JPS61194363A - 核酸断片検出装置 - Google Patents

核酸断片検出装置

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JPS61194363A
JPS61194363A JP60034360A JP3436085A JPS61194363A JP S61194363 A JPS61194363 A JP S61194363A JP 60034360 A JP60034360 A JP 60034360A JP 3436085 A JP3436085 A JP 3436085A JP S61194363 A JPS61194363 A JP S61194363A
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JP
Japan
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nucleic acid
scintillator
gel
rays
acid fragment
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JP60034360A
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English (en)
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Tamotsu Shimada
保 嶋田
Hideki Kanbara
秀記 神原
Yoshinori Harada
義則 原田
Kenichi Watabe
健一 渡部
Jiro Tokita
鴇田 二郎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44717Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/44721Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means
    • G01N27/44726Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means using specific dyes, markers or binding molecules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/14Heterocyclic carbon compound [i.e., O, S, N, Se, Te, as only ring hetero atom]
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、核酸の塩基配列決定装置に係り、特に高感度
で高速に核酸の塩基配列の決定を行なうことができる、
核酸断片検出装置に関する。
〔発明の背景〕
従来、核酸の塩基配列決定は、例えばマキサム・ギルバ
ート法(メソード イン エンジモロジ−(Metho
ds in Engymology)  65. pp
、495−701)により行なわれてきた。この方法で
は、まず放射性同位体でJ/fA識された核酸を化学的
に断片化した後、電気泳動法にて、長さの異なる核酸断
片をガラス板で挾まれたゲル支持体中で分子量層に整列
させる。そして、ゲル支持体をガラス板よりはがし、こ
のオートラジオグラムを撮ることで放射性核酸断片を含
む泳動帯の検出を行ない、核酸の塩基配列を決定する。
ここで、従来技術による核酸断片の塩基配列決定法につ
いて、図面に基づいて説明する。第7図は従来の核酸断
片の電気泳動装置の構造を示す斜視図である。同図に示
すごとく、2枚のガラス板3に挾まれた核酸断片の泳動
分離用ゲル2、その泳動分離用ゲル2の両端を浸す電極
液槽1、および直流電源6で構成される。そして、放射
性同位体(例えば12P)で標識された核酸断片試料を
、泳動分離用ゲル2の負極側スロット5に供給し、ゲル
長あたり40 V / cs程度の電圧Evで泳動させ
ると、同一分子量を持つ核酸断片は、それぞれ泳動帯4
を形成しつつ負極より正極に向い、分子量の対数にほぼ
反比例した移動度で泳動する。この核酸断片の泳動帯4
の泳動パターンから、核酸塩基の分子量類の配列を決定
する。
この時、パターンを読みとるために、既にのべたように
オートラジオグラムを撮る方法が一般的に行なわれてい
る。オートラジオグラムでは放射性同位体で標識された
核酸が微量であるために、X線フィルムへの転写に長時
間(50時間以上)を要する問題点がある。
さらに、上記オートラジオグラムの問題点を補なうため
に、核酸断片からのβ線を直接検出し、高速化を計る方
法が考えられている。すなわち、電気泳動装置の断面図
を第8図に示すが、泳動されてくる核酸断片4が検出器
30を通過した時のβ線を検出することにより、オート
ラジオグラムを不要とし、高速化を図ろうとするもので
ある。
同図かられかるようにこの方法では検出器30に入射す
るβ線は検出器側だけとなり、S/N良く計測するには
長時間を要する。また、2個の検出器30.31を使っ
てガラス板3に対して両側から計測することにより、入
射するβ線は2倍になるが、第7図の紙面に垂直な方向
についてのβ線は計測できない部分として残る。
以下、本発明について詳細に説明するが、関連した電気
泳動装置として「ディスク電気泳動セット」 (科学機
器総覧’ 84/’ 85 p 、 1096)がある
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消し、
より高速に核酸塩基の配列を決定するために、筒形状の
泳動分離用ゲルをとりかこむ環状のシンチレータからな
る核酸断片検出装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、従来のオートラジオグラムが核酸断片から放
射されるβ線の一部を利用しているにすぎないという問
題点を解消するために発明したものである。さらに、従
来から考えられているβ線直接検出方法においても核酸
VJr片からのβ線を十分に検出していないという問題
点を本発明により解消しようとするものである。
そこで本発明では、核酸断片を筒形状のゲル中を泳動さ
せ、このゲルの周囲に円盤状のシンチレータを設けるこ
とにより、工酸断片から放射されるβ線をもれなく(効
果的に)検出することができる。これにより従来のオー
トラジオグラムと比較して高感度の計測が可能となり、
高速に核酸の塩基配列を決定することができる。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の一実施例を図面によって説明する。
第1図は本発明の一例である円柱形状ゲル10と円盤形
状シンチレータ11の構造を示す説明図である。この場
合、核酸断片12はゲル10の中を分子量の順序に泳動
するが、核酸断片に標識した放射性同位体からのβ線を
シンチレータ11によって蛍光に変換し、2次電子増倍
光電管13で光電変換し、電流として検出する。
第2図は円柱形状ゲル10と円盤形状シンチレータ11
の関係を示す断面図である。円柱形状ゲル10はガラス
管14で成形するが、核酸断片12からのβ線は、この
ガラス管で減衰する。そこでβ線をシンチレータ11に
放射させるために、同図のようにシンチレータ11の部
分のみを、たとえばフィルム15で構成する。これによ
り、核酸断片12が電気泳動されてシンチレータ11を
通過する時のβ線を検出することが可能となる。
ゲル10は、たとえばアクリルアミドの濃度が8〜12
%のもので、形状は直径が0.5 m〜5■程度の円柱
で良い。ガラス管14は上記ゲル10を成形するパイプ
で内径0.5 vn〜5 mm 、厚さ2rmが適当で
ある。フィルム15はゲル支持体としての強度を有し、
かつβ線を十分、透過する材料であれば良く、たとえば
ポリエステル樹脂が適当である。シンチレータ11はβ
線に対する感度が高く、かつ放射性同位体(たとえば3
2P)の最大エネルギ1.7MeVを吸収し、漏れ出る
β線がないような、けい光発光する材料として、たとえ
ば厚み10mのプラスチックシンチレータが適当である
。また、プラスチックシンチレータは光透過性があるた
めに、たとえばアルミニウムの薄膜でカバーをし、外来
光を遮へいし、かつ蛍光は逃がすことなく2次電子増倍
光電管13へ導くようにする。これにより1円柱ゲル1
0を泳動されてくる核酸断片12からのβ線を泳動方向
と直角な視野360°にわたって、計測することができ
る。
ところで第2図におけるガラス管14とフィルム15の
構成方法の詳細を第3図で説明する。まず、ポリエステ
ル樹脂を第3図(a)のようなチューブに加工する。そ
してガラス管14の内面にフィルムチューブ115を接
着することによりパイプを形成することができる。この
場合、シンチレータ11の厚みが検出部のスリット巾に
なるが、核酸断片の厚みと間隔を考慮すると、シンチレ
ータの厚みは0.5 〜21w+が適当である。
さらに第4図に示すようにシンチレータ11の内面を、
たとえばシリコン16でコーティングすれば、簡単な構
成でシンチレータ11とガラス管14を組合せることが
できる。
次に上記1円柱ゲルとシンチレータによる電気泳動と検
出方法を第5図で説明する。ガラス管14で成形した円
柱ゲル10は一端が上部泳動槽1内の溶液中にあり、他
端は下部泳動槽1′内に接している。この上、下泳動槽
に直料電圧を印加すると、各円柱ゲルに供給した核酸断
片12は、第5図のように負極から正極に向って電気泳
動する。この核酸試料からのβ線はシンチレータ11を
通過するときに、シンチレータにより蛍光に変換される
ので、2次電子増倍光電管13とパルス計数回路20に
より、核酸断片が検出できる。
第1図の実施例では1本の円柱形状ゲル10に対して1
個の円盤状のシンチレータ11で核酸断片12を計測す
る方法であるが、第6図の実施例に示すように複数のシ
ンチレータ11.11’ を設けることにより、新たな
検出上のメリットが生じる。たとえば、同一の核酸断片
12からのβ線は2個のシンチレータ11.11’ に
より2倍のカウント数を得ることができるので、微量な
核酸断片の計測に有効である。さらに第3図で説明した
ようにシンチレータ11の厚さを変えることによって等
価的にスリット巾が変えられる。そこでシンチレータ1
1と11′を異なる厚さで構成すれば、高い空間分解能
と高感度の計測が同一の核酸断片12について一挙に可
能となる。
ところで、第1図〜第6図の実施例では、ゲルとして円
柱形状で説明したが、角柱でも同様の効果を得ることが
できる。また角柱ゲルの場合、シンチレータの内周形状
は角型の方が円型よりも構成が簡単であるが、外周は光
の伝送損失を考慮すれば、円型であることが望ましい。
一方、本発明による筒形状のゲルは、従来の平板型ゲル
と比較して熱拡散性が良好であるために、温度不均一に
よる泳動パターンの歪みが生じ難いという特徴を有する
。これによりβ線の直接検出方式における泳動パターン
の歪み補正のsgを解消し得る可能性がある。
また、第5図ではシンチレータ1]と検出器13の下部
にガラス管14で電極液槽1′に接しているが、本発明
によれば、下部のガラス’P?14は無くても横ねない
。すなわち、泳動される核酸断片は検出器を通過した時
に、その存在が計測されパルス計数回路20に記憶され
ているので、核酸断片は直接、電極液槽1′に流しこむ
ことができる。これにより、従来、オートラジオグラム
7をとるために、核酸断片はゲル上に展開される必要が
あったが、本発明によれば、分子量販に泳動される核酸
断片をゲルの長さと無関係に大量の解析が可能となる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したごとく、本発明によれば。
核酸断片からのβを広い立体角で計測できるので。
解析の信頼性が大巾に向上する。さらに、大量のβ線を
計測できることにより、従来と等しいβ線のカウント数
が短時間で得られるので、検出の高速化が実現する。ま
た、核酸断片を作る前処理系が不安定なために、少量の
断片しか得られない場合には得られるβ線も少ないが、
本発明によれば、上記のような少量の断片に対しても、
信頼性の高い計測が可能である6
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による円柱ゲルと円盤シンチレータの関
係の説明図、第2図は円柱ゲルと円盤シンチレータの構
造の説明断面図、第3.第4図は本発明による円柱ゲル
と円盤シンチレータの構成の説明図、第5図は本発明に
よるゲル、検出器と電気泳動装置の構成図、第6図は本
発明による複数受光器の検出装置の構成図、第7.第8
図は従来の核酸の塩基配列決定方法の説明図である。 10・・・円柱形状ゲル、11・・・円盤形状シンチレ
ータ、12・・核酸断片、13・・・2次電子増倍光電
管、14・・・ガラス管、15・・・フィルム、16・
・・アルミニウムはく。 7−−へ、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、核酸断片を、泳動分離用ゲルを用いた電気泳動槽で
    、分子量順に分離して核酸の塩基配列を決定する核酸断
    片検出装置において、複数個の筒形状のゲル、ゲル支持
    体およびβ線検出器を設けることを特徴とする核酸断片
    検出装置。 2、該β線検出器が環状のシンチレータと受光器で構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の核酸断片検出装置。 3、該シンチレータの取付部分の該ゲル支持体に薄膜窓
    を設けることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    核酸断片検出装置。 4、該薄膜窓に隔膜を設けることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項および第3項記載の核酸断片の検出装置。 5、該薄膜窓として該シンチレータに高分子材料でコー
    ティングすることを特徴とする特許請求の範囲第1項お
    よび第3項記載の核酸断片検出装置。 6、該シンチレータを遮光材料で被覆することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項および第2項記載の核酸断片
    検出装置。 7、該受光器を複数、設けることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項ないし第6項記載の核酸断片検出装置。
JP60034360A 1985-02-25 1985-02-25 核酸断片検出装置 Pending JPS61194363A (ja)

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