JPS61155732A - 電気泳動パタ−ンの認識装置 - Google Patents
電気泳動パタ−ンの認識装置Info
- Publication number
- JPS61155732A JPS61155732A JP59280892A JP28089284A JPS61155732A JP S61155732 A JPS61155732 A JP S61155732A JP 59280892 A JP59280892 A JP 59280892A JP 28089284 A JP28089284 A JP 28089284A JP S61155732 A JPS61155732 A JP S61155732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- light
- light receiving
- pattern
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
- G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means
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、化学物質の分析として用いられる電気泳動後
のオートラジオグラフィーフィルム上の電気泳動パター
ンの認識装置に関するものである。
のオートラジオグラフィーフィルム上の電気泳動パター
ンの認識装置に関するものである。
ゲル電気泳動は化学物質の定性などの分析手段として、
微量物質の分析や多種類の混合物の分離・精製などに有
用であり、広範に利用されている。
微量物質の分析や多種類の混合物の分離・精製などに有
用であり、広範に利用されている。
例えば、核酸塩基の決定方法として、次のように利用さ
れているマキサム・ギルバート法やディプオキ・シ法な
と−の方法により、各々が放射性同位酋素により標識さ
れ一端が同じでもう一端が同じ塩基種で切断されな鎖長
の異るＤＮＡ断片の混合物を、４つの塩基種（アデニン
、ブアニン、シトシン、チミン）についてそれぞれ作成
し、これらを別々のレーンにおいて同時にゲル電気泳動
を行う。電気泳動を行った後には、印加電圧や泳動時間
に従って鎖長の短いＤＮＡ断片程泳動が行われ、各断片
に分離が行われる。即ち、泳動後のゲル上には、−次元
を末端の塩基種、二次元をＤＮＡ断片の鎖長として展開
が行われている。このゲルをＸ線フィルム上にオートラ
ジオグラフを行うとフィルム上に展開されたＤＮＡ断片
に従って不透明なパターンが得られ、このパターンを鎖
長の短い方から順に、即ち泳動距離が長い方がら順にそ
の塩基種を目で読みとることにより、核酸の塩基配列決
定が行われている。
れているマキサム・ギルバート法やディプオキ・シ法な
と−の方法により、各々が放射性同位酋素により標識さ
れ一端が同じでもう一端が同じ塩基種で切断されな鎖長
の異るＤＮＡ断片の混合物を、４つの塩基種（アデニン
、ブアニン、シトシン、チミン）についてそれぞれ作成
し、これらを別々のレーンにおいて同時にゲル電気泳動
を行う。電気泳動を行った後には、印加電圧や泳動時間
に従って鎖長の短いＤＮＡ断片程泳動が行われ、各断片
に分離が行われる。即ち、泳動後のゲル上には、−次元
を末端の塩基種、二次元をＤＮＡ断片の鎖長として展開
が行われている。このゲルをＸ線フィルム上にオートラ
ジオグラフを行うとフィルム上に展開されたＤＮＡ断片
に従って不透明なパターンが得られ、このパターンを鎖
長の短い方から順に、即ち泳動距離が長い方がら順にそ
の塩基種を目で読みとることにより、核酸の塩基配列決
定が行われている。
従来、上述のように、フィルム上の電気泳動パターンを
目で読みとることにより解析が行われているが、核酸塩
基配列などのような膨大な１の分析を行うためには、長
時間の人手を要し、また間違いを起こすことも多い。こ
のため、デジタイザー上にフィルムをのせ、入力用ペン
によってフィルム上の電気泳動パターンを順になぞって
いくこトニヨってコンピュータに直接入力する方法のも
のもあるが、パターンの判断は人間が行わねばならず、
大きな省力化にはつながっていない。
目で読みとることにより解析が行われているが、核酸塩
基配列などのような膨大な１の分析を行うためには、長
時間の人手を要し、また間違いを起こすことも多い。こ
のため、デジタイザー上にフィルムをのせ、入力用ペン
によってフィルム上の電気泳動パターンを順になぞって
いくこトニヨってコンピュータに直接入力する方法のも
のもあるが、パターンの判断は人間が行わねばならず、
大きな省力化にはつながっていない。
この外、デンシトメータのようなフィルム上の電気泳動
パターンを一次元または二次元的にスキャンすることに
よりフィルム上の電気泳動パターンを認識する装置が用
いられることもあるが、ゲル電気泳動では、ゲルの平面
上で電圧の印加方向と直角に電位の分布が見られるため
、しばしば電気泳動が直線状ではなく電位の分布に従っ
て曲線状に行われることがあり（スマイリング）、その
ため−次元的なスキャンでは正確な電気泳動パターンが
得られなかったり、二次元的なスキャンでは時間がかか
り、また後のデータ処理に時間を必要とするなどの問題
があった。
パターンを一次元または二次元的にスキャンすることに
よりフィルム上の電気泳動パターンを認識する装置が用
いられることもあるが、ゲル電気泳動では、ゲルの平面
上で電圧の印加方向と直角に電位の分布が見られるため
、しばしば電気泳動が直線状ではなく電位の分布に従っ
て曲線状に行われることがあり（スマイリング）、その
ため−次元的なスキャンでは正確な電気泳動パターンが
得られなかったり、二次元的なスキャンでは時間がかか
り、また後のデータ処理に時間を必要とするなどの問題
があった。
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされ
たもので、その要旨とするところは、光源部と、フィル
ム上の電気泳動パターンの一次元配列に直交するように
配列された複数の受光素子を具備する受光部と、前記フ
ィルム又は前記受光部を前記泳動パターンの一次元配列
の方向に沿って移動させるための駆動手段と、受光部か
らの電気泳動パターンの信号を記憶し処理するデータ処
理部と、処理された前記信号を表示するための表示部と
から成る電気泳動パターンの認識装置にある。
たもので、その要旨とするところは、光源部と、フィル
ム上の電気泳動パターンの一次元配列に直交するように
配列された複数の受光素子を具備する受光部と、前記フ
ィルム又は前記受光部を前記泳動パターンの一次元配列
の方向に沿って移動させるための駆動手段と、受光部か
らの電気泳動パターンの信号を記憶し処理するデータ処
理部と、処理された前記信号を表示するための表示部と
から成る電気泳動パターンの認識装置にある。
本発明の装置は例えば、第１図に示すような主要部を具
備するものであって、（１）は光源部、（２）はスリッ
ト、（３）は複数の受光素子を具備する受光部、（４）
は信号変換処理回路、（５）はフィルム、（６）はフィ
ルム駆動ローラである。本発明においては美に、図示し
ていないが、受光部（→から信号変換処理回路を経て得
られる信号を記憶し、処理するデータ処理部及び表示部
を有するものである。
備するものであって、（１）は光源部、（２）はスリッ
ト、（３）は複数の受光素子を具備する受光部、（４）
は信号変換処理回路、（５）はフィルム、（６）はフィ
ルム駆動ローラである。本発明においては美に、図示し
ていないが、受光部（→から信号変換処理回路を経て得
られる信号を記憶し、処理するデータ処理部及び表示部
を有するものである。
光源部（１）から出射した光（７）がフィルム（５）に
より透過または反射して得られた光信号（８）を、フィ
ルム上の電気泳動パターン（９）の−次元配列方向に対
しほぼ直角の方向に並ぶ複数の受光素子を有する受光部
（３）によって受光し、この時の一次元配列した各受光
素子の光量をそれぞれ幣Ｉ気信号変換回路（４）により
電気信号に変換し、データ処理部に記憶し、該受光部（
３）をフィルム（５）上の電気泳動バタふ 一ン（９）の−次配列方向に駆動するか、もしくは、フ
ィルムを該受光部（３）に対してフィルム上の電気泳動
パターン（９）の−次元配列方向に駆動することにより
、この泳動フィルム上の泳動パターンの光量分布電気信
号に変換した二次元データを収集し、データ処理部にお
いて、以下の様にして処理することによってフィルム上
の電気泳動パターン認識を行なう。
より透過または反射して得られた光信号（８）を、フィ
ルム上の電気泳動パターン（９）の−次元配列方向に対
しほぼ直角の方向に並ぶ複数の受光素子を有する受光部
（３）によって受光し、この時の一次元配列した各受光
素子の光量をそれぞれ幣Ｉ気信号変換回路（４）により
電気信号に変換し、データ処理部に記憶し、該受光部（
３）をフィルム（５）上の電気泳動バタふ 一ン（９）の−次配列方向に駆動するか、もしくは、フ
ィルムを該受光部（３）に対してフィルム上の電気泳動
パターン（９）の−次元配列方向に駆動することにより
、この泳動フィルム上の泳動パターンの光量分布電気信
号に変換した二次元データを収集し、データ処理部にお
いて、以下の様にして処理することによってフィルム上
の電気泳動パターン認識を行なう。
まず各ステップでの一次元配列した受光素子の光量より
、泳動バンドの黒さを示す代表値を求める。
、泳動バンドの黒さを示す代表値を求める。
次にフィルムの泳動パターンの一次元配列方向に沿った
、各ステップの代表値を処理し、次いで処理された信号
を表示部で表示してフィルム上の電気泳動パターン認識
を行なう。
、各ステップの代表値を処理し、次いで処理された信号
を表示部で表示してフィルム上の電気泳動パターン認識
を行なう。
表示部として、例えば、ディスプレイ装置、プリント装
置などが用いられる。
置などが用いられる。
本発明に依ると、電気泳動パターンが曲線状に認識が可
能となる。
能となる。
光源部（１）は、白色の平行光（例えばハロゲンランプ
光をレンズ系を介して平行光としたもの）（７）をフィ
ルム（５）面に対してほぼ垂直に入光させる。
光をレンズ系を介して平行光としたもの）（７）をフィ
ルム（５）面に対してほぼ垂直に入光させる。
フィルムで泳動方向に対し垂直な一次元的透過光（８）
を得る為、フィルムと発光部の間に、スリット（２）を
配置し、泳動方向に垂直な中ｌＯμｍ＝１０００μｍ程
度の一次元光束（７）とする。−次元透過光パターン（
８）は、１次元光束（７）と同軸上に一次元的に配置さ
れた複数の受光素子（例えばフォトダイオード、フォト
トランジスタ、ＣＣＤなど）を具備する受光部（８）に
よって入射光の光強度を電気信号（電流変換）に変換し
、電流−電圧変換項中器、ＡＤコンバーター等の信号変
換処理回路（４）を介して、データ処理部に入力、記録
する。一方フイルムは、フィルム駆動ローラー（６）（
これらは、シンクロモータ、ステッピングモータ等の駆
動手段により駆動される）によって泳動方向とほぼ同方
向に駆動される。−次元透過光パターンは、各ステップ
ごとにデータ処理部に記録され、後述する通り各ステッ
プごとの処理の後、フィルム全体のデータ処理を行なっ
てフィルム上の電気泳動パターンの位置を認識する。
を得る為、フィルムと発光部の間に、スリット（２）を
配置し、泳動方向に垂直な中ｌＯμｍ＝１０００μｍ程
度の一次元光束（７）とする。−次元透過光パターン（
８）は、１次元光束（７）と同軸上に一次元的に配置さ
れた複数の受光素子（例えばフォトダイオード、フォト
トランジスタ、ＣＣＤなど）を具備する受光部（８）に
よって入射光の光強度を電気信号（電流変換）に変換し
、電流−電圧変換項中器、ＡＤコンバーター等の信号変
換処理回路（４）を介して、データ処理部に入力、記録
する。一方フイルムは、フィルム駆動ローラー（６）（
これらは、シンクロモータ、ステッピングモータ等の駆
動手段により駆動される）によって泳動方向とほぼ同方
向に駆動される。−次元透過光パターンは、各ステップ
ごとにデータ処理部に記録され、後述する通り各ステッ
プごとの処理の後、フィルム全体のデータ処理を行なっ
てフィルム上の電気泳動パターンの位置を認識する。
第２図に従ってデータ処理手順を説明する。
第２図は、本発明の電気泳動パターンの認識装置のデー
タ処理方式を示す説明図である。
タ処理方式を示す説明図である。
■（左側）が電気泳動フィルムであり、フィルム駆動方
向に対し傾斜した電気泳動パターンを示す。
向に対し傾斜した電気泳動パターンを示す。
■は、泳動パターンに沿って描かれた基準線。■、■は
２つの泳動試料の電気泳動パターンの一部である。■（
右側）の最上部数字は、受光素子番号。
２つの泳動試料の電気泳動パターンの一部である。■（
右側）の最上部数字は、受光素子番号。
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは左側の泳動パターンの泳動方向に垂直
な方向の４回の入力ステップで得られた、各受光素子の
出カバターンで、■′、■′、■′は左側の■、■、■
の泳動パターンに対応した出カバターンである。破線■
、■は設定された閾値レベル。
な方向の４回の入力ステップで得られた、各受光素子の
出カバターンで、■′、■′、■′は左側の■、■、■
の泳動パターンに対応した出カバターンである。破線■
、■は設定された閾値レベル。
（１）フィルム上に電気泳動の泳動方向に沿って基準線
を印す（１−■）この時、基準線と泳動パターン（！−
■、■）は常＃ζ一定距離を保つ様にする。
を印す（１−■）この時、基準線と泳動パターン（！−
■、■）は常＃ζ一定距離を保つ様にする。
（１：）基準線と各試料の泳動パターンの位置（４＋で
示した）の受光素子番号の間隔を記録しておく。
示した）の受光素子番号の間隔を記録しておく。
（注１）
第２図では、■の試料は５〜１１ ’・・・・・・・
・・ｂ、〜ｂｔｔとおく■の試料は１２〜１８ ・・・・・・・・・ＣＩａ〜Ｃ１８とおく（１１ｉ）各
ステップごとに基準線のピークを示す受光素子番号を検
出する。（注２） ｎ−Ａステップでは１Ｖｋｌａ・・・・・・ａとおく。
・・ｂ、〜ｂｔｔとおく■の試料は１２〜１８ ・・・・・・・・・ＣＩａ〜Ｃ１８とおく（１１ｉ）各
ステップごとに基準線のピークを示す受光素子番号を検
出する。（注２） ｎ−Ａステップでは１Ｖｋｌａ・・・・・・ａとおく。
４Ｖ）ａ＋ｂｓからａ＋ｂｔ、及びａ＋ｃ＋ｇからａ＋
ｃｌＢまでの受光素子出力から、このステップにおける
■。
ｃｌＢまでの受光素子出力から、このステップにおける
■。
■の試料の泳動パターンの透過光強度を算出する。
例えば、ａ＋ｂ６からａ＋ｂｔｔの６個の受光素子出力
の平均値をこのパターンの透過強度としてもよいし、こ
の中の最大値をパターンの透過光強度としても良い。
の平均値をこのパターンの透過強度としてもよいし、こ
の中の最大値をパターンの透過光強度としても良い。
Ｍ各ステップごとに算出された各泳動試料の透過（注１
） 実際のフィルム上の距離と受光素子間隔から算出しても
良いし、一度フイルムパターンを入力し、ｎ−Ａステッ
プの様に間隔を明瞭に判断できるものから決定しても良
い。
） 実際のフィルム上の距離と受光素子間隔から算出しても
良いし、一度フイルムパターンを入力し、ｎ−Ａステッ
プの様に間隔を明瞭に判断できるものから決定しても良
い。
（注２）
基準線側の受光素子から出力値を検出してゆき、あらか
じめ適当な値に設定しておいた閾値を超えた場合につき
、その素子の前後の素子の出力値と比較し、極小値であ
ればピークとする。
じめ適当な値に設定しておいた閾値を超えた場合につき
、その素子の前後の素子の出力値と比較し、極小値であ
ればピークとする。
（注３）
各ステップごとに算出された、各試料の泳動パターンの
透過光強度を比較し、極小値を与えるステップを泳動パ
ターンの位置とする。
透過光強度を比較し、極小値を与えるステップを泳動パ
ターンの位置とする。
本装置を用いることによって、フィルム上の電気泳動パ
ターンの認識を短時間のうちに、労力なしに、正確に行
うことができる。特に核酸塩基配列の決定のように、膨
大な数のパターンを読みとっていかなければならないよ
うなときにはその効果は大きく、化学物質の分析に対す
る寄与は大きい。
ターンの認識を短時間のうちに、労力なしに、正確に行
うことができる。特に核酸塩基配列の決定のように、膨
大な数のパターンを読みとっていかなければならないよ
うなときにはその効果は大きく、化学物質の分析に対す
る寄与は大きい。
第１図は本発明の電気泳動パターンの認識装置の主要部
を示す斜視図、第２図は本発明のデータ処理方式を示す
説明図である。 （１）・・・・・・光源部、（３）・・・・・・受光部
、（４）・・・・・・信号変換処理［ｔ、（５）・・・
・・・フィルム、（６）・・・・・・フィルム駆動ロー
ラ。
を示す斜視図、第２図は本発明のデータ処理方式を示す
説明図である。 （１）・・・・・・光源部、（３）・・・・・・受光部
、（４）・・・・・・信号変換処理［ｔ、（５）・・・
・・・フィルム、（６）・・・・・・フィルム駆動ロー
ラ。
Claims (1)
- （１）光源部と、フィルム上の電気泳動パターンの一次
元配列に直交するように配列された複数の受光素子を具
備する受光部と、前記フィルム又は前記受光部を前記泳
動パターンの一次元配列の方向に沿って移動させるため
の駆動手段と、受光部からの電気泳動パターンの信号を
記憶し処理するデータ処理部と、処理された前記信号を
表示するための表示部とから成る電気泳動パターンの認
識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59280892A JPS61155732A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 電気泳動パタ−ンの認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59280892A JPS61155732A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 電気泳動パタ−ンの認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155732A true JPS61155732A (ja) | 1986-07-15 |
Family
ID=17631393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59280892A Pending JPS61155732A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 電気泳動パタ−ンの認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155732A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100368A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Hitachi Ltd | 電気泳動装置 |
| JPS63229365A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | Shimadzu Corp | 塩基配列決定方法 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59280892A patent/JPS61155732A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100368A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Hitachi Ltd | 電気泳動装置 |
| JPS63229365A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | Shimadzu Corp | 塩基配列決定方法 |
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