JPS6162843A - 螢光検出型電気泳動装置 - Google Patents
螢光検出型電気泳動装置Info
- Publication number
- JPS6162843A JPS6162843A JP59167812A JP16781284A JPS6162843A JP S6162843 A JPS6162843 A JP S6162843A JP 59167812 A JP59167812 A JP 59167812A JP 16781284 A JP16781284 A JP 16781284A JP S6162843 A JPS6162843 A JP S6162843A
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- Japan
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- excitation light
- gel
- fluorescence detection
- detection type
- fluorescence
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ＤＮＡあるいはＲＮ Ａなど生体関連物質の
分離・検出を行なう装置、特に、蛍光を検出することに
よりこれら物質の塩基配列など構造解析を行なう蛍光検
出型電気泳動装置に関するものである。
分離・検出を行なう装置、特に、蛍光を検出することに
よりこれら物質の塩基配列など構造解析を行なう蛍光検
出型電気泳動装置に関するものである。
ＤＮＡなどを構成する塩基の配列決定には、従来、放射
性リン（ｊ２Ｐ）でラベルする手ａ；が広く用いられて
いる。（蛋白質・核酸・酵素Ｖｏ１．：１２゜Ｐ１８２
（１９７８） ）放射性ラベルを用いる方法では、構
造決定しようとするｒ）ＮＡなとの片方の末端を３２ｐ
でラベルした後、制限酵素によって各塩基の部所に特異
的な化学反応を起こさせて切断する。
性リン（ｊ２Ｐ）でラベルする手ａ；が広く用いられて
いる。（蛋白質・核酸・酵素Ｖｏ１．：１２゜Ｐ１８２
（１９７８） ）放射性ラベルを用いる方法では、構
造決定しようとするｒ）ＮＡなとの片方の末端を３２ｐ
でラベルした後、制限酵素によって各塩基の部所に特異
的な化学反応を起こさせて切断する。
この化学反応の反応率をコントロールすることにより、
末端に３２ｐを含み種々の長さを持ち、かつ、切断端に
特定の塩基を持つフラグメン１−（断片）を作製するこ
とができる。これらは電気泳動により分離され、写真乾
板などにより検出される。この手法では放射性元素を使
用せねばならない難点があり、放射性元素に代わり蛍光
体でラベルし、光学的に検出する方法が検討されている
（昭和５８年度科学研究費補助金研究成果報告集：昭和
５９年；３月、ＰＰ２Ｏ−２５参照）。蛍光体を用いた
場合にはバックグランドをいかに減少させるか、および
いかに効率良く蛍光体の付加したＤＮＡなどを励起する
かが大きな問題点である。
末端に３２ｐを含み種々の長さを持ち、かつ、切断端に
特定の塩基を持つフラグメン１−（断片）を作製するこ
とができる。これらは電気泳動により分離され、写真乾
板などにより検出される。この手法では放射性元素を使
用せねばならない難点があり、放射性元素に代わり蛍光
体でラベルし、光学的に検出する方法が検討されている
（昭和５８年度科学研究費補助金研究成果報告集：昭和
５９年；３月、ＰＰ２Ｏ−２５参照）。蛍光体を用いた
場合にはバックグランドをいかに減少させるか、および
いかに効率良く蛍光体の付加したＤＮＡなどを励起する
かが大きな問題点である。
蛍光体が付加したＩ）Ｎ Ａバンドを光で励起し、発す
る蛍光を検出するには、第１図（ａ）、（ｂ）に示した
ような方法が行なわれる。すなわち、励起光源６Ａを出
た光は、ガラス板］Ａを通過し、ゲル部３に照射される
。更にガラス板１ Ｔ３を通過して外部に放出される。
る蛍光を検出するには、第１図（ａ）、（ｂ）に示した
ような方法が行なわれる。すなわち、励起光源６Ａを出
た光は、ガラス板］Ａを通過し、ゲル部３に照射される
。更にガラス板１ Ｔ３を通過して外部に放出される。
ゲル部３の励起光路中に蛍光体を付加したｌ〕Ｎ バッ
クグランドがあると、光によってフラグメン１−が励起
され蛍光を発し、検出器７Ａで検出される。
クグランドがあると、光によってフラグメン１−が励起
され蛍光を発し、検出器７Ａで検出される。
しかし、この方法では泳動路に光源を備えるか、ミラー
等髪用いて分割して各バンドを照射する必要がある。こ
のため、１つのバンド当りの励起光呈が減少する雛点が
ある。また、蛍光体製付加したＩ） Ｎ Ａ以Ａに、泳
動ゲルを保持したガラス等による反射光および蛍光がバ
ックグランドを与えてしまい高感度測定ができない難点
があった。
等髪用いて分割して各バンドを照射する必要がある。こ
のため、１つのバンド当りの励起光呈が減少する雛点が
ある。また、蛍光体製付加したＩ） Ｎ Ａ以Ａに、泳
動ゲルを保持したガラス等による反射光および蛍光がバ
ックグランドを与えてしまい高感度測定ができない難点
があった。
本発明の目的は、−」−記課題を解決するためになされ
たもので、バックグランドを少なくし、かつ、いくつも
の励起光源を使うことなく、１つの光源でいくつもＤＮ
Ａなどのバンドを励起し得る蛍光検出型電気泳動装置を
提供するものである。
たもので、バックグランドを少なくし、かつ、いくつも
の励起光源を使うことなく、１つの光源でいくつもＤＮ
Ａなどのバンドを励起し得る蛍光検出型電気泳動装置を
提供するものである。
バックグランドは、主にゲルを保持している両側のガラ
ス板から出る蛍光および散乱光とゲル自身の発する蛍光
である。そこで、本発明はガラス起因のバックグランド
除去を目的とし、そのため゛ に入射励起光を二枚のガ
ラス板のすき間からゲル平面に沿って入射させ、蛍光を
光路と垂直方向から検出する点に特徴がある。これによ
り、ガラス部で発生する蛍光を減じると共に散乱による
バックグランド増加を防いでいる。
ス板から出る蛍光および散乱光とゲル自身の発する蛍光
である。そこで、本発明はガラス起因のバックグランド
除去を目的とし、そのため゛ に入射励起光を二枚のガ
ラス板のすき間からゲル平面に沿って入射させ、蛍光を
光路と垂直方向から検出する点に特徴がある。これによ
り、ガラス部で発生する蛍光を減じると共に散乱による
バックグランド増加を防いでいる。
以下、本発明を実施例により説明する。
第２図および第３図は本発明による電気泳動装置を模式
的に示した図であり、それぞれ横断面図と正面図である
。
的に示した図であり、それぞれ横断面図と正面図である
。
２枚の−ＩＺ板ＩＡ、、’Ｉｎは、２枚のスペーサー２
Ａ、２１１によって一定距離だけへたてられて平行に保
持されている。ここで、平板１Ａとスペーサー２’Ａ、
２１３は励起光に対して透明であり、平板ＩＢは透明で
も不透明でもよい。平板ＩＡ。
Ａ、２１１によって一定距離だけへたてられて平行に保
持されている。ここで、平板１Ａとスペーサー２’Ａ、
２１３は励起光に対して透明であり、平板ＩＢは透明で
も不透明でもよい。平板ＩＡ。
１１］とスペーサー２Ａ、２Ｂで囲まれた空間にはポリ
アクリルアミドあるいはアガロースゲル３が満たされて
いる。平板ＩＡ、ｉ、Ｂの−Ｌ下端には、それぞれ緩衝
液槽を介して２つの電極１１Ａ。
アクリルアミドあるいはアガロースゲル３が満たされて
いる。平板ＩＡ、ｉ、Ｂの−Ｌ下端には、それぞれ緩衝
液槽を介して２つの電極１１Ａ。
１１■３が取り付けられており、両者の間には試料に泳
動力を！ｉえるための泳動駆動電源１２がつながれてい
る。第３図では試料は一］−下方向に泳動する。
動力を！ｉえるための泳動駆動電源１２がつながれてい
る。第３図では試料は一］−下方向に泳動する。
泳動槽内に試料を゛注入すると試料は分子の大きさの順
序で、小さいものほど早°く泳動される。泳動は等電位
線にほぼ垂直な泳動路に沿っておこる。
序で、小さいものほど早°く泳動される。泳動は等電位
線にほぼ垂直な泳動路に沿っておこる。
すなわち、いろいろな大きさの分子を含む試料はこの泳
動路−１−を分子量の小さいものから順に泳動されるこ
とになる。そこで試料分子を蛍光体などでラベルし、泳
動路上に励起光照射と蛍光検出機能を具備させることに
より試料分子を分子量の小さいものから順に検出できる
ことになる。これを可能にするため、平板］、Ａ、ＩＢ
の側面のある適当な箇所に、励起光源６Ａが取り付けら
れている。
動路−１−を分子量の小さいものから順に泳動されるこ
とになる。そこで試料分子を蛍光体などでラベルし、泳
動路上に励起光照射と蛍光検出機能を具備させることに
より試料分子を分子量の小さいものから順に検出できる
ことになる。これを可能にするため、平板］、Ａ、ＩＢ
の側面のある適当な箇所に、励起光源６Ａが取り付けら
れている。
励起光源６Ａにはレーザーや各種ランプが用いられるが
、いずれの場合も励起光はレンズ等を用いて細く絞ると
共に平行光になるように整形される。
、いずれの場合も励起光はレンズ等を用いて細く絞ると
共に平行光になるように整形される。
第４図にこの様子を示す。本発明のよる励起光を泳動ゲ
ルに導入するための光学系の一実施例を第４図を用いて
説明する。図は励起光源、たとえばレーザ発振器６Ａ、
集光レンズ１３．スリット１４で励起光学系を構成する
。集光レンズ１３は、たとえば円筒状レンズ（シリンド
リカルレンズ）で良く、スリット１４は遮光用の金属板
で良い。
ルに導入するための光学系の一実施例を第４図を用いて
説明する。図は励起光源、たとえばレーザ発振器６Ａ、
集光レンズ１３．スリット１４で励起光学系を構成する
。集光レンズ１３は、たとえば円筒状レンズ（シリンド
リカルレンズ）で良く、スリット１４は遮光用の金属板
で良い。
これにより励起光源６Ａからのビームはゲル３の幅と等
しいか、狭い幅で入射させることが出来る。
しいか、狭い幅で入射させることが出来る。
なお、光束の直径が２枚の平板ＩＡ、１１３の間隔より
大きい場合にはスリット等を用いてゲル部分にだけ光が
入射するようにする。入射光の発散角がゲルおよび平板
ＩＡ、＋１３の入射光に対する屈折率で決まる全反射角
以下になるよう、発散角の大きな部分ばスリン１−等で
除去して用いる。すなわち、２枚の平板］、Ａ、１１３
で一種のオプティカルカイＦｔｒ形成し、その内部に泳
動部を持つ構造とする。
大きい場合にはスリット等を用いてゲル部分にだけ光が
入射するようにする。入射光の発散角がゲルおよび平板
ＩＡ、＋１３の入射光に対する屈折率で決まる全反射角
以下になるよう、発散角の大きな部分ばスリン１−等で
除去して用いる。すなわち、２枚の平板］、Ａ、１１３
で一種のオプティカルカイＦｔｒ形成し、その内部に泳
動部を持つ構造とする。
りＮ Ａなどの塩基配列決定の場合には第３図に示すよ
うにいくつもの試料を同時に泳動させる。
うにいくつもの試料を同時に泳動させる。
この場合法！ｖ１方向と直角方向のゲル側面から光を入
射さゼる４ｆにより複数個の泳動帯を同時に励起するこ
とができる。名泳動路と励起光の交叉箇所に：Ｊ蛍光検
出器７Ａ〜７Ｚが取り付けられている。
射さゼる４ｆにより複数個の泳動帯を同時に励起するこ
とができる。名泳動路と励起光の交叉箇所に：Ｊ蛍光検
出器７Ａ〜７Ｚが取り付けられている。
励起光は側面から入射しゲル中を通過するがゲル平面外
に発散する光の成分はガラス板などのゲル保持板で全反
射されなから反対側の側面まで到達する。反対側の側面
には反射ミラー２０あるいは別光源が設けてあり、励起
効率を上げられるよう工夫されている。
に発散する光の成分はガラス板などのゲル保持板で全反
射されなから反対側の側面まで到達する。反対側の側面
には反射ミラー２０あるいは別光源が設けてあり、励起
効率を上げられるよう工夫されている。
蛍光検出器の出力は増巾器８で増［１１シた後、データ
処理装置９で処理し出力装置１０により表示あるいは打
出される。
処理装置９で処理し出力装置１０により表示あるいは打
出される。
さらにけい光検出器の一実施例を第５図で説明する。本
発明によるけい光発光５け微弱なので、より多くのけい
光を集光するために、［−１径の広い集光レンズ１７が
必要である。感度をＩ−げろにはガラス板１Ｂ側に発射
される蛍光をミラーで集光することも重要である。蛍光
以外の波長の光はフィルター１８により除去している。
発明によるけい光発光５け微弱なので、より多くのけい
光を集光するために、［−１径の広い集光レンズ１７が
必要である。感度をＩ−げろにはガラス板１Ｂ側に発射
される蛍光をミラーで集光することも重要である。蛍光
以外の波長の光はフィルター１８により除去している。
光検出器１９としては光電変換素子が用いられる。また
光検出器１９は高感度の特性を有する２次電子増倍光電
管を使用することが望ましい。
光検出器１９は高感度の特性を有する２次電子増倍光電
管を使用することが望ましい。
本発明によれば、
（１）励起光を必要部分にだけ有効に照射できるので検
出器に入るバックグランドを低減させることができ、ラ
ジオアイソ１ヘープに代わって蛍光検出法を可能とする
。
出器に入るバックグランドを低減させることができ、ラ
ジオアイソ１ヘープに代わって蛍光検出法を可能とする
。
（２）ＤＮＡシーケンス決定の際にいくつものＩＩＮＡ
フラグメントバンドを励起することができ、多種のＩ）
Ｎ Ａのシーケンス同時解析を可能にする。
フラグメントバンドを励起することができ、多種のＩ）
Ｎ Ａのシーケンス同時解析を可能にする。
図面のｆｌｆ’１１４ｔな説明
第１図（ａ）、（ｂ）は、各泳動路ごとに別々の励起光
源と光検出器を設けた従来の装置の横断面図と正面図で
ある。第２図および第３図は、本発明の一実施例に示し
た横断面図と正面図である。第４図および第５図は、そ
れぞれ本発明による光学系の一実施例を示す図である。
源と光検出器を設けた従来の装置の横断面図と正面図で
ある。第２図および第３図は、本発明の一実施例に示し
た横断面図と正面図である。第４図および第５図は、そ
れぞれ本発明による光学系の一実施例を示す図である。
ＩＡ、ＩＢ ・平板、２Ａ、２Ｂ・スペーサー、３・
ゲル、４・励起光の光路、５・・ケイ光の光路、６Ａ、
−ｆ３Ｚ 励起光源、７Ａ、・＝７Ｚ 光検出器、
８・・増１１１器、９・・データ処理装置、１０・・出
力装置、ＩＩＡ、Ｉ］Ｂ 電極、１２・・・泳動駆動
第 １ 口 第 ２ 口 手続補正書 １１（ｉｏ）大小 昭（１１５９イｌ ！１１’、ｉ’ｌル゛自
第 １６７８１２ ’；？明（０名（ブｊ、 蛍光検出型電気泳動装置 粕１しにをする晋 １・１′１・０間１１ 特許出願人 と・ １ブｌ： ’５１０１１１ 成立１１
１１ 立 製 作 所袖 ＋ｌ の ＆Ｉ
象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄および図面
補正の内容 （１）明細書の第３頁第１６行目ないし第１９行目の記
載を下記のとおり補正する。
ゲル、４・励起光の光路、５・・ケイ光の光路、６Ａ、
−ｆ３Ｚ 励起光源、７Ａ、・＝７Ｚ 光検出器、
８・・増１１１器、９・・データ処理装置、１０・・出
力装置、ＩＩＡ、Ｉ］Ｂ 電極、１２・・・泳動駆動
第 １ 口 第 ２ 口 手続補正書 １１（ｉｏ）大小 昭（１１５９イｌ ！１１’、ｉ’ｌル゛自
第 １６７８１２ ’；？明（０名（ブｊ、 蛍光検出型電気泳動装置 粕１しにをする晋 １・１′１・０間１１ 特許出願人 と・ １ブｌ： ’５１０１１１ 成立１１
１１ 立 製 作 所袖 ＋ｌ の ＆Ｉ
象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄および図面
補正の内容 （１）明細書の第３頁第１６行目ないし第１９行目の記
載を下記のとおり補正する。
６己
る光をミラー等を用いて分割して各バンドを照射する必
要がある。この場合、１つのバンド当りの励起光量が減
少する上、装置が複雑になる難点がある。また、蛍光体
を付加し」（２）同第４頁第７行目の「いくつもＩ）Ｎ
Ａなとの−１を［いくつものＤＮＡＪに補正する。
要がある。この場合、１つのバンド当りの励起光量が減
少する上、装置が複雑になる難点がある。また、蛍光体
を付加し」（２）同第４頁第７行目の「いくつもＩ）Ｎ
Ａなとの−１を［いくつものＤＮＡＪに補正する。
（３）同頁第１２行目の「蛍光」を１散乱光および蛍光
」に補止する。
」に補止する。
（４）同第５頁第６行目の「平板１Ａと」を削除する０
（５）同第７貞ｌ＜ ３行目ム゛いし第８何目の記載を
下記のとおり補正する。
下記のとおり補正する。
記
「角が中央で最も卸１くなるようレンズで絞って用いら
イする。入射部のビームサイズが大きい場合には、ゲル
厚よりも大きな部分はスリット等で除去して用いる。光
は、かなりの率で反射される。す４ｆわち、２枚の平板
ＩＡ、ＩＢで一柚のオプティカルガイドを形成するのの
で、ケル照射効率を向−ヒさせることができるとともに
散乱光が検出部に入るのを少なくできる。」 （６）同頁第１７行目の「全反射」を１部分反射」に補
正する。
イする。入射部のビームサイズが大きい場合には、ゲル
厚よりも大きな部分はスリット等で除去して用いる。光
は、かなりの率で反射される。す４ｆわち、２枚の平板
ＩＡ、ＩＢで一柚のオプティカルガイドを形成するのの
で、ケル照射効率を向−ヒさせることができるとともに
散乱光が検出部に入るのを少なくできる。」 （６）同頁第１７行目の「全反射」を１部分反射」に補
正する。
（力 同第８頁第９行目の「である。」と１蛍光」の間
に［こＱ）ような集光は本発明による側面励起光入射で
可能となる。」を挿入する。
に［こＱ）ような集光は本発明による側面励起光入射で
可能となる。」を挿入する。
（８）図面の第１図（ｂ）および第３図を別紙のとおり
補正する。
補正する。
第７の
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、励起光源と光検出器を具備した蛍光検出型電気泳動
装置において、前記励起光源は、励起光を泳動ゲルの作
る平面に略平行の方向から入射させ得る位置に設けられ
ていることを特徴とする蛍光検出型電気泳動装置。 ２、励起光が特定の光路に沿った領域を照射し得るよう
にゲル入射部にスリットを設けた事を特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の蛍光検出型電気泳動装置。 ３、励起光を少なくとも二つの方向から入射させ得るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蛍光検出
型電気泳動装置。 ４、泳動パネルの両側面から励起光を入射させ得る手段
を具備した特許請求の範囲第１項に記載の蛍光検出型電
気泳動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167812A JPS6162843A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 螢光検出型電気泳動装置 |
| US06/763,610 US4675095A (en) | 1984-08-13 | 1985-08-08 | Fluorescence detection type electrophoretic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167812A JPS6162843A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 螢光検出型電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162843A true JPS6162843A (ja) | 1986-03-31 |
| JPH0572536B2 JPH0572536B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=15856560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59167812A Granted JPS6162843A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 螢光検出型電気泳動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4675095A (ja) |
| JP (1) | JPS6162843A (ja) |
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| JPS63231247A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 電気泳動分離検出方法及び装置 |
| JPS63231533A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | ジヨブ・スケジユ−ル方式 |
| JPS63236952A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-10-03 | ヘレナ、ラボラトリーズ、コーポレーション | 電気泳動装置及び方法 |
| JPS63313035A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-21 | アプライド バイオシステムズ インコ−ポレイテツド | Ｄｎａ配列決定のための実時間走査電気泳動装置 |
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| JPH08240531A (ja) * | 1995-12-18 | 1996-09-17 | Hitachi Ltd | 電気泳動分離検出方法及び装置 |
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| JPH09222418A (ja) * | 1997-03-03 | 1997-08-26 | Hitachi Ltd | Ｄｎａ塩基配列決定装置 |
| JPH1054800A (ja) * | 1997-05-21 | 1998-02-24 | Hitachi Ltd | 電気泳動分離検出装置 |
| JPH1090224A (ja) * | 1997-10-22 | 1998-04-10 | Hitachi Ltd | 電気泳動装置 |
| JPH1090223A (ja) * | 1997-10-22 | 1998-04-10 | Hitachi Ltd | 電気泳動装置 |
| JP2006276000A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-10-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 蛍光分子計測システム |
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|---|---|---|---|---|
| US5230781A (en) * | 1984-03-29 | 1993-07-27 | Li-Cor, Inc. | Sequencing near infrared and infrared fluorescence labeled DNA for detecting using laser diodes |
| US5360523A (en) * | 1984-03-29 | 1994-11-01 | Li-Cor, Inc. | DNA sequencing |
| US4811218A (en) * | 1986-06-02 | 1989-03-07 | Applied Biosystems, Inc. | Real time scanning electrophoresis apparatus for DNA sequencing |
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