SE456348B - PROCEDURE FOR ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF DNA FRAGMENTS - Google Patents

PROCEDURE FOR ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF DNA FRAGMENTS

Info

Publication number
SE456348B
SE456348B SE8500201A SE8500201A SE456348B SE 456348 B SE456348 B SE 456348B SE 8500201 A SE8500201 A SE 8500201A SE 8500201 A SE8500201 A SE 8500201A SE 456348 B SE456348 B SE 456348B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
dna
sequencing
gel
labeled
reactions
Prior art date
Application number
SE8500201A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8500201D0 (en
SE8500201L (en
Inventor
Leroy E Hood
Michael W Hunkapiller
Lloyd M Smith
Tim J Hunkapiller
Original Assignee
California Inst Of Techn
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by California Inst Of Techn filed Critical California Inst Of Techn
Publication of SE8500201D0 publication Critical patent/SE8500201D0/en
Publication of SE8500201L publication Critical patent/SE8500201L/en
Publication of SE456348B publication Critical patent/SE456348B/en

Links

Classifications

    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6869Methods for sequencing
    • 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

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

456 348 att tillåta kemisk analys. En annan metod var den nära perfek- tionen av gelelektroforetiska metoder för högupplösnings- separation av oligonukleotider på basis av deras storlek. 456 348 to allow chemical analysis. Another method was the near perfection of gel electrophoretic methods for high-resolution separation of oligonucleotides based on their size.

Emellertid utgjordes den begreppsmässiga nyckelutvecklingen av införandet av metoder för att alstra storleksanordnade (size-nested) uppsättningar av fragment av klonad, renad DNA som i sin längdkollektion innehåller den information som erfordras för att definiera nukleotidsekvensen innefattande moder-DNA-molekylerna. Två skilda metoder för att alstra dessa fragment-set användes i stor utsträckning, varav den ena är utvecklad av Sanger; Sanger, F., Nicklen, S. och Coulson, A.However, the conceptual key development was the introduction of methods to generate size-nested sets of fragments of cloned, purified DNA which in their length collection contain the information required to define the nucleotide sequence comprising the parent DNA molecules. Two different methods for generating these fragment sets were widely used, one of which was developed by Sanger; Sanger, F., Nicklen, S. and Coulson, A.

R., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5463 (1977) och Smith, A.R., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5463 (1977) and Smith, A.

J. H., Methods in Enzymology 65, 56-580 (1980): och den andra av Maxam och Gilbert; Maxam, A. M. och Gilbert, W., Methods in Enzymology 65, Q99-559 (l980).J. H., Methods in Enzymology 65, 56-580 (1980): and the other by Maxam and Gilbert; Maxam, A. M. and Gilbert, W., Methods in Enzymology 65, Q99-559 (1980).

Metoden utvecklad av Sanger benämnes dideoxikedjetermineríngs- metoden. I den mest använda variationen av denna metod klonas ett DNA-segment i en enkelsträngad DNA-fag, såsom Ml3. Dessa fag-DNA kan tjäna som templater för den primade syntesen av den komplementära strängen med Klenow-fragmentet av DNA- polymeras I. Primern är antingen en syntetisk oligonukleotid eller ett restriktionsfragment isolerat från moder-rekombi- nant-DNA, som specifikt hybridiserar till en region av Ml3- vektorn nära 3'-änden av den klonade infällningen. I var och en av de fyra sekvenseringsreaktionerna genomföres den primade syntesen i närvaro av en tillräcklig mängd av dideoxianalogen av en av de fyra möjliga deoxinukleotiderna, så att de växande kedjorna slumpvis termineras genom införlivandet av dessa “dead-end"-nukleotider. Den relativa koncentrationen av di- deoxi- till deoxi-former justeras för att ge en spridning av terminationsutfall motsvarande alla tänkbara kedjelängder som kan upplösas genom gelelektrofores. Produkterna från var och en av de fyra primade syntesreaktionerna separeras därefter på individuella band av polyakrylamidgeler genom elektroforesen.The method developed by Sanger is called the dideoxy chain termination method. In the most widely used variation of this method, a DNA segment is cloned into a single-stranded DNA phage, such as M13. These phage DNAs can serve as templates for the primed synthesis of the complementary strand with the Klenow fragment of DNA polymerase I. The primer is either a synthetic oligonucleotide or a restriction fragment isolated from parent recombinant DNA, which specifically hybridizes to a region of the M13 vector near the 3 'end of the cloned inset. In each of the four sequencing reactions, the primed synthesis is performed in the presence of a sufficient amount of the dideoxy analog of one of the four possible deoxynucleotides, so that the growing chains are randomly terminated by the incorporation of these "dead-end" nucleotides. of dideoxy to deoxy forms are adjusted to provide a spread of termination outcome corresponding to all conceivable chain lengths that can be resolved by gel electrophoresis.The products from each of the four primed synthesis reactions are then separated on individual bands of polyacrylamide gels by electrophoresis.

Radioaktiva markörer införlívade i de växande kedjorna användes för att framkalla en autoradiogrambild av mönstret av DNA i 456 348 varje elektroforesband. Sekvensen av deoxinukleotiderna i den klonade DNA bestämmes genom undersökning av mönstret av banden i de fyra gångerna.Radioactive markers incorporated into the growing chains were used to generate an autoradiogram image of the pattern of DNA in each electrophoresis band. The sequence of the deoxynucleotides in the cloned DNA is determined by examining the pattern of the bands in the four folds.

Metoden utvecklad av Maxam och Gilbert använder kemisk behand- ling av renad DNA för att alstra storleksanordnade set av DNA-fragment analoga med de producerade enligt Sanger-metoden.The method developed by Maxam and Gilbert uses chemical treatment of purified DNA to generate sized sets of DNA fragments analogous to those produced according to the Sanger method.

Enkel- eller dubbelsträngad DNA, märkt med radioaktivt fosfat vid antingen 3'- eller 5'-änden, kan sekvenseras enligt detta förfarande. I fyra reaktionsomgångar induceras spjälkning vid en eller två av de fyra nukleotidbaserna genom kemisk behand- ling. Spjälkningen utgöres av ett trestegsförfarande: modifie- ring av basen, avlägsnande av den modifierade basen från dess socker och strängsplittring vid detta socker. Reaktionsbe- tingelserna justeras så att huvuddelen av de alstrade ändmärk- ta fragmenten är i den storleksordning (i allmänhet l till 400 nukleotider) som kan upplösas genom gelelektrofores. Elektro- fores, autoradiografi och mönsteranalys genomföres huvudsak- ligen enligt Sanger-metoder. (Fastän den kemiska fragmenta- tionen var gång den sker nödvändigtvis ger två DNA-bitar, detekteras endast den bit, som innehåller ändmärkningen, på autoradiogrammet.) Båda dessa DNA-sekvenseringsmetoder användes i stor utsträck- ning och var och en har många variationer. Vid varje metod begränsas sekvenslängden som kan erhållas från en enkel omgång reaktioner primärt genom upplösningsförmågan hos polyakryl- amidgelerna som användes för elektroforesen. I allmänhet kan 200 till 400 baser avläsas från en enkel uppsättning gelband. Även om de är framgångsrika, har båda metoderna allvarliga nackdelar, problem primärt associerade med det elektrofore- tiska förfarandet. Ett problem är att radíomärkning måste användas som en markör för lokalisering av DNA-banden i gelerna, vilket medför svårigheter på grund av den korta hal- veringstiden för fosfor-32 och den därav följande instabi- liteten hos de radiomärkta reagensen samt problem med förstö- ring och hantering av radioaktivt avfall. Av större betydelse 456 348 är att autoradiografins natur (filmbilden av ett radioaktivt gelband är bredare än bandet i sig självt) och jämförelsen av bandpositionerna mellan fyra olika gelband (som kan uppträda enhetligt eller icke-enhetligt ur bandmobilitetssynpunkt) kan begränsa den observerade upplösningen av banden och därmed sekvenslängden som kan avläsas från gelen. Vidare gör band- -till-band (track-to-track)-ojämnheter automatisk scanning av autoradiogrammen svår - det mänskliga ögat kan för närvarande kompensera dessa oregelbundenheter mycket bättre än datorer.Single or double stranded DNA, labeled with radioactive phosphate at either the 3 'or 5' end, can be sequenced according to this method. In four reaction cycles, cleavage at one or two of the four nucleotide bases is induced by chemical treatment. The cleavage consists of a three-step process: modification of the base, removal of the modified base from its sugar and strand splitting at this sugar. The reaction conditions are adjusted so that the majority of the end-labeled fragments generated are of the order of magnitude (generally 1 to 400 nucleotides) that can be resolved by gel electrophoresis. Electrophoresis, autoradiography and pattern analysis are performed mainly according to Sanger methods. (Although chemical fragmentation each time necessarily yields two bits of DNA, only the bit containing the end marker is detected on the autoradiogram.) Both of these DNA sequencing methods are widely used and each has many variations. In each method, the sequence length that can be obtained from a single round of reactions is limited primarily by the solubility of the polyacrylamide gels used for the electrophoresis. In general, 200 to 400 bases can be read from a simple set of gel tapes. Although successful, both methods have serious drawbacks, problems primarily associated with the electrophoretic process. One problem is that radiolabeling must be used as a marker for the localization of the DNA bands in the gels, which causes difficulties due to the short half-life of phosphorus-32 and the consequent instability of the radiolabeled reagents as well as problems with ring and management of radioactive waste. Of greater importance 456 348 is that the nature of the autoradiography (the film image of a radioactive gel band is wider than the band itself) and the comparison of the band positions between four different gel bands (which may appear uniform or non-uniform from a band mobility point of view) may limit the observed resolution of the bands. and thus the sequence length that can be read from the gel. Furthermore, track-to-track irregularities make automatic scanning of autoradiograms difficult - the human eye can currently compensate for these irregularities much better than computers.

Detta behov av manuell "läsning" av autoradiogrammen är tids- krävande, tröttsamt och ger lätt fel resultat. Dessutom kan man inte avläsa gelmönstren under det att elektroforesen genomföres, för att kunna avsluta elektroforesen så snart upp- lösningen blir otillräcklig för att separera närliggande band, utan man måste avsluta elektroforesen vid någon standardiserad tidpunkt och vänta på att autoradiogrammet skall framkallas innan sekvensavläsningen kan börja.This need for manual "reading" of the autoradiograms is time consuming, tedious and easily gives incorrect results. In addition, one cannot read the gel patterns during the electrophoresis to be able to terminate the electrophoresis as soon as the solution becomes insufficient to separate adjacent bands, but one must terminate the electrophoresis at some standard time and wait for the autoradiogram to be developed before the sequence reading can begin. .

Föreliggande uppfinning avhjälper dessa och andra problem som är förenade med elektroforessteget i DNA-sekevenseringsförfa- randena och utgör ett väsentligt framsteg inom tekniken.The present invention overcomes these and other problems associated with the electrophoresis step of the DNA sequencing procedures and represents a significant advance in the art.

Sammanfattningsvis innefattar föreliggande uppfinning ett nytt förfarande för elektroforetisk analys av DNA-fragment framställda i DNA-sekvenseringsförfaranden, vari minst en kromofor eller fluorofor användes för att märka DNA-frag- menten alstrade genom sekvenseringskemin och möjliggör detek- tion och karaktärisering av fragmenten när de uppspjälkas genom elektrofores genom en gel. Detektionen använder sig av en absorptions- eller fluorescensfotometer med förmåga att moni- torera de märkta banden, när de rör sig genom gelen.In summary, the present invention encompasses a novel method of electrophoretic analysis of DNA fragments prepared in DNA sequencing methods, wherein at least one chromophore or fluorophore is used to label the DNA fragments generated by the sequencing chemistry and enables the detection and characterization of the fragments as they are cleaved. by electrophoresis through a gel. The detection uses an absorption or fluorescence photometer capable of monitoring the labeled bands as they move through the gel.

Föreliggande uppfinning innefattar även elektroforetisk ana- lys av DNA-fragment framställda vid DNA-sekvenseringsförfaran- den innefattande att man: .- 456 348 - etablerar en källa av kromofor- eller fluorescensmärkta DNA-fragment från sekvenseringsförfarandena, - etablerar en zon för att innehålla en elektroforesgel, - etablerar anordningar för att införa nämnda märkta DNA- fragment i nämnda zon, - etablerar en fotometrisk anordning för att monitorera"nämnda märkta DNA-fragment när de rör sig genom nämnda gel, och - monitorerar nämnda märkta DNA-fragment när de införes i nämnda zon och rör sig genom nämnda gel.The present invention also encompasses electrophoretic analysis of DNA fragments prepared by DNA sequencing methods comprising: - establishing a source of chromophore- or fluorescently labeled DNA fragments from the sequencing methods, - establishing a zone for containing a electrophoresis gel, - establishes devices for introducing said labeled DNA fragments into said zone, - establishes a photometric device for monitoring "said labeled DNA fragments as they move through said gel, and - monitors said labeled DNA fragments as they are introduced in said zone and moves through said gel.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett nytt förfarande för sekvensanalys av DNA.An object of the present invention is to provide a new method for sequence analysis of DNA.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att till- handahålla ett nytt system för analys av DNA-fragment.Another object of the present invention is to provide a novel system for analyzing DNA fragments.

Ett särskilt ändamål med föreliggande uppfinning är att till- handahålla ett förbättrat förfarande för sekvensanalys av DNA.A particular object of the present invention is to provide an improved method for sequencing DNA.

Dessa och övriga ändamål och fördelar med föreliggande upp- finning framgår av följande detaljerade beskrivning i kombina- tion med de bifogade ritningarna.These and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

Med hänvisning till ritningarna: Figur l är en illustration av en anordning för änd-märkning av ett DNA-fragment med en fluorescerande markör. Pst. I och T4 DNA- ligas är enzymer som vanligen användes inom rekombinant-DNA- -forskning.Referring to the drawings: Figure 1 is an illustration of a device for end-labeling a DNA fragment with a fluorescent marker. Pst. I and T4 DNA ligases are enzymes commonly used in recombinant DNA research.

Figur 2 är ett blockdiagram av en automatiserad DNA-sekvena- tor, gelelektroforessystem.Figure 2 is a block diagram of an automated DNA sequencer, gel electrophoresis system.

Figur 3 är ett schematiskt diagram av en optisk konfiguration i detektorenheten. P, lampkälla; Ll, objektivlins; L2, kolli- 456 348 mationslins; Fl, UV-blockerande filter; P2, värmeblockerande filter; F3, “band pass excitation“-filter; F4, “long pass emission"-filter: DM, dikroisk spegel; C, polyakrylamidgel; PMT, fotomultiplikatorrör.Figure 3 is a schematic diagram of an optical configuration in the detector unit. P, lamp source; Ll, objective lens; L2, collision 456 348 mation lens; F1, UV blocking filter; P2, heat-blocking filter; F3, "band pass excitation" filter; F4, "long pass emission" filter: DM, dichroic mirror; C, polyacrylamide gel; PMT, photomultiplier tube.

Figur 4 är ett schematiskt diagram av en annan optisk konfigu- ration i detektorenheten. Fl till F4 är "bandpass"-filter centrerade vid emissionsmaximum för de olika färgerna. Pl till P4 är fotomultiplikatorrör. Excitationsljuset är av sådan våglängd att det inte transmitteras genom något av filtren Fl till F4.Figure 4 is a schematic diagram of another optical configuration in the detector unit. F1 to F4 are "bandpass" filters centered at the emission maximum for the different colors. P1 to P4 are photomultiplier tubes. The excitation light is of such a wavelength that it is not transmitted through any of the filters F1 to F4.

Figur 5 är en jämförelse av de dataslag som erhålles vid DNA- sekvensering av sekvensen visad i figur l.Figure 5 is a comparison of the data types obtained by DNA sequencing of the sequence shown in Figure 1.

Figur 6 är ett blockdiagram av en föredragen DNA~sekvenator enligt föreliggande uppfinning.Figure 6 is a block diagram of a preferred DNA sequencer of the present invention.

Design av märkta primers för användning vid Sanger-metoden.Design of labeled primers for use in the Sanger method.

Vid de tidigare metoderna för DNA-sekvensering, innefattande de baserade på Sanger-dideoxikedjeterminationsmetoden, användes enkel radioaktivt märkt fosfor-32 för att identifiera alla band på gelerna. Detta gör det nödvändigt att fragment- uppsättningarna alstrade i de fyra syntesreaktionerna köres på separata gelband och medför de problem som är förenade med jämförbara bandmobiliteter i de olika banden. Dessa problem övervinnes enligt föreliggande uppfinning genom användning av en uppsättning av fyra kromoforer eller fluoroforer med olika absorptions- respektive fluorescensmaxima. Var och en av dessa markörer är kemiskt kopplad till den primer, som användes för att initiera syntesen av fragmentsträngarna. Varje märkt primer paras därefter i sin tur med en av dideoxinukleotiderna och användes i den primade syntesreaktionen med K1enow-frag- mentet av DNA-polymeras. 456 348 Primerna måste ha följande karaktäristika. l) De måste ha en fri 3'-hydroxylgrupp för att möjliggöra kedjeextension genom polymerasen. 2) De måste vara komplementära till en unik 3'- region av den klonade infällningen. 3) De måste vara tillräck- ligt långa för att hybridisera till bildning av ett unikt, stabilt duplex. 4) Kromoforen eller fluoroforen får inte interferera med hydridiseringen eller förhindra 3'-änd-exten- sion genom polymerasen.In the previous methods of DNA sequencing, including those based on the Sanger dideoxy chain termination method, simple radiolabeled phosphorus-32 was used to identify all bands on the gels. This makes it necessary for the fragment sets generated in the four synthesis reactions to be run on separate gel bands and poses the problems associated with comparable band mobilities in the different bands. These problems are overcome according to the present invention by using a set of four chromophores or fluorophores with different absorption and fluorescence maxima, respectively. Each of these markers is chemically linked to the primer used to initiate the synthesis of the fragment strands. Each labeled primer is then in turn paired with one of the dideoxynucleotides and used in the primed synthesis reaction with the K1enow fragment of DNA polymerase. 456 348 The primers must have the following characteristics. l) They must have a free 3'-hydroxyl group to allow chain extension through the polymerase. 2) They must be complementary to a unique 3 'region of the cloned inlet. 3) They must be long enough to hybridize to form a unique, stable duplex. 4) The chromophore or fluorophore must not interfere with the hydridization or prevent 3 'end extension by the polymerase.

De ovan angivna betingelserna l, 2 och 3 uppfylles av flera syntetiska oligonukleotidprimers, som allmänt användes för sekvensering av Sanger-typ med användning av N13-vektorer. En sådan primer är 12 mer 5'TCA CGA CGT TGT 3', där A, C, G och T representerar de fyra olika nukleosidkomponenterna i DNA; A, adenosin; C, cytosin; G, guanosin; T, Lymidin.The above conditions 1, 2 and 3 are met by several synthetic oligonucleotide primers, which are commonly used for Sanger-type sequencing using N13 vectors. One such primer is 12 more 5'TCA CGA CGT TGT 3 ', where A, C, G and T represent the four different nucleoside components of DNA; A, adenosine; C, cytosine; G, guanosine; T, Lymidine.

Kemin för kopplingen av de kromofora eller fluorofora markörerna beskrives i sökandens svenska patentansökan nr 8406484-9 (inlämnad l9 december 1984), vars innehåll uttryckligen inbe- gripes häri. Den strategi som användes är att införa en alifa- tisk aminogrupp vid 5'~änden som sista addition i syntesen av oligonukleotidprimern. Denna reaktiva aminogrupp kan sedan lätt kopplas med en mångfald aminoreaktiva kromoforer och/- eller fluoroforer. Detta tillvägagångssätt bidrager till kompatibilitet hos de märkta primerna med betingelse 4 ovan.The chemistry for the coupling of the chromophoric or fluorophoric markers is described in the applicant's Swedish patent application No. 8406484-9 (filed December 19, 1984), the contents of which are expressly incorporated herein. The strategy used is to introduce an aliphatic amino group at the 5 'end as a final addition in the synthesis of the oligonucleotide primer. This reactive amino group can then be easily coupled with a variety of amino-reactive chromophores and / or fluorophores. This approach contributes to the compatibility of the labeled primers with condition 4 above.

De använda fyra färgämnena måste ha höga extinktionskoeffi- cienter och/eller skäligt höga kvantitativa utbyten för fluorescens. De måste ha väl upplösta absorptionsmaxima och/eller emissíonsmaxima. En representativ uppsättning av fyra sådana aminoreaktiva färgämnen är: fluoresceinisotio- cyanat (FITC, Äššx = 495, Äšïx = 520, E495 f 8 x l04), eosin- isotiøcyanat (EITC, Äššx = 522, Äšrâx = 533, 6522 e* s X 104), tetrametylrodaminisotiocyanat (TMRITC,'Ää:x = 550, Äââx = 578, O 5 4 x 104), och substituerat rodaminisotiocyanat (XRITC, X _ 580, Äšïx = 604, 5580 =' s x 104), där k representerar våglängden i nanometer, Ex är excitation, Em är emission, max s 456 348 är maximum och 5 är den molära extinktionskoefficienten.The four dyes used must have high extinction coefficients and / or reasonably high quantitative yields for fluorescence. They must have well-resolved absorption maxima and / or emission maxima. A representative set of four such amino-reactive dyes are: fluorescein isothiocyanate (FITC, Äššx = 495, Äšïx = 520, E495 f 8 x l04), eosin isothiocyanate (EITC, Äššx = 522, Äšrâx = 533, 6522 e * 104), tetramethylrodamine isothiocyanate (TMRITC, 'Ää: x = 550, Äââx = 578, O 5 4 x 104), and substituted rhodamine isothiocyanate (XRITC, X _ 580, Äšïx = 604, 5580 =' sx 104), where k represents the wavelength in nanometers, Ex is excitation, Em is emission, max s 456 348 is maximum and 5 is the molar extinction coefficient.

Dessa färgämnen fästes till Ml3-primern och konjugaten elek- troforeras på en 20 % polyakrylamidgel. De märkta primerna är synliga både genom sin absorption och fluorescens i gelen.These dyes are attached to the M13 primer and the conjugates are electrophoresed on a 20% polyacrylamide gel. The labeled primers are visible both through their absorption and fluorescence in the gel.

Samtliga fyra märkta primers har identisk elektroforetisk mobilitet. De färgade konjugerade primerna bibehåller sin förmåga att specifikt hybridisera till DNA, vilket åskådlig- göres av deras förmåga att ersätta den icke-deriverade (underivitized) oligonukleotiden som normalt användes i sekvenseringsreaktionerna. Ändmärkning av DNA för användning vid Maxam/Gilbert-metoden.All four labeled primers have identical electrophoretic mobility. The stained conjugated primers retain their ability to specifically hybridize to DNA, as illustrated by their ability to replace the underivitized oligonucleotide normally used in sequencing reactions. End marking of DNA for use in the Maxam / Gilbert method.

Vid Maxam/Gilbert-metoden för DNA-sekvensering måste änden av den DNA-bit, vars sekvens skall bestämmas, märkas. Detta sker konventionellt enzymatiskt med användning av radioaktiva nukleosider. För att använda Maxam/Gilbert-metoden i samband med färgdetektionsschemat som beskrives i samband med denna uppfinning måste DNA-biten märkas med färgämnen. Ett sätt varpå detta kan ske visas i figur l. Vissa restriktions- endonukleaser alstrar det som är känt som ett 3'~överhäng som produkten av DNA-spjälkning. Dessa enzymer ger en "sticky end", en kort sträcka av enkelsträngad DNA vid änden av en bit av dubbelsträngad DNA. Detta område kommer att fästas (anneal) till en komplementär sträcka av DNA, som kan kovalent samman- fogas med duplex-DNA medelst enzymligasen. På detta sätt bindes kovalent en av strängarna till en spårbar grupp. Denna grupp kan vara ett färgämne, en aminogrupp eller en skyddad aminogrupp (från vilken skyddsfunktionen kan avlägsnas och som kan reagera med färgämne efter de kemiska reaktionerna).In the Maxam / Gilbert method of DNA sequencing, the end of the piece of DNA whose sequence is to be determined must be marked. This is conventionally done enzymatically using radioactive nucleosides. To use the Maxam / Gilbert method in connection with the color detection scheme described in connection with this invention, the DNA fragment must be labeled with dyes. One way in which this can be done is shown in Figure 1. Some restriction endonucleases produce what is known as a 3 'overhang as the product of DNA cleavage. These enzymes provide a "sticky end", a short stretch of single-stranded DNA at the end of a piece of double-stranded DNA. This region will be attached (anneal) to a complementary stretch of DNA, which can be covalently joined to duplex DNA by the enzyme ligase. In this way, one of the strands is covalently bound to a traceable group. This group can be a dye, an amino group or a protected amino group (from which the protective function can be removed and which can react with dye after the chemical reactions).

Sekvenseringsreaktioner.Sequencing reactions.

Dideoxisekvenseringsreaktionerna genomföres på standardsätt enligt Smith, A. J. H., Methods in Enzymology 65, 56-580 (1980), utom att skalan om så erfordras kan ökas för att ge en 456 548 adekvat signalintensitet i varje band för detektion. Reaktio- nerna utföres med användning av en annan färgprimer för varje särskild reaktion, t.ex. FITC för "A"-reaktionen, EITC för "C"-reaktionen, TMRITC för "G"-reaktionen och XRITC för "T"- reaktionen. Inget radiomärkt nukleosidtrifosfat behöver inklu- deras i sekvenseringsreaktionen.The dideoxy sequencing reactions are performed in a standard manner according to Smith, A. J. H., Methods in Enzymology 65, 56-580 (1980), except that the scale may be increased if necessary to give an adequate signal intensity in each band for detection. The reactions are performed using a different color primer for each particular reaction, e.g. FITC for the "A" reaction, EITC for the "C" reaction, TMRITC for the "G" reaction and XRITC for the "T" reaction. No radiolabeled nucleoside triphosphate needs to be included in the sequencing reaction.

Maxam/Gilbert-sekvenseringsreaktionerna genomföras på vanligt sätt, Gill, S. F., Aldrichimica Acta l6(3), 59-61 (1983), utom att ändmärket är antingen ett eller fyra färgade färgämnen eller en fri eller skyddad aminogrupp, som efteråt kan omsät- tas med färgämnet.The Maxam / Gilbert sequencing reactions are performed in the usual manner, Gill, SF, Aldrichimica Acta 16 (3), 59-61 (1983), except that the end mark is either one or four colored dyes or a free or protected amino group, which can be reacted afterwards. taken with the dye.

Gelelektrofores.Gel electrophoresis.

Prov från sekvenseringsreaktionerna kombineras och satsas på en 5 % polyakrylamidkolonn l0 visad i figur 2 från den övre behållaren 12. De relativa mängderna från fyra olika reaktio- ner i blandningen justeras empiriskt för att ge ungefär samma fluorescens eller absorptiva signalintensitet från vart och ett av de färgade DNA-konjugaten. Detta möjliggör kompensation för skillnader i färgextinktionskoefficienter, färgfluores- censkvantumutbyten, detektorsensitivitet och så vidare. En hög spänning anbringas tvärs över kolonnen 10 för att elektrofo- rera de märkta DNA-fragmenten genom gelen. De märkta DNA-seg- menten, som skiljer i längd med en singelnukleotid, separeras genom elektrofores i denna gelmatris. Vid eller nära botten av gelkolonnen 10 upplöses DNA-banden från varandra och passerar genom detektorn 14 (närmare beskriven i nästa avsnitt). Detek- torn 14 detekterar de fluorescerande eller kromofora banden av DNA i gelen och bestämmer deras färg, och därigenom mot vilken nukleotid de svarar. Denna information ger DNA-sekvensen.Samples from the sequencing reactions are combined and loaded onto a 5% polyacrylamide column 10 shown in Figure 2 from the upper container 12. The relative amounts from four different reactions in the mixture are adjusted empirically to give approximately the same fluorescence or absorptive signal intensity from each of the stained DNA conjugates. This enables compensation for differences in color extinction coefficients, color fluorescence quantum yields, detector sensitivity and so on. A high voltage is applied across column 10 to electrophorese the labeled DNA fragments through the gel. The labeled DNA segments, which differ in length by a single nucleotide, are separated by electrophoresis in this gel matrix. At or near the bottom of the gel column 10, the DNA bands dissolve from each other and pass through the detector 14 (described in more detail in the next section). The detector 14 detects the fluorescent or chromophoric bands of DNA in the gel and determines their color, and thereby which nucleotide they correspond to. This information provides the DNA sequence.

Detektion.Detection.

Det finns många olika sätt för att detektera de märkta moleky- lerna, som separerats på längden med användning av polyakryl- 456 548 amídgel-elektrofores. Fyra illustrerande sätt beskrives nedan.There are many different ways to detect the labeled molecules, which are lengthwise separated using polyacrylamide gel electrophoresis. Four illustrative ways are described below.

Dessa är i) detektion av fluorescensen exciterad genom ljus av olika våglängd för de olika färgämnena, ii) detektion av fluo- rescens exciterad genom ljus av samma våglängd för de olika färgämnena, iii) eluering av molekylerna från gelen och detek- tion genom kemiluminescens och iv) detektion genom absorption av ljus genom molekylerna. I sätten i) och ii) skall fluores- censdetektorn uppfylla följande fordringar. a) Excitations- ljusstrålen skall inte ha en höjd som är väsentligt större än höjden av ett band. Detta ligger normalt i området 0,1 till 0,5 m. Användningen av en sådan snäv excitationsstråle möj- liggör att maximal upplösning av banden erhålles. b) Excita- tionsvåglängden kan varieras för att matcha absorptionsmaxima för vart och ett av de olika färgämnena eller kan vara ett enda snävt ljusband med hög intensitet, som exciterar alla fyra fluoroforer och inte överlappar något av fluorescens- emissionen. C) Den optiska konfigurationen bör minimera flödet av spritt och reflekterat excitationsljus till fotodetektorn l4. De optiska filtren, som blockerar spritt och reflekterat excitationsljus, varieras allt eftersom excitationsvåglängden varieras. d) Fotodetektorn 14 bör ha en förhållandevis låg störningsnivå och ett gott spektralsvar samt en mängdeffek- tivitet inom hela emissionsomrädet för färgämnena (500 till 600 nm för de ovan angivna färgämnena). e) Det optiska sys- temet för uppsamling av emitterad fluorescens bör ha en hög numerisk öppning (aperture). Detta maximerar fluorescens- signalen. Vidare bör fältdjupet för optikkollektionen inklu- dera hela vidden av kolonnmatrisen.These are i) detection of the fluorescence excited by light of different wavelengths for the different dyes, ii) detection of fluorescence excited by light of the same wavelength for the different dyes, iii) elution of the molecules from the gel and detection by chemiluminescence and iv) detection by absorption of light by the molecules. In methods (i) and (ii), the fluorescence detector shall meet the following requirements. (a) The excitation light beam shall not have a height significantly greater than the height of a band. This is normally in the range 0.1 to 0.5 m. The use of such a narrow excitation beam makes it possible to obtain maximum resolution of the bands. b) The excitation wavelength can be varied to match the absorption maxima for each of the different dyes or can be a single narrow, high-intensity light band that excites all four fluorophores and does not overlap any of the fluorescence emission. C) The optical configuration should minimize the flow of scattered and reflected excitation light to the photodetector l4. The optical filters, which block scattered and reflected excitation light, vary as the excitation wavelength varies. d) The photodetector 14 should have a relatively low level of interference and a good spectral response as well as a quantity efficiency within the whole emission range of the dyes (500 to 600 nm for the above-mentioned dyes). e) The optical system for collecting emitted fluorescence should have a high numerical aperture. This maximizes the fluorescence signal. Furthermore, the depth of field for the optics collection should include the full width of the column matrix.

Två illustrerande fluorescensdetektionssystem anges i figu- rerna 3 och 4. Systemet i figur 3 är kompatibelt med antingen enkelvåglängdsexcitation eller multipelvåglängdsexcitation.Two illustrative fluorescence detection systems are shown in Figures 3 and 4. The system in Figure 3 is compatible with either single wavelength excitation or multiple wavelength excitation.

För enkelvåglängdsexcitation är filtret F4 ett av fyra "band pass"-filter centrerade vid emissionsvåglängdtoppen för vart och ett av färgämnena. Detta filter kopplas om med några sekunders intervall för att möjliggöra kontinuerlig monitore- ring av var och en av de fyra fluoroforerna. För multipelvåg- L 456 348 ll längdsexcitation kopplas de optiska elementen F3 (exci- tationsfilter), DM (dikroisk spegel) och F4 (barriärfilter) tillsammans. På detta sätt varieras både excitationsljuset och det observerade emissionsljuset. Systemet i figur 4 är en bra anordning för enkelvâglängdsexcitation. Detta system har för- delen att inga rörliga delar erfordras och fluorescens från alla de fyra färgämnena kan monitoreras samtidigt och konti- nuerligt. Ett tredje sätt (iii ovan) att detektera är att eluera de märkta molekylerna i botten av gelen, kombinera dessa med ett medel för excitation av kemiluminescens, såsom 1,2-dioxetandion, Gill, S. K., Aldrichimica Acta l6(3), 59-61 (1983): Mellbin, G. J., Liq. Chrom. 6(9), 1603-1616 (1983), och flöda blandningen direkt in i en detektor, som kan mäta det emitterade ljuset vid fyra separata våglängder (denna detektor liknar den visad i figur 4 men kräver inte någon excitationsljuskälla). Bakgrundssignalen vid kemiluminescens är mycket lägre än vid fluorescens, vilket resulterar i högre signal till störningsförhållanden och ökadfkänslíghet. Slut- ligen kan mätningen utföras genom mätningar av ljusabsorp- tionen (iv ovan). I detta fall föres en ljusstråle av varier- bar våglängd genom gelen, och minskningen i strålningsinten- sitet beroende på ljusabsorption av de märkta molekylerna mätes. Genom mätning av ljusabsorptionen vid olika våglängder motsvarande absorptionsmaximum för de fyra färgämnena är det möjligt att bestämma vilken färgmolekyl, som finns i ljus- vägen. En olägenhet vid denna typ av mätning är att absorp- tionsmätningarna i sig är mindre känsliga än fluorescens- mätningar.For single wavelength excitation, the filter F4 is one of four "band pass" filters centered at the emission wavelength peak of each of the dyes. This filter is switched at intervals of a few seconds to enable continuous monitoring of each of the four fluorophores. For multiple wave- L 456 348 ll longitudinal excitation, the optical elements F3 (excitation filter), DM (dichroic mirror) and F4 (barrier filter) are connected together. In this way, both the excitation light and the observed emission light are varied. The system in Figure 4 is a good device for single wavelength excitation. This system has the advantage that no moving parts are required and fluorescence from all four dyes can be monitored simultaneously and continuously. A third way (iii above) to detect is to elute the labeled molecules at the bottom of the gel, combining these with a chemiluminescent excitation agent, such as 1,2-dioxetanedione, Gill, SK, Aldrichimica Acta 16 (3), 59- 61 (1983): Mellbin, GJ, Liq. Chrome. 6 (9), 1603-1616 (1983), and flow the mixture directly into a detector, which can measure the emitted light at four separate wavelengths (this detector is similar to that shown in Figure 4 but does not require an excitation light source). The background signal in chemiluminescence is much lower than in fluorescence, which results in a higher signal to disturbance conditions and increased sensitivity. Finally, the measurement can be performed by measuring the light absorption (iv above). In this case, a light beam of variable wavelength is passed through the gel, and the decrease in radiation intensity due to light absorption of the labeled molecules is measured. By measuring the light absorption at different wavelengths corresponding to the absorption maximum for the four dyes, it is possible to determine which color molecule is present in the light path. A disadvantage of this type of measurement is that the absorption measurements themselves are less sensitive than fluorescence measurements.

Det ovan beskrivna detektionssystemet är anpassat till en dator 16. vid varje undersökt tidsintervall erhåller datorn 16 en signal proportionell till den uppmätta signalintensiteten vid denna tidpunkt för vart och ett av de fyra färgade märkena.The detection system described above is adapted to a computer 16. at each time interval examined, the computer 16 receives a signal proportional to the measured signal intensity at this time for each of the four colored marks.

Denna information talar om vilken nukleotid, som terminerar DNA-fragmentet av den speciella längden i observationsfönstret vid denna tidpunkt. Den tidsmässiga sekvensen av färgade band ger DNA-sekvensen. I figur 6 visas den typ av data som erhål- 456 343 12 les enligt konventionella metoder liksom den typ av data som erhålles genom de förbättringar som beskrives enligt före- liggande uppfinning.This information tells which nucleotide terminates the DNA fragment of the particular length in the observation window at this time. The temporal sequence of colored bands yields the DNA sequence. Figure 6 shows the type of data obtained according to conventional methods as well as the type of data obtained by the improvements described according to the present invention.

Följande exempel avser endast att åskådliggöra uppfinningen.The following examples are intended to illustrate the invention only.

EXEMPEL Figur 6 visar ett blockdiagram av en DNA-sekvenator att an- vändas med ett färgämne åt gången. Strålen (4880 Å) från en argonjonlaser 100 riktas in i polyakrylamidgelröret (prov) 102 med hjälp av en strålstyrare 104. Fluorescens exciterad av strålen samlas med användning av en låg f-nummerlins 106, föres genom en lämplig uppsättning optiska filter 108 och ll0 för att eliminera spritt excitationsljus och detekteras med användning av ett fotomultiplikatorrör (PMT) ll2. Signalen detekteras lätt på en remsskrivare. DNA-sekvenseringsreaktio- nerna genomföres med användning av en fluoresceinmärkt oligo- nukleotidprimer. Topparna på skrivaren motsvarar fragment av fluoresceinmärkt DNA av varierande längder syntetiserade i sekvenseringsreaktionerna och separerade i gelröret genom elektrofores- Varje topp innehåller fluorescein i storleks- ordningen l0_l5 till 10-16 mol, vilket är ungefär lika med mängden DNA som erhålles per band i en ekvivalent sekvense- ringsgel med användning av radioisotopdetektion. Detta visar att fluoresoensmärket inte avlägsnats eller nedbrutits från oligonukleotidprimern i sekvenseringsreaktionerna. Det visar även att detektionssensitiviteten är fullt adekvat för att genomföra DNA-sekvensanalys på detta sätt. a)EXAMPLE Figure 6 shows a block diagram of a DNA sequencer to be used with one dye at a time. The beam (4880 Å) from an argon ion laser 100 is directed into the polyacrylamide gel tube (sample) 102 by means of a beam guide 104. Fluorescence excited by the beam is collected using a low f-number lens 106, passed through a suitable set of optical filters 108 and 110 for to eliminate scattered excitation light and is detected using a photomultiplier tube (PMT) ll2. The signal is easily detected on a strip printer. The DNA sequencing reactions are performed using a fluorescein-labeled oligonucleotide primer. The peaks on the printer correspond to fragments of fluorescein-labeled DNA of varying lengths synthesized in the sequencing reactions and separated in the gel tube by electrophoresis. Each peak contains fluorescein on the order of 10_15 to 10-16 moles, which is approximately equal to the amount of DNA obtained per band in one equivalent. sequencing gel using radioisotope detection. This indicates that the fluorescent label was not removed or degraded from the oligonucleotide primer in the sequencing reactions. It also shows that the detection sensitivity is fully adequate to perform DNA sequence analysis in this way. a)

Claims (19)

456 348 PATENTKRAV456 348 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Förfarande för elektroforætisk analys av DNA-fragment framställda vid DNA-sekvenseringsförfaranden, k ä n n e - t e c k n a t därav, att man tillhandahåller märkta DNA- fragment med minst en kromofor eller fluorofor framställd genom sekvenseringskemi och detekterar nämnda fragment när de uppspjälkas genom elektrofores genom en gel.1. A method for electrophoretic analysis of DNA fragments prepared by DNA sequencing methods, characterized in that labeled DNA fragments are provided with at least one chromophore or fluorophore prepared by sequencing chemistry and said fragments are detected when they are cleaved by electrophoresis. through a gel. 2. Sätt för DNA-sekvensering enligt kedjetermineringsmetoden enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att en primeroligonukleotid märkt med en färgad markör användes.A method of DNA sequencing according to the chain termination method according to claim 1, characterized in that a primer oligonucleotide labeled with a colored marker is used. 3. Sätt för DNA-sekvensering enligt kedjetermineringsmetoden enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en primeroligonukleotid märkt med en fluorescerande markör an- vändes.3. A method of DNA sequencing according to the chain termination method according to claim 1, characterized in that a primer oligonucleotide labeled with a fluorescent marker is used. 4. Sätt för DNA-sekvensering enligt den kemiska nedbrytnings- metoden enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att DNA-molekyler märkta med en färgad markör användes.4. A method of DNA sequencing according to the chemical degradation method according to claim 1, characterized in that DNA molecules labeled with a colored marker are used. 5. Sätt för DNA-sekvensering enligt den kemiska nedbrytninge- metoden enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att DNA-molekyler märkta med en fluorescerande markör använ- des.5. A method of DNA sequencing according to the chemical degradation method according to claim 1, characterized in that DNA molecules labeled with a fluorescent marker are used. 6. Sätt för DNA-sekvensering enligt patentkravet l, k ä n n e- t e c k n a t därav, att en uppsättning av fyra kromoforer eller fluoroforer användes för att märka nämnda DNA-fragment framställda enligt sekvenseringskemin.6. A method of DNA sequencing according to claim 1, characterized in that a set of four chromophores or fluorophores is used to label said DNA fragments prepared according to the sequencing chemistry. 7. Sätt för DNA-sekvensering enligt kedjetermineringsmetoden, k ä n n e t e c k n a t därav, att den primeroligonukleotid som användes i var och en av de fyra sekvenseringsreaktionerna A, C, G och T har en olikfärgad markör fäst till denna och att 456 348 É W prov av de ovannämnda sekvenseringsreaktionerna kombineras och elektroforeras tillsammans på polyakrylamidgel och detekteras efter deras separation på gelen.7. A method of DNA sequencing according to the chain termination method, characterized in that the primer oligonucleotide used in each of the four sequencing reactions A, C, G and T has a different colored marker attached to it and that 456 348 É W samples of the above sequencing reactions are combined and electrophoresed together on polyacrylamide gel and detected after their separation on the gel. 8. Sätt för DNA-sekvenseríng enligt kedjetermineringsmetoden, k ä n n e t e c k n a t därav, att primeroligonukleotiden an- vänd i var och en av de fyra sekvenseringsreaktionerna A, C, G och T har en särskild fluorescerande markör fäst till denna och att prov av de ovannämnda sekvenseringsreaktionerna kombineras och elektroforeras tillsammans på polyakrylamidgel och detekteras efter deras separation på gelen.8. A method of DNA sequencing according to the chain termination method, characterized in that the primer oligonucleotide used in each of the four sequencing reactions A, C, G and T has a special fluorescent marker attached thereto and that samples of the above-mentioned sequencing reactions combined and electrophoresed together on polyacrylamide gel and detected after their separation on the gel. 9. Sätt för DNA-sekvensering enligt den kemiska nedbrytnings- metoden, k ä n n e t e c k n a t därav, att DNA-molekylerna märks med olikfärgade markörer och att en olika färgad DNA an- vändes i var och en av de kemiska modifikationsreaktionerna och att prov av de ovannämnda sekvenseringsreaktionerna kom- bineras och elektroforeras tillsammans på en polyakrylamidgel och detekteras efter deras separation på gelen.9. A method of DNA sequencing according to the chemical degradation method, characterized in that the DNA molecules are labeled with different colored markers and that a different colored DNA is used in each of the chemical modification reactions and that samples of the above-mentioned the sequencing reactions are combined and electrophoresed together on a polyacrylamide gel and detected after their separation on the gel. 10. l0. Sätt för DNA-sekvensering enligt den kemiska nedbrytnings- metoden, k ä n n e t e c k n a t därav, att DNA-molekyler mär- kes med olika fluorescerande markörer och att olika fluore- scerande DNA anvândes i var och en av de kemiska modifika- tionsreaktionerna och att prov av de ovannämnda sekvenserings- reaktionerna kombineras och elektroforeras tillsammans på en polyakrylamidgel och detekteras efter deras separation på gelen.10. l0. Methods of DNA sequencing according to the chemical degradation method, characterized in that DNA molecules are labeled with different fluorescent markers and that different fluorescent DNAs were used in each of the chemical modification reactions and that samples of the above sequencing reactions are combined and electrophoresed together on a polyacrylamide gel and detected after their separation on the gel. 11. ll. Sätt för DNA-sekvensering enligt den kemiska nedbrytnings- metoden, k ä n n e t e c k n a t därav, att DNA-molekyler förses med en aminogrupp, som kopplas till en färgmolekyl efter sekvenseringsreaktionen.11. ll. Methods of DNA sequencing according to the chemical degradation method, characterized in that DNA molecules are provided with an amino group, which is linked to a color molecule after the sequencing reaction. 12. l2. Sätt för DNA-sekvensering enligt den kemiska nedbrytnings- metoden, k ä n n e t e c k n a t därav, att DNA-molekyler förses med en skyddad aminogrupp, som deblockeras och kopplas till en färgmolekyl efter sekvenseringsreaktionerna. 456 348 I512. l2. DNA sequencing methods according to the chemical degradation method, characterized in that DNA molecules are provided with a protected amino group, which is unblocked and linked to a color molecule after the sequencing reactions. 456 348 I5 13. Sättet enligt patentkravet ll, k ä n n e t e c k n a t därav, att produkterna av var och en av de olika sekvense- ringsreaktionerna kopplas med ett olika färgat färgämne, att prov av nämnda färgmärkta reaktionsprodukter kombineras och elektroforeras på en polyakrylamidgel och detekteras efter deras separation på gelen.13. The method according to claim 11, characterized in that the products of each of the different sequencing reactions are coupled with a different colored dye, that samples of said color-labeled reaction products are combined and electrophoresed on a polyacrylamide gel and detected after their separation on the gel. . 14. l4. Sättet enligt patentkravet 12, k ä n n e t e c k n a t därav, att produkterna av var och en av de olika sekvense- ringsreaktionerna kopplas med ett olika färgat färgämne, att prov av de färgmärkta reaktionsprodukterna kombineras och elektroforeras på en polyakrylamidgel och detekteras efter deras separation på gelen.14. l4. The method according to claim 12, characterized in that the products of each of the different sequencing reactions are coupled with a different colored dye, that samples of the color-labeled reaction products are combined and electrophoresed on a polyacrylamide gel and detected after their separation on the gel. 15. Elektroforetisk analys av DNA-fragment framställda vid DNA-sekvenseringsförfaranden innefattande att man: etablerar en källa av kromofor- eller fluorescentmärkta DNA- fragment från sekvenseringsförfaranden, etablerar en zon för att innehålla en elektroforesgel, etablerar anordningar för att införa nämnda märkta DNA~frag- ment i nämnda zon, etablerar fotometríska anordningar för att monitorera nämnda DNA-fragment när de rör sig genom nämnda gel, och monitorerar nämnda märka DNA-fragment när de införes i nämnda zon och rör sig genom nämnda gel.Electrophoretic analysis of DNA fragments prepared by DNA sequencing methods comprising: establishing a source of chromophore- or fluorescently labeled DNA fragments from sequencing procedures, establishing a zone for containing an electrophoresis gel, establishing devices for introducing said labeled DNA fragments established in said zone, establishes photometric devices for monitoring said DNA fragments as they move through said gel, and monitors said labeled DNA fragments as they are introduced into said zone and moves through said gel. 16. Det nya förfarandet enligt patentkravet 15, k ä n n e- t e c k n a t därav, att den fotometriska anordningen är en absorptíonsfotometer.The new method according to claim 15, characterized in that the photometric device is an absorption photometer. 17. Det nya förfarandet enligt patentkravet 15, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den fotometriska anordningen är en fluorescensfotometer.17. The new method according to claim 15, characterized in that the photometric device is a fluorescence photometer. 18. Det nya förfarandet enligt patentkravet 15, k ä n n e - t e c k n a t därav, att DNA-fragmenten märkes med en amino- grupp som kopplas till en färgmolekyl. 456 348 WThe novel method according to claim 15, characterized in that the DNA fragments are labeled with an amino group linked to a color molecule. 456 348 W 19. Det nya förfarandet enligt patentkravet 15, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en uppsättning av fyra kromoforer eller fluoroforer är närvarande-för att märka nämnda DNA-frag- ment från sekvenseringsförfarandet_19. The novel method according to claim 15, characterized in that a set of four chromophores or fluorophores is present - to label said DNA fragments from the sequencing method.
SE8500201A 1984-01-16 1985-01-16 PROCEDURE FOR ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF DNA FRAGMENTS SE456348B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57097384A 1984-01-16 1984-01-16
US68901385A 1985-01-02 1985-01-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8500201D0 SE8500201D0 (en) 1985-01-16
SE8500201L SE8500201L (en) 1985-07-17
SE456348B true SE456348B (en) 1988-09-26

Family

ID=27075453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8500201A SE456348B (en) 1984-01-16 1985-01-16 PROCEDURE FOR ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF DNA FRAGMENTS

Country Status (5)

Country Link
CA (1) CA1258611A (en)
DE (1) DE3501306C2 (en)
FR (1) FR2558262B1 (en)
GB (1) GB2155176B (en)
SE (1) SE456348B (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4865968A (en) * 1985-04-01 1989-09-12 The Salk Institute For Biological Studies DNA sequencing
US4855225A (en) * 1986-02-07 1989-08-08 Applied Biosystems, Inc. Method of detecting electrophoretically separated oligonucleotides
US4811218A (en) * 1986-06-02 1989-03-07 Applied Biosystems, Inc. Real time scanning electrophoresis apparatus for DNA sequencing
DE3618605A1 (en) * 1986-06-03 1987-12-10 Europ Lab Molekularbiolog DEVICE FOR DETECTING SUBSTANCES INCENTIVELY TO PHOTON EMISSION
DE3621631A1 (en) * 1986-06-27 1988-01-14 Hirschmann Geraetebau Gmbh & C DEVICE FOR IMAGING AN OBJECT ON AN ELECTROOPTIC CONVERTER
CA1340806C (en) * 1986-07-02 1999-11-02 James Merrill Prober Method, system and reagents for dna sequencing
US5242796A (en) * 1986-07-02 1993-09-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method, system and reagents for DNA sequencing
JPH0799353B2 (en) * 1987-03-31 1995-10-25 株式会社島津製作所 Nucleotide sequencer
DE3752148T2 (en) * 1987-06-09 1998-09-17 Perkin Elmer Corp Real time scanner in an electrophoresis apparatus for DNA sequence determination
US4833332A (en) * 1987-06-12 1989-05-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Scanning fluorescent detection system
US5102785A (en) * 1987-09-28 1992-04-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of gene mapping
JPH01224657A (en) * 1988-03-04 1989-09-07 Hitachi Ltd Device for determining base sequence of nucleic acid
EP0341928A1 (en) * 1988-05-10 1989-11-15 AMERSHAM INTERNATIONAL plc Improvements relating to surface plasmon resonance sensors
SE8802573D0 (en) * 1988-07-08 1988-07-08 Wallac Oy MULTI-LABEL TIME-RESOLVED FLUORESCENCE ANALYSIS OF NUCLEIC ACID SEQUENCES USING LANTHANIDE CHELATES
FR2636739B1 (en) * 1988-09-20 1993-02-12 Commissariat Energie Atomique METHOD AND INSTALLATION FOR IDENTIFYING THE BASES OF DNA
FR2636738B1 (en) * 1988-09-20 1992-12-11 Commissariat Energie Atomique DNA SEQUENCING PROCESS AND INSTALLATION
US5061361A (en) * 1989-03-06 1991-10-29 Hewlett-Packard Company Capillary zone electrophoresis cell system
FR2649487B1 (en) * 1989-06-21 1991-09-20 Europhor Sa ELECTROPHORESIS CAPILLARY WITH INCORPORATED OPTICAL DEVICE
US5274240A (en) * 1990-01-12 1993-12-28 The Regents Of The University Of California Capillary array confocal fluorescence scanner and method
FR2671407B1 (en) * 1991-01-08 1994-08-05 Europhor Sa METHOD OF ANALYSIS BY CAPILLARY ELECTROPHORESIS WITH FLUORESCENCE DETECTION, AND DEVICES FOR IMPLEMENTING SAME.
US5203339A (en) * 1991-06-28 1993-04-20 The Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Health And Human Services Method and apparatus for imaging a physical parameter in turbid media using diffuse waves
DE69221423T2 (en) * 1991-09-30 1998-03-19 Beckman Instruments Inc Improved fluorescence detection of samples in a capillary tube
US5273638A (en) * 1991-09-30 1993-12-28 Beckman Instruments, Inc. Nucleotide sequence determination employing matched dideoxynucleotide terminator concentrations
US5484571A (en) * 1991-10-08 1996-01-16 Beckman Instruments, Inc. Enhanced fluorescence detection of samples in capillary column
AU3816993A (en) * 1992-03-19 1993-10-21 Regents Of The University Of California, The Multiple tag labeling method for DNA sequencing
JPH05332992A (en) * 1992-05-29 1993-12-17 Shimadzu Corp Electrophoresis device
DE4336911C2 (en) * 1993-10-28 2002-11-21 Biotechnolog Forschung Gmbh Primer production process and template bank therefor
JP3068413B2 (en) * 1994-07-13 2000-07-24 日立電子エンジニアリング株式会社 DNA base sequencer
US5675155A (en) * 1995-04-26 1997-10-07 Beckman Instruments, Inc. Multicapillary fluorescent detection system
US6110683A (en) * 1999-01-08 2000-08-29 Commonwealth Biotechnologies, Inc. Automated DNA Sequencer loading dye which contains a lane tracking aid

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1205028A (en) * 1981-07-01 1986-05-27 Jerald C. Hinshaw Fluorescent chelates and labeled specific binding reagents prepared therefrom
CA1180647A (en) * 1981-07-17 1985-01-08 Cavit Akin Light-emitting polynucleotide hybridization diagnostic method
FR2519005B1 (en) * 1981-12-29 1985-10-25 Pasteur Institut DNA FRAGMENTS MARKED WITH AT LEAST ONE OF THEIR ENDS ENDANGERED BY MODIFIED RIBONUCLEOTIDES RECOGNIZABLE BY AFFINOUS MOLECULES AND METHOD FOR CARRYING OUT ANALYSIS OF SUCH DNA FRAGMENTS
DK105582A (en) * 1982-03-11 1983-09-12 Nordisk Insulinlab PROCEDURE FOR DETERMINING HUMAN HLA-D (R) TISSUE TYPES AND REVERSE FOR USING THE PROCEDURE
US4490472A (en) * 1982-06-17 1984-12-25 Imreg, Inc. Sensitive tests for malignancies based on DNA detection

Also Published As

Publication number Publication date
GB8500960D0 (en) 1985-02-20
DE3501306C2 (en) 1998-09-24
GB2155176B (en) 1988-05-11
SE8500201D0 (en) 1985-01-16
GB2155176A (en) 1985-09-18
SE8500201L (en) 1985-07-17
FR2558262A1 (en) 1985-07-19
CA1258611A (en) 1989-08-22
DE3501306A1 (en) 1985-07-25
FR2558262B1 (en) 1989-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE456348B (en) PROCEDURE FOR ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF DNA FRAGMENTS
US6200748B1 (en) Tagged extendable primers and extension products
US5171534A (en) Automated DNA sequencing technique
US5728529A (en) Alternative dye-labeled ribonucleotides, deoxyribonucleotides, and dideoxyribonucleotides for automated DNA analysis
US6544744B1 (en) Probes labeled with energy transfer coupled dyes
EP0233053B1 (en) Method of detecting electrophoretically separated oligonucleotides
JP3066984B2 (en) General-purpose spacer / energy transition dye
Karger et al. Multiwavelength fluorescence detection for DNA sequencing using capillary electrophoresis
US6143153A (en) DNA sequencing
EP0743987B1 (en) Probes labelled with energy transfer coupled dyes
US5861287A (en) Alternative dye-labeled primers for automated DNA sequencing
US6132578A (en) Method and apparatus for electrophoresis separation and detection
Hung et al. Optimization of spectroscopic and electrophoretic properties of energy transfer primers
Hung et al. Energy transfer primers with 5-or 6-carboxyrhodamine-6G as acceptor chromophores
JP2683549B2 (en) Kit for labeling oligonucleotides
JP2901004B2 (en) DNA sequencing
EP0592060B1 (en) Digital DNA typing
JPH05118991A (en) Method and device for determining on base arrangement
JPS61173158A (en) Method of determining arrangement of deoxyribonucleic acid
US5549805A (en) Digital DNA typing
JP2826366B2 (en) Fluorescence detection type electrophoresis device
JP2649794C (en)
USRE43096E1 (en) Tagged extendable primers and extension products
JP2536105B2 (en) Labeled nucleic acid fragment
JP3070861B2 (en) Nucleotide sequencing

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8500201-2

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed