JPH05332992A - 電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動装置Info
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- JPH05332992A JPH05332992A JP4138568A JP13856892A JPH05332992A JP H05332992 A JPH05332992 A JP H05332992A JP 4138568 A JP4138568 A JP 4138568A JP 13856892 A JP13856892 A JP 13856892A JP H05332992 A JPH05332992 A JP H05332992A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- dna
- temperature
- electrophoresis
- sample introduction
- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
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- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
- G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＮＡの塩基配列を自動的に決定できるよう
にする。 【構成】 電気泳動装置は、試料導入部２と温度コント
ローラ１０と電気泳動手段とを備えている。試料導入部
２は、試料を導入するものである。温度コントローラ１
０は、試料導入部２を温度制御するものである。電気泳
動手段は、温度コントローラ１０により温度制御された
試料に対してゲルを用いて試料を電気泳動させるもので
ある。
にする。 【構成】 電気泳動装置は、試料導入部２と温度コント
ローラ１０と電気泳動手段とを備えている。試料導入部
２は、試料を導入するものである。温度コントローラ１
０は、試料導入部２を温度制御するものである。電気泳
動手段は、温度コントローラ１０により温度制御された
試料に対してゲルを用いて試料を電気泳動させるもので
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気泳動装置、特に、
ゲルを用いて電気泳動処理を行うための電気泳動装置に
関する。
ゲルを用いて電気泳動処理を行うための電気泳動装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＤＮＡの塩基配列を決定するた
めの手法として、スラブゲル方式又はキャピラリーゲル
方式を用いた電気泳動法が採用されている。この種の電
気泳動法では、Ｍ１３ベクターやプラスミドｐｕｃを用
いたサンガー法によるシーケンスでＤＮＡの塩基配列を
決定することが行われている。プラスミドｐｕｃを用い
たサンガー法では、プラスミドｐｕｃの特性によりスタ
ッキング現象が生じ、長いシーケンスを組むことができ
ない。これを解決するために、高温ポリメラーゼを用い
たＰＣＲ法が提案されている。ＰＣＲ法では、熱変性と
プライマーのアニーリングとＤＮＡポリメラーゼによる
ＤＮＡ合成とを繰り返して実行し、ＤＮＡを増幅する。
ＰＣＲ法の原理を取り入れてサンガー法を実行すると、
シーケンスの読取り数が増加し、また電気泳動時の読取
り精度が向上する。
めの手法として、スラブゲル方式又はキャピラリーゲル
方式を用いた電気泳動法が採用されている。この種の電
気泳動法では、Ｍ１３ベクターやプラスミドｐｕｃを用
いたサンガー法によるシーケンスでＤＮＡの塩基配列を
決定することが行われている。プラスミドｐｕｃを用い
たサンガー法では、プラスミドｐｕｃの特性によりスタ
ッキング現象が生じ、長いシーケンスを組むことができ
ない。これを解決するために、高温ポリメラーゼを用い
たＰＣＲ法が提案されている。ＰＣＲ法では、熱変性と
プライマーのアニーリングとＤＮＡポリメラーゼによる
ＤＮＡ合成とを繰り返して実行し、ＤＮＡを増幅する。
ＰＣＲ法の原理を取り入れてサンガー法を実行すると、
シーケンスの読取り数が増加し、また電気泳動時の読取
り精度が向上する。
【０００３】従来、この種のＰＣＲ法を用いたサンガー
法による処理と電気泳動とは完全に分離され、サンガー
法による処理を行った試料をピペット等で取り出し、電
気泳動装置に与えている。そして、その間の操作は手操
作となっている。
法による処理と電気泳動とは完全に分離され、サンガー
法による処理を行った試料をピペット等で取り出し、電
気泳動装置に与えている。そして、その間の操作は手操
作となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
ＰＣＲ法を用いたサンガー法による処理と、電気泳動に
よる処理とを別々の装置で行わなければならないので、
ＤＮＡの塩基配列の決定を自動化することが困難であ
る。本発明の目的は、ＤＮＡの塩基配列を自動的に決定
できるようにすることにある。
ＰＣＲ法を用いたサンガー法による処理と、電気泳動に
よる処理とを別々の装置で行わなければならないので、
ＤＮＡの塩基配列の決定を自動化することが困難であ
る。本発明の目的は、ＤＮＡの塩基配列を自動的に決定
できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気泳動装
置は、試料導入部と温度制御部と電気泳動手段と計測手
段とを備えている。試料導入部は、試料を導入するもの
である。温度制御部は、試料導入部を温度制御するもの
である。電気泳動手段は、温度制御部により温度制御さ
れた試料に対しゲルを用いて試料を電気泳動させるもの
である。計測手段は、電気泳動手段により分離された試
料を計測するものである。
置は、試料導入部と温度制御部と電気泳動手段と計測手
段とを備えている。試料導入部は、試料を導入するもの
である。温度制御部は、試料導入部を温度制御するもの
である。電気泳動手段は、温度制御部により温度制御さ
れた試料に対しゲルを用いて試料を電気泳動させるもの
である。計測手段は、電気泳動手段により分離された試
料を計測するものである。
【０００６】
【作用】本発明に係る電気泳動装置では、試料導入部に
試料が導入されると、温度制御部により導入された試料
が温度制御される。そして温度制御された試料に対して
電気泳動手段により電気泳動処理が実行され、計測手段
により試料の計測がなささる。ここでは、温度制御部に
よる試料導入部に対する温度制御によりＰＣＲ法が実現
でき、ＰＣＲ法を用いたサンガー法による処理と電気泳
動処理とが連続して実現できる。このためＤＮＡの塩基
配列の決定を自動化することができる。
試料が導入されると、温度制御部により導入された試料
が温度制御される。そして温度制御された試料に対して
電気泳動手段により電気泳動処理が実行され、計測手段
により試料の計測がなささる。ここでは、温度制御部に
よる試料導入部に対する温度制御によりＰＣＲ法が実現
でき、ＰＣＲ法を用いたサンガー法による処理と電気泳
動処理とが連続して実現できる。このためＤＮＡの塩基
配列の決定を自動化することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例による電気泳動装
置を示している。図において、電気泳動装置は、ガラス
キャピラリー１の上部に配置された試料導入部２と、下
部に配置された泳動槽３とから主に構成されている。ガ
ラスキャピラリー１内にはポリアクリルアミドゲルが収
納されている。試料導入部２には、電解質のバッファ液
４の他に、試料５とＤＮＡポリメラーゼやサンガー試薬
等の試薬とが供給され得るようになっている。また、泳
動槽３にはバッファ液４が貯溜されるようになってい
る。試料導入部２及び泳動槽３には、電極６が配置され
ている。電極６は、高電圧電源装置７に接続されてい
る。
置を示している。図において、電気泳動装置は、ガラス
キャピラリー１の上部に配置された試料導入部２と、下
部に配置された泳動槽３とから主に構成されている。ガ
ラスキャピラリー１内にはポリアクリルアミドゲルが収
納されている。試料導入部２には、電解質のバッファ液
４の他に、試料５とＤＮＡポリメラーゼやサンガー試薬
等の試薬とが供給され得るようになっている。また、泳
動槽３にはバッファ液４が貯溜されるようになってい
る。試料導入部２及び泳動槽３には、電極６が配置され
ている。電極６は、高電圧電源装置７に接続されてい
る。
【０００８】試料導入部２には熱源８が接続されてい
る。熱源８は、試料導入部２に供給される試料５と、Ｄ
ＮＡポリメラーセとの混合液を加熱冷却し、所定のＰＣ
Ｒのサイクルを実行するためのものである。また試料導
入部２には温度センサ９が配置されている。熱源８及び
温度センサ９は温度コントローラ１０に接続されてい
る。温度コントローラ１０は、温度センサ９の検出結果
により、熱源８をＰＣＲ用熱サイクルで制御するための
ものである。
る。熱源８は、試料導入部２に供給される試料５と、Ｄ
ＮＡポリメラーセとの混合液を加熱冷却し、所定のＰＣ
Ｒのサイクルを実行するためのものである。また試料導
入部２には温度センサ９が配置されている。熱源８及び
温度センサ９は温度コントローラ１０に接続されてい
る。温度コントローラ１０は、温度センサ９の検出結果
により、熱源８をＰＣＲ用熱サイクルで制御するための
ものである。
【０００９】試料導入部２には、バッファ液供給部１１
の供給管の先端が配置されている。バッファ液供給部１
１にはバッファ液供給制御部１２が接続されている。バ
ッファ液供給制御部１２は、ＰＣＲ処理が終了すると、
バッファ液供給部１１を制御してバッファ液を試料導入
部２に供給する。ガラスキャピラリー１の中間部には蛍
光読取り装置１３が配置されている。蛍光読取り装置１
３は、電気泳動している精製物のＤＮＡ末端に結合して
いる蛍光色素を検出するためのものである。蛍光読取り
装置１３は、レーザ源１４と、レーザ源１４から照射さ
れたレーザ光をガラスキャピラリー１内で集束させるた
めの集束レンズ１５と、ガラスキャピラリー１内を透過
した光を平行光にするためのレンズ１６と、レンズ１６
を透過した光の波長を検出するための干渉フィルタ１７
と、干渉フィルタ１７を透過した光を検出するためのフ
ォトマルチプライヤー（ＰＭ）１８とから構成されてい
る。
の供給管の先端が配置されている。バッファ液供給部１
１にはバッファ液供給制御部１２が接続されている。バ
ッファ液供給制御部１２は、ＰＣＲ処理が終了すると、
バッファ液供給部１１を制御してバッファ液を試料導入
部２に供給する。ガラスキャピラリー１の中間部には蛍
光読取り装置１３が配置されている。蛍光読取り装置１
３は、電気泳動している精製物のＤＮＡ末端に結合して
いる蛍光色素を検出するためのものである。蛍光読取り
装置１３は、レーザ源１４と、レーザ源１４から照射さ
れたレーザ光をガラスキャピラリー１内で集束させるた
めの集束レンズ１５と、ガラスキャピラリー１内を透過
した光を平行光にするためのレンズ１６と、レンズ１６
を透過した光の波長を検出するための干渉フィルタ１７
と、干渉フィルタ１７を透過した光を検出するためのフ
ォトマルチプライヤー（ＰＭ）１８とから構成されてい
る。
【００１０】温度コントローラ１０、バッファ液供給制
御部１２、高電圧電源装置７、レーザ源１４及びフォト
マルチプライヤー１８は、データ制御解析装置１９に接
続されている。データ制御解析装置１９は、各部を制御
するとともに、フォトマルチプライヤー１８からの出力
に基づいて、ＤＮＡの塩基配列を決定する。次に、上述
の実施例の動作について説明する。
御部１２、高電圧電源装置７、レーザ源１４及びフォト
マルチプライヤー１８は、データ制御解析装置１９に接
続されている。データ制御解析装置１９は、各部を制御
するとともに、フォトマルチプライヤー１８からの出力
に基づいて、ＤＮＡの塩基配列を決定する。次に、上述
の実施例の動作について説明する。
【００１１】まず試料導入部２に、試料５と、ＰＣＲ反
応に必要なＤＮＡポリメラーゼと、サンガー試薬とを供
給する。そして、この状態で温度コントローラ１０によ
り熱源８を制御し、試料導入部２内に供給された混合液
に対し温度制御を行う。ここでは、図２に示すように、
まず混合液を約１分間９５℃に維持し、プラスミドの熱
変成により、ＤＮＡの１本鎖への変性を行う。続いて混
合液の温度を５５℃まで冷却し、その状態を３０秒間程
度維持する。ここで、１本鎖になったＤＮＡとプライマ
ーとのアニーリングが行われる。そして、混合液を７５
℃程度まで加熱し、１分〜３分間程度その状態を維持す
る。これにより、ＤＮＡポリメラーゼによるＤＮＡ鎖の
伸長反応が行われる。このサイクルを１０〜３０サイク
ル繰り返し、最後に７０℃で７分間温度を維持し、ＰＣ
Ｒのサイクルを終了する。これにより、ＤＮＡが増幅す
る。またこのとき、サンガー試薬が投入されているの
で、ポリメラーゼによるＤＮＡ伸長反応時にサンガー反
応が行われ、相補鎖ＤＮＡの合成が行われ、ＤＮＡ精製
物の一端がそれぞれ４種類の塩基で特異的に停止したあ
らゆる鎖長の相補鎖ＤＮＡが合成される。
応に必要なＤＮＡポリメラーゼと、サンガー試薬とを供
給する。そして、この状態で温度コントローラ１０によ
り熱源８を制御し、試料導入部２内に供給された混合液
に対し温度制御を行う。ここでは、図２に示すように、
まず混合液を約１分間９５℃に維持し、プラスミドの熱
変成により、ＤＮＡの１本鎖への変性を行う。続いて混
合液の温度を５５℃まで冷却し、その状態を３０秒間程
度維持する。ここで、１本鎖になったＤＮＡとプライマ
ーとのアニーリングが行われる。そして、混合液を７５
℃程度まで加熱し、１分〜３分間程度その状態を維持す
る。これにより、ＤＮＡポリメラーゼによるＤＮＡ鎖の
伸長反応が行われる。このサイクルを１０〜３０サイク
ル繰り返し、最後に７０℃で７分間温度を維持し、ＰＣ
Ｒのサイクルを終了する。これにより、ＤＮＡが増幅す
る。またこのとき、サンガー試薬が投入されているの
で、ポリメラーゼによるＤＮＡ伸長反応時にサンガー反
応が行われ、相補鎖ＤＮＡの合成が行われ、ＤＮＡ精製
物の一端がそれぞれ４種類の塩基で特異的に停止したあ
らゆる鎖長の相補鎖ＤＮＡが合成される。
【００１２】ＰＣＲサイクルが終了すると、バッファ液
供給部１１からバッファ液４が試料導入部２に供給され
る。そして電極６に高電圧電源装置７から高電圧が印加
される。これにより電気泳動が開始される。電気泳動が
開始されると、ＤＮＡ合成物がポリアクリルアミドゲル
内を移動し、分子量の大きさ等にしたがって分離され
る。そして図１に示すようなＤＮＡバンド２０が生じ
る。各ＤＮＡバンド２０には蛍光色素が加えられている
ので、レーザ光を照射するとレーザ光により発色する。
このため、その蛍光をフォトマルチプライヤー１８で受
け波長を分析すれば、ＤＮＡの塩基の種類を特定でき、
ＤＮＡの塩基配列を決定できる。
供給部１１からバッファ液４が試料導入部２に供給され
る。そして電極６に高電圧電源装置７から高電圧が印加
される。これにより電気泳動が開始される。電気泳動が
開始されると、ＤＮＡ合成物がポリアクリルアミドゲル
内を移動し、分子量の大きさ等にしたがって分離され
る。そして図１に示すようなＤＮＡバンド２０が生じ
る。各ＤＮＡバンド２０には蛍光色素が加えられている
ので、レーザ光を照射するとレーザ光により発色する。
このため、その蛍光をフォトマルチプライヤー１８で受
け波長を分析すれば、ＤＮＡの塩基の種類を特定でき、
ＤＮＡの塩基配列を決定できる。
【００１３】ここでは、ＰＣＲ法を用いたサンガー処理
と電気泳動とを１つの装置で連続して行えるので、前処
理及び電気泳動による塩基配列の決定を自動化すること
ができる。 〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例ではキャピラリーゲル電気泳動法の
場合を例に説明したが、スラブゲル電気泳動法等の他の
ゲル電気泳動法にも本発明を適用できることは言うまで
もない。 （ｂ） 前記実施例では、ＤＮＡ配列を蛍光読取り方式
を用いて決定したが、本発明はこれに限られるものでは
なく、マススペクトル法等の他の読取り方法を用いても
よい。
と電気泳動とを１つの装置で連続して行えるので、前処
理及び電気泳動による塩基配列の決定を自動化すること
ができる。 〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例ではキャピラリーゲル電気泳動法の
場合を例に説明したが、スラブゲル電気泳動法等の他の
ゲル電気泳動法にも本発明を適用できることは言うまで
もない。 （ｂ） 前記実施例では、ＤＮＡ配列を蛍光読取り方式
を用いて決定したが、本発明はこれに限られるものでは
なく、マススペクトル法等の他の読取り方法を用いても
よい。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る電気泳動装置では、試料導
入部を温度制御できるようにしたので、温度制御による
ＰＣＲ法等の前処理と電気泳動とを連続して行うことが
できる。このため、試料の前処理から電気泳動によるＤ
ＮＡの塩基配列の決定までを自動化することができる。
入部を温度制御できるようにしたので、温度制御による
ＰＣＲ法等の前処理と電気泳動とを連続して行うことが
できる。このため、試料の前処理から電気泳動によるＤ
ＮＡの塩基配列の決定までを自動化することができる。
【図１】本発明の一実施例による電気泳動装置の全体模
式図。
式図。
【図２】ＰＣＲサイクルを示すグラフ。
２ 試料導入部 ３ 泳動槽 ６ 電極 ７ 高電圧電源装置 ８ 熱源 １０ 温度コントローラ １３ 蛍光読取り装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8931−4Ｂ Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】試料を導入する試料導入部と、 前記試料導入部を温度制御する温度制御部と、 前記温度制御部により温度制御された試料に対しゲルを
用いて前記試料を電気泳動させる電気泳動手段と、 前記電気泳動手段により分離された試料を計測する計測
手段と、を備えた電気泳動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138568A JPH05332992A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電気泳動装置 |
| US08/066,244 US5370782A (en) | 1992-05-29 | 1993-05-25 | Electrophoretic apparatus |
| DE69333165T DE69333165T2 (de) | 1992-05-29 | 1993-05-27 | Elektrophoresevorrichtung |
| EP93108618A EP0572023B1 (en) | 1992-05-29 | 1993-05-27 | Electrophoretic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138568A JPH05332992A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電気泳動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332992A true JPH05332992A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15225182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4138568A Pending JPH05332992A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電気泳動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5370782A (ja) |
| EP (1) | EP0572023B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05332992A (ja) |
| DE (1) | DE69333165T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5759375A (en) * | 1996-05-17 | 1998-06-02 | Purdue Research Foundation | Miniaturized disposable gels for DNA analysis |
| WO1998008978A1 (en) * | 1996-08-27 | 1998-03-05 | Visible Genetics Inc. | Apparatus and method for performing sequencing of nucleic acid polymers |
| US6299747B1 (en) | 1997-12-17 | 2001-10-09 | Cetek Corporation | Capillary electrophoretic methods to detect new biologically active compounds in complex biological material |
| US6524866B1 (en) | 1997-12-24 | 2003-02-25 | Cetek Corporation | Capillary electrophoretic method to detect target-binding ligands and to determine their relative affinities |
| US6432651B1 (en) | 1998-07-10 | 2002-08-13 | Cetek Corporation | Method to detect and analyze tight-binding ligands in complex biological samples using capillary electrophoresis and mass spectrometry |
| US20020028434A1 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-07 | Guava Technologies, Inc. | Particle or cell analyzer and method |
| DE112010002222B4 (de) | 2009-06-04 | 2024-01-25 | Leidos Innovations Technology, Inc. (n.d.Ges.d. Staates Delaware) | Mehr-Proben-Mikrofluidchip fur DNA-Analyse |
| GB2497501A (en) | 2010-10-15 | 2013-06-12 | Lockheed Corp | Micro fluidic optic design |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1086463B (it) * | 1977-09-06 | 1985-05-28 | Fisauli Francesco | Densitometro per la determinazione quantitativa di frazioni proteiche separate per via elettroforetica,particolarmente per la diagnosi clinica |
| CA1258611A (en) * | 1984-01-16 | 1989-08-22 | Lloyd M. Smith | Method of dna sequencing |
| JP3023793B2 (ja) * | 1988-02-16 | 2000-03-21 | アプライド バイオシステムズ インコーポレイテッド | 毛管電気泳動方法及びその装置 |
| US5074981A (en) * | 1989-04-26 | 1991-12-24 | The University Of Tennessee Research Corporation | High speed gel electrophoresis |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4138568A patent/JPH05332992A/ja active Pending
-
1993
- 1993-05-25 US US08/066,244 patent/US5370782A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-27 EP EP93108618A patent/EP0572023B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-27 DE DE69333165T patent/DE69333165T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0572023A2 (en) | 1993-12-01 |
| US5370782A (en) | 1994-12-06 |
| DE69333165D1 (de) | 2003-10-02 |
| EP0572023A3 (en) | 1995-09-20 |
| EP0572023B1 (en) | 2003-08-27 |
| DE69333165T2 (de) | 2004-06-03 |
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