JPH0299855A - Dna pattern recording method and apparatus for executing the same - Google Patents

Dna pattern recording method and apparatus for executing the same

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JPH0299855A
JPH0299855A JP63251990A JP25199088A JPH0299855A JP H0299855 A JPH0299855 A JP H0299855A JP 63251990 A JP63251990 A JP 63251990A JP 25199088 A JP25199088 A JP 25199088A JP H0299855 A JPH0299855 A JP H0299855A
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dna
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仁 藤宮
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永典 奈須
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Abstract

PURPOSE:To enable direct and manual analysis from material recorded by recording an original data of a DNA sequence obtained with a light irradiation of a gel onto a recording medium as image as intact to be left as proof. CONSTITUTION:An electrophoretic device comprises an A/D conversion circuit 10 to digitize an electrical signal from an amplifier 9, a memory 41 for storing data thereof, a control section 44 and a film printer 46 for preserving data as film. In operation, data of the converter 10 is outputted to a data line synchronizing the falling of a clock and stored into the memory 41 at the rising of a stable strobe signal with a stable address and data made available. Likewise, in reading, a clock is applied to generate an address when the strobe signal reaches H, during the period, data are outputted and converted to analog from digital with an interface section 42. Based on a command of a control section 44, the data is outputted to a digital audio tape recorder 47 as intact, then, to a display 45 and further to an optical fiber printer to preserve.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、DNAパターン記録方法及びその実施装置に
関し、特に、蛍光検出型電気泳動装置を用いて、検出さ
れた生データにそのまま取得し。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a DNA pattern recording method and an apparatus for implementing the same, and in particular, to a method for recording a DNA pattern and an apparatus for implementing the same, and in particular, for acquiring detected raw data as is using a fluorescence detection type electrophoresis apparatus.

証拠資料などとして残しておくのに好適なりNAパター
ン記録技術に関するものである。
The present invention relates to an NA pattern recording technique suitable for keeping as evidence.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

蛍光検出型電気泳動装置は、危険で高価な放射性アイソ
トープが不要となる利点を有している。
Fluorescence detection electrophoresis devices have the advantage of not requiring dangerous and expensive radioisotopes.

一般に、DNAシーケンシング(遺伝子の塩基配列決定
)を蛍光法で行う場合、蛍光物質で標識してDNAの断
片を用いて電気泳動を行う。
Generally, when DNA sequencing (gene base sequence determination) is performed using a fluorescence method, electrophoresis is performed using DNA fragments labeled with a fluorescent substance.

このDNA断片は、構造を決定しようとするDNAなど
を制限酵素によって各塩基の部所に特異的な化学反応の
反応率をコントロールすることにより、種々の長さを持
ちかつ切断端に特定の塩基(A、C,G、Tの4種のど
れか)を持つフラグメント(断片)をそれぞれ作成する
ことができる。
These DNA fragments have various lengths and have specific bases at the cut end by controlling the reaction rate of a chemical reaction specific to each base using restriction enzymes on the DNA whose structure is to be determined. (any of the four types A, C, G, and T) can be created.

これらは、電気泳動により長さ別に分離され、各断片に
ラベルした蛍光物質を励起することにより、その蛍光の
強度分布から塩基の配列を決定することができる。
These fragments are separated by length by electrophoresis, and by exciting the fluorescent substance labeled on each fragment, the base sequence can be determined from the intensity distribution of the fluorescence.

電気泳動を行ったDNA断片の分布例を第8図に示す、
DNA断片の持つ長さにより電気泳動される距離が異な
るため1時間の経過と共に同一分子量のDNA断片毎に
集まり全体としては、バンド31の様なパターンとなる
。ここでA、C,G。
An example of the distribution of DNA fragments subjected to electrophoresis is shown in Figure 8.
Since the electrophoretic distance differs depending on the length of the DNA fragment, DNA fragments of the same molecular weight gather as one hour passes, forming a pattern like band 31 as a whole. Here A, C, G.

Tの各塩基のレーン32〜35におけるバンドは必ず1
塩基以上の分子量差が存在するため電気泳動される距離
が全て異なり、他のレーンのバンドと横一列に並ぶこと
はない。
The bands in lanes 32 to 35 for each base of T are always 1.
Because there is a molecular weight difference of more than a base, the electrophoresed distances are all different, and the bands in other lanes do not line up horizontally.

DNA断片の分布は、レーザー光線等をゲル上に照射し
、それに反応して発する蛍光を光電変換素子で検出する
ことによって知ることができる。
The distribution of DNA fragments can be determined by irradiating a gel with a laser beam or the like and detecting the fluorescence emitted in response with a photoelectric conversion element.

従来のこの種の蛍光検出型電気泳動装置は、例えば、特
開昭61−62843号公報に開示されている。
A conventional fluorescence detection type electrophoresis device of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62843/1983.

従来の蛍光検出型電気泳動装置は、第6図に示すように
、蛍光を励起するための光源1.光源1からの光を導く
ファイバ2、電気泳動を行う電気泳動部3、電気泳動部
3に電圧を印加するための上下の電極4、その電極4に
電圧を印加する電源5、蛍光を受光するためのレンズ系
6、光信号を増幅するための光増幅器7、光増幅した画
像を電気信号に変換するための一次元光センサ8、該−
次元光センサ8からの電気信号を増幅するための増幅器
9、さらに信号をアナログからディジタルへ変換するた
めのアナログ・ディジタル変換回路10、ディジタル化
した信号列から塩基の並びを決定する処理部11、得ら
れた塩基配列の記号列を出力するための出力装置12な
どから構成されている。
As shown in FIG. 6, a conventional fluorescence detection type electrophoresis device includes a light source 1 for exciting fluorescence. A fiber 2 that guides light from a light source 1, an electrophoresis section 3 that performs electrophoresis, upper and lower electrodes 4 that apply voltage to the electrophoresis section 3, a power source 5 that applies voltage to the electrodes 4, and receives fluorescence. an optical amplifier 7 for amplifying the optical signal, a one-dimensional optical sensor 8 for converting the optically amplified image into an electrical signal, and -
an amplifier 9 for amplifying the electrical signal from the dimensional optical sensor 8; an analog-to-digital conversion circuit 10 for converting the signal from analog to digital; a processing unit 11 for determining the sequence of bases from the digitized signal string; It is comprised of an output device 12 and the like for outputting a symbol string of the obtained base sequence.

次に、従来の蛍光検出型電気泳動装置の動作について第
6図及び第7図を用いて説明する。
Next, the operation of the conventional fluorescence detection type electrophoresis device will be explained using FIGS. 6 and 7.

まず、電気泳動部3は、第7図に示すように、ポリアク
リルアミド等のゲル22の両側をガラス21で挟み込ん
だ構成となっている。光源1からの光は、光ファイバ2
を通り電気泳動部3のゲル22に電気泳動部3の下部左
側から光路13となるように照射される。ゲル22内の
光路13に存在する蛍光体は、励起され蛍光24を発生
する。
First, as shown in FIG. 7, the electrophoresis section 3 has a structure in which a gel 22 made of polyacrylamide or the like is sandwiched between glass 21 on both sides. Light from light source 1 is transmitted through optical fiber 2
, and the gel 22 in the electrophoresis section 3 is irradiated from the lower left side of the electrophoresis section 3 so as to form an optical path 13 . The phosphor present in the optical path 13 within the gel 22 is excited and generates fluorescence 24.

この蛍光24は、レンズ系6に達し集光され光増幅器7
に達する。光増幅器7では、数千倍〜数百倍に光の強度
を増幅することが可能である。増幅された光は、−次元
光センサ8に到達し、電気信号に変換される。ここで、
−次元光センサ8は、光路13に沿った画像を得るため
の一次元光センサである。−次元光センサ8で得られた
電気信号は、増幅器9で増幅され、アナログ・ディジタ
ル(A/D)変換回路10においてディジタル化され処
理部11へ送られる。
This fluorescence 24 reaches the lens system 6 and is condensed into the optical amplifier 7.
reach. The optical amplifier 7 can amplify the intensity of light by several thousand to several hundred times. The amplified light reaches the -dimensional optical sensor 8 and is converted into an electrical signal. here,
The -dimensional optical sensor 8 is a one-dimensional optical sensor for obtaining an image along the optical path 13. The electrical signal obtained by the -dimensional optical sensor 8 is amplified by an amplifier 9, digitized by an analog-to-digital (A/D) conversion circuit 10, and sent to a processing section 11.

処理部11では、光路13上における各レーン32〜3
5のほぼ中央位置での蛍光強度の変化を捉え、バンドの
有無を判定し、A、C,G、T等の塩基の配列を決定す
る。決定した塩基の並びは、画面やプリンタ等に文字コ
ードなど記号化して出力または、磁気記憶媒体に記録さ
れる。
In the processing unit 11, each lane 32 to 3 on the optical path 13
The presence or absence of a band is determined by capturing the change in fluorescence intensity at approximately the central position of 5, and determining the sequence of bases such as A, C, G, and T. The determined sequence of bases is output as a symbol such as a character code on a screen or printer, or recorded on a magnetic storage medium.

このように、従来の蛍光検出型電気泳動装置では、検出
されたデータにディジタル処理を施し、各塩基に対応す
る特定のデータだけDNAシーケンスデータとしてデイ
スプレィ等に出力していた。
As described above, in the conventional fluorescence detection type electrophoresis apparatus, detected data is digitally processed and only specific data corresponding to each base is outputted as DNA sequence data to a display or the like.

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記従来技術では、ゲル上に蛍光体の分
布画像として現われるDNAシーケンスの生のデータを
、証拠資料として残しておく点について配慮されておら
ず、光電変換素子で検出されたデータをディジタル処理
し、特定のデータだけを出力しているため、処理結果の
誤り確認が不可能で、変造も容易であり、科学的な証拠
能力が低いという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned prior art, no consideration is given to preserving raw data of the DNA sequence that appears as a phosphor distribution image on the gel as evidence, and photoelectric conversion Because the data detected by the element is digitally processed and only specific data is output, it is impossible to confirm errors in the processing results, it is easy to falsify, and there are problems with the lack of scientific evidence. .

また、ディジタルデータへの変換やディジタル解析等、
DNAシーケンシング装置が大規模、高価格になるとい
う問題があった。
In addition, conversion to digital data, digital analysis, etc.
There was a problem that DNA sequencing equipment was large-scale and expensive.

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。
The present invention has been made to solve the above problems.

本発明の目的は、ゲルを光照射して得られるDNAシー
ケンスの生のデータを、そのままのイメージで記録媒体
に記録し、ディジタル解析の証処資料として残し、また
、必ずしも高価なりNAシーケンシング装置を使用しな
くとも、記録資料から直接人手で解析を可能とすること
ができる技術を提供することにある。
The purpose of the present invention is to record the raw data of a DNA sequence obtained by irradiating a gel with light onto a recording medium as an image, and to preserve it as evidence for digital analysis. The purpose of this invention is to provide a technology that enables manual analysis directly from recorded materials without the use of .

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成するために、本願の請求項(1)の発明
は、蛍光物質で標識したDNAの断片を用いて電気泳動
を行う段階と、当該電気泳動部に。
In order to achieve the above object, the invention according to claim (1) of the present application includes a step of performing electrophoresis using a DNA fragment labeled with a fluorescent substance, and a step of performing electrophoresis using a DNA fragment labeled with a fluorescent substance.

その電気泳動方向を一次元状に横切るように光又は放射
線を照射する段階と、該照射された光を電気泳動方向と
垂直な方向に固定された受光部で受光する段階と、該受
光部で受光した蛍光強度の分布を記録する段階を具備し
たことを最も主要な特徴とする。
irradiating light or radiation one-dimensionally across the direction of electrophoresis; receiving the irradiated light with a light receiving section fixed in a direction perpendicular to the direction of electrophoresis; The most important feature is that it includes a step of recording the distribution of the received fluorescence intensity.

また、請求項(2)の発明は、前記請求項1の該受光部
で受光した蛍光強度の分布を所定の時間刻みで取得し、
該受光部の方向を第1の軸とし、時間の経過方向を第2
の軸として2次元状に再構成して記録媒体にこの分布を
記録することを主な特徴とするものである。
Further, the invention according to claim (2) acquires the distribution of fluorescence intensity received by the light receiving section according to claim 1 at predetermined time intervals,
The direction of the light receiving part is the first axis, and the direction of time is the second axis.
The main feature is that the distribution is two-dimensionally reconstructed as an axis of , and this distribution is recorded on a recording medium.

また、請求項(3)の発明は、蛍光を励起するための光
源と、蛍光物質で標識したDNAの断片を用いて電気泳
動を行う電気泳動装置と、電気泳動装置の電気泳動部に
、前記光源又は放射線源からの光を、その電気泳動方向
を一次元状に横切るように照射する光照射装置と、該電
気泳動部の電気泳動方向と垂直な方向に固定された一次
元状に電気泳動部の蛍光強度を受光する受光装置と、該
受光装置で受光した蛍光強度の分布を記録する記録装置
を具備したことを主な特徴とする。
Further, the invention of claim (3) provides a light source for exciting fluorescence, an electrophoresis device that performs electrophoresis using DNA fragments labeled with a fluorescent substance, and an electrophoresis section of the electrophoresis device that includes a light source for exciting fluorescence; A light irradiation device that irradiates light from a light source or a radiation source so as to cross the electrophoresis direction in a one-dimensional manner; and a one-dimensional electrophoresis device fixed in a direction perpendicular to the electrophoresis direction of the electrophoresis section The main feature of the present invention is that it is equipped with a light receiving device that receives the fluorescence intensity of the area, and a recording device that records the distribution of the fluorescence intensity received by the light receiving device.

すなわち、前記目的は、蛍光物質で標識し、電一 気泳動を行っている状態で、ゲルに対する検出器の走査
方向を一つの軸とし、検出位置を通過する蛍光の変化を
逐次記憶させる。
That is, the purpose is to sequentially memorize changes in fluorescence passing through a detection position with one axis being the scanning direction of the detector relative to the gel while labeling with a fluorescent substance and performing electrophoresis.

記憶したデータは、該走査方向とは別の軸に時間経過を
対応させ感光フィルム等に記録させることにより達成さ
れる。
The stored data is achieved by making the passage of time correspond to an axis different from the scanning direction and recording it on a photosensitive film or the like.

〔作用〕[Effect]

前述した手段によれば、蛍光物質で標識し、電気泳動を
行いながら得たDNA断片を含むゲル上の蛍光画像は、
アナログデータ又はディジタルデータのまま該画像の濃
度分布として記録媒体に記録されるため、放射性アイソ
トープで標識したゲルに対して感光させた従来のフィル
ムと同じ形式%式% 従って、記録媒体が紙、フィルムの場合、生のデータを
ディジタル解析等の証拠資料として保存することができ
る。また、このフィルム等を使用して従来からある機械
等でシーケンシングを行えば、ディジタル解析装置等の
高価な装置を必要としない。
According to the above-mentioned means, a fluorescent image on a gel containing DNA fragments labeled with a fluorescent substance and obtained while performing electrophoresis is
Since analog data or digital data is recorded as the density distribution of the image on the recording medium, it is the same format as conventional film exposed to gel labeled with radioactive isotopes. In this case, raw data can be stored as evidence for digital analysis, etc. Further, if sequencing is performed using a conventional machine using this film, expensive equipment such as a digital analysis device is not required.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described using the drawings.

なお、実施例を説明するための全回において。In addition, in all the times for explaining the example.

同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。
Components having the same function are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

第1図は、本発明の一実施例の記録装置付蛍光検出型電
気泳動装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fluorescence detection type electrophoresis apparatus with a recording device according to an embodiment of the present invention.

本実施例の記録装置付蛍光検出型電気泳動装置は、第6
図に示す蛍光を励起するための光源1、光源からの光を
導くファイバ2、電気泳動を行う電気泳動部3.電気泳
動部3に電圧を印加するための上下の電極4、及びその
電源5、蛍光を受光するためのレンズ系6、光信号を増
幅するための光増幅器7、光増幅した画像を電気信号に
変換するための一次元光センサ8、該−次元光センサ8
の出力を増幅する増幅器9までは従来通りであるので、
第1図ではそれらについては省略している。
The fluorescence detection type electrophoresis device with a recording device of this example has a sixth
The figure shows a light source 1 for exciting fluorescence, a fiber 2 for guiding light from the light source, and an electrophoresis section 3 for performing electrophoresis. Upper and lower electrodes 4 for applying voltage to the electrophoresis section 3 and their power source 5, a lens system 6 for receiving fluorescence, an optical amplifier 7 for amplifying the optical signal, converting the optically amplified image into an electrical signal. one-dimensional light sensor 8 for converting, the -dimensional light sensor 8
Up to the amplifier 9 that amplifies the output of is the same as before.
In FIG. 1, these are omitted.

本実施例の記録装置付蛍光検出型電気泳動装置は、第1
図に示すように、増幅器9からの電気信号をディジタル
化するためのアナログ・ディジタル(A/D)変換回路
10、該アナログ・ディジタル(A/D)変換回路10
によって得られたデータを蓄積するメモリ41、該メモ
リ41と出力機器とを接続するためのインターフェイス
部42、前記メモリ41にデータを書き込むための番地
を指定するアドレス生成回路43、全体を制御するため
の制御部44、画像を表示するためのデイスプレィ45
、フィルムとして保存するためのフィルムプリンタ46
から構成される。
The fluorescence detection type electrophoresis device with recording device of this example has a first
As shown in the figure, an analog-to-digital (A/D) conversion circuit 10 for digitizing an electrical signal from an amplifier 9;
A memory 41 for storing the data obtained by the above, an interface section 42 for connecting the memory 41 and an output device, an address generation circuit 43 for specifying an address for writing data into the memory 41, and a circuit for controlling the whole. control unit 44, display 45 for displaying images
, film printer 46 for saving as film
It consists of

前記−次元光センサ8からの電気信号は、従来の装置と
同様に増幅器9で適正なレベルまで増幅され、アナログ
・ディジタル変換回路10に加えられる。本実施例の量
子化数は、例えば8ビツトとする。ディジタル化のタイ
ミングは、制御部44より与えられる。また、このタイ
ミング信号は、アドレス生成回路43にも加えられ、ア
ドレス生成回路43から生成されるアドレスとデータの
書き込みの同期をとっている。このようにして画像デー
タは、メモリ41内に時系列的に記憶される。
The electrical signal from the -dimensional optical sensor 8 is amplified to an appropriate level by an amplifier 9 as in the conventional device, and is applied to an analog-to-digital conversion circuit 10. The quantization number in this embodiment is, for example, 8 bits. The timing of digitization is given by the control section 44. This timing signal is also applied to the address generation circuit 43 to synchronize the address generated from the address generation circuit 43 with data writing. In this way, the image data is stored in memory 41 in chronological order.

前記メモリ41及びアドレス生成回路43の詳細構成を
第2図(構成ブロック図)に示す。
The detailed configuration of the memory 41 and address generation circuit 43 is shown in FIG. 2 (configuration block diagram).

アドレス生成回路43は、第2図に示すように、アドレ
ス変換回路431、Xカウンタ432及びXカウンタ4
33で構成されている。
As shown in FIG. 2, the address generation circuit 43 includes an address conversion circuit 431, an X counter 432, and an X counter 4.
It consists of 33.

Xカウンタ432は、例えば“0″から” 2375″
までの“2376″′個を繰り返し数えるカウンタであ
る。また、カウント値が2375の時にキャリー(桁上
がり信号)が発生する。このキャリーはXカウンタ43
3に加えられ、Xカウンタ433が1インクリメントさ
れる。
The X counter 432 is, for example, from "0" to "2375"
This is a counter that repeatedly counts up to "2376"'. Further, when the count value is 2375, a carry (carry signal) is generated. This carry is X counter 43
3, and the X counter 433 is incremented by 1.

一方、アドレス変換回路431は、メモリ41を効率的
に使用するためアドレスの変換を行っている。
On the other hand, the address conversion circuit 431 converts addresses in order to use the memory 41 efficiently.

通常、メモリ41の容量は、アドレス入力線の数をNと
すると、II 2 IIのN乗個となる。従ってアドレ
スはrr Onから”2N −1”番地までとなる。
Normally, the capacity of the memory 41 is II 2 II to the N power, where N is the number of address input lines. Therefore, the address is from rr On to address "2N-1".

本実施例では、X方向のデータ数が2376個であるか
ら最低12ビツト(2”=2048<2376<212
=4096)のアドレスが必要となる。従って単純にX
カウンタ433の出力を上位アドレス、Xカウンタ43
2の出力を下位アドレスとしてメモリのアドレス指定に
加えると、各Yアドレス値毎に“2376”から“40
95”番地まで使用しないこととなり、メモリの使用効
率が悪くなってしまう。これを避けるためにアドレス変
換回路431において式(1)となる変換を施している
In this example, since the number of data in the
=4096) address is required. Therefore, simply
The output of the counter 433 is the upper address, and the X counter 43
If the output of 2 is added to the memory addressing as a lower address, it will change from "2376" to "40" for each Y address value.
95'' address is not used, resulting in poor memory usage efficiency. To avoid this, the address conversion circuit 431 performs conversion as shown in equation (1).

メモリアドレス=YX2376+X・・・・(1)この
式(1)の計算を実施するためには、加算器及び乗算器
が基本的には必要となる。
Memory address=YX2376+X (1) To perform the calculation of equation (1), an adder and a multiplier are basically required.

本実施例では、式(1)の右辺第1項の乗算は予め計算
し、Yの最大値以上のアドレスをもつROM又はRAM
等に書き込んでいる。従って1乗算は、単なるROMア
クセスとなり、回路が簡単となり、安価でかつ高速、又
はX方向の画素数変更に対応することができる。アドレ
ス生成回路は、このROMとXカウンタの出力を加算す
る加算器で構成される。
In this embodiment, the multiplication of the first term on the right side of equation (1) is calculated in advance, and the ROM or RAM with an address greater than or equal to the maximum value of Y is
etc. are written. Therefore, multiplication by 1 becomes a simple ROM access, which simplifies the circuit, makes it inexpensive and high-speed, and can accommodate changes in the number of pixels in the X direction. The address generation circuit is comprised of an adder that adds the outputs of this ROM and the X counter.

これらの動作を第3図に示すタイミングチャートを用い
て説明する。
These operations will be explained using the timing chart shown in FIG.

=12 まず、アナログ・ディジタル変換器10からの出力をメ
モリ41に書き込む場合について述べる(第3図(a)
)。制御部44からくるクロックの立ち下がりでXカウ
ンタ432がインクリメントされる。
=12 First, the case where the output from the analog-to-digital converter 10 is written to the memory 41 will be described (Fig. 3(a)
). The X counter 432 is incremented at the falling edge of the clock from the control section 44.

2375までいくと、第3図に示すようにキャリーが出
力されXカウンタ433が1インクリメントされる。
When reaching 2375, a carry is output as shown in FIG. 3, and the X counter 433 is incremented by one.

アナログ・ディジタル変換器10からのデータ(第3図
入力データにおいて斜線部分)は、クロックのたち下が
りに同期してデータラインに出力され、アドレス及びデ
ータの安定したストローブ信号の立ち上がりでメモリ4
1に書き込まれる。
Data from the analog-to-digital converter 10 (the shaded area in the input data in Figure 3) is output to the data line in synchronization with the falling edge of the clock, and is output to the memory 4 at the rising edge of the stable strobe signal of the address and data.
Written to 1.

次に、データ等を出力するためにメモリから読み出す場
合について第3図(b)を用いて説明する。読み出しも
書き込みと同様にクロックが加えられアドレスを生成す
る。またストローブ信号が真(高いレベル)になるとそ
の期間中データが出力されインターフェイス部42に送
られる。
Next, the case of reading data from the memory to output data will be explained using FIG. 3(b). Similarly to writing, a clock is applied to read and an address is generated. Furthermore, when the strobe signal becomes true (high level), data is output during that period and sent to the interface section 42.

インターフェイス部42は、メモリからのディジタルデ
ータをそのまま出力する機能の他に、デイジタル・アナ
ログ変換機能を持たせである。制御部44の指令に基す
きこのデータをそのままディジタル・オーディオ・テー
プ・レコーダ47に出力したり、アナログ信号に変換し
たビデオ信号としてデイスプレィ45に出力することが
できる。また、必要に応じて光学式のフィルムプリンタ
46に出力し保存することもできる。
The interface section 42 has a function of directly outputting digital data from the memory and also has a digital-to-analog conversion function. Based on a command from the control unit 44, this data can be output as is to the digital audio tape recorder 47, or can be output to the display 45 as a video signal converted into an analog signal. Further, if necessary, the image can be output to an optical film printer 46 and saved.

出力結果としては、第4図、第5A図及び第5B図に示
すようなりNAの電気泳動パターンが得られる。この場
合、横軸は光路13に沿った1次元センサの配置方向(
主走査方向)であり、縦軸は時間の経過方向である。バ
ンド51の配置は、第8図と異なって縦軸の最小ピッチ
が全体でほぼ等間隔となっている。これは、第8図では
泳動の途中の泳動面全体の画像であるのに対して、第4
図は、光路13の位置を通過するときの蛍光分布のため
である。また、第5A図及び第5B図において、バンド
52やバンド53のように曲がったり(スマイリングと
呼ばれる)傾いたりしているのは、電気泳動時に発生す
る温度分布のばらつきやゲルの状態のばらつきなど種々
の原因により発生することが知られている。このような
場合においても、本実施例によれば各レーン間のバンド
の位置が確実に推定できる。
As an output result, NA electrophoresis patterns as shown in FIGS. 4, 5A, and 5B are obtained. In this case, the horizontal axis is the direction of arrangement of the one-dimensional sensor along the optical path 13 (
(main scanning direction), and the vertical axis is the time elapsed direction. The arrangement of the bands 51 differs from that in FIG. 8 in that the minimum pitch on the vertical axis is approximately equal throughout. This is an image of the entire electrophoresis surface in the middle of electrophoresis in Fig. 8, whereas
The figure is for the fluorescence distribution when passing through the position of the optical path 13. In addition, in FIGS. 5A and 5B, the reason why bands 52 and 53 are bent or tilted (referred to as smiling) is due to variations in temperature distribution or variations in the state of the gel that occur during electrophoresis. It is known that this occurs due to various causes. Even in such a case, according to this embodiment, the position of the band between each lane can be reliably estimated.

本実施例では、メモリ41を持たせたが、フィルムプリ
ンタ46やデイスプレィ45、ディジタル・オーディオ
・テープ・レコーダ47などの動作とアナログ・ディジ
タル変換の動作と同期させることにより、不要とするこ
とも可能である。また、本実施例では画像信号を一旦デ
ィジタル信号に変換してから画像を出力する構成とした
が、アナログ信号を直接電気光変換素子に加えフィルム
に焼き付けることも可能である。
In this embodiment, the memory 41 is provided, but it can be omitted by synchronizing the operation of the film printer 46, display 45, digital audio tape recorder 47, etc. with the analog-to-digital conversion operation. It is. Further, in this embodiment, the image signal is first converted into a digital signal and then the image is output. However, it is also possible to directly add an analog signal to the electro-optical conversion element and print it onto a film.

以上の説明かられかるように、本実施例によれば、蛍光
物質で標識し、電気泳動を行いながら得たDNA断片を
含むゲル上の蛍光画像は、アナログデータ又はディジタ
ルデータのまま該画像の濃度分布として記録媒体に記録
されるので、放射性アイソトープで標識したゲルに対し
て感光させた従来のフィルムと同じ形式の像が得られる
As can be seen from the above description, according to this example, a fluorescent image on a gel containing DNA fragments labeled with a fluorescent substance and obtained during electrophoresis is converted into analog data or digital data. Since it is recorded on the recording medium as a concentration distribution, an image is obtained in the same format as conventional film exposed to a gel labeled with a radioactive isotope.

従って、記録媒体が紙、フィルムの場合、生のデータを
ディジタル解析等の証拠資料として保存することができ
る。また、このフィルム等を使用して従来からある機械
等でシーケンシングを行えば、ディジタル解析装置等の
高価な装置を必要としない。
Therefore, when the recording medium is paper or film, raw data can be stored as evidence for digital analysis and the like. Further, if sequencing is performed using a conventional machine using this film, expensive equipment such as a digital analysis device is not required.

また、電気泳動に伴うスマイリング等が発生した場合に
おいても確実にシーケンシングを行うことができる。
Further, even if smiling or the like occurs due to electrophoresis, sequencing can be performed reliably.

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように、本発明によれば、蛍光法による
DNAシーケンシングに際して、DNA断片を含むゲル
の生の蛍光画像をそのままのイメージで記録するので、
DNAシーケンシングの証拠資料として使用することが
できる。
As explained above, according to the present invention, when performing DNA sequencing using the fluorescence method, raw fluorescence images of gels containing DNA fragments are recorded as they are.
It can be used as evidence for DNA sequencing.

また、必ずしも高価で煩雑な解析装置を使用しなくとも
、記録結果から直接DNA配列の解析が可能となる。
Furthermore, it becomes possible to directly analyze the DNA sequence from the recorded results without necessarily using an expensive and complicated analysis device.

また、電気泳動に伴うスマイリング等が発生した場合に
おいても確実にシーケンシングを行うことができる。
Further, even if smiling or the like occurs due to electrophoresis, sequencing can be performed reliably.

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

第1図は、本発明の一実施例の記録装置付蛍光検出型電
気泳動装置の概略構成を示す図、第2図は、第1図に示
すメモリ及びアドレス生成回路の詳細構成を示すブロッ
ク図、 第3図は、第2図に示すメモリ及びアドレス生成回路に
よる記録動作を説明するためのタイミングチャート、 第4図、第5A図及び第5B図は、DNAの電気泳動パ
ターンを示す図、 第6図〜第8図は、従来の蛍光検出型電気泳動装置の問
題点を説明するためのものである。 図中、1・・・光源、2・・・ファイバ、3・・・電気
泳動部、4・・・電極、5・・・電源、6・・レンズ系
、7・・・光増幅器、8・・1次元光センサ、9・・・
増幅器、10・・アナログ・ディジタル変換回路、11
・・・処理部、12・・・出力装置、13・・・光路、
21・・・ガラス、22・・・ゲル、24・・・蛍光、
31・・・バンド、41・・・メモリ、42・・・イン
ターフェイス部、43・・・アドレス生成回路、44・
・・制御部、45・・・デイスプレィ、46・・・フィ
ルムプリンタ、47・・・ディジタル・オーディオ・テ
ープ・レコーダ。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fluorescence detection type electrophoresis device with a recording device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the memory and address generation circuit shown in FIG. 1. , FIG. 3 is a timing chart for explaining the recording operation by the memory and address generation circuit shown in FIG. 2, FIGS. 4, 5A and 5B are diagrams showing electrophoretic patterns of DNA, 6 to 8 are for explaining the problems of the conventional fluorescence detection type electrophoresis device. In the figure, 1... light source, 2... fiber, 3... electrophoresis section, 4... electrode, 5... power supply, 6... lens system, 7... optical amplifier, 8...・One-dimensional optical sensor, 9...
Amplifier, 10...Analog-digital conversion circuit, 11
. . . processing unit, 12 . . . output device, 13 . . . optical path,
21...Glass, 22...Gel, 24...Fluorescence,
31... Band, 41... Memory, 42... Interface section, 43... Address generation circuit, 44...
...Control unit, 45...Display, 46...Film printer, 47...Digital audio tape recorder.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)蛍光物質で標識したDNAの断片を用いて電気泳
動を行う段階と、当該電気泳動部に、その電気泳動方向
を一次元状に横切るように光を照射する段階と、該照射
された光を電気泳動方向と垂直な方向に固定された受光
部で受光する段階と、該受光部で受光した蛍光強度の分
布を記録する段階を具備したことを特徴とするDNAパ
ターン記録方法。
(1) A step of performing electrophoresis using DNA fragments labeled with a fluorescent substance, a step of irradiating the electrophoresis area with light so as to cross the direction of electrophoresis in a one-dimensional manner, and a step of performing electrophoresis using a fragment of DNA labeled with a fluorescent substance; A DNA pattern recording method comprising the steps of: receiving light with a light receiving section fixed in a direction perpendicular to the direction of electrophoresis; and recording the distribution of fluorescence intensity received at the light receiving section.
(2)前記請求項1の該受光部で受光した蛍光強度の分
布を所定の時間刻みで取得し、該受光部の方向を第1の
軸とし、時間の経過方向を第2の軸として2次元状に再
構成して記録媒体にこの分布を記録することを特徴とす
る請求項1に記載のDNAパターン記録方法。
(2) Obtain the distribution of the fluorescence intensity received by the light receiving section according to claim 1 at predetermined time intervals, with the direction of the light receiving section being the first axis and the direction of time passing being the second axis. 2. The DNA pattern recording method according to claim 1, wherein the distribution is recorded on a recording medium by dimensional reconstruction.
(3)蛍光を励起するための光源と、蛍光物質で標識し
たDNAの断片を用いて電気泳動を行う電気泳動装置と
、電気泳動装置の電気泳動部に、前記光源からの光を、
その電気泳動方向を1次元状に横切るように照射する光
照射装置と、該電気泳動部の電気泳動方向と垂直な方向
の固定された1次元状に電気泳動部の蛍光強度を受光す
る受光装置と、該受光装置で受光した蛍光強度の分布を
記録する記録装置を具備したことを特徴とする記録装置
付蛍光検出型電気泳動装置。
(3) A light source for exciting fluorescence, an electrophoresis device that performs electrophoresis using fragments of DNA labeled with a fluorescent substance, and an electrophoresis section of the electrophoresis device that receives light from the light source;
A light irradiation device that irradiates the electrophoresis direction in a one-dimensional manner, and a light receiving device that receives the fluorescence intensity of the electrophoresis region in a fixed one-dimensional direction perpendicular to the electrophoresis direction of the electrophoresis region. and a recording device for recording the distribution of fluorescence intensity received by the light receiving device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63231247A (en) * 1987-03-20 1988-09-27 Hitachi Ltd Electrophoretic separating and detecting device

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