JP4120516B2 - データ処理方法及び装置、並びにマイクロチップ電気泳動装置 - Google Patents
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Description
D. J. Harrison et al./ Anal. Chim. Acta 283 (1993) 361-366
本発明のデータ処理方法は、以下のステップ(A)から(D)を備えて電気泳動パターンを作成するものである。
(A)1つの泳動路の所定の範囲を複数の試料成分が泳動により展開されていく過程を時系列に取り込んで泳動パターンの軌跡をもつ2次元データを得るステップ。
(B)前記2次元データから軌跡をもつ泳動パターンを選び出すステップ。
(C)選びだされた泳動パターンをモデル化して推定泳動パターンを作成するステップ。
(D)軌跡をもつ全ての泳動パターンについてステップ(B)と(C)を繰り返した後、前記推定泳動パターンを組み合わせて試料成分の泳動停止時の泳動パターンを再構築するステップ。
ステップ(B)では前記2次元データを残余マップの初期値として残余マップの中にある泳動パターンの軌跡データに対してラドン変換を施し、ラドン変換値の最大値をもつものを選び出すとともに、その選び出した泳動パターンの軌跡データを残余マップから除去するようにすることができる。
本発明のデータ処理方法は、キャピラリー電気泳動装置やマイクロチップ電気泳動装置など、微細な分離流路を備えた電気泳動装置に適用することができる。
また、泳動中は見えていても泳動を停止することにより拡散して見えなくなるピークも得られる。
泳動中のサンプル数は多いので、ランダムノイズに埋もれたピークも得られる可能性が高まる。
ステップ(B)でラドン変換を適用すれば、軌跡をもつ泳動パターンを選び出すのが容易である。その際、ラドン変換値の最大値をもつものを選び出すようにしてもよく、ラドン変換値の大きいものから順に複数個を同時に選び出すようにしてもよい。複数個の泳動パターンを同時に選び出すことにより、処理時間を短縮できる効果がある。
例えばD2ランプやタングステンランプなどの光源1が備えられており、光源1からの光の光路にはミラー3、レンズ5、スリット7及びミラー9が設けられている。レンズ5は、ミラー3により反射された光源1からの光を平行光にするものである。光路のミラー9による反射光の光路上には、レンズ5により平行光にされた光を分光するグレーティング11が設けられており、グレーティング11により分光された光をスリット15に導くミラー13が設けられている。マイクロチップ17の分離流路のみに光照射するために、スリット15は長方形の開口をもってマイクロチップ17の光入射側に備えられている。マイクロチップ17の反対側には分離流路を透過した光を検出する複数の光検出素子が配列されたPDA(フォトダイオードアレイ)19が備えられている。
高圧電源29は、データ処理装置21により制御され、マイクロチップ17の分離流路に泳動電圧を印加する。
演算部27における処理手順を説明する。
ステップ2からステップ5をAICの値が増加するまで繰り返す。
ノイズピークを除去した残りのピークにより(1)式を用いて、泳動停止時の泳動データを推定し表示する。図6には、泳動停止時の推定データを真値とともに表示した結果を示す。横軸はセンサーの位置であり、分離流路上の位置に対応している。縦軸は吸光度である。推定データと真値はよく一致しており、1本の曲線として表現されている。
17 マイクロチップ
19 フォトダイオードアレイ
21 データ処理装置
23 信号変換部
25 記憶部
27 演算部
29 高圧電源
55 分離流路
Claims (8)
- 以下のステップ(A)から(D)を備えて電気泳動パターンを作成するデータ処理方法。
(A)1つの泳動路の所定の範囲を複数の試料成分が泳動により展開されていく過程を時系列に取り込んで、泳動開始からの時間に対する分離流路上の位置に関して、泳動パターンの軌跡をもつ2次元データを得るステップ。
(B)前記2次元データから軌跡をもつ泳動パターンを選び出すステップ。
(C)選びだされた泳動パターンをモデル化して推定泳動パターンを作成するステップ。
(D)軌跡をもつ全ての泳動パターンについてステップ(B)と(C)を繰り返した後、前記推定泳動パターンを組み合わせて試料成分の泳動停止時の泳動パターンを再構築するステップ。 - ステップ(C)ではモデルパターンを実際の泳動パターンと比較し、最小自乗法によりモデルパターンのパラメータを決定して推定泳動パターンを作成する請求項1に記載のデータ処理方法。
- ステップ(B)では前記2次元データを残余マップの初期値として残余マップの中にある泳動パターンの軌跡データに対してラドン変換を施し、ラドン変換値の最大値をもつものを選び出すとともに、その選び出した泳動パターンの軌跡データを残余マップから除去する請求項1又は2に記載のデータ処理方法。
- ステップ(B)では前記2次元データを残余マップの初期値として残余マップの中にある泳動パターンの軌跡データに対してラドン変換を施し、ラドン変換値の大きいものから順に複数個を同時に選び出すとともに、その選び出した泳動パターンの軌跡データを残余マップから除去する請求項1又は2に記載のデータ処理方法。
- 再構築した泳動パターンからノイズパターンを除去するステップをさらに含んでいる請求項1から4のいずれかに記載のデータ処理方法。
- ステップ(C)は選びだされた泳動パターンをモデル化する際にピークパラメータがノイズピークのパラメータになったものについては推定泳動パターンを作成しない請求項1から5のいずれかに記載のデータ処理方法。
- 請求項1から6のいずれかに記載のデータ処理方法を実現するデータ処理装置。
- 透明板状部材の内部に分離流路を形成してなるマイクロチップと、
前記分離流路の両端間に流動電圧を印加する泳動電源部と、
前記分離流路の所定の範囲にわたって光源からの光を集光させる光照射部と、
前記分離流路内で分離された目的成分による前記光の吸収又は発光を検出するための、分離流路に沿って複数個の光検出素子が配列されたアレイ光検出部と、
前記アレイ光検出部の各検出素子の出力を取り込んでデータ処理するデータ処理装置とを備え、
前記データ処理装置は各光検出素子の出力を記憶部に記憶し、その記憶部に記憶された光検出素子の出力について請求項1から6のいずれかに記載のデータ処理方法を実現するものであるマイクロチップ電気泳動装置。
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