JPH07190934A - Transilluminator for observing electrophoretic gel - Google Patents

Transilluminator for observing electrophoretic gel

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Publication number
JPH07190934A
JPH07190934A JP5330423A JP33042393A JPH07190934A JP H07190934 A JPH07190934 A JP H07190934A JP 5330423 A JP5330423 A JP 5330423A JP 33042393 A JP33042393 A JP 33042393A JP H07190934 A JPH07190934 A JP H07190934A
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JP
Japan
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filter
visible light
fluorescence
light
nucleic acid
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Pending
Application number
JP5330423A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Okamoto
尚志 岡本
Nobuko Yamamoto
伸子 山本
Masahiro Kawaguchi
正浩 川口
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5330423A priority Critical patent/JPH07190934A/en
Publication of JPH07190934A publication Critical patent/JPH07190934A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need of protection against ultraviolet rays by irradiating an absorbing filter, which can transmit the visible light in the exciting wavelength range of a visible light exciting fluorescent dye, with a visible light at a specified incident angle and then irradiating an electrophoretic gel, subjected to dyeing with a visible light exciting fluorescent dye, with a visible light of predetermined wavelength passed through the filter. CONSTITUTION:Light from a visible light source 1 passes through a condenser lens 4, a heat absorbing filter 7, and an ND filter 5 and then reflected on a mirror 6 to enter into an exciting filter 2 at an incident angle of about 90+ or -20 deg.. The filter 2 passes a light in such wavelength region as exciting the visible light exciting fluorescent dye without lapping over the wavelength region for fluorescent observation. When the light impinges on an electrophoretic get placed on the cover glass for the filter 2, the visible light exciting fluorescent dye which has dyed the nucleic acid in the gel is excited. The nucleic acid is detected by observing and measuring the fluorescence. This constitution eliminates adverse effect on the human body because ultraviolet rays are not employed in the measurement.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は蛍光染色した核酸電気泳
動ゲルを観察するための励起光として可視光を使用した
トランスイルミネーターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transilluminator using visible light as excitation light for observing a fluorescently stained nucleic acid electrophoretic gel.

【0002】[0002]

【従来の技術】アガロースゲルやポリアクリルアミドゲ
ル中で核酸を電気泳動し、複数の核酸を分離し、これを
蛍光法により観察する方法は一般に以下の手順によって
行なわれる。 (1)核酸(通常は二本鎖核酸)を制限酵素等によって
適当な長さに切断する。 (2)切断した核酸をアガロースゲル電気泳動、あるい
はポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離する。 (3)ゲルをエチジュウムブロマイド(以下EBと略
記)溶液に浸し染色する。 (4)ゲルを適当な洗液で洗浄し余剰のEBを洗い流
す。 (5)ゲル中の染色された核酸から発生する蛍光を観察
する。
2. Description of the Related Art A method of electrophoresing a nucleic acid in an agarose gel or a polyacrylamide gel to separate a plurality of nucleic acids and observing the nucleic acids by a fluorescence method is generally performed by the following procedure. (1) Nucleic acid (usually double-stranded nucleic acid) is cut to an appropriate length with a restriction enzyme or the like. (2) The cleaved nucleic acid is separated by agarose gel electrophoresis or polyacrylamide gel electrophoresis. (3) The gel is dipped in an ethidium bromide (hereinafter abbreviated as EB) solution and stained. (4) The gel is washed with an appropriate washing liquid to wash off excess EB. (5) Observe the fluorescence generated from the stained nucleic acid in the gel.

【0003】EBによって核酸が染色される機構はEB
が二本鎖核酸の塩基対間にインターカレートするためと
いわれている。インターカレートした結果、EBからの
蛍光は数十倍に増強しバックグラウンドと区別して検出
することが可能となる。
The mechanism of nucleic acid staining by EB is EB
Is said to intercalate between the base pairs of the double-stranded nucleic acid. As a result of intercalation, the fluorescence from EB is enhanced several tens of times and can be detected separately from the background.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとしている課題】上記のEBを用い
た従来技術は以下に示す問題点を有する。 (1)EBの吸収は紫外領域(核酸の有無にかかわらず
吸収極大は290nm)にあるために蛍光観察時の励起
光として紫外線を用いる必要がある。従って、市販され
ている核酸の電気泳動ゲル観察用の光源装置、いわゆ
る、トランスイルミネーターの光源は紫外線ランプであ
る。しかしながら、紫外線を光源とするトランスイルミ
ネーターにおいては、観察者は観察時に紫外線を浴びる
ことになるために、保護眼鏡、保護マスク、保護手袋等
の着用が必要となり、それらの着脱に煩わしさが発生す
るばかりでなく、写真撮影等の作業に支障を来す場合も
ある。また、保護具を着用したとしても紫外線を完全に
防ぐことができるわけではないので、観察者は紫外線の
影響から完全に免れることは出来ない。 (2)EBは核酸にインターカレートしていない遊離の
状態でも蛍光を発生するので、ゲルの洗浄操作が必要に
なる。また洗浄操作によってもゲルからEBを完全に洗
いだすことができないので、バックグラウンドを完全に
拭い去ることは出来ない。そこで、核酸が小量で核酸に
インターカレートしたEBの量も少ないと、核酸にイン
ターカレートしたEBと、遊離のEBとの間の蛍光の差
が小さく、バックグランドの蛍光に対して観測すべき蛍
光が明瞭とならず、高感度での観測が困難となる場合も
多い。
The prior art using the above EB has the following problems. (1) Since the absorption of EB is in the ultraviolet region (absorption maximum is 290 nm regardless of the presence or absence of nucleic acid), it is necessary to use ultraviolet light as excitation light during fluorescence observation. Therefore, the light source device for observing commercially available nucleic acid electrophoretic gels, that is, the so-called transilluminator light source is an ultraviolet lamp. However, in a transilluminator using an ultraviolet ray as a light source, the observer is exposed to the ultraviolet ray at the time of observation, so it is necessary to wear protective glasses, a protective mask, protective gloves, etc. Not only that, but it may interfere with the work such as taking pictures. Further, even if the protective equipment is worn, it is not possible to completely prevent the ultraviolet rays, so that the observer cannot completely avoid the influence of the ultraviolet rays. (2) Since EB emits fluorescence even in a free state where it is not intercalated with nucleic acid, washing operation of the gel is required. Further, the EB cannot be completely washed out from the gel even by the washing operation, so that the background cannot be completely wiped off. Therefore, when the amount of EB intercalated in the nucleic acid is small and the amount of EB intercalated in the nucleic acid is small, the difference in fluorescence between the EB intercalated in the nucleic acid and the free EB is small, and the background fluorescence is observed. In many cases, the fluorescence that should be obtained is not clear and observation with high sensitivity is difficult.

【0005】このような問題は、励起光として可視光を
利用し、二本鎖核酸にインターカレートした際の蛍光増
大がより大きい可視光励起型蛍光色素やそれを利用した
核酸の検出法あるいは装置により解決できると考えられ
るが、従来においては実用的な可視光を励起光として利
用する可視光励起型蛍光色素や該色素を用いた核酸検出
方法または装置は未だ提供されていないのが現状であ
る。
[0005] Such a problem is that visible light is used as excitation light, and a visible light-excitable fluorescent dye having a large increase in fluorescence when intercalated into a double-stranded nucleic acid and a method or apparatus for detecting nucleic acid using the same Although it is considered that the problem can be solved by the above, the present situation is that the conventional method has not yet provided a visible light-excitable fluorescent dye that uses practical visible light as excitation light, and a method or apparatus for detecting nucleic acid using the dye.

【0006】本発明の目的は、ゲル中に電気泳動で展開
した核酸の可視光励起型蛍光色素による染色の検出に用
いる電気泳動ゲル観察用トランスイルミネーターを提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a transilluminator for observing an electrophoretic gel, which is used for detecting staining of a nucleic acid developed in a gel by electrophoresis with a visible light excitation type fluorescent dye.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電気泳動ゲル観
察用トランスイルミネーターは、核酸染色用の可視光励
起型蛍光色素の励起波長領域の可視光が透過可能な吸収
フィルターと、該フィルターに対して90度±20度の
入射角で可視光を照射する光学的手段と、該フィルター
を透過した特定波長の可視光を前記可視光励起型蛍光色
素により染色した電気泳動ゲルに照射する手段とを有す
ることを特徴とする。
The transilluminator for observing an electrophoretic gel of the present invention comprises an absorption filter capable of transmitting visible light in the excitation wavelength region of a visible light excitation type fluorescent dye for staining nucleic acid, and Optical means for irradiating visible light at an incident angle of 90 ° ± 20 °, and means for irradiating the electrophoretic gel dyed with the visible light-exciting fluorescent dye with visible light of a specific wavelength transmitted through the filter. It is characterized by

【0008】本発明のトランスイルミネーターの有する
励起光用の吸収フィルター(励起光用フィルター)の透
過波長領域は、蛍光の観察波長領域と重複しないこのが
好ましい。また、本発明のトランスイルミネーターに
は、必要に応じて、蛍光観察用の吸収フィルター(蛍光
用フィルター)が設けられていても良い。
It is preferable that the transmission wavelength region of the absorption filter for excitation light (excitation light filter) that the transilluminator of the present invention has does not overlap with the observation wavelength region of fluorescence. Further, the transilluminator of the present invention may be provided with an absorption filter for fluorescence observation (fluorescence filter), if necessary.

【0009】[0009]

【作用】本発明のトランスイルミネーターにおいては蛍
光染色を行う色素の励起光として可視光を用いるので、
EBでの染色のように紫外光を避けるための処置を施す
必要がない。
In the transilluminator of the present invention, visible light is used as the excitation light for the dye that performs fluorescent staining,
There is no need to take any measures to avoid UV light as with EB staining.

【0010】また、励起光の波長領域を厳密に制御でき
るので、染色用色素の特性を十分に引き出した感度良い
蛍光の観察が可能である。
Further, since the wavelength region of the excitation light can be strictly controlled, it is possible to observe fluorescence with good sensitivity, which brings out the characteristics of the dye for dyeing sufficiently.

【0011】[0011]

【実施例】図1に本発明のトランスイルミネータの一実
施例の主要部を示す。図1(a)は装置の平面図であ
り、光源等が配置された部分の外装部分を省略した図で
ある。また、図1(b)は装置の側面図であり、側面の
外装パネルを省略して内部機構を表わした図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a main part of an embodiment of the transilluminator of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the device, and is a diagram in which an exterior portion of a portion where a light source and the like are arranged is omitted. Further, FIG. 1B is a side view of the apparatus, and is a view showing an internal mechanism with an exterior panel on the side surface omitted.

【0012】この装置は、可視光を発生する光源1と、
該光源からの可視光をカバーガラス下に設けられた励起
光用フィルター2と、該励起光用フィルターに光源1か
らの光を照射する光学系とを有する。光源1としては、
所望とする波長領域を含む可視光を発生できるものであ
れば制限なく利用できるが、例えばハロゲンランプ、タ
ングステンランプ等紫外光を発生しない光源が好まし
い。
This device comprises a light source 1 for generating visible light,
It has an excitation light filter 2 provided under the cover glass with visible light from the light source, and an optical system for irradiating the excitation light filter with light from the light source 1. As the light source 1,
Any light source that can generate visible light including a desired wavelength range can be used without limitation, but a light source that does not generate ultraviolet light, such as a halogen lamp or a tungsten lamp, is preferable.

【0013】励起光用フィルター2としては、染色に用
いられる可視光励起型蛍光色素を励起でき、かつ蛍光観
察(観測)用の波長領域と重複しない波長領域を透過す
るものが好適に使用され、厳密な波長選択性、透過波長
領域における高透過性、遮蔽波長領域における高遮蔽性
という点から、干渉フィルターが好ましい。干渉フィル
ターには入射光の入射角によって波長特性に影響を受け
ることが知られている。すなわち、斜入射の角度が大き
くなるに従ってフィルターの波長特性は短波長側にシフ
トする。その度合いは、フィルターの構成、膜の材質等
によって一概には言えないが、一般的には、入射角をθ
とすると(1−cosθ)に比例する。短波長シフトの
度合いは励起効率を考えると基本波長の5%以内、望ま
しくは2%以内、すなわち、入射角(90度)のズレが
約20度以内、出来得れば10度以内が望ましい。
As the excitation light filter 2, a filter capable of exciting a visible light excitation type fluorescent dye used for dyeing and transmitting a wavelength region which does not overlap with a fluorescence observation (observation) wavelength region is preferably used. An interference filter is preferable from the viewpoint of excellent wavelength selectivity, high transmittance in the transmission wavelength region, and high shielding property in the shielding wavelength region. It is known that the interference filter is affected by the wavelength characteristics depending on the incident angle of incident light. That is, the wavelength characteristic of the filter shifts to the short wavelength side as the angle of oblique incidence increases. The degree cannot be generally stated depending on the filter configuration, film material, etc., but generally the incident angle is θ
Is proportional to (1-cos θ). Considering the excitation efficiency, the degree of the short wavelength shift is within 5% of the fundamental wavelength, preferably within 2%, that is, the deviation of the incident angle (90 degrees) is within about 20 degrees, and preferably within 10 degrees.

【0014】本発明のトランスイルミネーターでは光源
からの光を上記の入射角で励起用フィルター2を照射す
るための光学系が設けられている。図示した装置におい
ては、コンデンサレンズ4とミラー6の組合せを有する
光学系により、励起光用フィルター2への光源1からの
可視光の入射角が90度±20度に制御されるようにな
っている。しかしながら、この光学系は、図示した例に
限定されず、目的とする入射角が得られるものであれば
種々の構成のものが利用できる。
The transilluminator of the present invention is provided with an optical system for irradiating the excitation filter 2 with the light from the light source at the above incident angle. In the illustrated apparatus, the incident angle of visible light from the light source 1 to the excitation light filter 2 is controlled to 90 ° ± 20 ° by the optical system having the combination of the condenser lens 4 and the mirror 6. There is. However, this optical system is not limited to the illustrated example, and various configurations can be used as long as the desired incident angle can be obtained.

【0015】また、EBを用いた紫外線励起の観察に使
用するトランスイルミネーターの場合では光源として細
長い水銀ランプチューブを必要な本数並列してこれを電
気泳動ゲルに照射するのが一般的であるが、可視光励起
の場合にはこのタイプの光源では、あらゆる方向性を有
する光がフィルターに到達して、フィルターの波長分別
能に悪影響を与えるので好ましくない。そこで、本発明
の装置においては励起光用フィルターの特性を有効に利
用できるように上述の構成の光学系が用いられており、
この点において紫外光を用いるトランスイルミネーター
と構造的に大きく異なる。
In the case of a transilluminator used for observing ultraviolet excitation using EB, it is general to arrange a required number of elongated mercury lamp tubes as a light source in parallel and irradiate the electrophoresis gel. In the case of visible light excitation, this type of light source is not preferable because light having any direction reaches the filter and adversely affects the wavelength separation ability of the filter. Therefore, in the device of the present invention, the optical system having the above-mentioned configuration is used so that the characteristics of the excitation light filter can be effectively used,
In this respect, it is structurally significantly different from the transilluminator using ultraviolet light.

【0016】光源の明るさも十分な感度が得られるもの
であればどのようなものでも構わないが、特に肉眼観察
の条件を最適化するために調光回路や、光路中に図示し
たようなNDフィルター5を挿入できる構造を有してい
ることが望ましい。また、ランプの種類、あるいは、明
るさによっては、赤外線によって熱が発生して、励起光
用フィルター、あるいは、装置全体、もしくは、カバー
ガラス上に置いた電気泳動ゲルに対して悪影響を与える
おそれがある場合には、必要に応じて図示したように光
路中に熱吸収フィルター7を挿入することが望ましい。
The brightness of the light source may be any as long as sufficient sensitivity can be obtained, but especially for optimizing the conditions of the naked eye observation, a light control circuit or an ND as shown in the optical path. It is desirable to have a structure into which the filter 5 can be inserted. In addition, depending on the type of lamp or the brightness, infrared rays may generate heat, which may adversely affect the excitation light filter, the entire device, or the electrophoretic gel placed on the cover glass. In some cases, it may be desirable to insert a heat absorption filter 7 in the optical path as shown, if desired.

【0017】励起光用フィルター2は、電気泳動ゲル
(電気泳動で展開された核酸を含む)中の核酸を染色し
ている(核酸にインターカレートしている)可視光励起
型蛍光色素の励起に必要な波長の可視光を透過するもの
で、染色に用いられる可視光励起型蛍光色素の光学特性
に応じて透過波長の範囲が設定される。この透過波長の
範囲は、核酸を染色している色素を効果的に励起でき、
かつ励起光自体が励起により発生する蛍光の観察の障害
とならないように設定される。例えば、図2(a)、
(b)に示すような光学特性の可視光励起型蛍光色素を
用いた場合、蛍光スペクトルの極大を示す波長yを含む
波長領域を蛍光観察用の波長領域に選定した場合、励
起光の吸収スペクトルの好ましくは極大吸収波長xを含
み、波長領域と重複しない波長領域を励起光用フィ
ルターの透過波長範囲とする。
The excitation light filter 2 excites a visible light excitation type fluorescent dye that stains (intercalates with nucleic acid) nucleic acid in an electrophoretic gel (including nucleic acid developed by electrophoresis). It transmits visible light of a required wavelength, and the range of transmission wavelength is set according to the optical characteristics of the visible light excitation type fluorescent dye used for dyeing. This transmission wavelength range can effectively excite the dye that stains the nucleic acid,
In addition, the excitation light itself is set so as not to obstruct the observation of the fluorescence generated by the excitation. For example, in FIG.
When a visible light excitation type fluorescent dye having optical characteristics as shown in (b) is used and a wavelength range including a wavelength y showing the maximum of the fluorescence spectrum is selected as a wavelength range for fluorescence observation, the absorption spectrum of the excitation light Preferably, the wavelength range that includes the maximum absorption wavelength x and does not overlap with the wavelength range is set as the transmission wavelength range of the excitation light filter.

【0018】高感度の蛍光観察のためには、励起光用の
フィルターの透過波長領域の透過率が80%以上、望ま
しくは90%以上、遮蔽波長領域の透過率が0.01〜
0.001%、望ましくは、0.001〜0.0001
%もしくはそれ以下が適当である。
For highly sensitive fluorescence observation, the transmittance of the excitation light filter in the transmission wavelength region is 80% or more, preferably 90% or more, and the transmittance in the shielding wavelength region is 0.01 to
0.001%, preferably 0.001-0.0001
% Or less is suitable.

【0019】カバーガラス上に置いた電気泳動ゲルに特
定波長領域の可視光を励起光用フィルター2を通して照
射すると、ゲル内の核酸にインターカレートしている可
視光励起型蛍光色素が励起され蛍光が生じる。この蛍光
を観察、あるいは測定することで核酸の検出が行われ
る。
When the electrophoretic gel placed on the cover glass is irradiated with visible light in a specific wavelength region through the excitation light filter 2, the visible light excitation type fluorescent dye intercalated in the nucleic acid in the gel is excited and fluorescence is emitted. Occurs. Nucleic acid is detected by observing or measuring this fluorescence.

【0020】例えば、EBによる核酸の染色における蛍
光観察では、励起光が紫外線なので人間の目にはみえ
ず、観察者は可視領域の蛍光をそのまま観察できる。ま
た、例えば、ポラロイド667(ポラロイド社製)等の
写真撮影用フィルムも紫外領域に分光感度がないのでそ
のまま蛍光を撮影することができる。これに対して、励
起光として可視光を用いる場合には、先に述べたように
そのままでは、励起光の影響で蛍光の観察が困難とな
る。
For example, in fluorescence observation in nucleic acid staining with EB, since the excitation light is ultraviolet light, it is invisible to the human eye, and the observer can observe fluorescence in the visible region as it is. Further, for example, a film for photography such as Polaroid 667 (manufactured by Polaroid Co., Ltd.) also has no spectral sensitivity in the ultraviolet region, and therefore fluorescence can be photographed as it is. On the other hand, when visible light is used as the excitation light, it becomes difficult to observe the fluorescence as it is as described above due to the influence of the excitation light.

【0021】そこで、本発明の装置における蛍光の観察
は、蛍光用フィルターを介して行なう。この蛍光用フィ
ルターの透過波長領域は、電気泳動ゲル中の核酸の染色
に用いた可視光励起型蛍光色素の光学特性に応じて設定
されるが、先に述べたように励起光用フィルターの透過
波長領域とこの蛍光用フィルターの透過波長領域が重複
しないようにこれらの透過波長領域が設定されることが
好ましい。
Therefore, the observation of fluorescence in the apparatus of the present invention is carried out through the fluorescence filter. The transmission wavelength range of this fluorescence filter is set according to the optical characteristics of the visible light excitation type fluorescent dye used for staining the nucleic acid in the electrophoretic gel. It is preferable that these transmission wavelength regions are set so that the regions and the transmission wavelength regions of this fluorescence filter do not overlap.

【0022】この蛍光用フィルターにも、厳密な波長選
択性、透過波長領域における高透過性及び遮蔽波長領域
における高遮蔽性という点から、干渉フィルターが好適
に用いられる。
An interference filter is also suitably used for this fluorescent filter because of its strict wavelength selectivity, high transparency in the transmission wavelength region, and high shielding property in the shielding wavelength region.

【0023】この蛍光用フィルターをセットする位置
は、蛍光染色された核酸を肉眼で観察する場合には(光
源から観察者に向う光線の方向に対して)ゲルの直後が
望ましい。その際には励起光が観測に悪影響を与えない
ように、励起光の漏れを防止するカバーを設けることが
必要である。また、写真撮影する場合には基本的には撮
影レンズにフィルターをセットすればよいが、その場合
でも上記のようにゲルの直後にフィルターが別にセット
されているほうが望ましい。
The position where the fluorescence filter is set is preferably immediately after the gel (with respect to the direction of the light beam from the light source toward the observer) when the fluorescently stained nucleic acid is observed with the naked eye. In that case, it is necessary to provide a cover for preventing the leakage of the excitation light so that the excitation light does not adversely affect the observation. Further, when taking a picture, basically, a filter may be set on the taking lens, but even in that case, it is preferable that another filter is set immediately after the gel as described above.

【0024】なお、この蛍光用フィルターはトランスイ
ルミネーターの一部として装着されていても良いし、観
察時に随時用いるようにしてもよい。
The fluorescent filter may be mounted as a part of the transilluminator, or may be used at any time during observation.

【0025】蛍光フィルターの透過率は、高感度の蛍光
観察のために、励起光用のフィルターと同様に、透過波
長領域の透過率が80%以上、望ましくは90%以上、
遮蔽波長領域の透過率が0.01〜0.001%、望ま
しくは、0.001〜0.0001%もしくはそれ以下
が適当である。
The transmittance of the fluorescent filter is 80% or more, preferably 90% or more, as in the case of the excitation light filter, in order to observe fluorescence with high sensitivity.
The transmittance in the shielding wavelength region is 0.01 to 0.001%, preferably 0.001 to 0.0001% or less.

【0026】蛍光フィルターを通して電位泳動ゲル中に
展開された核酸の蛍光像を肉眼で観察することができ
る。また、カメラによる写真撮影も可能となり、更に蛍
光フィルターを透過した光の適当な波長での強度をセン
サーにより検知し、電気的な信号などに変換して計測す
ることもできる。
The fluorescent image of the nucleic acid developed in the electrophoretic gel through the fluorescent filter can be visually observed. In addition, it is possible to take a picture with a camera, and it is also possible to detect the intensity of the light transmitted through the fluorescence filter at an appropriate wavelength with a sensor and convert it into an electrical signal or the like for measurement.

【0027】更に、励起光用あるいは蛍光用フィルター
のカットオフ波長の設定は、使用する紫外光励起型蛍光
色素の光学特性に応じて行われるが、核酸にインターカ
レートした場合に吸収波長(励起波長)がシフトするも
のである場合には、このシフトの幅を考慮してカットオ
フ波長の設定を行なう。
Further, the cutoff wavelength of the excitation light or fluorescence filter is set according to the optical characteristics of the ultraviolet light excitation type fluorescent dye to be used, but when it is intercalated with nucleic acid, the absorption wavelength (excitation wavelength) ), The cutoff wavelength is set in consideration of the width of this shift.

【0028】本発明の装置を用いた核酸の電気泳動ゲル
の蛍光染色による観察に用いる可視光励起型蛍光色素と
しては、励起光が可視光であり、あつ励起光の波長領域
が蛍光野は長領域と重複しない、あるいは重複しても励
起光の波長領域と蛍光観察の波長領域とを励起光用及び
蛍光用の光学フィルターによって分離できるものであれ
ば特に制限なく利用できる。
As the visible light excitation type fluorescent dye used for the observation by fluorescence staining of the electrophoretic gel of nucleic acid using the device of the present invention, the excitation light is visible light, and the wavelength region of the hot excitation light is the long region of the fluorescent field. It is possible to use without particular limitation as long as it does not overlap with, or even if it overlaps, the wavelength range of excitation light and the wavelength range of fluorescence observation can be separated by optical filters for excitation light and fluorescence.

【0029】そのような色素としては、例えば本願出願
人による特願昭5−227204号の請求項1〜12に
記載のピリリウム塩またはピリリウム類似塩が利用で
き、後述の参考例1にそれらの内の代表例が挙げられて
いる。この参考例1の化合物1の色素は、吸収極大が4
0nm長波長側にシフトするもので、それに適合するよ
うにフィルターのカットオフ波長を設定した。また、こ
の色素はストークスシフトが65nmと大きいもので、
励起光と蛍光との重複部分も少なく、フィルターの透過
波長領域と蛍光用フィルターの透過波長領域の設定も容
易でありを蛍光観察に特に有用である。また、この色素
は、遊離の場合、全く蛍光を発生しないか、あるいは、
EBに比較してごく弱い蛍光しか発生しない。さらに、
弱い蛍光を発生したとしても、核酸にインターカレート
した時の蛍光の増大が最大で約400倍と大きいので、
感度の良い観察が可能となる。
As such a dye, for example, a pyrylium salt or a pyrylium-similar salt described in claims 1 to 12 of Japanese Patent Application No. 227204/1993 by the present applicant can be used. The representative examples are listed. The dye of Compound 1 of Reference Example 1 has an absorption maximum of 4
The cut-off wavelength of the filter was set so that it would shift to the 0 nm long wavelength side. Also, this dye has a large Stokes shift of 65 nm,
There is little overlap between the excitation light and the fluorescence, and the transmission wavelength region of the filter and the transmission wavelength region of the fluorescence filter can be easily set, which is particularly useful for fluorescence observation. Also, this dye, when free, does not fluoresce at all, or
It emits only weak fluorescence as compared with EB. further,
Even if weak fluorescence is generated, the maximum increase in fluorescence when intercalated with nucleic acid is about 400 times, so
It enables highly sensitive observation.

【0030】以下本発明のトランスイルミネーターを用
いた電気泳動ゲルにおける核酸の蛍光像の観察の一例に
ついて参考例を用いて説明する。
An example of observing a fluorescent image of nucleic acid in an electrophoretic gel using the transilluminator of the present invention will be described below with reference to a reference example.

【0031】参考例1(色素の合成) 無水酢酸100mlと濃硫酸30mlとを冷却しながら
混合し、得られた混合液をウォーターバスで80℃に保
ちながら3時間加温した。そこに無水酢酸20ml、p
−ジメチルアミノアセトフェノン30mlを室温下で加
え、その後45℃に温度を上昇させて24時間攪拌し反
応させた。この反応液に等量のエタノールを加え、冷却
し、更にヨウ化カリウム水溶液を加えると粗結晶が析出
した。この粗結晶を濾過により回収し、エタノール/エ
ーテル混合液(容量比、1:4)で再結晶させて、2,
4−ビス(p−メチルアミノフェニル)−6−メチルピ
リリウム アイオダイド(化合物1)の緑色の結晶を得
た。化合物1の構造
Reference Example 1 (Synthesis of Dye) 100 ml of acetic anhydride and 30 ml of concentrated sulfuric acid were mixed while being cooled, and the resulting mixed liquid was heated for 3 hours while being kept at 80 ° C. in a water bath. 20 ml of acetic anhydride, p
-Dimethylaminoacetophenone (30 ml) was added at room temperature, the temperature was then raised to 45 ° C, and the mixture was stirred for 24 hours for reaction. To this reaction solution, an equal amount of ethanol was added, cooled, and an aqueous potassium iodide solution was further added to precipitate crude crystals. The crude crystals were collected by filtration and recrystallized with an ethanol / ether mixture (volume ratio, 1: 4) to give 2,
Green crystals of 4-bis (p-methylaminophenyl) -6-methylpyrylium iodide (Compound 1) were obtained. Structure of compound 1

【0032】[0032]

【化1】 化合物1の分析結果: 融点:254〜257℃ UV/可視(CH3CN ε×10-4)λmax :444
nm(2.43)、540nm(8.24) NMR(1H、DMSO)δppm:8.3737(1H、
s)、8.2729(1H、d、J=9.0Hz)、
8.1795(1H、d、J=9.0Hz)、7.88
64(1H、s)、6.9117(4H、t、JAB=J
BC=9.77)、3.1829(6H、s)、3.13
40(6H、s)、2.6809(3H、s) FAB mass m/z 333 IR(KBr)νcm-1:1645、1610(s
h)、1580(s)、1490(s)、1270、1
200、1160 参考例2(検出例) 光源として300Wのハロゲンランプを、励起光用フィ
ルターとして図3、4に示す光学特性の干渉フィルター
を用い、装置内の光学系により、励起用フィルターへの
光源からの光束の入射角を90度(入射角のズレが7度
以内)となるように制御した図1の構成の装置を作成し
た。
[Chemical 1] Analysis result of compound 1: Melting point: 254-257 ° C. UV / visible (CH 3 CN ε × 10 −4 ) λ max: 444
nm (2.43), 540 nm (8.24) NMR ( 1 H, DMSO) δ ppm: 8.3737 (1 H,
s), 8.2729 (1H, d, J = 9.0 Hz),
8.1795 (1H, d, J = 9.0Hz), 7.88
64 (1H, s), 6.9117 (4H, t, J AB = J
BC = 9.77), 3.1829 (6H, s), 3.13
40 (6H, s), 2.6809 (3H, s) FAB mass m / z 333 IR (KBr) νcm −1 : 1645, 1610 (s
h), 1580 (s), 1490 (s), 1270, 1
Reference example 2 (detection example) A 300 W halogen lamp is used as a light source, an interference filter having optical characteristics shown in FIGS. 3 and 4 is used as an excitation light filter, and a light source for the excitation filter is provided by an optical system in the apparatus. An apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was prepared in which the incident angle of the light beam from was controlled to be 90 degrees (the deviation of the incident angle was within 7 degrees).

【0033】ついで、二本鎖核酸として、DNAサイズ
マーカー λ/HindIII −φX174/HaeIII
消化物(TOYOBO社製)のアガロース電気泳動を常
法により行ない、核酸が展開されたゲルを参考例1の方
法に従って製造した可視光励起型蛍光色素(化合物1)
の0.1mg/l溶液に10分間浸し染色した。その後
ゲルを水で約5秒洗浄し、表面の水をかるく拭ってから
上記トランスイルミネーターのカバーガラス上に載せ、
光源からの光を励起光用フィルターを介して照射した。
Then, as a double-stranded nucleic acid, a DNA size marker λ / HindIII-φX174 / HaeIII
Visible light excitation type fluorescent dye (Compound 1) prepared by performing agarose electrophoresis of a digested product (manufactured by TOYOBO Co., Ltd.) by a conventional method and producing a gel in which nucleic acid was developed according to the method of Reference Example 1.
It was dipped in a 0.1 mg / l solution of 10 minutes for 10 minutes for staining. After that, wash the gel with water for about 5 seconds, wipe the surface of the gel gently, and place it on the cover glass of the transilluminator,
The light from the light source was applied through the excitation light filter.

【0034】図5、図6に示す蛍光用フィルターを装着
したカメラで写真撮影を行なった結果、最少で0.01
〜0.1ngの二本鎖核酸が存在すると計算されるバン
ドまでが観察された。これは後述するEBを用いた場合
に比較して、低濃度溶液での染色、短時間染色、実質的
には未洗浄であるにもかかわらず2桁以上高感度であ
る。
As a result of taking a photograph with a camera equipped with the fluorescent filter shown in FIGS.
Up to a band was calculated where ~ 0.1 ng of double stranded nucleic acid was present. This is more sensitive than the case of using EB, which will be described later, by two orders of magnitude or more, although it is dyed with a low-concentration solution, dyed for a short time, and substantially unwashed.

【0035】なお、本実施例で使用した蛍光色素の吸収
極大と、蛍光極大は二本鎖核酸存在下でそれぞれ、58
0nm、645nmであり、これらの波長に適合するよ
うに励起フィルター、蛍光フィルターを製作した。
The absorption maximum and the fluorescence maximum of the fluorescent dye used in this example are 58 and 58% respectively in the presence of the double-stranded nucleic acid.
The wavelengths are 0 nm and 645 nm, and an excitation filter and a fluorescence filter were manufactured so as to be compatible with these wavelengths.

【0036】上記の色素は二本鎖核酸中にインターカレ
ートすると吸収極大が40nm長波長側にシフトするも
ので、それに適合するようにフィルターのカットオフ波
長を設定した。
When the above dye is intercalated in the double-stranded nucleic acid, the absorption maximum shifts to the long wavelength side of 40 nm, and the cutoff wavelength of the filter was set to match it.

【0037】比較例 電気泳動までは実施例と全く同じ処理をしたアガロース
ゲルをEBの0.5mg/l溶液に45分間浸して染色
した。ついで、水に浸して20分間洗浄した後、表面の
水を軽く拭ってから市販のEB用トランスイルミネータ
ーを用いて写真撮影を行なった結果、最少で10ngの
二本鎖核酸が存在すると計算されるバンドまでしか観察
されなかった。
Comparative Example Up to electrophoresis, an agarose gel treated in exactly the same manner as in Example was immersed in a 0.5 mg / l solution of EB for 45 minutes for staining. Then, after immersing in water and washing for 20 minutes, the surface water was lightly wiped and then a photograph was taken using a commercially available transilluminator for EB. As a result, it was calculated that a minimum of 10 ng of double-stranded nucleic acid was present. The band was only observed.

【0038】なお、このEBを用いた方法は代表的な指
導書であるモレキュラークローニングに記載されている
方法をそのまま実施したものである。また、結果も同書
に記載されているものとほぼ同じものであった。
The method using this EB is the same as the method described in the molecular cloning which is a typical instruction manual. The results were also almost the same as those described in the same book.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の可視光励起用トランスイルミネ
ーターを用いることによって、従来の方法、及び装置を
使用する場合に較べて、高感度な核酸観察が可能となっ
た。
EFFECTS OF THE INVENTION By using the transilluminator for exciting visible light of the present invention, it becomes possible to observe nucleic acid with high sensitivity as compared with the case of using the conventional method and apparatus.

【0040】また、可視光励起なので従来法では問題で
あった紫外線の人体に対する悪影響を回避することがで
き、また保護具等を使用する煩わしさを解消することが
できた。
Further, since it is excited by visible light, it is possible to avoid the adverse effect of ultraviolet rays on the human body, which has been a problem in the conventional method, and it is possible to eliminate the troublesomeness of using a protector or the like.

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

【図1】励起光として可視光を利用する本発明のトラン
スイルミネーターの構造を示す図であり、(a)は外装
パネルを一部省略して内部機構を示した平面図、(b)
は側面の外装パネルを省略して内部機構を示した側面図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a transilluminator of the present invention which uses visible light as excitation light, (a) is a plan view showing an internal mechanism with a part of an exterior panel omitted, and (b).
FIG. 3 is a side view showing an internal mechanism with a side exterior panel omitted.

【図2】励起光用フィルターの透過波長領域の設定方法
を説明するための図であり、(a)は励起波長領域と蛍
光波長領域が重複しない場合を、(b)は励起波長領域
と蛍光波長領域が重複する場合をそれぞれ示す。
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of setting a transmission wavelength region of a filter for excitation light, where (a) shows a case where the excitation wavelength region and the fluorescence wavelength region do not overlap, and (b) shows an excitation wavelength region and the fluorescence wavelength region. The case where wavelength regions overlap is shown.

【図3】参考例2で用いた励起光用フィルターの透過波
長領域を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a transmission wavelength region of an excitation light filter used in Reference Example 2.

【図4】参考例2で用いた励起光用フィルターの遮蔽波
長領域を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a shield wavelength region of a filter for excitation light used in Reference Example 2.

【図5】参考例2で用いた蛍光用フィルターの透過波長
領域を示した図である。
5 is a diagram showing a transmission wavelength region of a fluorescence filter used in Reference Example 2. FIG.

【図6】参考例2で用いた蛍光用フィルターのの遮蔽波
長領域を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a shielding wavelength region of a fluorescence filter used in Reference Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 カバーガラス付き励起用フィルター 3 排気ファン 4 コンデンサーレンズ 5 NDフィルター 6 ミラー 7 熱吸収フィルター 1 Light source 2 Excitation filter with cover glass 3 Exhaust fan 4 Condenser lens 5 ND filter 6 Mirror 7 Heat absorption filter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 核酸染色用の可視光励起型蛍光色素の励
起波長領域の可視光が透過可能な吸収フィルターと、該
フィルターに対して90度±20度の入射角で可視光を
照射して該フィルターを透過した特定波長の可視光を前
記可視光励起型蛍光色素により染色した電気泳動ゲルに
照射するための光学的手段とを有することを特徴とする
電気泳動ゲル観察用トランスイルミネーター。
1. An absorption filter capable of transmitting visible light in the excitation wavelength region of a visible light excitation type fluorescent dye for staining nucleic acid, and irradiating the filter with visible light at an incident angle of 90 ° ± 20 °. A transilluminator for observing an electrophoretic gel, comprising: an optical means for irradiating the electrophoretic gel stained with the visible light excitation fluorescent dye with visible light of a specific wavelength that has passed through the filter.
【請求項2】 前記吸収フィルターの透過波長領域が、
前記可視光励起型蛍光色素の蛍光を観測する際に利用す
る蛍光波長領域と重複しないものである請求項1に記載
の電気泳動ゲル観察用トランスイルミネーター。
2. The transmission wavelength range of the absorption filter is
The transilluminator for observing an electrophoretic gel according to claim 1, which does not overlap with a fluorescence wavelength region used when observing fluorescence of the visible light excitation type fluorescent dye.
【請求項3】 前記蛍光観察に利用する蛍光波長領域の
可視光を透過する蛍光用吸収フィルターを、電気泳動ゲ
ルの観察位置に有する請求項1または2に記載の電気泳
動ゲル観察用トランスイルミネーター。
3. The transilluminator for observing an electrophoretic gel according to claim 1, which has an absorption filter for fluorescence that transmits visible light in a fluorescence wavelength region used for the fluorescence observation at an observation position of the electrophoretic gel. .
JP5330423A 1993-12-27 1993-12-27 Transilluminator for observing electrophoretic gel Pending JPH07190934A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002500753A (en) * 1997-03-07 2002-01-08 クレア ケミカル リサーチ エルエルシー Fluorescence detection using visible light
CN104646314A (en) * 2015-02-02 2015-05-27 南昌大学 Method for screening LED core particles
CN108120758A (en) * 2017-12-01 2018-06-05 珠海黑马医学仪器有限公司 Specific band visible ray electrophoresis apparatus

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