JPH01250853A - 遺伝子物質の電気泳動パターン分析装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明はＤＮＡまたはＲＮＡである遺伝子やそれらの産
生物質である蛋白質の検出、同定に好適な遺伝子物質の
電気泳動パターン分析装置に関する。本発明の装置は、
疾病診断、親子鑑定、体質診断、家畜植物などの品ｆ４
鑑定などに使用し得る。

（従来の技術） 従来、遺伝子やその産生物質である蛋白質（以下産生蛋
白質という）を検出したり同定したりするために、ＤＮ
ＡやＲＮＡや産生蛋白質などの遺伝子物質の電気泳動パ
ターンを分析する方法、たとえば、サザンプロット法、
ノーサンプロット法、ウェスタンプロット法などがある
。

これらの遺伝子物質の分析方法は全て、基準遺伝子物質
と被検遺伝子物質とを電気泳動方向と直角に配置して同
時に所定時間だけ電気泳動させ、そして１りられた基準
遺伝子物質及び被検遺伝子物質の電気泳動結果を目で識
別するものである。

たとえば、前記→ノリ“ンプロット法で１９られる電気
泳動試料１００は、第３図に示すように、基準遺伝子物
質の電気泳動領域で構成される基準領域１０１と、それ
ぞれ異なる被検遺伝子物質の電気泳動領域で構成される
被検領域１０２．１０３．１０４とをもつ。そしてこの
基準領域１０１は電気泳動方向の１．３５ｋｂ及び１．
１５ｋｂの座標位置に濃く大きい形状のバンドＢ１、Ｂ
２をもち、被検領域１０２は電気泳動方向の１．３５ｋ
ｂの座標位置に濃く大きい形状のバンドＢ３をもち、被
検領域１０３は電気泳動方向の１．３５ｋｂの座標位α
に淵く大きい形状のバンドＢ４をもち、被検領域１０４
は電気泳動方向の１．３５ｋｂ及び１．１５ｋｂの座標
位置にやや濃（小さい形状のバンドＢ５、Ｂ６をもつ。

なお、ここで座標位置単位ｋｂはＤＮＡ断片長を意味す
る。

そして識別者は、基準領域１０１のバンドＢ１、Ｂ２と
被検領域１０２．１０３．１ｏ４のバンドのバンド８３
〜Ｂ６とを比較して、被検遺伝子物質を検出乃至同定し
ていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記した従来の遺伝子物質の電気泳動試料を目視党別す
る方法において、被検領域１０２．１０３．１０の各バ
ンドのそれぞれについて、基準領域のバンドと電気泳動
距離が等しいかどうかを識別する必要があった。

しかし、この識別は、以下のような場合には簡単ではな
かった。即ち、 ■電気泳動方向に隣設する２バンドが近接している場合
。

■基準もしくは被検領域のバンド数が多い場合。

■−枚の電気試料中に配列される被検遺伝子物質数が多
い場合。この場合、基準領域から離れた被検領域のバン
ドは識別困難となる。

■基準もしくは被検遺伝子物質の間が少ない場合。この
場合、形成されるバンドが小さり薄りなり、その識別が
困難となる。

■基準もしくは被検遺伝子物質の闇が多い場合。

この場合、形成されるバンドが大きくなりすぎ、電気泳
動距離の比較が困難となったり、隣設する２つのバンド
が重なったりする危険がある。

また、これらの困難にもかかわらず、被検遺伝子物質の
識別は正確である必要があるので、識別時間が長くなる
場合があった。

更に識別を容易とするためには、電気泳動方向に隣設す
る２バンド間の間隔を長くする必要があり、そのために
電気泳動時間を良く設定する必要がある。しかしそのた
めに電気泳動時間を長くし、かつ電気泳動試料１００を
大きくせねばならず、時間と費用のロスが大きかった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、複
数の被検遺伝子物質をもつ電気泳動試料を正確かつ短時
間に分析する電気泳動パターン分析装置を提供すること
を目的とする。

本発明の遺伝子物質の電気泳動パターン分析装置は、電
気泳動方向と直角方向に配置された少なくとも１個の基
準遺伝子物質および少なくとも１個の被検遺伝子物質と
を同時に電気泳動して得られた、電気泳動方向に配列し
た複数のバンドをもつｍ＊領域及び少なくとも１個の被
検領域をもつ電気泳動試料を光学的に読取り、前記基準
領域に対応する基準画像データ及び前記被検領域に対応
する被検画像データを出力する画像データ発生手段と、 前記基準画像データから基準領域の前記バンドの前記電
気泳動方向の位置座標とその２次元形状とに関する基準
バンドパターンを抽出する基準バンドパターン抽出手段
と、 前記被検画像データから被検領域の前記バンドの前記電
気泳動方向の位置座標とその２次元形状とに関する被検
バンドパターンを抽出する被検バンドパターン抽出手段
と、 前記基準バンドパターンと前記被検バンドバタ−ンとを
比較して前記被検ｆｒ４域の特性を決定するバンドパタ
ーン比較手段と、 から構成されている。

本発明の電気泳動パターン分析装置の対象となる遺伝子
物質は、ＤＮＡやＲＮＡといった遺伝子−ウ遺伝子によ
る産生蛋白質を含む。これらの遺伝子物質は一般に角に
荷電しており電界印加の流動体中で電気泳動し得る。基
準遺伝子物質はその種類が既知である遺伝子物質であり
、被検遺伝子物質はその種類を調べるための遺伝子物質
である。

電気泳動試料は、基準遺伝子物質及び複数の被検遺伝子
物質を電気泳動させて得られる。具体的に説明すると、
電気泳動試料は、基準遺伝子物質及び複数の被検遺伝子
物質を寒天ゲルのような電気泳動可能部材に電気泳動方
向と直角方向に配置し、電気泳動方向に同時に電気泳動
させ、同時に電気泳動を終止させることにより得られる
。

後の画像認識処理のために、電気泳動中または後で遺伝
子物質をマーキングすることが好ましい。

マーキング処理として、染料による発色、蛍光材料によ
る発光、放射性アイソトープによる放射線発生などを使
用可能である。これらの染料、蛍光物質、放射性アイソ
トープは遺伝子物質の電気泳動後に、遺伝子物質に結合
されることが好ましい。

電気泳動試料は基準遺伝子物質及び複数の被検遺伝子物
質が配置され、電気泳動方向及び遺伝子物質配置方向に
伸びた寒天ゲルにより構成することができる。また電気
泳動試料は、前記電気泳動後の寒天ゲルなどを撮影した
各種フィルムとしても構成することができる。

基準領域は、＋Ｔｒ　ｌｌ！［！　Ｌ／た電気泳動試料
の内の基準遺伝子物質が電気泳動可能な領域またはその
記録領域を意味する。基準領域は一つの電気泳動試料に
一個または複数個設置することができる。それぞれ異な
るバンドをもつ複数の基準領域を設置することも可能で
ある。

被検領域は、前記した電気泳動試料の内の被検遺伝子物
質が電気泳動可能な領域またはその記録領域を意味し、
少なくとも１個以Ｆ設置される。

バンドは、基準領域及び被検領域において、同一分子量
の遺伝子物質が集積した領域である。同−分子量の遺伝
子物質の電気泳動距離はほぼ同じであり、基準ｇＡ域及
び被検領域の特定の部位に帯状に集積される。

画像データ発生手段は、電気泳動試料を光学的に読取っ
て電気信号である画像データに変換する手段である。画
像データ発生手段は、基準ｆｆＩ域の画像データである
基準画像データ及び被検領域の画像データである被検画
像データを出力する。画像データ発生手段は、たとえば
リニアイメージセンザ、エリアイメージセンサ、レーザ
ー走査手段とその受光手段、蛍光発生用の紫外線発生手
段およびその受光手段であるフォトマルチプライヤなど
で構成することができる。

基準バンドパターン抽出手段は、得られた基準画像デー
タから基準領域のバンドのパターン情報である基準バン
ドパターンを抽出する画像処理手段であり、マイクロプ
ロセッサを含む専用もしくは般用の画像処理装置で構成
することができる。

基準バンドパターンは、基準領域にあるバンドの電気泳
動方向の重心位置とその形状とに関する画像情報で構成
することができる。

被検バンドパターン抽出手段は、得られた被検画像デー
タから被検領域にあるバンドのパターン情報である被検
バンドパターンを抽出する画像処理手段であり、マイク
ロプロセッサを含む画像処理装置で構成することができ
る。被検バンドパターンは、被検領域にあるバンドの電
気泳動方向の重心位置とその形状とに関する画像情報で
構成することができる。

バンドパターン比較手段は、（９られた基準バンドパタ
ーンと被検バンドパターンとを比較して、被検領域の種
類を決定する画像処理手段であり、マイクロプロセッサ
を含む画像処理装置で構成することができる。バンドパ
ターン比較手段は、その比較結果により、被検遺伝子物
質が基準遺伝子物質の一部または全部と同じかまたは異
なるかを決定する。

たとえば前記した画像処理装置として、日立製作新製の
ＨｒＤ　ＩＣ−ＩＰ／２００などを使用することができ
る。

（作用） 本発明の遺伝子物質の電気泳動パターン分析装置におい
て、画像データ発生手段は、電気泳動試料を光学的に読
取って、基準領域の画像データである基準画像データ及
び被検領域の画像データで′　　　ある被検画像データ
を出力づる。基準バンドパターン抽出手段は、基準画像
データから基準領域のバンドに関する基準バンドパター
ンを抽出する。

被検バンドパターン抽出手段は、被検画像データから被
検領域のバンドに関する被検バンドパターンを抽出する
。バンドパターン比較手段は、基準バンドパターンと被
検バンドパターンとを比較して、被検領域の種類、たと
えば、被検遺伝子物質が基準遺伝子物質の一部または全
部と同じかまたは異なるかを決定する。

以上説明したように本発明の電気泳動パターン分析装置
は、少なくとも１個の基準遺伝子物質と１個以上の被検
遺伝子物質を電気泳動させて得た電気泳動試料を前記説
明したように画像処理しているので、たとえ被検遺伝子
物質の数が増加したり隣接するバンドが接近していたり
しても、正確な検出、同定を可能とする。

（実施例） 本発明の遺伝子物質の電気泳動パターン分析装置の一実
施例を以下、図面を参照して説明する。

第１図は本実施例の電気泳動パターン分析装置のブロッ
ク図、第２図は同装置のメインルーチンのフロー、チャ
ート、第３図は本実施例で分析する電気泳動試料の模式
図、第４図は同電気泳動試料の濃度−頻度の関係を示す
ヒストグラム図、第５図、第６図、第７図はそれぞれ第
２図のフローチャートのサブルーチンを表すフローチャ
ートである。

まず、本実施例で分析する電気泳動試料１００を第３図
を参照して詳細に説明する。なお、この試料１００は従
来技術の項で説明されたものと同一である。

この電気泳動試料１００は、人の遺伝病の一つである鑓
状赤白球貧血症のＤＮＡをサザンプロット法で検定して
得られたものであり、基準領域１Ｏ１と被検領域１０２
．１０３．１０４とをもつ約１０ｃｏ＋ｘ　１０ｃｍの
寒天ゲルである。基準領域１０１と被検領１１！１０２
．１０３．１０４とは電気泳動方向と直角方向に配列さ
れている。基準領域１０１は後述の基準遺伝子物質への
電気泳動可能領域であり、被検領域１０２．１０３．１
０４はそれぞれ後述の被検遺伝子物質Ｂ、Ｃ，Ｄの電気
泳動可能領域である。

ここで、基準遺伝子物質Ａは、正常者のＤＮＡと鎌状赤
血球貧血症考のＤＮＡを混合した後で制限酵素ＭｓｔＩ
Ｉで切断したものの一部である。同様に、被検遺伝子物
質Ｂは被検者すのＤＮＡを制限酵素ＭｓｔＩ［で切断し
たものの一部であり、被検遺伝子物質Ｃは被検者ＣのＤ
ＮＡを制限酵素Ｍｓｔ［で切断したものの一部であり、
被検遺伝子物質りは被検者ｄのＤＮＡを制限酵素Ｍｓｔ
Ｉ［で切断したものの一部である。

基準領域１０１及び被検領域１０２．１０３．１０４は
それぞれは基準遺伝子物質Ａ及び被検遺伝子物質Ｂ、Ｃ
１Ｄを電気泳動試料の所定の電気泳動開始位置く図示せ
ず）に４３いて電気泳動方向と直角方向に配列した後で
所定時間だけ電気泳動させ、サザンプロット処理して１
本鎖に変性し、特定のＤＮＡプローブとハイブリダイズ
処理して構成されている。なお、前記した遺伝子物質の
各処理方法の詳細については、その説明を省略する。

電気泳動処理後の基準領域１０１は、正常者のＤＮＡの
電気泳動パターンであるバンドＢ１と、鎌状赤血球貧血
症考のＤＮＡの電気泳動後の帯状集積部であるバンドＢ
２とをもつ。

電気泳動処理後の被検領域１０２．１０３．１０４もま
たそれぞれ同様のバンドＢ３．８４、Ｂ５．１３６をも
つ。

この試料１００では、バンドＢ１．８３は電気泳動方向
の１．３５ｋｂの座標位置を中心に濃く大きく形成され
、バンドＢ２、Ｂ４は電気泳動方向の１．１５ｋｂの座
標位置を中心に濃く大きく形成され、バンドＢ５、Ｂ６
は電気泳動方向の１゜１５ｋｂ及び１．３５ｋｂの座標
位置を中心にやや濃く小さく形成されている。

次に、本実施例の電気泳動パターン分析装置を説明する
。

この電気泳動パターン分析装置は、第１図に示ずように
電気泳動試料１００を顕像する画像データ発生手段を構
成するＣＯＤ二次元ｍｍ装置１と、ＣＯＤ二次元囮像装
置１から出力される画像データを処理する画像処理装置
２とからなり、更に電気泳動試料１００をその裏面から
照明する背面照射型の発光ＭｉＨ３と、Ｉ１０インター
フェイス４と出力表示装置５とを具備している。

ＣＯＤ二次元兇像装冒１は、第１図に示すように、その
胤像面が電気泳動試料１００の電気泳動方向と平行にな
るように記聞されている５１２×５１２画素のＣＯＤエ
リアイメージセンサを内蔵している。

画像処理装置２は、第１図に示すように、基準バンドパ
ターン抽出手段と被検バンドパターン抽出手段とバンド
パターン比較手段とを構成する演算部（図示せず）と、
各種画像データを記憶する記憶部（図示せず）と、前記
演算部や前記記憶部ヤＩ　１０インタフエース４を制御
する制■部（図示せず）からなる画像処理装置である。

発光装頴３はキセノンランプであり、ＣＯＤ二次元撮像
装置１の層像周期と同期して発光するように構成されて
いる。

表示装置５はＣＲＴ表示装置である。

次にこの電気泳動パターン分析装置の動作を説明する。

ただし、以下において記載を簡単とするために、電気泳
動方向をＹ方向それと直角方向をＸ方向とする。

まずＣＯＤ二次元撮像装置１は電気泳動試料１００を画
像する。そして、ＣＯＤエリアイメージヒンυ（図示せ
ず）から各画素毎に出力される画像データを［１０イン
ターフエース４を介して画像処理装置２に出力する。

次に、前記画像データを受は取った画像処理装置２の動
作を第２図のフローチャートにより説明する。

まず、ＣＯＤ二次元躍象装四１から電気泳動試料１００
の画像データである出力信号を受は取る（３１００）。

なお受は取った画像データは！ｉ！準領域１０１の画像
データである基準画像データ及び被検領域１０２．１０
３．１０４の画像データである被検画像データを含んで
いる。

次に、ＩＳＳ両画像データ被検画像データとの両方を一
括処理して画像データの′ａ度−発生頻度特性を求める
（８２００）。この濃度−発生頻度特性を第４図に示す
。この濃度−発生頻度関係図は入力された画像データを
前記５１２Ｘ５１２個の画素単位に分割し、そして前記
各画素の出力（３号を１発生類度とし、そして各画素の
出力信号を濃度として作成したものである。

次に、得られた濃度−発生頻度特性を処理して濃度しき
い値を決定する（Ｓ３００）。この濃度しきい値の決定
方法を第４図を参照して説明すれば、所定の発生頻度し
きい１ｉａｘｔと濃度−発生頻度特性線とから、濃度し
きい値としてＤｊ＋、Ｄｔｒ、Ｄｔ３、Ｄｔ４をもとめ
る。ここで、濃度範囲Ｄａ（＝Ｄｔ＋”−０ｔｚ）内の
′ａ度に相当する画像データ、即ち出力信号は電気泳動
試料１０ＯのバンドＢ５、Ｂ６に対応する画素から得ら
れ、濃度範囲Ｄｂ（＝Ｄｔ３〜Ｄｔ４　）内の濃度に相
当する画像データ、即ち出力信号は電気泳動試料１００
のバンド８１〜Ｂ４に対応する画素から得られる。もち
ろん、発生頻度しきい１ａＸｔが小さい場合、濃度範囲
Ｄａ、！＝漠度範囲Ｄｂとは連続しても良い。

次に、得られた８１度しきい値Ｄｔ＋〜Ｄｔ４を使用し
て、全画素からの画像データを２値化する（３４００）
、ここでａｖ範囲［）ａ、［）ｂ内の画像データをもつ
画素は濃度１とし、それ以外の濃度範囲の画像データを
もつ画素は濃度Ｏとづる。

ただし、ＤＮＡ断片の少ない領域に対応する最低濃度し
きい値Ｄｔ＋以下の濃度の画素群の画像データは全て、
濃度０とする。

次に、２値化された画像データを処理して、バンド８１
〜Ｂ６に対応する２値化されたバンドパターンｂ１〜ｂ
６の二次元の重心座標と、その形状とを認識しく８５０
０）、バンドパターンｂ１〜ｂ６をそのＸ方向の重心座
標によって、基準バターンｂ１〜ｂ２と被検バンドパタ
ーンｂ３〜ｂ６とに区分し、更に基準領域１０１の基準
バンドパターンｂ１、ｂ２と被検領域１０２．１０３．
１０４の被検バンドパターンｂ３〜ｂ６との特徴を比較
しく５６００）、その比較結果により各被検遺伝子物質
の判定を実施する（８８００）。

次に、８５００に示すバンドパターン認識サブルーチン
を第５図により説明する。

まず各バンド８１〜Ｂ６のＸ方向及びＹ方向の重心位置
の座標をそれぞれ求め（Ｓ５１０）、次に各バンドパタ
ーンｂ１〜ｂ６の面積、フェレ径の積、縦横比を求める
（８５２０）。

次に３６００に示プバンドパターン特徴比較サブルーチ
ンを第６図により説明する。

まず、Ｘ方向の重心座標によって各バンドパターンｂ１
〜ｂ６を基準領域１０１、被検領域１０２．１０３．１
０４の各群に区分する（８６１０）次に、基準領域１０
１に区分された基準バンドパターンｂ１、ｂ２について
、それらのＹ方向の重°心座標から正常、異常を決定す
る（８６２０）。

本実施例では電気泳動距離の小さい基準バンドパターン
ｂ１が異常であり、それが大きい基準バンドパターンｂ
２が正常である。

次に、基準バンドパターンｂ１、ｂ２について、位置系
ａｙｓｎＭＪＮ及びＹｓｎＭＡＸと形状係数ＳｓｎＭＩ
Ｎ、ＳｓｎＭＡＸ、ＦｓｎＭＩＮ、「ｓｎＭＡＸ、ｌ−
１ｓ　ｎ　Ｍ　Ｉ　Ｎ、）−１ｓ　ｎ　Ｍ　Ａ　Ｘを求
める（３６３０）。なお、上述した各基準バンドパター
ンｂ１、ｂ２の位置係数及び形状係数の鋒出方法につい
ては後述する。

次に被検領域ｉ号を示ずｉｉ！ｉ１ｇ！処理装置２に内
蔵のアキュムレータＲＸに１を置き（Ｓ６４０）、アキ
ュムレータＲｘが被検領域数（ここでは３）を越えたか
どうかを調べ（Ｓ６５０）、越えればこのサブルーチン
を終了してリターンし、越えていなければ、アキュムレ
ータＲＸの置数に相当する被検領域内の被検バンドパタ
ーンのデータを再生する（８６６０）。

なお、ここでは、Ｒｘは１であり、被横領［１Ｏ２内の
被検バンドパターンｂ３のデータを読み出し、Ｒｘ−２
では同様に被検バンドパターンｂ４のデータを読み出し
、ＲＸ−３では被検領域１０４内の被検バンドパターン
ｂ５、ｂ６のデータを読み出す。

次に、５６２０で判別した異常な基準バンドパターンｂ
１の位置係数と、被検領域１０２の被検バンドパターン
ｂ３の重心座標とを比較し、被検領域１０２が基準バン
ドパターンｂ１と同一位置とみなぼる被検バンドパター
ンをもつかどうかを試べ（Ｓ６７０）、もつ場合には＋
ＣＨｔフラグをクリアしく５６９０）、もたない場合に
はＩＣＨｉフラグを立てる（８６８０）。

次に、同様に異常な基準バンドパターン１ｂの形状係数
と被検領！４１０２の被検バンドパターンｂ３の形状デ
ータとを比較し、被検領域１０２が基準バンドパターン
ｂ１と同一形状とみなせる被検バンドパターンをもつか
どうかを試べ（Ｓ７００）、もつ場合にはＫＥ　ｒＪＹ
ｏ　ｉフラグをクリアしく５７２０）、もたない場合に
はＫＥＩＪＹＱｉフラグを立てる（Ｓ７１０）、。

次に８６７０と同様の方法で、被検領域１０２が正常な
基準バンドパターンｂ２と同一位置とみなせる被検バン
ドパターンをもつかどうかをしらべ（８７３０）、もつ
場合にはフラグＩ　ＣＨｓをクリアしく５７５０）、も
たない場合にはフラグＩ　Ｃ）−１ｓを立てる（Ｓ７４
０）。

次に、５７００と同様の方法で、被検領＋４１０２が基
準バンドパターンｂ２と同一形状とみなせる被検バンド
パターンをもつがどうがをしらべ（Ｓ７６０）、もつ場
合にはＫＥＩＪＹＯｓフラグをクリアしく８７８０）、
もたない場合にはＫＥＩＪＹＯＳフラグを立てる（８７
７０）。

次に、前記各フラグをメモリにストアし、アキュムレー
タＲｘに１を加算しく５７９２）、全被検領域１０３．
１０４に対しても同じ動作を実行し、各被検領域１０２
．１０３．１１０４ｋ関しＴ、前記した各フラグを求め
る。

以下に前記した基準バンドパターンｂｌ、ｂ２の位置係
数及び形状係数について述べる。

位置係数は各基準バンドパターンｂ１、ｂ２のＹ方向の
即ちＹ座標の最小値及び最大値ＹＳｎＭＩＮ、ＹｓｎＭ
ＡＸで構成され、それぞれＹＳｎＭＩＮ＝Ｙｓｎ−αＦ
ｙｓｎ ＹｓｎＭＡＸ−Ｙｓｎ−＋−ａＦｙｓｎである。ここで
ＹＳｎは基準バンドパターンｂ１、ｂ２のＹ方向の重心
座標、αは予め設定された係数、Ｆｙｓｎはサブルーチ
ン５００の８５２０で求めた基準バンドパターンｔ）１
、ｂ２のＹ方向のフ１し径である。また前記した符号ｎ
は基準バンドパターンｂ１に対しては１、基準バンドパ
ターンｂ２に対しては２である。

形状係数は、各基準バンドパターンｂ１、ｂ２の面積の
最小値及び最大ｆ１１３ｓｎＭＩＮ％３ｓｎＭＡＸと、
そのフエレ径の積の最小値及び最大値ＦｓｎＭＩＮ、Ｆ
ｓｎＭＡＸと、その縦横比の最小値及び最大値ＨｓｎＭ
ｒＮ、ＨｓｎＭＡＸとからなる。

ＳＳｓｎＭＩＮ−３ｓｎｘβｍｉｎ ＳｓｎＭＡＸ−８ｓｎｘβｍａｘ ＦｓｎＭ　ＩＮ＝ＦｙｓｎｘＦｘｓｎｘβｍｉｎＦｓｎ
ＭＡＸ−ＦｙｓｎｘＦｘｓｎｘβｍａｘ１−１　ｓ　ｎ
　Ｍ　Ｉ　　Ｎ　＝ （Ｆｙｓｎ／Ｆｘｓｎ）ｘβｍ１ｎ Ｈｓ　　ｎ　Ｍ　Ａ　Ｘ　− （Ｆｙｓｎ／Ｆｘｓｎ）ｘβｍａｘ ここで、３ｓｎは基準バンドパターンの面積、βｍｉｎ
、βｍａｘは予め設定した係数、Ｆｙｓｎは前述したよ
うに基準バンドパターンｂ１、ｂ２のＹ方向のフエレ径
、］ＸＳｎは基準バンドパターンｂ１、ｂ２の方向のフ
エレ径である。また符号ｎは基準バンドパターンｂ１に
対しては１、基準バンドパターンｂ２に対しては２であ
る。

好ましい一例において、αは０．５、βｍｉｎは０．６
、βｍａｘは１．５に設定するとよい。

次に、ステップ８００のサブルーチンを第７図のフロー
チャートにより説明する。

まず、被検ｆｒＪ域を表わすアキュムレータＲＸに１を
置き（Ｓ８１０）　、Ｒｘ−１に相当する被検領域１０
２ｆ７）各７ラグｌＣＨ３１ＫＥ　ＩＪＹＯｓ。

ＫＦＩＪＹＯｉをメモリから読み出す（８８２０）以下
、各フラグにより被検領域１０２のフラグを判定してい
く。

まずＩＣＨ８−０かつＫＥ　Ｉ　ＪＹＯｓ−０、即ち、
正常な基準バンドパターンｂ２と位置、形状とも同一か
どうかを判断しく８８３０）、同一の場合（８８４０）
は正常者と判断する。

次に、］　Ｃｌ−１ｉ　−０かつＫＥ　Ｉ　ＪＹＯｉ　
−０１即ち、異常な基準バンドパターンｂ１と位置、形
状とも同一かどうかを判断しく５８５０）、同一の場合
（よ異常者と判断する（８８６０）。

次に、１ｃＨｓ＝ｏかつＫＥ　Ｉ　ＪＹＯｓ＝ＦＬＧ１
即ち、正常な基準バンドパターンｂ２と位置が同一でか
つ形状が異なるかどうかを判断しく５８７０）、そうで
なければ再検査する（３８９０）次に、Ｉ　ＣＨｉ　−
０かつＫＥ　ＩＪＹＯ１−ＦＬＧ、即ち、異常な基準バ
ンドパターンｂ１と位置が同一でかつ形状が異なるかど
うかを判断し、そうでなければ再検査する（Ｓ８９０）
。そうであれば保因者と判断する（８９００）。

５８４０．５８９０％８９００の実行後に、アキュムレ
ータＲｘに１を加算しく５９１０）、アキュムレータＲ
ｘの置数が被検領域１０２．１０３．１０４の数（本実
施例では３である）を越えたかどうかをしらべ（３９２
０）、越えるまで、即ち、全被検領［１０２，１０３，
１０４に対して実行する。

結局このサブルーチンにより、被検領域１０２は正常者
と、被検領！４１０３は異常者と、被検領域１０４は保
因者と判定される。

以上説明した如く、本実施例の装置によれば従来の人間
の目で見て判断してきたバンド配列パターンの解析・判
定作業を自動化・機械化することが可能となり、試料の
人聞、自動処理ができる。

また、電気泳動試料１００に並列に配置される被検遺伝
子物質が増加しても、基準バンドパターンと遠く離れた
被検バンドパターンを正確に比較できる。従って１個の
電気泳動試料中に数多くの被検遺伝子物質を配置できる
。

また、目視の場合に比べて、基準バンドパターン及び被
検バンドパターンの位置、形状の測定が極めて正確にで
きるので、各遺伝子物質を長時間電気泳動して電気泳動
方向に隣接する２個のバンド間の距離を確保する必要が
ない。従って分析時間を短縮でき、また電気泳動試料を
小型化することができる。

尚、前記実施例ではＭ準領域を１本としたが、これを、
例えば健常者と異常者で別々に分けて２本にしても本願
の方法は応用可能である。更に、基準及び被検領域内の
バンド数が増えても、その処理方法は変らない。従って
本願による方法は、親子鑑定、個体識別を目的とした人
の遺伝子検定はもとより、あらゆる生物体の検定にも応
用可能である。

また、本実施例で濃度しきい値は電気泳動試料全体で計
算していたが、基準領域及び各被検領域毎に計算しても
よい。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明の遺伝子物質の電気泳動パタ
ーン分析装置は、基準及び被検領域をもつ電気泳動試料
を撮像する画像データ発生手段と、画像データ発生手段
の出力信号を処理する基準バンドパターン抽出手段、被
検バンドパターン抽出手段そしてバンドパターン比較手
段とを備えているので、従来の目視作業に比較して試料
の多少に拘らず、電気泳動試料の正確な分析が可能とな
る。

更に本発明によれば、基準及び被検遺伝子物質が少なく
ても、電気泳動時間が短＜’Ｕも、電気泳動試料中の被
検領域数がたとえば１００以トといった多数であっても
、正確な分析が可能となる。

従って、本発明によれば、従来よりも安価かつ高速に分
析を実行できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の電気泳動パターン分析装置のブロッ
ク図、第２図は同装置のメインルーチンのフローチャー
ト、第３図は本実施例で使用する電気泳動試料の模式図
、第４図は同電気泳動試料の濃度−発生頻度関係を示す
ヒストグラム図、第５図、第６図、第７図は前記フロー
チャートのサブルーチンを示すフローチャートである。 １・・・ＣＯＤ二次元撮像装置 （画像データ発生手段） ２・・・画像処理装置 （基準バンドパターン抽出手段） （被検バンドパターン） （バンドパターン比較手段） 特許出願人　　アイシン精機株式会社 代理人　　　弁理士　　大川　宏 第１図 Ｘ ＄５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気泳動方向と直角方向に配置された少なくとも
   １個の基準遺伝子物質および少なくとも１個の被検遺伝
   子物質とを同時に電気泳動して得られた、電気泳動方向
   に配列した複数のバンドをもつ基準領域及び少なくとも
   １個の被検領域をもつ電気泳動試料を光学的に読取り、
   前記基準領域に対応する基準画像データ及び前記被検領
   域に対応する被検画像データを出力する画像データ発生
   手段と、 前記基準画像データから基準領域の前記バンドの前記電
   気泳動方向の位置座標とその２次元形状とに関する基準
   バンドパターンを抽出する基準バンドパターン抽出手段
   と、 前記被検画像データから被検領域の前記バンドの前記電
   気泳動方向の位置座標とその２次元形状とに関する被検
   バンドパターンを抽出する被検バンドパターン抽出手段
   と、 前記基準バンドパターンと前記被検バンドパターンとを
   比較して前記被検領域の特性を決定するバンドパターン
   比較手段と、 からなることを特徴とする遺伝子物質の電気泳動パター
   ン分析装置。