JPS63100368A

JPS63100368A - 電気泳動装置

Info

Publication number: JPS63100368A
Application number: JP61245240A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kanbara; 秀記神原; Tetsuo Nishikawa; 哲夫西川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-05-02
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2624655B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は電気泳動装置に係り、特にＤ　Ｎ　Ａ上の塩基
配列決定装置（ＤＮＡシーケンサ−）として使用するに
好適な電気泳動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ＤＮＡ上の塩基配列の決定にはラジオアイソトー
プを用いた方法が用いられていたが、塩基を蛍光ラベル
して光学的に検出する手法の開発が望まれている。これ
を実現するために第４図に示すように、特定末端を持ち
片方の末端が、アデニン塩基（Ａ）、グアニン塩基（Ｇ
）、シトシン塩基（Ｃ）、あるいはチミン塩基（Ｔ）で
あるＤＮＡ断片を別々の泳動路上を泳動させ、光を照射
して泳動路毎に設けられた光電子増倍管により泳動ＤＮ
Ａ断片を計測する手法が提案されている。

（昭和５８年度科研費補助金（総合研究（Ａ））研究成
果報告集ｐ、２０〜２５）また、末端塩基種の異なる４
種の断片群をそれぞれ蛍光波長の異なる蛍光体でラベル
し、カラム状のゲル中を泳動させ、光を照射して得られ
る発光を回折格子で分光し４個の光電子増倍管で検出す
る方式も提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの提案されている方法では、各ＤＮＡ断片群毎に
光検出器を設ける必要があり、一種の試料につき４ケの
検出器が入用である。光検出器には光電増倍管が用いら
れるが、平板型電気泳動板を用いる場合、各泳動路上に
光電増倍管が一直線上に並ぶことになる。このため泳動
路間隔は光電増倍管のサイズで決定され、１０１ｍが最
小である。

したがって１つのＤＮＡ試料の解析には４泳動帯が必要
で泳動板の４備の巾を必要とする。

一方、ＤＮＡ塩基配列の迅速決定法として普及してきて
いるショットガン方式などでは目的とするＤＮＡを細断
し、多種の小さな断片の配列決定を同時に行なうもので
ある。これを実行するには一度に多くの泳動帯を活用で
きる事が必要である。

しかし、上述のように従来法では一板の泳動板（有効巾
〜２０Ｃ！＋１）上に高々２０泳動帯、試料数にして５
ケの測定ができるだけであった。すなわち多種試料を同
時解析する能力に欠ける難点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
る。本発明では従来の１泳動帯毎に検出器を設ける代わ
りに複数個の泳動帯に一個の検出器を設置し、各泳動帯
からの光を時分割して検出している。得られた信号はあ
る時間毎に異なる泳動帯からのものなるが、信号を選別
サンプリングする事により各泳動帯からの信号を区別し
てその時間変化を記録できる。

各泳動帯からの光を時分割し検出する手段としては、各
泳動路に時分割して光を照射すること、あるいは各泳動
路には常に光を照射しておくが泳動路と検出器の間に光
の遮蔽部材を設けて各泳動路からの径を選択的に検出器
に伝達するように構成する。

〔作用〕

複数個の泳動帯に一個の検出器を設置し、各泳動帯から
の光を時分割して検出するように構成しており、検出器
の数よりも泳動帯を多くすることができるため、検出器
の設置場所の関係で制限さていた泳動帯の設置数を増大
させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。レー
ザー光１は回転ミラ４などにより反射された後ミラー２
〜３により反射され電気泳動板を照射する。回転ミラー
は９０＠ずつ回転し、入射光と４５″をなす角で約１秒
間静止する。静止面の位置により４つの光線系路が選択
できるようになっており、これらは照射光路１４〜１７
に相当する。照射光路１４は末端がＡで停止している新
壁群の泳動路を照射し、１５〜１７は末端がＧ。

Ｔ、Ｇ、Ｃで停止する断片群の泳動路をそれぞれ照射す
る。このように回転ミラー４を動作させることにより照
射光路を変化させるが、ハーフミラ−などにより分割し
、４つづつのセットからなる複数の泳動路を照射するこ
とができる。

光照射によって発せらせた蛍光はフィルター７を通過し
検出器８に入る。一方、励起光はフィルター７で除去さ
れる。検出器８には４つの泳動路からの蛍光信号が交互
に入ってくるが、同期回路１１を用いて泳動路毎の信号
を混合しないように積算してメモリー１２に蓄える。メ
モリーとして二次元のものを考えると、横軸に泳動帯の
種類をとり、縦軸に時間あるいはサンプリングＮａを取
る事ができる。各泳動帯からの蛍光強度の時間変化をメ
モリーの縦列を読み出す事により知る事ができる。４つ
の泳動帯で測定時間にずれがあり、これが問題となる場
合には回転ミラーの回転周期を短かくすれば良いが１〜
４秒の周期で十分な事が多い。

−このようにして得られる信号の一例を第２図に示した
。横軸は時間で（ａ）は泳動帯鋸に現われる信号である
。（ｂ）は検出器に流れる信号を示したもので時系列的
にＡＧＣＴの信号が検出される。（ｃ）は励起光が各泳
動レーンを照射するタイミングを示したものである。

本実施例では回転ミラーを用いて光線を偏向させたが、
ビームをスキャンしたり、ピストン運動するミラーを用
いても同様の事を行なうことができる。

上記実施例ではレーザー光を分割して利用するために１
つのレーン当りの照射光量が小さくなる難点がある。第
３図はこの難点を解決するためになされた実施例である
。レーザー光１は側面からゲルに入射し、全泳動帯の一
定の箇所を照射する。

蛍光は各泳動帯から発せられるが、特定レーンの蛍光だ
けがスリット１８を通過して検出器に到達できる、スリ
ットはドライバー１９により左右に移動でき、一定時間
毎に異なる泳動帯からの蛍光信号を通過させる事ができ
る。このスリットの移動運動に同期して信号の積算が行
なわれデータ処理される。この例では泳動パネルの両側
に検出器を設け、スリットの開閉を２段階ずつにし、泳
動帯あたりの測定時間をふやす事もできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば泳動レーン間隔を光
電増倍管なとで規定されるよりも小さくする事ができる
ため、多くの泳動レーンを必要とする多種試料の分析に
有効である。また、泳動レーン間隔を小さくする事によ
り温度むらなどによる泳動レーン間の泳動条件の差を小
さくできる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面模式図、第２図は検出
信号の時間変化を示す図で、（ａ）は泳動帯鋸に整理し
た蛍光信号の時間変化、（ｂ）は検出器に入る蛍光信号
強度の時間変化、（ｃ）は各泳動帯を照射する光の時間
変化を示し、第３図は本発明の変形例の平面模式図、第
４図はＤＮＡの分断および泳動分離の様子を示した説明
図である。１・・・レーザー光、２・・・部分反射板、３・・・反
射鏡、４・・・回転鏡、５・・・泳動用ガラスパネル、
６・・・泳動ゲル、７・・・フィルター、８・・・光電
増倍管、９・・・検出回路、１０・・・積分器、１１・
・・同期回路、１２・・・メモリ、１３・・・出力機器
、１４・・・配列決定しようとするＤＮＡ、１５・・・
蛍光信号、１６・・・検出器に流れる信号、１７・・・
断続光パルス、１８・・・可動スリット、１９・・・ド
ライバー、２０・・・光検出器、２１・・・ＤＮＡ断片
群、２２・・・泳動方向、２３・・・泳動ＤＮＡバンド
。

Claims

【特許請求の範囲】１、試料断片を電気泳動路上を泳動させ、所定の位置の
泳動路に光を照射して泳動する試料断片を検出する電気
泳動装置において、複数の電気泳動路と、各電気泳動路
からの光を選択的に検出する共通の光電子増倍管と、検
出された信号のサンプリング電子回路を有することを特
徴とする電気泳動装置。２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、各電気
泳動路に時分割して光を照射するように構成した電気泳
動装置。３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、各電気
泳動路を部分的に遮蔽しうるスリツトを具備し、かつこ
のスリツトを周期的に動かす機述を有することにより、
各電気泳動路からの光を選択的に検出するように構成し
た電気泳動装置。４、特許請求の範囲第２項又は第３項記載のものにおい
て、照射位置の変化あるいはスリツト位置の変化に連動
して信号のサンプリンを行ない各照射位置での蛍光強度
の時間変化を測定し得るように構成したことを特徴とす
る電気泳動装置。