 32. Electrophoresis. The migration speed of DNA varies depending on the difference in length of DNA. Therefore, the migration position of DNA at the same time also varies depending on the type of DNA.
[0025]
Here, the solution containing the DNA, the glycerin, and the fluorescent dye are each contained in a container and placed on an installation stage. The solution is collected from each container placed on the installation stage by a pipette pipette and subjected to electrophoresis. A sample is injected into each electrophoresis well 40 of the gel 31 for electrophoresis.
[0026]
On the other hand, the transmission ultraviolet lamp 35 of the imaging device 38 is disposed at a position below the electrophoresis tank 34, and can irradiate ultraviolet rays toward the electrophoresis gel 31 in the electrophoresis tank 34. An optical filter 41 is interposed between the transmitting ultraviolet lamp 35 and the electrophoresis gel 31. The reflecting ultraviolet lamp 36 is disposed above the electrophoresis tank 34 and can irradiate ultraviolet rays toward the electrophoresis gel 31 in the electrophoresis tank 34. An optical filter 42 is interposed between the reflecting ultraviolet lamp 36 and the electrophoresis gel 31. These optical filters 41 and 42 are filters that transmit only light of 330 nm or less.
[0027]
The fluorescent dye in the electrophoretic gel 31 is colored by the ultraviolet light passing through the optical filter 41 from the transmitting ultraviolet lamp 35 and the ultraviolet light passing through the optical filter 42 from the reflecting ultraviolet lamp 36. The imaging camera 37 intermittently captures this fluorescent image as a DNA migration image at regular time intervals. The imaging camera 37 is preferably a digital camera. The imaging camera 37 may take an image of a fluorescent dye in DNA that is colored by ultraviolet rays irradiated from either the transmission ultraviolet lamp 35 or the reflection ultraviolet lamp 36.
[0028]
The control device controls the operation of the dispensing pipette, the power supply control from the power supply device to the plus electrode 32 and the minus electrode 33, the lighting control of the transmitting ultraviolet lamp 35 and the reflecting ultraviolet lamp 36, and the photographing control by the imaging camera 37. To implement.
[0029]
That is, the control device operates the dispensing pipette to inject each sample containing different DNA into each electrophoresis well 40 of the electrophoresis gel 31.
[0030]
Thereafter, the control device applies a predetermined voltage (for example, 100 V) to the positive electrode 32 and the negative electrode 33 from the power supply device, and causes the DNA in each sample to migrate toward the positive electrode 32 in the electrophoresis gel 31. .
[0031]
Simultaneously with the start of electrophoresis or after a lapse of a predetermined time from the start of electrophoresis, the control device turns on the transmission ultraviolet lamp 35 and the reflection ultraviolet lamp 36 at regular time intervals while performing electrophoresis of the DNA. A DNA migration image is photographed by the imaging camera 37. Note that it is preferable to temporarily stop the electrophoresis of DNA at the time of photographing by the imaging camera 37, but it is not necessary to stop the electrophoresis.
[0032]
For example, when a 1% agarose gel is used as the gel 31 for electrophoresis, a voltage of 100 V is applied to the plus electrode 32 and the minus electrode 33, and a 500 bp DNA fragment is electrophoresed for about 40 minutes as DNA (end of electrophoresis) When the time is about 40 minutes from the start of electrophoresis), 10 minutes after the start of electrophoresis, the applied voltage to the positive electrode 32 and the negative electrode 33 is set to 0 V, and the electrophoresis is temporarily stopped. The reflection ultraviolet lamp 36 is turned on, and an electrophoretic image of DNA is photographed by the imaging camera 37. Thereafter, a voltage of 100 V was applied to the plus electrode 32 and the minus electrode 33 to cause electrophoresis of the DNA again, and then the electrophoresis of the DNA was stopped and electrophoresed by the imaging camera 37 in the same manner as described above every minute. Images are taken and this is repeated 30 times to obtain 31 electrophoretic images. From these electrophoretic images, it is possible to obtain an excellent electrophoretic image capable of recognizing and determining the target DNA.
[0033]
A part of the 30 electrophoretic images is shown in FIG. At the start of the electrophoresis in FIG. 3A, it can be confirmed that the DNA (in FIG. 3, the DNA appears as a DNA band 43 (aggregate)) is in each electrophoresis well 40 in Lane 1 to Lane 6. . After 10 minutes from the start of electrophoresis shown in FIG. 3 (B), it can be confirmed that the DNA (DNA band 43) in each lane migrates to different positions based on the difference in their migration speeds. After 30 minutes from the start of electrophoresis shown in FIG. 3 (C), the small size DNA in lane 1 (left DNA band 43) and the DNA in lane 5 (DNA band 43) are transferred to the left end (positive electrode) of electrophoresis gel 31. 32 side end), but after 40 minutes from the start of electrophoresis shown in FIG. 3 (D), both the above-mentioned DNAs (DNA band 43) have flowed out of the electrophoresis gel 31. Is confirmed. Further, in the electrophoresis image of FIG. 3C, the target DNA (this DNA (DNA band) is referred to as a positive marker 44) being electrophoresed in lane 6, and lane 2 and lane 3 are electrophoresed. In the electrophoresis image of FIG. 3D, the position of the DNA (DNA band 43) electrophoresed only in lane 3 is the lane 6 position. It is confirmed that the position coincides with the position of the positive marker 44. Therefore, from the electrophoresis image of FIG. 3D, it can be determined that the DNA that is electrophoresing in lane 2 is the same target DNA as the positive marker 44.
[0034]
Further, the control device inputs data of the electrophoretic image photographed by the imaging camera 37, and when the target DNA comes to a specific position matching the positive marker 44 based on the image data, By controlling the apparatus, the power supply to the plus electrode 32 and the minus electrode 33 is cut off, and the electrophoresis is stopped, thereby preventing the DNA from flowing out from the electrophoresis gel 31 more than necessary. For example, when the DNA (DNA band 43) that runs in lane 2 shown in FIG. 3D matches the positive marker 44, that is, after about 40 minutes from the start of electrophoresis, the positive electrode 32 and the negative electrode 33 Electrophoresis is stopped by setting the applied voltage to 0V to 0V.
[0035]
Therefore, according to the above embodiment, the following effects (1) and (2) are achieved.
[0036]
(1) Since the imaging camera 37 is configured to intermittently shoot the DNA in the electrophoresis at regular time intervals while the DNA in the sample is electrophoresed on the electrophoresis gel 31, the electrophoresis is completed. Occasionally, an excellent electrophoretic image of DNA can be obtained without the presence of an experimenter, and the target DNA can be determined from the electrophoretic image.
[0037]
(2) Since the power supply to the plus electrode 32 and the minus electrode 33 can be cut off on the basis of the DNA migration image taken by the imaging camera 37 of the imaging device 38, the target DNA is positive marker 44. Since the power supply to the plus electrode 32 and the minus electrode 33 can be cut off at the stage where the specific position coincides with, it is possible to prevent the DNA from flowing out of the gel 31 for electrophoresis more than necessary, and preferentially secure valuable DNA. .
[0038]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this.
[0039]
For example, while a sample is injected into each electrophoresis well 40 of one electrophoresis gel 31 in the electrophoresis tank 34 and electrophoresis is performed, each electrophoresis well 40 of the same electrophoresis gel 31 is used. Alternatively, a sample containing the same or different DNA may be injected, the DNA may be electrophoresed, and the DNA being electrophoresed may be photographed by the imaging camera 37 of the imaging device 38. In this case, as described above, even if electrophoresis is performed a plurality of times in the same electrophoresis gel 31, an electrophoretic image during the electrophoresis can be obtained by the imaging camera 37, so that the electrophoresis gel 31 later in the same lane. Even if the DNA (DNA band) that has started electrophoresis overtakes the DNA (DNA band) that has migrated first, the confirmation can be made. Therefore, in this case, since electrophoresis can be performed a plurality of times using the same electrophoresis gel 31, the frequency of use of the expensive electrophoresis gel 31 is reduced and the cost can be reduced.
[0040]
In the above-described embodiment, the imaging camera 37 is described as being intermittently photographed by a digital camera. However, DNA during electrophoresis may be continuously photographed by a video camera.
[0041]
Furthermore, in the above embodiment, the case where the nucleic acid is DNA has been described, but RNA may be used.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the nucleic acid electrophoresis apparatus according to the present invention, while performing electrophoresis of nucleic acid in the electrophoresis gel of the electrophoresis tank, the nucleic acid in the electrophoresis is continuously or intermittently captured by the imaging device. Since it is configured to take a picture, an excellent electrophoretic image can be obtained without an experimenter present at the end of electrophoresis.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side sectional view showing a DNA electrophoresis apparatus to which an embodiment of a nucleic acid electrophoresis apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow II in FIG.
3A to 3D are electrophoretic images taken by the DNA electrophoresis apparatus of FIG.
FIG. 4 is a schematic plan view showing a conventional DNA electrophoresis apparatus.
5 is a schematic sectional side view of the DNA electrophoresis apparatus of FIG.
FIG. 6 is a schematic side sectional view showing a conventional transilluminator.
FIG. 7 is an example of an electrophoretic image taken by the transilluminator of FIG.
[Explanation of symbols]
30 DNA electrophoresis device (nucleic acid electrophoresis device)
31 Electrophoresis gel 32 Positive electrode 33 Negative electrode 34 Electrophoresis tank 37 Imaging camera 38 Imaging device 40 Electrophoresis well (specific position)

Claims (3)

特定位置に注入された試料中の核酸を電気泳動させる電気泳動用ゲル、及びこの電気泳動用ゲルの両側に配置された電極を備える電気泳動槽と、
前記電極に吸引されて前記電気泳動用ゲル内を泳動する前記核酸の泳動画像を撮影する撮像装置とを有し、
前記核酸を電気泳動させながら、この泳動中の核酸を前記撮像装置により連続的又は間欠的に撮影するよう構成すると共に、前記電気泳動用ゲルの特定位置に注入された試料中の核酸が電気泳動している間に、同一又は異なる核酸を含む他の試料を前記特定位置に注入して当該核酸を電気泳動させ得るよう構成したことを特徴とする核酸電気泳動装置。
An electrophoresis gel for electrophoresis of nucleic acids in a sample injected at a specific position, and an electrophoresis tank comprising electrodes disposed on both sides of the electrophoresis gel;
An imaging device that captures an electrophoretic image of the nucleic acid that is aspirated by the electrode and migrates in the electrophoresis gel;
While the nucleic acid is electrophoresed, the nucleic acid in the electrophoresis is photographed continuously or intermittently by the imaging device , and the nucleic acid in the sample injected at a specific position of the electrophoresis gel is electrophoresed. In the meantime , the nucleic acid electrophoresis apparatus is configured such that another sample containing the same or different nucleic acid can be injected into the specific position and the nucleic acid can be electrophoresed.
前記撮像装置にて撮影された核酸の泳動画像に基づき、電極への給電が遮断可能に構成されたことを特徴とする請求項1に記載の核酸電気泳動装置。  The nucleic acid electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein power supply to the electrode can be cut off based on a migration image of the nucleic acid photographed by the imaging device. 前記核酸を含む試料、電気泳動に必要な試薬を設置する設置部と、この設置部に設置された試料、試薬を電気泳動用ゲルの特定位置に注入可能とする注入部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の核酸電気泳動装置。 A sample containing the nucleic acid, an installation unit for installing a reagent necessary for electrophoresis, and a sample installed in the installation unit, and an injection unit for allowing the reagent to be injected into a specific position of the electrophoresis gel. The nucleic acid electrophoresis apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that:
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