JPS63109370A - 塩基配列決定装置 - Google Patents
塩基配列決定装置Info
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- JPS63109370A JPS63109370A JP61256545A JP25654586A JPS63109370A JP S63109370 A JPS63109370 A JP S63109370A JP 61256545 A JP61256545 A JP 61256545A JP 25654586 A JP25654586 A JP 25654586A JP S63109370 A JPS63109370 A JP S63109370A
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Landscapes
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
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、マクサム・ギルバート（Ｍａｘａｍ−Ｇｉｌ
ｂｅｒむ）法又はサンガー（Ｓａｎｇｅｒ）法を利用し
て核酸の塩基配列を決定する装置に関し、特に蛍光法を
用いた塩基配列決定装置に関するものである。
ｂｅｒむ）法又はサンガー（Ｓａｎｇｅｒ）法を利用し
て核酸の塩基配列を決定する装置に関し、特に蛍光法を
用いた塩基配列決定装置に関するものである。
（従来の技術）
蛍光法を用いた塩基配列決定装置では、蛍光物質でラベ
ルされた核酸断片を電気泳動ゲルの上端に注入してゲル
電気泳動法により分離し、電気泳動ゲルに励起光を照射
し、蛍光ラベルからの蛍光を検出して核酸塩基配列を決
定する。この核酸塩基配列決定方法については、例えば
特開昭６０−２４２３６８号公報、特開昭６０−２２０
８６０号公報、特開昭６３−２０７７号公報やｒ Ｎａ
ｔ、ｕｒｅ Ｊ誌第３２１号第６７４〜６７９ページ（
１９８６年）などに説明されている。
ルされた核酸断片を電気泳動ゲルの上端に注入してゲル
電気泳動法により分離し、電気泳動ゲルに励起光を照射
し、蛍光ラベルからの蛍光を検出して核酸塩基配列を決
定する。この核酸塩基配列決定方法については、例えば
特開昭６０−２４２３６８号公報、特開昭６０−２２０
８６０号公報、特開昭６３−２０７７号公報やｒ Ｎａ
ｔ、ｕｒｅ Ｊ誌第３２１号第６７４〜６７９ページ（
１９８６年）などに説明されている。
塩基配列決定装置の励起光の光源としてはおもにアルゴ
ンレーザ（波長４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）が用いられて
いる。アルゴンレーザが使用される理由は、小型キセノ
ンランプや小型水銀ランプは使い易いが利用可能な光量
が少な過ぎ、逆に大型キセノンランプや大型水銀ランプ
では爆発の虞れがあり、放熱機構を必要とし、安定性の
点でも問題があるからである。
ンレーザ（波長４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）が用いられて
いる。アルゴンレーザが使用される理由は、小型キセノ
ンランプや小型水銀ランプは使い易いが利用可能な光量
が少な過ぎ、逆に大型キセノンランプや大型水銀ランプ
では爆発の虞れがあり、放熱機構を必要とし、安定性の
点でも問題があるからである。
（発明が解決しようとする問題点）
励起光源としてアルゴンレーザを使用すると、装置が大
型化し、また、高価になるという問題がある。
型化し、また、高価になるという問題がある。
小型で安価な光源として半導体レーザダイオードがある
。しかしながら、レーザダイオードの発振波長は７８０
ｎｍより長波長側にある。塩基配列決定装置でラベルと
して使用される蛍光物質の吸収は４６０〜６００ｎｍに
あるので、レーザダイオードの波長ではこれらの蛍光物
質を励起することはできない。
。しかしながら、レーザダイオードの発振波長は７８０
ｎｍより長波長側にある。塩基配列決定装置でラベルと
して使用される蛍光物質の吸収は４６０〜６００ｎｍに
あるので、レーザダイオードの波長ではこれらの蛍光物
質を励起することはできない。
レーザダイオードからの光の波長を１／２にする第２高
調波発生素子（以下、ＳＨＧ素子という）があり、最近
では極めて効率の高いものも現われている。
調波発生素子（以下、ＳＨＧ素子という）があり、最近
では極めて効率の高いものも現われている。
しかし、レーザダイオードの発振波長は、いわゆる短波
長レーザダイオードと称されるＡΩＧａＡｓ素子の発振
波長が８００ｎｍ付近であり、また、いわゆる長波長レ
ーザダイオードと称されるＩｎＧａＡｓＰ素子の発振波
長が１３００ｎｍ付近である。現在ではこれらの２種類
のレーザダイオードしか入手することができない。した
がって、これらのレーザダイオードの光の波長を単に１
／２に変換しても、そのままでは塩基配列決定装置の蛍
光ラベルの励起光とすることはできない。
長レーザダイオードと称されるＡΩＧａＡｓ素子の発振
波長が８００ｎｍ付近であり、また、いわゆる長波長レ
ーザダイオードと称されるＩｎＧａＡｓＰ素子の発振波
長が１３００ｎｍ付近である。現在ではこれらの２種類
のレーザダイオードしか入手することができない。した
がって、これらのレーザダイオードの光の波長を単に１
／２に変換しても、そのままでは塩基配列決定装置の蛍
光ラベルの励起光とすることはできない。
本発明は、発振波長の異なる２種類のレーザダイオード
を光源として使用し、レーザダイオードによって蛍光ラ
ベルの励起を行なうようにすることによって、塩基配列
決定装置を小型化し、かつ。
を光源として使用し、レーザダイオードによって蛍光ラ
ベルの励起を行なうようにすることによって、塩基配列
決定装置を小型化し、かつ。
安価にすることを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の塩基配列決定装置では、励起光の光源として波
長の異なる２種類のレーザダイオードを設け、これらの
２種類のレーザダイオードの光出力をＳＨＧ素子に入射
させて混合し、このＳＨＧ素子の光出力のうちの所望の
周波数の光を周波数選別手段により取り出す。
長の異なる２種類のレーザダイオードを設け、これらの
２種類のレーザダイオードの光出力をＳＨＧ素子に入射
させて混合し、このＳＨＧ素子の光出力のうちの所望の
周波数の光を周波数選別手段により取り出す。
（作用）
ＳＨＧ素子は、屈折率が電界に比例する項をもち、その
ために出力電界Ｅ ｏｕｔが入力電界Ｅｉｎの２乗の項
をもっことを利用した非線形素子である。
ために出力電界Ｅ ｏｕｔが入力電界Ｅｉｎの２乗の項
をもっことを利用した非線形素子である。
すなわち。
Ｅｏｕｔ＝Ａ・（Ｅｉｎ） ２
（ただし、Ａは定数である）
である。
Ｅｉｎとして１つの周波数からなる光を入れると、Ｅ
ｏｕｔにはその２倍の周波数の光の成分が現われるが、
ここで仮にＥｉｎとして２つの異なった周波数ｆｌ、ｆ
２の光を入れると、Ｅｏｕｔにはｆ＋＋ｆ：ｚ、ｆ＋−
ｆ２．２ｆ＋、２ｆ＝の成分が現われる。これらの成分
の光のうち蛍光ラベルを励起することのできる周波数の
光を選択して用いる。
ｏｕｔにはその２倍の周波数の光の成分が現われるが、
ここで仮にＥｉｎとして２つの異なった周波数ｆｌ、ｆ
２の光を入れると、Ｅｏｕｔにはｆ＋＋ｆ：ｚ、ｆ＋−
ｆ２．２ｆ＋、２ｆ＝の成分が現われる。これらの成分
の光のうち蛍光ラベルを励起することのできる周波数の
光を選択して用いる。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例を概略的に表わしたものであ
る。
る。
２は泳動管であり、泳動管２の内径は１．０ｍｍである
。泳動管２中にはポリアクリルアミドのゲルが充填され
ている。泳動管２の上端及び下端はそれぞれ電解液４，
６に浸されており、両電解液４．６を通じて電源８から
泳動管２の両端に泳動電圧が印加される。別途、サンガ
ー法で処理され、蛍光物質ＮＢＤ、ＦＩＴＣ，ＴＲＩＴ
Ｃ１Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄで末端塩基に応じてラベルされ
た核酸断片の試料１２が、泳動管２の上端部に注入され
、泳動管２中を泳動していく。
。泳動管２中にはポリアクリルアミドのゲルが充填され
ている。泳動管２の上端及び下端はそれぞれ電解液４，
６に浸されており、両電解液４．６を通じて電源８から
泳動管２の両端に泳動電圧が印加される。別途、サンガ
ー法で処理され、蛍光物質ＮＢＤ、ＦＩＴＣ，ＴＲＩＴ
Ｃ１Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄで末端塩基に応じてラベルされ
た核酸断片の試料１２が、泳動管２の上端部に注入され
、泳動管２中を泳動していく。
１４は第１のレーザダイオードであり、例えば発振波長
が０．８５μｍで、出力が８ｍＷのＮＤＬ３１０８（日
本電気株式会社の製品）を使用することができる。。１
６は第２のレーザダイオードであり１例えば発振波長が
１．２μｍで、出力が７ｍＷのＮＤＬ５００８ （日本
電気株式会社の製品）を使用することができる。レーザ
ダイオード１４はパルス発生器１８によってパルス発振
させる。レーザダイオード１６は連続的に発振させる。
が０．８５μｍで、出力が８ｍＷのＮＤＬ３１０８（日
本電気株式会社の製品）を使用することができる。。１
６は第２のレーザダイオードであり１例えば発振波長が
１．２μｍで、出力が７ｍＷのＮＤＬ５００８ （日本
電気株式会社の製品）を使用することができる。レーザ
ダイオード１４はパルス発生器１８によってパルス発振
させる。レーザダイオード１６は連続的に発振させる。
２０はダイクロイックミラーである。ダイクロイックミ
ラー２０は、特定波長以下の光を反射し。
ラー２０は、特定波長以下の光を反射し。
それより長波長の光を透過するミラーであり、この例で
は波長１．０μｍ以下の光を反射し、それより長波長の
光を透過するものを使用する。レーザダイオード１４．
１６で発振されたレーザ先番↓それぞれレンズ２２．２
４によってダイクロイックミラー２０に集光され合流し
て入射する。ダイクロイックミラー２０はレーザダイオ
ード１４からのレーザ光を反射し、レーザダイオード１
６からのレーザ光を透過させる方向に配置されている。
は波長１．０μｍ以下の光を反射し、それより長波長の
光を透過するものを使用する。レーザダイオード１４．
１６で発振されたレーザ先番↓それぞれレンズ２２．２
４によってダイクロイックミラー２０に集光され合流し
て入射する。ダイクロイックミラー２０はレーザダイオ
ード１４からのレーザ光を反射し、レーザダイオード１
６からのレーザ光を透過させる方向に配置されている。
２６はＳＨＧ素子である。ＳＨＧ素子２６としては１例
えば市販のＫＰＢ素子（インラッド社の製品）やＬｉｌ
０ａ素子（インラッド社の製品）を使用することができ
る。ＳＨＧ素子２６としては他に、２−メチル−４−ニ
トロアニリン素子（ｒｏｐｔ、、 Ｃｏｍｍｕｎ 、
Ｊ誌５９号、第２９９ページ（１９８６年）参照）や、
ニオブ酸リチウム素子（「日経メカニカル」誌、１９８
６年６月３０日号。
えば市販のＫＰＢ素子（インラッド社の製品）やＬｉｌ
０ａ素子（インラッド社の製品）を使用することができ
る。ＳＨＧ素子２６としては他に、２−メチル−４−ニ
トロアニリン素子（ｒｏｐｔ、、 Ｃｏｍｍｕｎ 、
Ｊ誌５９号、第２９９ページ（１９８６年）参照）や、
ニオブ酸リチウム素子（「日経メカニカル」誌、１９８
６年６月３０日号。
第５６ページ参照）を使用することもできる。
２８は周波数選別手段としての励起光切換え用干渉フィ
ルタであり、ＳＨＧ素子２６からの出力光のうち、必要
な波長の光を選択的に取り出す。
ルタであり、ＳＨＧ素子２６からの出力光のうち、必要
な波長の光を選択的に取り出す。
なお、干渉フィルタ２８に代えて色ガラスを使用するこ
ともできる。
ともできる。
本実施例ではレーザダイオード１４．１６として波長が
０，８５μｍのものと１．２μｍのものを使用したので
、ＳＨＧ素子２６からは、基本波の他・２・４μｍ、０
・６μｍ、０．４９８μｍ及び０．４２５μｍの各波長
の光が出てくる。そこで、干渉フィルタ２８を切り換え
て０．６μｍの光と０．４９８μｍの光を取り出す。
０，８５μｍのものと１．２μｍのものを使用したので
、ＳＨＧ素子２６からは、基本波の他・２・４μｍ、０
・６μｍ、０．４９８μｍ及び０．４２５μｍの各波長
の光が出てくる。そこで、干渉フィルタ２８を切り換え
て０．６μｍの光と０．４９８μｍの光を取り出す。
干渉フィルタ２８で取り出された励起光３２はレンズ３
０によって泳動管２中のポリアクリルアミドゲルに照射
、される。
０によって泳動管２中のポリアクリルアミドゲルに照射
、される。
３４は泳動した試料１２から発生した蛍光であり、蛍光
３４はレンズ３６によって励起光３２と９０度異なった
方向に集められ、干渉フィルタ３８を経て検出器である
光電子増倍管４０に入射され、測定される。
３４はレンズ３６によって励起光３２と９０度異なった
方向に集められ、干渉フィルタ３８を経て検出器である
光電子増倍管４０に入射され、測定される。
干渉フィルタ３８は検出する蛍光波長に応じて切り換え
られるようになついる。上記の４種類の蛍光色素の蛍光
はピークが互いに全く異なっているので、干渉フィルタ
３８によって完全に区別することができる。
られるようになついる。上記の４種類の蛍光色素の蛍光
はピークが互いに全く異なっているので、干渉フィルタ
３８によって完全に区別することができる。
光電子増倍管４０の検出信号は、パルス発生器１８の発
生パルスによって、レーザダイオード１４の発振が終っ
ている間に取り込まれる。
生パルスによって、レーザダイオード１４の発振が終っ
ている間に取り込まれる。
第２図に４種類のラベル用の蛍光物質の吸収スペクトル
を示す、これらの蛍光物質による核酸断片の処理やラベ
ル法はよく知られている（例えば、ｒ Ｎａｔｕｒｅ
Ｊ誌、第３２１号、第６７４〜６７９ページ（１９８６
年）参照）。
を示す、これらの蛍光物質による核酸断片の処理やラベ
ル法はよく知られている（例えば、ｒ Ｎａｔｕｒｅ
Ｊ誌、第３２１号、第６７４〜６７９ページ（１９８６
年）参照）。
これらの４種類の蛍光物質のうちＮＢＤ、ＦＩＴＣ及び
ＴＲＩＴＣは０．４９８ ｐｍの光で励起され、Ｔｅｘ
ａｓ Ｒｅｄは０．６ μｍの光で励起される。
ＴＲＩＴＣは０．４９８ ｐｍの光で励起され、Ｔｅｘ
ａｓ Ｒｅｄは０．６ μｍの光で励起される。
蛍光物質から放出される蛍光光は受光用フィルタ３８に
よって波長選択されるが、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄの蛍光光
についてはその波長が０．６１μｍ付近にあるため、励
起光の０．６μｍの光は少し光電子増倍管４０に入る。
よって波長選択されるが、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄの蛍光光
についてはその波長が０．６１μｍ付近にあるため、励
起光の０．６μｍの光は少し光電子増倍管４０に入る。
しかし、本実施例のように時間分解蛍光法を採用すれば
、励起光成分を検出出力から容易に除去することができ
る。レーザダイオード１４．１６はいずれも立上り、立
下り時間が１ナノ秒以下であり１本実施例のように一方
のレーザダイオード１４をパルス発振させることによっ
て時間分解蛍光法の光源とする。時間分解蛍光法は、励
起光をパルス発振させ、励起光消光後の蛍光を高感度雷
定する手法である（例えば、木下・御橋編「蛍光測定−
生物科学への応用」第９９〜１５９ページ（学会出版セ
ンター刊、１９８２年）、又は特開昭６１−２０７７号
公報参照）。
、励起光成分を検出出力から容易に除去することができ
る。レーザダイオード１４．１６はいずれも立上り、立
下り時間が１ナノ秒以下であり１本実施例のように一方
のレーザダイオード１４をパルス発振させることによっ
て時間分解蛍光法の光源とする。時間分解蛍光法は、励
起光をパルス発振させ、励起光消光後の蛍光を高感度雷
定する手法である（例えば、木下・御橋編「蛍光測定−
生物科学への応用」第９９〜１５９ページ（学会出版セ
ンター刊、１９８２年）、又は特開昭６１−２０７７号
公報参照）。
（発明の効果）
本発明の塩基配列決定装置では、蛍光ラベルを励起する
ための光源として波長の異なる２種類のレーザダイオー
ドを使用し、それらの光出力をＳＨＧ素子で混合して励
起光を作り出す。これによって、塩基配列決定装置にお
いて光源にレーザダイオードを使用することが可能にな
る。
ための光源として波長の異なる２種類のレーザダイオー
ドを使用し、それらの光出力をＳＨＧ素子で混合して励
起光を作り出す。これによって、塩基配列決定装置にお
いて光源にレーザダイオードを使用することが可能にな
る。
レーザダイオードを光源として使用した場合の利点は次
の通りである。迷光が少なく、スペクトルがシャープで
ある６発熱が少ない、寿命が気体放電管の２０倍以上と
いうように長寿命である。
の通りである。迷光が少なく、スペクトルがシャープで
ある６発熱が少ない、寿命が気体放電管の２０倍以上と
いうように長寿命である。
コストは気体レーザの１／１０００程度に安価である。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図はラベ
ルとして使用する一例の蛍光物質の吸収スペクトルを示
す図である。 ２・・・・・・泳動管、 １２・・・・・・核酸断片試料、 １４．１１３・・・・・・レーザダイオード、１８・・
・・・・パルス発生器、 ２０・・・・・・ダイクロイックミラー、２６・・・・
・・ＳＨＧ素子、 ２８．３８・・・・・・干渉フィルタ。 ４０・・・・・・光電子増倍管。
ルとして使用する一例の蛍光物質の吸収スペクトルを示
す図である。 ２・・・・・・泳動管、 １２・・・・・・核酸断片試料、 １４．１１３・・・・・・レーザダイオード、１８・・
・・・・パルス発生器、 ２０・・・・・・ダイクロイックミラー、２６・・・・
・・ＳＨＧ素子、 ２８．３８・・・・・・干渉フィルタ。 ４０・・・・・・光電子増倍管。
Claims (2)
- （１）蛍光物質でラベルされた核酸断片を電気泳動ゲル
の上端に注入してゲル電気泳動法により分離し、前記電
気泳動ゲルに励起光を照射し、蛍光ラベルからの蛍光を
検出して核酸の塩基配列を決定する塩基配列決定装置に
おいて、前記励起光の光源として波長の異なる２種類の
レーザダイオードを設け、これらの２種類のレーザダイ
オードの光出力を第２高調波発生素子に入射させて混合
し、この第２高調波発生素子の光出力のうちの所望の周
波数の光を周波数選別手段により取り出して前記励起光
とすることを特徴とする塩基配列決定装置。 - （２）前記２種類のレーザダイオードのうち少なくとも
一方をパルス発振させ、このパルス発振された励起光が
消えた後に出てくる蛍光を検出する特許請求の範囲第１
項に記載の塩基配列決定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256545A JPH07113606B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 塩基配列決定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256545A JPH07113606B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 塩基配列決定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109370A true JPS63109370A (ja) | 1988-05-14 |
| JPH07113606B2 JPH07113606B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=17294123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256545A Expired - Fee Related JPH07113606B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 塩基配列決定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113606B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0227264A (ja) * | 1988-07-16 | 1990-01-30 | Inax Corp | 光学式尿中成分測定便器 |
| JPH05505850A (ja) * | 1990-11-05 | 1993-08-26 | ザ、セロテックス、コーポレーション | ポリエステルポリオールおよび発泡剤としてのクロロジフルオロメタンを使用して作られたポリイソシアヌレートフォーム |
| JPH06502912A (ja) * | 1990-06-21 | 1994-03-31 | アクシス バイオケミカルズ エイエス | アナライト変異体分析 |
| JP2006307218A (ja) * | 1996-04-01 | 2006-11-09 | Applera Corp | 非対称ベンゾキサンテン染料 |
| CN103196900A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-10 | 中国计量科学研究院 | 单管式化学发光分析仪的计量标准器及使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129035A (ja) * | 1974-09-05 | 1976-03-11 | Hitachi Ltd | Mojipataanhatsuseiki |
| JPS612077A (ja) * | 1984-03-29 | 1986-01-08 | ザ・ボ−ド・オブ・リ−ジエンツ・オブ・ザ・ユニバ−シテイ・オブ・ネブラスカ | Ｄｎａ塩基配列の決定方法およびその装置 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP61256545A patent/JPH07113606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129035A (ja) * | 1974-09-05 | 1976-03-11 | Hitachi Ltd | Mojipataanhatsuseiki |
| JPS612077A (ja) * | 1984-03-29 | 1986-01-08 | ザ・ボ−ド・オブ・リ−ジエンツ・オブ・ザ・ユニバ−シテイ・オブ・ネブラスカ | Ｄｎａ塩基配列の決定方法およびその装置 |
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| JPH0227264A (ja) * | 1988-07-16 | 1990-01-30 | Inax Corp | 光学式尿中成分測定便器 |
| JPH06502912A (ja) * | 1990-06-21 | 1994-03-31 | アクシス バイオケミカルズ エイエス | アナライト変異体分析 |
| JPH05505850A (ja) * | 1990-11-05 | 1993-08-26 | ザ、セロテックス、コーポレーション | ポリエステルポリオールおよび発泡剤としてのクロロジフルオロメタンを使用して作られたポリイソシアヌレートフォーム |
| JP2006307218A (ja) * | 1996-04-01 | 2006-11-09 | Applera Corp | 非対称ベンゾキサンテン染料 |
| CN103196900A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-10 | 中国计量科学研究院 | 单管式化学发光分析仪的计量标准器及使用方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07113606B2 (ja) | 1995-12-06 |
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