JPH0315746A - 光検出型ｄｎａ検出方式 - Google Patents
光検出型ｄｎａ検出方式Info
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- JPH0315746A JPH0315746A JP11463388A JP11463388A JPH0315746A JP H0315746 A JPH0315746 A JP H0315746A JP 11463388 A JP11463388 A JP 11463388A JP 11463388 A JP11463388 A JP 11463388A JP H0315746 A JPH0315746 A JP H0315746A
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- laser
- light
- type dna
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- Pending
Links
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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。
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ＤＮＡの塩基配列決定装置あるいはＤＮＡプロ
ーブなどの蛍光標識ＤＮＡ検出装置に関するものである
． 〔従来の技術〕 従来、遺伝子上の塩基配列決定又はＤＮＡ検出は．ＤＮ
Ａを放射性元素で標識し、電気泳動により塩基長に応じ
て分離したパターンをオートラジオグラフイにて読み取
ることにより行なっていた．最近では蛍光体でＤＮＡを
標識し、光励起により蛍光を検出することで塩基断片の
検出を行なう方法が提案され、装置も試作されている。
ーブなどの蛍光標識ＤＮＡ検出装置に関するものである
． 〔従来の技術〕 従来、遺伝子上の塩基配列決定又はＤＮＡ検出は．ＤＮ
Ａを放射性元素で標識し、電気泳動により塩基長に応じ
て分離したパターンをオートラジオグラフイにて読み取
ることにより行なっていた．最近では蛍光体でＤＮＡを
標識し、光励起により蛍光を検出することで塩基断片の
検出を行なう方法が提案され、装置も試作されている。
上記従来技術は、標＃ｌＤＮＡの蛍光を信号として検出
する際に、電気泳動用のゲルの発光がノイズとなる．こ
れは広いスペクトル幅を持ち，試料蛍光と同じ波長成分
も有するため，フィルターや分散素子で完全に分離する
ことができず、試料の検出感度が上げられないという問
題があった．本発明の目的は、ゲル発光を除いて、検出
感度を向上させることにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、標識蛍光体として，２光子吸収の効率の高
いものを用い，２光子吸収レベルからの発光を信号光と
することにより，達成できる．一般に２光子吸収の効率
は低いので、これを高めるために、モード同期レーザを
光源として用い、更に、これにチョツパをかけ、信号を
同期検波することにより、更に高感度化が達成される。
する際に、電気泳動用のゲルの発光がノイズとなる．こ
れは広いスペクトル幅を持ち，試料蛍光と同じ波長成分
も有するため，フィルターや分散素子で完全に分離する
ことができず、試料の検出感度が上げられないという問
題があった．本発明の目的は、ゲル発光を除いて、検出
感度を向上させることにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、標識蛍光体として，２光子吸収の効率の高
いものを用い，２光子吸収レベルからの発光を信号光と
することにより，達成できる．一般に２光子吸収の効率
は低いので、これを高めるために、モード同期レーザを
光源として用い、更に、これにチョツパをかけ、信号を
同期検波することにより、更に高感度化が達成される。
今、蛍光体の２光子吸収蛍光の効率をη（λＬ），単位
面積当りのレーザパワーをＰＬ ， レンズ系の集光
効率をξ、検出器の量子効率をη４（λ）、蛍光のスペ
クトル分布をｆ（λ），検出器感度を電流換算でＩ ｍ
１、ｎ とすると、 の時、検出可能となる．但し、λＬはレーザ波長，ｈは
ブランク定数，Ｃは光源，ｅは電荷量である。
面積当りのレーザパワーをＰＬ ， レンズ系の集光
効率をξ、検出器の量子効率をη４（λ）、蛍光のスペ
クトル分布をｆ（λ），検出器感度を電流換算でＩ ｍ
１、ｎ とすると、 の時、検出可能となる．但し、λＬはレーザ波長，ｈは
ブランク定数，Ｃは光源，ｅは電荷量である。
通常Ｉ ｍｉａは光検出器の暗電流が支配的であるが、
同期検波により，これをロツクインアンプの検出感度に
まで引下げることができる．よって上式を満たすような
特性を持つ蛍光体と励起光源を用いれば良い． 〔作用〕 信号光として２光子吸収からの発光を用いることにより
，信号光は励起光より短波長となる．それにより、ゲル
からの発光や，励起光散乱は，波長により分離すること
が可能とむる。
同期検波により，これをロツクインアンプの検出感度に
まで引下げることができる．よって上式を満たすような
特性を持つ蛍光体と励起光源を用いれば良い． 〔作用〕 信号光として２光子吸収からの発光を用いることにより
，信号光は励起光より短波長となる．それにより、ゲル
からの発光や，励起光散乱は，波長により分離すること
が可能とむる。
２光子吸収効率は、励起光強度の２乗に比例する，光源
にモード同期レーザを用いることにより，ピークパワー
の高いパルス光が得られるため、２光子吸収効率は高く
なる． 更に，励起光をパルスの繰返し周波数よりずっと遅い周
波数でチョップし，信号光をこれを用いて同期検波する
ことにより、更に検出感度を高くすることができる． 励起光波長としては，用いる蛍光体を１光子では励起で
きず、２光子で励起できるものを選ぶ．蛍光体としてア
ズレンを用いた場合は．ＩＳ準位が２Ｓｌ’！位の約半
分のところにあるため、段階励起により効率良い励起が
可能となる。又、ＩＳからの蛍光はほとんどないため、
１光子過程はノイズにはならない． 〔実施例〕 以下．本発明の一実施例を第１図により説明する．泳動
板２に電源９により電圧を印加し． ＤＮＡ断片を泳動
させた．ＤＮＡ断片はローダミン６Ｇの誘導体により標
識してある．モード同期Ｎｄ：ＹＡＧレーザ１の出力光
をチョッパ１０で変調し，蛍光体からの発光をレンズ３
で集め、赤外カットフィルター４を通し、光電子増倍管
５で受ける６光電子増倍管の出力を、前置増幅器６で増
幅し、ロツクインアンプ７に入力する．参照信号はチョ
ツバ９より取り位置同期検波を行ない、計算機８でデー
タ解析を行なった。本実施例の効果としては，光検出器
に赤外感度のないものを用いると、フィルター４が不必
要になる。また、フィルター４は，色素の発光波長帯の
バンドパスフィルターを用いても良い． 本発明の他の実施例を説明する．励起レーザとしてアル
ゴンレーザ（５１４．５ｎｍ発振）を用い、ＪＲｒａ蛍
光体に、α−ナフチルアミンを用いることにより上記方
式と同様の結果を得た． 次に本発明の別の実施例を説明する。励起レーザとして
、モード同期色索レーザ（波長６１５ｎｍ発振）を用い
，標識蛍光体に、アズレンを用いることにより、上記方
式と同様の結果を得た。
にモード同期レーザを用いることにより，ピークパワー
の高いパルス光が得られるため、２光子吸収効率は高く
なる． 更に，励起光をパルスの繰返し周波数よりずっと遅い周
波数でチョップし，信号光をこれを用いて同期検波する
ことにより、更に検出感度を高くすることができる． 励起光波長としては，用いる蛍光体を１光子では励起で
きず、２光子で励起できるものを選ぶ．蛍光体としてア
ズレンを用いた場合は．ＩＳ準位が２Ｓｌ’！位の約半
分のところにあるため、段階励起により効率良い励起が
可能となる。又、ＩＳからの蛍光はほとんどないため、
１光子過程はノイズにはならない． 〔実施例〕 以下．本発明の一実施例を第１図により説明する．泳動
板２に電源９により電圧を印加し． ＤＮＡ断片を泳動
させた．ＤＮＡ断片はローダミン６Ｇの誘導体により標
識してある．モード同期Ｎｄ：ＹＡＧレーザ１の出力光
をチョッパ１０で変調し，蛍光体からの発光をレンズ３
で集め、赤外カットフィルター４を通し、光電子増倍管
５で受ける６光電子増倍管の出力を、前置増幅器６で増
幅し、ロツクインアンプ７に入力する．参照信号はチョ
ツバ９より取り位置同期検波を行ない、計算機８でデー
タ解析を行なった。本実施例の効果としては，光検出器
に赤外感度のないものを用いると、フィルター４が不必
要になる。また、フィルター４は，色素の発光波長帯の
バンドパスフィルターを用いても良い． 本発明の他の実施例を説明する．励起レーザとしてアル
ゴンレーザ（５１４．５ｎｍ発振）を用い、ＪＲｒａ蛍
光体に、α−ナフチルアミンを用いることにより上記方
式と同様の結果を得た． 次に本発明の別の実施例を説明する。励起レーザとして
、モード同期色索レーザ（波長６１５ｎｍ発振）を用い
，標識蛍光体に、アズレンを用いることにより、上記方
式と同様の結果を得た。
標識蛍光体用色素としては、クマリン，エリソシン，１
，２，５．６−ジベンズアントラセン，ジフエニルシク
口ペンダジエン，スチルベン，キトンレッド，ＤＣＭ，
クリスタルバイオレット，ナイルブルー，ピリジン，ス
チリルなどの誘導体を用いてもよい。
，２，５．６−ジベンズアントラセン，ジフエニルシク
口ペンダジエン，スチルベン，キトンレッド，ＤＣＭ，
クリスタルバイオレット，ナイルブルー，ピリジン，ス
チリルなどの誘導体を用いてもよい。
又、励起光源として、Ｑスイッチレーザ，モード同期に
Ｑスイッチをかけたレーザ，或はそれらを励起源とする
色索レーザを用いてもよい．〔発明の効果〕 本発明によれば、ゲル発光を波長で分離できるので、検
出感度を上げることができる．また、モード同期レーザ
を用いる事により，２光子吸収効率を上げる事ができ，
信号強度が上がる．しかもモード同期レーザの出力光の
エネルギーは小さいので，蛍光体の劣化、照射部の発熱
を抑えることができる． また、チョツパによる同期検波方式の採用により、外部
光の影響を受けず、遮光を簡略化でき、更に泳動ｗ２察
窓を設けることが可能となる．本発明はＤＮＡの塩基配
列決定ばかりでなく、蛍光ＤＮＡプローブを用いた遺伝
子の検出等にも用いることができる．
Ｑスイッチをかけたレーザ，或はそれらを励起源とする
色索レーザを用いてもよい．〔発明の効果〕 本発明によれば、ゲル発光を波長で分離できるので、検
出感度を上げることができる．また、モード同期レーザ
を用いる事により，２光子吸収効率を上げる事ができ，
信号強度が上がる．しかもモード同期レーザの出力光の
エネルギーは小さいので，蛍光体の劣化、照射部の発熱
を抑えることができる． また、チョツパによる同期検波方式の採用により、外部
光の影響を受けず、遮光を簡略化でき、更に泳動ｗ２察
窓を設けることが可能となる．本発明はＤＮＡの塩基配
列決定ばかりでなく、蛍光ＤＮＡプローブを用いた遺伝
子の検出等にも用いることができる．
第■図は本発明の一実施例の概念図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、蛍光標識されたＤＮＡ断片を分離検出する方式にお
いて、検出信号として蛍光体の２光子吸収蛍光を用いる
ことを特徴とする光検出型ＤＮＡ検出方式。 ２、光源にモード同期レーザを用いることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光検出型ＤＮＡ検出方式。 ３、光源であるモード同期レーザに、チョッパをかけ、
蛍光信号を同期検波することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光検出型ＤＮＡ検出方式。 ４、標識用蛍光物質としてはローダミンの誘導体を、レ
ーザとしてはＮｄ＾８＋：ＹＡＧレーザ、半導体レーザ
などの赤外レーザを用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項、第２項に記載の光検出型ＤＮＡ検出方式。 ５、標識用蛍光物質としてα−ナフチルアミンの誘導体
を、レーザとして、Ｎｄ＾８＋：ＹＡＧレーザの第２高
調波、半導体レーザの第２高調波、アルゴンレーザを用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項並びに第２
項に記載の光検出型ＤＮＡ検出方式。 ６、標識用蛍光物質として、アズレンの誘導体を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光検出
型ＤＮＡ検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11463388A JPH0315746A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 光検出型ｄｎａ検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11463388A JPH0315746A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 光検出型ｄｎａ検出方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315746A true JPH0315746A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=14642718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11463388A Pending JPH0315746A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 光検出型ｄｎａ検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0315746A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05503149A (ja) * | 1989-11-14 | 1993-05-27 | コーネル・リサーチ・ファンデーション・インコーポレイテッド | ２光子レーザ走査顕微鏡 |
| JP2000193889A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Univ Osaka | 多光子顕微鏡 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP11463388A patent/JPH0315746A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05503149A (ja) * | 1989-11-14 | 1993-05-27 | コーネル・リサーチ・ファンデーション・インコーポレイテッド | ２光子レーザ走査顕微鏡 |
| JP2000193889A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Univ Osaka | 多光子顕微鏡 |
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