JPH02103460A - デンシトメトリックパターン読取り表示記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被測定物質のデンシトメトリックパターンの
濃淡を連続的に検出し、その位置情報と濃淡情報にもと
づき、位置情報からの分子量決定、等電点決定や、それ
に対する濃淡情報からの光学密度、面積百分率、各成分
の相対比率、全体量の数値入力による各成分の絶対量算
出などを行うのに適したデンシトメータに関するもので
ある。

さらに好ましくは、各種の電気泳動ゲル、薄層クロマト
グラフィ（ＴＬＣ）のゲル、ペーパークロマトゲル等の
デンシトメトリックパターンの濃淡情報および位置情報
を取得・解析するための装置に関するものである。

［従来の技術］ 臨床検査、生化学研究などにおいて、血清を電気泳動し
、デンシトメトリックパターンを測定して血清中の蛋白
分画の各成分濃度測定、百分率を算出をしたり、血清中
のアイソザイムを分析することは広く行われている。

また、低分子量から高分子量までの各種蛋白、ペプチド
、核酸類（ＤＮＡ、ＲＮＡなと）および、その断片を電
気泳動またはクロマト分離したデンシトメトリックパタ
ーンを測定することが行われている。このデンシトメト
リックパターンの濃淡情報は、各種色素で表わされるこ
とが多い。

一方、デンシトメトリックパターンの位置情報からの分
子量決定、等電点決定など行うため、同一ゲル上に既知
の分子量、等電点を持つ標準物質を同時に移動分画させ
、標準物質の各デンシトメトリックパターンの移動距離
と既知の分子量、等電点などの関係を標準検量線として
表わし、利用することも行われている。

その際、各デンシトメトリックパターンの移動距離、即
ちゲルフィルム上の間隔を、たとえば順などの単位で現
すのが通常であった。しかし、この方法は、たとえ同一
物質であっても一回の測定毎に測定条件、測定時間など
によって移動距離が異なるのが通常であり、科学的に標
準化されていないため、他の資料との比較が困難であっ
た。

上述、困難を解決する手段として電気泳動またはクロマ
ト分離におけるデンシトメトリックパターンの試料塗布
点に近い方を後端側として、試料塗布点からの各デンシ
トメトリックパターン迄の先端側への移動距離を、試料
塗布点と分画の移動最先端またはクロマト分離での溶剤
到達最先端に対する比率（相対移動距離値）で表わす方
法が知られている。電気泳動などにおける相対移動距離
値は通常、デンシトメトリックパターンの測定開始点と
測定終了点との測定間隔距離を１として、測定開始点か
らの各デンシトメトリックパターンの移動距離を、デン
シトメトリックパターンの測定開始点と測定終了点との
測定距離間隔に対する相対移動距離値として現す相対移
動度（ｒｅ　ｌａｔｉｖｅｍｏｂｉｌｉｔｙＪ以下、Ｒ
ｍと略す。）として表示され、一般的に使用されている
。

しかし、この方法は物差しなどを用いる相手方で測定し
て行われるので、煩雑であり、時間がかかるだけでなく
、個人差が入り易く不正確になる欠点があった。

一方、電気泳動、クロマト分離などにおいては同時に何
個ものサンプルを分画し、デンシトメトリックパターン
を測定することが可能である。そこで、デンシトメトリ
ックパターンの分子量または等電点などの決定に当って
同一ゲルフィルム上に実験試料と同時に既知の分子量ま
たは等電点などの標準試料を電気泳動またはクロマト分
離させ、標準試料の成分の移動距離またはＲｍと既知の
分子量または等電点などの関係を標準検量線に表わし、
一方、未知の実験試料の各成分の移動距離またはＲｍか
ら標準検量線をもとに内挿または外挿して実験試料の分
子量、等電点などを算出同定する検量線法（略して、Ｒ
ｍ法という。）が行なわれている。しかし、従来の方法
によるこれらの作業は上記同様に、物差しなどを用いる
用手法であり、煩雑で時間がかかるばかりでなく、正確
さに不足するところが大きな問題点であった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上のように時間を要し、不便さと不正確さを
伴なう未知検体のデンシトメトリックパターンの分子量
または等電点などの算出同定の問題点を解消するため、
電気泳動またはクロマトなどにより分離された既知の分
子量または等電点の値と移動距離の光学的測定値とから
自動的にデンシトメータ内に内装搭載されたコンピュー
タプログラムソフトに基づいて簡便、迅速かつ正確に検
量線を作成し、次に測定した未知試料の移動距離から分
子量または等電点を自動的に演算し、演算結果の表示ま
たは／および記録をすることを特徴とするデンシトメト
リックパターン読取り表示記録装置を提供しようとする
ものである。また、その際、デンシトメトリックパター
ンの分子量または等電点の標準試料と同時に電気泳動ま
たはクロマト分離させ、標準試料の既知の分子量または
等電点の値とＲｍとから求めた標準検量線をデンジトメ
メータ付設コンピュータ内にプログラム化内装搭載し、
簡便かつ迅速に演算、数値化および／またはプロフィー
ルに表示、プリントアウトし、これを使用して、実験試
料のＲｍに対して内挿または外挿の操作を前記内装プロ
グラムに基づき、デンシトメータ付設のコンピュータで
、簡単に演算させ、実験試料の分子量または等電点など
を同定することによって、簡便な操作で実験試料の分子
量または等電点などを科学的で、かつ迅速、正確に求め
ることのできるプログラムソフトを内装するコンピュー
タを搭載したデンシトメータを開発することを目的とす
るものである。

さらに、その他の目的については、以下の記載または実
施例の説明が進むのに従って、自づと理解し得るものと
信する。

［課題を解決するための手段］ 電気泳動もしくはクロマト分離において、Ｒｍをデンシ
トメータ付設コンピュータにプログラムソフト化して内
装することにより、科学的で標準化され、簡便、迅速、
効率的で正確なデンシトメトリックパターン測定を可能
にするため、本発明は、以下に述べるとおりの各構成要
件を具備する。

（１）電気泳動またはクロマトグラフなどにより分離さ
れた既知分子量および／または等電点を持つ標準試料の
、支持体上における移動距離と、前記既知分子量および
／または等電点とを装置付設コンピュータに入力して、
前記標準試料の分子量および／または等電点に関する検
量線を、その内装プログラムに基づき演算作成、表示ま
たは記録すると共に、前記検量線を用い、未知物質の前
述移動距離から前記物質の分子量および／または等電点
を装置付設コンピュータにより演算数値化して、その演
算結果を表示および／またはプリントアウトすることを
特徴とする検量線法プログラム内装コンピュータを内蔵
したデンシトメトリックパターン読取り表示記録装置。

（２）実験試量と同じ支持体上に既知分子量または等電
点を持つ標準試料を同時に電気泳動またはクロマト分離
させ、それらのデンシトメトリックパターンの読取り装
置からの信号に基づき、標準試料の相対的移動距離値と
、分子量または等電点との関係をもとにする標準検量線
を装置内装コンピュタプログラムにより演算、作成、表
示および／またはプリントアウトし、実験試料のデンシ
トメトリックパターンの相対移動距離値に対して、この
標準検量線を内挿または外挿して相当した分子量、等電
点として同定するため演算数値化およびプロフィールに
表示、プリントアウトする手段を備えたことより成る上
記（１）項記載のデンシトメトリックパターン読取り表
示記録装置。

（３）デンシトメトリックパターンの相対移動距離値を
、支持体における測定開始点からパターンのピーク面積
の重心値迄の相対移動距離で取るようにしたプログラム
を内装するコンピュータを付設したことより成る上記（
］）または（２）項記載のデンシトメトリックパターン
読取り表示記録装置。

（４）デンシトメトリックパターンの相対移動距離値を
、支持体における測定開始点からパターンのピーク最大
値までの相対移動距離値で取るようにしたプログラムを
内装するコンピュータを付設したことより成る上記（１
）または（２）項記載のデンシトメトリックパターン読
取り表示記録装置。

（５）デンシトメトリックパターンの一部分を測定範囲
に選び、微細構造のデンシトメトリックパターンを、も
れなく検知して自動的に実際の移動距離よりも引伸ばし
拡大したプロフィールに表示、プリントアウトするプロ
グラムを内装するコンピュータを付設したことより成る
上記（１）項記載のデンシトメトリック読取り表示記録
装置。

（６）実験試料のデンシトメトリックパターンのうち、
任意のパターンの相対移動距離の一点について標準検量
線法を用いて分子量または等電点を同定するための演算
数値化およびプロフィールに表示、プリントアウトする
プログラムを内装するコンピュータを付設したことより
成る上記（１）または（２）項記載のデンシトメトリッ
クパターン読取り表示記録装置。

［作用］ Ｒｍを求める場合、通常のデンシトメトリックパターン
の測定開始点としては、たとえばゲル上の電気株間用試
料塗布点を選択することが行われているが、本発明では
、測定開始点は必ずしもこの点に限定されるものではな
く、ゲルに試料が付着、展開されていない後端で、デン
シトメトリックパターンがない場所を任急に選択しても
よい。

Ｒｍ法でのデンシトメトリックパターンの測定終了点は
、通常、電気泳動のデンシトメトリックパターンの展開
した最先端、クロマト分離においては溶剤が展開移動し
た最先端を選択することが行われるが、本発明において
は、デンシトメトリックパターンが展開、移動する最先
端よりも先端側で、デンシトメトリックパターンがない
場所を任意に選択してもよく、逆にデンシトメトリック
パターンの途中の任意の点に設定することも可能である
。

へ各デンシトメトリックパターンは通常ある長さの幅を
もっているので、Ｒｍの値は、ピーク面積の重心値迄で
採ることが好ましいが、簡便のためにピーク最大値迄で
採ることもでき、ピークの立上がり点で採ってもよく、
その他ピーク内のある定まった位置にとってもよい。こ
れらを自動的にコンピュータで選んでもよく、手動的に
選んでもよい。

各デンシトメトリックパターンの移動距離は、Ｒｍで取
扱うことにより標準化され、測定条件の異なるゲルのデ
ンシトメトリックパターンの比較、検討が容易になるば
かりでなく、泳動距離の長いゲルも、短いゲルも標準化
されてデイスプレィに表示され、プリントアウトできる
。

実験試料の分子量または等電点などの同定において分子
量または等電点既知の標準試料を実験試料と同一ゲルフ
ィルム上に同時に電気泳動またはクロマト分離させ、標
準試料の既知の分子量または等電点の値とデンシトメト
リックパターン距離からの標準検量線を利用して、実験
試料の分子量・１ ′７　たは等電点を内挿または外挿法でデンシトメータ
内に付設したコンピュータプログラムソフトにより演算
・算出させ表示記録すれば、操作が簡単で便利であるば
かりでなく、科学的で正確な値を求めることができる。

実験試料と標準試料は、別々に支持体に塗布し、移動・
展開させてもよく、実験試料と標準試料を混合して塗布
し、移動・展開させてもよい。

Ｒｍ法をもちいることは、特に検量線法において意義が
大きい。即ち、同一の実験試料や類似の実験試料での電
気泳動実験でも、実験を繰り返したり、異なった電気泳
動実験では測定条件を全く同一にすることは困難であり
、異なった移動距離のデンシトメトリックパターンが得
られることがある。その際も、検量線法で求める分子量
また等電点は同一または類似の値の筈であり、対応する
移動距離もＲｍ法で標準化することにより、同一または
類似の移動距離（Ｒｍ）になっている方が合理的である
と言える。

本発明ではデンシトメトリックパターンのＲｍ法表示お
よび／または検量線法による同定を迅速、ア）つ大量に
処理することができるので、異なった゛′測定条件を含
む多数の試料からのデンシトメトリックパターンを標準
化し、用手法よりも正確、迅速かつ容易に比較検討でき
るため、デンシトメトリックパターン情報を取り扱う人
の労力、時間などを低減できる利点がある。

このＲｍ取扱いは、デンシトメトリックパターンの細か
い部分を詳しく表示、プリントアウトして解析するため
に有用であり、デンシトメトリックパターン測定範囲を
狭い距離に設定することにより、デンシトメトリックパ
ターンの拡大表示記録が行われる利点がある。

デンシトメトリックパターンの読取りにおいては、各点
のデンシトメトリックパターンの濃淡を電気的信号に変
換するが、電気ノイズをデンシトメトリックパターンと
誤って読取ることのないよう、デンシトメトリックパタ
ーンのスムージングが行われる。デンシトメトリックパ
ターンの測定範囲を広く取ると、スムージングのために
微細デンシトメトリックパターンが分離同紙されない恐
れがあるが、デンシトメトリックパターン測定範囲を狭
い範囲に限定して設定することにより、微細なデンシト
メトリックパターンを、もれなく分離固定し表示記録す
ることが可能になる。

生化学の研究などにおいて、電気泳動またはクロマト分
離のデンシトメトリックパターンの一点における分子量
または等電点などの値が必要になる場合がある。その際
、任意の相対移動距離の一点について標準検量線法を用
いて分子量または等電点を同定することが可能なことは
有用性が高い。

これは従来、用手法では煩雑、時間を要し、不正確であ
ったのが、本発明によれば簡便な操作で、実験試料の分
子量または等電点を科学的で、がっ迅速、正確に求める
ことができる。

上述プロフィール表示、プリントアウトするときのデイ
スプレィは通常のＣＲＴで表示してもよく、液晶デイス
プレィにて表示してもよい。

本発明装置における、前記被測定物に対する具体的読取
り手段には、本出願が同日付で特許出願２している「濃
度パターン解析装置」を適用することができ、また、そ
れによって必要かつ充分なノ 作用、効果を確保し得る。

［実施例］ 第１図は、本発明装置の一実施例の概略ないしブロック
図を示す。

図中、１は、フィルムなど試料を載せるハーフミラ−よ
り成る載置台、２は、前記試料を測定するＬＥＤ点光線
を備えた反射用光源４がらの反射光の受光部であるピン
フォトダイオード等を用いた反射光検出部、３は、同じ
く透過用光源５がらの光の受光部である透過光検出部、
６は、検出部２または３からの変換信号を入力するアナ
ログ電圧計で、光源４または５の光量調節のための指標
として用いることができる。

７はインターフェイス、８はアナログ−デジタル変換部
、９は、その信号を検量線、分子量、等電点、面積百分
率などに演算する演算部で、ｌＯは、演算結果を表示す
るデイスプレィ部、１１はプリンタデータ・バッファ、
１２はプリンタを示す。

上述装置において、支持体載置台１上に電気泳動フィル
ムなどを載せ、その被測定物に対する測定に必要な諸条
件（測定開始点、測定終了点、測定回数等）を操作ボタ
ンにより図示してないコンピュータに入力する。入力信
号にしたがい、まずＸ軸駆動パルスモータ、Ｙ軸駆動パ
ルスモータを駆動源として、光源及び検知器を、それぞ
れ支持体載置台上のＸ軸原点、Ｙ軸原点位置まで移動さ
せる。その後、装置に付設されたコンピュータ（ＣＰＵ
）に予め入力されている情報にしながい、前記検知手段
を被測定物の測定開始点まで、自動的に移動させて、デ
ンシトメトリックパターンの濃淡情報を読取らせる。そ
の際、「反射光モード」では反射光用光源４を点灯し、
同光源からの光を電気泳動フィルムなどに照射し、その
反射光を反射光検出部２で受光する。一方「透過光モー
ド」では透過光用光源５が点灯され、その光源からの光
を同じく電気泳動フィルムなどに照射して、その透過光
を透過光検出部３で受光するようにする。

反射光検出部２あるいは透過光検出部３に備えたピンフ
ォトダイオードは受光した光信号を電気値＼ 清に変換して、これをアナログ電圧計６およびインター
フェイス７へ伝達する。その際のパターン位置情報は、
デンシトメトリックパターンＸ軸駆動ステッピングモー
タ、Ｙ軸駆動ステッピングモータの測定開始点から移動
するように要したステップ（パルス）数によって、同時
に、コンピュータに入力される。

電気信号は、アナログ−デジタル変換部８でアナログ−
デジタル変換された後、演算部９へ伝達される。演算部
では各演算が行なわれ、その演算結果を表示部ｌＯに表
示する。

あるいは、必要に応じ演算結果はプリンタデータバッフ
ァ部１１に記憶された後、プリンタ１２から出力、記録
する。

ついで、本実施例に係るデンシトメトリックパターン読
取り表示記録装置を用いて解析した分子量自動測定の具
体例を第２図、第３図、第４図および第５図に基づいて
説明する。

子量未知検体である。

まず、分子量測定用標準検体１４の濃淡を測定開始点Ａ
から測定終了点Ｂまで読み取り、表示部ＩＯにそのデン
シトメトリックパターンを表示する。

第３図は、前記デンシトメトリックパターンを示すもの
である。同時に重心法により該デンシトメトリックパタ
ーンの各ピーク（１４ａ〜１４ｄ）の移動距離を相対移
動度Ｒｍとして検出（Ｒｍｌ〜２）し、演算部９に記憶
した後、各ピークに対応する分子量測定用標準検体生成
分の既知の分子量を入力することによって第４図にみら
れるような右上り傾斜直線よりなる分子量の標準検量線
を演算部９において作成し記憶する。続いて、分子量未
知検体＋５（第２図参照）のデンシトメトリックパター
ンの濃淡を分子量測定用標準検体と同様に測定開始点Ｃ
から測定終了点りまで読み取った（第５図参照）後、自
動的に重心法により該デンシトメトリックパターンの各
ピーク（１５ａ　、１５ｂ）および、その移動距離を相
対移動度Ｒｍとして検出（Ｒｍ５〜６）すると共に、先
に作成した分子量標準検量線（第４図参照）により、各
ピークに対応する分子量を算出し、表示部ｌＯに表示し
、またプリンタ１２で記録する。

分子量Ｅは、このようにして分子量検量線より算出した
ピーク１５ａに対応する分子量であり、分子量Ｆは同様
にして求めたピーク１５ｂに対応する分子量である。

上述、実施例は、本発明の好ましい実施例の一つを述べ
たに過ぎないので、前記実施例を構成する各要素はそれ
ぞれ、本出願当時の当業界において通常知られている、
同種の機能を備えた別の部材により代替可能である事は
明らかである。

したがって本実施例に述べられ、または使用されている
各装置は本発明技術の限定的解釈のために利用されるべ
きでない。

［発明の効果］ 以上、説明したように、検量線作成機能および分子量ま
たは等電点を演算するプログラム内装コンピュータ付設
デンシトメトリックパターン読取り表示記録装置を開発
することにより、本発明は従来手段に比較して未知試料
の分子量および等電点測定が容易に、かつ極めて迅速に
、しかも能率よく正確に行うことができるものとなった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明デンシトメトリックパターン読取り表
示記録装置の一実施例のブロック図、第２図ないし第５
図は、本発明装置を用いて未知試料の分子量を自動測定
するプロセスを具体例により図解した図である。 １・・・・支持体載置台、　２・・・・反射光検出部、
３・・・・透過光検出部、　４・・・・反射光用光源、
５・・・・透過光用光源、　６・・・・アナログ電圧計
、７・・・・インターフェイス、 ８・・・・アナログ−デジタル変換器、９・・・・演算
部、　　　　１ｏ・・・・表示部、１１・・・・プリン
タデータバッファ、１２・・・・プリンタ。 代理人　　弁理士　　永１）浩− 第 図 第２図 第３図 第４図 第５図 手続二１市正書 平成１年１２月１５日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気泳動またはクロマトグラフなどにより分離さ
   れた既知分子量および／または等電点を持つ標準試料の
   、支持体上における移動距離と、前記既知分子量および
   ／または等電点とを装置付設コンピュータに入力して、
   前記標準試料の分子量および／または等電点に関する検
   量線を、その内装プログラムに基づき演算作成、表示ま
   たは記録すると共に、前記検量線を用い、未知物質の前
   述移動距離から前記物質の分子量および／または等電点
   を装置付設コンピュータにより演算数値化して、その演
   算結果を表示および／またはプリントアウトすることを
   特徴とする検量線法プログラム内装コンピュータを付設
   したデンシトメトリックパターン読取り表示記録装置。
2. （２）実験試料と同じ支持体上に既知分子量または等電
   点を持つ標準試料を同時に電気泳動またはクロマト分離
   させ、それらのデンシトメトリックパターンの読取り装
   置からの信号に基づき、標準試料の相対的移動距離値と
   、分子量または等電点との関係をもとにする標準検量線
   を装置内装コンピュータプログラムにより演算、作成、
   表示および／またはプリントアウトし、実験試料のデン
   シトメトリックパターンの相対移動距離値に対して、こ
   の標準検量線を内挿または外挿して相当した分子量、等
   電点として同定するため演算数値化およびプロフィール
   に表示、プリントアウトする手段を備えたことより成る
   請求項（１）記載のデンシトメトリックパターン読取り
   表示記録装置。
3. （３）デンシトメトリックパターンの相対移動距離値を
   、支持体における測定開始点からパターンのピーク面積
   の重心値迄の相対移動距離で取るようにしたプログラム
   を内装するコンピュータを付設したことより成る請求項
   （１）または（２）記載のデンシトメトリックパターン
   読取り表示記録装置。
4. （４）デンシトメトリックパターンの相対移動距離値を
   、支持体における測定開始点からパターンのピーク最大
   値までの相対移動距離値で取るようにしたプログラムを
   内装するコンピュータを付設したことより成る請求項（
   １）または（２）記載のデンシトメトリックパターン読
   取り表示記録装置。
5. （５）デンシトメトリックパターンの一部分を測定範囲
   に選び、微細構造のデンシトメトリックパターンを、も
   れなく検知して自動的に実際の移動距離よりも引伸ばし
   拡大したプロフィールに表示、プリントアウトするプロ
   グラムを内装するコンピュータを付設したことより成る
   請求項（１）記載のデンシトメトリック読取り表示記録
   装置。
6. （６）実験試料のデンシトメトリックパターンのうち、
   任意のパターンの相対移動距離の一点について標準検量
   線法を用いて分子量または等電点を同定するための演算
   数値化およびプロフィールに表示、プリントアウトする
   プログラムを内装するコンピュータを付設したことより
   成る請求項（１）または（２）記載のデンシトメトリッ
   クパターン読取り表示記録装置。