JPS6381256A - ゲル電気泳動解析装置 - Google Patents
ゲル電気泳動解析装置Info
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- JPS6381256A JPS6381256A JP61227393A JP22739386A JPS6381256A JP S6381256 A JPS6381256 A JP S6381256A JP 61227393 A JP61227393 A JP 61227393A JP 22739386 A JP22739386 A JP 22739386A JP S6381256 A JPS6381256 A JP S6381256A
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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。
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）
本発明は核酸の塩基配列をサンガー法又はマクサム・ギ
ルバート法で決定する装置の最終段階で用いるゲル電気
泳動装置のパターン解析部分に関するものである。
ルバート法で決定する装置の最終段階で用いるゲル電気
泳動装置のパターン解析部分に関するものである。
（従来の技術）
塩基配列の決定の際のＤＮＡラベル方法としては、以前
はラジオアイソトープが用いられていたが、取扱いの容
易さから蛍光ラベル法が提案されている（特公昭６０−
２２０８６０号公報参照）。
はラジオアイソトープが用いられていたが、取扱いの容
易さから蛍光ラベル法が提案されている（特公昭６０−
２２０８６０号公報参照）。
蛍光ラベル法は、酵素処理したＤＮＡ断片にその末端が
Ａ（アデニン）、Ｇ（グアニン）、Ｃ（シトシン）、Ｔ
（チミン）のどれであるかによって別々の種類の蛍光を
ラベルするものである。
Ａ（アデニン）、Ｇ（グアニン）、Ｃ（シトシン）、Ｔ
（チミン）のどれであるかによって別々の種類の蛍光を
ラベルするものである。
（Ｊｌ！明が解決しようとする問題点）しかしながら、
この蛍光ラベル法に関してはまた泳動部、検出部共に実
用的な装置は開示されていない。例えば、励起光部、受
光部と泳動部との関係や、目的の蛍光が励起光又は水の
ラマン散乱に妨害されたときの対策、またラジオアイソ
トープ法に比べて劣っているといわれる検出感度を上げ
る具体的方策などはまだ知られていない。
この蛍光ラベル法に関してはまた泳動部、検出部共に実
用的な装置は開示されていない。例えば、励起光部、受
光部と泳動部との関係や、目的の蛍光が励起光又は水の
ラマン散乱に妨害されたときの対策、またラジオアイソ
トープ法に比べて劣っているといわれる検出感度を上げ
る具体的方策などはまだ知られていない。
本発明は、蛍光ラベル法を用い、原動力向に走査するこ
とができるようにして解析を容易にするとともに、蛍光
を励起光や水のラマン散乱に妨害されることなく高感度
に測定することのできるゲル電気泳動解析装置を提供す
ることを目的とするものである。
とができるようにして解析を容易にするとともに、蛍光
を励起光や水のラマン散乱に妨害されることなく高感度
に測定することのできるゲル電気泳動解析装置を提供す
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）
実施例を示す第１図を参照して説明すると、本発明のゲ
ル電気泳動解析装置は、ゲル電気泳動装置の泳動管（２
）に励起光を照射するとともに泳動管（２）からの蛍光
を受光し、泳動管（２）に沿って移動可能に設けられた
第１の光学系（１６）と、励起光をパルス的かつ周期的
に発光させる光源（２２）と、光源（２２）からの光を
導くとともに、泳動管（２）からの蛍光を導く第２の光
学系（２４，２６，２８）と、第１の光学系（１６）と
第２の光学系（２４，２６，２８）とを接続する光ファ
イバ（１８）と、第２の光学系（２４゜２６．２８）に
より導かれた蛍光を分光して検出する分光・検出手段（
３２，３４−１〜３４−４）と、分光・検出手段（３２
，３４−１〜３４−４）で検出された蛍光を励起光消光
後に測定し、測定値を励起光パルスの各周期で積算する
測定手段（３６，３８−１〜３８−４．４０）とを備え
ている。
ル電気泳動解析装置は、ゲル電気泳動装置の泳動管（２
）に励起光を照射するとともに泳動管（２）からの蛍光
を受光し、泳動管（２）に沿って移動可能に設けられた
第１の光学系（１６）と、励起光をパルス的かつ周期的
に発光させる光源（２２）と、光源（２２）からの光を
導くとともに、泳動管（２）からの蛍光を導く第２の光
学系（２４，２６，２８）と、第１の光学系（１６）と
第２の光学系（２４，２６，２８）とを接続する光ファ
イバ（１８）と、第２の光学系（２４゜２６．２８）に
より導かれた蛍光を分光して検出する分光・検出手段（
３２，３４−１〜３４−４）と、分光・検出手段（３２
，３４−１〜３４−４）で検出された蛍光を励起光消光
後に測定し、測定値を励起光パルスの各周期で積算する
測定手段（３６，３８−１〜３８−４．４０）とを備え
ている。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例を表わす。
２は泳動管であり、泳動管２内にポリアクリルアミドの
ゲル４が充填されている。泳動管２の上端及び下端には
バッファ６．８が設けられ、泳動管２の下端はセロファ
ン１０により封止されている。泳動管２の両端にはバッ
ファ６．８を通じて泳動用電源１２により泳動用電圧が
印加される。
ゲル４が充填されている。泳動管２の上端及び下端には
バッファ６．８が設けられ、泳動管２の下端はセロファ
ン１０により封止されている。泳動管２の両端にはバッ
ファ６．８を通じて泳動用電源１２により泳動用電圧が
印加される。
泳動管２のゲル４の上端に、すでに知られた方法で蛍光
ラベルされたＤＮＡ断片１４を投入する。
ラベルされたＤＮＡ断片１４を投入する。
泳動用電源１２によってＤＮＡ断片１４を泳動させると
、ゲル４中にゾーンが分画される。
、ゲル４中にゾーンが分画される。
１６は第１の光学系としてのレンズであり、光ファイバ
１８によって導かれた励起光を泳動管２中のゲル４に照
射するとともに、ゲル４を泳動して分画されたＤＮＡ断
片からの蛍光を受光し、光ファイバ１８へ導く、また、
レンズ１６は駆動部２０によって泳動管２に沿って上下
方向に移動することができるように支持されている。
１８によって導かれた励起光を泳動管２中のゲル４に照
射するとともに、ゲル４を泳動して分画されたＤＮＡ断
片からの蛍光を受光し、光ファイバ１８へ導く、また、
レンズ１６は駆動部２０によって泳動管２に沿って上下
方向に移動することができるように支持されている。
２２は励起光の光源としてのアルゴンレーザであり、キ
ャビティダンプ付きで４８８ｎｍの波長の光を周期的に
パルス発振する。
ャビティダンプ付きで４８８ｎｍの波長の光を周期的に
パルス発振する。
アルゴンレーザ２２からの励起光はビームスプリッタ２
４により分割され、ビームスプリッタ２４を透過した励
起光はビームスプリッタ２６で反射され、レンズ２８で
集められて光ファイバ１８に導かれる。光ファイバ１８
によって導かれた励起光はレンズ１６で集光されてゲル
４中のゾーンを照射し励起する。ゲル４中のゾーンから
発光された蛍光放射光は、レンズ１６によって受光され
、集光されて光ファイバ１８を通り、レンズ２８を経て
再びビームスプリッタ２６に導かれる。ビームスプリッ
タ２４．２６及びレンズ２８は第２の光学系を構成する
。
４により分割され、ビームスプリッタ２４を透過した励
起光はビームスプリッタ２６で反射され、レンズ２８で
集められて光ファイバ１８に導かれる。光ファイバ１８
によって導かれた励起光はレンズ１６で集光されてゲル
４中のゾーンを照射し励起する。ゲル４中のゾーンから
発光された蛍光放射光は、レンズ１６によって受光され
、集光されて光ファイバ１８を通り、レンズ２８を経て
再びビームスプリッタ２６に導かれる。ビームスプリッ
タ２４．２６及びレンズ２８は第２の光学系を構成する
。
３０はビームスプリッタ２６を透過した蛍光から励起光
をカットするための干渉フィルタである。
をカットするための干渉フィルタである。
３２は回折格子であり、干渉フィルタ３０を透過した蛍
光を、ＤＮＡ断片の末端の種類に応じてラベルした蛍光
の波長に応じて４種の波長に分光する０回折格子３２に
よって分光された４種の波長の光はそれぞれ光電子増倍
管３４−１〜３４−４によって検出される。回折格子３
２と光電子増倍管３４−１〜３４−４は分光・検出手段
を構成する。
光を、ＤＮＡ断片の末端の種類に応じてラベルした蛍光
の波長に応じて４種の波長に分光する０回折格子３２に
よって分光された４種の波長の光はそれぞれ光電子増倍
管３４−１〜３４−４によって検出される。回折格子３
２と光電子増倍管３４−１〜３４−４は分光・検出手段
を構成する。
ビームスプリッタ２４で反射された励起光の一部は、フ
ォトセル３６に入射し検出される。３８−１〜３８−４
は光電子増倍管３４−１〜３４−４で検出された信号を
フォトン・カウンティング法（光子計数法）によって計
数する計数器であり、計数のオン・オフをフォトセル３
６の信号によって制御する。計数器３８−１〜３８−４
で計数された信号はマイクロコンピュータ４０に入力さ
れ、それぞれ個別に積算された後に記録計に出力される
。フォトセル３６、計数器３８−１〜３８−４及びマイ
クロコンピュータ４０は測定手段を構成する。
ォトセル３６に入射し検出される。３８−１〜３８−４
は光電子増倍管３４−１〜３４−４で検出された信号を
フォトン・カウンティング法（光子計数法）によって計
数する計数器であり、計数のオン・オフをフォトセル３
６の信号によって制御する。計数器３８−１〜３８−４
で計数された信号はマイクロコンピュータ４０に入力さ
れ、それぞれ個別に積算された後に記録計に出力される
。フォトセル３６、計数器３８−１〜３８−４及びマイ
クロコンピュータ４０は測定手段を構成する。
マイクロコンピュータ４０はまた。駆動部２０を経てレ
ンズ１６を泳動管２に沿って上下動させる制御も行なっ
ている。
ンズ１６を泳動管２に沿って上下動させる制御も行なっ
ている。
次に１本実施例の動作について説明する。
アルゴンレーザ２２からの励起光は、第２図（Ａ）に示
されるように、例えば１００ナノ秒の周期で１４ナノ秒
程度の幅のパルス４２として発生される。この励起光パ
ルス４２がビームスプリッタ２４，２６、レンズ２８、
光ファイバ１８及びレンズ１６を経てゲル４中に分画さ
れたゾーンに照射されると、そのゾーンからは第２図（
Ｂ）で示されるような蛍光４４が発生する。この蛍光４
４はレンズ１６、光ファイバ１８−レンズ２８、ビーム
スプリッタ２６、干渉フィルタ３０を経て回折格子３２
に入射し、回折格子３２で分光され、光電子増倍管３４
−１〜３４−４のいずれかで検出され、計数器３８−１
〜３８−４で計数される。
されるように、例えば１００ナノ秒の周期で１４ナノ秒
程度の幅のパルス４２として発生される。この励起光パ
ルス４２がビームスプリッタ２４，２６、レンズ２８、
光ファイバ１８及びレンズ１６を経てゲル４中に分画さ
れたゾーンに照射されると、そのゾーンからは第２図（
Ｂ）で示されるような蛍光４４が発生する。この蛍光４
４はレンズ１６、光ファイバ１８−レンズ２８、ビーム
スプリッタ２６、干渉フィルタ３０を経て回折格子３２
に入射し、回折格子３２で分光され、光電子増倍管３４
−１〜３４−４のいずれかで検出され、計数器３８−１
〜３８−４で計数される。
蛍光４４は第２図（Ｂ）に示されるように、励起光４２
が消えた後でも残るので、蛍光４４のうち励起光が消え
た後の部分（第２図（Ｂ）の斜線部分）を測定するため
に、フォトセル３６の信号がオフの期間ｔＯだけ計数器
３８−１〜３８−４をオンとするように、計数器３８−
１〜３８−４を制御する。励起光パルス４２は単発では
なく、周期的に繰り返して発生されるので、蛍光４４の
フォトン・カラティングも繰り返して行ない、それらの
計数値はマイクロコンピュータ４４によって積算される
。
が消えた後でも残るので、蛍光４４のうち励起光が消え
た後の部分（第２図（Ｂ）の斜線部分）を測定するため
に、フォトセル３６の信号がオフの期間ｔＯだけ計数器
３８−１〜３８−４をオンとするように、計数器３８−
１〜３８−４を制御する。励起光パルス４２は単発では
なく、周期的に繰り返して発生されるので、蛍光４４の
フォトン・カラティングも繰り返して行ない、それらの
計数値はマイクロコンピュータ４４によって積算される
。
この方法では、フォトン・カラティング法により計数す
るので、−層高感度の測定を行なうことができるにの方
法は一般的には時間分解蛍光方法として知られているも
のである（例えば、木下−彦、御橋広真「蛍光測定−生
物科学への応用」、学会出版センター刊、１９８３年、
９９〜１５９ページ参照）。
るので、−層高感度の測定を行なうことができるにの方
法は一般的には時間分解蛍光方法として知られているも
のである（例えば、木下−彦、御橋広真「蛍光測定−生
物科学への応用」、学会出版センター刊、１９８３年、
９９〜１５９ページ参照）。
アルゴンレーザーの４８８ｎｍの波長の励起光で励起で
きる蛍光物質としては、ＦＩＴＣ（放射５２０ｎｍ）
、ＮＢＤ−Ｅ２ （放射５３０ｎｍ）、Ｒ−Ｐｈｙｃｏ
ｅｒｙｔｈｉｎ （放射５８０ｎｍ） 、５−ＷＨ８１
０３−Ｐｈｙｃｏｅｒｙｔｈｉｎ （放射５７０ｎｍ）
がある。これらの色素（蛍光物質）でＤＮＡ断片の末端
を別々にラベルすることによって５ゾ一ン構成核酸断片
の末端を知り、すでに知られている方法によって塩基配
列の決定をすることができる（例えばｒＤＮＡシーケン
ス解析マニュアル」９９〜１４６ページ、講談社（１９
８３年）参照）。
きる蛍光物質としては、ＦＩＴＣ（放射５２０ｎｍ）
、ＮＢＤ−Ｅ２ （放射５３０ｎｍ）、Ｒ−Ｐｈｙｃｏ
ｅｒｙｔｈｉｎ （放射５８０ｎｍ） 、５−ＷＨ８１
０３−Ｐｈｙｃｏｅｒｙｔｈｉｎ （放射５７０ｎｍ）
がある。これらの色素（蛍光物質）でＤＮＡ断片の末端
を別々にラベルすることによって５ゾ一ン構成核酸断片
の末端を知り、すでに知られている方法によって塩基配
列の決定をすることができる（例えばｒＤＮＡシーケン
ス解析マニュアル」９９〜１４６ページ、講談社（１９
８３年）参照）。
上記の実施例では励起光源としてアルゴンレーザを使用
しているが、アルゴンレーザの他、アルゴンレーザ励起
又はエキシマレーザ励起の各種色素レーザを使用するこ
ともできる０色素レーザは波長範囲が広いので、励起可
能な蛍光物質が多くなり、好都合である。
しているが、アルゴンレーザの他、アルゴンレーザ励起
又はエキシマレーザ励起の各種色素レーザを使用するこ
ともできる０色素レーザは波長範囲が広いので、励起可
能な蛍光物質が多くなり、好都合である。
（発明の効果）
本発明では泳動管に励起光を照射するとともに蛍光を受
光する光学系を泳動管に沿って移動可能にするとともに
、その光学系と、励起光源及び測定手段につながる光学
系との間を光ファイバによって接続したので、泳動方向
に沿った走査がしやすくなり、実用性のある解析装置と
なる。
光する光学系を泳動管に沿って移動可能にするとともに
、その光学系と、励起光源及び測定手段につながる光学
系との間を光ファイバによって接続したので、泳動方向
に沿った走査がしやすくなり、実用性のある解析装置と
なる。
また、蛍光を励起光消光後に行なうことによって励起光
や水のラマン散乱を完全にカットすることができる。
や水のラマン散乱を完全にカットすることができる。
蛍光測定を励起光消光後に行なうとともに、測定値を積
算することによって蛍光法の測定感度が上昇する。
算することによって蛍光法の測定感度が上昇する。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図（Ａ）
は励起光を示す波形図、同図（Ｂ）は蛍光を示す波形図
である。 ２・・・・・・泳動管。 ４・・・・・・ゲル。 １４・・・・・・ＤＮＡ断片、 １６．２８・・・・・・レンズ。 １８・・・・・・光ファイバ、 ２０・・・・・・駆動部、 ２２・・・・・・アルゴンレーザ、 ２４．２６・・・・・・ビームスプリッタ、３２・・・
・・・回折格子、 ３４−１〜３４−４・・・・・・光電子増倍管、３６・
・・・・・フォトセル。 ３８−１〜３８−４・・・・・・計数器。 ４０°°゛°°゛マイクロコンピユータ。
は励起光を示す波形図、同図（Ｂ）は蛍光を示す波形図
である。 ２・・・・・・泳動管。 ４・・・・・・ゲル。 １４・・・・・・ＤＮＡ断片、 １６．２８・・・・・・レンズ。 １８・・・・・・光ファイバ、 ２０・・・・・・駆動部、 ２２・・・・・・アルゴンレーザ、 ２４．２６・・・・・・ビームスプリッタ、３２・・・
・・・回折格子、 ３４−１〜３４−４・・・・・・光電子増倍管、３６・
・・・・・フォトセル。 ３８−１〜３８−４・・・・・・計数器。 ４０°°゛°°゛マイクロコンピユータ。
Claims (2)
- （１）ゲル電気泳動装置の泳動管に励起光を照射すると
ともに泳動管からの蛍光を受光し、泳動管に沿って移動
可能に設けられた第１の光学系と、励起光をパルス的か
つ周期的に発光させる光源と、この光源からの光を導く
とともに、泳動管からの蛍光を導く第２の光学系と、前
記第１の光学系と前記第２の光学系とを接続する光ファ
イバと、前記第２の光学系により導かれた蛍光を分光し
て検出する分光・検出手段と、この分光・検出手段で検
出された蛍光を励起光消光後に測定し、測定値を励起光
パルスの各周期で積算する測定手段とを備えたゲル電気
泳動解析装置。 - （２）蛍光の測定にフォトン・カウンティング法を用い
る特許請求の範囲第１項に記載のゲル電気泳動解析装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61227393A JPS6381256A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | ゲル電気泳動解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61227393A JPS6381256A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | ゲル電気泳動解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6381256A true JPS6381256A (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=16860118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61227393A Pending JPS6381256A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | ゲル電気泳動解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6381256A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5100529A (en) * | 1990-05-31 | 1992-03-31 | Shimadzu Corporation | Fluorescence detection type gel electrophoresis apparatus |
| US20110100818A1 (en) * | 2004-03-26 | 2011-05-05 | Board Of Regents, University Of Houston | Method for monitored separation and collection of biological materials |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP61227393A patent/JPS6381256A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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