JPH03264859A - 細管式電気泳動分析装置 - Google Patents
細管式電気泳動分析装置Info
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- JPH03264859A JPH03264859A JP2063759A JP6375990A JPH03264859A JP H03264859 A JPH03264859 A JP H03264859A JP 2063759 A JP2063759 A JP 2063759A JP 6375990 A JP6375990 A JP 6375990A JP H03264859 A JPH03264859 A JP H03264859A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
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）
本発明はゲルが充填された細管状泳動管を用いる細管式
ゲル電気泳動分析装置に関するものである。
ゲル電気泳動分析装置に関するものである。
本発明のゲル電気泳動分析装置は、一般の蛍光検出式電
気泳動分析装置の他５例えばマキサム−ギルバート法や
サンガー法を用いて核酸の塩基配列を決定するときにそ
の最終段階で用いるのにも適する装置である。
気泳動分析装置の他５例えばマキサム−ギルバート法や
サンガー法を用いて核酸の塩基配列を決定するときにそ
の最終段階で用いるのにも適する装置である。
（従来の技術）
ゲル電気泳動分析装置を大別すると、スラブ形泳動部を
用いる装置と、泳動管を用いる装置がある。
用いる装置と、泳動管を用いる装置がある。
泳動管を用いる装置の例としては、例えば第３図に示さ
れるように、ゲルが充填された泳動管５０を垂直方向に
設置し、励起光ａを泳動管５０の軸方向に直交する方向
から照射し、励起光ａが含まれる平面と同じ面内で光検
出器５６により蛍光すを受光する方式のものが報告され
ている（特開昭６０−２２０８６０号公報参照〉。５２
はレンズ、５４は蛍光用干渉フィルタである。
れるように、ゲルが充填された泳動管５０を垂直方向に
設置し、励起光ａを泳動管５０の軸方向に直交する方向
から照射し、励起光ａが含まれる平面と同じ面内で光検
出器５６により蛍光すを受光する方式のものが報告され
ている（特開昭６０−２２０８６０号公報参照〉。５２
はレンズ、５４は蛍光用干渉フィルタである。
（発明が解決しようとする課題）
泳動管５０は細くなるほど熱放散されやすくなって分離
特性が向上する。しかし、泳動管５０か細くなると、泳
動管ガラスのレンズ効果が顕著になり、励起光ビームを
絞って検出部に照射することが困難になる。
特性が向上する。しかし、泳動管５０か細くなると、泳
動管ガラスのレンズ効果が顕著になり、励起光ビームを
絞って検出部に照射することが困難になる。
そこで、仮に、泳動管５０の断面を矩形にして励起光ビ
ームを照射しやすくしたとすれば、泳動管の長さを十分
長くとることができなくなり、また曲げることもできな
くなる。また、仮に、泳動管の大部分を円筒とし、励起
光ビームが照射される検出部のみを矩形にしたとすれば
、円筒から矩形に変化するところで泳動ゾーンの乱れを
生じる。
ームを照射しやすくしたとすれば、泳動管の長さを十分
長くとることができなくなり、また曲げることもできな
くなる。また、仮に、泳動管の大部分を円筒とし、励起
光ビームが照射される検出部のみを矩形にしたとすれば
、円筒から矩形に変化するところで泳動ゾーンの乱れを
生じる。
したがって、泳動管を用いた電気泳動分析装置では、泳
動管を細くする方が好ましいが、第３図のような光学系
を備えている限り、泳動管を細くすることは困難である
。
動管を細くする方が好ましいが、第３図のような光学系
を備えている限り、泳動管を細くすることは困難である
。
本発明は泳動管を用いた電気泳動分析装置において、泳
動管を細くして分離特性を向上させるとともに、励起光
ビームを照射する光学系においては泳動管のレンズ効果
を受けずに励起光ビームを狭く絞ることができるように
して検出感度を上げることを目的とするものである。
動管を細くして分離特性を向上させるとともに、励起光
ビームを照射する光学系においては泳動管のレンズ効果
を受けずに励起光ビームを狭く絞ることができるように
して検出感度を上げることを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明の細管式電気泳動分析装置では、励起光ビームを
検出部に照射する励起光学系は、励起光ビームを泳動管
の終端側から泳動管の軸方向に入射させるように構成さ
れている。
検出部に照射する励起光学系は、励起光ビームを泳動管
の終端側から泳動管の軸方向に入射させるように構成さ
れている。
（作用）
励起光ビームをゲルが充填された泳動管の軸方向に入射
させると、泳動管の管壁によるレンズ効果の影響を受け
ない。そのため、泳動管を細くしても励起光学系で励起
光ビームを絞れば検出部での励起光ビームが狭く限定さ
れ、検出感度が上がる。
させると、泳動管の管壁によるレンズ効果の影響を受け
ない。そのため、泳動管を細くしても励起光学系で励起
光ビームを絞れば検出部での励起光ビームが狭く限定さ
れ、検出感度が上がる。
（実施例）
第１図は一実施例を表わす。
２はキャピラリ泳動管であり、内部にはポリアクリルア
ミドゲル４が充填されている。泳動管２は無蛍光の透明
体であり、石英により構成されている。泳動管２は下端
が泳動の終端になり、下端部には終端側電極槽６が配置
され、泳動管２は電極槽６と支持部材８により垂直方向
に立てられて支持されている。終端側電極槽６は無蛍光
の透明体、例えば石英でＩｌ威されている。泳動管２の
上端部にはサンプル側電極槽１ｏが配置されている。
ミドゲル４が充填されている。泳動管２は無蛍光の透明
体であり、石英により構成されている。泳動管２は下端
が泳動の終端になり、下端部には終端側電極槽６が配置
され、泳動管２は電極槽６と支持部材８により垂直方向
に立てられて支持されている。終端側電極槽６は無蛍光
の透明体、例えば石英でＩｌ威されている。泳動管２の
上端部にはサンプル側電極槽１ｏが配置されている。
電極槽６，１０にはそれぞれ電極液１２．１４が入れら
れており、泳動管２の下端は電極液１２中に浸され、上
端は電極液１４中に浸されている。
れており、泳動管２の下端は電極液１２中に浸され、上
端は電極液１４中に浸されている。
画電極槽６，１０の電極液間には泳動型＠１６により泳
動電圧が印加されるようになっている。
動電圧が印加されるようになっている。
１８は励起光源としてのアルゴンレーザである。
アルゴンレーザ光は４８８ｎｍの波長をもっている。レ
ーザビームａを励起光として狭く絞って泳動管２の終端
部の検出部Ｄ４こ照射するために、ビームエクスパンダ
２０と集光レンズ２４が設けられている。２２はミラー
である。ビームエクスパンダ２０で拡げられたレーザビ
ームａを集光レンズ２４で絞り込み、泳動管２の終端部
の検出部りに泳動管２の終端方向から泳動管２の軸方向
に入射させるように、レーザ１８．ビームエクスパンダ
２０及び集光レンズ２４を含む励起光学系が配置されて
いる。
ーザビームａを励起光として狭く絞って泳動管２の終端
部の検出部Ｄ４こ照射するために、ビームエクスパンダ
２０と集光レンズ２４が設けられている。２２はミラー
である。ビームエクスパンダ２０で拡げられたレーザビ
ームａを集光レンズ２４で絞り込み、泳動管２の終端部
の検出部りに泳動管２の終端方向から泳動管２の軸方向
に入射させるように、レーザ１８．ビームエクスパンダ
２０及び集光レンズ２４を含む励起光学系が配置されて
いる。
終端側電極槽６の側方には泳動管２の終端部の検出部り
から発生する蛍光すを検出する蛍光検出系が設けられて
おり、２６はその対物レンズ、２８は蛍光光用干渉フィ
ルタで１例えば５２０ｎｍの波長の光を通す特性を備え
たものである。３０は集光レンズ、３４は光検出器であ
る。３２は泳動方向の検出領域を限定するマスクである
６泳動管２の上端にはサンプル３８が置かれる。
から発生する蛍光すを検出する蛍光検出系が設けられて
おり、２６はその対物レンズ、２８は蛍光光用干渉フィ
ルタで１例えば５２０ｎｍの波長の光を通す特性を備え
たものである。３０は集光レンズ、３４は光検出器であ
る。３２は泳動方向の検出領域を限定するマスクである
６泳動管２の上端にはサンプル３８が置かれる。
サンプル３８は例えばサンガー法で処理され、螢光物質
ＦＩＴＣで蛍光標式されたＤＮＡ断片である。ＤＮＡ断
片はその末端塩基がＡ（アデニン）、Ｃ（シトシン）、
Ｇ（グアニン）又はＴ（チミン）のいずれかである４種
類が存在し、そのため、第１図に示される電気泳動装置
は少なくとも４台が並列に設置され、それぞれに末端塩
基別のＤＮＡ断片がサンプル３８として置かれる。螢光
物質ＦＩＴＣはアルゴンレーザの４８８ｎｍで励起され
て５２０ｎｍ程度の波長の蛍光、を発生する。
ＦＩＴＣで蛍光標式されたＤＮＡ断片である。ＤＮＡ断
片はその末端塩基がＡ（アデニン）、Ｃ（シトシン）、
Ｇ（グアニン）又はＴ（チミン）のいずれかである４種
類が存在し、そのため、第１図に示される電気泳動装置
は少なくとも４台が並列に設置され、それぞれに末端塩
基別のＤＮＡ断片がサンプル３８として置かれる。螢光
物質ＦＩＴＣはアルゴンレーザの４８８ｎｍで励起され
て５２０ｎｍ程度の波長の蛍光、を発生する。
次に、本実施例の動作について説明する。
サンプル３８をサンプル側電極槽１０中の泳動管上端に
置き、泳動電源１６を入れると、サンプル３８は泳動管
２中を泳動中に分離され、泳動管２の終端側電極槽６内
に出てくる。励起光であるアルゴンレーザ１８からのレ
ーザビームａはいったんビームエクスパンダ２０で拡げ
られた後、集光レンズ７により泳動管２の終端部の検出
部りに集光される。検出部りにサンプルがきていればア
ルゴンレーザビームａで励起されて５２０ｎｍの蛍光す
を出す。蛍光すは対物レンズ２６で集光され、５２０ｎ
ｍの干渉フィルタ２８で波長選別され、集光レンズ３０
で集められ、マスク３２で原動力向の検出領域が限定さ
れた上で、光検出器３４で受光される。
置き、泳動電源１６を入れると、サンプル３８は泳動管
２中を泳動中に分離され、泳動管２の終端側電極槽６内
に出てくる。励起光であるアルゴンレーザ１８からのレ
ーザビームａはいったんビームエクスパンダ２０で拡げ
られた後、集光レンズ７により泳動管２の終端部の検出
部りに集光される。検出部りにサンプルがきていればア
ルゴンレーザビームａで励起されて５２０ｎｍの蛍光す
を出す。蛍光すは対物レンズ２６で集光され、５２０ｎ
ｍの干渉フィルタ２８で波長選別され、集光レンズ３０
で集められ、マスク３２で原動力向の検出領域が限定さ
れた上で、光検出器３４で受光される。
検出感度を決めるのは検出部りでの励起光ａのエネルギ
ー密度であり、そしてそれは励起光ａの検出部りにおけ
るスポットサイズで決定される。
ー密度であり、そしてそれは励起光ａの検出部りにおけ
るスポットサイズで決定される。
本発明の装置では、検出部りと集光レンズ２４の距離を
極限まで近づけることができ、その結果集光レンズ２４
として開口数の大きいレンズを用いることができる。ま
た、励起光ａを泳動管２の軸方向から照射するので、検
出部りとレンズ２４の間に光学的曲面がなく、レンズ効
果が生じないので、検出部りでの励起光ａのスポットサ
イズを回折限界である数μｍオーダまで縮めることがで
きる。そのため、泳動管２として内径が１０μｍ程度の
ものまで使用することができるようになり。
極限まで近づけることができ、その結果集光レンズ２４
として開口数の大きいレンズを用いることができる。ま
た、励起光ａを泳動管２の軸方向から照射するので、検
出部りとレンズ２４の間に光学的曲面がなく、レンズ効
果が生じないので、検出部りでの励起光ａのスポットサ
イズを回折限界である数μｍオーダまで縮めることがで
きる。そのため、泳動管２として内径が１０μｍ程度の
ものまで使用することができるようになり。
分離能及び検出感度が著しく向上する。
第１図の実施例における終端側電極槽６において、励起
光ａが入射する底面と蛍光すを取り出す側面は透明であ
る必要があるので、電極槽６全体を透明石英にするのに
代えて、励起光ビームａの入射部分と蛍光すの出射部分
とだけを透明石英の窓としてもよい。また、蛍光すを取
り出す部分に破線３６で示されるような石英ロンドを設
けておいてもよい。
光ａが入射する底面と蛍光すを取り出す側面は透明であ
る必要があるので、電極槽６全体を透明石英にするのに
代えて、励起光ビームａの入射部分と蛍光すの出射部分
とだけを透明石英の窓としてもよい。また、蛍光すを取
り出す部分に破線３６で示されるような石英ロンドを設
けておいてもよい。
第２図は他の実施例を表わす。
第１図の実施例と比較すると、励起光学系は同じである
が、蛍光検出系は検出感度をさらに高めるために受光部
の立体角を大きくしている。
が、蛍光検出系は検出感度をさらに高めるために受光部
の立体角を大きくしている。
第２図において、泳動管２の軸方向と直交する方向に放
出される蛍光すを全て取り込むために。
出される蛍光すを全て取り込むために。
楕円面又は放物面をもつ同型のミラー４０．４２を設け
、一方のミラー４０の焦点に検出部りがくるようにミラ
ー４０を配置し、他方のミラー４２の焦点に光検出器４
４を配置している。２つのミラー４０．４２の間には蛍
光光用干渉フィルタ２８を配置しておく。
、一方のミラー４０の焦点に検出部りがくるようにミラ
ー４０を配置し、他方のミラー４２の焦点に光検出器４
４を配置している。２つのミラー４０．４２の間には蛍
光光用干渉フィルタ２８を配置しておく。
第２図の実施例によれば、励起光ａの入射方向に対して
９０度の方向に放出される蛍光光すは。
９０度の方向に放出される蛍光光すは。
レーり散乱が少なく、したがってＳ／Ｎ比がよいが、そ
のような蛍光光すを全て集めることができ、立体角が大
きくなって、第１図よりさらにＳ／Ｎ比が向上する。
のような蛍光光すを全て集めることができ、立体角が大
きくなって、第１図よりさらにＳ／Ｎ比が向上する。
（発明の効果）
本発明では泳動管の終端側から泳動管の軸方向に励起光
ビームを入射させるようにしたので、泳動管壁面による
レンズ効果を避けることができ、泳動管を細くして電気
泳動の分離能を高めた場合でも、高感度に蛍光検出をす
ることができるようになる。
ビームを入射させるようにしたので、泳動管壁面による
レンズ効果を避けることができ、泳動管を細くして電気
泳動の分離能を高めた場合でも、高感度に蛍光検出をす
ることができるようになる。
第１図は一実施例における１個の泳動管に関する部分を
示す断面図、第２図は他の実施例における主として蛍光
検出系を示す断面図、第３図は従来の電気泳動分析装置
の光学系を示す概略斜視図である。 ２・・・・・・泳動管、４・・・・・・ポリアクリルア
ミドゲル。 ６．１０・・・・・・電極槽、１２．１４・・・・・・
電解液、１６・・・・・・泳動電源、１８・・・・・・
アルゴンレーザ、２０・・・・・・ビームエクスパンダ
、２４・・・・・・集光レンズ、２６・・・・・・対物
レンズ、２８・・・・・・蛍光光用干渉フィルタ、３０
・・・・・・集光レンズ、３２・・・・・・マスク、３
４．４４・・・・・光検出器、３８・・・・・・サンプ
ル、４０゜４２・・・・・放物面鏡。
示す断面図、第２図は他の実施例における主として蛍光
検出系を示す断面図、第３図は従来の電気泳動分析装置
の光学系を示す概略斜視図である。 ２・・・・・・泳動管、４・・・・・・ポリアクリルア
ミドゲル。 ６．１０・・・・・・電極槽、１２．１４・・・・・・
電解液、１６・・・・・・泳動電源、１８・・・・・・
アルゴンレーザ、２０・・・・・・ビームエクスパンダ
、２４・・・・・・集光レンズ、２６・・・・・・対物
レンズ、２８・・・・・・蛍光光用干渉フィルタ、３０
・・・・・・集光レンズ、３２・・・・・・マスク、３
４．４４・・・・・光検出器、３８・・・・・・サンプ
ル、４０゜４２・・・・・放物面鏡。
Claims (1)
- （１）ゲルが充填された細管状泳動管を垂直方向に設置
し、泳動管の両端を電解液に浸して検体を泳動管中に電
気泳動させ、泳動管の終端部分の検出部に励起光ビーム
を照射し、その検出部からの蛍光を蛍光検出系で測定す
る電気泳動分析装置において、励起光ビームを検出部に
照射する励起光学系は、励起光ビームを泳動管の終端側
から泳動管の軸方向に入射させるように構成されている
ことを特徴とする細管式電気泳動分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063759A JP2833119B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 細管式電気泳動分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063759A JP2833119B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 細管式電気泳動分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264859A true JPH03264859A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2833119B2 JP2833119B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13238641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2063759A Expired - Fee Related JP2833119B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 細管式電気泳動分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833119B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6224733B1 (en) | 1991-02-28 | 2001-05-01 | Hitachi, Ltd. | DNA detector and DNA detection method |
| JP2007509324A (ja) * | 2003-10-16 | 2007-04-12 | アドバンスド フルイディックス ラボラトリーズ， エルエルシー | 診断デバイス用のマルチレンズ光アセンブリ |
| JP2007198845A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Hitachi High-Technologies Corp | キャピラリ電気泳動装置及び電気泳動方法 |
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| US8012327B2 (en) | 2006-01-16 | 2011-09-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Capillary electrophoresis apparatus and electrophoresis method |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2063759A patent/JP2833119B2/ja not_active Expired - Fee Related
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